Test kariotypu

Jedną z metod badań cytogenetycznych ukierunkowanych na badanie chromosomów jest kariotypowanie. Analiza ta ma szereg wskazań do wdrożenia, a także kilka typów.

Kariotyp to zestaw ludzkich chromosomów. Opisuje on wszystkie cechy genów: wielkość, ilość, kształt. Normalnie genom składa się z 46 chromosomów, z czego 44 są autosomalne, czyli odpowiadają za cechy dziedziczne (kolor włosów i oczu, kształt uszu itp.). Ostatnia para to chromosomy płci, które określają kariotyp: kobiety 46XX, a mężczyźni 46XY.

W trakcie procesu diagnostycznego identyfikuje się wszelkie nieprawidłowości genomiczne:

• Zmiany w składzie ilościowym.
• Naruszenie struktury.
• Naruszenie jakości.

Kariotypowanie wykonuje się zazwyczaj u noworodków w celu określenia nieprawidłowości genetycznych. Analiza jest również wskazana dla par małżeńskich planujących ciążę. W tym przypadku badanie pozwala na identyfikację niezgodności genów, która może spowodować urodzenie dziecka z dziedzicznymi patologiami.

Rodzaje kariotypowania molekularnego:

1. Celowany

Jest przepisywany w celu potwierdzenia różnych anomalii i zespołów. Pozwala ustalić przyczyny utraty ciąży: zamrożony płód, poronienie, terminacja z przyczyn medycznych. Określa etiologię dodatkowego zestawu chromosomów w triploidii. Analiza jest wykonywana na mikromacierzach z 350 tysiącami markerów skoncentrowanych w klinicznie istotnych obszarach chromosomów. Rozdzielczość tego badania wynosi od 1 miliona pb.

2. Standard

Wykrywa nieprawidłowości w genomie o znaczeniu klinicznym. Diagnozuje zespoły mikrodelecji i patologie związane z chorobami autosomalnymi dominującymi. Określa przyczyny nieprawidłowości chromosomowych w zespołach niezróżnicowanych u pacjentów z nieprawidłowościami rozwojowymi, wadami wrodzonymi, opóźnionym rozwojem psychomotorycznym, autyzmem.

Umożliwia wykrycie nieprawidłowości chromosomowych w okresie prenatalnym. Metoda ta określa aneuploidie, patologiczne mikrodelecje u płodu. Badanie przeprowadza się na mikromacierzy zawierającej 750 tysięcy markerów o wysokiej gęstości, które pokrywają wszystkie istotne obszary genomu. Rozdzielczość standardowej analizy kariotypu wynosi od 200 tysięcy pb.

3. Rozszerzony

Pozwala ustalić przyczyny nieprawidłowości chromosomowych w niezróżnicowanych zespołach u dzieci. Ujawnia delecje patogenne, tj. zanik odcinków chromosomowych i duplikacje – dodatkowe kopie genów. Diagnozuje odcinki z utratą heterozygotyczności, przyczyny patologii autosomalnych recesywnych.

Analiza rozszerzonej mikromacierzy chromosomowej jest wykonywana przy użyciu mikromacierzy o wysokiej gęstości, która zawiera ponad 2,6 miliona indywidualnych markerów o wysokiej gęstości. Rozdzielczość tego badania pozwala na pokrycie całego genomu i waha się od 50 000 pb do 10 000 pb. Pozwala to na badanie wszystkich sekcji kodu genu z ekstremalną precyzją, umożliwiając identyfikację najmniejszych nieprawidłowości strukturalnych.

Z reguły analizę kariotypu wykonuje się zgodnie z zaleceniami genetyka. W zależności od wskazań lekarza, może zostać przepisany jeden z powyższych typów. Standardowe badanie jest tańsze, ale jest przepisywane niezwykle rzadko, ponieważ nie ujawnia wielu nieprawidłowości chromosomowych. Celowane kariotypowanie jest droższą analizą, dlatego jest przepisywane w przypadku obecności objawów klinicznych zespołów i innych anomalii. Rozszerzona diagnostyka jest najdroższa i najbardziej pouczająca, ponieważ pozwala na pełne badanie wszystkich 23 zestawów chromosomów.

