Na czym polega badanie cytogenetyczne i kiedy je wykonać?

Cytogenetyka jest dziedziną nauki zajmującą się badaniem liczby i struktury chromosomów znajdujących się w stadium metafazy. Metodami cytogenetyki możliwe jest dokonanie oceny ilościowej i jakościowej całego ludzkiego kariotypu, czyli zestawu 46 chromosomów. Badanie to pozwala wykryć nieprawidłowości chromosomowe będące przyczyną występowania problemów z płodnością, samoistnych poronień oraz powstawania wad wrodzonych. O tym, czym dokładnie jest badanie cytogenetyczne, jakie choroby można wykryć, wykonując je, kto w szczególności powinien wykonać badanie kariotypu oraz w jaki sposób należy się do niego przygotować, przeczytasz w poniższym artykule.

Czym jest kariotyp?

Kariotyp to zestaw chromosomów obecnych we wszystkich komórkach organizmu poza komórkami płciowymi. U człowieka na kariotyp składa się 46 chromosomów. Wśród nich są 22 pary autosomów, po jednym odziedziczonym chromosomie od każdego z rodziców oraz dwa chromosomy płci. U kobiet są to dwa chromosomy X, u mężczyzn – chromosom X oraz Y.

Chromosom to nic innego jak długa nić materiału genetycznego nawinięta na zestaw białek zwanych histonami. Jeśli w kariotypie mamy do czynienia z nieprawidłowościami, dla przykładu – z utratą części chromosomu lub obecnością materiału genetycznego w nadmiarze, to osoba nimi obarczona może doświadczać chorób genetycznych lub wielu innych problemów (na przykład z zajściem w ciążę i utrzymaniem jej).

Zobacz również: Niepłodność – jakie badania genetyczne wykonać, aby ustalić jej przyczynę?

Na czym polega badanie cytogenetyczne?

Badanie cytogenetyczne, zwane inaczej badaniem kariotypu, wykonywane jest w celu oceny struktury i liczby chromosomów. Pozwala ono na wykrycie liczbowych i strukturalnych nieprawidłowości, zwanych aberracjami chromosomowymi. Mogą być one bezpośrednią przyczyną niepłodności, nawracających poronień oraz obecności chorób genetycznych.

Sprawdź też: PROBLEMY Z PŁODNOŚCIĄ A BADANIE KARIOTYPU.

Jest ono również przydatne jako badanie cytogenetyczne w hematologii. Pozwala na diagnostykę szeregu chorób komórek krwiotwórczych takich jak białaczki, chłoniaki, szpiczak czy zespoły mielodysplastyczne i mieloproliferacyjne.

Badanie cytogenetyczne można wykonać metodami cytogenetyki klasycznej poprzez analizę chromosomów po 72-godzinnej hodowli w stadium metafazy z wykorzystaniem mikroskopu optycznego. Wtedy to chromosomy są najbardziej skondensowane i charakteryzują się najwyższą rozdzielczością. Za pomocą odpowiednich barwników oraz enzymów uzyskuje się charakterystyczny wzór prążkowy chromosomów. Kolejnym etapem badania kariotypu jest analiza chromosomów z wykorzystaniem przeznaczonego do tego celu programu komputerowego. W klasycznym badaniu cytogenetycznym bierze się pod uwagę wyłącznie komórki dzielące się.

W niektórych przypadkach do klasycznego badania kariotypu niezbędne jest zastosowanie badania cytogenetycznego metodą FISH (ang. fluorescence in situ hybridization). Może być ono wykonane na komórkach w stadium metafazy pochodzących z materiału po hodowli lub komórkach niepodziałowych (tzw. interfazalnych) izolowanych bezpośrednio z próbki krwi dostarczonej do laboratorium. Badanie FISH pozwala uwidocznić materiał genetyczny za pomocą specjalnych sond sprzężonych z barwnikami fluorescencyjnymi, łączącymi się z określonymi fragmentami DNA. Badanie pozwala między innymi na detekcję bardzo małych aberracji chromosomowych niemożliwych do wykrycia metodami cytogenetyki klasycznej.

Kolejną, bardzo nowoczesną metodą badania kariotypu jest aCGH, czyli porównawcza hybrydyzacja do mikromacierzy. W ramach tego oznaczenia materiał badany pochodzący od pacjenta porównywany jest do materiału referencyjnego. Dzięki tej metodzie możliwe jest bardzo dokładne i kompleksowe przebadanie całego zestawu chromosomów.

Opisane powyżej metody różnią się od siebie techniką wykonania, rozdzielczością oraz zakresem wykrywanych nieprawidłowości chromosomowych.

Kiedy zrobić badanie kariotypu?

Badanie kariotypu zalecane jest osobom:

• mającym problemy z zajściem w ciążę i jej donoszeniem;
• u których w przeszłości wystąpiły już poronienia lub urodziły martwe dziecko;
• rozważającym procedurę in vitro;
• z podejrzeniem choroby genetycznej;
• z chorobą o nieznanej etiologii;
• z cechami autyzmu, niepełnosprawnością intelektualną oraz opóźnieniem psychoruchowym;
• z nowotworami, których przyczyną mogą być aberracje chromosomowe;
• z wadami w budowie narządów płciowych;
• z brakiem cech dojrzewania płciowego;
• u których urodziło się wcześniej dziecko obciążone wadą genetyczną.

Badanie wskazane jest ponadto u pacjentek w ciąży, u których wyniki innych badań wskazują na możliwość zmian chromosomowych u dziecka.

Jakie choroby wykrywa badanie cytogenetyczne?

Za pomocą badania kariotypu można wykryć zespoły chromosomowe takie jak zespół Downa, Pataua, Klinefeltera czy Jacobsa.

Badanie cytogenetyczne przeprowadza się też w przypadku podejrzenia przewlekłej białaczki szpikowej. U ok. 95% pacjentów z tym typem nowotworu występuje tzw. chromosom Philadelphia. W wyniku aberracji, zwanej translokacją wzajemną pomiędzy chromosomami pary 9 i 22 dochodzi do utworzenia genu fuzyjnego BCR-ABL1. To tylko wierzchołek góry lodowej zastosowania cytogenetyki w praktyce klinicznej. Oprócz wyżej opisanych przykładów z pomocą badania kariotypu można postawić rozpoznanie, ustalić najlepiej dopasowaną terapię oraz monitorować postęp leczenia wielu chorób hematologicznych.

Jak przygotować się do badanie kariotypu?

Badanie kariotypu nie wymaga od pacjenta przygotowania. Należy również nadmienić, że na wynik badania cytogenetycznego nie mają wpływu dieta, odpoczynek ani inne czynniki zewnętrzne. Materiałem wymaganym do badania kariotypu jest krew obwodowa pobrana z żyły łokciowej pacjenta. Izolowane są z niej limfocyty, które następnie poddaje się hodowli. W niektórych przypadkach materiałem do badań laboratoryjnych może być szpik kostny lub bioptat węzła chłonnego. Dzieje się tak w przypadku podejrzenia chorób układu krwiotwórczego. Do badania cytogenetycznego czasem wymaga się dostarczania komórek skóry, płynu owodniowego lub kosmówki.

Autor: Marta Szarawarska

Bibliografia:

1. R. Śmigiel i in., Genetycznie uwarunkowane zaburzenia rozwoju u dzieci, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2021, s. 485–488.
2. L.B. Jorde i in., Genetyka medyczna, Elsevier Urban & Partner, Wrocław 2012, s. 120–124.
3. J. Bal, Genetyka medyczna i molekularna, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2019, s. 27–28.