Analiza hromozoma mikromatriksa: karakteristike, upotreba i efikasnost metode

Mikromatrična hromozomska analiza (CMA) je visokotehnološka metoda procjene kariotipa za prisustvo određenih mutacija povezanih s povećanjem broja DNK kopija (dupliranje)ili sa gubitkom dijela genetskog materijala (delecija). Takve anomalije često uzrokuju nasljedne bolesti, pa je CMA važan dijagnostički alat savremene medicine. Obično se koristi ova tehnologija za provjeru genotip ploda, kao i novorođenčad i djeca.

Opće karakteristike metode

Mikromatrička hromozomska analiza inače se naziva molekularna kariotipizacija. Metoda se zasniva na tehnologiji hibridizacije DNK sa genetičkim markerima (ranije poznatim specifičnim sekvencama nukleotida) ugrađenim u nosač (matrica). Studija omogućava analizu mnogih dijelova hromozoma i identifikaciju prisutnosti strukturnih preuređenja (aberacija) povezanih s nedostatkom ili viškom genetskog materijala.

Metoda nije namijenjena određivanju tačkastih mutacija gena, međutim ima veću rezoluciju u odnosu na tradicionalno kariotipiranje. Uz pomoć XMA moguće je identificirati submikroskopske preuređivanje koje igraju važnu ulogu u patogenezi različitih bolesti, uključujući kongenitalne anomalije i poremećaje mentalnog razvoja.

Značenje molekularne kariotipizacije

Glavna svrha XMA je da identifikuje male dodatne (mikroduplikacije) ili nedostajuće (mikrodeletske) fragmente genetičkih informacija u odnosu na standardni uzorak. Takva odstupanja se nazivaju copy count varijante (CNV).

Prefiks "micro" , što znači da je ova tehnologija usmjerena na otkrivanje vrlo malih promjena. Međutim, XMA je također pogodna za otkrivanje velikih hromozomskih abnormalnosti, poput različitih aneuploidija (Downov sindrom, Patau itd..). Međutim, studija nije u stanju utvrditi promjene unutar određenog gena.

Pored mikrodelecija i mikroduplikacija, analiza otkriva genetski identitet velikih dijelova hromozoma, što može ukazivati na:

• krvnog odnosa roditelja djeteta;
• primanje obje kopije hromozoma od samo jednog roditelja.

Koristeći XMA, translokacije se takođe mogu otkriti, ali samo ako nisu uravnotežene.

Analiza hromozoma mikromatriksa nije način dešifriranja genotipa ili metoda otkrivanja bilo kakvih gena. Ova studija ima za cilj samo upoređivanje količine genetskog materijala u hromozomima pacijenta sa kontrolom. Nakon otkrića CNV-a, laboratorija određuje koji su geni tamo sadržani i na osnovu toga tumači rezultat. Varijante broja kopija igraju važnu ulogu u patogenezi različitih bolesti, ali njihovo prisustvo ne dovodi uvek do bilo kakvih kršenja.

Svrha studije

Analiza hromozoma mikromatriksa se vrši kako bi se provjerilo da li dijete ima CNV, što može biti uzrok:

• autizam;
• global development delay;
• mentalna retardacija;
• razne urođene mane;
• konvulzije;
• neobične fizičke karakteristike (dismorfizmi);
• kongenitalne anomalije.

Studija takođe utvrđuje prisustvo ili odsustvo numeričkih hromozomskih abnormalnosti (Downov sindrom, itd.. e.).

Postoje 2 glavna razloga za XMA test:

• preventivna provjera djetetovog genoma za prisustvo mikrodelecija ili mikroduplikacija;
• dijagnostika-sprovedena radi utvrđivanja genetičkih uzroka različitih poremećaja koji mogu biti povezani sa CNV.

Ponekad se, radi razjašnjenja rezultata studije, provjerava genom roditelja.

Prema međunarodnom standardu i preporukama nekoliko medicinskih zajednica, XMA je test prvog nivoa dizajniran za osobe sa urođenim anomalijama, autizmom ili razvojnim poremećajima nepoznatog porijekla.

