Hromosomu mikroarray analīze (XMA) ir augsto tehnoloģiju metode, lai novērtētu kariotipu, lai noteiktu noteiktu mutāciju klātbūtni, kas saistītas ar DNS kopiju skaita palielināšanos (dublēšanos) vai ar ģenētiskās daļas zudumu. materiāls (svītrojums). Šādas anomālijas bieži izraisa iedzimtas slimības, tāpēc CMA ir svarīgs diagnostikas instruments mūsdienu medicīnā. Parasti šo tehnoloģiju izmanto, lai pārbaudītu augļa, kā arī jaundzimušo un bērnu genotipu.
Metodes vispārīgie raksturojumi
Microarray hromosomu analīzi citādi sauc par molekulāro kariotipēšanu. Metodes pamatā ir DNS hibridizācijas tehnoloģija ar nesējā (matricā) iestrādātiem ģenētiskajiem marķieriem (iepriekš zināmām specifiskām nukleotīdu sekvencēm). Pētījums ļauj analizētdaudzas hromosomu sadaļas un identificēt strukturālu pārkārtošanos (aberāciju), kas saistītas ar ģenētiskā materiāla trūkumu vai pārmērīgu daudzumu.
Metode nav paredzēta punktveida mutāciju noteikšanai gēnos, taču tai ir augstāka izšķirtspēja nekā tradicionālajai kariotipēšanai. CMA var noteikt submikroskopiskas izmaiņas, kurām ir svarīga loma dažādu slimību, tostarp iedzimtu anomāliju un garīgās atpalicības, patoģenēzē.
Molekulārās kariotipēšanas nozīme
CMA galvenais mērķis ir identificēt nelielus papildu (mikrodublēšanās) vai trūkstošos (mikrodelācijas) ģenētiskās informācijas fragmentus attiecībā pret standarta paraugu. Šīs novirzes sauc par kopiju skaita variācijām (CNV).
Prefikss "mikro" nozīmē, ka šīs tehnoloģijas mērķis ir noteikt ļoti nelielas izmaiņas. Tomēr CMA ir piemērota arī lielu hromosomu anomāliju, piemēram, dažādu aneuploīdiju (Dauna sindroms, Patau u.c.) noteikšanai. Tomēr pētījums nespēj noteikt izmaiņas vienā gēnā.
Papildus mikrodelēcijām un mikrodublācijām analīze atklāj lielu hromosomu daļu ģenētisko identitāti, kas var norādīt uz:
- bērna vecāku asinsradniecība;
- iegūstot abas hromosomu kopijas tikai no viena vecāka.
Ar XMA varat arī noteikttranslokācijas, bet tikai tad, ja tās nav līdzsvarotas.
Hromosomu mikromasīvu analīze nav veids, kā atšifrēt genotipu vai metodi, lai noteiktu jebkādus gēnus. Šī pētījuma mērķis ir tikai salīdzināt ģenētiskā materiāla daudzumu pacienta hromosomās ar kontroli. Pēc CNV atklāšanas laboratorija nosaka, kuri gēni tur bija, un, pamatojoties uz to, interpretē rezultātu. Kopiju numuru variantiem ir liela nozīme dažādu slimību patoģenēzē, taču to klātbūtne ne vienmēr izraisa novirzes.
Pētniecības mērķis
Hromosomu mikromasīvu analīze tiek veikta, lai pārbaudītu, vai bērnam nav CNV, kas varētu būt iemesls:
- autisms;
- globālā stunting;
- garīgā atpalicība;
- dažādi iedzimti defekti;
- krampji;
- neparastas fiziskās pazīmes (dismorfismi);
- iedzimtas anomālijas.
Pētījums arī nosaka skaitlisko hromosomu anomāliju esamību vai neesamību (Dauna sindroms utt.).
Ir 2 galvenie iemesli XMA testa veikšanai:
- profilaktiski - pārbauda bērna genomu mikrodelēcijām vai mikrodublikācijām;
- diagnostika – tiek veikta, lai noteiktu dažādu ar CNV saistītu traucējumu ģenētiskos cēloņus.
Dažreiz, lai noskaidrotu pētījuma rezultātus, tiek veikta vecāku genoma pārbaude.
Saskaņā ar starptautisko standartu un vairāku medicīnas aprindu ieteikumiem,CMA ir 1. līmeņa tests, kas paredzēts personām ar iedzimtām anomālijām, autismu vai nezināmas izcelsmes attīstības traucējumiem.
