Какво представлява цитогенетичното изследване? Цитогенетичен анализ и ранна диагностика на заболявания
Цитогенетичният анализ (или хромозомна карта или кариотип) е изследване на хромозомите на клетките
Хромозомите съдържат гени, които са съставени от ДНК, молекулата, която съдържа цялата информация, необходима за „изграждането“ на индивида и функционирането на организма.
В човешките клетки има 46 хромозоми: 23 хромозоми идват от бащата със сперматозоида и 23 от майката с яйцеклетката.
Сперматозоидите и яйцеклетките са зародишни клетки и са единствените, които съдържат само 23 хромозоми.
Ако спермата носи X хромозомата, ще се роди жена, ако носи Y хромозомата, ще се роди мъж.
Следователно кариотипът на нормална жена ще бъде 46, XX, докато този на мъж 46, XY.
За да се изследват хромозомите, е необходимо да се използват техники за култивиране, тъй като те могат да бъдат визуализирани само по време на клетъчното делене.
Каква е целта на цитогенетичното изследване?
Цитогенетичното изследване се използва, за да се потвърди, че няма промени в броя и/или структурата на хромозомите, които могат да бъдат отговорни за заболявания, характеризиращи се с умствена изостаналост (напр. синдром на Даун), безплодие/безплодие (напр. синдроми на Търнър и Клайнфелтер), психомоторни и забавяне на речта, растежа и развитието.
Повтарящият се ранен спонтанен аборт също може да бъде резултат от хромозомна грешка при един от родителите (3-5% от случаите).
Кога е подходящо цитогенетично изследване?
Пренатална цитогенетика
Провежда се при бременности, при които съществува повишен риск от хромозомни аномалии в плода: възраст на майката 35 години или повече (преди раждането на детето), дете с грешка в броя на хромозомите, родители със структурни преустройства, които не показват клинични признаци, родители с грешки в броя на половите хромозоми (напр. 47,XXX; 47,XXY), аномалии на плода, открити чрез ултразвук, индикации от биохимични тестове (напр. би-тест), повтарящи се спонтанни аборти.
Трансабдоминално вземане на проби от въси може да се извърши през първия триместър на бременността (9-12 седмици) или амниоцентеза през втория триместър (15-18 седмици).
За вземане на проби от хорионни въси се вземат клетки от плацентата (хориални въси), които имат същия произход (и следователно същото генетично наследство) като тези на плода, докато амниоцентезата изследва фетални клетки, намиращи се в амниотичната течност (амниоцити).
Постнатална цитогенетика
Изследването на кариотипа се провежда при пациенти със съмнение за хромозомен синдром, родители и роднини на лица с хромозомни аномалии, родители на индивиди с малформации или лица със съмнение за хромозомен синдром, които са починали без диагноза, ако умствена изостаналост и/или вродени дефекти, забавяне на растежа , мъртвородени бебета, двойки с повтарящи се аборти, мъжко безплодие, жени с първична или вторична аменорея (липса или прекъсване на менструалния цикъл).
ЗДРАВЕ НА ДЕТЕТО: НАУЧЕТЕ ПОВЕЧЕ ЗА МЕДИЧИЛД, ПОСЕЩАВАЩИ КАТА НА АВАРИЙНОТО ЕКСПО
Цитогенетика върху материал от аборт
Приблизително 15-20% от всички признати бременности завършват със спонтанен аборт и повече от 50% имат променен брой хромозоми и/или структура, което е причина за прекъсване на бременността.
Поради това цитогенетичното изследване на тъкани при аборт е от основно значение за разбирането на причината за прекъсване на бременността и за подкрепа на двойката (тъй като в повечето случаи хромозомната грешка е чисто съвпадение и не води до повишен риск събитието да се повтори).
Цитогенетика на тумори
Цитогенетичен анализ може да се извърши и за изследване на тумори, както хематологични (напр. левкемия), така и солидни (напр. бял дроб, гърда, черен дроб, пикочен мехур).
Някои хромозомни пренареждания са „специфични за тумора“ и по този начин позволяват правилна диагноза при клинично подозрение или съмнение.
Например откриването на филаделфийската хромозома в аспират от костен мозък на пациент със съмнение за левкемия позволява диагностицирането на хронична миелоидна левкемия; или наличието на t(X;18) транслокация в клетъчна култура, получена от солидна туморна биопсия, позволява диагностицирането на синовиален сарком.
