1. Základy genetiky

Léčba vad a chorob
 
Léčba geneticky podmíněných chorob na úrovni molekulární (tedy na úrovni DNA či RNA) je 
stále ve stádiu vývoje. Proto i dnes jde stále jen o péči symptomatickou, kdy se snaţíme 
omezit projevy choroby, aniţ bychom léčili její příčinu (kterou je mutace v DNA). Řadu 
strukturálních vrozených vad je moţné řešit chirurgicky, rozhodující je leckdy časná diagnóza 
(například u vrozených vad srdce). Mimo chirurgie se při léčbě uplatňují i obory další.
 
Registrace 
Výskyt vrozených vývojových vad je v České republice, stejně jako ve většině vyspělých zemí, 
registrován za účelem lepšího povědomí o stavu populace a úspěšnosti prenatální 
diagnostiky, stejně jako za účelem objevu nových faktorů vzniku těchto vad.
 
Informace o registraci vrozených vývojových vad v ČR najdete na stránkách
 
www.vrozene-
vady.cz
 
Genetická konzultace
 
Lékařská genetika je do velké míry zaloţena na komunikaci s pacientem. Proto je genetická 
konzultace tak důleţitá. Pokud má člověk obavy o případnou genetickou zátěţ svých potomků, potom 

by měl určitě navštívit genetika. Toho vám můţe doporučit váš obvodní lékař, nebo gynekolog. Jinak 
velké mnoţství informací lze najít na internetových stránkách různých genetických ordinací, stačí jen 
do vyhledavače zadat "lékařská genetika" nebo "genetické poradenství". Také můţete zkusit nějaký 
z 
odkazů na genetická pracoviště. Naopak se nedoporučuje hledat informace na veřejných diskusích, 
které nejsou kontrolovány nějakým odborníkem. Informace jsou často nepřesné a mohou být 
zavádějící.
 
Důleţité je si uvědomit, ţe veškeré informace, které lékaři poskytnete, jsou důvěrné. Genetik vás poté 
informuje o výsledcích vyšetření a o vašich moţnostech. Genetik vám nemůţe nic nařizovat, pokud si 
ale nevíte rady 
- 
můţe poradit. Vy se však v ţádném případě nemusíte jeho radou řídit. Tento systém 
je doposud 
brán s mírnou nedůvěrou, neboť Češi stále nejsou zvyklí sami rozhodovat o svém zdraví, 
coţ je v tomto případě nutnost. Ke všem vyšetřením a případným zákrokům je totiţ nutný souhlas 
pacienta. Rozhodně není důvod, mít z návštěvy genetika sebemenší obavy.
 
P
růběh genetické konzultace je samozřejmě pokaţdé jiný. Přesně vymezit nějaké schéma konzultace 
tedy není moţné, ovšem většinou se můţeme připravit na následující:
 
Základním poznatkem je
 
rodinná anamnéza
. Genetik se zajímá o všechny členy rodiny, aby mohl 
v
ytvořit
 rodokmen
, do kterého zaznamená výskyt chorob v této rodině. Pacient či pacientka 
(respektive proband či probandka) by měli být na tuto část konzultace připraveni. Určitě je dobré podat 
co nejkompletnější informace o své rodině. Co genetika zajímá nejvíce:
 

 
Věk, pohlaví a zdravotní stav příbuzných probanda.
 

 
U zemřelých jedinců příčina smrti
 

 
Zda není některý z příbuzných tzv. nevlastní
 

 
U nádorových onemocnění bliţší určení choroby (např. zda se jedná o rakovinu prsu, prostaty 
atd.) 
Jedná
-li se o geneti
ckou konzultaci u těhotné ţeny, jsou důleţité nejen informace o její rodině, ale i o 
rodině otce dítěte. Někdy je potřeba ještě vyţádat dokumentaci od praktického či odborného lékaře. 
Na základě anamnézy si genetik udělá prvotní obraz o situaci.
 
