Δοκιμή καρυότυπου

Μία από τις μεθόδους κυτταρογενετικής έρευνας που στοχεύει στη μελέτη των χρωμοσωμάτων είναι η καρυοτυποποίηση. Η ανάλυση έχει μια σειρά από ενδείξεις για εφαρμογή, καθώς και διάφορους τύπους.

Ο καρυότυπος είναι ένα σύνολο ανθρώπινων χρωμοσωμάτων. Περιγράφει όλα τα χαρακτηριστικά των γονιδίων: μέγεθος, ποσότητα, σχήμα. Κανονικά, το γονιδίωμα αποτελείται από 46 χρωμοσώματα, 44 από τα οποία είναι αυτοσωμικά, δηλαδή είναι υπεύθυνα για κληρονομικά χαρακτηριστικά (χρώμα μαλλιών και ματιών, σχήμα αυτιών κ.λπ.). Το τελευταίο ζεύγος είναι τα φυλετικά χρωμοσώματα, τα οποία καθορίζουν τον καρυότυπο: γυναίκες 46XX και άνδρες 46XY.

Κατά τη διάρκεια της διαγνωστικής διαδικασίας, εντοπίζονται τυχόν γονιδιωματικές ανωμαλίες:

• Αλλαγές στην ποσοτική σύνθεση.
• Παραβίαση της δομής.
• Παραβίαση της ποιότητας.

Η καρυοτύπηση συνήθως πραγματοποιείται σε νεογνά για τον προσδιορισμό γενετικών ανωμαλιών. Η ανάλυση ενδείκνυται επίσης για παντρεμένα ζευγάρια που σχεδιάζουν εγκυμοσύνη. Σε αυτήν την περίπτωση, η μελέτη επιτρέπει τον εντοπισμό αναντιστοιχίας γονιδίων, η οποία μπορεί να προκαλέσει τη γέννηση ενός παιδιού με κληρονομικές παθολογίες.

Τύποι μοριακής καρυοτύπησης:

1. Στοχευμένο

Συνταγογραφείται για την επιβεβαίωση διαφόρων ανωμαλιών και συνδρόμων. Επιτρέπει τον προσδιορισμό των αιτιών της απώλειας κύησης: κατεψυγμένο έμβρυο, αποβολή, διακοπή της κύησης για ιατρικούς λόγους. Προσδιορίζει την αιτιολογία ενός επιπλέον συνόλου χρωμοσωμάτων στην τριπλοειδία. Η ανάλυση πραγματοποιείται σε μικρομήτρες με 350 χιλιάδες δείκτες συγκεντρωμένους σε κλινικά σημαντικές περιοχές χρωμοσωμάτων. Η ανάλυση αυτής της μελέτης είναι από 1 εκατομμύριο ζεύγη βάσης.

2. Πρότυπο

Ανιχνεύει ανωμαλίες στο γονιδίωμα κλινικής σημασίας. Διαγιγνώσκει σύνδρομα μικροελλειμμάτων και παθολογίες που σχετίζονται με αυτοσωμικά επικρατή νοσήματα. Προσδιορίζει τα αίτια των χρωμοσωμικών ανωμαλιών σε αδιαφοροποίητα σύνδρομα σε ασθενείς με αναπτυξιακές ανωμαλίες, συγγενείς ανωμαλίες, καθυστερημένη ψυχοκινητική ανάπτυξη, αυτισμό.

Επιτρέπει την ανίχνευση χρωμοσωμικών ανωμαλιών στην προγεννητική περίοδο. Η μέθοδος προσδιορίζει ανευπλοειδίες, παθολογικές μικροελλείψεις στο έμβρυο. Η μελέτη διεξάγεται σε μικρομήτρα με 750 χιλιάδες δείκτες υψηλής πυκνότητας, οι οποίοι καλύπτουν όλες τις σημαντικές περιοχές του γονιδιώματος. Η ανάλυση της τυπικής ανάλυσης καρυότυπου είναι από 200 χιλιάδες bp.

3. Εκτεταμένη

Επιτρέπει τον προσδιορισμό των αιτιών των χρωμοσωμικών ανωμαλιών σε αδιαφοροποίητα σύνδρομα σε παιδιά. Αποκαλύπτει παθογόνες ελλείψεις, δηλαδή την εξαφάνιση τμημάτων χρωμοσωμάτων και διπλασιασμούς - επιπλέον αντίγραφα γονιδίων. Διαγιγνώσκει τμήματα με απώλεια ετεροζυγωτίας, αιτίες αυτοσωμικών υπολειπόμενων παθολογιών.

Η ανάλυση διευρυμένων μικροσυστοιχιών χρωμοσωμάτων πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας μια μικροσυστοιχία υψηλής πυκνότητας, η οποία περιέχει περισσότερους από 2,6 εκατομμύρια μεμονωμένους δείκτες υψηλής πυκνότητας. Η ανάλυση αυτής της μελέτης επιτρέπει την κάλυψη ολόκληρου του γονιδιώματος και κυμαίνεται από 50.000 bp έως 10.000 bp. Αυτό επιτρέπει τη μελέτη όλων των τμημάτων του γονιδιακού κώδικα με εξαιρετική ακρίβεια, καθιστώντας δυνατή την αναγνώριση των μικρότερων δομικών ανωμαλιών.

Κατά κανόνα, η ανάλυση καρυότυπου πραγματοποιείται σύμφωνα με τις οδηγίες ενός γενετιστή. Ανάλογα με τις ενδείξεις του γιατρού, μπορεί να συνταγογραφηθεί ένας από τους παραπάνω τύπους. Η τυπική εξέταση είναι φθηνότερη, αλλά συνταγογραφείται εξαιρετικά σπάνια, καθώς δεν αποκαλύπτει πολλές χρωμοσωμικές ανωμαλίες. Η στοχευμένη καρυότυπος είναι μια πιο ακριβή ανάλυση, επομένως συνταγογραφείται παρουσία κλινικών σημείων συνδρόμων και άλλων ανωμαλιών. Η εκτεταμένη διάγνωση είναι η πιο ακριβή και πιο ενημερωτική, καθώς επιτρέπει μια πλήρη μελέτη και των 23 συνόλων χρωμοσωμάτων.

