Mikromacierz kliniczna aCGH w diagnostyce wad wrodzonych u dzieci

Badanie kariotypu i inne badania chromosomów przeprowadzane są w celu oceny liczby, wielkości oraz budowy wszystkich chromosomów obecnych w komórkach pacjenta. Pozwalają one na wykrycie nieprawidłowości, które mogą być przyczyną problemów z płodnością, nawracających poronień oraz występowania zespołów wad wrodzonych, takich jak zespół Downa. Najbardziej nowoczesną metodą badania chromosomów jest porównawcza hybrydyzacja do mikromacierzy (ang. array Comparative Genome Hybridization, aCGH). Dzięki tej metodzie możliwe jest wykrycie mikrodelecji i mikroduplikacji, które mogą być przyczyną różnych chorób genetycznych oraz wad wrodzonych u dzieci.

W jakich sytuacjach warto wykonać badanie kariotypu?

Kariotyp to kompletny zestaw chromosomów obecnych we wszystkich komórkach somatycznych organizmu z wyjątkiem komórek płciowych (plemników i komórek jajowych). Liczba chromosomów w kariotypie różni się w zależności od gatunku. W przypadku ludzi prawidłowy kariotyp obejmuje 22 pary chromosomów autosomalnych oraz 1 parę chromosomów płci: XX u kobiet i XY u mężczyzn. Nieprawidłowości w kariotypie, takie jak zmiana liczby lub utrata fragmentów chromosomów, mogą prowadzić do zaburzeń rozwojowych i chorób genetycznych, problemów z poczęciem dziecka i utrzymaniem ciąży.

Badanie kariotypu jest wykonywane w celu oceny budowy i liczby chromosomów pacjenta. Pozwala ono na identyfikację aberracji chromosomowych, które mogą być powiązane z chorobami genetycznymi, niepłodnością lub nawracającymi poronieniami. Dodatkowo jest to narzędzie przydatne w diagnostyce onkologiczne, zwł. hemato-onkologicznej, umożliwiające wykrycie nabytych aberracji chromosomowych genetycznych związanych z niektórymi chorobami nowotworowymi.

Wykonanie badania kariotypu jest rekomendowane przede wszystkim u osób:

• z trudnościami w zajściu w ciążę i utrzymaniu jej,
• z historią poronień lub martwych urodzeń,
• przygotowujących się do zabiegu in vitro,
• z wadami wrodzonymi lub podejrzeniem choroby genetycznej oraz ich rodziców,
• wykazujących cechy autyzmu, niepełnosprawności intelektualnej lub opóźnienia psychoruchowego,
• z zaburzeniami dojrzewania płciowego lub wadami budowy narządów płciowych,
• z historią chorób genetycznych, niepłodności lub poronień w rodzinie,
• rozpoznaniem nowotworu, którego przyczyną mogą być specyficzne aberracje chromosomowe,
• ciężarnych, u których wyniki przesiewowych badań prenatalnych wskazują na możliwość wystąpienia aberracji chromosomowych u płodu.

UWAGA: w przypadku trudności z zajściem w ciążę, nawracających poronień lub planowanego zapłodnienia in vitro badania wykonuje się u obojga partnerów (kobiety i mężczyzny).

Czym różnią się między sobą poszczególne metody badania chromosomów?

Badania chromosomów wykonywane są za pomocą trzech metod:

• klasycznego mikroskopowego badania cytogenetycznego (kariotyp),
• porównawczej hybrydyzacji do mikromacierzy (aCGH),
• fluorescencyjnej hybrydyzacji in situ (ang. Fluorescence In Situ Hybridization, FISH).

Metody te różnią się między sobą techniką wykonania, rozdzielczością oraz zakresem wykrywanych nieprawidłowości.

W tradycyjnym cytogenetycznym badaniu kariotypu z próbki krwi pacjenta izoluje się limfocyty, które są potem hodowane do momentu wejścia w stadium metafazy cyklu komórkowego. W tej fazie podziału komórkowego chromosomy stają się dobrze widoczne. Następnie barwi się je za pomocą odpowiednich związków chemicznych, aby na obrazie mikroskopowym można było uwidocznić charakterystyczny dla każdej pary chromosomów wzór ciemniejszych i jaśniejszych prążków. Przygotowane w ten sposób preparaty są analizowane mikroskopowo i oceniane przez specjalistyczne oprogramowanie komputerowe, co pozwala na dokładne określenie budowy i liczby wszystkich chromosomów w kariotypie oraz wykrycie ewentualnych aberracji liczbowych i strukturalnych.

