Yeni Nesil Dizileme tekniği ile embriyonun sahip olduğu genetik kodların tümü 12 saatten kısa bir süre içinde elde ediliyor. Bu sayede bugüne kadar ayrı işlemler yapılmasını gerektiren kromozomal bozuklukların tayini ve tekgen hastalıklarının analizi çok daha güvenilir ve düşük maliyetli olarak yapılabilecek...
Ekim 2013
Yeni Nesil Dizileme tekniği ile embriyonun sahip olduğu genetik kodların tümü 12 saatten kısa bir süre içinde elde ediliyor. Bu sayede bugüne kadar ayrı işlemler yapılmasını gerektiren kromozomal bozuklukların tayini ve tekgen hastalıklarının analizi çok daha güvenilir ve düşük maliyetli olarak yapılabilecek.
Bundan 24 yıl önce X kromozomu ile taşınan bir hastalık için uygulanan PGT yöntemi gelişmiş tekniklerin kullanılmaya başlanması ile günümüzde birçok farklı hastalık için kullanılabilir hale gelmiştir. Geride bıraktığımız 20 sene boyunca PGT yöntemi en fazla kromozomal bozukluk riskinin arttığı ileri anne yaşı, tekrarlayan gebelik kayıpları ve tekrarlayan başarısız tüp bebek denemeleri durumunda, translokasyon taşıyıcılığı, tekgen hastalığı taşıyıcılığı ve HLA genotipleme, ileri yaşta başlayan genetik hastalıklar ve kansere yatkınlık gibi nedenlerle başvuran hastalarda uygulandı. Tekniğin ilk uygulamaları FISH (Floresan in situ hibridizasyon), PCR (polimeraz zincir reaksiyon) ve enzim kesimi yöntemleri iken daha sonra otomatik dizileme cihazlarının geliştirilmesi ile STR (Kısa tandem tekrar) analizi ve Sanger dizileme yöntemleri kullanılmaya başlandı. 2010 yılından itibaren ise array-CGH (komperatif genomik hibridizasyon), SNP-array ve son olarak da yeni nesil dizileme Next Generation Sequencing (NGS) tekniği PGT yöntemleri olarak kullanılmaya başlandı. NGS yöntemi bu aşamanın en sonunda yer almakta ve PGT işlemlerinde kullanılan en yeni ve geniş kapsamlı test yöntemi özelliğini taşımaktadır.
 |
| Şekil 1: Yeni nesil dizileme yöntemi |
Yeni nesil dizileme ne demektir?
DNA’yı oluşturan bazların (A-adenin, G-Guanin, C-Sitozin, T-Timin ) sıralarını diğer bir deyişle DNA’nın şifresini belirleyen üst düzey bir genetik analiz yöntemidir. Yeni nesil dizilemede daha önceki tekniklerden farklı olarak, paralel birçok dizileme reaksiyonu aynı anda yapılarak yüksek hacimli ve hızlı sonuç alınmaktadır. Yüksek hacimli bir analiz yöntemi olmasının yanı sıra barkod yöntemi ile DNA parçalarının hangi örneğe ait olduğu kolayca takip edilmekte ve bu sayede aynı reaksiyonda onlarca örnek bir arada çalışılıp örnek başına maliyet düşürülmektedir.
Teknik kısaca şu şekilde özetlenebilir: Dizilenecek olan DNA ilk önce parçalara ayrılarak bir veri oluşturulur, daha sonra bu parçaların uçlarına adaptör dizileri ve barkod dizileri eklenir, adaptör dizileriyle katı yüzeye tutturulmuş olan tek zincir halindeki DNA parçalarına işaretli bazlar eklenerek diğer zincirin sentezi gerçekleştirilir, her yeni bazın eklenmesi ile ortaya çıkan ışık, pH veya iyon dengesinin değişimi nedeniyle kimyasal ve foto sensörler hangi bazın eklendiği belirlenmekte ve kaydedilmektedir (Şekil 1). Reaksiyon bittiğinde bilgisayarda kompleks biyoinformatik analizler yapılır. Bu sırada aynı bölgeyi kapsayan 10-20 adet dizileme reaksiyonu sonucu üst üste getirilmekte ve herhangi bir baz değişikliğinin olup olmadığı referans dizisiyle birebir kontrol edilip ortaya çıkarılmaktadır (Şekil 2). Böylece yöntemin tanısal güvenirliliği ve doğruluğu arttırılmaktadır. Ayrıca diğer yöntemlerin aksine hem kalitatif hem de kantitatif sonuç verebilen bir yöntemdir. Bu nedenle aynı anda hem mutasyon analizi hem de kromozomların sayısındaki artma veya azalma tespit edilebilmektedir.
 |
| Şekil 2: Biyoinformatik analiz: 10’larca okumadan elde edilen sonuçlar üst üste getirilerek dizileme yapılmakta, referans dizisi ile uyumlu olmayan noktalar (mavi renk ile işaretlenmiş-örneğin mutasyon) belirlenmektedir. |
Günümüze dek NGS ile yapılan çalışmalar daha çok kan örneklerinden veya epitel hücrelerinden elde edilen genomik DNA örneklerinde yapılmıştır. Bu yöntemin tüp bebek embriyolarında kullanılması ile ilgili olan tecrübeler henüz sınırlı olmakla birlikte yakın bir zaman önce NGS yöntemi kullanılarak elde edilen ilk canlı doğum Amerika Birleşik Devletlerinde rapor edilmiştir. Bu sonuca göre bu yöntemle doğan bebek yaklaşık 3000’den fazla tekgen hastalığı açısından test edilmiş, kromozom sayıları analiz edilmiş ayrıca sonradan bebekte çıkabilecek birçok genetik hastalık açısından da taranmıştır.
Bazı etik tartışmaları da beraberinde getirecek olan bu en gelişmiş genetik analiz yöntemi, gelecekte maliyetleri düşürmesi ve çok kapsamlı bilgi elde edilebilmesi açısından diğer yöntemlerin yerini alacak, bir zamanlar hayal olan birçok test veya analiz embriyolar üzerinde aynı anda ve kısa bir süre içinde yapılmaya başlanacaktır.
Daha fazla bilgi için
Mol. Bio. Çağrı Beyazyürek, MSc.
Uzm. Dr. Cumhur Gökhan Ekmekçi, MD, PhD.
