Kariotipa tests

Viena no citogēnētiskās izpētes metodēm, kuras mērķis ir pētīt hromosomas, ir kariotipēšana. Analīzei ir vairākas norādes ieviešanai, kā arī vairāki veidi.

Kariotips ir cilvēka hromosomu kopums. Tas apraksta visas gēnu īpašības: lielumu, daudzumu, formu. Parasti genoms sastāv no 46 hromosomām, no kurām 44 ir autosomālas, tas ir, tās ir atbildīgas par iedzimtām īpašībām (matu un acu krāsa, ausu forma utt.). Pēdējais pāris ir dzimumhromosomas, kas nosaka kariotipu: sievietēm 46XX un vīriešiem 46XY.

Diagnostikas procesā tiek identificētas jebkādas genoma anomālijas:

• Kvantitatīvā sastāva izmaiņas.
• Struktūras pārkāpums.
• Kvalitātes pārkāpums.

Kariotipēšana parasti tiek veikta jaundzimušajiem, lai noteiktu ģenētiskas anomālijas. Analīze ir indicēta arī precētiem pāriem, kuri plāno grūtniecību. Šajā gadījumā pētījums ļauj identificēt gēnu neatbilstību, kas var izraisīt bērna ar iedzimtām patoloģijām piedzimšanu.

Molekulārās kariotipēšanas veidi:

1. Mērķtiecīgs

To izraksta dažādu anomāliju un sindromu apstiprināšanai. Tas ļauj noteikt spontānā aborta cēloņus: sasalušu augli, spontāno abortu, grūtniecības pārtraukšanu medicīnisku iemeslu dēļ. Tas nosaka papildu hromosomu komplekta etioloģiju triploidijas gadījumā. Analīze tiek veikta uz mikromatricām ar 350 tūkstošiem marķieru, kas koncentrēti klīniski nozīmīgās hromosomu zonās. Šī pētījuma izšķirtspēja ir no 1 miljona bp.

2. Standarta

Atklāj klīniski nozīmīgas genoma anomālijas. Diagnosticē mikrodelēciju sindromus un patoloģijas, kas saistītas ar autosomāli dominējošām slimībām. Nosaka hromosomu anomāliju cēloņus nediferencētos sindromos pacientiem ar attīstības anomālijām, iedzimtiem defektiem, aizkavētu psihomotoro attīstību, autismu.

Ļauj atklāt hromosomu anomālijas pirmsdzemdību periodā. Metode nosaka aneiploīdijas, patoloģiskas mikrodelēcijas auglim. Pētījums tiek veikts uz mikromatricas ar 750 tūkstošiem augsta blīvuma marķieru, kas aptver visas nozīmīgās genoma zonas. Standarta kariotipa analīzes izšķirtspēja ir no 200 tūkstošiem bp.

3. Paplašināts

Ļauj noteikt hromosomu anomāliju cēloņus nediferencētos sindromos bērniem. Atklāj patogēnas delēcijas, t. i., hromosomu sekciju izzušanu un dublēšanos – gēnu papildu kopijas. Diagnosticē sekcijas ar heterozigotības zudumu, autosomāli recesīvu patoloģiju cēloņus.

Paplašināta hromosomu mikročipu analīze tiek veikta, izmantojot augsta blīvuma mikročipu, kas satur vairāk nekā 2,6 miljonus individuālu augsta blīvuma marķieru. Šī pētījuma izšķirtspēja ļauj aptvert visu genomu un svārstās no 50 000 bp līdz 10 000 bp. Tas ļauj pētīt visas gēnu koda sadaļas ar ārkārtīgu precizitāti, ļaujot identificēt vismazākās strukturālās anomālijas.

Parasti kariotipa analīzi veic saskaņā ar ģenētiķa norādījumiem. Atkarībā no ārsta norādījumiem var tikt nozīmēts viens no iepriekš minētajiem veidiem. Standarta testēšana ir lētāka, bet tiek nozīmēta ārkārtīgi reti, jo tā neatklāj daudzas hromosomu anomālijas. Mērķtiecīga kariotipa noteikšana ir dārgāka analīze, tāpēc to nozīmē sindromu un citu anomāliju klīnisko pazīmju klātbūtnē. Paplašināta diagnostika ir visdārgākā un informatīvākā, jo tā ļauj pilnībā izpētīt visus 23 hromosomu komplektus.

