Kromosomal mikroarray-analyse (XMA) er en højteknologisk metode til at vurdere karyotypen for tilstedeværelsen af visse mutationer forbundet med en stigning i antallet af DNA-kopier (duplikation) eller med tab af en del af det genetiske materiale (sletning). Sådanne anomalier forårsager ofte arvelige sygdomme, så CMA er et vigtigt diagnostisk værktøj i moderne medicin. Typisk bruges denne teknologi til at kontrollere genotypen af fosteret, såvel som nyfødte og børn.
Generelle karakteristika for metoden
Microarray kromosomanalyse kaldes ellers molekylær karyotyping. Metoden er baseret på teknologien til DNA-hybridisering med genetiske markører (tidligere kendte specifikke nukleotidsekvenser) indlejret i en bærer (matrix). Undersøgelsen giver mulighed for at analyseremange sektioner af kromosomer og identificerer tilstedeværelsen af strukturelle omlejringer (abberationer) forbundet med mangel på eller overskud af genetisk materiale.
Metoden er ikke designet til at detektere punktmutationer i gener, men den har en højere opløsning end traditionel karyotyping. CMA kan detektere submikroskopiske ændringer, der spiller en vigtig rolle i patogenesen af forskellige sygdomme, herunder medfødte anomalier og mental retardering.
Betydningen af molekylær karyotyping
Hovedformålet med CMA er at identificere små yderligere (mikroduplikation) eller manglende (mikrodeletion) fragmenter af genetisk information i forhold til en standardprøve. Disse afvigelser kaldes kopinummervariationer (CNV).
Præfikset "mikro" betyder, at denne teknologi er rettet mod at registrere meget små ændringer. Men CMA er også velegnet til at påvise større kromosomale anomalier, såsom forskellige aneuploidier (Downs syndrom, Patau, etc.). Undersøgelsen er dog ikke i stand til at bestemme ændringer inden for et enkelt gen.
Ud over mikrodeletioner og mikroduplikationer afslører analyse den genetiske identitet af store dele af kromosomerne, hvilket kan indikere:
- blodsforhold mellem barnets forældre;
- indhentning af begge kopier af kromosomer fra kun den ene forælder.
Med XMA kan du også opdagetranslokationer, men kun hvis de ikke er afbalancerede.
Kromosomal mikroarray-analyse er ikke en måde at afkode en genotype på eller en metode til at påvise gener. Denne undersøgelse har kun til formål at sammenligne mængden af genetisk materiale i patientens kromosomer med kontrollen. Efter opdagelsen af CNV bestemmer laboratoriet, hvilke gener der var indeholdt der, og ud fra dette fortolker resultatet. Varianter af kopinummer spiller en vigtig rolle i patogenesen af forskellige sygdomme, men deres tilstedeværelse fører ikke altid til abnormiteter.
Forskningsformål
Kromosomal mikroarray-analyse udføres for at kontrollere, om babyen har CNV'er, der kan være årsagen:
- autisme;
- global stunting;
- mental retardering;
- diverse fødselsdefekter;
- kramper;
- usædvanlige fysiske træk (dysmorfismer);
- medfødte anomalier.
Undersøgelsen bestemmer også tilstedeværelsen eller fraværet af numeriske kromosomale abnormiteter (Downs Syndrom osv.).
Der er 2 hovedårsager til at lave en XMA-test:
- profylaktisk - kontrol af barnets genom for mikrodeletioner eller mikroduplikationer;
- diagnostik - udføres for at fastslå de genetiske årsager til forskellige lidelser, der kan være forbundet med CNV.
Nogle gange, for at klarlægge resultaterne af undersøgelsen, foretages der en kontrol af forældrenes genom.
I henhold til den internationale standard og anbefalinger fra flere medicinske samfund,CMA er en niveau 1-test designet til personer med medfødte anomalier, autisme eller udviklingshæmning af ukendt oprindelse.