Πού μπορώ να κάνω μια εξέταση καρυότυπου;

Η ανάλυση χρωμοσωμικών μικροσυστοιχιών γίνεται κατόπιν εντολής γενετιστή. Η μελέτη στοχεύει στη μελέτη του γονιδιώματος του ασθενούς και στον εντοπισμό τυχόν ανωμαλιών στη δομή του.

Τα χρωμοσώματα είναι κλώνοι DNA, ο αριθμός και η δομή τους είναι ειδικά για κάθε είδος. Το ανθρώπινο σώμα περιέχει 23 ζεύγη χρωμοσωμάτων. Ένα ζεύγος καθορίζει το φύλο: οι γυναίκες έχουν 46XX χρωμοσώματα και οι άνδρες έχουν 46XY. Τα υπόλοιπα γονίδια είναι αυτοσωμικά, δηλαδή μη σεξουαλικά.

Χαρακτηριστικά της καρυοτυπίας:

• Η ανάλυση πραγματοποιείται μία φορά, καθώς το σύνολο χρωμοσωμάτων δεν αλλάζει καθ 'όλη τη διάρκεια της ζωής.
• Σας επιτρέπει να προσδιορίσετε τις αιτίες των αναπαραγωγικών προβλημάτων στους συζύγους.
• Διαγιγνώσκει πολλαπλές αναπτυξιακές ανωμαλίες σε παιδιά.
• Εντοπίζει γενετικές ανωμαλίες.

Η καρυότυπος λαμβάνεται σε εξειδικευμένο ιατρικό εργαστήριο ή γενετικό κέντρο. Η μελέτη διεξάγεται από ειδικευμένο γιατρό. Κατά κανόνα, οι εξετάσεις είναι έτοιμες εντός 1-2 εβδομάδων. Τα αποτελέσματα αποκρυπτογραφούνται από γενετιστή.

Ενδείξεις για τη διαδικασία εξέταση καρυότυπου

Η διαδικασία καρυότυπου συνταγογραφείται σε νεογέννητα μωρά για την αναγνώριση γενετικών ανωμαλιών και κληρονομικών παθολογιών, καθώς και σε άνδρες και γυναίκες στο στάδιο του προγραμματισμού της εγκυμοσύνης. Υπάρχουν επίσης ορισμένες άλλες ενδείξεις για την ανάλυση:

• Ανδρική και γυναικεία υπογονιμότητα άγνωστης αιτιολογίας.
• Ανδρική υπογονιμότητα: σοβαρή και μη αποφρακτική ολιγοζωοσπερμία, τερατοζωοσπερμία.
• Αυθόρμητη διακοπή της κύησης: αποβολές, παγωμένο έμβρυο, πρόωρος τοκετός.
• Πρωτοπαθής αμηνόρροια.
• Ιστορικό πρώιμων νεογνικών θανάτων.
• Παιδιά με χρωμοσωμικές ανωμαλίες.
• Παιδιά με πολλαπλές συγγενείς δυσπλασίες.
• Οι γονείς είναι άνω των 35 ετών.
• Πολλαπλές ανεπιτυχείς προσπάθειες τεχνητής γονιμοποίησης (IVF).
• Κληρονομική ασθένεια σε έναν από τους μελλοντικούς γονείς.
• Ορμονικές διαταραχές στις γυναίκες.
• Σπερματογένεση άγνωστης αιτιολογίας.
• Γάμοι εξ αίματος.
• Μη ευνοϊκό οικολογικό περιβάλλον διαβίωσης.
• Μακροχρόνια επαφή με χημικές ουσίες, ακτινοβολία.
• Κακές συνήθειες: κάπνισμα, αλκοόλ, ναρκωτικά, εθισμός σε ναρκωτικά.

Η καρυοτύπηση των παιδιών πραγματοποιείται στις ακόλουθες περιπτώσεις:

• Συγγενείς δυσπλασίες.
• Νοητική υστέρηση.
• Καθυστερημένη ψυχοκινητική ανάπτυξη.
• Μικροανωμαλίες και καθυστερημένη ψυχο-ομιλική ανάπτυξη.
• Σεξουαλικές ανωμαλίες.
• Διαταραχή ή καθυστέρηση της σεξουαλικής ανάπτυξης.
• Καθυστέρηση ανάπτυξης.
• Πρόγνωση για την υγεία του παιδιού.

Συνιστάται η διαγνωστική εξέταση για όλους τους συζύγους στο στάδιο του προγραμματισμού της εγκυμοσύνης. Η ανάλυση μπορεί επίσης να πραγματοποιηθεί κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης, δηλαδή, προγεννητική χρωμοσωμική έρευνα.

Πώς μοιάζει μια εξέταση καρυότυπου;

Το σύνολο των χαρακτηριστικών ενός πλήρους συνόλου χρωμοσωμάτων αποτελεί τον καρυότυπο. Για τη συστηματοποίηση των αναλύσεων χρωμοσωμάτων, χρησιμοποιείται η Διεθνής Κυτταρογενετική Ονοματολογία, η οποία βασίζεται στη διαφορική χρώση του γονιδιώματος για μια λεπτομερή περιγραφή όλων των τμημάτων των αλυσίδων του DNA.