Po prvotním zhodnocení situace genetik můţe indikovat
 
specializovaná vyšetření
, která jsou často 
pro pokračování diagnostického procesu nezbytná. Někdy proband jiţ s výsledkem určitého vyšetření 
ke genetikovi přichází na první konzultaci. Speciální metody prenatální
 
diagnostiky jsou uvedeny níţe. 
V postnatální diagnostice se nejčastěji uplatňuje
 
odběr periferní krve
 
za účelem
 
vyšetření 
karyotypu
 nebo 
molekulárně
-
genetického vyšetření
. 
Při výpočtu konkrétního rizika genetik vychází ze známých typů dědičnosti (u monogenních 
onemocnění) nebo z modifikovaného populačního rizika a různých studií (u polygenních či 
multifaktoriálních onemocnění). Ne vţdy je moţné se ke konkrétnějšímu riziku dopracovat. Vzhledem 
k obrovskému mnoţství genů, vrozených vad, dědičných chorob, potenciálních teratogenů apod. je 
moţné, ţe se genetik bude muset obrátit na specializovanější pracoviště s ţádostí o pomoc při 
zhodnocení rizika či při navrţení postupu. Po zhodnocení všech vyšetření a získaných informací musí 
genetik pacienta seznámit s výsledky. Určité genetické souvislosti mohou být sloţité a je velmi 
důleţité, aby genetik dokázal vše srozumitelně vysvětlit. Situace leckdy vyţaduje závaţné rozhodnutí 
a pacient by měl mít k dispozici co nejvíce informací (kvantita by ale neměla být na úkor 
srozumitelnosti). Pacient by měl mít moţnost času na rozmyšlenou, zejména v případě závaţného 
rozhodnutí (například v případě ţádosti o umělé přerušení těhotenství). Znovu je vhodné zopakovat, 
ţe rozhodující je vţdy přání pacienta.
 
Prenatální diagnostika
 
 
Biochemický screening
 

Biochemické vyšetření krve, odebrané matce. Hlavní úlohou screeningu je 
odhalení
 
numerických chromozomových aberací, zejména pak
Downova syndromu
. Sleduje 
se krevní hladina několika specifických látek, nejčastěji alfafetoproteinu (AFP), choriového 
gonadotropinu (HCG) a nekonjugovaného estriolu (uE3). Vyšetření těchto tří markerů se 
označuje jako
 
Triple test
 
(existují i jiné varianty biochemického screeningu), označovaný téţ 
jako 
screening druhého trimestru
. Zvýšení AFP můţe ukazovat na kůţí nekrytou vrozenou 
vývojovou vadu 
- 
například spinu bifidu (rozštěp páteře).
 
 
V současné se době se i v ČR stále častěji setkáváme s tzv.
 
prvotrimestrálním 
screeningem
 
či téţ
 
kombinovaným screeningem
. Tento typ screeningu společně hodnotí 
určité biochemické markery (nejčastěji tzv. PAPP
-A a beta podjednotku HCG) dohromady s 
výsledky ultrazvukového vyšetření (typickým markerem je
 
NT
 neboli Nuchal translucency, 
česky
 
šíjové projasnění
). 
 
Další proměnné, které rovněţ ovlivňují výslednou hodnotu rizika jsou
 
věk matky, hmotnost 
matky a četnost těhotenství. Screening je tzv. pozitivní při překročení určitého stanoveného 
rozmezí hodnot. Samotná pozitivita screeningu ovšem ještě
 
neznamená
, ţe plod je vrozenou 
vývojovou vadou poškozen. Screening tedy slouţí jako ukazatel, ţe něco nemusí být zcela v 
pořádku. Ţenám s pozitivním screeningem se doporučuje návštěva v genetické poradně pro 
bliţší zhodnocení situace a postupu.
 
Amniocentéza (AMC)
 
Invazivní metoda, kdy je pomocí tenké jehly odebrán vzorek plodové vody přes
 
břišní stěnu 
(probíhá pod ultrazvukovým dohledem). Umoţňuje chromozomální a biochemické vyšetření 
kultivovaných i nekultivovaných buněk plodové vody (důleţitý je fakt, ţe se jedná o buňky 
nesoucí genetickou informaci plodu). Riziko spontánního potratu (komplikace většinou souvisí 
s únikem plodové vody) je výrazně malé (cca 0,5
-1,0%). 
Poznámka
 - 
Často se přechází fakt, ţe v průběhu těhotenství stále existuje šance, ţe dojde k 
potratu. Toto riziko závisí mimo jiné na věku matky. Provedení AMC či jiné invazivní metody 
toto riziko zvyšuje, ovšem neprovedení AMC neznamená, ţe riziko potratu je nulové.
 
