Molekulargenetische Diagnostik

Möglichkeiten und Grenzen
Leitthema
  • 14 Downloads

Zusammenfassung

Jüngste technische und wissenschaftliche Fortschritte in der Genetik haben das Verständnis von Krankheit in allen Bereichen der Medizin maßgeblich verändert. In der pädiatrischen Rheumatologie hat die Aufklärung neuer monogen bedingter Erkrankungen, die durch Autoinflammation und Autoimmunität gekennzeichnet sind, zu neuen grundlegenden Erkenntnissen über das angeborene Immunsystem geführt. Autoinflammatorische Krankheiten, die durch eine unkontrollierte Aktivität von Zytokinen wie Interleukin(IL)-1β, Tumor-Nekrose-Faktor(TNF)-α oder Typ-1-Interferon (Typ-1-IFN) hervorgerufen werden, sind einer spezifischen therapeutischen Intervention zugänglich. Daher hat die Identifizierung der zugrunde liegenden genetischen Ursache besondere Bedeutung im Hinblick auf das klinische Management eines Patienten. Klinisch tätige Ärzte sollten deswegen mit den Möglichkeiten und den Grenzen aktueller molekulargenetischer Methoden vertraut sein.

Schlüsselwörter

Angeborene autoinflammatorische Krankheiten Zytokine DNA Molekulare Genetik Sequenzanalyse 

Molecular genetic diagnostics

Possibilities and limitations

Abstract

Recent technical and scientific advances in genetics have transformed our understanding of disease in all fields of medicine. In the field of pediatric rheumatology the elucidation of novel monogenic diseases that are characterized by autoinflammation and autoimmunity has provided new fundamental insights into the innate immune system. Autoinflammatory diseases caused by uncontrolled activity of cytokines, such as interleukin (IL)-1 beta, tumor necrosis factor (TNF)-alpha or type 1 interferon (type 1‑IFN) are amenable to specific therapeutic interventions. Thus, identification of the underlying genetic cause is particularly important and has a great impact on clinical management and decision-making. Clinicians should therefore be familiar with the possibilities and limitations of current molecular genetic methods.

Keywords

Hereditary autoinflammatory diseases Cytokines DNA Molecular genetics Sequence analysis 

Notes

Einhaltung ethischer Richtlinien

Interessenkonflikt

M. Lee-Kirsch gibt an, dass kein Interessenkonflikt besteht.

Dieser Beitrag beinhaltet keine von der Autorin durchgeführten Studien an Menschen oder Tieren.