Kur es varu veikt kariotipa testu?

Hromosomu mikročipu analīzi veic pēc ģenētiķa pasūtījuma. Pētījuma mērķis ir izpētīt pacienta genomu un identificēt jebkādas anomālijas tā struktūrā.

Hromosomas ir DNS virknes, to skaits un struktūra katrai sugai ir specifiska. Cilvēka ķermenī ir 23 hromosomu pāri. Viens pāris nosaka dzimumu: sievietēm ir 46XX hromosomas, bet vīriešiem - 46XY. Pārējie gēni ir autosomas, t.i., nedzimumgēni.

Kariotipēšanas iezīmes:

• Analīze tiek veikta vienreiz, jo hromosomu komplekts nemainās visa mūža garumā.
• Ļauj noteikt laulāto reproduktīvo problēmu cēloņus.
• Diagnosticē vairākus attīstības defektus bērniem.
• Atklāj ģenētiskas anomālijas.

Kariotipa noteikšana tiek veikta specializētā medicīnas laboratorijā vai ģenētikas centrā. Pētījumu veic kvalificēts ārsts. Parasti testi ir gatavi 1-2 nedēļu laikā. Rezultātus atšifrē ģenētiķis.

Norādes uz procedūru kariotipa tests

Kariotipēšanas procedūra tiek noteikta jaundzimušajiem, lai identificētu ģenētiskas anomālijas un iedzimtas patoloģijas, kā arī vīriešiem un sievietēm grūtniecības plānošanas stadijā. Ir arī vairākas citas norādes analīzei:

• Vīriešu un sieviešu neauglība nezināmas izcelsmes dēļ.
• Vīriešu neauglība: smaga un neobstruktīva oligozoospermija, teratozoospermija.
• Spontāna grūtniecības pārtraukšana: spontānie aborti, sasaluši augļi, priekšlaicīgas dzemdības.
• Primārā amenoreja.
• Priekšlaicīgas jaundzimušo nāves vēsture.
• Bērni ar hromosomu anomālijām.
• Bērni ar vairākām iedzimtām anomālijām.
• Vecāki ir vecāki par 35 gadiem.
• Vairāki neveiksmīgi mākslīgās apaugļošanas (IVF) mēģinājumi.
• Iedzimta slimība vienam no topošajiem vecākiem.
• Hormonālie traucējumi sievietēm.
• Nezināmas etioloģijas spermatogeneze.
• Laulības starp asinsradniecību.
• Nelabvēlīga ekoloģiskā dzīves vide.
• Ilgstoša saskare ar ķīmiskām vielām, starojumu.
• Slikti ieradumi: smēķēšana, alkohols, narkotikas, narkomānija.

Bērnu kariotipēšana tiek veikta šādos gadījumos:

• Iedzimtas anomālijas.
• Garīgā atpalicība.
• Aizkavēta psihomotorā attīstība.
• Mikroanomālijas un aizkavēta psihorunas attīstība.
• Seksuālas anomālijas.
• Seksuālās attīstības traucējumi vai aizkavēšanās.
• Augšanas aizture.
• Bērna veselības prognoze.

Diagnostika ir ieteicama visiem laulātajiem grūtniecības plānošanas posmā. Analīzi var veikt arī grūtniecības laikā, tas ir, pirmsdzemdību hromosomu pētījumi.

Kā izskatās kariotipa pārbaude?

Pilna hromosomu komplekta pazīmju kopums ir kariotips. Lai sistematizētu hromosomu analīzes, tiek izmantota Starptautiskā citoģenētiskā nomenklatūra, kas balstās uz genoma diferenciālo krāsošanu, lai detalizēti aprakstītu visas DNS virkņu sadaļas.

Pētījums ļauj mums identificēt:

• Trisomija – pārī ir trešā papildu hromosoma.
• Monosomija – no hromosomu pāra trūkst vienas.
• Inversija ir genoma reģiona apvērsums.
• Translokācija ir sekciju pārvietošana.
• Dzēšana ir reģiona zaudēšana.
• Dublēšana ir fragmenta dubultošana.

