Analiza mikromacierzy chromosomowych (XMA) to zaawansowana technologicznie metoda oceny kariotypu pod kątem obecności pewnych mutacji związanych ze wzrostem liczby kopii DNA (duplikacja) lub utratą części materiał (skreślenie). Takie anomalie często powodują choroby dziedziczne, dlatego CMA jest ważnym narzędziem diagnostycznym we współczesnej medycynie. Zazwyczaj ta technologia służy do sprawdzania genotypu płodu, a także noworodków i dzieci.
Ogólna charakterystyka metody
Analiza chromosomów mikromacierzy jest inaczej nazywana kariotypowaniem molekularnym. Metoda opiera się na technologii hybrydyzacji DNA z markerami genetycznymi (znanymi wcześniej specyficznymi sekwencjami nukleotydowymi) osadzonymi w nośniku (matrycy). Badanie pozwala na analizęwielu odcinków chromosomów i zidentyfikować obecność przegrupowań strukturalnych (aberracji) związanych z brakiem lub nadmiarem materiału genetycznego.
Metoda nie jest przeznaczona do wykrywania mutacji punktowych w genach, ale ma wyższą rozdzielczość niż tradycyjne kariotypowanie. CMA może wykryć submikroskopowe zmiany, które odgrywają ważną rolę w patogenezie różnych chorób, w tym wad wrodzonych i upośledzenia umysłowego.
Znaczenie kariotypowania molekularnego
Głównym celem CMA jest identyfikacja małych dodatkowych (mikroduplikacja) lub brakujących (mikrodelecja) fragmentów informacji genetycznej w porównaniu ze standardową próbką. Odchylenia te nazywane są zmianami liczby kopii (CNV).
Prefiks „mikro” oznacza, że ta technologia ma na celu wykrywanie bardzo małych zmian. Jednak CMA nadaje się również do wykrywania głównych anomalii chromosomalnych, takich jak różne aneuploidie (zespół Downa, Patau itp.). Jednak badanie nie jest w stanie określić zmian w obrębie jednego genu.
Oprócz mikrodelecji i mikroduplikacji, analiza ujawnia tożsamość genetyczną dużych części chromosomów, co może wskazywać na:
- pokrewieństwo rodziców dziecka;
- uzyskanie obu kopii chromosomów od tylko jednego rodzica.
Dzięki XMA możesz również wykryćtranslokacje, ale tylko wtedy, gdy nie są zrównoważone.
Analiza mikromacierzy chromosomów nie jest sposobem na odszyfrowanie genotypu ani metodą wykrywania jakichkolwiek genów. Niniejsze badanie ma na celu jedynie porównanie ilości materiału genetycznego w chromosomach pacjenta z kontrolą. Po odkryciu CNV laboratorium określa, które geny się tam znajdowały i na tej podstawie interpretuje wynik. Warianty liczby kopii odgrywają ważną rolę w patogenezie różnych chorób, ale ich obecność nie zawsze prowadzi do jakichkolwiek nieprawidłowości.
Cel badań
Analiza mikromacierzy chromosomowych jest przeprowadzana w celu sprawdzenia, czy dziecko ma CNV, które mogą być przyczyną:
- autyzm;
- globalne zahamowanie wzrostu;
- upośledzenie umysłowe;
- różne wady wrodzone;
- konwulsje;
- niezwykłe cechy fizyczne (dysmorfizmy);
- wrodzone anomalie.
Badanie określa również obecność lub brak liczbowych nieprawidłowości chromosomalnych (zespół Downa itp.).
Istnieją 2 główne powody wykonania testu XMA:
- profilaktycznie - sprawdzanie genomu dziecka pod kątem mikrodelecji lub mikroduplikacji;
- diagnostyczne - wykonywane w celu ustalenia genetycznych przyczyn różnych zaburzeń, które mogą być związane z CNV.
Czasami, w celu wyjaśnienia wyników badania, przeprowadza się kontrolę genomu rodziców.
Zgodnie z międzynarodowym standardem i zaleceniami kilku środowisk medycznych,CMA to test poziomu 1 przeznaczony dla osób z wrodzonymi anomaliami, autyzmem lub niepełnosprawnością rozwojową nieznanego pochodzenia.
