Каріотип: цитогенетичне дослідження та його результати

Каріотип - це сукупність усіх хромосом, що знаходяться в ядрі кожної соматичної клітини, яка їх має, з кількістю та структурою, характерними для кожного виду. Тест на каріотип - це різновид цитогенетичного тесту, який дозволяє виявляти відхилення в кількості (хромосомні числові аберації) та структурі хромосом (хромосомні структурні аберації).

Каріотип містить повний набір хромосом, унікальних для людини. Хромосоми - це структури, виготовлені з ДНК та білків, у кожній ядерній клітині людського тіла є 46 хромосом, у тому числі 22 пари аутосом, і 1 пара гетеросом, тобто хромосом, що визначають стать.

Тест на каріотип - це цитогенетичний тест, який дозволяє виявити відхилення в кількості (хромосомні числові аберації) та структурі хромосом (хромосомні структурні аберації).

Знання свого каріотипу особливо важливо для людей, які тривалий час і безуспішно намагаються мати дітей (в цьому випадку це повинні робити обидва партнери), жінок, які неодноразово переживали викидні, або тих, хто народив мертвонароджену дитину, а також людей, які страждають генетичними захворюваннями викликані хромосомними абераціями для підтвердження діагнозу, поставленого на основі фенотипових ознак.

Зміст:

1. Звичайний каріотип
2. Каріотип: мета дослідження
3. Показання для визначення та перевірки каріотипу
4. Каріотип: матеріал для дослідження
5. Як проводиться скринінг каріотипу?
6. Презентація результатів каріотипу
7. Каріотип: час і ціна тесту

Звичайний каріотип

Нормальний каріотип людини складається з 46 хромосом, 23 з яких успадковуються від матері (це ядро ​​ядра клітини жіночих клітин - яйцеклітина), а 23 - від батька (містяться в ядрі клітини чоловічої статевої клітини - сперматозоїдів).

Серед хромосомного набору є 22 пари аутосом (відповідальних за успадкування та передачу всіх ознак, крім пов’язаних зі статтю) та 1 пара гетеросом (відповідальних за успадкування ознак, пов’язаних із статтю).

Каріотип описується цифрами, що представляють загальну кількість хромосом у соматичній клітині, та великими літерами X та Y, які представляють статеві хромосоми.

Нормальний жіночий каріотип описується як 46, XX (таким чином, він складається з 46 хромосом, з них 2 Х-хромосоми є хромосомами, що визначають стать), а нормальний чоловічий каріотип описується як 46, XY (аналогічно, він складається з 46 хромосом, а стать визначається двома гетеросомами, X та Y).

Каріотип: мета цитогенетичного тесту

Цитогенетичне дослідження та каріотипування проводять для того, щоб перевірити, чи правильна кількість і структура хромосом пацієнта. Аномалії кількості хромосом називаються хромосомними абераціями, серед яких виділяють:

• числові аберації хромосом

Аномалії кількості хромосом із нормальною морфологією, як правило, є наслідком аномального поділу клітин. Виділяється:

• Поліплоїдні (еуплоїдні) клітини, які характеризуються множеним числом гаплоїдного набору хромосом (1n = 23 хромосоми), типовим для репродуктивних клітин, наприклад, триплоїдні клітини (3n = 69 хромосом; каріотип 69, XXY), тетраплоїдні (4n = 92 хромосоми; каріотип 92 , XXXY). Такі аберації не є поширеними, і у людей, як правило, смертельні
  
  
• Анеуплоїдні клітини, що характеризуються збільшеною або зменшеною кількістю поодиноких хромосом з правильною структурою. Такі аберації можуть впливати як на аутосоми, так і на хромосоми, що визначають стать. Приклади синдромів хвороб, спричинених аномальним числом хромосом у клітинах, включають:
  - моносомія - синдром Тернера 45, X0 (відсутня одна статева хромосома)
  - трисомія - синдром Дауна 47, XX, +21 або 47, XY, +21 (додаткова хромосома в парі 21)

• Структурні аберації хромосом

Вони являють собою порушення в структурі хромосом, кількість яких у соматичній клітині є правильним. Серед найбільш поширених:

• делеція (втрата фрагмента плеча хромосоми)
• дублювання (подвоєння конкретного фрагмента плеча хромосоми)
• вставка (вставка додаткового фрагмента іншої хромосоми в короткий або довгий рукав хромосоми)
• інверсія (поворот частини плеча хромосоми на 180 градусів)
• транслокація (перенесення частини плеча хромосоми в іншу хромосому)
• кільцеві хромосоми (вони утворюються, коли одна або кілька хромосом порушуються і підключаються)

Показання для визначення та перевірки каріотипу

Цитогенетичні тести та каріотипування проводяться у дорослих, пар, які намагаються завагітніти, вагітних жінок та дітей. Для такої діагностики існує багато показань, особливо:

• Репродуктивна недостатність

- безпліддя пари (визначається як не вагітна, незважаючи на регулярні статеві зносини 3-4 рази на тиждень протягом мінімум 1 року без використання будь-якої форми контрацепції)
- періодичні викидні та труднощі у збереженні вагітності
- мертвонародження
- народження дитини з генетично обумовленою хворобою, пов’язаною з виникненням відхилень у кількості або структурі хромосом
- вивчення каріотипу у партнерів, які хочуть пройти запліднення in vitro

