Karyotypový test

Jednou z metód cytogenetického výskumu zameraného na štúdium chromozómov je karyotypizácia. Analýza má množstvo indikácií na implementáciu, ako aj niekoľko typov.

Karyotyp je súbor ľudských chromozómov. Opisuje všetky vlastnosti génov: veľkosť, množstvo, tvar. Normálne sa genóm skladá zo 46 chromozómov, z ktorých 44 je autozomálnych, to znamená, že sú zodpovedné za dedičné vlastnosti (farba vlasov a očí, tvar uší atď.). Posledný pár tvoria pohlavné chromozómy, ktoré určujú karyotyp: ženy 46XX a muži 46XY.

Počas diagnostického procesu sa identifikujú akékoľvek genomické abnormality:

• Zmeny v kvantitatívnom zložení.
• Porušenie štruktúry.
• Porušenie kvality.

Karyotypizácia sa zvyčajne vykonáva u novorodencov na určenie genetických abnormalít. Analýza je tiež indikovaná pre manželské páry, ktoré plánujú tehotenstvo. V tomto prípade štúdia umožňuje identifikovať nesúlad génov, ktorý môže spôsobiť narodenie dieťaťa s dedičnými patológiami.

Typy molekulárneho karyotypovania:

1. Cielené

Predpisuje sa na potvrdenie rôznych anomálií a syndrómov. Umožňuje určiť príčiny potratu: zamrznutý plod, potrat, ukončenie tehotenstva zo zdravotných dôvodov. Určuje etiológiu dodatočnej sady chromozómov pri triploidii. Analýza sa vykonáva na mikromatriciach s 350 tisíc markermi koncentrovanými v klinicky významných oblastiach chromozómov. Rozlíšenie tejto štúdie je od 1 milióna bp.

2. Štandard

Detekuje abnormality v genóme klinického významu. Diagnostikuje mikrodelečné syndrómy a patológie spojené s autozomálne dominantnými ochoreniami. Určuje príčiny chromozómových abnormalít pri nediferencovaných syndrómoch u pacientov s vývojovými abnormalitami, vrodenými chybami, oneskoreným psychomotorickým vývojom, autizmom.

Umožňuje detekciu chromozómových abnormalít v prenatálnom období. Metóda určuje aneuploidie, patologické mikrodelecie u plodu. Štúdia sa vykonáva na mikromatrici so 750 tisícmi markerov s vysokou hustotou, ktoré pokrývajú všetky významné oblasti genómu. Rozlíšenie štandardnej analýzy karyotypu je od 200 tisíc bp.

3. Rozšírené

Umožňuje stanoviť príčiny chromozómových abnormalít pri nediferencovaných syndrómoch u detí. Odhaľuje patogénne delécie, t. j. vymiznutie chromozómových úsekov a duplikácie – ďalšie kópie génov. Diagnostikuje úseky so stratou heterozygotnosti, príčiny autozomálne recesívnych patológií.

Analýza rozšírených chromozómových mikročipov sa vykonáva pomocou mikročipu s vysokou hustotou, ktorý obsahuje viac ako 2,6 milióna jednotlivých markerov s vysokou hustotou. Rozlíšenie tejto štúdie umožňuje pokrytie celého genómu a pohybuje sa od 50 000 bp do 10 000 bp. To umožňuje študovať všetky časti génového kódu s extrémnou presnosťou, čo umožňuje identifikovať aj tie najmenšie štrukturálne abnormality.

Analýza karyotypu sa spravidla vykonáva podľa pokynov genetika. V závislosti od odporúčania lekára môže byť predpísaný jeden z vyššie uvedených typov. Štandardné testovanie je lacnejšie, ale predpisuje sa extrémne zriedkavo, pretože neodhaľuje mnoho chromozómových abnormalít. Cielená karyotypizácia je drahšia analýza, preto sa predpisuje v prípade klinických príznakov syndrómov a iných anomálií. Rozšírená diagnostika je najdrahšia a najinformatívnejšia, pretože umožňuje kompletné štúdium všetkých 23 sád chromozómov.

Kde si môžem nechať urobiť karyotypový test?

Analýza chromozomálnych mikročipov sa vykonáva na príkaz genetika. Cieľom štúdie je študovať genóm pacienta a identifikovať akékoľvek anomálie v jeho štruktúre.

