Karotyoping: mit tud feltárni és hogyan kész

A kariotípus a szóban forgó kromoszómák fényképe. Az orvos a terhesség alatt kariotípust rendelhet, hogy megvizsgálja a gyakori veleszületett hibákat. Néha a leukémia diagnózisának megerősítésére is használják. Kevésbé, a kariotípust használják a szülők szkrínelésére, mielőtt elkezdenek elképzelni, ha fennáll annak a veszélye, hogy genetikai rendellenességet okoznak a babának. A vizsgálat céljától függően az eljárás vérvizsgálatot, csontvelő-aspirációt vagy olyan gyakori prenatális eljárásokat tartalmazhat, mint az amniocentesis vagy a chorion villus mintavétel.

Genetikai alapok

A kromoszómák olyan szálszerű szerkezetek, amelyek a szülőkből örökölt sejtek magjában vannak, és amelyek genetikai információinkat gének formájában hordozzák. A gének irányítják a fehérjék szintézisét a testünkben, ami meghatározza, hogyan nézzen ki és működik.

Minden embernek általában 46 kromoszómája van, amelyek közül 23-at anyáinktól és apáinktól örökölünk. Az első 22 pár autoszómának nevezik, amelyek meghatározzák az egyedülálló biológiai és fiziológiai jellemzőinket. A 23. pár a nemi kromoszómákból (X vagy Y néven) áll, amelyek jelzik, hogy nő vagy férfi vagyunk.

A genetikai kódolás bármely hibája befolyásolhatja a fejlődést és a testünk működésének módját. Bizonyos esetekben megnövelhet minket egy betegség vagy fizikai vagy szellemi hiba fokozott kockázatára. A kariotípus lehetővé teszi az orvosok számára, hogy felismerjék ezeket a hibákat.

A kromoszóma-hibák akkor jelentkeznek, amikor a sejt magzati fejlődése során megoszlik. A szaporodási szervekben bekövetkezett szétválasztást meiózisnak nevezzük. A szaporodási szerveken kívül eső szétválasztást mitózisnak nevezzük.

Milyen a kariotípus?

A kariotípus a kromoszómákat méretük, alakjuk és számuk alapján jellemzi a numerikus és szerkezeti hibák azonosítására.Míg a numerikus rendellenességek azok, amelyekben túl kevés vagy túl sok kromoszóma van, a strukturális rendellenességek a kromoszómális hibák széles skáláját foglalhatják magukban, beleértve:

• törléseket, amelyben a kromoszóma egy része hiányzik
• áttelepítések, amelyben a kromoszóma nem ott van
• inverzió, amelyben a kromoszóma egy része az ellenkező irányba fordult
• duplikációk, amelyben a kromoszóma egy részét véletlenül másolják

Numerikus rendellenességek

Néhány ember egy extra vagy hiányzó kromoszómával születik. Ha több, mint két kromoszóma van, akkor ezt triszómiának nevezzük. Ha hiányzik vagy sérült a kromoszóma, ez egy monoszómia.

A numerikus rendellenességek közül néhány kariotípus észlelhető:

• Down-szindróma (21-es triszómia), amelyben egy 21 extra kromoszóma megkülönböztető arc-jellemzőket és értelmi fogyatékosságot okoz
• Edward-szindróma (18-as triszómia), amelyben a 18. extra kromoszóma az első születésnapot megelőzően magas halálozási kockázatot jelent
• Patau-szindróma (13. triszómia), amelyben egy 18 extra kromoszóma növeli a szívprobléma, az értelmi fogyatékosság és a halál valószínűségét az első év előtt
• Turner-szindróma (monoszómia X), amelyben a lányok hiányzó vagy sérült X kromoszóma rövidebb magasságra, értelmi fogyatékosságra és a szívproblémák fokozott kockázatára utal
• Klinefelter-szindróma (XXY-szindróma), amelyben egy extra X kromoszóma a fiúkban meddőséget, tanulási zavart és nem fejlett nemi szerveket okozhat

Strukturális rendellenességek

A szerkezeti rendellenességek nem olyanok, mint a triszómiák vagy a monoszómiák, de ezek mindegyike olyan súlyos lehet. Példák:

• Charcot-Marie-Tooth betegséga 17. kromoszóma átfedése okozta, ami az izom méretének csökkenéséhez, az izomgyengeséghez és a motor- és egyensúlyi nehézségekhez vezet
• Kromoszóma 9 inverzióaz értelmi fogyatékossággal, az arc- és koponya-malformációval, a meddőséggel és az ismétlődő terhességi veszteséggel kapcsolatos
• Cri-du-Chat szindróma, amelyben az 5. kromoszóma deléciója késleltetett fejlődést, kis fejméretet, tanulási zavart és megkülönböztető arcvonásokat okoz
• Philadelphia kromoszómaa 9. és 22. kromoszómák reciprok transzlokációja által okozott, ami a krónikus myeloid leukémia magas kockázatát eredményezi
• Williams-szindróma, amelyben a 7. kromoszóma transzlokációja szellemi fogyatékosságot, szívproblémákat, megkülönböztető arcvonásokat és kimenő, vonzó személyiségeket okoz

A strukturális kromoszómális rendellenességek expressziója hatalmas. Például a Down-szindrómás esetek 2% -ától 3% -ig terjedő esetekben a 21. kromoszómánál történő áthelyezés okozza. Ugyanakkor nem minden kromoszóma-rendellenesség okoz betegséget. Néhányan valójában hasznosak lehetnek.

