Apa Pengujian Genomik Dapat Memberitahu Anda Tentang Risiko Kesehatan

Pengujian genom adalah jenis tes yang melihat lebih dari sekadar gen Anda tetapi juga cara interaksi gen Anda dan apa arti interaksi itu bagi kesehatan Anda.

Tes genomik sering dikacaukan dengan tes genetika. Perbedaan utama adalah bahwa tes genetik dirancang untuk mendeteksi mutasi gen tunggal (seperti mutasi BRCA1 dan BRCA2 yang terkait dengan kanker payudara dan ovarium), sedangkan tes genom melihat semua gen Anda.

Dengan melihat lebih luas pada susunan genetik Anda - termasuk bagaimana gen Anda diurutkan dan bagaimana mereka saling memengaruhi - pengujian genom dapat menawarkan wawasan tentang bagaimana tubuh Anda bekerja pada tingkat molekul dan apa artinya dalam hal risiko penyakit, perkembangan, atau kambuh.

Tes genomik biasanya digunakan dalam pengobatan kanker untuk menentukan bagaimana suatu tumor akan berperilaku. Ini dapat membantu dokter memprediksi seberapa agresif kanker Anda dan apakah itu kemungkinan menyebar (bermetastasis) ke bagian lain dari tubuh.

Pengujian genomik adalah alat utama dalam pengembangan obat yang dipersonalisasi yang bertujuan untuk menyesuaikan perawatan, produk, dan praktik bagi individu.

Genetika vs. Genomik

Sementara genetika dan genomik keduanya terkait dengan gen, mereka memiliki tujuan dan aplikasi yang sama sekali berbeda.

Genetika

Genetika adalah studi tentang efek yang dimiliki gen terhadap individu. Gen memberikan instruksi tubuh tentang cara membuat protein; protein, pada gilirannya, menentukan struktur dan fungsi setiap sel tubuh. Gen-gen itu terdiri dari blok-blok pembangun, yang disebut DNA, yang disusun dalam string yang disebut "pangkalan." Urutan, atau pengurutan, dari pangkalan akan menentukan instruksi mana yang dikirim dan kapan.

Sementara banyak gen diberi kode untuk menghasilkan protein spesifik, gen non-kode lainnya mengatur bagaimana dan kapan protein diproduksi (pada dasarnya menghidupkan dan mematikan gen tertentu). Setiap penyimpangan dalam cara kerja gen dapat memengaruhi risiko penyakit tertentu tergantung pada protein mana yang terpengaruh.

Dalam beberapa kasus, mutasi gen tunggal dapat menyebabkan penyakit seperti fibrosis kistik, distrofi otot, dan penyakit sel sabit.

Tes genetik juga dapat mencari mutasi genetik yang mungkin Anda warisi dari orang tua Anda, baik untuk mengkonfirmasi diagnosis, memprediksi risiko di masa depan, atau mengidentifikasi jika Anda seorang pembawa.

Genomik

Genomik adalah studi tentang struktur, fungsi, pemetaan, dan evolusi set lengkap DNA, termasuk semua gen. Materi genetik ditambah semua urutan disebut genom. Tujuan genomik adalah untuk menganalisis fungsi dan struktur genom untuk:

• Memahami betapa rumitnya sistem biologis, seperti sistem kardiovaskular dan sistem endokrin (hormon), saling memengaruhi
• Memprediksi masalah apa yang mungkin terjadi jika interaksi genetik mengganggu fungsi biologis normal

Semua mengatakan, ada antara 20.000 hingga 25.000 gen pengkode protein yang berbeda dan sekitar 2.000 gen pengatur non-kode dalam genom manusia.

Genomik penting karena membantu kita memahami mengapa beberapa orang secara genetik cenderung terkena penyakit tertentu (bahkan jika kita tidak memahami bagaimana gen tertentu berinteraksi). Daripada mengidentifikasi jalur genetik tunggal, genomik mengevaluasi banyak variabel genetik yang memengaruhi perkembangan dan / atau pengobatan suatu penyakit, seperti kanker atau diabetes.

Tidak seperti genetika, genomik tidak dibatasi pada mutasi yang diturunkan. Ini mengidentifikasi bagaimana susunan genetik Anda memengaruhi perjalanan penyakit dan, sebaliknya, bagaimana lingkungan, gaya hidup, dan perawatan obat dapat memicu mutasi yang mengubah arah itu. Dengan memahami variabel-variabel yang selalu berubah ini, dokter dapat membuat lebih banyak pilihan informasi dalam perawatan, seringkali lebih awal.

Peran Pengujian Genomik

Pengujian genom didasarkan pada pemahaman kita saat ini tentang genom manusia, sebuah proses yang dimulai dengan Proyek Genom Manusia kolaboratif dari 1990 hingga 2003.

Pada tahun-tahun yang lalu, para ilmuwan dapat semakin mengidentifikasi anomali genetik yang diterjemahkan tidak hanya pada perkembangan suatu penyakit tetapi juga karakteristik dari penyakit tersebut. Melakukan hal itu telah memberikan wawasan mengapa beberapa orang mengembangkan bentuk kanker yang lebih agresif, hidup lebih lama dengan HIV, atau gagal menanggapi bentuk kemoterapi tertentu.