Gdzie mogę wykonać badanie kariotypu?

Analiza mikromacierzy chromosomowych jest wykonywana na zlecenie genetyka. Badanie ma na celu zbadanie genomu pacjenta i zidentyfikowanie wszelkich anomalii w jego strukturze.

Chromosomy to nici DNA, ich liczba i struktura są specyficzne dla każdego gatunku. Ciało ludzkie zawiera 23 pary chromosomów. Jedna para determinuje płeć: kobiety mają 46XX chromosomów, a mężczyźni 46XY. Pozostałe geny są autosomami, czyli nie są płciowe.

Cechy kariotypowania:

• Analizę przeprowadza się jednorazowo, ponieważ zestaw chromosomów nie zmienia się przez całe życie.
• Pozwala ustalić przyczyny problemów rozrodczych u małżonków.
• Diagnozuje liczne wady rozwojowe u dzieci.
• Wykrywa nieprawidłowości genetyczne.

Kariotyp jest pobierany w specjalistycznym laboratorium medycznym lub ośrodku genetycznym. Badanie wykonuje wykwalifikowany lekarz. Z reguły testy są gotowe w ciągu 1-2 tygodni. Wyniki są odczytywane przez genetyka.

Wskazania do zabiegu test kariotypu

Badanie kariotypu jest zalecane noworodkom w celu identyfikacji nieprawidłowości genetycznych i patologii dziedzicznych, a także mężczyznom i kobietom na etapie planowania ciąży. Istnieje również szereg innych wskazań do analizy:

• Niepłodność męska i żeńska o nieznanej przyczynie.
• Niepłodność męska: ciężka i nieobturacyjna oligozoospermia, teratozoospermia.
• Samoistne zakończenie ciąży: poronienia, zamrożenie płodu, przedwczesny poród.
• Pierwotny brak miesiączki.
• Historia wczesnych zgonów noworodków.
• Dzieci z aberracjami chromosomowymi.
• Dzieci z wieloma wadami wrodzonymi.
• Rodzice mają ponad 35 lat.
• Wielokrotne nieudane próby sztucznego zapłodnienia (IVF).
• Choroba dziedziczna u jednego z przyszłych rodziców.
• Zaburzenia hormonalne u kobiet.
• Spermatogeneza o nieznanej etiologii.
• Małżeństwa między krewnymi.
• Niekorzystne środowisko ekologiczne.
• Długotrwały kontakt z chemikaliami, promieniowanie.
• Złe nawyki: palenie, alkohol, narkotyki, narkomania.

Kariotypowanie dzieci wykonuje się w następujących przypadkach:

• Wrodzone wady rozwojowe.
• Opóźnienie umysłowe.
• Opóźniony rozwój psychomotoryczny.
• Mikroanomalie i opóźniony rozwój psycho-mowy.
• Anomalie seksualne.
• Zaburzenie lub opóźnienie rozwoju płciowego.
• Opóźnienie wzrostu.
• Prognoza stanu zdrowia dziecka.

Diagnostyka jest zalecana wszystkim małżonkom na etapie planowania ciąży. Analizę można przeprowadzić również w trakcie ciąży, czyli prenatalne badania chromosomowe.

Jak wygląda badanie kariotypu?

Zestaw cech kompletnego zestawu chromosomów to kariotyp. Aby usystematyzować analizy chromosomów, stosuje się Międzynarodową Nomenklaturę Cytogenetyczną, która opiera się na różnicowym barwieniu genomu w celu szczegółowego opisu wszystkich odcinków nici DNA.

