Stanovení karyotypu organismu: vyšetření lymfocytů z krve muže a ženy, popis výsledků

Karyotyp je soubor všech chromozomů v buňce určitého biologického druhu. Při studiu karyotypu se posuzují hlavní charakteristiky chromozomů – jejich počet, velikost, tvar a struktura.

Normálně se lidský karyotyp skládá ze 46 chromozomů, tedy 23 párů, z nichž jeden je pohlaví, a 22 párů autozomů. V tomto případě mužský genotyp obsahuje pohlavní chromozomy X a Y, zatímco ženský má dva X.

Genetický materiál v buňce existuje v různých stavech. Při procesech biosyntézy v buňce tedy nedochází ke zkroucení molekuly DNA. Při dělení se naopak silně spiralizuje a tvoří chromozomy. Je možné studovat karyotyp při dělení mitotických buněk, kdy je genetický materiál nejvíce zabalen, což nám umožňuje počítat chromozomy a hodnotit jejich strukturu.

Proč a v jakých případech se provádí výzkum chromozomů?

Nejprve se provádí karyotypová studie, pokud existuje podezření na jakoukoli genetickou patologii spojenou se změnou počtu chromozomů, například s Downovým syndromem, a také se změnou jejich kvality. Rozbor lze doporučit dětem s opožděným fyzickým, psycho-emocionálním a duševním vývojem.

Kromě toho se karyotypizace doporučuje manželským párům, které mají dlouhodobě problémy s početím dítěte (časté samovolné potraty, neschopnost otěhotnět, porod mrtvého dítěte), protože některé změny vedou k neplodnosti. Změny v genomu mohou způsobit dědičná onemocnění plodu, různé fenotypové transformace, patologie vnitřních orgánů atd., což také vyžaduje předběžné posouzení karyotypů manželů před plánováním dětí v některých případech, včetně před použitím technologií asistované reprodukce.

Pokud je u dítěte v těhotenství zvýšené riziko genetické patologie, provádí se karyotypový rozbor plodu (prenatální diagnostika některých onemocnění).

Jak se provádí karyotypová studie?

Pro provedení laboratorní studie je nutné získat jakékoli živé buňky těla schopné dělení. Nejčastěji používanými krvinkami jsou lymfocyty. Během studie procházejí buňky několika fázemi.

1. Pro začátek používají speciální protein – mitogen, který stimuluje procesy dělení v buňce. Tímto způsobem se chromozomy stávají spirálovitými a lze je v budoucnu bez zvláštních obtíží studovat.
2. Přibližně tři dny po začátku studie se proces dělení zastaví a buněčná kultura se zpracuje.
3. Dalším krokem je příprava mikroskopického preparátu. Buněčný materiál je fixován na podložní sklíčko a chromozomy jsou obarveny. Existují dva hlavní typy karyotypizace: klasická a spektrální. Klasická metoda zahrnuje diferenciální barvení směsí různých barviv, v důsledku čehož vazbou na chromozomy pigment nerovnoměrně barví části materiálu a odhalují se pruhovaná místa. Spektrální metoda zahrnuje použití fluorescenčních látek, které se vážou na určité oblasti chromozomů a „osvětlují“ homologní páry jednou barvou.
4. Poslední fází hodnocení karyotypu je vyšetření preparátu pod mikroskopem se studiem počtu a struktury chromozomů.

Během analýzy jsou studovány chromozomy několika buněk (asi 10), což umožňuje spolehlivé posouzení výsledků. Karyotypizace krvinek se provádí jednou za život, protože karyotyp člověka zůstává po celou dobu nezměněn.

Jaká porušení lze během studie zjistit?

Studium chromozomálního aparátu nám umožňuje identifikovat jak kvantitativní abnormality, tak strukturální změny v chromozomech. Mezi kvantitativní změny jsou nejčastější:

• trizomie (přidání třetí kopie chromozomu k homolognímu páru) 21. páru chromozomů, která způsobuje rozvoj Downova syndromu;
• Edwardsův syndrom, kdy karyotyp obsahuje další chromozom 18;
• Patauův syndrom – trizomie chromozomu 13; tato patologie je často neslučitelná se životem;
• další polysomie – tetra-, penta- atd., kdy počet dalších chromozomů přesáhne jeden;
• monosomie, ve kterých je jeden chromozom ze sady „ztracen“ (například Shereshevsky-Turnerův syndrom, ve kterém chybí jeden pohlavní X chromozom);