Η μελέτη μας επιτρέπει να εντοπίσουμε:

• Τρισωμία - υπάρχει ένα τρίτο επιπλέον χρωμόσωμα στο ζεύγος.
• Μονοσωμία – ένα χρωμόσωμα λείπει από ένα ζεύγος.
• Η αναστροφή είναι η αντιστροφή μιας περιοχής του γονιδιώματος.
• Η μετατόπιση είναι η μετακίνηση τμημάτων.
• Η διαγραφή είναι η απώλεια μιας περιοχής.
• Η αντιγραφή είναι ο διπλασιασμός ενός τμήματος.

Τα αποτελέσματα της ανάλυσης καταγράφονται σύμφωνα με το ακόλουθο σύστημα:

1. Ο συνολικός αριθμός χρωμοσωμάτων και το σύνολο των φυλετικών χρωμοσωμάτων είναι 46, XX; 46, XY.
2. Υποδεικνύονται επιπλέον και ελλείποντα χρωμοσώματα, για παράδειγμα 47, XY, + 21; 46, XY -18.
3. Ο βραχύς βραχίονας του γονιδιώματος συμβολίζεται με το σύμβολο p και ο μακρύς βραχίονας με το σύμβολο q.
4. Η μετατόπιση είναι t και η διαγραφή είναι del, για παράδειγμα 46,XX,del(6)(p12.3)

Η ολοκληρωμένη ανάλυση καρυότυπου μοιάζει με αυτό:

• 46, XX – κανονική γυναίκα.
• 46, XY – φυσιολογικός άνδρας.
• 45, X – Σύνδρομο Shereshevsky-Turner.
• 47 XXY – Σύνδρομο Klinefelter.
• 47, XXX – τρισωμία του χρωμοσώματος Χ.
• 47, XX (XY), + 21 – Σύνδρομο Down.
• 47, XY (XX), + 18 – Σύνδρομο Edwards.
• 47, XX (XY), + 13 – Σύνδρομο Patau.

Η κυτταρογενετική έρευνα αποκαλύπτει διάφορες ανωμαλίες στη δομή των αλυσίδων του DNA. Η ανάλυση διαγιγνώσκει επίσης προδιαθέσεις για πολλές ασθένειες: ενδοκρινικές παθολογίες, υπέρταση, βλάβη στις αρθρώσεις, έμφραγμα του μυοκαρδίου και άλλες.

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

Παρασκευή

Η ανάλυση καρυότυπου χρησιμοποιεί κύτταρα αίματος, επομένως είναι πολύ σημαντικό να προετοιμαστείτε σωστά για τη διάγνωση.

Η προετοιμασία για μια εξέταση χρωμοσωμάτων ξεκινά 2 εβδομάδες πριν από τη διενέργεια της και συνίσταται στην εξάλειψη της επίδρασης των ακόλουθων παραγόντων στο σώμα:

• Οξείες και χρόνιες ασθένειες.
• Λήψη φαρμάκων.
• Χρήση αλκοόλ και ναρκωτικών, κάπνισμα.

Για την ανάλυση, χρησιμοποιούνται 4 ml φλεβικού αίματος. Το αίμα συλλέγεται με άδειο στομάχι.

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

Τεχνική εξέταση καρυότυπου

Το ανθρώπινο γονιδίωμα δεν είναι ορατό με γυμνό μάτι, τα χρωμοσώματα είναι ορατά μόνο με μικροσκόπιο σε ορισμένες φάσεις της κυτταρικής διαίρεσης. Για τον προσδιορισμό του καρυότυπου, χρησιμοποιούνται μονοπύρηνα λευκοκύτταρα, ινοβλάστες δέρματος ή κύτταρα μυελού των οστών. Τα κύτταρα στη μετάφαση της μίτωσης είναι κατάλληλα για τη μελέτη. Το βιολογικό υγρό τοποθετείται σε δοκιμαστικό σωλήνα με λίθιο και ηπαρίνη. Το αίμα καλλιεργείται για 72 ώρες.

Στη συνέχεια, η καλλιέργεια εμπλουτίζεται με ειδικές ουσίες που σταματούν την κυτταρική διαίρεση στη φάση που είναι απαραίτητη για τη διάγνωση. Η καλλιέργεια χρησιμοποιείται για την παρασκευή διαφανειών που υποβάλλονται σε εξέταση. Πρόσθετες πληροφορίες σχετικά με την κατάσταση του γονιδιώματος λαμβάνονται με τη χρώση του. Κάθε χρωμόσωμα έχει μια ραβδωτή γραμμή που είναι ευδιάκριτη μετά τη χρώση.

Σε μια κλασική μελέτη χρωμοσωμάτων, η χρώση πραγματοποιείται με διαφορετικές χρωστικές και τα μείγματά τους. Η χρωστική συνδέεται διαφορετικά με μεμονωμένα μέρη του γονιδιώματος, καθιστώντας τη χρώση ανομοιόμορφη. Λόγω αυτού, σχηματίζεται ένα σύμπλεγμα εγκάρσιων σημαδιών, τα οποία αντανακλούν τη γραμμική ετερογένεια του χρωμοσώματος.

Βασικές μέθοδοι βαφής:

• Q – παρέχει εξαιρετικά λεπτομερείς εικόνες. Αυτή η μέθοδος ονομάζεται χρώση Kaspersson με κινακρίνη-υπερίτη με διαγνωστικά μέσα σε φθορίζον μικροσκόπιο. Χρησιμοποιείται για την ανάλυση του γενετικού φύλου, την αναγνώριση μετατοπίσεων μεταξύ Χ και Υ, Υ και αυτοσωμάτων, καθώς και για τον έλεγχο μωσαϊκισμού με χρωμοσώματα Υ.
• G – τροποποιημένη μέθοδος Romanovsky-Giemsa. Έχει υψηλότερη ευαισθησία σε σύγκριση με την Q. Χρησιμοποιείται ως τυπική μέθοδος κυτταρογενετικής ανάλυσης. Ανιχνεύει μικρές ανωμαλίες, χρωμοσώματα-δείκτες.
• R – χρησιμοποιείται για την ανίχνευση ομόλογων αρνητικών περιοχών G και Q. Το γονιδίωμα υποβάλλεται σε επεξεργασία με χρωστική πορτοκαλί ακριδίνης.
• C – αναλύει κεντρομερείς περιοχές χρωμοσωμάτων με συστατική ετεροχρωματίνη και μεταβλητό άπω τμήμα του Y.
• T – χρησιμοποιείται για την ανάλυση τελομερικών περιοχών των αλυσίδων DNA.

