Chromosomal microarray analysis (XMA) je visokotehnološka metoda za procjenu kariotipa na prisustvo određenih mutacija povezanih s povećanjem broja kopija DNK (duplikacija), ili s gubitkom dijela genetskog materijal (brisanje). Takve anomalije često uzrokuju nasljedne bolesti, pa je CMA važan dijagnostički alat u modernoj medicini. Obično se ova tehnologija koristi za provjeru genotipa fetusa, kao i novorođenčadi i djece.
Opšte karakteristike metode
Analiza hromozoma mikromrežom se inače naziva molekularna kariotipizacija. Metoda se zasniva na tehnologiji hibridizacije DNK sa genetskim markerima (prethodno poznatim specifičnim nukleotidnim sekvencama) ugrađenim u nosač (matriks). Studija omogućava analizumnoge dijelove hromozoma i identificirati prisustvo strukturnih preuređivanja (aberacija) povezanih s nedostatkom ili viškom genetskog materijala.
Metoda nije dizajnirana za otkrivanje tačkastih mutacija u genima, ali ima veću rezoluciju od tradicionalne kariotipizacije. CMA može otkriti submikroskopske promjene koje igraju važnu ulogu u patogenezi različitih bolesti, uključujući kongenitalne anomalije i mentalnu retardaciju.
Značenje molekularne kariotipizacije
Glavna svrha CMA je da identifikuje male dodatne (mikroduplikacije) ili nedostajuće (mikrodelecija) fragmente genetskih informacija u odnosu na standardni uzorak. Ova odstupanja se nazivaju varijacije broja kopija (CNV).
Prefiks "mikro" znači da je ova tehnologija usmjerena na otkrivanje vrlo malih promjena. Međutim, CMA je pogodan i za otkrivanje velikih hromozomskih anomalija, kao što su razne aneuploidije (Downov sindrom, Patau, itd.). Međutim, studija nije u mogućnosti da odredi promjene unutar jednog gena.
Pored mikrodelecija i mikroduplikacija, analiza otkriva genetski identitet velikih dijelova hromozoma, što može ukazivati na:
- krvno srodstvo roditelja djeteta;
- dobivanje obe kopije hromozoma samo od jednog roditelja.
Sa XMA također možete otkrititranslokacije, ali samo ako nisu balansirane.
Analiza hromozomskih mikromreža nije način dekodiranja genotipa ili metoda za otkrivanje bilo kakvih gena. Ova studija ima za cilj samo poređenje količine genetskog materijala u hromozomima pacijenta sa kontrolom. Nakon otkrića CNV-a, laboratorij utvrđuje koji su geni tu sadržani i na osnovu toga tumači rezultat. Varijante broja kopija igraju važnu ulogu u patogenezi raznih bolesti, ali njihovo prisustvo ne dovodi uvijek do bilo kakvih abnormalnosti.
Svrha istraživanja
Analiza hromozomskog mikromreža se radi kako bi se provjerilo ima li beba CNV koji bi mogli biti uzrok:
- autizam;
- globalno zakržljanje;
- mentalna retardacija;
- razne urođene mane;
- konvulzije;
- neobične fizičke osobine (dizmorfizmi);
- kongenitalne anomalije.
Studija takođe utvrđuje prisustvo ili odsustvo numeričkih hromozomskih abnormalnosti (Downov sindrom, itd.).
Postoje 2 glavna razloga za obavljanje XMA testa:
- profilaktički - provjera genoma djeteta na mikrodelecije ili mikroduplikacije;
- dijagnostika - izvodi se radi utvrđivanja genetskih uzroka različitih poremećaja koji mogu biti povezani sa CNV.
Ponekad, da bi se razjasnili rezultati studije, vrši se provjera genoma roditelja.
Prema međunarodnom standardu i preporukama nekoliko medicinskih zajednica,CMA je test nivoa 1 dizajniran za osobe sa urođenim anomalijama, autizmom ili smetnjama u razvoju nepoznatog porijekla.