Chromozómy sú vlákna DNA, ich počet a štruktúra je špecifická pre každý druh. Ľudské telo obsahuje 23 párov chromozómov. Jeden pár určuje pohlavie: ženy majú 46XX chromozómov a muži 46XY. Zvyšné gény sú autozómy, teda nepohlavné.

Funkcie karyotypizácie:

• Analýza sa vykonáva raz, pretože sada chromozómov sa počas života nemení.
• Umožňuje určiť príčiny reprodukčných problémov u manželov.
• Diagnostikuje viacero vývojových chýb u detí.
• Zisťuje genetické abnormality.

Karyotyp sa odoberá v špecializovanom lekárskom laboratóriu alebo genetickom centre. Štúdiu vykonáva kvalifikovaný lekár. Testy sú spravidla pripravené do 1-2 týždňov. Výsledky dešifruje genetik.

Indikácie postupu test karyotypu

Karyotypizácia sa predpisuje novorodencom na identifikáciu genetických abnormalít a dedičných patológií, ako aj mužom a ženám v štádiu plánovania tehotenstva. Existuje aj množstvo ďalších indikácií pre analýzu:

• Mužská a ženská neplodnosť neznámeho pôvodu.
• Mužská neplodnosť: ťažká a neobštrukčná oligozoospermia, teratozoospermia.
• Samovoľné ukončenie tehotenstva: potraty, zmrazený plod, predčasný pôrod.
• Primárna amenorea.
• Anamnéza úmrtí novorodencov v ranom štádiu.
• Deti s chromozómovými abnormalitami.
• Deti s viacerými vrodenými chybami.
• Rodičia majú viac ako 35 rokov.
• Viaceré neúspešné pokusy o umelé oplodnenie (IVF).
• Dedičné ochorenie u jedného z budúcich rodičov.
• Hormonálne poruchy u žien.
• Spermatogenéza neznámej etiológie.
• Pokrvne manželstvá.
• Nepriaznivé ekologické životné prostredie.
• Dlhodobý kontakt s chemikáliami, žiarením.
• Zlé návyky: fajčenie, alkohol, drogy, drogová závislosť.

Karyotypizácia detí sa vykonáva v nasledujúcich prípadoch:

• Vrodené malformácie.
• Mentálna retardácia.
• Oneskorený psychomotorický vývoj.
• Mikroanomálie a oneskorený vývoj psycho-reči.
• Sexuálne anomálie.
• Narušenie alebo oneskorenie sexuálneho vývoja.
• Spomalenie rastu.
• Prognóza zdravotného stavu dieťaťa.

Diagnostika sa odporúča všetkým manželom/manželkám v štádiu plánovania tehotenstva. Analýza sa môže vykonať aj počas tehotenstva, teda prenatálny chromozomálny výskum.

Ako vyzerá karyotypový test?

Súbor znakov kompletnej sady chromozómov je karyotyp. Na systematizáciu analýz chromozómov sa používa Medzinárodná cytogenetická nomenklatúra, ktorá je založená na diferenciálnom farbení genómu pre podrobný popis všetkých úsekov reťazcov DNA.

Štúdia nám umožňuje identifikovať:

• Trizómia – v páre je tretí chromozóm navyše.
• Monozómia – chýba jeden chromozóm z páru.
• Inverzia je obrátenie oblasti genómu.
• Translokácia je pohyb sekcií.
• Delécia je strata regiónu.
• Duplikácia je zdvojenie fragmentu.

Výsledky analýzy sa zaznamenávajú podľa nasledujúceho systému:

1. Celkový počet chromozómov a sada pohlavných chromozómov je 46, XX; 46, XY.
2. Označené sú dodatočné a chýbajúce chromozómy, napríklad 47, XY, + 21; 46, XY -18.
3. Krátke rameno genómu je označené symbolom p a dlhé rameno symbolom q.
4. Translokácia je t a delécia je del, napríklad 46,XX,del(6)(p12.3)

Hotová analýza karyotypu vyzerá takto:

• 46, XX – normálna žena.
• 46, XY – normálny muž.
• 45, X – Šereševského-Turnerov syndróm.
• 47 XXY – Klinefelterov syndróm.
• 47, XXX – trizómia chromozómu X.
• 47, XX (XY), + 21 – Downov syndróm.
• 47, XY (XX), + 18 – Edwardsov syndróm.
• 47, XX (XY), + 13 – Patauov syndróm.