Liczne przeglądy analizy mikromacierzy chromosomowych potwierdzają jej ważną wartość diagnostyczną. Metoda pozwala znaleźć genetyczne przyczyny problemów u dziecka, gdy nie ma powszechnych i dość oczywistych zaburzeń chromosomalnych (takich jak zespół Downa). Przeciwnie, czasami CMA pomaga wykluczyć obecność zaburzeń chromosomalnych u dzieci z problemami rozwojowymi. Takie wyniki są uważane za korzystne, ponieważ wady nabyte można naprawić, a zaburzeń genetycznych nie da się skorygować.
Technologia metody
XMA umożliwia równoczesną analizę dużej liczby różnych fragmentów DNA, z których każdy odpowiada określonemu markerowi genetycznemu wydrukowanemu na matrycy. Ten ostatni to stos tematyczny pokryty tysiącami takich sond.
2 rodzaje DNA są używane w teście:
- pacjent;
- standard (odpowiada normalnemu genomowi człowieka).
Materiał genetyczny jest nakładany na matrycę, gdzie zachodzi reakcja hybrydyzacji między sondami i odpowiadającymi im fragmentami próbki. Oznacza to, że sekwencje z identycznych odcinków chromosomów są ze sobą połączone.
Specjalne urządzenie oddzielnie ocenia stopień hybrydyzacji każdej sondy z kontrolą iz prototypem. Normalnieprzypadku, powinno być tak samo. Jeśli którykolwiek fragment pacjenta zawiera nadmiar materiału genetycznego, urządzenie daje zielony sygnał, a jeśli jest niedobór, czerwony.
W ten sposób oceniane są wszystkie regiony genomu, dla których macierz zawiera markery. Sygnały instrumentu są przechwytywane przez skaner i przetwarzane przez komputer.
Typy XMA
Istnieją 3 rodzaje analizy mikromacierzy chromosomowych:
- kierowane;
- standard;
- rozszerzony.
Ich główna różnica polega na rozdzielczości, która jest regulowana liczbą użytych markerów DNA. Ten parametr jest inaczej nazywany gęstością matrycy. W analizie docelowej jest najniższy (350 tys. markerów). Jest to najbardziej dostępny i najtańszy rodzaj testu, który wykrywa najczęstsze mikrodelecje i mikroduplikacje. Służy do potwierdzania znanych specyficznych zespołów związanych z CNV.
Standardowa HMA wykorzystuje 750 000 markerów, które testują wszystkie klinicznie istotne regiony ludzkiego genomu. Ten test wykrywa nie tylko powszechne CNV, ale także nieprawidłowości chromosomalne, które powodują niezróżnicowane zespoły. Tę samą funkcję, ale o wiele bardziej informacyjną, spełnia rozszerzona analiza mikromacierzy chromosomowych. Reprezentuje najgłębsze badanie genomu z matrycą zawierającą 2,67 miliona markerów DNA.
Wydajność XMA
XMA to nowoczesny i bardzo skuteczny sposób wykrywania nieprawidłowości chromosomalnych. wcześniej dla nichdo wykrywania wykorzystano standardową metodę cytogenetyczną, która polegała na wizualnej inspekcji chromosomów pacjenta. Dla porównania rozdzielczość kariotypowania molekularnego jest 1000 razy wyższa i pozwala znaleźć najmniejsze zmiany, których wcześniej nie można było wykryć. Zwiększyło to wydajność diagnostyczną o 10. Ponadto CMA nie wymaga wstępnej hodowli komórek i pozwala analizować wiele regionów chromosomów jednocześnie.
Przydatność kariotypowania molekularnego dla konkretnego pacjenta zależy od:
- wybranego typu analizy (zaawansowana, ukierunkowana lub standardowa);
- prawidłowa ocena wyniku;
- sprzęt i zestaw chipów DNA (markerów wbudowanych w matrycę), których używa dane laboratorium.
Nazwa jednego z najwyższej jakości medycznych centrów genetycznych, w którym można przeprowadzić analizę mikromacierzy chromosomowych, to „Genomed”. Recenzje o tej placówce opisują ją jako organizację medyczną wysokiego szczebla z nowoczesnym sprzętem technologicznym, który pozwala na szeroki zakres różnych badań genetycznych, w tym dość rzadkich. W przypadku XMA w „Genomed” (Moskwa, autostrada Podolskoe, 8) używane są zestawy markerów DNA wiodącej firmy produkcyjnej.
