Karotyoping: co można odkryć i jak to się robi

Kariotyp to dosłownie fotografia chromosomów, które istnieją w komórce. Lekarz może zlecić kariotyp podczas ciąży w celu zbadania powszechnych wad wrodzonych. Czasem służy również do potwierdzenia rozpoznania białaczki. Rzadziej stosuje się kariotyp w celu zbadania rodziców przed poczęciem, jeżeli istnieje ryzyko przeniesienia zaburzenia genetycznego na dziecko. W zależności od celu badania procedura może obejmować badanie krwi, aspirację szpiku kostnego lub takie powszechne procedury prenatalne, takie jak amniopunkcja lub pobieranie próbek kosmówki kosmówkowej.

Podstawy genetyki

Chromosomy są nitkowatymi strukturami w jądrze komórek, które dziedziczymy od naszych rodziców i które niosą naszą informację genetyczną w postaci genów. Geny kierują syntezą białek w naszym ciele, co decyduje o tym, jak wyglądamy i funkcjonujemy.

Wszyscy ludzie mają zazwyczaj 46 chromosomów, z których 23 dziedziczymy odpowiednio od naszych matek i ojców. Pierwsze 22 pary nazywane są autosomami, które określają nasze wyjątkowe cechy biologiczne i fizjologiczne. Dwudziesta trzecia para składa się z chromosomów płci (znanych jako X lub Y), które określają, czy jesteśmy kobietą czy mężczyzną.

Każdy błąd w kodowaniu genetycznym może wpływać na rozwój i sposób działania naszych ciał. W niektórych przypadkach może nas to zwiększać ryzyko choroby lub wady fizycznej lub intelektualnej. Kariotyp pozwala lekarzom wykryć te błędy.

Wady chromosomalne występują, gdy komórka dzieli się podczas rozwoju płodu. Wszelkie podziały występujące w narządach rozrodczych nazywa się mejoza. Każdy podział występujący poza narządami rozrodczymi nazywany jest mitozą.

Co może pokazać Karyotyp

Kariotyp charakteryzuje chromosomy na podstawie ich wielkości, kształtu i liczby w celu zidentyfikowania defektów numerycznych i strukturalnych.Chociaż nieprawidłowości liczbowe to te, w których albo masz zbyt mało lub zbyt wiele chromosomów, nieprawidłowości strukturalne mogą obejmować szeroki zakres wad chromosomów, w tym:

• Usunięcia, w którym brakuje części chromosomu
• Translokacje, w którym chromosom nie jest tam, gdzie powinien
• Inwersje, w którym część chromosomu przewraca się w przeciwnym kierunku
• Duplikacje, w którym część chromosomu jest przypadkowo skopiowana

Nieprawidłowości numeryczne

Niektórzy ludzie rodzą się z dodatkowym lub brakującym chromosomem. Jeśli istnieje więcej niż dwa chromosomy, w których powinny być tylko dwa, nazywa się to trisomią. Jeśli brakuje chromosomu lub go brakuje, jest to monosomia.

Wśród niektórych nieprawidłowości liczbowych kariotyp może wykryć:

• Zespół Downa (trisomia 21), w którym dodatkowy chromosom 21 powoduje charakterystyczne rysy twarzy i upośledzenie umysłowe
• Zespół Edwarda (trisomia 18), w którym dodatkowy chromosom 18 przekłada się na wysokie ryzyko śmierci przed pierwszymi urodzinami
• Zespół Patau (trisomia 13), w którym dodatkowy chromosom 18 zwiększa prawdopodobieństwo problemów z sercem, niepełnosprawnością intelektualną i śmiercią przed pierwszym rokiem
• Zespół Turnera (monosomia X), w którym brakujący lub uszkodzony chromosom X u dziewcząt przekłada się na mniejszą wysokość, niepełnosprawność intelektualną i zwiększone ryzyko problemów z sercem
• Zespół Klinefeltera (zespół XXY), w którym dodatkowy chromosom X u chłopców może powodować niepłodność, trudności w uczeniu się i niedorozwinięte narządy płciowe

Nieprawidłowości strukturalne

Nieprawidłowości strukturalne nie są tak często postrzegane lub identyfikowane jako trisomie lub monosomy, ale mogą być równie poważne. Przykłady obejmują;

• Choroba Charcota-Marie-Tootha, spowodowane przez powielenie chromosomu 17, co prowadzi do zmniejszenia wielkości mięśni, osłabienia mięśni i trudności motorycznych i równowagi
• Odwrócenie chromosomu 9, związane z niepełnosprawnością intelektualną, malformacją twarzy i czaszki, niepłodnością i nawracającą utratą ciąży
• Zespół Cri-du-Chat, w którym delecja chromosomu 5 powoduje opóźniony rozwój, mały rozmiar głowy, zaburzenia uczenia się i charakterystyczne rysy twarzy
• Chromosom Philadelphia, spowodowane przez wzajemną translokację chromosomów 9 i 22, co skutkuje wysokim ryzykiem przewlekłej białaczki szpikowej
• Zespół Williamsa, w którym translokacja chromosomu 7 powoduje upośledzenie umysłowe, problemy z sercem, charakterystyczne rysy twarzy i wychodzące, angażujące osobowości

Wyrażanie strukturalnych nieprawidłowości chromosomowych jest ogromne. Na przykład od 2 do 3 procent przypadków zespołu Downa jest spowodowanych przez translokację na chromosomie 21. Jednak nie wszystkie nieprawidłowości chromosomalne są przyczyną choroby. Niektóre w rzeczywistości mogą być korzystne.

