Toekomstige verfijning van diagnostiek en therapie met DNA-microarrays. I. Technologie en data-analyse

- With DNA microarrays it will be possible to refine diagnostics and treatment with the use of genome wide information on a patient's sample.

- Microarrays are currently applied to unravel gene functions, pathogenetic mechanisms, metabolic routes and the effects of drugs on these, to refine diagnostic classifications and prognostic indexes, and to find new targets for therapy. With genotyping it will be possible to generate risk profiles for certain diseases and to assess the likelihood of a given drug-related side effect. Furthermore, it may accelerate research of mutations in genes for which the normal DNA sequences are already known.

- The basic principle of DNA microarrays is that thousands of different DNA sequences, each specific for a given gene, are immobilised on a solid surface (for example a microscope slide), arranged in a known order, and are hybridised with a solution of labelled DNA or RNA molecules.

- The DNA or RNA molecules under investigation bind to complementary base pairs on the slide, and permit us to measure the amount of labelled DNA or RNA hybridised to each gene sequence.

- Sophisticated software is used to analyse the large amount of data generated. The ultimate aim is to group genes with similar expression patterns across all samples, and then group samples accordingly.

- Conventional biological or biochemical techniques are required to validate the data obtained with microarrays, and to verify whether the observed associations among genes are biologically relevant.

Samenvatting

- Met DNA-microarrays zal men diagnostiek en therapie kunnen verfijnen door kennis van de specifieke eigenschappen van een weefsel van een bepaalde patiënt.

- Vooralsnog gaat het om het ontrafelen van genfuncties, pathogenetische mechanismen, metabole routes en effecten van geneesmiddelen daarop, het verfijnen van diagnostische classificaties en prognostische indexen en het vinden van nieuwe aangrijpingspunten voor therapie. Met genotypering kan een risicoprofiel worden opgesteld voor ziekten en bijwerkingen van geneesmiddelen en kan onderzoek worden versneld naar mutaties in genen waarvan de normale DNA-sequentie al bekend is.

- Het basisprincipe van een DNA-microarray is dat duizenden verschillende DNA-sequenties, elk specifiek voor een bepaald gen, in een bekende volgorde geïmmobiliseerd zijn op een vast oppervlak (bijvoorbeeld een microscoopglaasje) en in contact worden gebracht met te onderzoeken gelabeld DNA of RNA in oplossing.

- De te onderzoeken DNA- of RNA-moleculen binden aan complementaire basenparen op het glaasje, waarna de hoeveelheid die aan een specifiek gen bindt, wordt gemeten.

- Voor de analyse van verkregen informatie over de duizenden sequenties wordt gebruikgemaakt van computerprogramma's die associaties aantonen; het doel is genen met een vergelijkbaar expressiepatroon en daarmee ook de onderzochte weefselmonsters te groeperen.

- Vervolgens gebruikt men conventionele biologische of biochemische technieken om de gevonden expressieprofielen te verifiëren en te bevestigen, en om na te gaan of de gevonden genassociaties biologisch relevant zijn.