2019 m. spalio 13 d., sekmadienis

Genų tyrimas: pagrindiniai terminai ir WGS tyrimų rinkos apžvalga

Esant autizmo sutrikimui, labai svarbi dedamoji yra genai. Dabar išskiriami 109 genai kurie stipriai susiję su autizmo sutrikimo pasireiškimu. Dar būrys susiję vidutiniškai. Sąrašo, deja, neturiu. Jei turite - pasidalinkite.

 Sakoma, kad genų nepakeisi. Na, pradedamos eksperimentinės technologijos, kurios leistų pakeisti.. bet kol kas... Taip, eiliniai mirtingieji genų pasikeisti negali. Tačiau ne visada ir reikia. Jei mes nustatome genų mutaciją, kuri gali veikti raidą, jos poveikis nebūtinai yra "nejudinamas". Esant tokiems sutrikimams kaip Prader Wilis sindromui, galima skirti hormoną, esant MTHFR, MTHFS ir kitoms su B9 ir B12 vitaminais susijusioms mutacijoms, galime vengti maiste sintetinių vitaminų formų ir vartoti šiuos vitaminus aktyviomis formomis papildų pavidalu. Jei paveldėta orotic aciduria (nežinau lietuviško pavadinimo), galima skirti vaistus. Prie kai kurių genetinių mutacijų gali tekti vengti mityboje baltymų, prie kitų riboti riebalus. Ir taip toliau ir panašiai. Taigi genų gal ir nepakeisime, bet jų neigiamą poveikį neretu atveju galime pakeisti. Tačiau jei nežinosime ką keisti, negalėsime paveikti.

Dažnu atveju atlikti genetinius tyrimus siunčiama tuo atveju, jei numanoma paveldima genetinė liga. Tiriama tam, kad ją atmesti arba ją patvirtinti. Atsirandant galimybėms privačiai išsitirti genetinį kodą, prasideda priešingas procesas: suradus genetines mutacijas tiriama ar jos pasireiškia, pagal jas keičiamas gyvenimo būdas ir mityba, tam kad sumažinti sveikatos sutrikimų riziką ateityje.

Kai genetikas tiria jau gautus duomenis, jis turi konkrečiai ieškoti to geno, kad pamatytų klaidą/pokytį/mutaciją gene, arba nustatytų geno deliaciją (genetinio gabalo iškirpimą). Nežinau kaip dirba Lietuvos genetikai, bet tiriantis privačiais tokiems atsakymams egzistuoja "panelės". T.y. numatyta, kokius genus reikia peržiūrėti tikrinant tam tikrą sritį ir pan. Visgi, jei panelėje nebuvo įtrauktas genas, jo mutacijų nesimatys. Žodžiu mutacija yra, ji ištirta, bet niekas jos nematė.

Genetinis kodas
Genetinis kodas turi alfabetą, kuris susideda iš 4 raidžių: Adenine (A), Guanine (G), Cytosine (C) ir Thymine (T). Iš šių raidžių sudaromi "žodžiai", kuriuos sudaro trys raidės, kurios "parašytos" viena po kitos DNR grandinėje.  Galimi 64 žodžiai, kuriuos sudaro anksčiau minėtos raidės. 

Vienas iš žodžių nurodo "pradžios" signalą, vienas iš trijų galimų žodžių nurodo "pabaigos signalą". Kita dalis signalo nurodo specifinės amino rūgšties kodą. Kai kurios amino rūgštys gali būti koduojamos vienu "žodžiu", o kai kurioms koduoti prisireikia iki 4 "žodžių".
Skamba sudėtingai? Praktikoje sudėtingiau. Yra daugiau mechanizmų ir veiksnių. Kuo daugiau apie tai sužinau, tuo mažiau suprantu :)

