Genetika dnes není jen diagnostika, ale i prevence a léčba, říká genetička Monika Koudová

Sekvenace nové generace, genetická prevence i osobní zkušenosti z praxe: vedoucí lékařka genetického programu GENNET a odborná ředitelka GNTlabs MUDr. Monika Koudová, MBA, vysvětluje, proč genetika mění podobu moderní medicíny, jak může rodinám zachránit život a že mutace sama o sobě není diagnóza — ale informace, se kterou můžeme včas pracovat.

 

Působíte jako klinická genetička a odborná ředitelka. Jak jste se vlastně ke genetice a laboratorní práci dostala?

Vystudovala jsem medicínu a po škole nastoupila do laboratorního centra pro cystickou fibrózu v Motole. Tehdy tam vznikal vůbec první český program testování cystické fibrózy. V zakládajícím týmu byl i současný přednosta Ústavu biologie a lékařské genetiky 2. LF UK prof. MUDr. Milan Macek, DrSc., MHA, dále doc. MUDr. Alice Krebsová, Ph.D., a jedna laborantka. Právě z této laboratorní práce jsem pak čerpala po celou další profesní dráhu.

Moje původní atestace je z pediatrie, ale od začátku jsem chtěla být genetičkou. První atestace (nyní již jen kmen) však musí být z pediatrického, gynekologicko-porodnického nebo interního oboru a až poté je možné se specializovat v lékařské genetice. V praxi to znamená, že řada lékařů genetiků projde laboratoří jen v rámci povinné atestační stáže a k hlubší laboratorní práci se nikdy nedostane. Já jsem naopak začínala „od zkumavky“, a právě to považuji za svoji velkou výhodu – rozumím tomu, co se za výsledkem skutečně děje.

Z Motola jsem poté přešla do soukromé laboratoře GHC Genetics a teď už více než deset let působím v GENNETu, který založil MUDr. David Stejskal jako centrum reprodukční medicíny a genetiky. Dnes už nepracuji přímo v laboratoři – vedu týmy lékařů i laboratoře a zároveň konzultuji pacienty, ale moje laboratorní zkušenost je pro mě pořád klíčová při nastavování diagnostických postupů i při vysvětlování výsledků rodinám.

Jaké byly začátky v genetice? Obor se za posledních 20 let dramaticky posunul.

Když jsem v roce 1997 začínala, nebylo možné pacientům nabídnout mnoho vyšetření. Těhotným ženám s pozitivním screeningem jsme indikovali amniocentézu (invazivní lékařský výkon, při kterém se tenkou jehlou za ultrazvukové kontroly odebírá vzorek plodové vody ke genetické analýze, pozn. red.) a provedli karyotypizaci (kompletní soubor všech chromozomů v buňce organismu, který určuje jeho genetický základ, pozn. red.). Zachytil se tak např. Downův syndrom nebo jiné odchylky v počtu nebo hrubé struktuře chromozomů, ale tím naše možnosti v podstatě končily.  

Dnes dokážeme u vhodně vybraných indikací vyšetřit tzv.  exom, tedy všechny známé kódující oblasti genů spojené s onemocněními, a využíváme cílené sekvenační panely i komplexní exomové analýzy jak v prenatální, tak v postnatální diagnostice. U některých nádorů navíc genetické vyšetření přímo ovlivňuje volbu cílené léčby.  Současně probíhá vývoj genových a buněčných terapií a genetika se z nástroje „poslední záchrany“ stává stále důležitější součástí prevence a personalizované medicíny.

Prevence? V jakém smyslu? 

Genetiku si často spojujeme s momentem, kdy už jsme „na konci diagnostické cesty“ a nedaří se najít příčinu. Ideální by však bylo znát vybraná genetická rizika dříve – ještě před manifestací onemocnění.

Teoreticky bychom dnes byli schopni analyzovat genom každého člověka hned po narození. Narážíme ale na zásadní etické otázky. Například informace o riziku onemocnění ve vysokém dospělém věku (typicky neurodegenerativní onemocnění) by se neměla sdělovat dítěti, ale až dospělému člověku, který je schopen informovaného rozhodování. Nedává smysl (a může být škodlivé) říkat rodičům novorozence, že jejich dítě má například zvýšené riziko Alzheimerovy choroby v sedmdesáti letech.