Нови технологии: флуоресцентна in situ хибридизация (FISH)
Развитието на сложни техники, известни като „Молекулярна цитогенетика“, като флуоресцентна in situ хибридизация (FISH), прави възможно извършването на по-задълбочени цитогенетични изследвания, тъй като позволява локализирането на специфична ДНК последователност върху фиксирани препарати от хромозоми, интерфазни ядра и тъканни срезове, получени от всякакъв вид биологичен материал (кръв, биопсии, амниотична течност, гамети), независимо дали са пресни, криоконсервирани или поставени в парафин.
Техниката FISH се основава на свойството на ДНК за обратима денатурация (отваряне на двойната спирала) и включва свързването на ДНК фрагмент, специфичен за региона на интерес – белязан с флуоресцентни съединения (сонда) – към комплементарната ДНК последователност на препарата, който е фиксиран и монтиран върху предметно стъкло: по този начин хромозомната област, която представлява интерес, се идентифицира лесно под флуоресцентен микроскоп.
FISH представлява незаменимо допълнение към традиционната цитогенетика, тъй като се характеризира с по-голямата си способност за разделяне: позволява характеризиране на хромозомни аномалии с брой и структура, които не могат да бъдат определени с класическите цитогенетични техники, и идентифициране на загадъчни пренареждания, които не са видими дори след ленти с висока разделителна способност.
FISH не се прилага рутинно за анализ на кариотипа, но само в избрани случаи въз основа на специфични диагностични съмнения или за изследване на определени цитогенетични аномалии.
Едно от най-новите приложения е в областта на онкологията: в много случаи, особено за солидни туморни култури, не може да се получи клетъчен растеж и делене и следователно хромозомите не могат да бъдат подчертани и анализирани.
Освен това, нивото на разделителна способност на изследването, проведено с традиционната цитогенетика, не позволява да се идентифицират аномалии, които биха могли да засегнат само един ген.
От 2000 г. са разработени ДНК сонди, които могат да разпознават специфични аномалии, например при рак на пикочния мехур, за които се използват четири сонди, които разпознават хромозоми 3, 7, 17 и девет, маркирани с различни флуорохроми (Multicolour FISH).
FISH идентифицира типични за тумора хромозомни аномалии, преди да има доказателства за заболяване при цистоскопско изследване или положителни резултати от други диагностични маркери като CTM (злокачествени туморни клетки).
През 2001 г. тестът е одобрен от Американската агенция по храните и лекарствата (FDA) за проследяване на рецидивите на заболяването при пациенти, които вече са били диагностицирани с рак и са претърпели операция за отстраняване и/или BCG терапия, а през 2004 г. за диагностика при пациенти с хематурия.
FISH може да предостави и информация за най-подходящата терапия за определен тип тумор при даден пациент (таргетна терапия)
Известно е например, че пациенти с рак на гърдата, които имат положителен FISH за амплификация на ген, наречен HER-2/neu, чийто протеин е изложен на мембраната на туморната клетка, реагират на терапия с определено лекарство, трастузумаб, антитяло който се свързва с рецептора и го неутрализира (имунологична терапия).
Тестът се нарича PATHVYSION® и е одобрен от FDA.
FISH може да се използва и за изследване на амплификацията на друг ген, наречен EGFR, при рак на белите дробове и дебелото черво.
Тук също могат да се използват различни лекарства в зависимост от това дали амплификацията на гена е открита в тумора на пациента или не.
В тези случаи терапията не използва антитела, а малки молекули, които инхибират клетъчното делене (биологична терапия).
Нови граници се отварят с приложението на FISH за други видове тумори, като меланом, където диференциалната диагноза с диспластичния невус е особено трудна, ако се основава единствено на морфологични критерии.
Като се има предвид нейната висока чувствителност, специфичност и антиципационна сила, техниката FISH е особено ефективна при изследване както на хематологични, така и на солидни тумори.
По-специално, той има не само диагностична/прогностична стойност, но е основен при избора на терапия въз основа на геномния профил на тумора.
Прочетете също
Редки болести: Синдром на Ротмунд-Томсън
Редки заболявания: руският икономист Анатолий Чубайс е диагностициран със синдром на Гилен Баре
Ултраредки заболявания: Публикувани са първите насоки за синдрома на Малан
Редки генетични заболявания: Синдром на удължен QT интервал
Редки заболявания: Синдром на фон Хипел-Линдау
Зика е свързана със синдрома на Гилен-Баре в ново проучване
Редки заболявания: Септооптична дисплазия
Редки заболявания: Вроден хиперинсулинизъм
Деформации на стъпалото: Metatarsus Adductus или Metatarsus Varus
Прогерия: какво е това, симптоми, причини, диагноза и възможно лечение
Редки заболявания: Синдром на 5p делеция (синдром на „Cri-Du Chat“)