Amnio-PCR 
Amnio-PCR
 
je variantou vyšetření známého jako
 
QF-PCR
 
(kvantitativní flourescenční PCR 
- 
více o metodě PCR v kapitole
 
Základní metody genetického inţenýrství). Toto vyšetření je 
zajímavým doplňkem ke standardní amniocentéze, kdy se čekání na výsledky karyotypu můţe 
protáhnout aţ na několik týdnů. Výsledek z amnio
-
PCR je naproti tomu k dispozici jiţ do 2 
dnů. Vyšetření odhalí numerické
 
chromozomální aberace
 
určitých chromozomů 
- dle 
pouţitých sond (většinou jde o chromozomy 13, 18, 21, X a Y). Vyšetření však neodhalí 
numerické aberace ostatních chromozomů či strukturální aberace 
- 
proto je pro definitivní 
diagnózu stále nutný karyotyp z kultivace.
 
Odběr choriových klků (CVS)
 
CVS
 (Chorionic Villus S
ampling) je taktéţ invazivní metoda, která je prováděna podobným 
stylem jako amniocentéza. Místo plodové vody se odebírají buňky choriových klků, tzv. 
trofoblastu (i tyto buňky mají genetickou informaci stejnou jako plod). Za mírně zvýšené riziko 
komplikací oproti amniocentéze získáme materiál, ze kterého můţeme získat karyotyp 
mnohem rychleji neţ u materiálu z amniocentézy.
 
Jistou nevýhodou této metody je tzv. placentární mozaicismus 
- 
fenomén, kdy v malém 
procentu p
řípadů vznikají chromozomální abnormality v choriových klcích, ne však ve 
vyvíjejícím se plodu.
 
Kordocentéza
 

Kordocentéza (punkce 
- 
protětí pupečníku) je invazivní metoda slouţící k odebrání krve plodu. 
Z této krve je moţné nejen získat lymfocyty pro cytogenetické vyšetření, ale lze provést i další 
testy (hematologické či biochemické).
 
Fetoskopie 
Poslední z invazivních metod, dnes je jiţ vyuţívaná zcela vyjímečně. Do dělohy je zaveden 
optický nástroj (podobně jako při endoskopických operacích), díky kterému
 
můţeme 
pozorovat přímo plod. Dnes je metoda většinou plnohodnotně zastupitelná ultrazvukovým 
vyšetřením, své opodstatnění můţe mít stále u těţších vrozených vad s postiţením kůţe.
 
Ultrazvukové vyšetření
 
Jedná se o neinvazivní vyšetření, které nikterak neohroţuje plod ani matku. Probíhá 
minimálně dvakrát v průběhu těhotenství, přesné termíny a počet vyšetření se liší dle 
jednotlivých pracovišť (v případě potřeby se ultrazvuková vyšetření mohou opakovat). Můţe 
odhalit mnoho odchylek od normálu i přímé fyzické znaky vrozené vady. Pokud je vyšetření 
podstoupeno cíleně, můţe zachytit velké mnoţství různých vad, jako je třeba anencefalie, 
Downův nebo Turnerův syndrom. Ultrazvukové vyšetření se neustále vylepšuje, nicméně 
některé vady či některé případy určitých vad jsou na ultrazvuku neidentifikovatelné.
 
Preimplantační genetická diagnostika (PGD)
 
Preimplantační genetická diagnostika je metoda, která umoţňuje provést vyšetření karyotypu 
či genotypu embrya před jeho implantací do placenty. Této metody je moţno vyuţít pouze při 
mimotělním oplodnění (IVF 
- 
In Vitro Fertilization). Na diagnostiku se odebírá jedna buňka 
- 
blastomera (či v některých případech pólové tělísko), jejíţ genotyp a karyotyp je příslušným 
způsobem vyšetřen. Pokud je vše v pořádku, můţe být embryo
 
implantováno. Díky této 
metodě je moţné zachytit embrya s mutací ještě před jejich implantací do dělohy.
 