Brojni pregledi analize hromozomskih mikromreža potvrđuju njenu važnu dijagnostičku vrijednost. Metoda vam omogućava da pronađete genetske uzroke problema kod djeteta kada ne postoje uobičajeni i prilično očigledni hromozomski poremećaji (kao što je Downov sindrom). Ponekad CMA, naprotiv, pomaže da se isključi prisustvo kromosomskih poremećaja kod djece s problemima u razvoju. Ovakvi rezultati se smatraju povoljnim, jer se stečeni defekti mogu ispraviti, dok se genetski poremećaji ne mogu ispraviti.
Tehnologija metode
XMA vam omogućava da istovremeno analizirate veliki broj različitih fragmenata DNK, od kojih svaki odgovara specifičnom genetskom markeru štampanom na matrici. Potonje je tema pokrivena hiljadama takvih sondi.
2 tipa DNK se koriste za test:
- pacijent;
- standard (odgovara normalnom ljudskom genomu).
Genetski materijal se nanosi na matriks, gdje se odvija reakcija hibridizacije između sondi i njihovih odgovarajućih fragmenata uzorka. To jest, sekvence iz identičnih dijelova hromozoma se kombinuju jedna s drugom.
Poseban uređaj posebno procjenjuje stepen hibridizacije svake sonde sa kontrolom i sa prototipom. U normalnomslučaju, trebalo bi da bude isto. Ako bilo koji fragment pacijenta sadrži višak genetskog materijala, uređaj daje zeleni signal, a ako postoji nedostatak, crveni.
Tako se procjenjuju svi regioni genoma za koje matrica sadrži markere. Signali instrumenta se hvataju od strane skenera i obrađuju se od strane računara.
XMA tipovi
Postoje 3 tipa analize hromozomskih mikromreža:
- targeted;
- standard;
- produženo.
Njihova glavna razlika leži u rezoluciji, koja je regulisana brojem DNK markera koji se koriste. Ovaj parametar se inače naziva gustina matrice. U ciljnoj analizi je najmanji (350 hiljada markera). Ovo je najpristupačniji i najjeftiniji tip testa koji otkriva najčešće mikrodelecije i mikroduplikacije. Koristi se za potvrdu poznatih specifičnih sindroma povezanih sa CNV.
Standard HMA koristi 750.000 markera koji testiraju sve klinički značajne regije ljudskog genoma. Ovaj test otkriva ne samo uobičajene CNV, već i hromozomske abnormalnosti koje uzrokuju nediferencirane sindrome. Istu funkciju, ali mnogo informativniju, obavlja proširena analiza hromozomskih mikromreža. Predstavlja najdublju studiju genoma sa matriksom koji sadrži 2,67 miliona DNK markera.
XMA Efficiency
XMA je moderan i veoma efikasan način za otkrivanje hromozomskih abnormalnosti. prije za njihza detekciju je korištena standardna citogenetska metoda, koja se sastojala od vizualnog pregleda hromozoma pacijenta. Za usporedbu, rezolucija molekularne kariotipizacije je 1000 puta veća i omogućava vam da pronađete najmanje promjene koje se prije nisu mogle otkriti. Ovo je povećalo dijagnostički prinos za 10. Osim toga, CMA ne zahtijeva pretkulturu ćelija i omogućava vam da analizirate mnoge regije hromozoma u isto vrijeme.
Korisnost molekularne kariotipizacije za određenog pacijenta zavisi od:
- odabrane vrste analize (napredne, ciljane ili standardne);
- tačna procjena rezultata;
- oprema i set DNK čipova (markera ugrađenih u matricu) koje koristi određena laboratorija.
Naziv jednog od najkvalitetnijih medicinskih genetičkih centara u kojem možete obaviti analizu hromozomskih mikromreža je "Genomed". Recenzije o ovoj ustanovi opisuju je kao medicinsku organizaciju visokog nivoa sa savremenom tehnološkom opremom koja omogućava širok spektar različitih genetskih testova, uključujući i prilično rijetke. Za XMA u "Genomedu" (Moskva, Podolskoe autoput, 8) koriste se setovi DNK markera vodeće proizvodne kompanije.
