Analiza kromosomske mikromatrike: značilnosti, uporaba in učinkovitost metode

Mikromatična kromosomska analiza (MMA) je visokotehnološka metoda ocenjevanja kariotipa na prisotnost določenih mutacij, povezanih s povečanjem števila kopij DNK (podvojitev) ali z izgubo dela genetskega materiala (delecija). Te nepravilnosti so pogosto vzrok dednih bolezni, zato je CMA pomembno diagnostično orodje v sodobni medicini. Ta tehnika se pogosto uporablja testirati Genotip ploda ter novorojenčkov in otrok.

Splošne značilnosti metode

Mikromatrična kromosomska analiza je znana tudi kot molekularna kariotipizacija. Metoda temelji na tehniki hibridizacije DNK z genetskimi označevalci (specifična zaporedja nukleotidov, ki so znana vnaprej), vgrajenimi v nosilec (matrico). Test analizira več kromosomskih regij, da bi odkril prisotnost strukturnih preureditev (splavov) zaradi pomanjkanja ali presežka genskega materiala.

Metoda ni namenjena odkrivanju točkovnih mutacij v genih, ima pa večjo ločljivost kot tradicionalna kariotipizacija. S CMA je mogoče odkriti submikroskopske preureditve, ki imajo pomembno vlogo v patogenezi različnih bolezni, vključno s prirojenimi anomalijami in duševno zaostalostjo.

Pomen molekularne kariotipizacije

Osnovna funkcija CMA je odkrivanje majhnih dodatnih (mikroduplikacija) ali manjkajočih (mikrodelecija) fragmentov genetskih informacij v primerjavi z referenčnim vzorcem. Ta odstopanja se imenujejo spremembe števila kopij (CNV).

Predpona "mikro" pomeni, da je tehnika namenjena odkrivanju zelo majhnih sprememb. Vendar je CMA primerna tudi za odkrivanje velikih kromosomskih anomalij, kot so različne anevploidije (Downov sindrom, Patauov sindrom itd.).д.). Vendar s študijo ni mogoče ugotoviti sprememb v posameznem genu.

Poleg mikrodelecij in mikroduplikacij analiza razkrije tudi genetsko identiteto velikih delov kromosomov, kar je lahko indikativno:

• krvno sorodstvo otrokovih staršev;
• Prejem obeh kopij kromosomov samo od enega starša.

CMA lahko zazna tudi translokacije, vendar le, če niso uravnotežene.

Analiza kromosomske mikromatrike ni metoda za dešifriranje genotipa ali metoda za odkrivanje genov. Namen tega testa je le primerjava količine genskega materiala v kromosomih bolnika s kontrolnimi kromosomi. Ko je CNV odkrita, laboratorij določi, kateri geni so prisotni, in na podlagi tega interpretira rezultate. Variante števila kopij imajo pomembno vlogo v patogenezi različnih bolezni, vendar njihova prisotnost ne vodi vedno do motnje.

Namen raziskave

S kromosomsko mikromatrično analizo se preveri, ali ima otrok CNV, ki je lahko vzrok:

• avtizem;
• globalni razvojni zaostanki;
• duševna zaostalost;
• različne prirojene napake;
• napadi;
• nenavadne telesne značilnosti (dismorfizmi);
• Prirojene nepravilnosti.

S testom se ugotavlja tudi prisotnost ali odsotnost številčnih kromosomskih nepravilnosti (Downov sindrom itd.).д.).

Test CMA se izvaja iz dveh glavnih razlogov:

• Profilaktično - preverjanje otrokovega genoma za mikrodelecije ali mikroduplikacije;
• Diagnostični - uporabljajo se za ugotavljanje genetskih vzrokov različnih nepravilnosti, ki so lahko povezane s CNV.

Včasih se opravi test starševskega genoma, da se razjasnijo rezultati testa.

V skladu z mednarodnim standardom in priporočili več zdravniških združenj je test CMA test 1. stopnje za posameznike s prirojenimi nepravilnostmi, avtizmom ali razvojnimi motnjami nejasnega izvora.