Τα χρωματισμένα και μονιμοποιημένα κύτταρα φωτογραφίζονται με μικροσκόπιο. Από το σύνολο φωτογραφιών που προκύπτει, σχηματίζεται ένα αριθμημένο σύνολο αυτοσωμικών ζευγών, δηλαδή ένας συστηματικός καρυότυπος. Η εικόνα των κλώνων του DNA είναι προσανατολισμένη κατακόρυφα, η αρίθμηση εξαρτάται από το μέγεθος, με το ζεύγος των φυλετικών χρωμοσωμάτων να κλείνει το σύνολο.

Τα παρασκευάσματα αίματος αναλύονται με μικροσκόπιο σε 20-100 μεταφασικές πλάκες για τον εντοπισμό ποσοτικών και δομικών ανωμαλιών.

• Οι ποσοτικές ανωμαλίες είναι αλλαγές στον αριθμό των γονιδίων. Αυτό παρατηρείται στο σύνδρομο Down, όταν υπάρχει ένα επιπλέον χρωμόσωμα 21.
• Οι δομικές ανωμαλίες είναι αλλαγές στα ίδια τα χρωμοσώματα. Αυτές μπορεί να είναι η απώλεια ενός τμήματος του γονιδιώματος, η μεταφορά ενός μέρους σε ένα άλλο, η περιστροφή 180 μοιρών κ.λπ.

Η τεχνική της καρυοτύπησης είναι μια διαδικασία που απαιτεί πολύ χρόνο. Η μελέτη διεξάγεται από εξειδικευμένους ειδικούς. Μπορεί να χρειαστεί μια ολόκληρη εργάσιμη ημέρα για τη διάγνωση του γονιδιώματος ενός ατόμου.

Ανάλυση καρυότυπου συζύγων

Κατά τη σύναψη γάμου, πολλά ζευγάρια αντιμετωπίζουν το πρόβλημα της σύλληψης. Η κυτταρογενετική ανάλυση ενδείκνυται για την επίλυση προβλημάτων αναπαραγωγής. Η καρυότυπη ανάλυση των συζύγων επιτρέπει τον εντοπισμό ανωμαλιών στη δομή του γονιδιώματος που εμποδίζουν την τεκνοποίηση ή διαταράσσουν τη διαδικασία της τεκνοποίησης. Είναι αδύνατο να αλλάξει ο καρυότυπος, αλλά χάρη στη διαγνωστική, είναι δυνατό να διαπιστωθούν οι πραγματικές αιτίες της υπογονιμότητας και της διακοπής της εγκυμοσύνης και να βρεθούν τρόποι για την επίλυσή τους.

Η ανάλυση χρωμοσωμικών μικροσυστοιχιών πραγματοποιείται για τον εντοπισμό ανωμαλιών στη δομή και τον αριθμό των αλυσίδων DNA που μπορεί να είναι η αιτία κληρονομικών ασθενειών στο μελλοντικό παιδί ή υπογονιμότητας των συζύγων. Υπάρχουν διεθνή πρότυπα για τη διεξαγωγή ανάλυσης σε μελλοντικούς γονείς:

• Χρωμοσωμικές παθολογίες στην οικογένεια.
• Ιστορικό αποβολής.
• Η έγκυος γυναίκα είναι άνω των 35 ετών.
• Μακροπρόθεσμες μεταλλαξιογόνες επιδράσεις στο σώμα.

Οι ακόλουθες μέθοδοι καρυότυπου χρησιμοποιούνται σήμερα:

1. Ανάλυση χρωμοσωμάτων στα κύτταρα του αίματος.

Επιτρέπει τον εντοπισμό περιπτώσεων υπογονιμότητας, όταν η πιθανότητα απόκτησης παιδιού είναι σημαντικά μειωμένη ή εντελώς απούσα για έναν από τους συζύγους. Η εξέταση προσδιορίζει επίσης τον κίνδυνο αστάθειας του γονιδιώματος. Για τη θεραπεία των αποκλίσεων, στους ασθενείς μπορούν να συνταγογραφηθούν αντιοξειδωτικά και ανοσοτροποποιητικά, τα οποία μειώνουν τις αποτυχίες σύλληψης.

Για τη μελέτη, συλλέγεται φλεβικό αίμα. Τα λεμφοκύτταρα απομονώνονται από το βιολογικό υγρό, διεγείρονται σε δοκιμαστικό σωλήνα, υποβάλλονται σε επεξεργασία με μια ειδική ουσία, χρωματίζονται και μελετώνται. Για παράδειγμα, στο σύνδρομο Klinefelter, το οποίο εκδηλώνεται ως ανδρική υπογονιμότητα, ο καρυότυπος περιέχει ένα επιπλέον χρωμόσωμα 47 XX. Μπορούν επίσης να ανιχνευθούν δομικές αλλαγές στο γονιδίωμα: αναστροφή, διαγραφή, μετατόπιση.

2. Προγεννητική έρευνα.

Προσδιορίζει χρωμοσωμικές παθολογίες του εμβρύου στα πρώιμα στάδια της εγκυμοσύνης. Μια τέτοια έρευνα είναι απαραίτητη για τη διάγνωση γενετικών ασθενειών ή αναπτυξιακών ελαττωμάτων που οδηγούν σε ενδομήτριο θάνατο του εμβρύου.