Poznámka
 - 
dle platné legislativy je v České republice moţné umělé přerušení těhotenství na přání 
matky (i bez udání důvodu) pouze do 12. týdne těhotenství. Ze zdravotních důvodů 
- 
například pro 
těţkou vývojovou vadu plodu, je moţné těhotenství ukončit aţ do 24. týdne těhotenství.
 
2)
 
Genetické testy 
Genetické testování; testy DNA a podobné pojmy se pomalu staly běţnou součástí nejen odborných 
textů, ale pronikly i do médií a běţného podvědomí nás všech. Přitom samotný pojem genetického 
testu je velice široký a leckdy nejde jen o test DNA. Za účelem lepší orientace v záplavě různých 
termínů byla vytvořena tato kapitola.
 
Genetické testy v rámci prenatální dia
gnostiky 
Testování ještě nenarozeného jedince zaujímá specifické místo ve schématu zdravotní péče. Některé 
základní pojmy a informace k této problematice najdete v
 
kapitole Genetické poradenství, nebudu je 
proto zde zmiňovat.
 
Úplně nejčastějším "genetickým
 
vyšetřením" je ve skutečnosti vlastně vyšetření biochemické. V rámci 
tzv. 
biochemického screeningu
, který se zpracovává z periferní krve odebrané budoucí matce, se 
určuje případné zvýšené riziko vybraných
 
vrozených vad. Nejedná se ovšem o genetické vyšetření, 
ačkoliv matky často říkají "brali mi krev na genetiku" apod.
 
Dalším vyšetřením ve schématu prenatální diagnózy je
 
vyšetření karyotypu
 
plodu. Materiál se 
získává pomocí některé
 
invazivní metody
, ať jiţ amniocentézy, biopsie choriových klků či 
kordocent
ézy. Vyšetření karyotypu je genetické vyšetření, přesněji
 
vyšetření cytogenetické
(neboť se 
vyšetřují
 chromozomy
), ovšem nejedná se o test DNA.
 

Novinkou v této problematice (vyšetření karyotypu) je tzv.
 
Amnio-PCR
 
(odnoţ metody QF
-PCR; o 
metodě PCR viz kapit
ola 
Rekombinantní DNA). Zde se jedná o molekulárně genetické vyšetření, kde 
opravdu testujeme DNA. Vyšetřují se specifické markery na několika chromosomech (jedná se o 
chromozomy, jejichţ aneuploidie –
 
nesprávný počet –
 
se v patogenezi chromozomálních aberací 
uplatňují nejčastěji –
 
tedy 13, 18, 21, X a Y; moţné jsou mírné obměny). Hodnotí se počet (respektive 
poměr) těchto markerů v získaném vzorku –
 
lze tak odhalit změny v počtu těchto chromozomů, 
například trizomii apod. Výhodou tohoto vyšetření je jeho rychlost (oproti klasickému vyšetření 
karyotypu), ovšem pro svou značnou omezenou vypovídací hodnotu při identifikaci jiných typů 
abnormalit je nutné toto vyšetření vţdy doplnit i klasickým cytogenetickým vyšetřením.
 
Testy DNA
 
se v prenatální diagnostice provádějí méně často, ovšem i s nimi se lze běţně setkat. 
Indikacím k takovýmto testům je prokázané
nosičství mutace
 (viz kapitola Mutace
) příslušného genu 
u některého z rodičů dítěte. Materiál k těmto testům je opět nutné získat pomocí některé z invazivních 
metod prenatální diagnostiky. Jedná se potom o standardní test DNA, prováděný za účelem potvrzení 
či vyvrácení přítomnosti hledané mutace v DNA plodu (respektive zda jde o heterozygotní či 
homozygotní kombinaci apod.).
 
Postnatální genetické testy
 
Po naroze
ní člověka je genetické testování o poznání snadnější. Především odpadá potřeba sloţitých 
invazivních metod pro získání vzorku. Většinou si vystačíme s pouhým odběrem periferní krve, čímţ 
získáme vhodný materiál jak pro molekulárně genetické, tak pro cytogenetické vyšetření. Dnes se pro 
molekulárně genetické vyšetření stále častěji pouţívá i stěru z bukální sliznice, který je zcela 
neinvazivní a je snadno proveditelný i neodborníkem (nesmí však vzorek kontaminovat). Po narození 
a vůbec v dospělosti se nabízí spousta moţností jak a hlavně proč testovat. Testuje se z 
medicínských důvodů, testuje se z forenzních důvodů a dnes se testuje i z důvodů osobních, či tzv. 
rekreačních.
 