Cytogenetický výskum odhaľuje rôzne anomálie v štruktúre vlákien DNA. Analýza tiež diagnostikuje predispozície k mnohým ochoreniam: endokrinným patológiám, hypertenzii, poškodeniu kĺbov, infarktu myokardu a iným.

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

Príprava

Analýza karyotypu využíva krvné bunky, preto je veľmi dôležité sa na diagnózu správne pripraviť.

Príprava na chromozómový test začína 2 týždne pred jeho vykonaním a spočíva v eliminácii vplyvu nasledujúcich faktorov na telo:

• Akútne a chronické ochorenia.
• Užívanie liekov.
• Užívanie alkoholu a drog, fajčenie.

Na analýzu sa používa 4 ml venóznej krvi. Krv sa odoberá nalačno.

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

Technika test karyotypu

Ľudský genóm nie je možné vidieť voľným okom, chromozómy sú viditeľné iba pod mikroskopom v určitých fázach bunkového delenia. Na určenie karyotypu sa používajú mononukleárne leukocyty, kožné fibroblasty alebo bunky kostnej drene. Na štúdium sú vhodné bunky v metafáze mitózy. Biologická tekutina sa umiestni do skúmavky s lítiom a heparínom. Krv sa kultivuje 72 hodín.

Kultúra sa potom obohatí o špeciálne látky, ktoré zastavia delenie buniek vo fáze potrebnej na diagnostiku. Kultúra sa používa na výrobu preparátov, ktoré sa potom skúmajú. Ďalšie informácie o stave genómu sa získavajú jeho farbením. Každý chromozóm má ryhovanie, ktoré je po farbení jasne viditeľné.

V klasickej štúdii chromozómov sa farbenie vykonáva rôznymi farbivami a ich zmesami. Farbivo sa viaže rôzne na jednotlivé časti genómu, čím sa farbenie stáva nerovnomerným. Vďaka tomu vzniká komplex priečnych značiek, ktoré odrážajú lineárnu heterogenitu chromozómu.

Základné metódy farbenia:

• Q – poskytuje vysoko detailné snímky. Táto metóda sa nazýva Kasperssonovo farbenie chinakrín-yperitom s diagnostikou pod fluorescenčným mikroskopom. Používa sa na analýzu genetického pohlavia, identifikáciu translokácií medzi X a Y, Y a autozómami a na skríning mozaiky s chromozómami Y.
• G – modifikovaná Romanovského-Giemsova metóda. Má vyššiu citlivosť v porovnaní s Q. Používa sa ako štandardná metóda cytogenetickej analýzy. Detekuje malé aberácie, markerové chromozómy.
• R – sa používa na detekciu homológnych negatívnych oblastí G a Q. Genóm sa ošetrí farbivom akridínovej oranžovej farby.
• C – analyzuje centromérne oblasti chromozómov s konštitutívnym heterochromatínom a variabilnou distálnou časťou Y.
• T – používa sa na analýzu telomérnych oblastí vlákien DNA.

Zafarbené a fixované bunky sa fotografujú pod mikroskopom. Z výslednej sady fotografií sa vytvorí očíslovaná sada párov autozómov, teda systematizovaný karyotyp. Obraz vlákien DNA je orientovaný vertikálne, číslovanie závisí od veľkosti, pričom sadu uzatvára pár pohlavných chromozómov.

Krvné preparáty sa analyzujú pod mikroskopom v 20 – 100 metafázových platniach, aby sa identifikovali kvantitatívne a štrukturálne aberácie.

• Kvantitatívne aberácie sú zmeny v počte génov. Pozoruje sa to pri Downovom syndróme, keď je o 21 chromozómov viac.
• Štrukturálne aberácie sú zmeny v samotných chromozómoch. Môže ísť o stratu časti genómu, prenos jednej časti do druhej, rotáciu o 180 stupňov atď.

Technika karyotypizácie je prácny proces. Štúdiu vykonávajú vysokokvalifikovaní odborníci. Diagnostika genómu jednej osoby môže trvať celý pracovný deň.

Analýza karyotypu manželov/manželky

Pri vstupe do manželstva čelí mnoho párov problému počatia. Cytogenetická analýza je indikovaná na riešenie reprodukčných problémov. Karyotypizácia manželov umožňuje identifikovať anomálie v štruktúre genómu, ktoré bránia mať deti alebo narúšajú proces rozmnožovania detí. Karyotyp nie je možné zmeniť, ale vďaka diagnostike je možné zistiť skutočné príčiny neplodnosti a ukončenia tehotenstva a nájsť spôsoby, ako ich riešiť.

