Chromozomálna mikročipová analýza (XMA) je technologicky vyspelá metóda na hodnotenie karyotypu na prítomnosť určitých mutácií spojených so zvýšením počtu kópií DNA (duplikáciou) alebo so stratou časti genetického materiál (vypustenie). Takéto anomálie často spôsobujú dedičné ochorenia, preto je CMA dôležitým diagnostickým nástrojom modernej medicíny. Zvyčajne sa táto technológia používa na kontrolu genotypu plodu, ako aj novorodencov a detí.
Všeobecná charakteristika metódy
Microarray chromozómová analýza sa inak nazýva molekulárna karyotypizácia. Metóda je založená na technológii hybridizácie DNA s genetickými markermi (doteraz známymi špecifickými nukleotidovými sekvenciami) uloženými v nosiči (matici). Štúdia umožňuje analyzovaťveľa častí chromozómov a identifikujú prítomnosť štrukturálnych preskupení (abberácií) spojených s nedostatkom alebo nadbytkom genetického materiálu.
Metóda nie je navrhnutá na detekciu bodových mutácií v génoch, ale má vyššie rozlíšenie ako tradičná karyotypizácia. CMA dokáže odhaliť submikroskopické zmeny, ktoré hrajú dôležitú úlohu v patogenéze rôznych chorôb, vrátane vrodených anomálií a mentálnej retardácie.
Význam molekulárnej karyotypizácie
Hlavným účelom CMA je identifikovať malé dodatočné (mikroduplikácia) alebo chýbajúce (mikrodelécie) fragmenty genetickej informácie v porovnaní so štandardnou vzorkou. Tieto odchýlky sa nazývajú variácie počtu kópií (CNV).
Predpona „mikro“znamená, že táto technológia je zameraná na zisťovanie veľmi malých zmien. CMA je však vhodná aj na detekciu veľkých chromozomálnych anomálií, ako sú rôzne aneuploidie (Downov syndróm, Patau a pod.). Štúdia však nedokáže určiť zmeny v rámci jedného génu.
Okrem mikrodelecií a mikroduplikácií analýza odhaľuje genetickú identitu veľkých častí chromozómov, čo môže naznačovať:
- pokrvný vzťah rodičov dieťaťa;
- získanie oboch kópií chromozómov iba od jedného rodiča.
S XMA môžete tiež zistiťtranslokácie, ale iba ak nie sú vyvážené.
Chromozomálna mikročipová analýza nie je spôsob, ako dekódovať genotyp, ani metóda na detekciu akýchkoľvek génov. Táto štúdia je zameraná len na porovnanie množstva genetického materiálu v chromozómoch pacienta s kontrolou. Po objavení CNV laboratórium určí, ktoré gény tam boli obsiahnuté a na základe toho interpretuje výsledok. Varianty počtu kópií zohrávajú dôležitú úlohu v patogenéze rôznych chorôb, ale ich prítomnosť nevedie vždy k abnormalitám.
Účel výskumu
Vykonáva sa analýza chromozomálnych mikročipov, aby sa zistilo, či má dieťa CNV, ktoré by mohli byť príčinou:
- autizmus;
- global stunting;
- mentálna retardácia;
- rôzne vrodené chyby;
- konvulzie;
- nezvyčajné fyzické črty (dysmorfizmy);
- vrodené anomálie.
Štúdia tiež určuje prítomnosť alebo absenciu numerických chromozomálnych abnormalít (Downov syndróm atď.).
Existujú 2 hlavné dôvody na vykonanie testu XMA:
- profylaktické – kontrola genómu dieťaťa na mikrodelecie alebo mikroduplikácie;
- diagnostické – vykonáva sa na zistenie genetických príčin rôznych porúch, ktoré môžu súvisieť s CNV.
Na objasnenie výsledkov štúdie sa niekedy vykonáva kontrola genómu rodičov.
Podľa medzinárodného štandardu a odporúčaní niekoľkých lekárskych komunít,CMA je test úrovne 1 určený pre jednotlivcov s vrodenými anomáliami, autizmom alebo vývojovými poruchami neznámeho pôvodu.