Οι ακόλουθες μέθοδοι μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη διεξαγωγή της έρευνας:

• Μη επεμβατική – ασφαλής για τη μητέρα και το έμβρυο. Η διάγνωση γίνεται με υπερηχογράφημα του παιδιού και λεπτομερή βιοχημική ανάλυση του αίματος της γυναίκας.
• Επεμβατική – βιοψία χορίου, παρακέντηση ομφαλίου λώρου, πλακουντιακή παρακέντηση, αμνιοπαρακέντηση. Για την ανάλυση, συλλέγονται πλακουντιακά ή χοριακά κύτταρα, αμνιακό υγρό ή αίμα ομφάλιου λώρου. Παρά την υψηλή διαγνωστική ακρίβεια, οι επεμβατικές μέθοδοι έχουν αυξημένο κίνδυνο επιπλοκών, επομένως διεξάγονται μόνο σύμφωνα με αυστηρές ιατρικές ενδείξεις: εμβρυϊκές παθολογίες που ανιχνεύονται κατά τη διάρκεια υπερήχων, η μητέρα είναι άνω των 35 ετών, οι γονείς έχουν χρωμοσωμικές ανωμαλίες, αλλαγές στους βιοχημικούς δείκτες του αίματος.

Όχι μόνο το αίμα, αλλά και η εκσπερμάτιση μπορούν να χρησιμοποιηθούν για κυτταρογενετική έρευνα. Αυτή η μέθοδος ονομάζεται Tunel και επιτρέπει τον προσδιορισμό μιας από τις πιο συχνές αιτίες ανδρικής υπογονιμότητας, εφόσον ο καρυότυπος είναι φυσιολογικός - τον κατακερματισμό του DNA του σπέρματος.

Εάν εντοπιστούν γονιδιακές μεταλλάξεις ή χρωμοσωμικές ανωμαλίες σε έναν από τους συζύγους, ο γιατρός συζητά τους πιθανούς κινδύνους και την πιθανότητα να αποκτήσει ένα παιδί με ανωμαλίες. Δεδομένου ότι οι γονιδιακές παθολογίες είναι ανίατες, οι σύζυγοι λαμβάνουν τη δική τους απόφαση: να χρησιμοποιήσουν υλικό δότη (σπέρμα, ωάριο), να διακινδυνεύσουν να γεννήσουν ή να παραμείνουν άτεκνοι.

Εάν εντοπιστούν αποκλίσεις στο γονιδίωμα κατά τη διάρκεια της κύησης, τόσο στη γυναίκα όσο και στο έμβρυο, τότε οι γιατροί συνιστούν τη διακοπή τέτοιων κυήσεων. Αυτό οφείλεται στον αυξημένο κίνδυνο γέννησης ενός μωρού με σοβαρές και, σε ορισμένες περιπτώσεις, ασύμβατες με τη ζωή αποκλίσεις. Ένας γενετιστής συμμετέχει στη διεξαγωγή εξετάσεων και στην αποκρυπτογράφηση των αποτελεσμάτων τους.

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

Εξέταση αίματος για καρυότυπο

Τις περισσότερες φορές, η καρυοτύπηση πραγματοποιείται με ανάλυση φλεβικού αίματος χρησιμοποιώντας κυτταροκαλλιέργεια. Ωστόσο, και άλλο βιολογικό υλικό μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη διεξαγωγή κυτταρογενετικής έρευνας:

• Κύτταρα από αμνιακό υγρό.
• Πλακούντας.
• Εμβρυϊκά κύτταρα.
• Υλικό για έκτρωση.
• Μυελός των οστών.

Το υλικό που θα ληφθεί για τη διάγνωση εξαρτάται από τον λόγο και τον σκοπό της ανάλυσης. Κατά προσέγγιση αλγόριθμος εξέτασης αίματος:

• Ένας μικρός όγκος υγρού τοποθετείται σε θρεπτικό μέσο σε θερμοκρασία 37˚C για 72 ώρες.
• Δεδομένου ότι τα χρωμοσώματα είναι ορατά στο στάδιο της μετάφασης της κυτταρικής διαίρεσης, προστίθεται στο βιολογικό περιβάλλον ένα αντιδραστήριο που σταματά τη διαδικασία διαίρεσης στην απαιτούμενη φάση.
• Η κυτταροκαλλιέργεια χρωματίζεται, σταθεροποιείται και αναλύεται στο μικροσκόπιο.

Η ανάλυση αίματος για τον καρυότυπο παρέχει εξαιρετικά ακριβή ανίχνευση τυχόν ανωμαλιών στη δομή των κλώνων DNA: ενδοχρωμοσωμικές και διαχρωμοσωμικές αναδιατάξεις, αλλαγές στη σειρά των θραυσμάτων γονιδιώματος κ.λπ. Ο κύριος στόχος της διαγνωστικής είναι η αναγνώριση γενετικών ασθενειών.

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

Γενετική ανάλυση για καρυότυπο

Η κυτταρογενετική διαγνωστική που στοχεύει στη μελέτη του μεγέθους, του αριθμού και του σχήματος των χρωμοσωμάτων είναι η γενετική καρυοτυπία. Η ανάλυση έχει τις ακόλουθες ενδείξεις για εφαρμογή:

• Ανίχνευση συγγενών ανωμαλιών.
• Κίνδυνος γέννησης παιδιού με κληρονομικές παθολογίες.
• Υποψία υπογονιμότητας.
• Ανωμαλία στο σπερμοδιάγραμμα.
• Αποτυχία.
• Κατάρτιση θεραπευτικού σχεδίου για ορισμένους τύπους όγκων.

Επίσης, η γενετική ανάλυση για τον καρυότυπο περιλαμβάνεται στον κατάλογο των υποχρεωτικών εξετάσεων για τους συζύγους που σχεδιάζουν να αποκτήσουν παιδιά.

