در حال بارگذاری...

توالی یابی نسل جدید (NGS)

 

با ظهور توالی یابی نسل جدید NGS (Next Generation Sequencing)، علم توالی یابی ژن ها و تشخیص بیماری های ژنتیکی دچار تحول عظیمی شد.

تا سال ها پیش دلیل بسیاری از بیماری ها و ناهنجاری های ژنتیکی نامعلوم تشخیص داده می شد اما امروزه با به میان آمدن این تکنولوژی پرده از بسیاری از رمز و رازهای علل سندروم ها ازجمله اختلالات و ناهنجاری های مادرزادی برداشته شد.

روش های NGS شامل آماده سازی اولیه و قطعه قطعه کردن نمونه ژنوم مورد مطالعه (ساخت کتابخانه)، توالی یابی، تصویر برداری و مرئی سازی، سرهم سازی قطعه های توالی یابی شده و آنالیز داده ها می باشد.

وجود معايبي در روش توالي یابي نسل اول (توالی یابی سنگر) از جمله محدوديت هاي داخلي در توان عملياتي، مقياس پذيري، سرعت پایین و تفكیك پذيري و هزينه ها نسبتا بالا سبب كندشدن دسترسي محققان به اطلاعات اساسي مورد نياز شده بود . برای حل این مشکلات به منظورتوالي يابي ژنوم فردي به صورت سريع، كم هزينه و دقيق لزوم تغيير از روش سنتي تعيين توالي سنگر به سمت استفاده از فناوری توالی یابی نسل جدید NGS است. اين فناوري تحولي بزرگ در علوم ژنوميك پديد آورده است.

کاربرد ها:

شناسایی جهش های مربوط به بیماری های ژنتیکی:

این روش توالی یابی می تواند برای ژن هایی با طول های بسیار بزرگ و حتی ژن های بسیار کوچک مورد استفاده قرار بگیرد و حتی تمام نواحی اگزونی و توالی های همراه آن را پوشش دهد.این روش توالی یابی حساسیت بیشتری از اغلب روش های غربالگری مثل SSCP داراست.

عامل انواع اختلالات تک ژنی مانند انواع نابینایی، ناشنوایی، بیماری های ارثی پوستی، ییماری های قلبی-عروقی در این روش به راحتی قابل شناسایی و تشخیص است.

تشخیص و درمان سرطان:

استفاده  از توالي يابي با تعداد نمونه موازي انبوه در سطح بالینی، راهي براي شناسايي علل تعداد زیادی از بيماري هايي با علت ناشناخته را از طريق غربالگري همزمان هزاران نفر از نظر جايگاه جهش هاي بيماري زا و با تعيين توالي نمونه هاي بيولوژيكي براي بررسي ژنومي عوامل عفوني جديد فراهم مي‌كند. سرطان يك بيماري بسيار هتروژن است و سلولهاي مختلفي در يك تومور ديده مي شوند. ممكن است عامل اصلي كه مسبب بدخيمي است تنها در بخش كوچكي از ژنوم سلول وجود داشته باشد. به همین دلیل تشخیص این عامل احتیاج به دقت بالایی دارد که در روش های قدیمی تر دیده نمی شد. اما تکنیک NGS توانایی شناسایی کوچک تریت تغییرات ژنتیکی در سطح ژنوم را شناسایی کند.ين امر به دليل انبوه سازي مستقل و تعيين توالي ميليون ها قطعه DNA مختلف از هر نمونه است كه امكان تشخيص دقيق توالي نادر را محقق مي نمايد.

 کاربرد فارماکوژنومیکس:

واکنش های ناخواسته ی دارویی یکی از علت های اصلی مرگ در بیماری ها و سرطان می باشد. با این که عوامل بسیار زیادی در این امر دخیل اند اما یکی از مهم ترین عوامل، تنوع ژنتیکی است که باعث واکنش نامطلوب به دارو یا کاهش قدرت تاثیر دارو بر بیماری می شود.

تعيين توالي به روش NGS ،امكان شناسايي انواع ماركرهاي ژنتيكي دخيل در پاسخ به دارو را تنها در يك تست به ما نشان می دهد كه اين امر منجر به درمان صحيحي با دارو مي شود. اين روش به ويژه براي افراد مسن و افراد با بيماريهاي مزمن كه بايد بسياري از داروها را به صورت همزمان مصرف كنند، حائز اهميت است.