Brojne recenzije hromozomske analize mikromatriksa potvrđuju njegovu važnu dijagnostičku vrijednost. Metoda vam omogućava da pronađete genetske uzroke problema kod djeteta kada nema raširenih i prilično očiglednih hromozomskih poremećaja (poput Downovog sindroma). Ponekad HMA, naprotiv, pomaže u isključivanju prisutnosti hromozomskih abnormalnosti kod djece sa razvojnim problemima. Takvi se rezultati smatraju povoljnim, jer se stečeni nedostaci mogu ispraviti, dok se genetski poremećaji ne mogu ispraviti.

Tehnologija metode

XMA vam omogućava da istovremeno analizirate veliki broj različitih fragmenata DNK, od kojih svaki odgovara specifičnom genetskom markeru primijenjenom na matricu. Ovo posljednje je predmetni stack prekriven hiljadama takvih sondi.

Za test se koriste 2 vrste DNK:

• pacijent;
• standard (odgovara normalnom ljudskom genomu).

Genetski materijal se primjenjuje na matricu, gdje se javlja reakcija hibridizacije između sondi i njihovih odgovarajućih fragmenata uzoraka. Odnosno, sekvence iz identičnih dijelova hromozoma kombiniraju se jedna s drugom.

Poseban uređaj zasebno ocjenjuje stepen hibridizacije svake sonde sa kontrolom i prototipom. U normalnim slučajevima, to bi trebalo biti isto. Ako neki fragment pacijenta sadrži višak genetskog materijala, uređaj daje zeleni signal i ako postoji nedostatak.

Tako se procjenjuju svi dijelovi genoma na koje matrica sadrži markere. Signale uređaja preuzima skener i obrađuje računar.

Vrste HMA

Postoje 3 tipa hromozomske mikromatrične analize:

• ciljano;
• kalendar;
• osnovni mod.

Njihova glavna razlika leži u rezolucija, , što je regulisano brojem korišćenih DNK markera. Ovaj parametar se inače naziva gustina matrice. U ciljanoj analizi je najniži (350 hiljada markera). Ovo je najpristupačniji i najjeftiniji tip testa koji otkriva najčešće mikrodelekcije i mikroduplikacije. Koristi se za potvrdu poznatih specifičnih sindroma povezanih s CNV-om.

Za standardni CMA koristi se 750 hiljada markera koji provjeravaju sve klinički značajne dijelove ljudskog genoma. Ovaj test vam omogućava da otkrijete ne samo uobičajene CNV, već i hromozomske poremećaje koji uzrokuju nediferencirane sindrome. Istu funkciju, ali mnogo informativniju, obavlja proširena hromozomska analiza mikromatriksa. Predstavlja najdublje proučavanje genoma pomoću matrice koja sadrži 2,67 miliona DNK markera.

Efikasnost HMA

XMA je moderan i vrlo efikasan način za otkrivanje hromozomskih abnormalnosti. Ranije se za njihovo otkrivanje koristila standardna citogenetska metoda koja se sastojala u vizuelnom pregledu hromozoma pacijenta. Za usporedbu, rezolucija molekularne kariotipizacije je 1000 puta veća i omogućava vam da pronađete najmanje promjene koje se ranije nisu mogle otkriti. Ovo je povećalo dijagnostičku snagu za 10. Pored toga, XMA ne zahtijeva pred-kultivaciju ćelija i omogućava vam da analizirate mnoge dijelove hromozoma istovremeno.

Korisnost molekularne kariotipizacije za određenog pacijenta ovisi o:

• odabrani tip analize (napredne, ciljane ili standardne);
• tačna evaluacija rezultata;
• oprema i set DNK čipova (markera ugrađenih u matricu) koje koristi određena laboratorija.

Naziv jednog od najkvalitetnijih medicinskih i genetskih centara u kojima se može izvršiti hromozomska mikromatrička analiza, — "Genomed". Pregledi ove institucije opisuju ga kao medicinsku organizaciju na visokom nivou sa savremenom tehnološkom opremom koja omogućava širok spektar različitih genetskih testova, uključujući i prilično retke. Za HMA u "Genomede" (. Moskva, Podolsk autoput, 8) koriste se setovi DNK markera vodeće proizvodne kompanije.