Sementara tes genetik dapat mengkonfirmasi atau mengesampingkan kondisi genetik yang dicurigai, genomik melakukan pengujian satu langkah lebih jauh dengan memberikan kami:

• Penanda risiko untuk menyaring penyakit
• Penanda prognostik untuk memprediksi seberapa cepat suatu penyakit akan berkembang, seberapa besar kemungkinan penyakit tersebut muncul kembali, dan kemungkinan hasil suatu penyakit
• Penanda prediksi untuk memandu pilihan perawatan dan menghindari toksisitas
• Penanda respons untuk mengetahui kemanjuran berbagai perawatan

Sementara genomik berfokus pada implikasi susunan genetik kita terlepas dari semua faktor lain, genomik tidak digunakan dalam isolasi.

Gerakan yang berkembang menuju pengobatan yang dipersonalisasi mengubah cara kita mendekati penyakit secara umum. Daripada solusi satu ukuran untuk semua, kedokteran yang dipersonalisasi memperhitungkan variabilitas tinggi dalam genetika, lingkungan, dan gaya hidup untuk menawarkan solusi yang lebih sesuai untuk setiap individu.

Cara Kerja Tes

Tes genomik biasanya ditawarkan sebagai panel gen yang ditargetkan, mulai dari analisis "hot spot" genetik (situs mutasi mapan) hingga sekuensing gen penuh. Tes biasanya dilakukan di lab khusus yang disertifikasi di bawah Amandemen Peningkatan Laboratorium Klinis (CLIA) tahun 1988. Saat ini, ada lebih dari 500 lab genetika bersertifikasi CLIA di Amerika Serikat.

Sebagian besar tes membutuhkan sampel darah atau air liur atau usap bagian dalam pipi Anda (dikenal sebagai apusan bukal). Bergantung pada tujuan tes, tes ini mungkin hanya membutuhkan beberapa tetes darah atau beberapa botol. Biopsi tumor atau sumsum tulang mungkin diperlukan untuk penderita kanker.

Setelah sampel diperoleh, biasanya dibutuhkan antara satu dan empat minggu untuk menerima hasilnya. Bergantung pada kondisi yang sedang dirawat, konselor genetika mungkin siap membantu Anda memahami batasan-batasan tes dan apa arti hasil dan bukan artinya.

Urutan Generasi Selanjutnya

Next-generation sequencing (NGS) adalah alat utama untuk pengujian genom. Ini digunakan untuk mengidentifikasi dan mengevaluasi urutan genetik jutaan segmen DNA pendek yang disebut "membaca." Bacaan tersebut kemudian dirangkai menjadi suatu urutan lengkap untuk menentukan variasi genetik (varian) yang ada dan apa artinya.

NGS sangat fleksibel dan dapat digunakan untuk mengurutkan hanya beberapa gen, seperti untuk panel kanker payudara turun-temurun, atau seluruh genom yang biasanya digunakan untuk tujuan penelitian untuk menyaring penyakit langka.

Karena sebagian besar varian memiliki sedikit atau tidak ada dampak yang diketahui pada kesehatan manusia, mereka akan disaring untuk mengidentifikasi beberapa yang secara medis bermakna. Varian ini kemudian akan dicetak pada skala lima poin mulai dari:

1. Jinak (bukan penyebab penyakit)
2. Mungkin jinak
3. Tidak pasti
4. Kemungkinan patogen (penyebab penyakit)
5. Patogen

Sementara sebagian besar laboratorium akan melaporkan temuan patogen dan kemungkinan patogen, beberapa juga akan mencakup temuan yang tidak pasti, kemungkinan jinak, dan jinak. Interpretasi dari ahli genetika bersertifikat juga akan dimasukkan.

Hasil Primer dan Sekunder

Hasil yang berkaitan langsung dengan kondisi yang dicurigai dirujuk ke hasil primer, sedangkan hasil yang bermakna secara medis tetapi tidak terkait disebut hasil sekunder (atau insidental).

Temuan sekunder seringkali relevan dan dapat mengungkapkan risiko genetik seseorang terhadap penyakit di masa depan, status karier, atau temuan farmakogenetik (bagaimana tubuh Anda memproses obat tertentu). Dalam beberapa kasus, pengujian juga dapat dilakukan pada orang tua Anda untuk membantu mengidentifikasi varian mana yang dibagikan dan mana de novo (tidak diwariskan).

Pengujian Genomik pada Kanker

Perkembangan tes genomik terjadi kurang lebih seiring dengan meningkatnya terapi kanker yang ditargetkan. Ketika para ilmuwan mulai memahami bagaimana varian genetik tertentu mengubah sel-sel normal menjadi kanker, mereka mampu mengembangkan tes untuk menyaring varian tertentu dan mengembangkan obat untuk menargetkan gen-gen tersebut.