Badanie pozwala na identyfikację:

• Trisomia – w parze występuje trzeci dodatkowy chromosom.
• Monosomia – brak jednego chromosomu w parze.
• Inwersja to odwrócenie fragmentu genomu.
• Translokacja to przemieszczanie się sekcji.
• Usunięcie oznacza utratę regionu.
• Duplikacja to podwojenie fragmentu.

Wyniki analizy rejestrowane są według następującego systemu:

1. Całkowita liczba chromosomów i zestaw chromosomów płciowych wynosi 46, XX; 46, XY.
2. Oznaczono dodatkowe i brakujące chromosomy, na przykład 47, XY, + 21; 46, XY -18.
3. Krótkie ramię genomu oznaczone jest symbolem p, a długie ramię symbolem q.
4. Translokacja to t, a delecja to del, na przykład 46,XX,del(6)(p12.3)

Gotowa analiza kariotypu wygląda następująco:

• 46, XX – normalna kobieta.
• 46, XY – normalny mężczyzna.
• 45, X – zespół Shereshevsky’ego-Turnera.
• 47 XXY – Zespół Klinefeltera.
• 47, XXX – trisomia chromosomu X.
• 47, XX (XY), + 21 – zespół Downa.
• 47, XY (XX), + 18 – zespół Edwardsa.
• 47, XX (XY), + 13 – zespół Pataua.

Badania cytogenetyczne ujawniają różne anomalie w strukturze nici DNA. Analiza diagnozuje również predyspozycje do wielu chorób: patologii endokrynologicznych, nadciśnienia, uszkodzeń stawów, zawału mięśnia sercowego i innych.

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

Przygotowanie

Do analizy kariotypu wykorzystuje się komórki krwi, dlatego bardzo ważne jest odpowiednie przygotowanie się do diagnozy.

Przygotowanie do badania chromosomowego rozpoczyna się 2 tygodnie przed jego wykonaniem i polega na wyeliminowaniu wpływu następujących czynników na organizm:

• Choroby ostre i przewlekłe.
• Przyjmowanie leków.
• Używanie alkoholu i narkotyków, palenie tytoniu.

Do analizy używa się 4 ml krwi żylnej. Krew pobiera się na czczo.

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

Technika test kariotypu

Ludzkiego genomu nie można zobaczyć gołym okiem, chromosomy są widoczne tylko pod mikroskopem w pewnych fazach podziału komórkowego. Do określenia kariotypu wykorzystuje się leukocyty jednojądrowe, fibroblasty skóry lub komórki szpiku kostnego. Do badania nadają się komórki w metafazie mitozy. Płyn biologiczny umieszcza się w probówce z litem i heparyną. Krew hoduje się przez 72 godziny.

Następnie kultura jest wzbogacana specjalnymi substancjami, które zatrzymują podział komórek w fazie niezbędnej do diagnostyki. Z kultury wykonuje się preparaty, które poddaje się badaniu. Dodatkowe informacje o stanie genomu uzyskuje się poprzez jego barwienie. Każdy chromosom ma prążkowanie, które jest wyraźnie widoczne po barwieniu.

W klasycznym badaniu chromosomów barwienie wykonuje się różnymi barwnikami i ich mieszaninami. Barwnik wiąże się w różny sposób z poszczególnymi częściami genomu, co powoduje nierównomierne barwienie. W związku z tym powstaje kompleks poprzecznych znaków, które odzwierciedlają liniową heterogeniczność chromosomu.

Podstawowe metody barwienia:

• Q – zapewnia bardzo szczegółowe obrazy. Ta metoda nazywa się barwieniem Kasperssona chinakryną-yperytem z diagnostyką pod mikroskopem fluorescencyjnym. Jest stosowana do analizy płci genetycznej, identyfikacji translokacji między X i Y, Y i autosomami oraz do badania mozaikowości chromosomów Y.
• G – zmodyfikowana metoda Romanovsky’ego-Giemsy. Ma wyższą czułość w porównaniu do Q. Stosowana jako standardowa metoda analizy cytogenetycznej. Wykrywa małe aberracje, chromosomy znacznikowe.
• R – służy do wykrywania homologicznych regionów ujemnych G i Q. Genom jest traktowany barwnikiem akrydyny pomarańczowej.
• C – analizuje regiony centromerowe chromosomów z konstytutywną heterochromatyną i zmienną dystalną częścią Y.
• T – służy do analizy regionów telomerowych nici DNA.