Početné recenzie chromozomálnej mikročipovej analýzy potvrdzujú jej dôležitú diagnostickú hodnotu. Metóda vám umožňuje nájsť genetické príčiny problémov u dieťaťa, keď neexistujú žiadne bežné a pomerne zrejmé chromozomálne poruchy (napríklad Downov syndróm). Niekedy CMA naopak pomáha vylúčiť prítomnosť chromozomálnych porúch u detí s vývojovými problémami. Takéto výsledky sa považujú za priaznivé, pretože získané defekty sú opraviteľné, zatiaľ čo genetické poruchy sa korigovať nedajú.
Technológia metódy
XMA vám umožňuje súčasne analyzovať veľké množstvo rôznych fragmentov DNA, z ktorých každý zodpovedá špecifickému genetickému markeru vytlačenému na matrici. To posledné je súbor tém pokrytý tisíckami takýchto sond.
2 typy DNA sa používajú na test:
- pacient;
- štandard (zodpovedá normálnemu ľudskému genómu).
Genetický materiál sa aplikuje na matricu, kde prebieha hybridizačná reakcia medzi sondami a ich zodpovedajúcimi fragmentmi vzoriek. To znamená, že sekvencie z identických častí chromozómov sa navzájom kombinujú.
Špeciálne zariadenie samostatne vyhodnocuje stupeň hybridizácie každej sondy s kontrolou a s prototypom. V normálnomprípade by to malo byť rovnaké. Ak ktorýkoľvek fragment pacienta obsahuje nadbytok genetického materiálu, zariadenie vydá zelený signál a v prípade nedostatku červený.
Vyhodnocujú sa teda všetky oblasti genómu, pre ktoré matrica obsahuje markery. Signály prístroja zachytí skener a spracuje ich počítač.
XMA typy
Existujú 3 typy chromozomálnej mikročipovej analýzy:
- targeted;
- standard;
- extended.
Ich hlavný rozdiel spočíva v rozlíšení, ktoré je regulované počtom použitých DNA markerov. Tento parameter sa inak nazýva hustota matice. V cieľovej analýze je najnižšia (350 tisíc markerov). Ide o najdostupnejší a najlacnejší typ testu, ktorý zisťuje najčastejšie mikrodelecie a mikroduplikácie. Používa sa na potvrdenie známych špecifických syndrómov spojených s CNV.
Štandardný HMA používa 750 000 markerov, ktoré testujú všetky klinicky významné oblasti ľudského genómu. Tento test odhaľuje nielen bežné CNV, ale aj chromozomálne abnormality, ktoré spôsobujú nediferencované syndrómy. Rovnakú funkciu, ale oveľa informatívnejšiu, vykonáva rozšírená analýza chromozomálnych mikročipov. Predstavuje najhlbšiu štúdiu genómu s matricou obsahujúcou 2,67 milióna DNA markerov.
XMA Efficiency
XMA je moderný a veľmi účinný spôsob detekcie chromozomálnych abnormalít. predtým pre nichdetekcia využívala štandardnú cytogenetickú metódu, ktorá pozostávala z vizuálnej kontroly chromozómov pacienta. Na porovnanie, rozlíšenie molekulárnej karyotypizácie je 1000-krát vyššie a umožňuje vám nájsť najmenšie zmeny, ktoré predtým nebolo možné zistiť. To zvýšilo diagnostický výťažok o 10. Okrem toho CMA nevyžaduje predkultiváciu buniek a umožňuje analyzovať mnoho oblastí chromozómov súčasne.
Užitočnosť molekulárnej karyotypizácie pre konkrétneho pacienta závisí od:
- vybraného typu analýzy (pokročilá, cielená alebo štandardná);
- správne hodnotenie výsledku;
- vybavenie a súprava DNA čipov (markery zabudované do matrice), ktoré používa konkrétne laboratórium.
Názov jedného z najkvalitnejších medicínskych genetických centier, kde môžete vykonávať chromozomálnu mikročipovú analýzu, je „Genomed“. Recenzie o tejto inštitúcii ju opisujú ako lekársku organizáciu na vysokej úrovni s moderným technologickým vybavením, ktoré umožňuje širokú škálu rôznych genetických testov, vrátane veľmi zriedkavých. Pre XMA v "Genomed" (Moskva, diaľnica Podolskoe, 8) sa používajú sady DNA markerov od poprednej výrobnej spoločnosti.