Az egyik ilyen példa a 11-es kromoszóma hibája által okozott sarlósejt-betegség (SCD). Míg két ilyen kromoszóma örökölt SCD-hez vezet, csak egy védheti meg a malária ellen. Úgy véljük, hogy más hibák is védelmet nyújtanak a HIV ellen, serkentik a széles körben semlegesítő HIV antitestek (BnAbs) termelését a fertőzöttek ritka alcsoportjában.

Jelzések

A prenatális szűrés során a kariotípusokat jellemzően az első trimeszterben és a második trimeszterben végezzük. A standard tesztek 19 különböző veleszületett betegségre vonatkoznak, beleértve a Down-szindrómát és a cisztás fibrózist.

A kariotípusokat néha előfeltevéses szűrésre használják bizonyos körülmények között, nevezetesen:

• Azok a párok, akiknek genetikai megbetegedés közös előzményei vannak
• Amikor egy partnernek genetikai betegsége van
• Ha egy partner ismeretes, hogy autoszomális recesszív mutációval rendelkezik (amely csak akkor okozhat betegséget, ha mindkét partner ugyanazt a mutációt adja)

A kariotípust nem használják a rutin előzetes szűrésvizsgálathoz, hanem inkább azoknak a pároknak, akiknek a kockázata magasnak tekinthető. Ilyenek például az Ashkanzi zsidó párok, akiknél nagy a kockázata a Tay-Sachs-betegségnek, vagy az afroamerikai pároknak, akiknek a családi kórképe sirálysejtes betegség.

A párok, akik vagy nem képesek elképzelni vagy ismétlődő vetélést szerezni, szülői kariotípust is végezhetnek, ha minden más okot feltártak és kizártak.

Végül kariotípust lehet alkalmazni a krónikus mieloid leukémia megerősítésére más vizsgálatokkal együtt. (A Philadelphia kromoszóma jelenléte önmagában nem tudja megerősíteni a rák diagnózist.)

Hogyan hajtják végre őket

A kariotípus elméletileg bármilyen testfolyadékon vagy szöveten végezhető, de a klinikai gyakorlatban a mintákat négy módon kapjuk meg:

• magzatvíz mintavétel magában foglalja a tű beillesztését a hasba, hogy kis mennyiségű magzatvíz keletkezzen a méhből; ultrahang irányításával végezzük el, hogy elkerüljük a magzat károsodását. Az eljárást a terhesség 15. és 20. hetében végezzük. Míg viszonylag biztonságos, az amniocentézis a vetélés kockázatával jár együtt.
• Korionos villus mintavétel (CVS) hasi tűt használ a sejtek mintájának kivonására a placenta szövetekből. A CVS a terhesség 10. és 13. hete között jellemzően az abszolút vetélés kockázata.
• Érvágás a vérvonás orvosi fogalma. A vérmintát rendszerint a karodban lévő vénából nyerik, amit azután ammónia-kloridnak teszünk ki a leukociták (fehérvérsejtek) izolálásához kariotípus-meghatározáshoz. Injekciós hely fájdalom, duzzanat és fertőzés lehetséges.
• Csontvelő aspiráció a krónikus mieloid leukémia diagnosztizálásának elősegítésére használható. A tipikusan úgy történik, hogy egy tűt helyezünk a csípőcsont középpontjába, és helyi érzéstelenítés alatt, orvosi rendelőben végezzük.A lehetséges mellékhatások közé tartozik a fájdalom, a vérzés és a fertőzés.

Mintaértékelés

Miután a mintát összegyűjtöttük, egy laborban egy citogenetikus néven ismert szakember elemzi. A folyamat az összegyűjtött sejtek tápanyaggal dúsított táptalajban való növesztésével kezdődik. Ez segít a mitózis stádiumának meghatározásában, amelyben a kromoszómák leginkább megkülönböztethetők.

A sejteket ezután egy csúszdára helyezzük, fluoreszcens festékkel festjük, és egy elektronmikroszkóp lencse alá helyezzük. A citogenetikus ekkor a kromoszómák mikrofotográfiáit veszi fel, és úgy rendezi vissza a képeket, mint egy kirakós játék, hogy megfelelően illeszkedjen a 22 pár autoszomális kromoszómához és két pár kromoszómához.

Miután a képeket helyesen helyezte el, azokat kiértékelik annak megállapítására, hogy nincsenek-e kromoszómák vagy nincsenek-e hozzá. A festés segíthet a strukturális rendellenességek feltárásában is, mert a kromoszómák sávmintái nem egyeznek vagy hiányoznak, vagy azért, mert a kromoszómális "kar" hossza hosszabb vagy rövidebb, mint a másik.

Eredmények

Bármilyen rendellenességet fel kell sorolni egy kariotípus-jelentésben az érintett kromoszóma és a rendellenesség jellemzői alapján. Ezeket az eredményeket "lehetséges", "valószínű" vagy "végleges" értelmezések kísérik. Néhány állapotot véglegesen diagnosztizálhatunk kariotípussal; mások nem.

A prenatális kariotípus eredménye 10 és 14 nap között van. Mások általában három-hét napon belül készülnek. Míg kezelőorvosa rendszerint megvizsgálja az eredményeket, egy genetikai tanácsadó lehet, aki segít, hogy jobban megértse, mit jelentenek és nem jelentenek az eredmények. Ez különösen akkor fontos, ha egy veleszületett rendellenességet észlelnek, vagy előzetes szűrővizsgálat kimutatja az öröklődő betegség fokozott kockázatát, ha gyermeke van.