Τις περισσότερες φορές, η μελέτη αποκαλύπτει τις ακόλουθες παθολογίες:

1. Η ανευπλοειδία είναι μια αλλαγή στον αριθμό των χρωμοσωμάτων, είτε αυξανόμενη είτε μειωμένη. Η ανισορροπία οδηγεί σε αποβολές, τη γέννηση μωρών με σοβαρές συγγενείς παθολογίες. Η μωσαϊκή ανευπλοειδία προκαλεί σύνδρομο Down, σύνδρομο Edwards και άλλες ασθένειες που συχνά είναι ασυμβίβαστες με τη ζωή.
2. Αναδιοργάνωση καρυότυπου – εάν οι αλλαγές είναι ισορροπημένες, τότε το σύνολο των χρωμοσωμάτων δεν είναι σπασμένο, αλλά απλώς διατάσσεται διαφορετικά. Με τις μη ισορροπημένες αλλαγές, υπάρχει η απειλή γονιδιακών μεταλλάξεων, κάτι που είναι ιδιαίτερα επικίνδυνο για τις μελλοντικές γενιές.
3. Η μετατόπιση είναι μια ασυνήθιστη δομή των αλυσίδων DNA, δηλαδή η αντικατάσταση ενός τμήματος του γονιδιώματος με ένα άλλο. Στις περισσότερες περιπτώσεις, είναι κληρονομική.
4. Η διαταραχή διαφοροποίησης φύλου είναι μια εξαιρετικά σπάνια χρωμοσωμική διαταραχή που δεν εκδηλώνεται πάντα με εξωτερικά συμπτώματα. Η ασυνέπεια με το φαινοτυπικό φύλο μπορεί να είναι μία από τις αιτίες υπογονιμότητας.

Η ανάλυση καρυότυπου πραγματοποιείται σε γενετικά εργαστήρια από εξειδικευμένους γενετιστές.

Ανάλυση καρυότυπου με ανωμαλίες

Οι ανωμαλίες είναι διαταραχές στη δομή των χρωμοσωμάτων που προκαλούνται από τις ρήξεις και την ανακατανομή τους με απώλεια ή διπλασιασμό γενετικού υλικού. Η καρυοτυπία με ανωμαλίες είναι μια μελέτη που στοχεύει στον εντοπισμό τυχόν αλλαγών στη δομή του γονιδιώματος.

Τύποι αποκλίσεων:

• Ποσοτική – παραβίαση του αριθμού των χρωμοσωμάτων.
• Δομική – διαταραχή της δομής του γονιδιώματος.
• Κανονικά – βρίσκονται στα περισσότερα ή σε όλα τα κύτταρα του σώματος.
• Ακανόνιστο – προκύπτει λόγω της επίδρασης διαφόρων δυσμενών παραγόντων στο σώμα (ιοί, ακτινοβολία, έκθεση σε χημικά).

Η ανάλυση καθορίζει τον καρυότυπο, τα χαρακτηριστικά του, τα σημάδια της επίδρασης διαφόρων αρνητικών παραγόντων. Χρωμοσωμική έρευνα με ανωμαλίες διεξάγεται στις ακόλουθες περιπτώσεις:

• Υπογονιμότητα στον γάμο.
• Αυθόρμητες αποβολές.
• Ιστορία της θνησιγένειας.
• Πρώιμη βρεφική θνησιμότητα.
• Παγωμένη εγκυμοσύνη.
• Συγγενείς δυσπλασίες.
• Διαταραχή της σεξουαλικής διαφοροποίησης.
• Υποψίες για χρωμοσωμικές ανωμαλίες.
• Καθυστέρηση στην πνευματική και σωματική ανάπτυξη.
• Εξέταση πριν από εξωσωματική γονιμοποίηση, μικρογονιμοποίηση (ICSI) και άλλες αναπαραγωγικές διαδικασίες.

Σε αντίθεση με την κλασική καρυοτύπηση, αυτή η ανάλυση διαρκεί περισσότερο και είναι πιο ακριβή.

Ανάλυση καρυότυπου για ένα παιδί

Σύμφωνα με τις ιατρικές στατιστικές, οι συγγενείς παθολογίες αποτελούν σημαντική αιτία θανάτου σε μικρά παιδιά. Για την έγκαιρη ανίχνευση γενετικών ανωμαλιών και κληρονομικών ασθενειών, το παιδί υποβάλλεται σε ανάλυση καρυότυπου.

• Τις περισσότερες φορές, τα παιδιά διαγιγνώσκονται με τρισωμία - σύνδρομο Down. Αυτή η παθολογία εμφανίζεται σε 1 στα 750 μωρά και εκδηλώνεται με διάφορα είδη αποκλίσεων τόσο στη σωματική όσο και στην πνευματική ανάπτυξη.
• Η δεύτερη πιο συχνή διαταραχή είναι το σύνδρομο Klinefelter, το οποίο χαρακτηρίζεται από καθυστερημένη σεξουαλική ανάπτυξη στην εφηβεία και εμφανίζεται σε 1 στα 600 νεογνά άρρενα.
• Μια άλλη γενετική παθολογία που διαγιγνώσκεται σε 1 στα 2.500 κορίτσια είναι το σύνδρομο Shereshevsky-Turner. Στην παιδική ηλικία, αυτή η ασθένεια εκδηλώνεται με αυξημένη χρώση του δέρματος, πρήξιμο στα πόδια, τα χέρια και τις κνήμες. Κατά την εφηβεία, υπάρχει έλλειψη εμμήνου ρύσεως, τριχοφυΐα κάτω από τις μασχάλες και στην ηβική χώρα, ενώ οι μαστικοί αδένες δεν είναι επίσης ανεπτυγμένοι.