Analýza chromozomálnych mikročipov sa vykonáva na identifikáciu abnormalít v štruktúre a počte vlákien DNA, ktoré môžu byť príčinou dedičných ochorení u budúceho dieťaťa alebo neplodnosti manželov. Existujú medzinárodné štandardy pre vykonávanie analýzy u budúcich rodičov:

• Chromozomálne patológie v rodine.
• Anamnéza potratu.
• Tehotná žena má viac ako 35 rokov.
• Dlhodobé mutagénne účinky na organizmus.

V súčasnosti sa používajú nasledujúce metódy karyotypizácie:

1. Analýza chromozómov v krvných bunkách.

Umožňuje identifikovať prípady neplodnosti, keď je šanca na dieťa u jedného z manželov výrazne znížená alebo úplne chýba. Vyšetrenie tiež určuje riziko nestability genómu. Na liečbu odchýlok môžu byť pacientom predpísané antioxidanty a imunomodulátory, ktoré znižujú zlyhanie počatia.

Na štúdiu sa odoberá venózna krv. Lymfocyty sa izolujú z biologickej tekutiny, stimulujú sa v skúmavke, ošetria sa špeciálnou látkou, zafarbia sa a študujú. Napríklad pri Klinefelterovom syndróme, ktorý sa prejavuje ako mužská neplodnosť, karyotyp obsahuje ďalší chromozóm 47 XX. Možno tiež zistiť štrukturálne zmeny v genóme: inverziu, deléciu, translokáciu.

2. Prenatálny výskum.

Určuje chromozomálne patológie plodu v skorých štádiách tehotenstva. Takýto výskum je nevyhnutný na diagnostiku genetických ochorení alebo vývojových chýb, ktoré vedú k intrauterinnej smrti plodu.

Na vykonanie výskumu je možné použiť nasledujúce metódy:

• Neinvazívne – bezpečné pre matku a plod. Diagnóza sa stanovuje pomocou ultrazvuku dieťaťa a podrobnej biochemickej analýzy krvi ženy.
• Invazívne – biopsia choriónu, kordocentéza, placentocentéza, amniocentéza. Na analýzu sa odoberajú placentárne alebo choriové bunky, plodová voda alebo pupočníková krv. Napriek vysokej diagnostickej presnosti majú invazívne metódy zvýšené riziko komplikácií, preto sa vykonávajú len na základe prísnych lekárskych indikácií: fetálne patológie zistené počas ultrazvuku, vek matky nad 35 rokov, rodičia majú chromozómové abnormality, zmeny v biochemických markeroch krvi.

Na cytogenetický výskum sa dá použiť nielen krv, ale aj ejakulát. Táto metóda sa nazýva Tunel a umožňuje určiť jednu z najčastejších príčin mužskej neplodnosti za predpokladu, že karyotyp je normálny – fragmentáciu DNA spermií.

Ak sa u jedného z manželov zistia génové mutácie alebo chromozómové aberácie, lekár hovorí o možných rizikách a pravdepodobnosti narodenia dieťaťa s abnormalitami. Keďže génové patológie sú nevyliečiteľné, manželia sa sami rozhodujú: použiť darcovský materiál (spermie, vajíčko), riskovať pôrod alebo zostať bezdetní.

Ak sa počas tehotenstva zistia odchýlky v genóme, a to ako u ženy, tak aj u embrya, lekári odporúčajú ukončiť takéto tehotenstvá. Je to kvôli zvýšenému riziku narodenia dieťaťa so závažnými a v niektorých prípadoch nezlučiteľnými so životom odchýlkami. Genetik sa podieľa na vykonávaní testov a dešifrovaní ich výsledkov.

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

Krvný test na karyotyp

Karyotypizácia sa najčastejšie vykonáva analýzou venóznej krvi pomocou bunkovej kultúry. Na cytogenetický výskum sa však môže použiť aj iný biologický materiál:

• Bunky z plodovej vody.
• Placenta.
• Embryonálne bunky.
• Materiál na potrat.
• Kostná dreň.