Zabarwione i utrwalone komórki są fotografowane pod mikroskopem. Z powstałego zestawu fotografii powstaje ponumerowany zestaw par autosomów, czyli usystematyzowany kariotyp. Obraz nici DNA jest zorientowany pionowo, numeracja zależy od rozmiaru, a para chromosomów płciowych zamyka zestaw.

Preparaty krwi analizuje się pod mikroskopem na 20–100 płytkach metafazowych w celu wykrycia aberracji ilościowych i strukturalnych.

• Aberracje ilościowe to zmiany w liczbie genów. Obserwuje się je w zespole Downa, gdy występuje dodatkowy 21 chromosom.
• Aberracje strukturalne to zmiany w samych chromosomach. Może to być utrata części genomu, przeniesienie jednej części do drugiej, obrót o 180 stopni itp.

Technika kariotypowania jest pracochłonnym procesem. Badanie przeprowadzają wysoko wykwalifikowani specjaliści. Zdiagnozowanie genomu jednej osoby może zająć cały dzień roboczy.

Analiza kariotypu małżonków

Zawierając związek małżeński, wiele par staje przed problemem poczęcia. Analiza cytogenetyczna jest wskazana w celu rozwiązania problemów rozrodczych. Kariotypowanie małżonków pozwala na identyfikację anomalii w strukturze genomu, które uniemożliwiają posiadanie dzieci lub zakłócają proces ich rodzenia. Kariotypu nie da się zmienić, ale dzięki diagnostyce można ustalić prawdziwe przyczyny niepłodności i przerwania ciąży oraz znaleźć sposoby ich rozwiązania.

Analiza mikromacierzy chromosomowych jest wykonywana w celu identyfikacji nieprawidłowości w strukturze i liczbie nici DNA, które mogą być przyczyną chorób dziedzicznych u przyszłego dziecka lub niepłodności małżonków. Istnieją międzynarodowe standardy przeprowadzania analizy u przyszłych rodziców:

• Patologie chromosomowe w rodzinie.
• Historia poronienia.
• Kobieta w ciąży ma ponad 35 lat.
• Długotrwałe działanie mutagenne na organizm.

Obecnie stosuje się następujące metody kariotypowania:

1. Analiza chromosomów w komórkach krwi.

Pozwala zidentyfikować przypadki niepłodności, gdy szansa na posiadanie dziecka jest znacznie zmniejszona lub całkowicie nieobecna dla jednego z małżonków. Badanie określa również ryzyko niestabilności genomu. W celu leczenia odchyleń pacjentom można przepisać przeciwutleniacze i immunomodulatory, które zmniejszają ryzyko niepowodzeń poczęcia.

Do badania pobiera się krew żylną. Limfocyty są izolowane z płynu biologicznego, stymulowane w probówce, traktowane specjalną substancją, barwione i badane. Na przykład w zespole Klinefeltera, który objawia się niepłodnością męską, kariotyp zawiera dodatkowy chromosom 47 XX. Można również wykryć zmiany strukturalne w genomie: inwersję, delecję, translokację.

2. Badania prenatalne.

Określa patologie chromosomalne płodu we wczesnych stadiach ciąży. Takie badania są niezbędne do diagnozy chorób genetycznych lub wad rozwojowych, które prowadzą do wewnątrzmacicznej śmierci płodu.

