Kromosomal mikroarrayanalys (XMA) är en högteknologisk metod för att bedöma karyotypen för närvaron av vissa mutationer associerade med en ökning av antalet DNA-kopior (duplicering), eller med förlust av en del av det genetiska material (radering). Sådana anomalier orsakar ofta ärftliga sjukdomar, så CMA är ett viktigt diagnostiskt verktyg inom modern medicin. Vanligtvis används denna teknik för att kontrollera genotypen av fostret, såväl som nyfödda och barn.
Allmänna egenskaper hos metoden
Microarray-kromosomanalys kallas annars molekylär karyotypning. Metoden är baserad på teknologin för DNA-hybridisering med genetiska markörer (tidigare kända specifika nukleotidsekvenser) inbäddade i en bärare (matris). Studien gör det möjligt att analyseramånga sektioner av kromosomer och identifierar förekomsten av strukturella omarrangemang (abberationer) förknippade med brist på eller överskott av genetiskt material.
Metoden är inte utformad för att upptäcka punktmutationer i gener, men den har en högre upplösning än traditionell karyotypning. CMA kan upptäcka submikroskopiska förändringar som spelar en viktig roll i patogenesen av olika sjukdomar, inklusive medfödda anomalier och mental retardation.
Betydningen av molekylär karyotypning
Huvudsyftet med CMA är att identifiera ytterligare små (mikroduplicering) eller saknade (mikrodeletion) fragment av genetisk information i förhållande till ett standardprov. Dessa avvikelser kallas kopianummervariationer (CNV).
Prefixet "mikro" betyder att denna teknik syftar till att upptäcka mycket små förändringar. Men CMA är också lämplig för att upptäcka större kromosomavvikelser, såsom olika aneuploidier (Downs syndrom, Patau, etc.). Studien kan dock inte fastställa förändringar inom en enda gen.
Förutom mikrodeletioner och mikrodupliceringar avslöjar analys den genetiska identiteten hos stora delar av kromosomerna, vilket kan indikera:
- blodsrelation mellan barnets föräldrar;
- att få båda kopiorna av kromosomerna från endast en förälder.
Med XMA kan du också upptäckatranslokationer, men bara om de inte är balanserade.
Kromosomal mikroarrayanalys är inte ett sätt att avkoda en genotyp eller en metod för att detektera gener. Denna studie syftar endast till att jämföra mängden genetiskt material i patientens kromosomer med kontrollen. Efter upptäckten av CNV avgör laboratoriet vilka gener som fanns där och utifrån detta tolkar resultatet. Antal varianter av kopior spelar en viktig roll i patogenesen av olika sjukdomar, men deras närvaro leder inte alltid till några avvikelser.
Forskningsändamål
Kromosomal mikroarrayanalys görs för att kontrollera om barnet har CNV som kan vara orsaken:
- autism;
- global stunting;
- mental utveckling;
- olika fosterskador;
- kramper;
- ovanliga fysiska egenskaper (dysmorfismer);
- medfödda anomalier.
Studien fastställer också närvaron eller frånvaron av numeriska kromosomavvikelser (Downs syndrom, etc.).
Det finns två huvudorsaker till att göra ett XMA-test:
- profylaktisk - kontrollerar barnets arvsmassa för mikrodeletioner eller mikrodupliceringar;
- diagnostik - utförs för att fastställa de genetiska orsakerna till olika störningar som kan vara associerade med CNV.
Ibland, för att förtydliga studiens resultat, görs en kontroll av föräldrarnas arvsmassa.
I enlighet med den internationella standarden och rekommendationer från flera medicinska samfund,CMA är ett nivå 1-test utformat för individer med medfödda anomalier, autism eller utvecklingsstörningar av okänt ursprung.
Många recensioner av kromosomal mikroarrayanalys bekräftar dess viktiga diagnostiska värde. Metoden låter dig hitta de genetiska orsakerna till problem hos ett barn när det inte finns några vanliga och ganska uppenbara kromosomstörningar (som Downs syndrom). Ibland hjälper CMA tvärtom till att utesluta förekomsten av kromosomala störningar hos barn med utvecklingsproblem. Sådana resultat anses vara gynnsamma, eftersom förvärvade defekter kan korrigeras, medan genetiska störningar inte kan korrigeras.
Metodteknik
XMA låter dig analysera ett stort antal olika DNA-fragment samtidigt, som vart och ett motsvarar en specifik genetisk markör tryckt på matrisen. Det sistnämnda är en ämnesstack som täcks av tusentals sådana sonder.
2 typer av DNA används för testet:
- patient;
- standard (motsvarar det normala mänskliga genomet).
Genetiskt material appliceras på matrisen, där hybridiseringsreaktionen mellan proberna och deras motsvarande provfragment äger rum. Det vill säga sekvenser från identiska sektioner av kromosomer kombineras med varandra.
En speciell enhet utvärderar separat graden av hybridisering av varje sond med kontrollen och med prototypen. I normala fallfall bör det vara detsamma. Om något fragment av patienten innehåller ett överskott av genetiskt material ger enheten en grön signal, och om det finns en brist är den röd.
Alla regioner i genomet för vilka matrisen innehåller markörer utvärderas. Instrumentsignaler fångas upp av skannern och bearbetas av datorn.
XMA-typer
Det finns 3 typer av kromosomal mikroarrayanalys:
- targeted;
- standard;
- extended.
Deras huvudsakliga skillnad ligger i upplösningen, som regleras av antalet använda DNA-markörer. Denna parameter kallas annars matrisens densitet. I målanalysen är den lägst (350 tusen markörer). Detta är den mest tillgängliga och billigaste typen av test som upptäcker de vanligaste mikrodeletionerna och mikroduplikationerna. Det används för att bekräfta kända specifika syndrom associerade med CNV.
Standard HMA använder 750 000 markörer som testar alla kliniskt signifikanta regioner av det mänskliga genomet. Detta test upptäcker inte bara vanliga CNV utan även kromosomavvikelser som orsakar odifferentierade syndrom. Samma funktion, men mycket mer informativ, utförs genom utökad kromosomal mikroarrayanalys. Den representerar den djupaste studien av genomet med en matris som innehåller 2,67 miljoner DNA-markörer.
XMA Efficiency
XMA är ett modernt och mycket effektivt sätt att upptäcka kromosomavvikelser. innan för demdetektion använde den vanliga cytogenetiska metoden, som bestod av en visuell inspektion av patientens kromosomer. I jämförelse är upplösningen av molekylär karyotypning 1000 gånger högre och låter dig hitta de minsta förändringarna som inte kunde upptäckas tidigare. Detta ökade det diagnostiska utbytet med 10. Dessutom kräver CMA inte förodling av celler och låter dig analysera många regioner av kromosomer samtidigt.
Nvändbarheten av molekylär karyotypning för en viss patient beror på:
- av den valda typen av analys (avancerad, riktad eller standard);
- korrekt bedömning av resultatet;
- utrustning och en uppsättning DNA-chips (markörer inbyggda i matrisen) som ett visst laboratorium använder.
Namnet på ett av de medicinska genetiska centra av högsta kvalitet där du kan utföra kromosomal mikroarrayanalys är "Genomed". Recensioner om denna institution beskriver det som en medicinsk organisation på hög nivå med modern teknisk utrustning som möjliggör ett brett utbud av olika genetiska tester, inklusive ganska sällsynta. För XMA i "Genomed" (Moskva, Podolskoe highway, 8) används uppsättningar av DNA-markörer från det ledande tillverkningsföretaget.
