Basalbiologisk forskning har påvist en rekke gener som styrer celledeling, celledød, regulering av cellesyklus, evne til å reparere skadet DNA og effekt av medikamenter. Forandringer i disse gener kan føre til forandret vekstmønster med det resultat at en celle utvikles til en kreftcelle. Mange av disse forandringene er først og fremst funnet i kreftceller hos barn, og de brukes også diagnostisk for å skille de enkelte kreftformer når disse ikke kan defineres ved morfologi.

Flere barnekreftformer har derfor fungert som lyskastersykdommer i forståelsen av utvikling av kreft. Mutasjon i gener som hemmer vekst («tumor suppressor genes») kan være medvir­kende til at cellevekst kommer ut av kontroll. Mest kjent er mutasjon i retinoblastomgenet (RB1), Ewing’s sarkom gen (EWS) og i Wilms’ tumor-genet (WT1). Mutasjon i RB1 kan være både somatisk og i kimbanen, det siste disponerer for multifokalt retinoblastom og andre kreftsykdommer som ben- og bindevevskreft. Økt antall av gener som fremmer vekst, kan fungere som onkogen. Mest utforsket er MYC-n genet ved nevroblastom der økt antall (amplifisering) av genet i kreftcellen gir en svært dårlig prognose.

I tillegg er det påvist translokasjoner og tap av genmateriale ved flere kreftformer. Kunnskap om disse forandringene bidrar i økende grad til å kunne skreddersy behandlingen (risikostratifisere behandlingen, se de enkelte sykdommer).

Om ny genteknologi

Ny genteknologi for å oppdage kopitallsavvik (array comparativ hybridisering aCGH) og avvik på nukleotidnivå (dypsekvensering, Neste generasjons gensekvensering NGS, High Throughput Sequencing HTS) er i ferd med å revolusjonere diagnostikken også ved barnekreft. Det gis derfor en kortfattet oversikt over relevante metoder. Gentesting kan gjøres i blod og/eller i tumorvev. Dette avsnittet omhandler gentesting i blod.

De aller fleste genetiske sykdommer innenfor arvelig barnekreft skyldes mutasjoner i enkelt­gener (i motsetning til kromosomfeil). Man kan imidlertid mistenke kromosomfeil der pasienten i tillegg til kreftsykdommen har andre fenomener (som mental retardasjon eller alvorlige utviklingsavvik). Man kan da rekvirere array comparativ hybridisering (aCGH). Ved mistanke om enkeltgensykdom, rekvireres enten Sangersekvensering og eventuelt MLPA (Multiple Ligation Probe Assay) eller Neste Generasjons Sekvensering (NGS).

aCGH kan betraktes som en moderne, høykvalitets kromosomanalyse (selv om analysen gjøres på DNA nivå). aCGH oppdager kopitallsavvik. DNA isolert fra pasienten og fra en referansekilde (normalperson) merkes med ulike fluorokromer (typisk rød og grønn), denatureres (gjøres enkelttrådig), kappes opp i korte sekvenser og hybridiseres til et sett med komplementære DNA-sekvenser som er festet på en glassplate. I dag (2015) inneholder en plate til bruk i diagnostikken typisk 180,000 eller flere komplementære gensekvenser («prober»). Disse er arrangert i små «spots» på glassplaten. DNA fra pasienten og kontrollen vil feste seg på probene som har komplementær DNA sekvens. Reaksjonen gjøres kvantitativ slik at mengden rødt og grønt vil variere med hvor mye DNA som kommer fra pasientprøven og hvor mye som kommer fra kontrollen. Etter den kjemiske reaksjonen scanner man slide og registrerer hvilken farge hver enkelt spot har. Resultatet fores inn i en datamaskin som konstruerer et kart over kromosomene der det fremgår om det foreligger en, to eller tre kopier for hvert lite område av kromosomet. På denne måten kan man oppdage små kromosomområder som mangler en kopi (delesjoner) eller har tre kopier (duplikasjoner). Oppløseligheten ved lysmikroskopisk kromosomanalyse regnes å være slik at man kan oppdage avvik på rundt 5 million basepar (megabaser) mens man ved array CGH typisk kan oppdage avvik på 50,000 basepar.