Vyšetření karyotypu
 
Téma vyšetření karyotypu a jeho indikace bylo jiţ zmíněno v kapi
tole Chromozomy. Karyotyp je 
ověřován například z důvodu podezření na některý ze syndromů (viz.
 
Chromozomální aberace), při 
podezření na nosičství balancované translokace či při poruchách sexuálního vývoje,
neplodnosti
 nebo 
po několika
 
spontánních potratech
 
(vyšetřujeme oba partnery). K vyšetření samotnému jsou 
nejčastěji vyuţity bílé krvinky z odebrané krve, které se ve speciálním médiu pomnoţí, jejich dělení je 
poté přerušeno a po nabarvení jsou chromosomy připravené k pozorování v mikroskopu a 
vyhodnocení
. 
S rozvojem 
molekulární cytogenetiky
 
(která vznikla díky zavedení molekulárně
-
genetických metod 
do cytogenetiky) se otevřela cesta k novým způsobům detekce mikrodelecí a jiných chromosomálních 
mutací malého rozsahu, které byly předtím jen obtíţně detekovatelné. Metoda
 
FISH
 (
fluorescentní in 
situ hybridizace
) je zaloţena na hybridizaci fluorescentně značené sondy se svým cílovým místem 
na příslušném chromosomu. Sonda ve fluorescenčním mikroskopu barevně září. Navrţena můţe být 
tak, ţe pokrývá specifický úsek či sekvenci, ale třeba i celý chromosom (vyuţitelné pro detekci 
komplexních přestaveb karyotypu v cytogenetice nádorových buněk).
 
Vyhledávání genových mutací
 
V rámci genetiky člověka jiţ bylo identifikováno obrovské mnoţství monogenně dědičných chorob 
(viz 
Genetické choroby). Aktualizovaný seznam genů a monogenních chorob nabízí databáze
 OMIM. 
V klinické praxi se však na přítomné mutace rutinně vyšetřuje pouze malá část z těchto genů. Rovněţ 
spektrum vyšetřovaných mutací je zpravidla menší, neţ počet všech známých mutací v konkrétním 
genu. To je do jisté míry způsobeno známým fenoménem, kdy výzkum jde mílovými kroky dopředu, 
ovšem jeho aplikace do klinické praxe je velmi zpomalená (hlavně z příčin ekonomických). Řada genů, 
mutací a polymorfismů objevených v experimentu má navíc stále klinicky ne zcela jasný význam a 
proto jejich testování není zatím přínosné. Pro klinickou genetickou praxi většinou stačí vyšetření 

základních mutací u nejčastějších geneticky podmíněných chorob. Pro ověřování vzácnějších mutací 
je třeba vyhledat takovou laboratoř, která patřičné vyšetření nabízí (často je nutné kontaktovat 
zahraniční laboratoře; celosvětovou databázi laboratoří najdete na stránce
 
www.geneclinics.org
). 
Vyšetření samotné je zaloţené na
 
izolaci DNA
 
ze vzorku, která se většinou namnoţí pomocí 
metody 
PCR
 
(pro bliţší popis této a dalších metod –
 viz kapitola 
Základní metody genetického 
inţenýrství). Pro vlastní identifikaci mutace je pak moţné pouţít metody přímé či nepřímé 
DNA 
diagnostiky. Nabízí se moţnost alelově specifické PCR,
 RFLP, HA, DGGE, TGGE, 
SSCP, přímé 
sekvenaci konkrétního genu aj.
 
Důleţité je, ţe takovéto genetické testování musí být vázáno na
 
kvalitní genetické poradenství
. 
Testovaný jedinec musí být poučen o přínosu testu, jeho výpovědní hodnotě a o moţnostech dalšího 
postupu v případě pozitivního výsledku testu.
 