Analīzes rezultāti tiek reģistrēti saskaņā ar šādu sistēmu:

1. Kopējais hromosomu skaits un dzimumhromosomu komplekts ir 46, XX; 46, XY.
2. Norādītas papildu un trūkstošās hromosomas, piemēram, 47, XY, + 21; 46, XY -18.
3. Genoma īso atzaru apzīmē ar simbolu p, bet garo atzaru — ar q.
4. Translokācija ir t, un delēcija ir del, piemēram, 46,XX,del(6)(12.3. lpp.)

Gatavā kariotipa analīze izskatās šādi:

• 46, XX – normāla sieviete.
• 46, XY – normāls vīrietis.
• 45, X – Šereševska-Tērnera sindroms.
• 47 XXY – Klainfeltera sindroms.
• 47, XXX – X hromosomas trisomija.
• 47, XX (XY), + 21 – Dauna sindroms.
• 47, XY (XX), + 18 – Edvardsa sindroms.
• 47, XX (XY), + 13 – Patau sindroms.

Citoģenētiskie pētījumi atklāj dažādas anomālijas DNS virkņu struktūrā. Analīze diagnosticē arī noslieci uz daudzām slimībām: endokrīnās patoloģijas, hipertensiju, locītavu bojājumus, miokarda infarktu un citas.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]

Sagatavošana

Kariotipa analīzē tiek izmantotas asins šūnas, tāpēc ir ļoti svarīgi pareizi sagatavoties diagnozei.

Sagatavošanās hromosomu testam sākas 2 nedēļas pirms tā veikšanas un ietver šādu faktoru ietekmes uz ķermeni novēršanu:

• Akūtas un hroniskas slimības.
• Zāļu lietošana.
• Alkohola un narkotiku lietošana, smēķēšana.

Analīzei izmanto 4 ml venozo asiņu. Asinis savāc tukšā dūšā.

[ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ]

Tehnika kariotipa tests

Cilvēka genomu nevar redzēt ar neapbruņotu aci, hromosomas ir redzamas tikai mikroskopā noteiktās šūnu dalīšanās fāzēs. Kariotipa noteikšanai izmanto mononukleāros leikocītus, ādas fibroblastus vai kaulu smadzeņu šūnas. Pētījumam piemērotas ir šūnas mitozes metafāzē. Bioloģisko šķidrumu ievieto mēģenē ar litiju un heparīnu. Asinis kultivē 72 stundas.

Pēc tam kultūra tiek bagātināta ar īpašām vielām, kas aptur šūnu dalīšanos diagnostikai nepieciešamajā fāzē. Kultūra tiek izmantota preparātu izgatavošanai, kas tiek pakļauti izmeklējumiem. Papildinformāciju par genoma stāvokli iegūst, to iekrāsojot. Katrai hromosomai ir svītra, kas ir skaidri redzama pēc iekrāsošanas.

Klasiskā hromosomu pētījumā iekrāsošanu veic ar dažādām krāsvielām un to maisījumiem. Krāsviela atšķirīgi saistās ar atsevišķām genoma daļām, padarot iekrāsošanos nevienmērīgu. Tā rezultātā veidojas šķērsvirziena zīmju komplekss, kas atspoguļo hromosomas lineāro heterogenitāti.

Galvenās krāsošanas metodes:

• Q – nodrošina ļoti detalizētus attēlus. Šo metodi sauc par Kaspersona krāsošanu ar hinakrīniperītu, diagnostiku veicot fluorescences mikroskopā. To izmanto, lai analizētu ģenētisko dzimumu, identificētu translokācijas starp X un Y, Y un autosomām, kā arī lai pārbaudītu mozaīcismu ar Y hromosomām.
• G – modificēta Romanovska-Gīmzas metode. Tai ir augstāka jutība salīdzinājumā ar Q. Izmanto kā citogēnētiskās analīzes standarta metodi. Atklāj nelielas aberācijas, marķierhromosomas.
• R – tiek izmantots homologu G un Q negatīvo reģionu noteikšanai. Genomu apstrādā ar akridīnoranžo krāsvielu.
• C – analizē hromosomu centromēriskos reģionus ar konstitutīvo heterohromatīnu un Y chromosomas mainīgo distālo daļu.
• T – izmanto DNS virkņu telomēru reģionu analīzei.