Ved Sangersekvensering analyseres baserekkefølgen på enkeltgennivå i ett og ett gen. Det er bare den kodende delen (exonene og nærliggende del av intron) som blir analysert. Gjennom­snittlig finnes 85 % av mutasjonene i exons. For noen gener finnes erfaringsmessig (nær) 100 % av mutasjonene i exons, men generelt vil ikke en Sangersekvensering, eller noen annen genetisk laboratorieanalyse, kunne utelukke mutasjon i genet. Det vil oftest fremgå av litteraturen hvilken prosentandel av «typiske» pasienter man finner en mutasjon hos (typisk 85–95 %). Sangersekvensering vil ikke oppdage kopitallsavvik. For de vanligste genetiske sykdommene er under 10 % av mutasjonene delesjoner eller duplikasjoner, men det finnes mange sjeldne sykdommer der andelen er langt høyere (eksempel: ved von Hippel Lindau oppgis 28 % av mutasjonene å være kopitallsavvik). For de fleste genene vil det derfor være riktig også å undersøke for denne typen mutasjon. Den vanligste metoden å oppdage delesjoner og duplikasjoner i enkeltgener kalles MLPA (Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification). Nærmere tekniske detaljer kan finnes for eksempel på [https://www.mrcholland.com/]. Metoden er rask med svar i laboratoriet på vel ett døgn. Den er enkel, billig og sensitiv og har mange anvendelsesområder. MLPA er basert på en multiplex PCR-reaksjon som kan undersøke opptil 50 ulike DNA segmenter samtidig. Det finnes over 300 probesett kommersielt tilgjengelig.

Ved Neste Generasjons Sekvensering kan man analysere mange (i prinsippet alle 21,000) gen­ene samtidig. Analysemaskinene er installert på de genetiske avdelingene (og en del patologi­laboratorier) også i Norge (2015). NGS kan utføres på mange måter og nye applika­sjoner utvikles stadig. Per dato kan man betrakte NGS som en «multi-Sangersekvenserings­metode». Teknologien vil antakelig også erstatte kopitallsanalyse (MLPA og aCGH) om få år. Analysen starter fra blod eller annet vev med rensing av DNA, deretter fragmenteres DNA, og man fisker ut de bitene av DNA som man ønsker analysert videre («capture»). Blant de mest aktuelle kommersielle capture kits i dag finnes de som fisker ut alle exoner (gir grunnlag for exom-sekvensering) eller alle exonene til alle gener som er kjent å ha sykdomsgivende mutasjoner (for alle mulige genetiske sykdommer). Det finnes også spesialdesignete kits for enkeltsykdom­mer/sykdomsgrupper, men capture kit for «alle sykdommer og syndromer som kan være forbundet med barnekreft» er ikke tilgjengelig i Norge idag. Etter prøveprepareringen, sekvenseres materialet i en maskin. Resultatet er en datafil med et sett med noen millioner korte sekvenser som settes sammen til stor gensekvens av et dataprogram (alignment). Resultat-filen analyseres ved at man filtrerer på de sekvensene man ønsker å se nærmere på. Dette gjøres enten ved at man velger aktuelle gener («filtrere en genliste») eller velger aktuelle gener ut fra arvemåte. Det første er antakelig foreløpig mest aktuelt ved barnekreft. Referanse (Zhang et al., 2015) er et godt eksempel på en svært omfattende genliste (over 500 gener), men en kan også lage kortere genlister for eksempel der den aktuelle krefttypen er kjent å kunne være forårsaket av et mindre antall gener (eks: sarcom hos et barn med et ukjent syndrom). Slike genlister er foreløpig ikke satt opp ved de genetiske laboratoriene i Norge.

Ved gentesting påviser man i prinsippet variasjon i DNA. Denne kan være sykdomsårsaken («patogen mutasjon») eller representere normal DNA-variasjon. Laboratoriene skal i prinsippet bare rapportere patogene mutasjoner og evt. varianter av ukjent betydning (Variant of Uncertain Significance = VUS) til kliniker. Antall påviste varianter stiger erfaringsmessig med antall gener analysert og vil være mye større ved NGS enn ved enkeltgentesting. Tolkningen av varianter lettes betydelig ved å se på prøver fra foreldrene: en VUS som også er til stede hos en frisk forelder vil vanligvis representere normalvariasjon. Foreldreprøver bør derfor sendes med prøver til NGS hvis mulig. Molekylærgenetiske funn (og patologifunn, andre funn) i tumorvev kan også brukes i tolkningen av variantene man har påvist i blod.

I barneonkologi er det i dag mest aktuelt å bruke Sangersekvensering med MLPA for å finne den genetiske sykdomsårsaken der pasienten har en tilstand der det bare er ett til to aktuelle gener (eks: retinoblastom, von Hippel Lindau syndrom) og NGS med filtrering på en liste gener (evt pluss MLPA) der pasientens tilstand kan skyldes mutasjon i ett av flere gener (eks Fanconi anemi). Ved undersøkelse av slektninger der man har funnet en mutasjon hos indekspersonen i familien, brukes Sangersekvensering eller MPLA.

Ved Sangersekvensering og MLPA kan man typisk vente svar fra laboratoriet etter 3–5 uker, ved Neste generasjons sekvensering 3–5 måneder. Svartidene forventes å bli kortere.