Številni pregledi analize kromosomskih mikromrež potrjujejo njeno pomembno diagnostično vrednost. Metoda omogoča iskanje genetskih vzrokov za težave pri otroku, kadar ni običajnih in precej očitnih kromosomskih nepravilnosti (kot je Downov sindrom). Včasih pa CMA pomaga izključiti prisotnost kromosomskih nepravilnosti pri otrocih z razvojnimi težavami. Ti rezultati veljajo za ugodne, saj je pridobljene napake mogoče popraviti, medtem ko genetskih motenj ni mogoče.

Tehnologija metode

CMA omogoča hkratno analizo več različnih delov DNK, od katerih vsak ustreza določenemu genetskemu označevalcu, natisnjenemu na matrici. Slednje je diapozitiv, ki je obdan z več tisoč takšnimi sondami.

Za test se uporabljata dve vrsti DNK:

• bolnika;
• Standard (ustreza normalnemu človeškemu genomu).

Genetski material se nanese na matrico, kjer se izvede hibridizacijska reakcija med sondami in ustreznimi deli vzorca. To pomeni, da se zaporedja iz enakih delov kromosomov med seboj kombinirajo.

Posebna naprava ločeno oceni stopnjo hibridizacije vsake sonde s kontrolnim in testnim vzorcem. V običajnem primeru bi moralo biti enako. Če je v katerem koli delu bolnika presežek genskega materiala, bo naprava dala zeleni signal, če pa ga je premalo, bo signal rdeč.

Na ta način se ocenijo vsa področja genoma, za katera matrika vsebuje označevalce. Signale iz naprave zajame optični bralnik in jih obdela računalnik.

Vrste CMA

Obstajajo tri vrste kromosomske mikromrežne analize

• Ciljna skupina;
• standard;
• razširjena.

Njihova glavna razlika je resolucija, ki se uravnava s številom uporabljenih označevalcev DNK. Ta parameter se imenuje tudi gostota matrike. Pri ciljnem testu je najnižja (350.000 označevalcev). To je najbolj dostopna in najcenejša vrsta testa, ki odkriva najpogostejše mikrodelecije in mikroduplikacije. Uporablja se za potrditev znanih sindromov, značilnih za CNV.

Pri standardnem testiranju CMA se uporablja 750.000 označevalcev, ki preverjajo vsa klinično pomembna področja človeškega genoma. S testom ne odkrijemo le običajnih CNV, temveč tudi kromosomske nepravilnosti, ki povzročajo nediferencirane sindrome. Razširjena analiza kromosomskega mikromrežja ima enako funkcijo, vendar je veliko bolj informativna. Gre za najbolj poglobljeno raziskavo genoma z uporabo matrike, ki vsebuje 2,67 milijona označevalcev DNK.

CMA je učinkovit

CMA je sodoben in zelo učinkovit način odkrivanja kromosomskih nepravilnosti. V preteklosti so jih odkrivali s standardno citogenetsko metodo - vizualnim pregledom bolnikovih kromosomov. V primerjavi s tem je ločljivost molekularne kariotipizacije 1000-krat boljša in omogoča odkrivanje najmanjših sprememb, ki jih prej ni bilo mogoče zaznati. S tem se je diagnostični izkoristek povečal za 10. Poleg tega CMA ne zahteva predhodnega gojenja celic in omogoča hkratno analizo več kromosomskih mest.

Uporabnost molekularne kariotipizacije za določenega bolnika je odvisna od:

• izbrane vrste testa (razširjeni, ciljani ali standardni);
• Pravilna ocena rezultata;
• oprema in nabor čipov DNK (označevalcev, vgrajenih v matrico), ki jih uporablja določen laboratorij.

Ime enega od najbolj kakovostnih centrov za medicinsko genetiko, kjer je mogoče opraviti analizo kromosomske mikromatrice, je "Genomed". Ocene o tej ustanovi jo opisujejo kot zdravstveno organizacijo na visoki ravni z najsodobnejšo tehnologijo, ki omogoča široko paleto različnih genetskih testov, vključno s precej redkimi. Za CMA v "Genomede" (г. Na voljo so naslednji testi: (a) kompleti markerjev DNA vodilnega proizvajalca kompletov markerjev DNA (8, Podolskoe Shosse, Moskva, Rusija).