Met slimme bioinformatica zijn foetale genetische afwijkingen te vinden in het bloed van de aanstaande moeder.

Bij klinische genetica in het VU medisch centrum in Amsterdam hangt als trofee een wereldkaart aan de muur. Prikkertjes geven aan in welke landen, van Canada tot Zuid-Korea, laboratoria gebruikmaken van de in 2013 aan het VUmc samen met de TU Delft ontwikkelde WISECONDOR-analyse (within-sample copy number aberration detector).

Daarmee is sinds 2014 gedetailleerd prenataal onderzoek te doen naar genoomafwijkingen bij de foetus met de niet invasieve prenatale test (NIPT). Een vlokkentest of een vruchtwaterpunctie – die soms leiden tot een miskraam – kunnen dan vaak achterwege blijven, vertelt Erik Sistermans, hoofd genoomdiagnostiek.

NIPT

Een buisje bloed van de aanstaande moeder volstaat voor de NIPT. Daarin zweeft vrij DNA rond, losse fragmenten van zo’n 150 nucleotiden lang. Veruit de meeste zijn van de vrouw zelf, maar zo’n 5 tot 10 % is afkomstig van de placenta van de foetus. Sinds een jaar of zes is bekend dat die fragmentjes te gebruiken zijn om te bepalen of de foetus het syndroom van Down heeft, veroorzaakt door een extra chromosoom 21. Daarvoor lezen onderzoekers in het lab 10 miljoen DNA-fragmentjes uit het bloed af, de meeste daarvan van de vrouw zelf. Als er meer fragmenten van chromosoom 21 aanwezig zijn dan van andere chromosomen, dan is het zeer aannemelijk dat de foetus Down heeft. ‘Verder dan dat kwamen we niet, we konden alleen de toename van fragmenten voor een heel chromosoom bepalen’, vertelt Sistermans.

Deze methode gaat ook op andere gebieden furore maken

Stukjes DNA analyseren

Maar zou er uit die brij aan DNA-gegevens niet toch wat meer informatie te halen zijn, ook over kleinere genoomafwijkingen? Die vraag kreeg de Delftse masterstudent bioinformatica Roy Straver voorgelegd bij Sistermans en Marcel Reinders uit Delft. Een oplossing die voor de hand ligt is om meer fragmenten af te lezen. ‘Maar daarmee was de test ook veel duurder geworden en dat is onhaalbaar in de ziekenhuispraktijk’, vertelt Sistermans. Er was dus een slimmere oplossing nodig. Straver ontwikkelde daarvoor een algoritme, wat de kosten op zo’n 450 euro houdt.

Om meer informatie uit DNA-gegevens te halen bedacht Straver de WISECONDOR-methode. Hij deelde het genoom op in gebieden (bins) van 1 miljoen basenparen om te bekijken of er voor een gebied meer DNA-fragmenten zijn dan verwacht. Van elk gebied is onderzocht hoeveel er bij een gezonde foetus aanwezig moeten zijn ten opzichte van honderd andere, elders op het genoom. Aan de hand daarvan is te zien of de testsample afwijkt. ‘Dit was een enorme vondst’, zegt Sistermans. Variaties in de nauwkeurigheid van het aflezen van DNA kunnen we zo slim omzeilen.

Naamloze afwijkingen

Niet alleen trisomieën van chromosoom 21 (Down), 13, (Patau) en 18 (Edwards) komen hiermee aan het licht, ook chromosomale afwijkingen en deleties van kleinere gebieden, tot ongeveer 10 miljoen basenparen. ‘Het gaat vaak om afwijkingen die geen naam hebben, maar sommige zijn ernstiger dan het Down-syndroom en gaan gepaard met zware verstandelijke beperkingen of ernstige gedragsproblemen.’

Vanaf 1 april 2017 gaat NIPT met WISECONDOR-analyse in Nederland als standaardtest gebruikt worden, naast de minder nauwkeurige maar goedkopere combinatietest. En de methode gaat wellicht ook op een ander front furore maken, vertelt Sistermans. ‘Net als een placenta, geeft ook een tumor DNA af in de bloedbaan. We doen nu onderzoek of we WISECONDOR ook kunnen gebruiken voor vroegdiagnostiek of om te controleren op een recidive.’