Kromě změn v počtu chromozomů může analýza karyotypu odhalit patologie ve struktuře genetického materiálu, jako jsou:

• delece, tedy ztráta nezbytné části chromozomu; V případě Cri du Chat syndromu tedy chromozom 5 ztrácí část svého krátkého raménka;
• duplikace nebo zdvojení, při kterém se některá část genů opakuje;
• translokace, která zahrnuje přenos úseku jednoho chromozomu do jiného nebo do jiné polohy; v některých případech je translokace pozorována u Downova syndromu, stejně jako u jiných patologií;
• inverze je otočení úseku genetické informace o 180° (tj. sekvence AGCT se změní na TCGA atd.).

Co takové změny způsobuje?

Kvantitativní změny jsou spojeny s poruchami divergence chromozomů při meiotickém dělení ve fázi tvorby pohlavních buněk, které po fúzi tvoří zygotu s nesprávnou sadou chromozomů.

Kvalitativní změny se přenášejí z rodičů na dítě a jsou spojeny s mutacemi.

Jak interpretovat výsledky karyotypizace?

Na základě laboratorního testování musí být uveden počet chromozomů, pohlavních chromozomů a jakékoli další znaky. Například 46, XX, 5p je záznam karyotypu pro ženský syndrom cri du chat, který se čte jako „žena se sadou 46 chromozomů a delecí v krátkém raménku chromozomu 5“ nebo 46, XY – normální muž karyotyp.

Závěr vydává genetik. Nepokoušejte se sami interpretovat výsledky genetických testů. V případě dotazů se určitě obraťte na odborníka.

Kolik stojí test karyotypu?

Cena buněčné karyotypizace se liší v závislosti na laboratoři, městě, naléhavosti atd., proto si prosím ověřte cenu služby v každém konkrétním případě zvlášť.

Karyotypizace je metoda cytogenetického výzkumu a zahrnuje studium lidských chromozomů. Při studiu chromozomové sady (karyotypu) se zjišťují změny v kvantitativním složení a odhalují se strukturální abnormality (kvalita) chromozomů. Karyotypizace se provádí jednou za život a umožňuje určit genom muže a ženy, kteří jsou manželé, identifikovat nesoulad chromozomů manželů, který může být důvodem narození dítěte s vývojovou vadou popř. závažné genetické onemocnění a také umožňuje zjistit důvod, proč je pro danou ženu nemožné mít děti. Karyotyp je soubor lidských chromozomů s úplným popisem všech jejich charakteristik (velikost, množství, tvar atd.). Genom každého člověka se běžně skládá ze 46 chromozomů (23 párů). 44 chromozomů je autozomálních a odpovídá za přenos dědičných znaků v rodině (barva vlasů, stavba uší, zraková ostrost atd.). Poslední, 23. pár představují pohlavní chromozomy, které určují karyotyp ženy 46XX a muže 46XY.

Indikace pro karyotypizaci

• věk budoucích rodičů (35 let a více, i když tento požadavek splňuje pouze jeden z manželů);
• neplodnost neznámého původu;
• vícenásobné a neúspěšné pokusy o umělé oplodnění (IVF);
• přítomnost dědičné choroby u jednoho z manželů;
• hormonální nerovnováha u žen;
• porucha tvorby spermií (spermatogeneze) s neznámou příčinou;
• nepříznivé ekologické prostředí;
• kontakt s chemikáliemi a radiační expozice;
• vliv škodlivých faktorů na ženu, zejména v nedávné minulosti: kouření, alkohol, drogy, užívání léků;
• přítomnost spontánního ukončení těhotenství (potrat, předčasný porod, zmrazené těhotenství);
• příbuzenská manželství;
• přítomnost dítěte/dětí s chromozomálními patologiemi nebo vrozenými vývojovými vadami.

Postup pro studium karyotypů manželů musí být proveden ve fázi plánování těhotenství. Možnost karyotypizace však není vyloučena, pokud je žena těhotná. Poté se provádí karyotypizace nejen u manželů, ale také u budoucího dítěte (prenatální karyotypizace).

