Badanie cytogenetyczne - co to jest i kiedy je wykonać?

Jakie rodzaje badań cytogenetycznych wyróżniamy?

Cytogenetyka to dział genetyki, który spośród wielu badań genetycznych specjalizuje się w badaniu chromosomów, czyli struktur wewnątrzkomórkowych zawierających kompleksową informację genetyczną. Pełny zestaw chromosomów w komórkach somatycznych (czyli wszystkich poza komórkami płciowymi) organizmu określany jest natomiast mianem kariotypu. Na ocenę liczby, morfologii oraz struktury wszystkich chromosomów pozwala badanie cytogenetyczne.

Do badań cytogenetycznych zalicza się:

• klasyczne badanie cytogenetyczne - zobacz badanie ❱
• molekularne badanie cytogenetyczne - zobacz badanie ❱

Badanie cytogenetyczne w większości przypadków wykonuje się z limfocytów krwi obwodowej, ale materiałem do badania mogą być także komórki szpiku kostnego, komórki płynu owodniowego (amniocyty), komórki trofoblastu (kosmówki) czy fibroblasty (komórki tkanki łącznej).

W jakim celu przeprowadzane jest badanie cytogenetyczne?

Badanie kariotypu ma na celu sprawdzenie, czy liczba, morfologia i struktura chromosomów obecnych w komórkach naszego organizmu jest prawidłowa.

Prawidłowy kariotyp człowieka w komórkach somatycznych organizmu złożony jest z 46 pogrupowanych w pary chromosomów.

Chromosomy z par 1-22 to chromosomy niezwiązane z płcią, określane mianem chromosomów autosomalnych (autosomów). 23. para chromosomów z kolei determinuje płeć - u płci żeńskiej obecne są dwa chromosomy X, natomiast u płci męskiej obecny jest jeden chromosom X oraz jeden chromosom Y.

W chromosomach niektórych osób znajdują się jednak nieprawidłowości, czyli aberracje chromosomowe, które również można wykryć przy pomocy badania cytogenetycznego. Obecność takich aberracji może skutkować występowaniem różnorodnych zaburzeń rozwojowych / zdrowotnych.

Wśród aberracji chromosomowych wymienia się:

• aberracje liczbowe,
• aberracje strukturalne.

Istotą aberracji liczbowych jest nieprawidłowa ilość chromosomów w komórce - do tego typu nieprawidłowości zalicza się m.in. trisomię (czyli obecność dodatkowego chromosomu w danej parze chromosomów), monosomię (brak jednego chromosomu z danej pary chromosomów), triploidię (obecność dodatkowego zestawu 23 chromosomów, czyli ich liczba w komórce wynosi nie 46, a 69).

Aberracje strukturalne polegają natomiast na zaburzeniu struktury chromosomów, wśród nich wymienia się m.in. delecje, translokacje, duplikacje czy inwersje. Delecja oznacza utratę fragmentu chromosomu, translokacja - jego przeniesienie na inny chromosom lub w inne miejsce tego samego chromosomu. Duplikacją nazywane jest natomiast podwojenie fragmentu chromosomu, a inwersją - jego odwrócenie o 180 stopni.

Wśród aberracji strukturalnych wyróżnia się aberracje zrównoważone (translokacje zrównoważone, inwersje), czyli takie, które nie skutkują zmianą ilości materiału genetycznego, ale zmianą jego rozmieszczenia w genomie. Te aberracje mogą nie powodować u ich nosiciela żadnych widocznych objawów, ale być przyczyną niepłodności, poronień czy występowania wad genetycznych u potomstwa.

Co to jest klasyczne badanie cytogenetyczne?

Klasyczne badanie cytogenetyczne jest podstawową metodą pozwalającą na analizę kariotypu.

Składają się na nie następujące etapy:

• hodowla in vitro komórek pozyskanych od osoby badanej,
• dodanie związków zatrzymujących podziały komórkowe w stadium metafazy - to właśnie w metafazie chromosomy są najlepiej widoczne (takim związkiem jest kolchicyna),
• zakończenie hodowli oraz przygotowanie preparatów chromosomowych - jest to możliwe dzięki poddaniu komórek szokowi hipotonicznemu, ich utrwaleniu oraz nakropieniu utrwalonej zawiesiny na tzw. szkiełko podstawowe, pozwalające na ocenę mikroskopową danego preparatu,
• wybarwienie chromosomów - stosowane są różne techniki barwienia, np. prążki G, prążki Q, prążki R czy prążki T. Ma to na celu uzyskanie układu prążków charakterystycznych dla poszczególnych chromosomów,
• analiza uzyskanych preparatów pod mikroskopem przy pomocy odpowiednich programów komputerowych - dzięki temu możliwa jest ocena liczby i struktury chromosomów.

Na czym polega molekularne badanie cytogenetyczne?

