Badanie genów – metody, rodzaje i zastosowanie

Współczesna medycyna coraz częściej wykorzystuje fakt, iż organizm człowieka jest niesamowicie skomplikowaną, a zarazem doskonale zorganizowaną maszyną, której działaniem steruje unikalny podpis genetyczny zapisany w cząsteczkach DNA. DNA i znajdujące się w nim geny, stanowią swoistą instrukcję obsługi dla działania naszych komórek. Czasem zdarza się, iż w tej instrukcji pojawiają się błędy, nazywane mutacjami, które mogą prowadzić do rozwoju wielu chorób, w tym nowotworów.

Zrozumienie natury tych zmian stało się fundamentem diagnostyki molekularnej, która pozwala diagnostom i lekarzom na odczytanie „genetycznego podpisu” każdego człowieka i jego choroby.

W kontekście chorób nowotworowych, analizę genów wykorzystujemy najczęściej w dwóch przypadkach:

• kiedy szukamy w genach zmian, które mogły doprowadzić do powstania choroby, albo
• kiedy szukamy zmian pozwalających na dobranie leczenia, uderzającego precyzyjnie w mechanizmy napędzające rozwój nowotworu.

Dowiedz się więcej na temat najważniejszych metod i technik badania genów w kontekście chorób nowotworowych.

Badanie genów – wybór metody

Wybór konkretnej metody badania genów zależy od tego, czy szukamy zmian germinalnych – dziedzicznych, obecnych we wszystkich komórkach ciała od urodzenia (to one będą warunkowały ryzyko zachorowania), czy też mutacji somatycznych, które powstają nagle, przypadkowo w ciągu życia i występują wyłącznie w obrębie guza. Zależy także od rozległości badania, na którym nam zależy.

Badania pod kątem wrodzonego obciążenia chorobą będziemy wykonywać z materiału z krwi obwodowej, śliny albo wymazu z policzka. Do badań komórek nowotworowych będziemy potrzebować fragment biopsji, wycinek z operacji albo tzw. płynną biopsję, wyjaśnioną poniżej.

Badanie PCR i sekwencjonowanie metodą Sangera

Jedną z najbardziej klasycznych i sprawdzonych metod badania genów jest metoda PCR i sekwencjonowanie metodą Sangera, przez lata nazywane „złotym standardem” ze względu na swoją dokładność, wynikającą przede wszystkim z bardzo ograniczonego zakresu analizy.

Proces sekwencjonowania metodą Sangera można porównać do sytuacji, w której wiemy, iż w konkretnym akapicie książki znajduje się literówka, i ten akapit chcemy sprawdzić bardzo dokładnie, litera po literze. Tym samym, metoda pozwala na precyzyjne wykrycie pojedynczych, ale z góry wytypowanych błędów w sekwencji genów. Metoda ta jest mniej wydajna niż nowoczesne technologie wielkoskalowej analizy, ale ze względu na relatywnie niski koszt wciąż pozostaje niezastąpiona, gdy wiemy dokładnie, w którym fragmencie badanego genu znajduje się uszkodzenie, którego szukamy.

W praktyce klinicznej stosuje się ją najczęściej do potwierdzania wyników uzyskanych innymi metodami oraz w badaniach zdrowych członków rodzin pacjentów, u których wcześniej wykryto konkretną, patogenną zmianę, na przykład w genach BRCA1 lub BRCA2. Wykorzystuje się ją także do analizy konkretnych zmian w tkance nowotworowej, przed podaniem pacjentowi leku w ramach programu lekowego.

Sekwencjonowanie nowej generacji NGS

Zupełnie inne możliwości daje nam sekwencjonowanie nowej generacji, znane pod skrótem NGS, które zrewolucjonizowało diagnostykę poprzez możliwość odczytania wielu genów jednocześnie. jeżeli metoda Sangera jest czytaniem jednego akapitu, to NGS pozwala nam na błyskawiczne przejrzenie całej książki albo choćby biblioteki, analizując dowolną liczbę genów z jednej małej próbki.

Technologia ta jest genialnym narzędziem do wyszukiwania drobnych „literówek” w tysiącach lokalizacji naraz. Tym samym, pozwala na szybkie i kompleksowe zbadanie wszystkich genów, w których możemy mieć zapisane wysokie ryzyko zachorowania na nowotwory. Pozwala także na dokładną analizę komórek nowotworowych, co jest najważniejsze w zaawansowanych nowotworach litych, takich jak rak płuca, jajnika czy jelita grubego.

Dzięki NGS lekarze mogą uzyskać pełny profil genetyczny nowotworu, co pozwala na identyfikację celów dla nowoczesnych leków celowanych i immunoterapii, oszczędzając jednocześnie cenny materiał z biopsji, którego ilość jest często bardzo ograniczona. zwykle w NGS wykorzystuje się tzw. panele, pozwalające na równoczesną analizę kilku-kilkunastu genów związanych z daną chorobą albo planowaniem leczenia.

Kompleksowe Profilowanie Genomowe CGP

W odróżnieniu od ukierunkowanych paneli diagnostycznych, CGP, czyli Kompleksowe Profilowanie Genomowe, to jedno z najbardziej zaawansowanych zastosowań technologii NGS, które stosujemy do uzyskania pełnego obrazu zmian molekularnych nowotworu w ramach jednego, kompleksowego badania.