بررسی سرطان های فامیلی:

همه ی سرطان ها ژنتیکی هستند اما همه ی آن ها ارثی نیستند. رمز سرطان های ارثی در DNA وجود دارد پس درواقع با رمزگشایی DNA و در نظر گرفتن سبک زندگی ، عوامل محیطی و موقعیت جفرافیایی می توان درصد ابتلای یک فرد به سرطان را مشخص ساخت. ژن هایی که سرطان های وراثتی را ایجاد میکنند می تواند در همه ی نسل ها بروز دهد و به نسل های بعدی نیز منتقل شود.

تکنیک ایمونوهیستوشیمی  (IHC):

تکنیک ایمونوهیستوشیمی  (IHC) معمولا در تشخیص و شناسایی مسیر تمایز یک تومور خاص و شناسایی و مکان یابی انواع پروتئین ها در بافت و سلول استفاده می شود

این تکنیک یکی از مهم ترین تکنیک ها در تشخیص بیماری های نئوپلاستیک و شناسایی ترکیبات سلولی یا بافتی با استفاده از فعل و انفعالات آنتی ژن-آنتی بادی است که با اتصال اختصاصی ناحیه ای از آنتی بادی به آنتی ژن و اتصال آنتی بادی ثانویه نشان دار شده به آنتی بادی اولیه انجام می گیرد.

جهت انجام این تکنیک نیاز به نمونه برداری و بیوپسی است.بعد از انجام این پروسه احتیاج است نمونه با میکروتوم برش داده شود و بر روی لام منتقل شود.سپس این نمونه ها با یک آنتی بادی مناسب انکوبه می شوند.محل اتصال آنتی بادی به آنتی ژن را می توان به وسیله یک میکروسکوپ معمولی یا فلوروسنت که نیازمند مارکری مانند رنگ فلوروسنت،آنزیم،عنصر رادیواکتیو یا طلا کلوئیدی است .

کاربرد:

تومورهای با منشاء نامشخص بافت زایی:

پنل های مختلف تکنیک  IHC امکان شناسایی تومورهایی با منشاء نامشخص و همچنین فرم متاستاتیک تومور با منشاء اولیه نامشخص را فراهم نموده است. پنل های مختلف آنتی بادی جهت رفع چنین مشکلات تشخیصی انتخاب می گردد.

مارکرهای پیش آگهی دهنده در سرطان:

از ایمونوهیستوشیمی برای تعیین پیش آگهی تومورها از طریق شناسایی آنزیم ها، آنتی ژن های اختصاصی تومور، انکوژن ها، ژن های سرکوب کننده تومور و مارکرهای تکثیر سلولی استفاده می شود.

تجزیه و تحلیل تومورها با استفاده از این روش ها، نسبت به روش های قدیمی تشخیصی و تعیین بالینی درجه بندی تومور پیشرفت قابل ملاحظه ای نشان داده است. همچنین IHC برای تشخیص بیماری، توسعه دارو و تحقیقات بیولوژیکی مورد استفاده قرار می گیرد.

با استفاده از مارکرهای اختصاصی تومور، پزشکان از IHC برای تشخیص سرطان (فرم خوش خیم یا بدخیم)، مرحله و درجه تومور، نوع سلول سرطانی و منبع متاستاز را تعیین کرده و بدبن ترتیب قادر به یافتن محل تومور اولیه می باشند.

به علاوه از ایمونوهیستوشیمی در توسعه دارو جهت بررسی آزمایش تعیین اثر بخشی دارو از طریق فعالیت اهداف درمانی و یا تنظیم مثبت و منفی آن ها مورد استفاده قرار می گیرد.

پیش بینی پاسخ به درمان:

ایمونوهیستوشیمی به طور گسترده ای برای پیش بینی پاسخ درمان در دو تومور متفاوت ، یعنی کارسینوما پروستات و پستان استفاده می شود. رشد هر دو این تومورها به ترتیب تحت تنظیم هورمون های استروژن و آندروژن می باشد.

گیرنده های خاصی برای این هورمون های تنظیم کننده رشد در سلول های توموری مربوطه وجود دارد. تومورهایی با بیان سطح بالایی از گیرنده های مورد نظر ، اهداف دارویی مناسبی جهت حذف منبع درونی این هورمون‌ها و یا هورمون درمانی از جمله استروژن تراپی در سرطان پروستات و آندروژن تراپی در سرطان سینه به شمار می آیند.

ژنتیک:

از تکنیک ایمونوهیستوشیمی می توان در تعیین عملکرد برخی ژن های خاص در پروسه های بیولوژیکی ابتدایی – نظیر آپوپتوز – و گسترش بیان ژن استفاده نمود. به عنوان مثال می توان با استفاده از یک آنتی بادی مونوکلونال اختصاصی علیه همولوگ  p53در مسیر پروآپوپتوتیک p53  جهت ردیابی آن استفاده نمود.

 

نظرات

نظر خود را اضافه کنید