Saat ini, pengujian genomik telah menjadi bagian yang semakin integral dari perawatan dan pengelolaan berbagai jenis kanker, termasuk kanker payudara dan kanker paru-paru.

Sementara tes genetik dapat membantu mengidentifikasi risiko seseorang terkena kanker, pengujian genom membantu kami mengidentifikasi penanda genetik yang terkait dengan karakteristik penyakit tersebut. Hal ini memungkinkan kita untuk memprediksi kemungkinan perilaku tumor, termasuk seberapa cepat itu akan tumbuh dan seberapa besar kemungkinannya untuk bermetastasis.

Ini penting mengingat sel-sel tumor rentan terhadap mutasi cepat. Bahkan jika satu varian genetik bertanggung jawab atas timbulnya tumor, penyakit itu sendiri dapat mengambil banyak jalan yang berbeda, beberapa agresif dan yang lain tidak. Sementara tes genetik dapat membantu mengidentifikasi keganasan, tes genom dapat mengidentifikasi cara paling efektif untuk mengobatinya.

Selain itu, jika tumor tiba-tiba bermutasi, tes genomik dapat melihat apakah mutasi itu reseptif terhadap terapi yang ditargetkan. Salah satu contohnya adalah obat Nerlynx (neratinib) yang digunakan untuk menargetkan dan mengobati kanker payudara HER2 stadium awal yang positif.

Perbandingan Pengujian Genetik dan Genomik pada Kanker Payudara

Genetika

• Studi tentang sifat-sifat genetik yang diwariskan, termasuk yang terkait dengan penyakit tertentu

• Genetika menentukan risiko Anda mewarisi kanker dari orang tua Anda

• Tes BRCA1 dan BRCA2 dapat memprediksi risiko terkena kanker payudara atau ovarium

• Setelah Anda mengetahui risiko kanker payudara, Anda dapat mengambil langkah-langkah untuk secara aktif mengurangi risiko Anda

Genomik

• Studi tentang aktivitas dan interaksi gen dalam genom, termasuk perannya dalam penyakit tertentu

• Setelah Anda menderita kanker, genomik menentukan bagaimana tumor akan berperilaku

• Tes kanker payudara Oncotype DX dan PAM50 digunakan untuk profil tumor dan memprediksi bagaimana Anda akan menanggapi kemoterapi

• Berdasarkan hasil tes genomik, Anda dan dokter Anda dapat memutuskan opsi perawatan mana yang paling tepat setelah operasi

Rumah Pengujian Genomik

Pengujian genomik rumahan telah menyusup ke dalam kehidupan kita sehari-hari, sebagian besar dimulai dengan pelepasan kit genetik rumah 23andMe langsung ke konsumen pada tahun 2007.

Sementara beberapa tes genetik di rumah, seperti tes AncestryDNA dan National Geographic Geno 2.0, dirancang semata-mata untuk melacak keturunan seseorang, 23andMe menawarkan kepada konsumen peluang untuk mengidentifikasi risiko gangguan kesehatan genetik tertentu.

Ini adalah model bisnis yang penuh dengan tantangan. Pada tahun 2010, Badan Pengawasan Obat dan Makanan AS (FDA) memerintahkan 23andMe dan produsen tes genetik rumah terkait kesehatan lainnya untuk menghentikan penjualan perangkat, yang dianggap regulator sebagai "perangkat medis" di bawah hukum federal.

Pada April 2016, setelah bertahun-tahun bernegosiasi dengan FDA, 23andMe diberikan hak untuk merilis tes Risiko Kesehatan Genetik Layanan Genome Personal mereka yang dapat memberikan informasi tentang kecenderungan seseorang terhadap 10 penyakit berikut:

• Kekurangan alfa-1 antitrypsin (kelainan genetik yang terkait dengan penyakit paru dan hati)
• Penyakit celiac
• Dystonia primer onset dini (kelainan gerakan tak sadar)
• Defisiensi Faktor XI (kelainan pembekuan darah)
• Penyakit Gaucher tipe 1
• Defisiensi Glukosa-6-fosfat dehidrogenase (gangguan sel darah merah)
• Hemochromatosis herediter (gangguan kelebihan zat besi)
• Trombofilia herediter (gangguan pembekuan darah)
• Penyakit Alzheimer dengan onset lambat
• Penyakit Parkinson

Tes berbasis air liur menawarkan tingkat akurasi yang sama dengan yang digunakan oleh dokter.

Terlepas dari keunggulan produk-produk ini, masih ada kekhawatiran di antara beberapa advokat mengenai potensi risiko diskriminasi jika informasi genetik dibagikan tanpa izin konsumen. Beberapa menunjukkan fakta bahwa raksasa farmasi GlaxoSmithKline (GSK) sudah menjadi investor di 23andMe dan berencana untuk menggunakan hasil tes dari lima juta lebih pelanggan untuk merancang obat-obatan farmasi baru.

Untuk mengatasi kritik, 23andMe menyarankan FDA bahwa hasilnya akan "di-identifikasi," yang berarti bahwa identitas dan informasi konsumen tidak akan dibagikan dengan GSK.