Genetinio kodo testavimo klaidos
Žmogaus genetinį kodą sudaro apie 6 milijardai raidžių. Jei tiriama labai tikslia įranga, kuri tarkite ištiria 99,9% tikslumu, tai po pirmo nuskaitymo turėtume 60 milijonų klaidų. Todėl genetinis kodas medicininiais tikslais nuskaitomas keletą kartų. Kiek man žinoma šiuo metu medicininis standartas yra x30. Tai reiškia, kad genetinis kodas nuskaitomas 30 kartų. Sulyginami gauti kodai ir taip sumažinama klaidų tikimybė. Tarkime identiška vieta buvo nuskaityta 27 kartus kaip A, du kartus kartą kaip C, vieną kartą kaip G. Akivaizdu, kad toje vietoje yra A. Tačiau akivaizdu tampa tik dėl to, kad nuskaityta daug kartų. 

Sequencing ir genotyping.
Man su lietuviškais terminais sudėtinga, tad pasiliksiu prie angliškų.
Yra du genų tyrimo tipai: genotyping ir sequencing. Genotyping tai tarsi skaitytume paryškintus knygos skyrius. Sequencing, tai tarsi perskaitytume visą knygą. Genotyping metodu, tiriamo asmens genotipas lyginamas su kito asmens genotipu ir taip žiūrima į skirtumus. Sequencing tyrimo metu nuskaitomas visas kodas. Tokia genetinio kodo informacija gali užimti apie 100GB duomenų diske. Sudėtinga dirbti su tokiu duomenų kiekiu, tad tam reikia arba samdytis specialistą su specialiomis programomis, arba kelti duomenis į kurį nors tam pritaikytą puslapį. Jei genus tyrusi kompanija pateikia vadinamas "paneles" kur pati kompanija peržiūri genus dėl tam tikro tikslo, tuomet gaunamas daugiau ar mažiau išsamus atsakymas "žmonių" kalba.
Ilgą laiką privatiems asmenims buvo prieinama tik genotyping technologija per tokias kompanijas kaip 23&me bei ancestry.com
Šiuo metu į rinką privatiems asmenims pradeda ateiti sequencing technologija.

WGS tyrimų kainos ir produktai:

WGS -
whole genome sequencing. Tai reiškia viso genomo nuskaitymas. Primenu x30 reiškia, kad nuskaitomas 30 kartų.

YSEQ (https://www.yseq.net/) - tai puslapis kuris orientuojasi į haplogrupių tyrimą. Jo pateikiamos panelės nėra skirtos medicininiams naudojimui. Tačiau gavus raw duomenis galima samdytis specialistą, kuris galėtų išrinkti mediciniškai aktualius duomenis. 
30x WGS tyrimas 1340$, o 50x WGS tyrimas 2170$.
Tačiau vienoje grupėje teko matyti, kad šiai įmonei susimokėjus už 50x tyrimą, peržiūrėjus duomenis paaiškėjo, kad tirta tik x28. Taigi papildomi 800$ į balą.

FGC (Full Genomes Corporation) (https://www.fullgenomes.com/) kaina už 30x WGS 1150$, jie taip pat siūlo medicininę duomenų interpretaciją, kurios kaina papildomai apie 400$

Veritas Genetics (https://www.veritasgenetics.com/) kaina už 30x WGS 600$, tačiau jie neatiduoda RAW duomenų. Dėl to labai gaila.

Dante Labs (https://www.dantelabs.com/) kaina už 30x WGS dažniausiai akcijinė, todėl būna apie 600eur. 

Deja, Amerikos kompanijos ne visad noriai priima DNR iš Europos, todėl nelabai buvo kur kreiptis ir europiečiai kreipėsi į Dante Labs.

Šiomis dienomis kuriasi nauja kompanija Anglijoje, kuri irgi siūlys 30x WGS.
Sano Genetics (https://sanogenetics.com/) kaina už x30 WGS 1200$. 