Iekrāsotās un fiksētās šūnas tiek fotografētas mikroskopā. No iegūtā fotogrāfiju kopuma tiek veidots numurēts autosomu pāru kopums, t. i., sistematizēts kariotips. DNS pavedienu attēls ir orientēts vertikāli, numerācija ir atkarīga no izmēra, un kopu noslēdz dzimumhromosomu pāris.

Asins preparāti tiek analizēti mikroskopā 20–100 metafāzes plāksnēs, lai noteiktu kvantitatīvas un strukturālas aberācijas.

• Kvantitatīvās aberācijas ir izmaiņas gēnu skaitā. Tas novērojams Dauna sindroma gadījumā, kad ir papildu 21. hromosoma.
• Strukturālās aberācijas ir izmaiņas pašās hromosomās. Tās var būt genoma daļas zudums, vienas daļas pārnešana uz citu, 180 grādu rotācija utt.

Kariotipēšanas metode ir darbietilpīgs process. Pētījumu veic augsti kvalificēti speciālisti. Viena cilvēka genoma diagnosticēšana var aizņemt visu darba dienu.

Laulāto kariotipa analīze

Slēdzot laulību, daudzi pāri saskaras ar ieņemšanas problēmu. Citogenētiskā analīze ir indicēta reproduktīvo problēmu risināšanai. Laulāto kariotipēšana ļauj identificēt genoma struktūras anomālijas, kas neļauj ieņemt bērnus vai traucē bērnu ieņemšanas procesu. Kariotipu mainīt nav iespējams, taču, pateicoties diagnostikai, ir iespējams noteikt patiesos neauglības un grūtniecības pārtraukšanas cēloņus un atrast veidus, kā tos atrisināt.

Hromosomu mikročipu analīze tiek veikta, lai identificētu DNS pavedienu struktūras un skaita anomālijas, kas var būt par iemeslu iedzimtām slimībām nedzimušajam bērnam vai laulāto neauglībai. Pastāv starptautiski standarti analīžu veikšanai topošajiem vecākiem:

• Hromosomu patoloģijas ģimenē.
• Spontānā aborta vēsture.
• Grūtniece ir vecāka par 35 gadiem.
• Ilgstoša mutagēna iedarbība uz organismu.

Mūsdienās tiek izmantotas šādas kariotipēšanas metodes:

1. Hromosomu analīze asins šūnās.

Ļauj identificēt neauglības gadījumus, kad vienam no laulātajiem bērna ieņemšanas iespēja ir ievērojami samazināta vai pilnībā nav. Izmeklēšana nosaka arī genoma nestabilitātes risku. Noviržu ārstēšanai pacientiem var izrakstīt antioksidantus un imūnmodulatorus, kas samazina apaugļošanās neveiksmes.

Pētījumam tiek savāktas venozās asinis. No bioloģiskā šķidruma tiek izolēti limfocīti, stimulēti mēģenē, apstrādāti ar īpašu vielu, iekrāsoti un pētīti. Piemēram, Klainfeltera sindroma gadījumā, kas izpaužas kā vīriešu neauglība, kariotips satur papildu 47. XX hromosomu. Var konstatēt arī strukturālas izmaiņas genomā: inversiju, delēciju, translokāciju.

2. Pirmsdzemdību pētījumi.

Nosaka augļa hromosomu patoloģijas grūtniecības sākumposmā. Šādi pētījumi ir nepieciešami ģenētisku slimību vai attīstības defektu diagnosticēšanai, kas izraisa augļa intrauterīnu nāvi.