Najnowocześniejszą techniką stosowaną w cytogenetyce molekularnej jest porównawcza hybrydyzacja do mikromacierzy (aCGH). Pozwala ona na analizę chromosomów z czułością nieosiągalną dla innych metod, dzięki niej możliwe jest wykrycie obecności w kariotypie pacjenta tzw. submikroskopowych zmian genomowych (które uznaje się za częstą przyczynę np. niepełnosprawności intelektualnej czy autyzmu).

Należy jednak zaznaczyć, że technika ta nie pozwala na wykrycie aberracji chromosomowych zrównoważonych.

Porównawcza hybrydyzacja do mikromacierzy złożona jest z poniższych etapów:

• izolacji DNA z materiału pozyskanego od osoby poddawanej badaniu,
• znakowania DNA osoby badanej oraz referencyjnego, prawidłowego DNA za pomocą 2 różnych znaczników fluorescencyjnych,
• hybrydyzacji DNA osoby badanej oraz prawidłowego DNA referencyjnego z sondami molekularnymi na mikromacierzach,
• odpłukania fluorescencji niezwiązanej,
• odczytu poziomu fluorescencji, która emitowana jest przez DNA osoby badanej oraz prawidłowy DNA referencyjny,
• analizy bioinformatycznej uzyskanego obrazu mikromacierzy i przygotowania wyniku badania.

Jak wygląda wynik badania cytogenetycznego?

Kariotyp ustalany na podstawie badania cytogenetycznego zawsze zapisywany jest w odpowiedni sposób - zapis złożony jest z liczby chromosomów w komórce somatycznej organizmu oraz liter oznaczających chromosomy płci.

Zapis prawidłowego żeńskiego i męskiego kariotypu wygląda następująco:

• 46, XX - kariotyp żeński,
• 46, XY - kariotyp męski.

Jeżeli w kariotypie obecne są aberracje chromosomowe, również są one odpowiednio oznaczane - we wszystkich przypadkach należy skonsultować się z lekarzem genetykiem w celu ich poprawnego zinterpretowania.

Poniżej przykłady zapisu kariotypów z aberracjami chromosomowymi:

• 45, X - oznacza monosomię chromosomu X u płci żeńskiej, czyli zespół Turnera,
• 47, XY, +21 - oznacza kariotyp męski z dodatkowym chromosomem 21., czyli zespół Downa (trisomia 21),
• 69, XXX - kariotyp żeński z triploidią,
• 46, XY, del(5)(q13) - oznacza kariotyp męski z delecją końcowego fragmentu długich ramion chromosomu z pary 5. od prążka q13.

Kiedy wykonać badanie cytogenetyczne?

Wykonanie badanie cytogenetycznego zlecane jest w wielu przypadkach - wskazaniem jest:

• podejrzenie obecności aberracji chromosomowej ze względu na obraz kliniczny choroby,
• występowanie choroby o nieznanej etiologii,
• występowanie opóźnienia psychoruchowego, niepełnosprawności intelektualnej, cech autyzmu,
• brak miesiączki, brak cech dojrzewania płciowego,
• zaburzenia w budowie narządów płciowych,
• niskorosłość,
• trudności z zajściem w ciążę,
• przebyte poronienie - możliwa jest analiza genetyczna płodu (materiału poronnego), a także materiału genetycznego rodziców,
• przygotowania do procedury zapłodnienia in vitro,
• narodziny dziecka obciążonego z wadą genetyczną z poprzedniej ciąży,
• podejrzenie występowania aberracji chromosomowej u rozwijającego się płodu - analiza kariotypu możliwa jest w ramach diagnostyki prenatalnej,
• obecność aberracji chromosomowej u partnera / wśród bliskich krewnych,
• niepłodność, przebyte poronienie, obecność wad genetycznych wśród bliskich członków rodziny.

Badanie cytogenetyczne pozwalające na ustalenie naszego kariotypu wykonuje się jednorazowo - uzyskany wynik obowiązuje już do końca życia.

Sprawdź, gdzie możesz zbadać swój kariotyp ❱

Jaka jest cena badania cytogenetycznego?

Na cenę badania cytogenetycznego wpływ ma rodzaj badania, zastosowania technologia, czułość czy zakres wykrywanych przez nie nieprawidłowości w kariotypie.

Badanie cytogenetyczne - ceny:

• Klasyczne badanie cytogenetyczne - cena: 379 zł ❱
• Molekularne badanie cytogenetyczne przy pomocy techniki aCGH - cena: 1690 zł ❱

Bibliografia:

Drewa G., Ferenc T., Genetyka medyczna, Wrocław, Elsevier Urban & Partner, 2011, ISBN 978-83-7609-295-9

Shinawi M., Cheung SW., The array CGH and its clinical applications, Drug Discov Today 2008, 13 (17-18):760-70

Szczałuba K., Obersztyn E., Mazurczak T., Zastosowanie nowoczesnych technik cytogenetyki molekularnej w diagnostyce wrodzonych wad rozwojowych, Perinatologia, Neonatologia i Ginekologia 2010, 3(2):108-116