Хромосомный микроматричный анализ

Хромосомный микроматричный анализ – ХМА - представляет собой сложный метод лабораторной диагностики, который позволяет получить информация о различных как структурных хромосомных нарушениях, так и количественных. К структурным изменениям в хромосомах относятся:

1. делеция, которая характеризуется потерей какого-либо участка хромосомы;
2. дупликация, характеризующаяся удвоением какого-либо участка генетического материала;
3. транслокация, при которой нуклеотидная последовательность с одной хромосомы переносится на другую;
4. инверсия, то есть нарушение последовательности нуклеотидов с поворотом на 180 градусов в хромосоме.

Все вышеописанные изменения можно поделить на сбалансированные, при которых количество генетического материала остается неизменным, и несбалансированные, проявляющиеся количественным изменением генов. При этом хромосомный микроматричный анализ направлен на обнаружение несбалансированных мутаций в хромосомах, к которым в первую очередь относятся дупликации и делеции (в том числе микроделеции и микродупликации, не выявляемые при других исследованиях). Кроме того, несбалансированными бывают и транслокации. Они могут возникать у детей, один из родителей которых является носителем сбалансированной хромосомной перестройки, не приводящей к изменению генного соотношения и не проявляющейся фенотипически (внешне).

Помимо качественных изменений в хромосоме, в ходе ХМА выявляют численные изменения хромосом, а именно анеуплоидии (любые изменения числа хромосом в какой-либо паре, например, трисомия 21 пары при синдроме Дауна) и полиплоидии (кратное увеличение гаплоидного хромосомного набора).

Геном человека: чем представлен?

Геном представляет собой общую совокупность генетического материала (ДНК), заключенного в клетке организма. У человека в норме каждая клетка, кроме половой (яйцеклетки и сперматозоида), содержит 46 хромосом, то есть 23 пары. Из них 22 пары являются аутосомами, которые не участвуют в определении пола человека, а 1 пара представляет собой половые хромосомы – ХХ в женском организме и XY в мужском.

Хромосома состоит из ДНК и белков. Генетический материал в хромосомах представляет собой строго определенную последовательность генов. Именно в генах закодирована информация обо всех белках в организме, которые отвечают за все фенотипические внешние проявления – за цвет глаз, метаболизм, рост волос, синтез гормонов и многое другое. Любые хромосомные изменения, происходящие в клетке, например, выпадение участка нуклеотидной последовательности (утрата гена), перемещение его на другую хромосому и т.д., приводит к серьезным изменениям в организме, так как меняется генетический код, а значит и синтезируемые белки. Именно на обнаружение хромосомных мутаций в первую очередь и направлен хромосомный микроматричный анализ.

Помимо хромосомных аберраций, мутационные изменения могут касаться конкретного гена или целого генома. Увеличение или уменьшение числа хромосом в клетке, то есть геномные мутации, помимо стандартного кариотипирования, также можно определить с помощью ХМА. Возникают такие изменения в тех случаях, когда нарушается процесс образования половых клеток и вместо гаплоидной, содержащей 23 непарные хромосомы, яйцеклетки и /или гаплоидного сперматозоида, образуется гамета с неправильным набором. При слиянии яйцеклетки и сперматозоида в норме образуется диплоидая (46 хромосом) клетка, из которой, после большого числа делений, развивается полноценный взрослый организм с нормальным кариотипом. Однако при слиянии с патологической гаметой все клетки организма, как и сама зигота, будут иметь неправильный хромосомный набор, что характерно для синдромов Дауна, Патау, Эдвардса и др.

К чему приводят хромосомные изменения?

Если говорить о сбалансированных хромосомных мутациях, то зачастую их носители являются фенотипически здоровыми, так как общее количество генетического материала остается неизменным. В свою очередь другие хромосомные аномалии могут приводить к непоправимым последствиям. Они могут быть причиной возникновения множественных пороков развития, которые проявляются нарушениями в работе большинства систем органов. Кроме того, для людей с таким типом нарушений характерно расстройство психомоторного развития, умственная отсталость.

Многие хромосомные мутации приводят к смерти, как внутриутробной, так и в раннем постнатальном периоде.

В каких случаях применяется хромосомный микроматричный анализ?

Как было описано выше, ХМА применяется в постнатальной (реже пренатальной) диагностике хромосомных, не так часто геномных изменений. Основными показаниями для проведения микроматричного анализа хромосом являются:

• многочисленные пороки развития без установленной причины;
• нарушение психомоторного развития, в том числе у детей с расстройством аутистического спектра;
• низкие интеллектуальные способности – умственная отсталость.

В ходе исследования удается обнаружить:

1. делеции;
2. дупликации;
3. несбалансированные транслокации;
4. уменьшение числа хромосом (анеуплоидии);
5. увеличение числа хромосом (анеуплоиии, полиплоидии);
6. однородительские дисомии, при которых ребенок унаследовал две хромосомы одной пары от одного родителя и ни одной хромосомы этой пары от другого.

Как проводится исследование?

Для выполнения микроматричного анализа подойдет любой биоматериал человека, содержащий ДНК. Образец исследуемого генетического материала наносят на специальные микрочипы, так называемые ДНК-матрицы, на которых располагается огромное число маркеров – участков хромосом. Затем происходит сканирование и автоматизированная обработка результата. В конечном итоге пациент и врач получают информацию о наличии и/или отсутствии каких-либо измененных хромосомных участков.

Ограничения для ХМА

Хромосомный микроматричный анализ, хоть и является одним из наиболее современных высокоточных методов молекулярного исследования, имеет ряд ограничений. Так, например, ХМА не позволяет, либо же не всегда помогает обнаружить:

• сбалансированные перестройки внутри хромосомы;
• мозаицизм, который характеризуется генетической разнородностью разных клеток организма (существование двух и более клеточных линий с разным генотипом);
• точковые мутационные изменения;
• микроделеции и/или микродупликации слишком малого размера, которые не попадают под разрешающую способность матрицы для исследования.

Подготовка к хромосомному матричному анализу

Никакой специальной подготовки к лабораторному исследованию со стороны пациента не требуется.

Интерпретация результатов исследования

В обязательном порядке для расшифровки полученных результатов исследования необходимо обратиться к врачу-генетику. При обнаружении изменений врач выставит окончательный диагноз и оценит прогноз заболевания. Важно учитывать любые генетические изменения при планировании семьи и детей. При наличии в семье больного ребенка необходимо оценить риск повторного рождения младенца с хромосомными нарушениями.

Где делают хромосомный микроматричный анализ?

Для выполнения исследования и сдачи биологического материала Вы можете обратиться в Московский Научно-Практический Центр Лабораторных Исследований Департамента Здравоохранения города Москвы МНПЦЛИ (ДЦЛИ). По любым вопросам обращайтесь лично в медицинскую лабораторию, либо уточняйте по телефону, указанному на сайте https://pmu.dcli.ru/.