Pierwsze kroki procedury fluorescencyjnej hybrydyzacji in situ są analogiczne do klasycznego badania kariotypu. Jednak zamiast stosowania barwienia prążkowego, chromosomy są inkubowane z sondami molekularnymi oznaczonymi barwnikami fluorescencyjnymi, które łączą się wyłącznie z określonymi fragmentami DNA. Następnie, materiał genetyczny jest analizowany w mikroskopie fluorescencyjnym, co pozwala na wykrycie mikrodelecji i mikroduplikacji chromosomów – drobnych zmian strukturalnych, które nie są widoczne w tradycyjnym badaniu kariotypu.

Najnowocześniej metodą badania chromosomów jest porównawcza hybrydyzacja do mikromacierzy (aCGH) wykonywana precyzyjną techniką molekularną. W tej procedurze materiał genetyczny pacjenta wyznakowany jednym barwnikiem fluorescencyjnym jest porównywany z referencyjnym DNA wyznakowanym innym barwnikiem i analizowany za pomocą metod bioinformatycznych. Podczas tego badania ocenianych jest ponad 250 regionów chromosomalnych, które zawierają ponad 3500 genów. Dzięki tej metodzie możliwe jest kompleksowe zbadanie całego zestawu chromosomów z rozdzielczością, która nie jest osiągalna w innych metodach oraz wykrycie mikrodelecji i mikroduplikacji, które mogą być przyczyną chorób genetycznych.

Dla kogo jest przeznaczone badanie chromosomów z zastosowaniem mikromacierzy klinicznej (aCGH)?

Badanie wykonywane za pomocą metody aCGH to test przesiewowy, który ma na celu wykrywanie mikroaberracji chromosomowych. Wykorzystuje się go, gdy istnieje podejrzenie zaburzeń chromosomowych u pacjenta, na przykład z powodu opóźnienia rozwoju, zaburzeń ze spektrum autyzmu lub wad wrodzonych, a na podstawie objawów klinicznych nie można wysunąć podejrzenia konkretnego zespołu genetycznego. 

W badaniu chromosomów z zastosowaniem mikromacierzy szczególnie często wykrywa się nieprawidłowości u dzieci z wieloma wadami wrodzonymi, wynikającymi z uszkodzenia wielu genów. Z tego względu badanie aCGH jest rekomendowane jako pierwszy test genetyczny u większości dzieci z wadami wrodzonymi lub zaburzeniami neurorozwojowymi, takimi jak opóźnienie rozwoju psychoruchowego, niepełnosprawność intelektualna lub zaburzenia ze spektrum autyzmu.

Jakie choroby genetyczne i wady wrodzone można wykryć dzięki zastosowaniu mikromacierzy klinicznej (aCGH)?

Główną zaletą metody aCGH jest jej znacznie większa rozdzielczość w porównaniu z tradycyjną metodą cytogenetyczną, czyli kariotypem. Standardowo stosowane mikromacierze mają rozdzielczość wynoszącą od 100 do 200 kbp (tysięcy par zasad), podczas gdy w badaniu kariotypu zwykle nie jest możliwe wykrycie zmian mniejszych niż 5 Mbp (milionów par zasad), co prowadzi do znacznie większej wykrywalności zmian genetycznych za pomocą aCGH. Na przykład w przypadku dzieci z opóźnieniem rozwoju psychoruchowego, niepełnosprawnością intelektualną lub wadami wrodzonymi, badanie aCGH wykrywa nieprawidłowości w 10-20% przypadków, podczas gdy kariotyp tylko w 3-5%.
Badanie genetyczne z zastosowaniem mikromacierzy klinicznej (aCGH) jest dostępne w ofercie Diagnostyki jako pakiet: Kariotyp molekularny – mikromacierz kliniczna CGH, badanie genetyczne.