Η καρυοτύπηση είναι απαραίτητη όχι μόνο για μωρά με ορατές ανωμαλίες, καθώς επιτρέπει σε κάποιον να υποψιαστεί γενετικά προβλήματα και να ξεκινήσει τη διόρθωσή τους. Η ανάλυση γίνεται σε ιατρικό γενετικό κέντρο. Ανάλογα με την ηλικία του παιδιού, μπορεί να ληφθεί αίμα από τη φτέρνα ή από μια φλέβα. Εάν είναι απαραίτητο, ο γενετιστής μπορεί να ζητήσει από τους γονείς να υποβληθούν σε ανάλυση καρυότυπου.

Ανάλυση καρυότυπου νεογέννητου

Ο νεογνικός έλεγχος είναι η πρώτη εξέταση που πραγματοποιείται σε νεογνά. Η εξέταση πραγματοποιείται στο μαιευτήριο την 3η-4η ημέρα της ζωής, ενώ για τα πρόωρα βρέφη την 7η ημέρα. Η έγκαιρη καρυοτύπηση επιτρέπει τον εντοπισμό γενετικών ανωμαλιών και διαταραχών της δομής του DNA πριν εμφανιστούν ορατά παθολογικά συμπτώματα.

Για την έγκαιρη διάγνωση χρησιμοποιείται αίμα από τη φτέρνα του βρέφους. Οι κυτταρογενετικές εξετάσεις στοχεύουν στον εντοπισμό κοινών παθολογιών στα μωρά, όπως:

• Η φαινυλκετονουρία είναι μια κληρονομική ασθένεια που χαρακτηρίζεται από μειωμένη δραστηριότητα ή απουσία του ενζύμου που διασπά το αμινοξύ φαινυλαλανίνη. Καθώς εξελίσσεται, οδηγεί σε διαταραχές στη λειτουργία του εγκεφάλου και νοητική υστέρηση.
• Κυστική ίνωση – επηρεάζει τους αδένες που παράγουν εκκρίσεις, πεπτικά υγρά, ιδρώτα, σάλιο, βλέννα. Προκαλεί προβλήματα στους πνεύμονες και το γαστρεντερικό σωλήνα. Η ασθένεια είναι κληρονομική.
• Ο συγγενής υποθυρεοειδισμός είναι μια διαταραχή του θυρεοειδούς αδένα με ανεπαρκή παραγωγή ορμονών του. Οδηγεί σε καθυστέρηση της σωματικής και ψυχικής ανάπτυξης.
• Το αδρενογενετικό σύνδρομο είναι μια παθολογική κατάσταση κατά την οποία ο φλοιός των επινεφριδίων παράγει ανεπαρκείς ποσότητες ορμονών. Αυτό προκαλεί διαταραχή της ανάπτυξης των γεννητικών οργάνων.
• Η γαλακτεσαιμία είναι μια παθολογία στην οποία διαταράσσεται ο μετασχηματισμός της γαλακτόζης σε γλυκόζη. Η θεραπεία συνίσταται στην εγκατάλειψη των γαλακτοκομικών προϊόντων. Χωρίς έγκαιρη διάγνωση, μπορεί να προκαλέσει τύφλωση και θάνατο.

Εάν τα αποτελέσματα της ανάλυσης καρυότυπου αποκαλύψουν τυχόν αποκλίσεις ή ανωμαλίες στο νεογέννητο, τότε διεξάγεται μια σειρά από πρόσθετες μελέτες για να διευκρινιστεί η διάγνωση. Αυτή η έγκαιρη διάγνωση θα επιτρέψει την έγκαιρη ανίχνευση τυχόν προβλημάτων στο σώμα του παιδιού και την έναρξη της θεραπείας του.

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

Πόσο χρόνο χρειάζεται για να γίνει μια εξέταση καρυότυπου;

Η διάρκεια της μελέτης των χρωμοσωμάτων διαρκεί από 10 έως 21 ημέρες. Το πότε θα είναι έτοιμα τα αποτελέσματα εξαρτάται από τον τύπο της ανάλυσης, δηλαδή με εκτροπές ή κλασική καρυοτυπία.

Η ολοκληρωμένη ανάλυση καρυότυπου περιέχει τις ακόλουθες πληροφορίες:

• Αριθμός χρωμοσωμάτων.
• Υπάρχουν αλλαγές στη δομή των χρωμοσωμάτων;
• Υπάρχουν διαταραχές στην τάξη του γονιδιώματος;

Τα αποτελέσματα αποκρυπτογραφούνται και ερμηνεύονται από γενετιστή. Εάν εντοπιστούν ανωμαλίες, ο γιατρός παρέχει ιατρικές συστάσεις για περαιτέρω διαγνωστικές ή θεραπευτικές οδηγίες.

Κανονική απόδοση

Οι φυσιολογικοί καρυότυποι για τους ανθρώπους είναι 46, XX ή 46, XY. Κατά κανόνα, η αλλαγή τους συμβαίνει στα πρώιμα στάδια ανάπτυξης του οργανισμού:

• Τις περισσότερες φορές, η διαταραχή εμφανίζεται κατά τη γαμετογένεση (προεμβρυϊκή ανάπτυξη), όταν τα γονικά γεννητικά κύτταρα παράγουν τον καρυότυπο του ζυγωτού. Η περαιτέρω ανάπτυξη ενός τέτοιου ζυγωτού οδηγεί σε όλα τα κύτταρα του εμβρύου που περιέχουν ένα ανώμαλο γονιδίωμα.
• Η διαταραχή μπορεί να εμφανιστεί στα πρώιμα στάδια της διαίρεσης του ζυγωτού. Σε αυτή την περίπτωση, το έμβρυο περιέχει αρκετούς κυτταρικούς κλώνους με διαφορετικούς καρυότυπους. Δηλαδή, αναπτύσσεται μωσαϊκισμός - μια πολλαπλότητα καρυότυπων ολόκληρου του οργανισμού και των οργάνων του.