Do przeprowadzenia badań można zastosować następujące metody:

• Nieinwazyjne – bezpieczne dla matki i płodu. Diagnozę stawia się na podstawie badania USG dziecka i szczegółowej analizy biochemicznej krwi kobiety.
• Inwazyjne – biopsja kosmówki, kordocenteza, placentocenteza, amniopunkcja. Do analizy pobiera się komórki łożyska lub kosmówki, płyn owodniowy lub krew pępowinową. Mimo wysokiej dokładności diagnostycznej metody inwazyjne mają zwiększone ryzyko powikłań, dlatego wykonuje się je wyłącznie według ścisłych wskazań medycznych: patologie płodu wykryte podczas badania USG, wiek matki powyżej 35 lat, nieprawidłowości chromosomalne u rodziców, zmiany w markerach biochemicznych krwi.

Nie tylko krew, ale także ejakulat mogą być użyte do badań cytogenetycznych. Ta metoda nazywa się Tunel i pozwala na określenie jednej z najczęstszych przyczyn męskiej niepłodności, pod warunkiem, że kariotyp jest prawidłowy – fragmentacji DNA plemników.

Jeśli u jednego z małżonków zostaną wykryte mutacje genów lub aberracje chromosomowe, lekarz mówi o możliwych ryzykach i prawdopodobieństwie posiadania dziecka z nieprawidłowościami. Ponieważ patologie genetyczne są nieuleczalne, małżonkowie podejmują własną decyzję: czy skorzystać z materiału dawcy (plemnika, komórki jajowej), czy zaryzykować urodzenie dziecka, czy pozostać bezdzietnymi.

Jeśli w trakcie ciąży zostaną wykryte odchylenia w genomie, zarówno u kobiety, jak i u zarodka, lekarze zalecają przerwanie takiej ciąży. Wynika to ze zwiększonego ryzyka urodzenia dziecka z poważnymi, a w niektórych przypadkach niezgodnymi z życiem odchyleniami. Genetyk zajmuje się przeprowadzaniem testów i rozszyfrowywaniem ich wyników.

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

Badanie krwi na kariotyp

Najczęściej kariotypowanie wykonuje się poprzez analizę krwi żylnej przy użyciu hodowli komórkowej. Jednak do przeprowadzenia badań cytogenetycznych można również użyć innego materiału biologicznego:

• Komórki z płynu owodniowego.
• Łożysko.
• Komórki embrionalne.
• Materiały aborcyjne.
• Szpik kostny.

Materiał, który zostanie pobrany do diagnostyki, zależy od powodu i celu analizy. Przybliżony algorytm badania krwi:

• Niewielką objętość cieczy umieszczono w pożywce w temperaturze 37˚C na 72 godziny.
• Ponieważ chromosomy są widoczne w metafazie podziału komórki, do środowiska biologicznego dodaje się odczynnik, który zatrzymuje proces podziału w wymaganej fazie.
• Hodowlę komórek barwi się, utrwala i analizuje pod mikroskopem.

Analiza kariotypu krwi pozwala na bardzo dokładne wykrycie wszelkich nieprawidłowości w budowie nici DNA: przegrupowań wewnątrzchromosomowych i międzychromosomowych, zmian w kolejności fragmentów genomu itp. Głównym celem diagnostyki jest identyfikacja chorób genetycznych.

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

Analiza genetyczna kariotypu

Diagnostyka cytogenetyczna mająca na celu badanie wielkości, liczby i kształtu chromosomów to kariotypowanie genetyczne. Analiza ma następujące wskazania do wdrożenia:

• Wykrywanie wad wrodzonych.
• Ryzyko urodzenia dziecka z patologiami dziedzicznymi.
• Podejrzenie niepłodności.
• Nieprawidłowości spermogramu.
• Poronienie.
• Opracowywanie planu leczenia dla określonych rodzajów nowotworów.

Analiza genetyczna kariotypu znajduje się również na liście obowiązkowych badań dla małżonków planujących posiadanie dzieci.