CGP analizuje jednocześnie kilkaset genów oraz dodatkowe sygnatury genomowe. Metoda ta pozwala wykryć nie tylko mutacje, ale także ważne wskaźniki, takie jak obciążenie mutacyjne nowotworu (TMB), niestabilność mikrosatelitarną (MSI) czy stopień deficytu rekombinacji homologicznej (HRD), które są najważniejsze przy kwalifikacji pacjentów do nowoczesnych immunoterapii oraz leczenia inhibitorami PARP.

Lekarze sięgają po profilowanie genomowe szczególnie w przypadkach zaawansowanych nowotworów litych, m.in. płuca, jajnika czy jelita grubego, zwłaszcza gdy dotychczasowe opcje leczenia zostały wyczerpane lub gdy poszukuje się nowych możliwości w ramach badań klinicznych. Dzięki CGP pacjent zyskuje szansę na znalezienie precyzyjnego celu dla leku, który może okazać się skuteczny choćby w bardzo trudnych i opornych na standardowe leczenie przypadkach.

Badanie materiału genetycznego dzięki płynnej biopsji

Najnowocześniejszym kierunkiem wykorzystania techniki NGS jest płynna biopsja, która pozwala na analizę materiału genetycznego nowotworu bezpośrednio z krwi obwodowej pacjenta. Komórki nowotworowe uwalniają do krwiobiegu drobne fragmenty swojego DNA, co umożliwia ich badanie bez konieczności przeprowadzania bolesnej biopsji igłowej czy operacji.

Płynna biopsja to bezinwazyjna technika, która jest niezwykle cenna, gdy guz jest trudno dostępny lub gdy chcemy w czasie rzeczywistym monitorować, czy stosowane leczenie przynosi pożądane efekty.

Real-Time PCR

W sytuacjach, gdy czas jest czynnikiem krytycznym, medycyna sięga po ilościowy PCR, określany również jako qPCR lub Real-Time PCR. Metoda ta działa jak precyzyjna wyszukiwarka internetowa, która niemal natychmiastowo „podświetla” konkretną, dobrze znaną nauce mutację, wykorzystując do tego zjawisko fluorescencji – test po prostu zaczyna „świecić” w momencie znalezienia błędu. Jest to technika niezwykle szybka i relatywnie tania, co pozwala na podjęcie niemal natychmiastowych decyzji o leczeniu.

Przykładem jej zastosowania jest błyskawiczne oznaczenie mutacji V600E w genie BRAF u pacjentów z czerniakiem przed włączeniem terapii, co pozwala na rozpoczęcie skutecznego leczenia bez zbędnej zwłoki. Jeszcze bardziej czułą odmianą jest cyfrowy PCR (dPCR), który potrafi wykryć choćby jedną wadliwą cząsteczkę DNA wśród tysięcy zdrowych, co czyni go idealnym narzędziem do monitorowania śladowych ilości nowotworu pozostałych w organizmie po leczeniu.

Badanie genów dzięki metody MLPA

Szczególnym narzędziem w arsenale genetyków jest metoda MLPA, która zamiast czytać tekst, czyli gen, „litera po literze”, mierzy go na długość, i sprawdza, czy nie jest zbyt krótki albo zbyt długi. Pozwala to przede wszystkim na wykrycie tzw. rozległych delecji, których standardowe sekwencjonowanie może nie zauważyć – sytuacji, w których w genetycznej instrukcji brakuje całej strony albo choćby połowy książki.

MLPA jest obowiązkową metodą uzupełniającą w diagnostyce nowotworów dziedzicznych, gdy wywiad rodzinny jest silny, a inne testy nie przyniosły odpowiedzi, będąc kluczową m.in. w rozpoznawaniu zespołu Lyncha czy genetycznych uwarunkowań raka piersi i jajnika.

Całość tych zaawansowanych metod badania genów składa się na obraz medycyny personalizowanej, w której diagnoza i terapia są szyte na miarę konkretnego pacjenta, dając mu największe szanse na skuteczne leczenie.

DOWIEDZ SIĘ WIĘCEJ: DIAGNOSTYKA GENETYCZNA NOWOTWORÓW

BIBLIOGRAFIA I ŹRÓDŁA:

1. „Zrozumieć nowotwór. Jak badania molekularne pomagają dobrać leczenie”, Broszura dla pacjenta Fundacji Wiedzieć Więcej (2026).
2. „Metody badania genów”, Materiały edukacyjne Fundacji Wiedzieć Więcej (2024).
3. „Ewolucja i paradygmaty metodologii badania materiału genetycznego”, Opracowanie naukowe dotyczące technik biologii molekularnej.
4. „Praktyczny poradnik o medycynie personalizowanej”, Onkofundacja Alivia (2024).
5. „Metody stosowane w diagnostyce genetycznej chorób dziedzicznych”, Serwis Ministerstwa Zdrowia i NFZ – Choroby Rzadkie (2023).
6. „Rodzaje i opis testów genetycznych”, Stowarzyszenie Marfan Polska.
7. „Molecular Biology Techniques: PCR, Sequencing, and Beyond”, Longdom Publishing (2024).
8. „NGS, qPCR, or Sanger Sequencing: An Assay Selection Guide”, GENEWIZ (2025).

Przekaż 1,5% podatku Fundacji Wiedzieć Więcej. To nic nie kosztuje, a może realnie pomóc pacjentom onkologicznym.

Post Badanie genów – metody, rodzaje i zastosowanie pojawił się poraz pierwszy w Zwrotnikraka.pl.