Assays in der klinischen Diagnostik Flashcards
Welche Labormethoden werden in der modernen
molekulargenetischen Diagnostik verwendet?
In der modernen molekulargenetischen Diagnostik wird vor allem
die “Sequencing by Synthesis”-Methode (Illumina) verwendet.
Diese Technologie umfasst mehrere Schritte, darunter:
* Ligation von Adaptersequenzen an die DNA
* Hybridisierung der Fragmente an die Oberfläche der Flow Cell
* Brückenamplifikation, doppelsträngige Fragmenterzeugung,
und Denaturierung
* Bildung von sequenzhomogenen Clustern durch mehrmalige
Amplifikation
* Hinzufügen von Polymerase und fluoreszierenden
Terminatoren für die Bildgebung
* Ablesen der Cluster-Sequenz durch Zusammenführung der
Bilder
* Alignment des Reads gegen eine Referenzsequenz
Zusätzlich werden Techniken zur Qualitätskontrolle wie FastQC und
zur Anreicherung der DNA in spezifischen Regionen (NGS Target
Enrichment) eingesetzt.
Was sind die Stärken und Schwächen der
jeweiligen Methoden und welche
Anwendungsgebiete gibt es?
Stärken:
* Illumina-Sequenzierung: Hochdurchsatz, genau, geeignet für
Gesamtgenom-Sequenzierung.
* Zielanreicherung (NGS Target Enrichment): Reduziert
Datenmenge und Kosten, Fokussierung auf relevante
Bereiche des Genoms.
Schwächen:
* Illumina-Sequenzierung: Enorme Datenmengen, Speicherund Rechenkapazität, komplexe Auswertungs-Pipelines,
unerwünschte Überschussbefunde.
* Zielanreicherung: Variabilität in der Abdeckung des Exoms,
Elemente außerhalb des Genkörpers sind in der Regel nicht
abgedeckt.
Anwendungsgebiete:
* Allgemeine Genomik: Genomische Forschung, Identifikation
genetischer Varianten.
* Klinische Diagnostik: Seltenen Erkrankungen, onkologische
Diagnose.
* Molekulares Tumorboard (MTB): Zielgerichtete
Therapieansätze für Tumorpatienten.
Welche bioinformatischen Fragestellungen
ergeben sich in ihrer medizinischen Anwendung?
Die medizinische Anwendung dieser Methoden wirft mehrere
bioinformatische Fragestellungen auf, darunter:
* Datenmanagement: Wie werden die riesigen Datenmengen,
die durch die Gesamtgenom-Sequenzierung generiert werden,
effizient gespeichert und verarbeitet?
* Qualitätskontrolle: Wie wird die Qualität der Sequenzierung
durch Werkzeuge wie FastQC überwacht und sichergestellt?
* Genetische Analyse: Wie werden die relevanten Bereiche
des Genoms identifiziert, analysiert und interpretiert,
insbesondere im Zusammenhang mit klinisch relevanten
Mutationen oder seltenen Erkrankungen?
* Integration in die klinische Praxis: Wie werden die
Ergebnisse in die klinische Diagnostik und Therapie integriert,
insbesondere im Kontext von interdisziplinären Teams wie
dem Molekularen Tumorboard?
Die moderne molekulargenetische Diagnostik bietet also
leistungsstarke Werkzeuge, die jedoch mit Herausforderungen in
Bezug auf Datenmenge, Qualitätssicherung und Interpretation
verbunden sind. Die enge Zusammenarbeit von Ärzten,
Molekularbiologen, Bioinformatikern und anderen Fachleuten ist
entscheidend, um die Möglichkeiten dieser Technologien voll
auszuschöpfen.
