İlgi çekici bir yöntem olan tek molekül dizilemesi, YN DNA dizilemesinde başlangıçtaki klonlama veya amplifikasyon adımlarının atlanarak zaman ve paradan tasarruf edilmesini sağlamaktadır. Günümüzde, tek moleküllü DNA dizilemesi (aynı zamanda üçüncü kuşak dizileme olarak da adlandırılmaktadır) yayılma aşamasındadır ve kullanımını ve uygulamalarını açıklayan sınırlı sayıda araştırma yayını bulunmaktadır.
YN DNA dizilemesinin birçok araştırma uygulamasının olması sebebiyle üretici firmalar bu teknolojinin klinikte nasıl kullanılabileceğine çok önem vermemişlerdir. Bununla birlikte, 2010 yılında, klinik tanı laboratuvarları için tasarlanan yeni platformlar ortaya çıkmıştır. DNA mikrodizinleri (DNA çipleri), belirli noktalara nükleik asitlerin belirli sırayla yüksek yoğunluklu olarak dizildiği 2B ızgaralardır.
Her nokta (herhangi bir dizide ~ 102 ila 106 noktaya kadar), cam veya silikon bir inert yüzeye tutturulan bir DNA probunu temsil eder. Gen ifadesinin yüksek verimli taraması, hücresel düzeyde meydana gelen olayların moleküler imzalarını açığa çıkarabilir. Bu bilgi klinikte teşhis amacıyla veya hastalıkların başlaması ve ilerlemesini anlamak için araştırmalarda kullanılabilir. Mikrodizinlerde, artmış gen ifadesi için en az iki kat artma, azalmış gen ifadesi için en az 0.5 kat eşik değer olarak kabul edilmektedir. Mikrodizin çiplerinde gen ifadesi çalışmaları sadece bir ön çalışma veya tarama olarak kabul edilirler. Elde edilen sonuçların, gerçek zamanlı kantitatif PZR gibi daha spesifik ölçümlerle doğrulanması gerekir. Transkriptomun (belirli bir hücrede bulunan tüm RNA türlerinin) incelenmesine ve başka bir hücrede transkriptom ile karşılaştırılmasına izin veren gen ifade seviyesi mikrodizin çiplerinin hem araştırmada hem de klinik hizmette başarılı olduğu kanıtlanmıştır. Bu analiz türünde, istenilen herhangi bir mRNA’nın miktarını ölçmek mümkündür. Örneğin, normal olarak büyüyen bir hücre hattı ile kanserli hale gelmiş aynı hücre hattı arasında genomik seviyedeki fark nedir? Bu karşılaştırmayı yapmanın bir yolu, iki farklı hücre hattından mRNA'ları karsinogenezle ilgili genlere sahip bir mikrodiziye hibridize etmektir. İfadedeki farklılıklar, tümörlerin biyolojisini açıklamaya ya da daha iyi teşhis veya yeni ilaç gelişimi için tümöre özgü hedefleri tespit etmeye yardımcı olabilir.
Ticari olarak üretilen mikrodizinler şu anda çok çeşitli genleri (TP53, CYP450) veya yolakları (apoptoz) veya organizmaları (E. coli geni dizisi) kapsamaktadır. Tedaviye ve prognoza rehberlik edecek daha fazla nesnel belirtecin bulunması başta kanserler olmak üzere birçok hastalığın tanı ve tedavisinde için çok değerli olacaktır.
Meme kanseri teşhisi için FDA tarafından onaylanan klinik tabanlı mikrodizin testi MammaPrint® günümüz mikrodizin teknolojisi ile klinikte nelerin başarılabildiğine dair bir örnek teşkil etmektedir.
Klinik tıpta, mikrodiziler aşağıdakiler için yararlı olabilir:
1. Diagnostik doğrulama ve hastalık sınıflandırması.
2. Bireyin germ hattı DNA'sı ve tümör dokusundaki somatik hücre DNA'sının analizi ile kişiselleştirilmiş tedavi seçimi.
3. Tümör DNA'sının analizi ile keşfedilen daha iyi prognostik göstergeler.
Tüm genom assasiyasyon çalışmaları (GWAS), karmaşık genetik bozukluklarda rol oynayan genetik belirteçleri veya genleri tespit etme potansiyelini önemli ölçüde artırmıştır. Bunu mümkün kılan etkenler:
Daha büyük grupların test edilmesi;
Genomun, haplotip bloklara bölünmesiyle daha az TNP’ne ihtiyaç duyulması;
Mikrodizinler sayesinde aynı anda çok sayıda TNP’nin daha kolay ve daha ucuz çalışılabilmesidir.
Affymetrix TNP çipleri, farklı toplumlarda uygunabilirliği sağlamak üzere geliştirilmiştir. Tüm TNP probları için homojen hibridizasyon sağlamak zor olduğu için, tespit oranı yedek probların sağladığı kapsama ile optimize edilmiştir. Bu ürüne alternatif olarak Illumina’nın BeadChips adı ile piyasa sürülmüş, boncuk formatında mikrodizin çipleri de vardır. BeadChips hazır panel olarak temin edilebileceği gibi ihtiyaca göre kişiselleştirilebilir. Örneğin kanserle ilişkili 400’den fazla TNP’yi kapsayan bir panel bulunmaktadır. Illumina hem YN DNA dizilemesinin hem de TNP genotiplemesinin aynı cihaz ile yapılmasına olanak sağlayarak analitik platformlarda oldukça esneklik sağlamıştır.
Dr. Öğr. Üyesi Necip Ozan TİRYAKİOĞLU