Pētījuma veikšanai var izmantot šādas metodes:

• Neinvazīva – droša mātei un auglim. Diagnoze tiek noteikta, izmantojot bērna ultraskaņu un detalizētu sievietes asins bioķīmisko analīzi.
• Invazīvās – horiona biopsija, kordocentēze, placentocentēze, amniocentēze. Analīzei tiek savāktas placentas vai horiona šūnas, augļūdeņi vai nabassaites asinis. Neskatoties uz augsto diagnostisko precizitāti, invazīvām metodēm ir paaugstināts komplikāciju risks, tāpēc tās tiek veiktas tikai saskaņā ar stingrām medicīniskām indikācijām: ultraskaņas laikā atklātas augļa patoloģijas, māte ir vecāka par 35 gadiem, vecākiem ir hromosomu anomālijas, izmaiņas asins bioķīmiskajos marķieros.

Citoģenētiskai izpētei var izmantot ne tikai asinis, bet arī ejakulātu. Šo metodi sauc par Tunel metodi, un tā ļauj noteikt vienu no biežākajiem vīriešu neauglības cēloņiem, ja vien kariotips ir normāls – spermas DNS fragmentāciju.

Ja vienam no laulātajiem tiek konstatētas gēnu mutācijas vai hromosomu aberācijas, ārsts runā par iespējamiem riskiem un bērna ar anomālijām piedzimšanas varbūtību. Tā kā gēnu patoloģijas ir neārstējamas, laulātie paši pieņem lēmumu: izmantot donora materiālu (spermu, olšūnu), riskēt ar dzemdībām vai palikt bez bērniem.

Ja grūtniecības laikā tiek konstatētas genoma novirzes gan sievietei, gan embrijam, ārsti iesaka pārtraukt šādu grūtniecību. Tas ir saistīts ar paaugstinātu risku piedzimt bērnam ar nopietnām un dažos gadījumos nesavienojamām ar dzīvību novirzēm. Ģenētiķis ir iesaistīts testu veikšanā un to rezultātu atšifrēšanā.

[ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [ 15 ], [ 16 ]

Asins analīze kariotipa noteikšanai

Visbiežāk kariotipēšana tiek veikta, analizējot venozās asinis, izmantojot šūnu kultūru. Tomēr citoģenētiskos pētījumus var veikt arī ar citiem bioloģiskajiem materiāliem:

• Šūnas no amnija šķidruma.
• Placenta.
• Embrionālās šūnas.
• Aborta materiāls.
• Kaulu smadzenes.

Diagnostikai ņemtais materiāls ir atkarīgs no analīzes iemesla un mērķa. Aptuvenais asins analīzes algoritms:

• Nelielu šķidruma daudzumu 72 stundas ievieto barības vielu vidē 37 °C temperatūrā.
• Tā kā hromosomas ir redzamas šūnu dalīšanās metafāzes stadijā, bioloģiskajai videi pievieno reaģentu, kas aptur dalīšanās procesu nepieciešamajā fāzē.
• Šūnu kultūra tiek iekrāsota, fiksēta un analizēta mikroskopā.

Asins analīze kariotipa noteikšanai nodrošina ļoti precīzu jebkādu DNS virkņu struktūras anomāliju noteikšanu: intrahromosomālas un starphromosomālas pārkārtošanās, izmaiņas genoma fragmentu secībā utt. Diagnostikas galvenais mērķis ir identificēt ģenētiskās slimības.

[ 17 ], [ 18 ], [ 19 ], [ 20 ]

Ģenētiskā kariotipa analīze

Citogēnētiskā diagnostika, kuras mērķis ir izpētīt hromosomu lielumu, skaitu un formu, ir ģenētiskā kariotipēšana. Analīzei ir šādas norādes ieviešanai:

• Iedzimtu defektu noteikšana.
• Risks piedzimt bērnam ar iedzimtām patoloģijām.
• Aizdomas par neauglību.
• Spermas anomālija.
• Spontāns aborts.
• Ārstēšanas plāna izstrāde noteiktiem audzēju veidiem.

Arī kariotipa ģenētiskā analīze ir iekļauta obligāto testu sarakstā laulātajiem, kuri plāno bērnus.