Technologie dnes umějí vygenerovat obrovské množství dat – klíčová je ale interpretace. Mnohé, co jsme před deseti lety považovali za pravdu, dnes revidujeme. Proto i pacientům zdůrazňujeme, že výsledky hodnotíme podle aktuálního stavu poznání, které se stále vyvíjí. Genetika je doživotní proces učení.

Zaměřujeme se jen na 3 % naší DNA

Co vás na genetice fascinuje nejvíce?

Fascinuje mě, že jen přibližně tři procenta naší DNA kódují proteiny – a právě na ně se většina klinické genetiky soustředí. Z těchto tří procent vzniká soubor bílkovin, který určuje strukturu a funkci našeho organismu. Zbývajících zhruba 97 % genomu je nekódující DNA, jejíž funkce teprve postupně objevujeme. Víme, že obsahuje celou řadu regulačních elementů a dalších struktur, které ovlivňují, kdy a kde se daný gen „zapne“ či „vypne“.
Velmi zajímavé jsou epigenetické mechanismy – tedy situace, kdy gen nemá žádnou mutaci, ale vlivem chemických změn (např. metylace DNA) je dočasně „umlčen“ nebo naopak více aktivní. Epigenetika je další důležitý dílek skládačky, hlavně u nádorových onemocnění a v oblasti stárnutí, imunity i reprodukce.

Můžete uvést příklad z praxe?

Mám v péči rodinu, kde prakticky všichni příbuzní ve více generacích zemřeli na nádorová onemocnění. Provedli jsme u nich vyšetření exomu, tedy velmi detailní vyšetření velkého množství genů, ale zatím jsme u nich nenašli žádnou jasnou dědičnou dispozici k nádorům, která by vysvětlila, proč se v rodině vyskytují tak často. Paradoxně je to pro takovou rodinu v něčem horší – pokud totiž nalezneme konkrétní mutaci (například v genu BRCA), víme, jaké nádory hrozí a jak pacienta sledovat, a můžeme vyšetřit ostatní členy rodiny a dle toho jim zajistit vhodnou prevenci a sledování. 
Nemůže ale vědomí genetického rizika člověka naopak stresovat?

Každý „rizikový gen“ si lze představit jako opraváře. Je to gen, který se podílí na opravě chyb v DNA nebo na kontrole buněčného dělení. Když je tento „opravář“ porušený, opravy probíhají méně efektivně, chyby se kumulují a časem může vzniknout nádor.
Věk zvyšuje riziko nádorů u všech lidí, ale u nositelů hereditárních (dědičných) mutací se „startovní čára“ posouvá do nižšího věku. Proto doporučujeme intenzivnější a dřívější preventivní sledování.

Většina pacientů si klade otázku: „Chci to vědět?“ V praxi často testujeme jako prvního člena rodiny, který onemocní – ten už většinou nemyslí primárně na sebe, ale na své děti a sourozence. Pokud mutaci potvrdíme, nabízíme tzv. kaskádové testování příbuzných: postupujeme od nemocného přes rodiče, sourozence, děti, prarodiče a případně další příbuzné. Část z nich vyšetření přijme, část ne. Genetická změna je ale přítomna od narození a znalost rizika může zásadně ovlivnit, zda člověk začne chodit na správné preventivní kontroly včas.

Máte opět nějaký příklad z praxe?

Jedna moje pacientka měla potvrzenou mutaci v genu BRCA. Doporučila genetické testování bratrovi — lékaři —, ale ten vyšetření odmítl. Jeho dcera si o deset let později nahmatala bulku v prsu a teprve tehdy se dozvěděla, že teta měla mutaci BRCA. Kdyby se otec nechal otestovat, jeho dcera se mohla vyšetřit a být sledována dříve a nález mohl být zachycen včas nebo mohla podstoupit preventivní operace a nemusela onemocnět.
Na druhou stranu, my nemůžeme sami kontaktovat rodinu nebo nutit někoho do vyšetření.  Můžeme jen napsat doporučení do zprávy a zdůraznit, koho doporučujeme dále vyšetřit, a nabídnout jim odborné poradenství. Tento příklad dobře ukazuje, že mnoho mužů ani nenapadne, že pokud měla maminka karcinom prsu či ovaria, mohou být nositeli mutace BRCA oni sami – a mohou ji předat svým dětem, dcerám i synům. Přitom i oni osobně mají zvýšené riziko například karcinomu prostaty nebo pankreatu.

