Sekuens Genome Lengkap Janin dari Darah Ibunya

Tinuku
News KeSimpulan.com - Genome janin tersembunyi dalam darah ibunya. Sebuah genome lengkap janin dapat dideduksi dari DNA ibunya.

Metode ini memungkinkan untuk mengetahui seluruh genome janin yang sedang berkembang hanya dari darah ibunya, berpotensi menawarkan cara non-invasif (cara invasif seperti chorionic villus sampling (CVS) atau amniocentesis) untuk setiap penyakit bawaan pada calon orang tua.

Para ilmuwan di Hong Kong dan Amerika Serikat telah memetakan ratusan ribu variasi kode DNA yang tersebar di seluruh genome janin dalam rangka untuk menentukan apakah akan mewarisi kelainan. Pendekatan yang sama dapat menunjukkan beberapa bulan sebelum bayi lahir apakah telah mewarisi cystic fibrosis, sickle-cell anaemia, rhesus disease dan penyakit lainnya. Juga dapat menentukan sekuens genome lengkap sebelum bayi lahir.

"Studi kami 100 persen jauh dari manfaat komersial, tetapi ini akan berubah," kata Charles Cantor, salah satu anggota tim dan penasehat ilmiah utama di perusahaan pengujian genetik, Sequenom (berbasis di San Diego, California). Hasil kerja tim dilaporkan kemarin di Science Translational Medicine.

Hasil temuan menjadi sebuah bangunan fragmen DNA janin yang hadir dalam plasma ibu dimana banyak perusahaan dan ilmuwan lain berusaha untuk mengembangkan tes DNA prenatal sebagai alternatif dengan amniocentesis dan cara invasif lain untuk mengumpulkan DNA dari sebuah janin berkembang yang meningkatkan risiko keguguran.

DNA janin dalam darah seorang ibu sudah bisa mengungkap jenis kelamin bayi dan sifat-sifat lainnya yang diwarisi dari ayah. Tetapi memilih genome janin dari ibunya jauh lebih sulit, kata Dennis Lo, kimiawan patologi dari Chinese University di Hong Kong, yang memimpin penelitian. Jika seorang ibu memiliki dua versi yang berbeda atau alleles dari gen, pengujian genetik konvensional tidak dapat digunakan untuk menentukan mana alleles yang diwariskan kepada anaknya karena di dalam darah mengandung keduanya.

Lo dihadapkan dengan masalah ini dengan mempelajari pasangan masing-masing yang membawa berbagai jenis mutasi pada gen yang terlibat dalam pembuatan hemoglobin. Janin wanita mewarisi satu allele dari ibunya dan satu dari ayahnya yang memberikan 25% kemungkinan untuk mendapatkan dua allele sehat, 50% kemungkinan satu allele yang salah dan satu sehat, dan 25% kemungkinan untuk mendapatkan dua allele bermutasi bersama-sama sehingga menyebabkan beta-thalassaemia, gangguan darah fatal yang disebabkan oleh penyerapan oksigen rendah.

Para dokter mengumpulkan DNA janin saat 12 minggu kehamilan dengan menggunakan metode invasif. Pada saat yang sama, tim Lo mengambil darah dari ibu dan ayah untuk melihat apakah DNA mereka datang dengan jawaban yang sama. Tim peneliti lalu melakukan sekuens puluhan miliar DNA base pairs yang ditemukan dalam darah ibu dan membandingkan genome ibu dan genome ayah sekitar 900.000 poin.

Dengan melihat mutasi ayah yang muncul dalam darah ibu menunjukkan bahwa janin mewarisi allele ayahnya yang salah. Tetapi untuk mengetahui apakah mutasi ibu juga berhasil masuk ke DNA janin, tim Lo mengembangkan cara untuk menghitung masing-masing allele ibu sehat dan mutasi yang muncul dalam sampel darah.

Jika mereka hadir dalam proporsi yang sama berarti anak memang mewarisi mutasi penyakit dari induknya dengan dosis ganda gen yang rusak mengakibatkan beta-thalassemia. Namun, tim Lo menemukan lebih dari allele sehat dimana janin mewarisi salinan gen ibu yang benar dan tidak akan berkembang beta-thalassemia.