Najczęściej badanie ujawnia następujące patologie:

1. Aneuploidia to zmiana liczby chromosomów, która może się zwiększać lub zmniejszać. Nierównowaga prowadzi do poronień, narodzin dzieci z poważnymi wrodzonymi patologiami. Aneuploidia mozaikowa powoduje zespół Downa, zespół Edwardsa i inne choroby, które często są nie do pogodzenia z życiem.
2. Reorganizacja kariotypu – jeśli zmiany są zrównoważone, to zestaw chromosomów nie jest zepsuty, ale po prostu uporządkowany inaczej. Przy niezrównoważonych zmianach istnieje zagrożenie mutacjami genów, co jest szczególnie niebezpieczne dla przyszłych pokoleń.
3. Translokacja to niezwykła struktura nici DNA, czyli zastąpienie jednego fragmentu genomu innym. W większości przypadków jest dziedziczona.
4. Zaburzenie różnicowania płci jest niezwykle rzadkim zaburzeniem chromosomowym, które nie zawsze objawia się zewnętrznymi objawami. Niezgodność z płcią fenotypową może być jedną z przyczyn niepłodności.

Analizę kariotypu wykonują w laboratoriach genetycznych wykwalifikowani genetycy.

Analiza kariotypu z aberracjami

Aberracje to zaburzenia w strukturze chromosomów spowodowane ich pękaniem i redystrybucją z utratą lub duplikacją materiału genetycznego. Kariotypowanie z aberracjami to badanie mające na celu identyfikację wszelkich zmian w strukturze genomu.

Rodzaje aberracji:

• Ilościowe – naruszenie liczby chromosomów.
• Strukturalne – zaburzenie struktury genomu.
• Zwykłe – występują w większości lub wszystkich komórkach ciała.
• Nieregularne – powstają na skutek oddziaływania na organizm różnych niekorzystnych czynników (wirusów, promieniowania, ekspozycji chemicznej).

Analiza ustala kariotyp, jego cechy, oznaki wpływu różnych negatywnych czynników. Badania chromosomowe z aberracjami przeprowadza się w następujących przypadkach:

• Niepłodność małżeńska.
• Poronienia samoistne.
• Historia martwych urodzeń.
• Wczesna śmiertelność niemowląt.
• Ciąża zamrożona.
• Wrodzone wady rozwojowe.
• Zaburzenie różnicowania płciowego.
• Podejrzenie nieprawidłowości chromosomowych.
• Opóźniony rozwój umysłowy i fizyczny.
• Badanie przed zapłodnieniem in vitro, ICSI i innymi procedurami rozrodczymi.

W przeciwieństwie do klasycznego kariotypowania, analiza ta jest bardziej czasochłonna i kosztowna.

Analiza kariotypu u dziecka

Według statystyk medycznych, wrodzone patologie są znaczącą przyczyną śmierci małych dzieci. Aby wykryć nieprawidłowości genetyczne i choroby dziedziczne w odpowiednim czasie, dziecko poddaje się analizie kariotypu.

• Najczęściej u dzieci diagnozuje się trisomię - zespół Downa. Ta patologia występuje u 1 na 750 niemowląt i objawia się różnego rodzaju odchyleniami w rozwoju fizycznym i intelektualnym.
• Drugim najczęściej występującym schorzeniem jest zespół Klinefeltera, który charakteryzuje się opóźnieniem rozwoju płciowego w okresie dojrzewania i występuje u 1 na 600 noworodków płci męskiej.
• Inną patologią genetyczną diagnozowaną u 1 na 2500 dziewczynek jest zespół Shereshevsky-Turnera. W dzieciństwie choroba ta objawia się zwiększoną pigmentacją skóry, obrzękiem stóp, dłoni i piszczeli. W okresie dojrzewania występuje brak miesiączki, owłosienie pod pachami i na łonie, a gruczoły piersiowe nie są również rozwinięte,

Kariotypowanie jest konieczne nie tylko w przypadku dzieci z widocznymi nieprawidłowościami, ponieważ pozwala podejrzewać problemy genetyczne i rozpocząć ich korektę. Analiza jest wykonywana w ośrodku genetyki medycznej. W zależności od wieku dziecka krew może zostać pobrana z pięty lub z żyły. W razie potrzeby genetyk może zlecić rodzicom wykonanie analizy kariotypu.