Přenos genetických mutací na potomky

Jde při asistované reprodukci zajistit, aby dítě mutaci nezdědilo?

Ano, u závažných, jasně definovaných dědičných mutací to možné je. V rámci preimplantační genetické diagnostiky (PGT-M) umíme ještě před transferem embrya do dělohy vybrat pouze ta, která mutaci nenesou. U nádorových predispozic tvoří tato vyšetření v našich centrech významnou část – zhruba polovinu všech preimplantačních vyšetření.

Patří sem například právě hereditární nádorové syndromy, jako je hereditární karcinom prsu a ovaria (geny BRCA1/2), Lynchův syndrom a další. Někdy se ovšem stane, že ve sledovaném cyklu zdědí mutaci všechna embrya. V takové situaci zvažujeme s párem další možnosti – například opakování cyklu, využití darovaných gamet nebo u mutací BRCA někdy i preferenci embrya mužského pohlaví, protože celoživotní nádorové riziko mužských nositelů je celkově nižší než u žen. Nejedná se o „volbu pohlaví“, ale o snahu redukovat závažné genetické riziko.

Jak často se mutace BRCA v populaci vyskytují?

V české i většině evropské populace se odhaduje výskyt patogenní mutace BRCA1 zhruba u 1 z 300–500 lidí, u BRCA2 zhruba u 1 z 500–800. V některých populacích je výskyt vyšší – například u aškenázských Židů se uvádí kolem 1 nosiče ze 40 osob. Proto se v těchto skupinách zvažuje nebo už zavádí širší populační screening.

Diagnostika se velmi rozšířila. Zatímco kolem roku 2000 se vyšetřoval prakticky jeden gen, dnes používáme velké panelové testy (například český panel CZECANCA, zahrnující přes 200 genů spojených s hereditárními nádory) nebo přímo exomové sekvenování. V naší laboratoři sekvenujeme všech přibližně 20 000 genů a pomocí bioinformatické „segregace“ a filtrů si virtuálně vybereme ty, které jsou relevantní pro daný typ onemocnění – například nádorovou genetiku, kardiogenetiku nebo dědičné metabolické poruchy. Díky tomu lze pacienta hodnotit mnohem komplexněji.

Nedávno jste prezentovala výsledky na konferenci v USA. O co šlo?

Prezentovala jsem případ muže, který přišel kvůli nádorovému onemocnění, ale zároveň trpěl dědičnou palmoplantární keratózou, tj. výrazným ztluštěním kůže na dlaních a ploskách nohou. Podobné kožní obtíže mělo více členů rodiny. Exomové sekvenování nám umožnilo současně odhalit nádorovou predispozici i mutaci v jiném genu odpovědném za kožní onemocnění a potvrdit autosomálně (recesivní dědičnost (AR) se týká genů umístěných na nepohlavních chromosomech – autosomech, pozn. red.) dominantní dědičnost v rodině. Jeden komplexní test tak přinesl odpověď na dvě zdánlivě nesouvisející diagnózy.

Provádíte v GNTlabs častěji prekoncepční diagnostiku, nebo nádorovou genetiku?

Jak se to vezme. Prekoncepční diagnostika zahrnuje vždy pár — tedy dvojnásobný počet testů. V preimplantačním testování navíc každé vyšetřované embryo znamená samostatnou analýzu. A k tomu naše laboratoř zajišťuje genetické analýzy nejen pro GENNET, ale i pro zhruba 17 center v ČR a přibližně 20 zahraničních klinik asistované reprodukce, proto u nás počtem převažují právě tato vyšetření. 