Materiál, ktorý sa odoberie na diagnostiku, závisí od dôvodu a účelu analýzy. Približný algoritmus krvného testu:

• Malý objem kvapaliny sa umiestni do živného média pri teplote 37 °C na 72 hodín.
• Keďže chromozómy sú viditeľné v metafázovom štádiu bunkového delenia, do biologického prostredia sa pridáva činidlo, ktoré zastaví proces delenia v požadovanej fáze.
• Bunková kultúra sa zafarbí, fixuje a analyzuje pod mikroskopom.

Analýza krvi na karyotyp poskytuje vysoko presnú detekciu akýchkoľvek anomálií v štruktúre vlákien DNA: intrachromozomálne a interchromozomálne prestavby, zmeny v poradí fragmentov genómu atď. Hlavným cieľom diagnostiky je identifikácia genetických ochorení.

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

Genetická analýza karyotypu

Cytogenetická diagnostika zameraná na štúdium veľkosti, počtu a tvaru chromozómov je genetická karyotypizácia. Analýza má nasledujúce indikácie na vykonanie:

• Detekcia vrodených chýb.
• Riziko narodenia dieťaťa s dedičnými patológiami.
• Podozrenie na neplodnosť.
• Abnormalita spermiogramu.
• Potrat.
• Vypracovanie liečebného plánu pre určité typy nádorov.

Genetická analýza karyotypu je tiež zahrnutá v zozname povinných testov pre manželov, ktorí plánujú mať deti.

Najčastejšie štúdia odhaľuje nasledujúce patológie:

1. Aneuploidia je zmena v počte chromozómov, buď zvyšujúca sa, alebo znižujúca sa. Nerovnováha vedie k potratom, narodeniu detí s ťažkými vrodenými patológiami. Mozaiková aneuploidia spôsobuje Downov syndróm, Edwardsov syndróm a ďalšie ochorenia, ktoré sú často nezlučiteľné so životom.
2. Reorganizácia karyotypu – ak sú zmeny vyvážené, potom chromozómová sada nie je porušená, ale jednoducho inak usporiadaná. Pri nevyvážených zmenách existuje hrozba génových mutácií, čo je obzvlášť nebezpečné pre budúce generácie.
3. Translokácia je nezvyčajná štruktúra vlákien DNA, teda nahradenie jedného fragmentu genómu iným. Vo väčšine prípadov je dedičná.
4. Porucha diferenciácie pohlavia je extrémne zriedkavá chromozomálna porucha, ktorá sa nie vždy prejavuje vonkajšími príznakmi. Nezhoda s fenotypovým pohlavím môže byť jednou z príčin neplodnosti.

Analýzu karyotypu vykonávajú v genetických laboratóriách kvalifikovaní genetici.

Analýza karyotypu s aberáciami

Aberácie sú poruchy v štruktúre chromozómov spôsobené ich zlommi a redistribúciou so stratou alebo duplikáciou genetického materiálu. Karyotypizácia s aberáciami je štúdia zameraná na identifikáciu akýchkoľvek zmien v štruktúre genómu.

Typy aberácií:

• Kvantitatívne – porušenie počtu chromozómov.
• Štrukturálne – narušenie štruktúry genómu.
• Pravidelné – nachádzajú sa vo väčšine alebo vo všetkých bunkách tela.
• Nepravidelné – vznikajú v dôsledku vplyvu rôznych nepriaznivých faktorov na organizmus (vírusy, ožiarenie, chemické vystavenie).

Analýza stanovuje karyotyp, jeho vlastnosti, znaky vplyvu rôznych negatívnych faktorov. Chromozomálny výskum s aberáciami sa vykonáva v nasledujúcich prípadoch:

• Neplodnosť v manželstve.
• Spontánne potraty.
• História mŕtvo narodených detí.
• Včasná úmrtnosť dojčiat.
• Zmrazené tehotenstvo.
• Vrodené malformácie.
• Porucha sexuálnej diferenciácie.
• Podozrenie na chromozomálne abnormality.
• Oneskorený duševný a fyzický vývoj.
• Vyšetrenie pred IVF, ICSI a inými reprodukčnými zákrokmi.

Na rozdiel od klasického karyotypovania trvá táto analýza dlhšie a je drahšia.

Analýza karyotypu u dieťaťa

Podľa lekárskych štatistík sú vrodené patológie významnou príčinou úmrtí u malých detí. Na včasné zistenie genetických abnormalít a dedičných chorôb sa dieťa podrobuje analýze karyotypu.