• Генетична пренатальна діагностика показана під час нещасного випадку

- похилий вік матері (жінки старше 35 років) на момент вагітності
- відхилення в кількості або структурі хромосом у батьків дитини або братів і сестер
- аномальні результати пренатальних тестів, заснованих на неінвазивних методах візуалізації плода з використанням ультразвуку, що може свідчити про підвищений ризик хромосомних аберацій у плода (підвищена прозорість шийки матки, порушення розвитку носової кістки)

• Діагностика захворювань, спричинених хромосомними абераціями

- пацієнт має фенотипові ознаки, що вказують на наявність специфічного хромосомного синдрому або дисморфічні ознаки для підтвердження діагнозу
- наявність захворювань, спричинених хромосомними абераціями, у найближчих родинах

• Порушення статевої диференціації

- аномальна структура зовнішніх статевих органів, що унеможливлює чітке визначення статі новонародженого
- відсутні ознаки статевого дозрівання

Каріотип: матеріал для дослідження

Тестовим матеріалом, як правило, є:

• Периферичні венозні лімфоцити
  
  
• Амніоцити - це відшаровані клітини плода, що знаходяться в навколоплідних водах вагітної жінки. Їх обстеження дозволяє визначити каріотип плода. Забір навколоплідних вод (амніоцентез, амніоцентез) проводиться в спеціалізованих центрах спеціально навченим гінекологом під контролем ультразвукового обладнання. Він полягає у введенні пункційної голки через черевну стінку матері в амніотичну порожнину та збір 15-20 мл навколоплідних вод. Це інвазивний тест з багатьма ускладненнями, включаючи ризик втрати вагітності, кров’янисті виділення із статевих шляхів, витікання навколоплідних вод, а також внутрішньоутробну інфекцію, внутрішньоутробну смерть або прокол голки. Їх можна проводити між 15 і 20 тижнями вагітності.
  
  
• Клітини, зібрані під час відбору проб ворсин хоріона
  
  
• Забір ворсинок хоріона проводиться між 9-м і 12-м тижнем вагітності. Це інвазивний тест з багатьма ускладненнями, подібний до тесту амніоцентезу.
  
  
• Клітини крові плоду, зібрані під час кодроцентезу
  
  
• Кордоцентез, тобто прокол пуповини пункційною голкою під суворим контролем УЗД. Проводиться після 16 тижня вагітності з метою забору крові плода для дослідження. Це інвазивний тест, що проводиться рідко і пов’язаний з можливістю багатьох ускладнень, подібних до результатів амніоцентезу та забору ворсин хоріона.
• Фібробласти, отримані культурою тканин
  
  
• Клітини, отримані від ракових пухлин

Як проводиться скринінг каріотипу?

Випробування повного набору хромосом можна провести, протестувавши будь-які ядерні клітини в організмі, але найпоширенішими тестами є лімфоцити периферичної крові.

Зразок невеликої кількості венозної периферичної крові пацієнта відбирається як стандарт для базового аналізу крові, такого як загальний аналіз крові. Попередня підготовка пацієнта до обстеження не потрібна, його можна проводити в будь-який час доби, і пацієнту не потрібно перебувати на голодний шлунок.

Для проведення цитогенетичного тесту необхідно отримати лімфоцити, інгібовані у відповідній фазі поділу клітин (мітоз) - метафазі із зразка крові. Для цього клітини культивують in vitro. Коли використовуються стимулятори поділу клітин, вони стимулюються до розмноження.

Коли клітини досягають стадії мітотичної метафази, вводять спеціальну речовину, яка гальмує процес розмноження у вибраній фазі мітозу. На стадії метафази хромосоми розвиваються найкраще і найпростіший спосіб їх детального аналізу. Наступним етапом тесту на каріотип є фарбування хромосом з метою отримання характерного смугового малюнка кожної хромосоми.

На цій підставі аналізатор здатний розпізнавати відповідні хромосоми і ділити їх на гомологічні пари. Аналіз кількості та структури хромосом можливий завдяки використанню спеціалізованого обладнання, точного світлового мікроскопа та комп'ютерного програмного забезпечення.

Презентація результатів каріотипу

Отримані та забарвлені хромосоми слід розпізнати та розділити на відповідні гомологічні пари хромосом, позначені цифрами від 1 до 22. Їх ідентифікація можлива завдяки розташуванню смуг, характерних для кожної з хромосом. Гетеросоми, або статеві хромосоми, позначені літерами X і Y.

Графічний розподіл 22 пар хромосом і 1 пари аутосом називається каріограмою. Для його проведення необхідно зробити мікрофотографію спеціально забарвлених хромосом, заарештованих на стадії мітотичної метафази. Отримані хромосоми вирізають із фотографій та розташовують гомологічними парами відповідно до їх розміру, розташування центромери та смуг.

Каріотип: час і ціна тесту

Зазвичай на проведення цитогенетичного тесту та вироблення каріотипу потрібно від 2 до 4 тижнів, оскільки це потрібно для встановлення культури in vitro досліджуваних клітин та припинення поділу клітин на відповідному етапі.

Каріотип пацієнта може бути визначений як приватно в цитогенетичній лабораторії, так і відшкодований Національним фондом охорони здоров’я.

Вартість тесту, проведеного в приватних умовах, коливається близько 500 злотих і може дещо відрізнятися залежно від лабораторії, в якій його проводять.