Z 
etického
 hlediska 
je nesprávné tímto způsobem testovat malé děti
, pouze na přání rodičů. Kaţdý 
člověk by měl mít právo se svobodně rozhodnout, zda si takovýto test přeje, či nikoliv (ne kaţdý si 
přeje vědět, ţe má vysoké riziko vzniku určitého typu rakoviny). V případě nemocí, u kterých nehrozí 
riziko z prodlení, by se měly testovat aţ osoby od 18, případně alespoň od 15 let věku (kdy uţ jsou 
tyto os
oby schopné pochopit důsledky takovéhoto testu). Naopak u takových chorob, kde je moţné 
časnou diagnostikou zamezit dalšímu poškození jedince, jsou tyto testy
 
plně opodstatněné
 i u 
malých dětí (jedná se především o různé poruchy metabolismu).
 
Poznámka:
 Poz
itivní výsledek testu v biomedicínském výzkumu a praxi znamená, ţe bylo nalezeno 
to, co se hledalo. Pokud tedy testujeme pacienta na určitou mutaci, potom pozitivní výsledek testu 
znamená, ţe testovaný tuto mutaci má (a z hlediska psychologického je pro něj výsledek testu vlastně 
negativní).
 
Testování genotoxicity
 
Pro ověřování
 
genotoxických
 
(mutagenních) účinků různých vnějších faktorů existuje skupina 
specializovaných testů. Ověřuje se jak mutagenní potenciál samotných látek (např. chemikálií) –
 in 
vitro, 
tak i současný stav jedince po expozici mutagenům –
 testy in vivo. 
Amesův test
 
je klasickým testem pro stanovení mutagenního potenciálu různých chemikálií. Původní 
provedení tohoto testu počítá se speciálním kmenem bakterie
 Salmonella typhimurium
, který má 
mutovaný gen, jeţ bakterii umoţňuje syntetizovat aminokyselinu
 
histidin
. Jelikoţ bakterie roste na 
ţivné půdě, která tuto aminokyselinu neobsahuje, nemá bakterie k této aminokyselině přístup a 
nepřeţívá. Test probíhá tak, ţe tento kmen bakterie je vystaven působení zkoumané látky. Poté je 
sledován růst těchto kolonií na oné ţivné půdě bez histidinu. Procento přeţívajících kolonií ukazuje na 
mutagenní potenciál zkoumané látky –
 
nastane totiţ "mutace mutace" –
 tedy 
zpětná mutace
, kdy 
vlastně dojde k opravě původně defektního genu, čímţ bakterie získá opět schopnost syntetizovat 
histidin (a přeţít).
 
Test ZCHA
 (
ZCA
), neboli 
Získaných Chromosomálních Aberací
 
nám umoţňuje zhodnotit vliv 
mutagenů na struktury in vivo. Provedení testu je velmi jednoduché. Po odběru periferní krve a 
kultivaci získaných lymfocytů hodnotíme procento aberantních buněk, tj. buněk s chromosomální 
aberací. Tato metoda informuje o expozici vyšetřovaného jedince mutagenům v průběhu několika 
posledních měsíců. Hodnoty zhruba do 3% jsou normální, mezi 3% a 5% hraniční a nad 5% vysoké. 
Toto vyšetření se můţe provádět například i v rámci preventivních prohlídek zaměstnanců pracujících 
v prostředí s
 
vyšším rizikem genotoxicity
. 
Dalšími metodami v genotoxikologii jsou:
 
Comet assay
 
(kometový test) 
- 
spočívá v elektroforéze celých buněk, přičemţ malé fragmenty 
jaderné DNA (které vznikly působením mutegenních faktorů) mají tendenci vycestovat z jader, coţ po 
vizualizaci dává výsledek obrazu komety.
 

Sister chromatid exchange
 
(výměna sesterských chromat
id) - 
spočívá v pozorování výměn 
genetického materiálu mezi sesterskými (identickými) chromatidami (coţ je umoţněno různým 
barvením), které je úměrné expozici genotoxické látky.
 
Micronucleus test
 
(mikrojádrový test) 
- 
spočívá v pozorování fragmentovaného jaderného materiálu, 
tzv. mikrojader, které vznikly působením genotoxických faktorů.