Analiza kariotypu noworodka

Badanie przesiewowe noworodków jest pierwszym badaniem wykonywanym u noworodków. Badanie wykonuje się w szpitalu położniczym w 3.-4. dniu życia, u wcześniaków w 7. dniu. Wczesne kariotypowanie pozwala na identyfikację nieprawidłowości genetycznych i zaburzeń struktury DNA zanim pojawią się widoczne objawy patologiczne.

Krew z pięty niemowlęcia jest wykorzystywana do wczesnej diagnostyki. Badania cytogenetyczne mają na celu identyfikację takich powszechnych patologii u niemowląt, jak:

• Fenyloketonuria jest chorobą dziedziczną charakteryzującą się zmniejszoną aktywnością lub brakiem enzymu rozkładającego aminokwas fenyloalaninę. W miarę postępu choroby prowadzi ona do zaburzeń w funkcjonowaniu mózgu i upośledzenia umysłowego.
• Mukowiscydoza – atakuje gruczoły produkujące wydzieliny, soki trawienne, pot, ślinę, śluz. Powoduje problemy z płucami i przewodem pokarmowym. Choroba jest dziedziczna.
• Wrodzona niedoczynność tarczycy to zaburzenie gruczołu tarczowego z niewystarczającą produkcją hormonów. Prowadzi do opóźnionego rozwoju fizycznego i umysłowego.
• Zespół adrenogenitalny to stan patologiczny, w którym kora nadnerczy produkuje niewystarczającą ilość hormonów. Powoduje to zaburzenie rozwoju narządów płciowych.
• Galaktezemia to patologia, w której zaburzona jest przemiana galaktozy w glukozę. Leczenie polega na rezygnacji z produktów mlecznych. Bez terminowej diagnozy może spowodować ślepotę i śmierć.

Jeśli wyniki analizy kariotypu ujawnią jakiekolwiek odchylenia lub anomalie u noworodka, przeprowadza się szereg dodatkowych badań w celu wyjaśnienia diagnozy. Taka wczesna diagnostyka pozwoli na terminowe wykrycie wszelkich problemów w organizmie dziecka i rozpoczęcie jego leczenia.

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

Ile czasu trwa wykonanie badania kariotypu?

Czas trwania badania chromosomów wynosi od 10 do 21 dni. Kiedy wyniki będą gotowe, zależy od rodzaju analizy, tj. z aberracjami lub klasycznym kariotypowaniem.

Ukończona analiza kariotypu zawiera następujące informacje:

• Liczba chromosomów.
• Czy zaszły jakieś zmiany w strukturze chromosomów?
• Czy występują jakieś zaburzenia w kolejności genomu?

Wyniki są odczytywane i interpretowane przez genetyka. Jeśli zostaną wykryte jakiekolwiek nieprawidłowości, lekarz udziela zaleceń medycznych dotyczących dalszej diagnostyki lub instrukcji leczenia.

Normalna wydajność

Normalne kariotypy u ludzi to 46, XX lub 46, XY. Z reguły ich zmiana następuje na wczesnych etapach rozwoju organizmu:

• Najczęściej zaburzenie występuje w trakcie gametogenezy (rozwoju przedzarodkowego), gdy komórki rozrodcze rodziców wytwarzają kariotyp zygoty. Dalszy rozwój takiej zygoty prowadzi do tego, że wszystkie komórki zarodka zawierają nieprawidłowy genom.
• Zaburzenie może wystąpić na wczesnych etapach podziału zygoty. W tym przypadku zarodek zawiera kilka klonów komórkowych o różnych kariotypach. Czyli rozwija się mozaicyzm - wielość kariotypów całego organizmu i jego narządów

Zmiany w genomie objawiają się różnymi patologiami i defektami. Rozważmy typowe anomalie kariotypu:

• 47,XXY; 48,XXXY – zespół Klinefeltera, polisomia chromosomu X u mężczyzn.
• 45X0; 45X0/46XX; 45.X/46.XY; 46,X iso (Xq) – zespół Shereshevsky’ego-Turnera, monosomia na chromosomie X, mozaicyzm.
• 47,XXX; 48,XXXX; 49,ХХХХХ – polisomia na chromosomie X, trisomia.
• 47,XX,+18; 47,ХY,+18 – zespół Edwardsa, trisomia chromosomu 18.
• 46,XX,5p- – Zespół kociego krzyku, usunięcie krótkiego ramienia 5 pary genomu.
• 47,XX,+21; 47,ХY,+21 – zespół Downa, trisomia chromosomu 21.
• 47,XX,+13; 47,ХY,+13 – zespół Pataua, trisomia chromosomu 13.

Badania cytogenetyczne mają na celu określenie stanu nici DNA, identyfikację defektów i anomalii. Wszelkie odchylenia od prawidłowych wskaźników są powodem do kompleksowego badania organizmu.

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

Urządzenie do analizy

Do rozszyfrowania kariotypu stosuje się metodę sekwencjonowania. Metodę tę opracowano w 1970 r. i opiera się ona na określeniu sekwencji aminokwasów w DNA. Urządzenia do sekwencjonowania wykorzystują interaktywne cykliczne reakcje enzymatyczne z późniejszym przetwarzaniem i porównywaniem uzyskanych wyników.

Główne funkcje sekwencerów:

• Podstawowe, kompleksowe badanie nieznanych genomów, eksomów i transkryptomów.
• Kariotypowanie.
• Paleogenetyka.
• Metagenomika i różnorodność mikrobiologiczna.
• Ponowne sekwencjonowanie i mapowanie.
• Analiza metylacji DNA.
• Analiza transkryptomu.

W pierwszym etapie urządzenie tworzy bibliotekę losowych sekwencji nici DNA. Następnie tworzy amplikony PCR, które są używane jako próbki. W ostatnim etapie określana jest struktura pierwotna wszystkich fragmentów.

Najnowsza generacja sekwencerów jest w pełni zautomatyzowana i powszechnie stosowana w analizie genomicznej, co minimalizuje możliwość otrzymania błędnych wyników z powodu błędu ludzkiego.

Odszyfrowanie wyników analizy kariotypu

Genetyk interpretuje wyniki badania cytogenetycznego. Z reguły analiza jest gotowa w ciągu 1-2 tygodni i może wyglądać tak:

• 46XX(XY), pogrupowane w 22 pary i 1 parę genów płciowych. Genom ma normalny rozmiar i strukturę. Nie wykryto żadnych anomalii.
• Genom jest zaburzony, wykryto więcej/mniej niż 46 chromosomów. Kształty i rozmiary jednego/kilku chromosomów są nieprawidłowe. Pary genomów są zaburzone/nieprawidłowo pogrupowane.

Wśród patologicznych odchyleń kariotypu wyróżnia się następujące, najczęściej występujące zaburzenia:

• Trisomia - dodatkowy chromosom somatyczny. Zespół Downa, zespół Edwardsa.
• Monosomia to utrata jednego chromosomu.
• Usunięcie – brak regionu genomowego. -46, xx, 5p – zespół kociego krzyku.
• Translokacja to przesunięcie jednej części genomu do innej.
• Duplikacja to podwojenie fragmentu.
• Inwersja jest to obrót fragmentu chromosomu.

Na podstawie wyników analizy kariotypu lekarz wyciąga wniosek o stanie genotypu i stopniu ryzyka genetycznego. Przy najmniejszych zmianach w strukturze nici DNA zleca się szereg dodatkowych badań. Zidentyfikowane aberracje mogą nie ujawniać się w żaden sposób, ale zwiększają ryzyko urodzenia dziecka z nieprawidłowościami genetycznymi.