DNA dikumpulkan langsung dari janin untuk dikonfirmasi, apakah ini sebuah generasi baru? Tim Lo akhirnya melakukan sekuens 94% dari DNA janin. Tetapi karena urutan yang disimpulkan dari scan gen orang tua mereka, sekuens genome lengkap orang tua (daripada perbandingan 900.000 poin) diperlukan untuk mendapatkan genome lengkap janin, kata Lo yang sebelumnya mempelajari Down syndrome dari DNA.

"Saya yakin sebagian besar sekuens genome janin di darah ibunya," kata Quake Steve, bioengineer dari Stanford University di California. Seorang mahasiswa pascasarjana di lab, Christina Fan, menggunakan pendekatan yang sama untuk membedakan DNA janin dari ibunya yang dilaporkan ke server preprint Nature Precedings.

Namun, saat ini analisis terlalu rumit dan mahal untuk aplikasi klinis. "Pada saat ini, mungkin biaya mencapai US$200.000 per kasus. Pemotongan dan efesiensi biaya menjadi sangat penting," kata Lo.

Sinuhe Hahn, biolog molekuler dari Basel University di Swiss, menyebut sebagai "generasi baru prenatal diagnostic testing". Tetapi Hahn khawatir apakah genome janin layak sebelum dokter dan orangtua tahu apa yang harus dilakukan. "Sejumlah informasi harus sudah kita ketahui seperti yang diinginkan dokter," kata Hahn.

Diana W. Bianchi, genetikawan reproduksi dari Tufts University School of Medicine di Boston, Massachusetts, sependapat bahwa genome janin bisa menginformasikan terapi di masa depan, tetapi Bianchi menanyakan kebutuhan untuk menggantikan tes genetik konvensional dengan whole-genome sequencing untuk mendiagnosa penyakit genetik seperti beta-thalassemia dan cystic fibrosis termasuk biaya yang dibayar. "Saya berbicara dengan dokter kandungan sepanjang waktu dan mereka ingin langsung. Ini tidak akan mudah," kata Bianchi.
  1. Y. M. Dennis Lo, K. C. Allen Chan, Hao Sun, Eric Z. Chen, Peiyong Jiang, Fiona M. F. Lun, Yama W. Zheng, Rossa W. K. Chiu (Centre for Research into Circulating Fetal Nucleic Acids, Li Ka Shing Institute of Health Sciences, The Chinese University of Hong Kong, Prince of Wales Hospital, Shatin, New Territories, Hong Kong SAR, China; Department of Chemical Pathology, The Chinese University of Hong Kong, Prince of Wales Hospital, Shatin, New Territories, Hong Kong SAR, China); Tak Y. Leung, Tze K. Lau (Department of Obstetrics and Gynaecology, The Chinese University of Hong Kong, Prince of Wales Hospital, Shatin, New Territories, Hong Kong SAR, China); Charles R. Cantor (Sequenom Inc., San Diego, CA 92121–1331, USA). Maternal Plasma DNA Sequencing Reveals the Genome-Wide Genetic and Mutational Profile of the Fetus, Science Translational Medicine, 8 December 2010: Vol.2, Issue 61, p. 61ra91, DOI: 10.1126/scitranslmed.3001720
  2. Christina Fan (Stanford University) and Stephen Quake (Stanford University and Howard Hughes Medical Institute). In Principle Method for Noninvasive Determination of the Fetal Genome, Nature Precedings, 08 December 2010, DOI:10.1038/npre.2010.5373.1
Dennis Lo http://www.cpy.cuhk.edu.hk/academic%20staff/Dennis.htm
Diana Bianchi http://www.tufts.edu/sackler/facultyIntros/bianchiD.html
Beta-thalassaemia http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/ency/article/000587.htm
Rhesus disease http://www.marchofdimes.com/Baby/birthdefects_rh.html
Gene for Rhesus disease http://www.marchofdimes.com/Baby/birthdefects_rh.html
Chorionic villus sampling http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/ency/article/003406.htm
Amniocentesis http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/ency/article/003921.htm
Amniocentesis cost http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17077226
Tinuku Store

No comments:

Post a Comment