• Najčastejšie sa u detí diagnostikuje trizómia - Downov syndróm. Táto patológia sa vyskytuje u 1 zo 750 detí a prejavuje sa rôznymi druhmi odchýlok vo fyzickom aj intelektuálnom vývoji.
• Druhou najčastejšou poruchou je Klinefelterov syndróm, ktorý sa vyznačuje oneskoreným sexuálnym vývojom v dospievaní a vyskytuje sa u 1 zo 600 novorodencov chlapcov.
• Ďalšou genetickou patológiou diagnostikovanou u 1 z 2 500 dievčat je Šereševského-Turnerov syndróm. V detstve sa toto ochorenie prejavuje zvýšenou pigmentáciou kože, opuchom nôh, rúk a lýtok. Počas puberty chýba menštruácia, ochlpenie v podpazuší a na ohanbí a nie sú vyvinuté ani mliečne žľazy.

Karyotypizácia je potrebná nielen u detí s viditeľnými abnormalitami, pretože umožňuje podozrenie na genetické problémy a začať s ich korekciou. Analýza sa vykonáva v medicínsko-genetickom centre. V závislosti od veku dieťaťa sa krv môže odobrať z päty alebo zo žily. V prípade potreby môže genetik od rodičov vyžadovať analýzu karyotypu.

Analýza karyotypu novorodenca

Neonatálny skríning je prvým testom vykonávaným u novorodencov. Test sa vykonáva v pôrodnici na 3. – 4. deň života, u predčasne narodených detí na 7. deň. Včasné karyotypovanie umožňuje identifikovať genetické abnormality a poruchy štruktúry DNA ešte predtým, ako sa objavia viditeľné patologické príznaky.

Krv z päty dieťaťa sa používa na včasnú diagnostiku. Cytogenetické testovanie je zamerané na identifikáciu takých bežných patológií u detí, ako sú:

• Fenylketonúria je dedičné ochorenie charakterizované zníženou aktivitou alebo absenciou enzýmu, ktorý rozkladá aminokyselinu fenylalanín. S postupom vedie k poruchám funkcie mozgu a mentálnej retardácii.
• Cystická fibróza – postihuje žľazy, ktoré produkujú sekréty, tráviace šťavy, pot, sliny, hlien. Spôsobuje problémy s pľúcami a gastrointestinálnym traktom. Ochorenie je dedičné.
• Vrodená hypotyreóza je porucha štítnej žľazy s nedostatočnou produkciou jej hormónov. Vedie k oneskorenému fyzickému a duševnému vývoju.
• Adrenogenitálny syndróm je patologický stav, pri ktorom kôra nadobličiek produkuje nedostatočné množstvo hormónov. To spôsobuje narušenie vývoja pohlavných orgánov.
• Galaktezémia je patológia, pri ktorej je narušená transformácia galaktózy na glukózu. Liečba spočíva v vysadení mliečnych výrobkov. Bez včasnej diagnózy môže spôsobiť slepotu a smrť.

Ak výsledky analýzy karyotypu odhalia akékoľvek odchýlky alebo anomálie u novorodenca, vykoná sa súbor ďalších štúdií na objasnenie diagnózy. Takáto včasná diagnostika umožní včasné odhalenie akýchkoľvek problémov v tele dieťaťa a začatie ich liečby.

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

Ako dlho trvá vyšetrenie karyotypu?

Štúdia chromozómov trvá 10 až 21 dní. Kedy sú výsledky k dispozícii, závisí od typu analýzy, či už ide o aberácie alebo klasické karyotypovanie.

Dokončená analýza karyotypu obsahuje nasledujúce informácie:

• Počet chromozómov.
• Vyskytli sa nejaké zmeny v štruktúre chromozómov?
• Existujú nejaké poruchy v usporiadaní genómu?

Výsledky dešifruje a interpretuje genetik. Ak sa zistia akékoľvek abnormality, lekár poskytne lekárske odporúčania na ďalšiu diagnostiku alebo liečbu.