Příprava analýzy

Vzhledem k tomu, že krevní buňky se používají pro analýzu karyotypu, je nutné vyloučit vliv různých faktorů, které komplikují jejich růst, což činí analýzu neinformativní.

Přibližně 2 týdny před darováním krve pro karyotypizační analýzu byste se měli vyhnout nebo se vyvarovat vystavení následujícím faktorům:

• přítomnost akutních onemocnění nebo exacerbace chronických;
• užívání léků, zejména antibiotik;
• pití alkoholu a kouření.

Jak se analýza provádí?

Přednost má žilní krev, která se odebírá oběma manželům. Lymfocyty, které jsou ve fázi mitózy (dělení), jsou odděleny od žilní krve. Během tří dnů se analyzuje růst a reprodukce buněk, u kterých jsou lymfocyty ošetřeny mitogenem, který stimuluje mitózu. Během procesu dělení může výzkumník pozorovat chromozomy, ale proces mitózy je zastaven speciálním ošetřením. Poté se na skle připravují speciální preparáty chromozomů.

Pro lepší odhalení struktury chromozomů jsou obarveny. Každý chromozom má své vlastní individuální pruhování, které je po obarvení jasně viditelné. Obarvené nátěry se pak analyzují, aby se určil celkový počet chromozomů a struktura každého z nich. V tomto případě se porovná pruhování párových chromozomů a získaný výsledek se porovná s normami cytogenetických schémat chromozomů.

Analýza obvykle nevyžaduje více než 12-15 lymfocytů, tento počet buněk nám umožňuje identifikovat kvantitativní a kvalitativní chromozomové nesrovnalosti a následně dědičné onemocnění.

Co odhaluje karyotypizace?

Interpretaci karyotypizační analýzy provádí genetik. Normální analýza vypadá jako 46XX nebo 46ХУ. Pokud je však zjištěna jakákoli genetická patologie, například detekce třetího extra 21 chromozomu u ženy, pak bude výsledek vypadat jako 46XX21+.

Co lze určit analýzou sady chromozomů? :

• trisomie – třetí chromozom navíc v páru (například Downův syndrom);
• monosomie – v páru chybí jeden chromozom;
• delece – ztráta části chromozomu;
• duplikace – zdvojení libovolného fragmentu chromozomu;
• inverze – obrácení úseku chromozomu;
• translokace – pohyb úseků (castling) chromozomu.

Například detekce delece v chromozomu Y je často příčinou zhoršené spermatogeneze a následně mužské neplodnosti. Je také známo, že delece jsou příčinou některých vrozených patologií u plodu.

К Kromě toho nám karyotypizace umožňuje posoudit stav genů. Tuto výzkumnou metodu lze použít k identifikaci :

• genové mutace, které ovlivňují tvorbu trombu, což narušuje průtok krve v malých cévách během tvorby nebo implantace placenty a může způsobit potrat/neplodnost;
• genová mutace chromozomu Y (v tomto případě je nutné použít spermie dárce);
• mutace genů odpovědných za detoxikaci (nízká schopnost těla dezinfikovat okolní toxické faktory);
• Genová mutace v genu pro cystickou fibrózu pomáhá vyloučit možnost tohoto onemocnění u dítěte.

Kromě toho karyotypizace pomáhá diagnostikovat genetickou predispozici k mnoha onemocněním, jako je infarkt myokardu, cukrovka, hypertenze, patologie kloubů atd.

Co dělat v případě odchylek?

Pokud jsou u jednoho z manželů ve fázi plánování těhotenství zjištěny genové mutace nebo chromozomální aberace, vysvětlí genetik páru pravděpodobnost nemocného dítěte a možná rizika.

Jak víte, chromozomální a genová patologie je neléčitelná, takže další rozhodnutí leží na bedrech budoucích rodičů (použít dárcovské spermie nebo vajíčko, riskovat dítě nebo zůstat bez dětí).

Pokud jsou během těhotenství zjištěny chromozomální abnormality, zejména v embryu, je ženě nabídnuto ukončení těhotenství. Lékaři nemají právo trvat na ukončení těhotenství.

V případě některých chromozomálních abnormalit (například riziko narození dítěte s patologií není vysoké) může genetik předepsat kurz určitých vitamínů, které snižují pravděpodobnost nemocného dítěte.

Naše klinika má genetika: Pobedinskaya A.I.