Jednym z takich przykładów jest niedokrwistość sierpowata (SCD) spowodowana defektem chromosomu 11. Podczas dziedziczenia dwóch z tych chromosomów doprowadzi to do SCD, ponieważ tylko jeden może ochronić cię przed malarią. Uważa się, że inne defekty zapewniają ochronę przed HIV, stymulując produkcję szeroko neutralizujących przeciwciał anty-HIV (BnAbs) w rzadkim podgrupie zakażonych osób.

Wskazania

W przypadku badań prenatalnych kariotypy są zwykle wykonywane w pierwszym trymestrze ciąży i ponownie w drugim trymestrze ciąży. Standardowe testy panelowe dla 19 różnych chorób wrodzonych, w tym zespołu Downa i mukowiscydozy.

Karyotypy są czasem wykorzystywane do kontroli prekoncepcji w określonych warunkach, a mianowicie:

• Dla par ze wspólną historią choroby genetycznej
• Kiedy jeden z partnerów ma chorobę genetyczną
• Kiedy wiadomo, że jeden partner ma autosomalną mutację recesywną (taką, która może wywołać chorobę tylko wtedy, gdy oboje partnerzy przyczyniają się do tej samej mutacji)

Karyotypowanie nie jest stosowane do rutynowego badania precepcji, ale raczej dla par, których ryzyko uważa się za wysokie. Przykłady obejmują pary żydowskie z Ashkanzi, które są obarczone dużym ryzykiem choroby Tay-Sachsa lub pary Afroamerykanów z rodzinną historią choroby sierpowatokrwinkowej.

Pary, które nie są zdolne do poczęcia lub doświadczają nawracających poronień, mogą również poddać się kariotypowi rodziców, jeśli wszystkie inne przyczyny zostały zbadane i wykluczone.

Wreszcie, do potwierdzenia przewlekłej białaczki szpikowej w połączeniu z innymi testami można zastosować kariotyp. (Sam obecność chromosomu Philadelphia nie może potwierdzić rozpoznania raka.)

Jak są wykonywane

Kariotyp może teoretycznie zostać wykonany na jakimkolwiek płynie lub tkance ciała, ale w praktyce klinicznej próbki otrzymuje się na cztery sposoby:

• Amniocenteza polega na wprowadzeniu igły do ​​brzucha w celu uzyskania niewielkiej ilości płynu owodniowego z macicy; wykonuje się go za pomocą ultradźwięków, aby uniknąć uszkodzenia płodu. Zabieg wykonuje się między 15. a 20. tygodniem ciąży. O ile stosunkowo bezpieczna, amniopunkcja wiąże się z ryzykiem poronienia wynoszącym jeden do jednego.
• Pobieranie próbek kosmówki kosmówki (CVS) używa również igły brzusznej do ekstrakcji próbki komórek z tkanek łożyska. Zwykle wykonywany pomiędzy 10. a 13. tygodniem ciąży, CVS niesie ryzyko poronienia w stosunku jeden do 100.
• Puszczanie krwi jest terminem medycznym oznaczającym pobranie krwi. Próbka krwi jest zwykle pobierana z żyły na ramieniu, która jest następnie eksponowana na chlorek amonowy, aby wyizolować leukocyty (białe krwinki) do kariotypowania. Ból w miejscu wstrzyknięcia, obrzęk i zakażenie są możliwe.
• Aspiracja szpiku kostnego może być stosowany jako pomoc w diagnozowaniu przewlekłej białaczki szpikowej. Zwykle wykonuje się ją przez włożenie igły do ​​środka kości biodrowej i wykonuje się ją w znieczuleniu miejscowym w gabinecie lekarskim.Ból, krwawienie i zakażenie są jednymi z możliwych działań niepożądanych.

Przykładowa ocena

Po pobraniu próbki jest analizowany w laboratorium przez specjalistę znanego jako cytogenetyk. Proces rozpoczyna się od hodowania zebranych komórek w pożywce wzbogaconej w składniki odżywcze. Dzięki temu można dokładnie określić stadium mitozy, w której chromosomy są najbardziej rozróżnialne.

Następnie komórki umieszcza się na szkiełku, wybarwia barwnikiem fluorescencyjnym i umieszcza pod soczewką mikroskopu elektronowego. Następnie cytogenetyk wykonuje mikrofotografie chromosomów i ponownie układa obrazy jak puzzle, aby prawidłowo dopasować 22 pary autosomalnych chromosomów i dwie pary chromosomów płci.

Po prawidłowym ustawieniu obrazów są one oceniane w celu ustalenia, czy brakuje chromosomów lub które zostały dodane. Barwienie może również pomóc wykryć nieprawidłowości strukturalne, albo dlatego, że wzorce pasmowania na chromosomach są niedopasowane, albo brakuje ich, albo ponieważ długość chromosomowego "ramienia" jest dłuższa lub krótsza niż inna.

Wyniki

Wszelkie nieprawidłowości zostaną wymienione w raporcie o kariotypie na podstawie zaangażowanego chromosomu i charakterystyki nieprawidłowości. Ustaleniom tym towarzyszyć będą "możliwe", "prawdopodobne" lub "ostateczne" interpretacje. Niektóre stany mogą być ostatecznie zdiagnozowane za pomocą kariotypu; inni nie.

Wyniki dotyczące kariotypu prenatalnego trwają od 10 do 14 dni. Inne są zwykle gotowe w ciągu trzech do siedmiu dni. Podczas gdy twój lekarz zwykle przegląda wyniki z tobą, doradca genetyczny może być pod ręką, aby pomóc ci lepiej zrozumieć, co oznaczają wyniki i nie mają znaczenia. Jest to szczególnie ważne, jeśli wykryte zostanie zaburzenie wrodzone lub badanie przedobjawowe ujawnia zwiększone ryzyko dziedzicznej choroby, jeśli masz dziecko.