طور باحثون إسرائيليون طريقة ستمكن من اكتشاف آلاف الأمراض الوراثية لدى الأجنة في بداية الحمل من خلال فحص دم الأم

ويعتمد الاختبار الجديد، وهو غير جراحي، على خوارزمية تمكن من إعادة بناء جينوم الجنين من دم الأم واكتشاف الطفرات الجينية على مستوى الجين الفردي - وهي دقة أعلى بعشرات المرات من تلك المقدمة بواسطة الاختبارات الموجودة * البروفيسور نوعام شمرون: نعتقد أن الطريقة الجديدة ستمهد الطريق لتطوير اختبار الفحص الوقائي للجميع إذا كنت ترغب في ذلك * تم نشر المقال الليلة في مجلة Genome Research

 

قام باحثون في جامعة تل أبيب، بقيادة البروفيسور نوعام شمرون من كلية الطب، بتطوير طريقة حسابية توفر إجابة دقيقة لواحد من أهم تحديات الطب اليوم: الكشف عن الأمراض الوراثية الخطيرة لدى الأجنة في المراحل المبكرة من الحمل باستخدام اختبار دم بسيط لا يعرض الحمل للخطر.

وتعتمد هذه الطريقة الرائدة على خوارزمية قادرة على التمييز بدقة بين الحمض النووي للأم والحمض النووي للجنين في عينة دم مأخوذة من الأم، وتتيح إعادة البناء الجيني العميق وتسلسل جينوم الجنين. ويأمل الباحثون أن يتم استخدام هذه التكنولوجيا في المستقبل كاختبار فحص وقائي لجميع النساء الحوامل، وأن تسمح بإنهاء الحمل في حالات الأجنة المصابة بأمراض وراثية حادة ونادرة تؤدي إلى وفيات الرضع.

أجرى البحث طالب الدكتوراه توم رابينوفيتش من مختبر البروفيسور شمرون، بمشاركة د. ريعوت ماتر والبروفيسور لينا باسل من مركز رابين الطبي في بيتح تكفا والدكتور دافيد جولان من التخنيون. سيتم نشر المقال بتاريخ 20.2.19 في مجلة Genome Research - المجلة الرائدة عالميًا في مجال علم الجينوم.

يقول البروفيسور شومرون: "حتى اليوم، نعرف حوالي 7,000 جين في الجينوم البشري، وهي طفرات نقطية تسبب أمراضًا وراثية، بعضها له عواقب وخيمة على صحة الجنين". "وتسمى هذه الأمراض بالأمراض أحادية المنشأ، لأنها تنتج عن خلل في جين واحد محدد. ومن الأمثلة المألوفة تاي ساكس والتليف الكيسي (التليف الكيسي)، ولكن معظم الأمراض أحادية المنشأ نادرة للغاية. ومع ذلك، فهذه آلاف الطفرات، والتي تمثل في المجموع خطرًا كبيرًا على ولادة طفل مريض. اختبارات الحمل الشائعة اليوم، مثل بزل السلى والرقاقة الجينية، غير قادرة على اكتشاف الضرر الذي يلحق بجينات معينة، ولكن فقط على مستوى الكروموسومات بأكملها، أو المناطق الفرعية من الكروموسومات التي تشمل ملايين الوحدات البنائية (النيوكليوتيدات) من الحمض النووي للجنين. . والصعوبة الأخرى هي أن هذه الاختبارات تدخلية، مما قد يعرض الجنين للخطر، وبالتالي فإن العديد من النساء لا يرغبن في إجراء الاختبارات - خاصة عندما يتعلق الأمر بالحمل الباهظ الثمن الذي يتم تحقيقه من خلال علاجات الخصوبة.