Privatumas
Privatumas yra vienas iš elementų į kuriuos verta atsižvelgti, kai kalbame apie savo genetinį kodą. Ne taip seniai buvo nemalonus skandalas, kai tokios kompanijos kaip 23&me pardavė milijonus depersonalizuotų duomenų trečiosioms šalims. Kaip ir žinomas atvejis, kai policija ieškodama nusikaltelio sukėlė duomenis į ancestry.com surado ieškomojo giminę, pareikalavo kompanijos išduoti asmeninius giminės duomenis ir ši atidavė. Tad jūsų duomenys kažkurioje situacijoje gali būti panaudoti prieš jus. Tačiau yra kompanijų, kurios bent jau deklaruoja, kad neatiduoda duomenų kitiems. O tokios kompanijos kaip https://maxgenlabs.com/ sakosi netgi sunaikinančios pavyzdį ir jei pageidaujate, duomenis.  

Asmeninė patirtis
2018m. lapkritį Dante labs per juodajį penktadienį siūlė fantastišką akciją: 170 eur už 30x WGS. Kadangi iš komentarų žinojau, jog didelė problema su online failų persikėlimu į savo kompiuterį, nusipirkau ir kietajį diską (59eur), tad jei tiksliai, man tai atsiėjo 228eur. 
Žinojau, kad rizikuoju, bet negalėjau atsispirti pagundai.
Pagal komentarus žinojau, kad teks laukti bent pusmetį, nors kompanija tuomet skelbėsi, kad rezultatai bus per 8-10 savaičių.
Taip jau gavosi, kad išsiunčiau tik gegužę (2019m), ir po penkių mėnesių, t.y. spalį (2019) pasirodė pirmieji duomenys: pharmacogenetics panelė ir paveldimų ligų panelė.
Kadangi iš 70 skenuotų paveldimų ligų nei vienos neturėjau, tad ir informacijos ten nėra.
O va štai su pharmacogenetics testu iš tiesų įdomu. Testuojami  124 vaistai pagal žinomus genus. Pagal genų tipus ir mutacijas išskirstoma į tris lygius: aukštos rizikos (high risk), vidutinės rizikos (medium risk) ir žemos rizikos (low risk). PDF formatu atspausdinus gavosi 40psl . Jei būtų mažiau vaistų, kurie netinka, būtų trumpesnis raportas. 
Online matosi štai toks sąrašas su išskleidžiamomis kortelėmis.

O kortelėse galima pamatyti geno mutaciją ir trumpą farmakogenetinį aprašymą, ko galima tikėtis pagal geną ir žinomą informaciją. Taip pat pateikiama informacija apie vaistą.


Visumoje, vaisto metabolizmą ir organizmo reakciją į vaistą įtakoja daug organizmo procesų, organų veikla ir pan. Nėra taip, kad vienas genas būtų atsakingas už vaisto poveikį.
Bet... 
Labai įdomu susirasti ką tas genas ir ta variacija  gali lemti organizme, ar matomi simptomatiškai to geno pasireiškimo simptomai ir pan. Bet tai jau atskiras mokslas.
Vis dar laukiu savo duomenų, t.y. FASQ ir BAM failų. Teko girdėti, kad jiem atskira eilė, dar bent pusmetis. Kai gausiu papildysiu kiek truko. Jei gausiu. .... Papildau 2021 pavasarį. Antro mėginio rezultatų laukiu jau virš metų. Komunikacija tragiška, net nesiteikia sakyti kada gausiu rezultatus. Žodžiu, blogis ta dantelabs: sumoki pinigus ir neaišku ar ką gausi. .

Iš asmeninių visų duomenų kuriuos turėčiau, po kelių dienų nuo raportų atsiradimo atsirado šie failai: Indel (VCF) ir SNP (VCF).
VCF - tai Variant Call Format trumpinys. Tai standartizuotas tekstinis failas skirtas apibūdinti SNP, INDEL, SV ir CNV failus. 

