Læsetid 6 min.

DNA-chips og cancer

DNA-chips bruges til karakterisering af bl.a. forskellige kræftformer med henblik på en målrettet behandling. Metoden kan også bruges som screening i håb om at forebygge alvorlige sygdomme hos hver enkelt af os
10. september 2001

Bio-chips
1.500 danske mænd får konstateret prostatakræft hvert år, og ca. 900 dør. Årsagen til sygdommen kendes ikke, men opdages den i tide, kan patienten tilbydes helbredende behandling. Amerikanske forskere har for nylig offentliggjort resultater, der åbner for en tidlig diagnose.
Med en ny teknik – DNA-chip – viser de en tydelig klinisk sammenhæng mellem visse gener og kræfttypen. Specielt to gener træder frem, som ifølge forskerne vil kunne bruges som markører i en screening, og som desuden er potentielle mål for en fremtidig behandling skræddersyet til prostatakræft.
I USA screener man for tilstedeværelsen af et prostataspecifikt antigen (PSA) i blodet, men metoden er behæftet med store usikkerheder, som betyder, at mange patienter fejldiagnosticeres. Dette er årsagen til, at screeningen ikke tilbydes herhjemme, men måske kan DNA-chips-teknologien råde bod på dette.

Livets mosaik
Sygdomme som kræft er oftest komplekse sygdomme, hvor generne på en eller anden måde kommer i ubalance. Det er meget svært at få et billede af, hvad der sker i en syg celle, hvor tusindvis af gener er aktive og påvirker hinanden. Med DNA-chips er videnskaben blevet i stand til at studere samtlige gener på en gang.
De amerikanske forskere brugte denne teknik til at sammenligne en rask celle med en syg celle og dermed forstå, hvad der gik galt. De fandt, at sygdommen kan karakteriseres på en ny måde, som afslører, at sygdomme, der tidligere har været kategoriseret som patologisk ens, faktisk kan være meget forskellige på gen-niveau.
Hver celle i kroppen indeholder hele genomet dvs. alle gener, men bruger langt fra hvert gen. Der er et grundsæt af gener – husholdningsgener – som bliver brugt til de basale funktioner af alle celler. Derudover er der en masse gener med en snæver rolle, som kun bliver udnyttet af bestemte celler i specielt væv, f.eks. immunsystemet, nervesystemet, leveren etc. Denne del af generne bliver derfor kun aktiveret – ’tændt’ – i det væv, hvor der er brug den, f.eks. leveren eller nyren. Med DNA-chip’en kan man se, hvilke gener der er tændt og slukket i en celle. Det kan betragtes som et mønster eller en mosaik, hvor hvert gen er præsenteret ved en lille firkant. Hver celletype danner sin egen mosaik af tændte eller slukkede gener, som den kan kendes på.
Herhjemme var professor Torben Ørntofts laboratorium på Skejby Sygehus et af de første til at tage teknikken i brug til bl.a. forskning på blærekræft.
»Det, der foregår i øjeblikket, er, at man prøver at finde ud af, hvilke gener der er tændt og slukket i forskellige sygdomme,« siger Ørntoft. »Man kan sige, at vi er i gang med at tegne et kort over området. Det næste er at udgive en vejfører, der viser vej til det rigtige mål. Og så sende én afsted, der gerne skulle finde vej til målet.«

Nye behandlinger
De gener, der viser sig at stikke ud af mosaikken, vil være mulige mål for medicinudvikling, hvilket i fremtiden kan give en langt mere specifik behandling af f.eks. forskellige kræftformer.
»Nye behandlinger kan udvikles, men det tager gerne 12 år, inden der er et stof på markedet, som virker,« siger Ørntoft. »Man vil formentligt kunne forudsige, hvem der skal have en given behandling. I dag får alle patienter bivirkninger af f.eks kemoterapi, men ved nogle sygdomme er det kun halvdelen, der får en gunstig effekt på deres svulst. Kan man differentiere imellem patienterne baseret på DNA-chip-undersøgelser af svulstvæv, kan man formentligt frasortere ca. en tredjedel, der kun vil få bivirkninger. I starten havde det ikke medicinalkoncernernes interesse – de vil hellere sælge medicin til alle – men nu har de forstået at bruge det i reklameøjemed; ’at nu ved vi hvem, der skal have vores medicin’, og så kan de formodentlig tage lidt mere for den.«