ويضيف الباحث توم رابينوفيتش: "في السنوات الأخيرة، بدأ استخدام تقنية جديدة غير جراحية تسمى (NIPD Non-Invasive Parental Diagnosis) التي تسمح بتشخيص المتلازمات الوراثية لدى الجنين من خلال فحص الدم من الأم في وقت مبكر". الأسبوع 12-10 من الحمل. ولكن حتى هذه الطريقة قادرة فقط على اكتشاف العيوب على مستوى الكروموسوم. لقد سعينا إلى تطوير طريقة تسمح بتشخيص الطفرات على مستوى الجين الفردي. تتيح الطريقة الجديدة دقة أعلى بعشرات المرات من تلك التي توفرها الاختبارات الحالية."

 

المباراة كانت كاملة

كان هدف الباحثين هو تطوير خوارزمية قادرة على إعادة بناء الجينوم الجنيني بأعلى مستوى من الدقة من مزيج من الحمض النووي للأم والجنين الموجود في عينة دم مأخوذة من الأم. "في بلازما دم الأم هناك قطع من الحمض النووي الحر، وبعضها - حوالي 10٪، ينتمي إلى الجنين"، يوضح البروفيسور شمرون. "لقد أدركنا أنه إذا قمنا بتسلسل الحمض النووي في الدم وعرفنا كيفية التمييز بين حمض الأم وحمض الجنين، فيمكننا الحصول على صورة كاملة لبنية الجينوم الجنيني، والبحث عن طفرات نقطية في جينات محددة . ولتحقيق هذه الغاية، قمنا بتطوير طريقة حسابية احتمالية، والتي تميز بين قطع الحمض النووي المتجاورة الناشئة من الأم وتلك الناشئة من الجنين، وفقًا لخصائص فيزيائية محددة - على سبيل المثال، حجم قطعة الحمض النووي.

طوال مراحل التطوير، تم اختبار الخوارزمية بمساعدة عينات مأخوذة من 7 عائلات لديها تاريخ من الأمراض الوراثية الخطيرة، خضعت لعلاجات الإخصاب في المختبر من أجل التعرف على الأجنة

بصحة جيدة قبل إعادتهم إلى الرحم. وتم علاج 3 عائلات في مركز رابين الطبي، وتم أخذ بيانات 4 عائلات أخرى من قواعد البيانات الدولية. تم اختبار 4 عينات من الحمض النووي لكل عائلة: عينة مأخوذة من تجويف فم الأب، وكريات بيضاء من دم الأم تحتوي على الحمض النووي الخاص بها فقط، وبلازما من دم الأم تحتوي على خليط من الحمض النووي من الأم والجنين، ودم من الطفل بعد الولادة . وقام الباحثون بتسلسل جميع عينات الحمض النووي، واستخدموا عينات الأم والأب لتحديد الجينوم الجنيني عن طريق التسلسل العميق للحمض النووي المختلط من البلازما. تمت مقارنة النتائج باختبار السائل الأمنيوسي - وهو اختبار جراحي يتم إجراؤه في الأسبوع الحادي عشر عندما يكون هناك قلق من تلف الجنين. وفي وقت لاحق، بعد الولادة، تمت مقارنة جينوم الجنين المعاد بناؤه باستخدام الطريقة الجديدة بجينوم الطفل. المباراة كانت كاملة.
 "في ضوء النتائج المبهرة، نسعى الآن إلى الارتقاء بتقنيتنا إلى المرحلة التجارية، والتي ستسمح بإجراء التجارب على عدد أكبر بكثير من النساء الحوامل، ومن ثم تطوير اختبار الفحص الوقائي لجميع الأمهات المهتمات بالإنجاب. "، يختتم البروفيسور شمرون. "نعتقد أنه في المستقبل ستتمكن كل امرأة حامل من الخضوع لاختبار يسهل الوصول إليه ويعتمد على الطريقة المبتكرة، وذلك في مرحلة مبكرة جدًا من الحمل. وهذا يمكن أن يسهل على الآباء والأطباء اتخاذ قرار بشأن الإنهاء المبكر للحمل، في كثير من الحالات التي يتضرر فيها الجنين. وهذا سيوفر الكثير من المعاناة على الأطفال وأسرهم".