Literatur

  1. 1.
    Feero WG, Guttmacher AE, Collins FS (2010) Genomic medicine — an updated primer. N Engl J Med 362:2001–2011.  https://doi.org/10.1056/NEJMra0907175 CrossRefPubMedGoogle Scholar
  2. 2.
    Manthiram K, Zhou Q, Aksentijevich I, Kastner DL (2017) The monogenic autoinflammatory diseases define new pathways in human innate immunity and inflammation. Nat Immunol 18:832–842.  https://doi.org/10.1038/ni.3777 CrossRefPubMedGoogle Scholar
  3. 3.
    Antonarakis SE, McKusick VA (2000) OMIM passes the 1,000-disease-gene mark. Nat Genet 25:11CrossRefPubMedGoogle Scholar
  4. 4.
    Pavan S, Rommel K, Mateo Marquina ME, Höhn S, Lanneau V, Rath A (2017) Clinical practice guidelines for rare diseases: the Orphanet database. PLoS ONE 12:e170365.  https://doi.org/10.1371/journal.pone.0170365 CrossRefPubMedPubMedCentralGoogle Scholar
  5. 5.
    Gelfand Y, Rodriguez A, Benson G (2007) TRDB—The Tandem Repeats Database. Nucleic Acids Res 35:D80–D87.  https://doi.org/10.1093/nar/gkl1013 CrossRefPubMedGoogle Scholar
  6. 6.
    Näslund K, Saetre P, von Salomé J, Bergström TF, Jareborg N, Jazin E (2005) Genome-wide prediction of human VNTRs. Genomics 85:24–35.  https://doi.org/10.1016/j.ygeno.2004.10.009 CrossRefPubMedGoogle Scholar
  7. 7.
    Manolio TA, Collins FS (2009) The HapMap and genome-wide association studies in diagnosis and therapy. Annu Rev Med 60:443–456.  https://doi.org/10.1146/annurev.med.60.061907.093117 CrossRefPubMedPubMedCentralGoogle Scholar
  8. 8.
    Lee-Kirsch MA (2017) The type I interferonopathies. Annu Rev Med 68:297–315.  https://doi.org/10.1146/annurev-med-050715-104506 CrossRefPubMedGoogle Scholar
  9. 9.
    Goodwin S, McPherson JD, McCombie WR (2016) Coming of age: ten years of next-generation sequencing technologies. Nat Rev Genet 17:333–351.  https://doi.org/10.1038/nrg.2016.49 CrossRefPubMedGoogle Scholar
  10. 10.
    Yang Y, Muzny DM, Reid JG, Bainbridge MN, Willis A, Ward PA, Braxton A, Beuten J, Xia F, Niu Z et al (2013) Clinical whole-exome sequencing for the diagnosis of mendelian disorders. N Engl J Med 369:1502–1511.  https://doi.org/10.1056/NEJMoa1306555 CrossRefPubMedPubMedCentralGoogle Scholar
  11. 11.
    Lee H, Deignan JL, Dorrani N, Strom SP, Kantarci S, Quintero-Rivera F, Das K, Toy T, Harry B, Yourshaw M et al (2014) Clinical exome sequencing for genetic identification of rare mendelian disorders. JAMA 312:1880–1887.  https://doi.org/10.1001/jama.2014.14604 CrossRefPubMedPubMedCentralGoogle Scholar
  12. 12.
    Yang Y, Muzny DM, Xia F, Niu Z, Person R, Ding Y, Ward P, Braxton A, Wang M, Buhay C et al (2014) Molecular findings among patients referred for clinical whole-exome sequencing. JAMA 312:1870–1879.  https://doi.org/10.1001/jama.2014.14601 CrossRefPubMedPubMedCentralGoogle Scholar
  13. 13.
    Posey JE, Rosenfeld JA, James RA, Bainbridge M, Niu Z, Wang X, Dhar S, Wiszniewski W, Akdemir ZHC, Gambin T et al (2016) Molecular diagnostic experience of whole-exome sequencing in adult patients. Genet Med 18:678–685.  https://doi.org/10.1038/gim.2015.142 CrossRefPubMedGoogle Scholar
  14. 14.
    Schouten JP, McElgunn CJ, Waaijer R, Zwijnenburg D, Diepvens F, Pals G (2002) Relative quantification of 40 nucleic acid sequences by multiplex ligation-dependent probe amplification. Nucleic Acids Res 30:e57CrossRefPubMedPubMedCentralGoogle Scholar
  15. 15.
    Lucito R, Healy J, Alexander J, Reiner A, Esposito D, Chi M, Rodgers L, Brady A, Sebat J, Troge J et al (2003) Representational oligonucleotide microarray analysis: a high-resolution method to detect genome copy number variation. Genome Res 13:2291–2305.  https://doi.org/10.1101/gr.1349003 CrossRefPubMedPubMedCentralGoogle Scholar
  16. 16.
    Peltonen L, McKusick VA (2001) Dissecting human disease in the Postgenomic era. Science 291:1224–1229.  https://doi.org/10.1126/science.291.5507.1224 CrossRefPubMedGoogle Scholar
  17. 17.
    Bienias M, König N, Wolf C et al (2017) Genetische Methoden für die Analyse autoinflammatorischer Erkrankungen. Z Rheumatol 76:295CrossRefPubMedGoogle Scholar

Copyright information

© Springer Medizin Verlag GmbH, ein Teil von Springer Nature 2018

Authors and Affiliations

  1. 1.Molekulare Pädiatrie, Klinik für Kinder- und JugendmedizinMedizinische Fakultät Carl Gustav Carus, Technische Universität DresdenDresdenDeutschland

Personalised recommendations