Οι αλλαγές στο γονιδίωμα εκδηλώνονται σε διάφορες παθολογίες και ελαττώματα. Ας εξετάσουμε τις συνήθεις ανωμαλίες του καρυότυπου:

• 47,XXY; 48,XXXY – Σύνδρομο Klinefelter, πολυσωμία του χρωμοσώματος Χ στους άνδρες.
• 45X0; 45X0/46XX; 45.X/46.XY; 46,X iso (Xq) – Σύνδρομο Shereshevsky-Turner, μονοσωμία στο χρωμόσωμα Χ, μωσαϊκισμός.
• 47,XXX; 48,XXXX; 49,ХХХХХ – πολυσωμία στο χρωμόσωμα Χ, τρισωμία.
• 47,XX,+18; 47,ΧY,+18 – Σύνδρομο Edwards, τρισωμία του χρωμοσώματος 18.
• 46,XX, 5p- – Σύνδρομο Cri du chat, διαγραφή του βραχέος βραχίονα του 5ου ζεύγους του γονιδιώματος.
• 47,XX,+21; 47,ΧY,+21 – Σύνδρομο Down, τρισωμία του χρωμοσώματος 21.
• 47,XX,+13; 47,ΧY,+13 – Σύνδρομο Patau, τρισωμία του χρωμοσώματος 13.

Η κυτταρογενετική έρευνα στοχεύει στον προσδιορισμό της κατάστασης των κλώνων του DNA, στον εντοπισμό ελαττωμάτων και ανωμαλιών. Οποιεσδήποτε αποκλίσεις από τους φυσιολογικούς δείκτες αποτελούν λόγο για μια ολοκληρωμένη εξέταση του σώματος.

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

Η συσκευή για ανάλυση

Για την αποκρυπτογράφηση του καρυότυπου, χρησιμοποιείται η μέθοδος αλληλούχισης. Αυτή η μέθοδος αναπτύχθηκε το 1970 και βασίζεται στον προσδιορισμό της αλληλουχίας των αμινοξέων στο DNA. Οι συσκευές αλληλούχισης χρησιμοποιούν διαδραστικές κυκλικές ενζυματικές αντιδράσεις με επακόλουθη επεξεργασία και σύγκριση των ληφθέντων αποτελεσμάτων.

Οι κύριες λειτουργίες των sequencers:

• Πρωτογενής πλήρης μελέτη άγνωστων γονιδιωμάτων, εξονίων, μεταγραφωμάτων.
• Καρυότυπος.
• Παλαιογενετική.
• Μεταγονιδιωματική και μικροβιακή ποικιλομορφία.
• Επαναπροσδιορισμός αλληλουχίας και χαρτογράφηση.
• Ανάλυση μεθυλίωσης DNA.
• Ανάλυση μεταγραφώματος.

Στο πρώτο στάδιο, η συσκευή δημιουργεί μια βιβλιοθήκη τυχαίων αλληλουχιών κλώνων DNA. Στη συνέχεια, δημιουργεί αμπλικόνια PCR, τα οποία χρησιμοποιούνται ως δείγματα. Στο τελικό στάδιο, προσδιορίζεται η πρωτοταγής δομή όλων των θραυσμάτων.

Η τελευταία γενιά αλληλουχητών είναι πλήρως αυτοματοποιημένες και χρησιμοποιούνται ευρέως στην γονιδιωματική ανάλυση, ελαχιστοποιώντας την πιθανότητα εσφαλμένων αποτελεσμάτων λόγω ανθρώπινου λάθους.

Αποκρυπτογράφηση των αποτελεσμάτων μιας ανάλυσης καρυότυπου

Ένας γενετιστής ερμηνεύει τα αποτελέσματα μιας κυτταρογενετικής μελέτης. Κατά κανόνα, η ανάλυση είναι έτοιμη σε 1-2 εβδομάδες και μπορεί να μοιάζει με αυτό:

• 46XX(XY), ομαδοποιημένα σε 22 ζεύγη και 1 ζεύγος γονιδίων φύλου. Το γονιδίωμα έχει φυσιολογικό μέγεθος και δομή. Δεν ανιχνεύθηκαν ανωμαλίες.
• Το γονιδίωμα έχει διαταραχθεί, ανιχνεύονται περισσότερα/λιγότερα από 46 χρωμοσώματα. Τα σχήματα και τα μεγέθη ενός/αρκετών χρωμοσωμάτων είναι ανώμαλα. Τα ζεύγη γονιδιώματος έχουν διαταραχθεί/ομαδοποιηθεί λανθασμένα.

Όσον αφορά τις παθολογικές αποκλίσεις στον καρυότυπο, διακρίνονται οι ακόλουθες κοινές διαταραχές:

• Τρισωμία - ένα επιπλέον σωματικό χρωμόσωμα. Σύνδρομο Down, σύνδρομο Edwards.
• Η μονοσωμία είναι η απώλεια ενός χρωμοσώματος.
• Διαγραφή - απουσία γονιδιωματικής περιοχής. -46, xx, 5p - Σύνδρομο Cri du chat.
• Η μετατόπιση είναι η μετακίνηση ενός μέρους του γονιδιώματος σε ένα άλλο.
• Η αντιγραφή είναι ο διπλασιασμός ενός τμήματος.
• Η αναστροφή είναι η περιστροφή ενός τμήματος χρωμοσώματος.

Με βάση τα αποτελέσματα της ανάλυσης καρυότυπου, ο γιατρός καταλήγει σε ένα συμπέρασμα σχετικά με την κατάσταση του γονότυπου και τον βαθμό γενετικού κινδύνου. Με τις παραμικρές αλλαγές στη δομή των κλώνων του DNA, συνταγογραφείται ένα σύνολο πρόσθετων μελετών. Οι εντοπισμένες ανωμαλίες μπορεί να μην εκδηλώνονται με κανέναν τρόπο, αλλά αυξάνουν τον κίνδυνο να αποκτηθούν μωρά με γενετικές ανωμαλίες.