SNP (Single Nucleotide Polimorphism) - tai dažniausi genetinių variacijų tipai pasitaikantys tarp žmonių. Kiekvienas SNP reprezentuoja skirtumą konkrečiame DNA segmente, vadinamame nucleotide (angl. k). Tai failo tipas, kurį dažniausiai naudoja kiti puslapiai, kuriuose sukėlus savo duomenis galima gauti daugiau dominančių atsakymų, pvz. https://sequencing.com/

Indel tai molekulinėje biologijoje naudojamas terminas, kuris apibūdina papildomo kodo atsiradima (insertions) arba ištrynimą (deletions) DNR kode. Šie intarpai ir ištrynimai taip pat turi lemiamą įtaką mūsų sveikatai ir biologijai.

Taigi laukiu dar dviejų failų ir didžiųjų duomenų failų. Kol kas neradau laiko tikrinti ir gautus failus.

Patikimumas
Pradėjus domėtis supratau, kad yra žmonių, kurie masiškai tiriasi genus visur kur įmanoma. Neklauskite kodėl - nežinau. Na, tikriausiai jei rasiu kažkokią mirtinai pavojingą mutaciją savo genetiniame kode, ir aš ieškosiu kur papildomai išsitirti dėl tos mutacijos. Maža ką. 
Tie žmonės sulygino duomenis gautus iš Dante Labs su kitų kompanijų tyrimais - sutapo. Buvo atvejis, kai vienam žmogui nerado ligos geno, bet užklausus konkrečiai apie konketų geną, buvo pateiktas atsakymas apie variaciją, kuris sutapo su kitos labaratorijos duomenimis.
Vėlgi, kaip minėjau pradžioje, turi konkrečiai žinoti ko ieškai. Jei neieškosi, tai automatiškai nepasipasakos. Jei kažkurios dominančios srities panelė neturi įsirašius to geno paieškos, deja jo mutacijos ir nepamatysi. 
Žinomas bent vienas atvejis, kai genetinio kodo duomenys buvo sumaišyti, t.y. žmogus gavo ne savo genetinį kodą. Vėlgi, jei duomenys sako "tuoj mirsi" verta kažkur kitur tai pasitikrinti, kad nenumirti nuo streso.
Aš gavau atsakymą per 5 mėnesius nuo išsiuntimo. Yra žmonių kurie laukia jau daugiau nei metus. Spalio 3d.  kompanija patvirtino, kad nusipirko naują įrangą. Tiekėjas taip pat tai patvirtino. Dabar bus galimybė ištirti 300 asmenų per savaitę. Tai tikimasi, kad visas tas užvilkinimas pagaliau pajudės. Pagyvensim, pamatysim. 
Visumoje ši kompanija toks startup'as kuris bando įsikurti didesnių žaidėjų rinkoje ir pasiūlyti produktą, kuris ilgą laiką nebuvo prieinamas privačiai.
Šviežiai teko skaityti, kad JAV dar pernai draudimas apmokėjo asmeniui už WGS tyrimą 13 000$. Na nedaug žmonių galėtų sau tai leisti. 

Pabaigai
Žmogaus organizmas yra sudėtinga sistema. Genai tiesiog viena jo dalis, tai tas pamatas ant kurio statome savo kūnus, protus, charakterį, polinkius ir daug kitų dalykų. Mokslas tik pradeda pažinti genų veikimą. Taip pat vystosi mokslas epigenetika, t.y. kaip aplinkos ir vidiniai organizmo faktoriai priverčia įsijungti ir išsijungti genus. Taip, tai įmanoma. Tik pradedama pažinti sritis. Taigi tinkamai išvengę faktorių, galime neišjudinti silpnųjų organizmo vietų. Kaip ir tinkamai pažinę sutrikusius procesus, galime nustatyti ar yra sutrikimai ir neretai galime genų neigiamą poveikį kompensuoti. 
Žmonijos laukia dar įdomus ir sudėtingas puslapis kur dažnai skambės žodis "genai". O kol kas tame prasideda ir pirmieji žingsniai.


Vienas iš puslapių, kuris palygina DNR kompanijų galimybes ir kainas:
https://isogg.org/wiki/MtDNA_testing_comparison_chart