סוגים של בדיקות גנטיות

קיימות בדיקות רבות ומגוונות שנועדו לזהות מחלות ופגמים גנטיים. הרקע המדעי העומד בבסיסן של כל הבדיקות זהה – זיהוי פגמים בחומר התורשתי (הדנ"א). עם זאת, הבדיקות נבדלות זו מזו ברזולוציה של זיהוי הפגם, ביכולות הזיהוי של פגמים שונים, וגם – במחיר ובזמינות.

בדיקות אחדות יעילות לזיהוי מחלה חשודה ספציפית אחת, ואילו בדיקות אחרות הן "בדיקות כלליות" – יקרות וקשות יותר לפענוח. מה הבדיקות הגנטיות העיקריות הבוצעות היום?

בדיקת קריוטיפ

הבדיקה הגנטית הפשוטה ביותר (וגם הוותיקה ביותר) היא בדיקת קריוטיפ. בבדיקת קריוטיפ יוצרים מתאים מתחלקים (לרוב – תאי דם לבנים מסוג לימפוציטים) דגם צבוע של כל הכרומוזומים הנמצאים בגרעין התא. הכרומוזומים הם חתיכות המכילות את החומר התורשתי כולו. בגופנו נמצאים עשרים ושלושה זוגות של כרומוזומים (בכל זוג – כרומוזום אחד מהאב וכרומוזום אחד מהאם).

בבדיקת קריוטיפ ניתן להבחין בתוספת של כרומוזומים או בהיעדר שלהם. למשל, בתסמונת דאון נמצא כרומוזום נוסף מזוג מספר 21 – בדיקת קריוטיפ תגלה אותו בקלות. בתסמונת טרנר, נמצא אצל אישה כרומוזום X יחיד, במקום צמד כרומוזומים. בנוסף, מכיוון בבדיקת קריוטיפ נצבעים הכרומוזומים, ניתן לזהות גם חוסרים גדולים של חלקיקי כרומוזומים, היפוך של חתיכות כרומוזומים, ופגמים אופייניים נוספים.

בדיקה זו לא מאפשרת זיהוי של מוטציות בודדות או שינוים בסדרי גודל קטנים, והיא דורשת בחינה של טכנאי מיומן. ניתן לערוך את הבדיקה על דגימה של מי שפיר או סיסי שלייה (לאבחון מומים כרומוזומליים), ולעיתים כדי לברר את מינו של ילד (קיימים מקרים נדירים בהם המין לא ברור, ויש צורך בזיהוי של כרומוזומי המין בקריוטיפ).

בדיקת FISH

בדיקת FISH נועדה לאבחן מומים גנטיים ספציפיים, בדרגת רגישות גבוהה יותר מבדיקת קריוטיפ רגילה.

ראשי התיבות של הבדיקה – (FISH  (Fluorescent in situ hybridization מציינים את העיקרון שעומד בבסיסה. הבדיקה מבוססת על יכולתם של חלקיקי דנ"א להתחבר באופן כימי (היברידיזציה) עם רצפי דנ"א משלימים.

בבדיקה מסמנים רצפי דנ"א "בודקים" בחומר זוהר (פלורוסנטי), ומערבבים עם כרומוזומים שנלקחו לבדיקה. אם נוצר חיבור – מופיעות נקודות זוהרות בדגימה. בדיקה זו יכולה לזהות ליקויים גנטיים זעירים יותר, שאינם מזוהים בבדיקת קריוטיפ רגילה.

הבדיקה יעילה מאוד גם באונקולוגיה – לזיהוי שינויים גנטיים המופיעים בתאים ממאירים, ולחיפוש של עקובת של חומר תורשתי של תאים ממאירים אצל הנבדק. מספר מחלות גנטיות לא ניתנות לאבחון באמצעות קריוטיפ – ויש צורך בבדיקת פיש לאתרן.

ניתן גם לזהות בקלות כרומוזומים וחלקי כרומוזומים בבדיקה – על ידי "סימון" מקטע מייצג מתאים שלהם עם הרצף הבודק.

בדיקת PCR

בדיקת (PCR (Polymerase chain reaction היא בדיקה שנועדה לרצף באופן מלא מקטע בודד של דנ"א – גן או כל מקטע בעל אורך אחר שנבחר.

בדיקה זו עושה שימוש באנזימים המכפילים את הדנ"א פעמים רבות, ויוצרים כמות גדולה – ניתנת למדידה ולכימות – של הדנ"א הנבדק. הדנ"א המוכפל עובר סדרת חיתוכים שונים, שמאפשרת אבחנה של הרצף המדויק שממנו הוא מורכב. כדי להכפיל מקטע מבוקש, יש ליצור שני מקטעים ראשוניים (פריימרים), המציינים את הקטע ההתחלתי והסופי לביצוע ההכפלה.

שיטה זו יצרה מהפכה בעולם הרפואי, וממציאה אף זכה בפרס נובל. שיטה זו מאפשרת ריצוף מדויק של כל מקטע שנבחר בגנום, באופן מהיר ביותר, וזול למדי. הבדיקה מאפשרת זיהוי של פגמים גנטיים ספציפיים (עד כדי שינוי בודד בחומצת גרעין אחת בדנ"א).

בדיקת PCR חיונית בייחוד כדי לבדוק האם חולה נושא או סובל ממחלה גנטית ספציפית בה אנו חושדים, והאם יש לו פגם בגן בודד. חסרונה של הבדיקה – ניתן לבדוק רק גן חשוד, ולא מדובר בבדיקה כללית למציאת פגמים גנטיים מרובים. בנוסף, יש לתכנון פריימרים מתאימים לבדיקה.

ריצוף גנומי

בדיקת ריצוף גנומי היא הבדיקה היקרה ביותר, וגם המלאה ביותר, שנועדה לזהות מחלות גנטיות בלתי מאובחנות, ולסרוק את הגנום של הנבדק באופן מלא. ריצוף גנומי יקר מאוד, ומבצעים אותו רק במקרים נדירים למדי.

הריצוף המודרני עצמו נעשה בעזרת שבבים גנטים, הממפים מקטעי דנ"א בעזרת קטעים מתאימים היוצרים חיבור (היברידיזציה). בבדיקה זו ניתן לזהות שינויים ספציפיים לאורך כל הגנום.

הבדיקה מיועדת בעיקר לחולים שבהם חושדים במחלה גנטית – אך לא יודעים באיזו מחלה מדובר ואיזה גן לבדוק (ולכן לא ניתן להשתמש בבדיקת PCR או FISH). למשל, כאשר מזהים פיגור שכלי בילד, ללא סיבה ידועה, בדיקת ריצוף מלאה יכולה לסייע בזיהוי המחלה – ולאפשר בדיקות ספציפיות בהמשך לבני משפחה, במידת הצורך.

החסרונות הגדולים של הבדיקה נובעים ממחירה היקר, ומחוסר היכולת להבחין בין שינויים משמעותיים לשינויים בלתי משמעותיים בדנ"א. שינויים חסרי משמעות פתולוגית רבים מאוד, וכדי לעשות אנליזה מדוקדקת יש צורך בהשוואה ארוכה ומסובכת למאגרי נתונים קיימים.

ככל הנראה, העתיד של הבדיקות הגנטיות הן בדיקות ריצוף מלאות, שילכו ויוזלו. עם שיפורים ביכולות הביואינפורמטיות – גם יכולת הפענוח שלהן תשתפר, והן יובילו לעידן חדש באבחון הגנטי.