Talrige anmeldelser af kromosomal mikroarray-analyse bekræfter dens vigtige diagnostiske værdi. Metoden giver dig mulighed for at finde de genetiske årsager til problemer hos et barn, når der ikke er almindelige og ret tydelige kromosomforstyrrelser (såsom Downs syndrom). Nogle gange hjælper CMA tværtimod med at udelukke tilstedeværelsen af kromosomforstyrrelser hos børn med udviklingsproblemer. Sådanne resultater betragtes som gunstige, da erhvervede defekter kan korrigeres, mens genetiske lidelser ikke kan korrigeres.
Metodeteknologi
XMA giver dig mulighed for samtidigt at analysere et stort antal forskellige DNA-fragmenter, som hver især svarer til en specifik genetisk markør trykt på matrixen. Sidstnævnte er en emnestabel dækket af tusindvis af sådanne sonder.
2 typer DNA bruges til testen:
- patient;
- standard (svarer til det normale menneskelige genom).
Genetisk materiale påføres matrixen, hvor hybridiseringsreaktionen mellem proberne og deres tilsvarende prøvefragmenter finder sted. Det vil sige, at sekvenser fra identiske sektioner af kromosomer kombineres med hinanden.
En speciel enhed evaluerer separat graden af hybridisering af hver probe med kontrollen og med prototypen. I almtilfældet bør det være det samme. Hvis et fragment af patienten indeholder et overskud af genetisk materiale, giver enheden et grønt signal, og hvis der er en mangel, er det rødt.
Således evalueres alle regioner af genomet, for hvilke matrixen indeholder markører. Instrumentsignaler opfanges af scanneren og behandles af computeren.
XMA-typer
Der er 3 typer kromosomal mikroarray-analyse:
- målrettet;
- standard;
- forlænget.
Deres største forskel ligger i opløsningen, som er reguleret af antallet af anvendte DNA-markører. Denne parameter kaldes ellers matrixens tæthed. I målanalysen er det den laveste (350 tusinde markører). Dette er den mest tilgængelige og billigste type test, der registrerer de mest almindelige mikrodeletioner og mikroduplikationer. Det bruges til at bekræfte kendte specifikke syndromer forbundet med CNV.
Standard HMA bruger 750.000 markører, der tester alle klinisk signifikante områder af det menneskelige genom. Denne test detekterer ikke kun almindelige CNV'er, men også kromosomale abnormiteter, der forårsager udifferentierede syndromer. Den samme funktion, men meget mere informativ, udføres ved udvidet kromosomal mikroarray-analyse. Det repræsenterer den dybeste undersøgelse af genomet med en matrix indeholdende 2,67 millioner DNA-markører.
XMA Efficiency
XMA er en moderne og meget effektiv måde at opdage kromosomafvigelser på. før for demdetektion brugte den standard cytogenetiske metode, som bestod i en visuel inspektion af patientens kromosomer. Til sammenligning er opløsningen af molekylær karyotyping 1000 gange højere og giver dig mulighed for at finde de mindste ændringer, der ikke kunne detekteres før. Dette øgede det diagnostiske udbytte med 10. Derudover kræver CMA ikke forkultur af celler og giver dig mulighed for at analysere mange regioner af kromosomer på samme tid.
Nyttigheden af molekylær karyotyping for en bestemt patient afhænger af:
- af den valgte type analyse (avanceret, målrettet eller standard);
- korrekt vurdering af resultatet;
- udstyr og et sæt DNA-chips (markører indbygget i matrixen), som et bestemt laboratorium bruger.
Navnet på et af de medicinske genetiske centre af højeste kvalitet, hvor du kan udføre kromosomal mikroarray-analyse er "Genomed". Anmeldelser om denne institution beskriver den som en medicinsk organisation på højt niveau med moderne teknologisk udstyr, der giver mulighed for en bred vifte af forskellige genetiske tests, herunder ret sjældne. Til XMA i "Genomed" (Moskva, Podolskoe motorvej, 8) bruges sæt DNA-markører fra den førende produktionsvirksomhed.