Mutationer
DNA-chip-teknologien er altså en måde at kortlægge sygdomme på, som giver et mere nuanceret billede end blot den patologiske beskrivelse, og som samtidig kan finde nye potentielle mål for behandling. Men mulighederne i teknologien slutter ikke her.
Da det er de færreste sygdomme, der skyldes en ændring i et enkelt gen, er det interessant at finde ud af, om der er nogle ændringer i f.eks. fem eller seks gener, der tilsammen altid giver udslag i f.eks. prostatakræft. Disse ændringer kaldes mutationer og er blot en lille ændring i bogstavkoden (DNA’et) i genet. »Der kan ske tre ting med genet,« siger Ørntoft, »det kan være uændret, genet kan blive helt ødelagt eller det kan blive ændret lidt. Og hvad betyder det så? Det er der ingen, der ved med sikkerhed.«
Man forestiller sig, at mutationer i fem-seks forskellige gener hver især kan være stort set harmløse, fordi andre faktorer genopretter balancen. Men med alderen kan celler så at sige opsamle flere og flere mutationer – ændringer i deres gener. Og til sidst kan det være så uheldigt, at en bestemt kombination af mutationer vælter balancen, og cellen udvikler sig til en kræftcelle.
Har man mistanke om, at det altid er 20-30 forskellige gener, som muterer i f.eks. prostatakræft, kan man kan bruge DNA-chipteknologien til at undersøge det.
»Vi kender nogle gener, som er associeret med bryst- og ovariekræft. Hvis der er modifikationer i dem, så bliver man meget syg,« siger Ørntoft.
»Brca 1 og 2 har vi sekventeret hos en hel del danskere, som har brystkræft i familien, og fundet tilsyneladende uskyldige mutationer hos en stor del af dem. Så hvis man har alle disse variationer på en chip, kan man bruge dem på et meget stort data-materiale og se, om der er en sammenhæng mellem disse variationer og brystkræft.«
Forskere på Skejby Sygehus har fået lov til at bruge folkeundersøgelsen ’Kost og kræft’, hvor Kræftens Bekæmpelse følger 40-50.000 danskere. Prøver fra de kvinder, som får brystkræft, kan så sammenlignes med prøver fra kvinder af samme alder og med samme levevis, der ikke fik brystkræft. Har man et stort nok materiale, er det muligt statistisk at vise, hvilke variationer i generne, der er farlige.
»Ideen er på sigt at kunne lave mere målrettet forebyggelse. Det er meget godt at sige til folk, at de skal spise flere grøntsager og lade være med at ryge. Men det virker stærkere, hvis man får at vide, at man selv har en øget risiko og så samtidig får at vide, at hvis man gør sådan og sådan, så minimerer man den risiko,« siger Ørntoft og bevæger sig ind på et meget ømtåleligt område omkring screening (se artiklen nedenfor).
»Hvis man ikke kan tilbyde folk forebyggende foranstaltninger, skal man selvfølgelig ikke informere dem om mutationer. Derudover bør man altid respektere individets ret til at sige nej til undersøgelse.«

*Yderligere information: ’Nature’ (412) 2001, s. 822-826 eller www.nature.com

FAKTA
DNA-chip
DNA-chip-teknikken er kommet i forlængelse af det humane genom projekt, hvor alle de menneskelige gener er blevet sekventeret. Det vil sige, at alle bogstaverne – DNA’et – i vores arvemateriale er kendt.
En DNA-chip er en lille plade, hvor små stykker DNA sidder
i nøje ordnede rækker og geledder, så man ved nøjagtigt, hvor hver stump sidder. Hvert stykke DNA er fra et kendt gen, og antallet af bogstaver i stykket er stort nok (ca. 25) til at gøre stumpen unik for det bestemte gen. Man udnytter, at DNA’et findes som en dobbeltstreng, der af sig selv ’klistrer’ sig til sin komplementære partner. Det betyder, at en stump DNA fra en celle vil blive siddende på den stump DNA på chip’en, der matcher den. I cellekernen bliver DNA-strengen ’lynet’ op omkring de tændte gener og bogstaverne læst og oversat til en kopi kaldet mRNA (messenger RNA).
Hver celle lyner kun op for de gener, den har brug for, resten af generne er slukkede. Processen fra DNA til mRNA kan forskerne vende om og lave mange DNA-kopier af de gener, som er tændte, mens de slukkede gener ikke multipliceres. I kopieringen fra mRNA til DNA indbygges bogstaverne igen i den nye streng. For at kunne se DNA-stykkerne på chip’en bruger man nogle modificerede bogstaver, som bærer et fluorescerende molekyle. Når man kigger på sin chip, vil hver firkant i rækken lyse op, hvis der sidder et stykke fluorescerende DNA. Chip’en er blevet en lysende mosaik, som kan tolkes og give et overblik over, hvilken kombination af tusinde gener, der er aktive i sundt eller sygt væv.rkj

Bliv opdateret med nyt om disse emner på mail

Vores abonnenter kalder os kritiske, seriøse og troværdige.

Se om du er enig - første måned er gratis

Klik her

Er du abonnent? Log ind her

Anbefalinger

anbefalede denne artikel

Kommentarer

Der er ingen kommentarer endnu