Visbiežāk pētījums atklāj šādas patoloģijas:

1. Aneiploīdija ir hromosomu skaita izmaiņas, vai nu palielinoties, vai samazinoties. Nelīdzsvarotība izraisa spontānos abortus, bērnu piedzimšanu ar smagām iedzimtām patoloģijām. Mozaīkas aneiploīdija izraisa Dauna sindromu, Edvardsa sindromu un citas slimības, kas bieži vien nav savienojamas ar dzīvību.
2. Kariotipa reorganizācija – ja izmaiņas ir līdzsvarotas, tad hromosomu komplekts nav bojāts, bet vienkārši sakārtots citādi. Ar nelīdzsvarotām izmaiņām pastāv gēnu mutāciju draudi, kas ir īpaši bīstami nākamajām paaudzēm.
3. Translokācija ir neparasta DNS pavedienu struktūra, t. i., viena genoma fragmenta aizstāšana ar citu. Vairumā gadījumu tā ir iedzimta.
4. Dzimumu diferenciācijas traucējumi ir ārkārtīgi reta hromosomu anomālija, kas ne vienmēr izpaužas ar ārējiem simptomiem. Neatbilstība fenotipiskajam dzimumam var būt viens no neauglības cēloņiem.

Kariotipa analīzi ģenētiskajās laboratorijās veic kvalificēti ģenētiķi.

Kariotipa analīze ar aberācijām

Aberācijas ir hromosomu struktūras traucējumi, ko izraisa to pārrāvumi un pārdale ar ģenētiskā materiāla zudumu vai dublēšanos. Kariotipēšana ar aberācijām ir pētījums, kura mērķis ir identificēt jebkādas izmaiņas genoma struktūrā.

Aberāciju veidi:

• Kvantitatīvs – hromosomu skaita pārkāpums.
• Strukturāls – genoma struktūras traucējumi.
• Regulārie – atrodami lielākajā daļā vai visās ķermeņa šūnās.
• Neregulāri – rodas dažādu nelabvēlīgu faktoru ietekmes uz ķermeni dēļ (vīrusi, starojums, ķīmiska iedarbība).

Analīze nosaka kariotipu, tā pazīmes, dažādu negatīvu faktoru ietekmes pazīmes. Hromosomu pētījumi ar aberācijām tiek veikti šādos gadījumos:

• Neauglība laulībā.
• Spontāni spontāni aborti.
• Nedzīvi dzimušu bērnu vēsture.
• Agrīna zīdaiņu mirstība.
• Saldēta grūtniecība.
• Iedzimtas anomālijas.
• Seksuālās diferenciācijas traucējumi.
• Aizdomas par hromosomu anomālijām.
• Aizkavēta garīgā un fiziskā attīstība.
• Pārbaude pirms IVF, ICSI un citām reproduktīvās veselības procedūrām.

Atšķirībā no klasiskās kariotipēšanas, šī analīze prasa ilgāku laiku un ir dārgāka.

Kariotipa analīze bērnam

Saskaņā ar medicīnisko statistiku, iedzimtas patoloģijas ir nozīmīgs mazu bērnu nāves cēlonis. Lai savlaicīgi atklātu ģenētiskas anomālijas un iedzimtas slimības, bērnam tiek veikta kariotipa analīze.

• Visbiežāk bērniem tiek diagnosticēta trisomija - Dauna sindroms. Šī patoloģija rodas 1 no 750 mazuļiem un izpaužas dažādās novirzēs gan fiziskajā, gan intelektuālajā attīstībā.
• Otra izplatītākā slimība ir Klainfeltera sindroms, kam raksturīga aizkavēta seksuālā attīstība pusaudža gados un kas rodas 1 no 600 jaundzimušajiem zēniem.
• Vēl viena ģenētiska patoloģija, kas tiek diagnosticēta 1 no 2500 meitenēm, ir Šereševska-Tērnera sindroms. Bērnībā šī slimība izpaužas kā pastiprināta ādas pigmentācija, pēdu, roku un apakšstilbu pietūkums. Pubertātes laikā nav menstruāciju, ir apmatojums zem padusēm un uz kaunuma, un piena dziedzeri arī nav attīstīti.

Kariotipēšana ir nepieciešama ne tikai zīdaiņiem ar redzamām anomālijām, jo tā ļauj aizdomām par ģenētiskām problēmām un sākt to korekciju. Analīze tiek veikta medicīniskās ģenētikas centrā. Atkarībā no bērna vecuma asinis var ņemt no papēža vai no vēnas. Ja nepieciešams, ģenētiķis var pieprasīt vecākiem veikt kariotipa analīzi.

