Gen-sekvencering i genetiske sygdomme: Fra mutation til protein-dysfunktion til terapi

At kende en gens DNA-sekvens muliggør en direkte vej fra variant til mekanisme til behandling.

Arbejdsgang

1. Variant-identifikation: Sammenlign påvirkede vs. upåvirkede genom (WES, WGS, paneler) → find SNV'er, indels, CNV'er, splice-varianter.
2. Gen-niveau-annotation: Forudsig effekt på protein (missense, nonsense, frameshift, splice, regulatorisk). Værktøjer: SIFT, PolyPhen, CADD, REVEL.
3. Protein-påvirkning: Modeller 3D-struktur (AlphaFold, homologi) → vurder stabilitet, aktivt sted, protein-protein-grænseflader, lokaliseringssignaler.
4. Funktionel validering: In vitro assays (enzym-aktivitet, kanal-konduktans, binding), cellulære modeller (patient iPSCs, CRISPR-redigerede linjer), dyremodeller.
5. Sti-integration: Placer protein i stier (fx CFTR i Cl⁻-transport, luftvejs-overflade-væske). Identificer nedstrøms konsekvenser.
6. Terapuetisk targeting:
   • Korrektorer/potentiatorer (CFTR-modulatorer for cystisk fibrose).
   • Antisense-oligonukleotider (nusinersen for SMA).
   • Genterapeutik (AAV-vektorer).
   • Små molekyler, der stabiliserer mutant protein.
7. Personlig medicin: Genotype guider lægemiddel-valg, dosering, overvågning.

Eksempel: Cystisk Fibrose

• CFTR gen sekventeret → >2000 varianter klassificeret (F508del mest almindelig).
• F508del → misfolding → ER-retention → ingen kanal i membran.
• Korrektorer (lumacaftor, tezacaftor, elexacaftor) + potentiator (ivacaftor) → genopretter funktion.
• Terapi er nu genotype-specifik (fx Trikafta for ≥1 F508del).

Sekvens → struktur → funktion → terapi: paradigma for præcisionsmedicin.