Normálny výkon

Normálne karyotypy u ľudí sú 46, XX alebo 46, XY. K ich zmene spravidla dochádza v raných štádiách vývoja organizmu:

• Najčastejšie sa porucha vyskytuje počas gametogenézy (predembryonálny vývoj), keď rodičovské zárodočné bunky produkujú karyotyp zygoty. Ďalší vývoj takejto zygoty vedie k tomu, že všetky bunky embrya obsahujú abnormálny genóm.
• Porucha sa môže vyskytnúť v skorých štádiách delenia zygoty. V tomto prípade embryo obsahuje niekoľko bunkových klonov s rôznymi karyotypmi. To znamená, že sa vyvíja mozaicizmus - množstvo karyotypov celého organizmu a jeho orgánov.

Zmeny v genóme sa prejavujú rôznymi patológiami a defektmi. Pozrime sa na bežné anomálie karyotypu:

• 47,XXY; 48,XXXY – Klinefelterov syndróm, polysómia chromozómu X u mužov.
• 45X0; 45X0/46XX; 45.X/46.XY; 46,X iso (Xq) – Šereševského-Turnerov syndróm, monozómia na chromozóme X, mozaicizmus.
• 47,XXX; 48,XXXX; 49,ХХХХХ – polysómia na chromozóme X, trisómia.
• 47,XX,+18; 47,ХY,+18 – Edwardsov syndróm, trizómia chromozómu 18.
• 46,XX, 5p- – Syndróm Cri du chat, delécia krátkeho ramena 5. páru genómu.
• 47,XX,+21; 47,ХY,+21 – Downov syndróm, trizómia chromozómu 21.
• 47,XX,+13; 47,ХY,+13 – Patauov syndróm, trizómia chromozómu 13.

Cytogenetický výskum je zameraný na určenie stavu vlákien DNA, identifikáciu defektov a anomálií. Akékoľvek odchýlky od normálnych ukazovateľov sú dôvodom na komplexné vyšetrenie tela.

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

Zariadenie na analýzu

Na dešifrovanie karyotypu sa používa metóda sekvenovania. Táto metóda bola vyvinutá v roku 1970 a je založená na určení sekvencie aminokyselín v DNA. Sekvenačné zariadenia využívajú interaktívne cyklické enzymatické reakcie s následným spracovaním a porovnaním získaných výsledkov.

Hlavné funkcie sekvencerov:

• Primárne kompletné štúdium neznámych genómov, exómov, transkriptómov.
• Karyotypizácia.
• Paleogenetika.
• Metagenomika a mikrobiálna diverzita.
• Opätovné sekvenovanie a mapovanie.
• Analýza metylácie DNA.
• Analýza transkriptómu.

V prvej fáze zariadenie vytvorí knižnicu náhodných sekvencií reťazcov DNA. Následne vytvorí PCR amplikóny, ktoré sa použijú ako vzorky. V záverečnej fáze sa určí primárna štruktúra všetkých fragmentov.

Najnovšia generácia sekvenátorov je plne automatizovaná a široko sa používa v genomickej analýze, čím sa minimalizuje možnosť chybných výsledkov v dôsledku ľudskej chyby.

Dešifrovanie výsledkov analýzy karyotypu

Výsledky cytogenetickej štúdie interpretuje genetik. Analýza je spravidla hotová do 1-2 týždňov a môže vyzerať takto:

• 46XX(XY), zoskupený do 22 párov a 1 páru pohlavných génov. Genóm má normálnu veľkosť a štruktúru. Neboli zistené žiadne anomálie.
• Genóm je narušený, detekuje sa viac/menej ako 46 chromozómov. Tvary a veľkosti jedného/viacerých chromozómov sú abnormálne. Genómové páry sú narušené/nesprávne zoskupené.

Pokiaľ ide o patologické odchýlky v karyotype, rozlišujú sa tieto bežné poruchy:

• Trizómia - extra somatický chromozóm. Downov syndróm, Edwardsov syndróm.
• Monozómia je strata jedného chromozómu.
• Delécia - absencia genomickej oblasti. -46, xx, 5p - Syndróm Cri du chat.
• Translokácia je presun jednej časti genómu do druhej.
• Duplikácia je zdvojenie fragmentu.
• Inverzia je rotácia fragmentu chromozómu.

Na základe výsledkov analýzy karyotypu lekár vyvodí záver o stave genotypu a stupni genetického rizika. Pri najmenších zmenách v štruktúre vlákien DNA sa predpíše súbor ďalších vyšetrení. Zistené aberácie sa nemusia nijako prejaviť, ale zvyšujú riziko narodenia detí s genetickými abnormalitami.