Jaundzimušā kariotipa analīze

Jaundzimušo skrīnings ir pirmais tests, ko veic jaundzimušajiem. Tests tiek veikts dzemdību namā 3.–4. dzīves dienā, priekšlaicīgi dzimušiem bērniem — 7. dienā. Agrīna kariotipēšana ļauj identificēt ģenētiskas anomālijas un DNS struktūras traucējumus, pirms parādās redzami patoloģiski simptomi.

Asinis no zīdaiņa papēža tiek izmantotas agrīnai diagnostikai. Citogenētiskās testēšanas mērķis ir identificēt tādas izplatītas zīdaiņu patoloģijas kā:

• Fenilketonūrija ir iedzimta slimība, kam raksturīga samazināta aminoskābi fenilalanīnu noārdošā enzīma aktivitāte vai tā neesamība. Tai progresējot, tā izraisa smadzeņu darbības traucējumus un garīgu atpalicību.
• Cistiskā fibroze – skar dziedzerus, kas ražo sekrētus, gremošanas sulas, sviedrus, siekalas, gļotas. Izraisa problēmas ar plaušām un kuņģa-zarnu traktu. Slimība ir iedzimta.
• Iedzimta hipotireoze ir vairogdziedzera slimība, kuras laikā netiek ražoti pietiekami daudz hormonu. Tā noved pie aizkavētas fiziskās un garīgās attīstības.
• Adrenogenitālais sindroms ir patoloģisks stāvoklis, kurā virsnieru garoza ražo nepietiekamu hormonu daudzumu. Tas izraisa dzimumorgānu attīstības traucējumus.
• Galaktezēmija ir patoloģija, kurā tiek traucēta galaktozes pārveidošana par glikozi. Ārstēšana sastāv no piena produktu atteikšanās. Bez savlaicīgas diagnostikas tā var izraisīt aklumu un nāvi.

Ja kariotipa analīzes rezultāti atklāj jebkādas novirzes vai anomālijas jaundzimušajam, tad tiek veikts papildu pētījumu kopums, lai precizētu diagnozi. Šāda agrīna diagnostika ļaus savlaicīgi atklāt jebkādas problēmas bērna organismā un sākt to ārstēšanu.

[ 21 ], [ 22 ], [ 23 ], [ 24 ], [ 25 ]

Cik ilgs laiks nepieciešams, lai veiktu kariotipa testu?

Hromosomu pētījuma ilgums ir no 10 līdz 21 dienai. Rezultātu gatavības laiks ir atkarīgs no analīzes veida, t. i., ar aberācijām vai klasisko kariotipēšanu.

Pabeigtajā kariotipa analīzē ir šāda informācija:

• Hromosomu skaits.
• Vai ir kādas izmaiņas hromosomu struktūrā?
• Vai genoma secībā ir kādi traucējumi?

Rezultātus atšifrē un interpretē ģenētiķis. Ja tiek konstatētas kādas novirzes, ārsts sniedz medicīniskus ieteikumus turpmākai diagnostikai vai ārstēšanas norādījumiem.

Normāls sniegums

Normāli kariotipi cilvēkiem ir 46, XX vai 46, XY. Parasti to izmaiņas notiek organisma attīstības sākumposmā:

• Visbiežāk traucējums rodas gametogenēzes (pirmsembrionālās attīstības) laikā, kad vecāku dzimumšūnas rada zigotu kariotipu. Šāda zigota tālāka attīstība noved pie tā, ka visās embrija šūnās ir patoloģisks genoms.
• Šis traucējums var rasties zigotu dalīšanās sākumposmā. Šajā gadījumā embrijs satur vairākus šūnu klonus ar dažādiem kariotipiem. Tas nozīmē, ka attīstās mozaīcisms — visa organisma un tā orgānu kariotipu daudzveidība.