Daudzas hromosomu mikroarray analīzes atsauksmes apstiprina tās svarīgo diagnostisko vērtību. Metode ļauj atrast bērna problēmu ģenētiskos cēloņus, ja nav izplatītu un diezgan acīmredzamu hromosomu traucējumu (piemēram, Dauna sindroms). Dažreiz CMA, gluži pretēji, palīdz izslēgt hromosomu traucējumu klātbūtni bērniem ar attīstības problēmām. Šādi rezultāti tiek uzskatīti par labvēlīgiem, jo iegūtie defekti ir labojami, savukārt ģenētiskos traucējumus nevar labot.
Metodes tehnoloģija
XMA ļauj vienlaikus analizēt lielu skaitu dažādu DNS fragmentu, no kuriem katrs atbilst konkrētam ģenētiskajam marķierim, kas uzdrukāts uz matricas. Pēdējā ir tēmu kopa, kas aptverta tūkstošiem šādu zonžu.
Testā tiek izmantoti 2 DNS veidi:
- pacients;
- standarta (atbilst normālam cilvēka genomam).
Ģenētiskais materiāls tiek uzklāts uz matricas, kur notiek hibridizācijas reakcija starp zondēm un to atbilstošajiem parauga fragmentiem. Tas ir, secības no identiskām hromosomu sekcijām tiek apvienotas viena ar otru.
Īpaša ierīce atsevišķi novērtē katras zondes hibridizācijas pakāpi ar vadības ierīci un ar prototipu. Normālā stāvoklīgadījumā tam jābūt tādam pašam. Ja kāds pacienta fragments satur ģenētiskā materiāla pārpalikumu, ierīce dod zaļu signālu, un, ja ir trūkums, tas ir sarkans.
Tādējādi tiek novērtēti visi genoma reģioni, kuriem matricā ir marķieri. Instrumenta signālus uztver skeneris un apstrādā dators.
XMA veidi
Ir 3 hromosomu mikromasīvu analīzes veidi:
- mērķtiecīgs;
- standarta;
- pagarināts.
To galvenā atšķirība ir izšķirtspējā, ko regulē izmantoto DNS marķieru skaits. Šo parametru citādi sauc par matricas blīvumu. Mērķa analīzē tas ir viszemākais (350 tūkstoši marķieru). Šis ir vispieejamākais un lētākais testa veids, kas nosaka visbiežāk sastopamās mikrodelecijas un mikrodublikācijas. To lieto, lai apstiprinātu zināmus specifiskus sindromus, kas saistīti ar CNV.
Standarta HMA izmanto 750 000 marķieru, kas pārbauda visus klīniski nozīmīgos cilvēka genoma reģionus. Šis tests atklāj ne tikai izplatītus CNV, bet arī hromosomu anomālijas, kas izraisa nediferencētus sindromus. To pašu funkciju, bet daudz informatīvāku veic paplašinātā hromosomu mikroarray analīze. Tas ir visdziļākais genoma pētījums ar matricu, kas satur 2,67 miljonus DNS marķieru.
XMA efektivitāte
XMA ir moderns un ļoti efektīvs veids, kā noteikt hromosomu anomālijas. pirms viņiemnoteikšanai izmantoja standarta citoģenētisko metodi, kas sastāvēja no pacienta hromosomu vizuālas pārbaudes. Salīdzinājumam, molekulārās kariotipēšanas izšķirtspēja ir 1000 reižu lielāka un ļauj atrast mazākās izmaiņas, kuras iepriekš nevarēja noteikt. Tas palielināja diagnostikas rezultātus par 10. Turklāt CMA nav nepieciešama šūnu iepriekšēja kultivēšana un ļauj vienlaikus analizēt daudzus hromosomu reģionus.
Molekulārās kariotipēšanas lietderība konkrētam pacientam ir atkarīga no:
- no atlasītā analīzes veida (uzlabota, mērķtiecīga vai standarta);
- pareizs rezultāta novērtējums;
- iekārta un DNS mikroshēmu komplekts (matricā iebūvēti marķieri), ko izmanto konkrēta laboratorija.
Vienam no augstākās kvalitātes medicīnas ģenētiskajiem centriem, kurā var veikt hromosomu mikroarray analīzi, nosaukums ir "Genomed". Atsauksmes par šo iestādi raksturo kā augsta līmeņa medicīnas organizāciju ar modernām tehnoloģiskām iekārtām, kas ļauj veikt visdažādākos ģenētiskos testus, tostarp diezgan retus. XMA "Genomed" (Maskava, Podoļskas šoseja, 8) tiek izmantoti vadošā ražošanas uzņēmuma DNS marķieru komplekti.