Nicméně od roku 2016 jsme provedli téměř 15 000 onkogenetických vyšetření. A velmi vysoké jsou i počty prenatálních testů, protože jsme také centrem fetální medicíny. Prenatální diagnostika však u nás obecně statisticky klesá kvůli nízké porodnosti, což v případě invazivní diagnostiky (amniocentézy či biopsie placenty) ohrožuje erudici lékařů v menších centrech. Tím, že například na naší pobočce v Liberci neprovádíme tolik biopsií placenty, jezdí pacienti z Liberce na tento zákrok k nám do Prahy.

Většina prenatálních vyšetření je dnes neinvazivních, je to tak?

Ano. Z periferní krve těhotné ženy dokážeme získat cirkulující DNA plodu a pomocí neinvazivních prenatálních testů (tzv. NIPT) vyšetřit vybrané chromozomální odchylky, případně i některé mikrodeleční syndromy (skupina genetických onemocnění způsobených ztrátou (deleci) velmi malých, submikroskopických úseků chromozomů pozn. red.), které často zahrnují více genů. Na invazivní výkon odesíláme těhotné ženy dnes obvykle až při pozitivním výsledku screeningu nebo při zjištění strukturální vady plodu na ultrazvuku. Invazivní odběr nám pak umožní detailní a přesnější vyšetření plodu, proto hovoříme o diagnostice, zatímco neinvazivní vyšetření je stále jen screeningovým testem.

Rychlejší a spolehlivější sekvenace nové generace

Tím se dostáváme k sekvenaci nové generace (NGS). Jak funguje?

NGS je něco jako „rychločtečka DNA“. Místo klasického čtení jednoho úseku po druhém, jako je tomu u klasické Sangerovy metody sekvenace, čte miliony úryvků najednou a skládá je do celku. Vyšetření tedy pokryje stovky až tisíce genů v jediné analýze, je rychlejší a přesnější, umí odhalit i mozaiky a je výrazně levnější než dříve.

Sangerovu metodu dnes používáme především k potvrzení nálezu z NGS nebo pro cílené testování známé mutace u příbuzných (tzv. familiární testování). NGS je naopak standardem ve většině komplexních genetických analýz – v prenatální diagnostice, nádorové genetice, kardiogenetice i prekoncepčních testech.

Nové přístroje nám umožňují sekvenovat všech přibližně 20 000 genů v jednom běhu; v jedné sérii dokážeme zpracovat až stovky vzorků. Bioinformatické týmy pak data zpracují a „virtuálně“ si vybereme geny relevantní pro konkrétní indikaci – například nádory, poruchy plodnosti, kardiomyopatie nebo neurologické syndromy.

Jak probíhá vyhodnocení nálezů?

Genetické varianty klasifikujeme podle mezinárodních doporučení do pěti kategorií:

1. benigní;

2. pravděpodobně benigní;

3. varianty nejasného klinického významu (VUS);

4. pravděpodobně patogenní;

5. patogenní.

U variant nejasného významu probíhá pravidelná reanotace – tedy průběžné hodnocení podle nových publikací, databází a klinických zkušeností. Pokud se význam varianty změní (např. z VUS na pravděpodobně patogenní), snažíme se pacienty znovu kontaktovat a aktualizovat doporučení pro jejich sledování i vyšetření rodiny.

V kolika procentech případů dnes NGS používáte?

V podstatě ve všech komplexnějších genetických analýzách. Pro jednoduché, dobře definované varianty (například leidenskou mutaci) stále využíváme cílené starší metody, které jsou pro daný účel rychlé a ekonomické. Jakmile ale potřebujeme zhodnotit celý gen, panel genů nebo exom, je NGS jednoznačným standardem – a dnes jej používají prakticky všechny moderní genetické laboratoře.

Díky tomu můžeme nejen lépe zacílit prevenci a screening pro konkrétního pacienta a jeho rodinu, ale v mnoha případech i pomoci klinikům zvolit „léčbu šitou na míru“, tedy terapii, která vychází z molekulárního profilu nádoru nebo dědičné predispozice pacienta.

Více informací o léčebných úspěších precizní medicíny se můžete dozvědět v tomto videu z dílny Pacientské organizace VERONICA:

Autorka: Pavlína Zítková

Zdroj: Genetika dnes není jen diagnostika, ale i prevence a léčba, říká genetička Monika Koudová