Izmaiņas genomā izpaužas dažādās patoloģijās un defektos. Apskatīsim biežāk sastopamās kariotipa anomālijas:

• 47,XXY; 48,XXXY – Klainfeltera sindroms, X hromosomas polisomija vīriešiem.
• 45X0; 45X0/46XX; 45.X/46.XY; 46,X iso (Xq) – Šereševska-Tērnera sindroms, monosomija X hromosomā, mozaīcisms.
• 47,XXX; 48,XXXX; 49,ХХХХХ – polisomija X hromosomā, trisomija.
• 47,XX,+18; 47,ХY,+18 – Edvardsa sindroms, 18. hromosomas trisomija.
• 46,XX, 5p- – Kri du šata sindroms, genoma 5. pāra īsās rokas delēcija.
• 47,XX,+21; 47,ХY,+21 – Dauna sindroms, 21. hromosomas trisomija.
• 47,XX,+13; 47,ХY,+13 – Patau sindroms, 13. hromosomas trisomija.

Citoģenētiskie pētījumi ir vērsti uz DNS šķiedru stāvokļa noteikšanu, defektu un anomāliju identificēšanu. Jebkuras novirzes no normāliem rādītājiem ir iemesls visaptverošai organisma pārbaudei.

[ 26 ], [ 27 ], [ 28 ], [ 29 ], [ 30 ], [ 31 ], [ 32 ], [ 33 ], [ 34 ]

Ierīce analīzei

Lai atšifrētu kariotipu, tiek izmantota sekvencēšanas metode. Šī metode tika izstrādāta 1970. gadā un balstās uz aminoskābju secības noteikšanu DNS. Sekvencēšanas ierīces izmanto interaktīvas cikliskas fermentatīvas reakcijas ar sekojošu iegūto rezultātu apstrādi un salīdzināšanu.

Sekvenceru galvenās funkcijas:

• Nezināmu genomu, eksomu, transkriptomu primārais pilnīgais pētījums.
• Kariotipēšana.
• Paleoģenētika.
• Metagenomika un mikrobu daudzveidība.
• Atkārtota sekvencēšana un kartēšana.
• DNS metilēšanas analīze.
• Transkriptomas analīze.

Pirmajā posmā ierīce izveido nejaušu DNS virknes secību bibliotēku. Pēc tam tā izveido PCR amplikonus, kas tiek izmantoti kā paraugi. Pēdējā posmā tiek noteikta visu fragmentu primārā struktūra.

Jaunākās paaudzes sekvenceri ir pilnībā automatizēti un tiek plaši izmantoti genoma analīzē, samazinot kļūdainu rezultātu iespējamību cilvēka kļūdu dēļ.

Kariotipa analīzes rezultātu atšifrēšana

Ģenētiķis interpretē citoģenētiskā pētījuma rezultātus. Parasti analīze ir gatava 1–2 nedēļu laikā un var izskatīties šādi:

• 46XX(XY), sagrupēts 22 pāros un 1 dzimumgēnu pārī. Genomam ir normāls izmērs un struktūra. Anomālijas netika konstatētas.
• Genoms ir traucēts, konstatētas vairāk/mazāk nekā 46 hromosomas. Vienas/vairāku hromosomu formas un izmēri ir patoloģiski. Genoma pāri ir traucēti/nepareizi grupēti.

Runājot par patoloģiskām novirzēm kariotipā, izšķir šādus bieži sastopamus traucējumus:

• Trisomija — papildu somatiskā hromosoma. Dauna sindroms, Edvardsa sindroms.
• Monosomija ir vienas hromosomas zudums.
• Dēlācija — genoma reģiona neesamība. -46, xx, 5p — Kri-du-šat sindroms.
• Translokācija ir vienas genoma daļas pārvietošana uz citu.
• Dublēšana ir fragmenta dubultošana.
• Inversija ir hromosomas fragmenta rotācija.

Pamatojoties uz kariotipa analīzes rezultātiem, ārsts izdara secinājumu par genotipa stāvokli un ģenētiskā riska pakāpi. Pie mazākajām izmaiņām DNS pavedienu struktūrā tiek nozīmēts papildu pētījumu kopums. Identificētās aberācijas var neizpausties nekādā veidā, bet tās palielina risku piedzimt bērniem ar ģenētiskām anomālijām.