Chromosomal microarray analysis (XMA) je visokotehnološka metoda za procjenu kariotipa na prisutnost određenih mutacija povezanih s povećanjem broja DNK kopija (duplikacija) ili s gubitkom dijela genetskog materijal (brisanje). Takve anomalije često uzrokuju nasljedne bolesti, pa je CMA važan dijagnostički alat u suvremenoj medicini. Obično se ova tehnologija koristi za provjeru genotipa fetusa, kao i novorođenčadi i djece.
Opće karakteristike metode
Analiza kromosoma mikromreža inače se naziva molekularna kariotipizacija. Metoda se temelji na tehnologiji hibridizacije DNA s genetskim markerima (prethodno poznatim specifičnim nukleotidnim sekvencama) ugrađenim u nosač (matriks). Studija omogućuje analizumnoge dijelove kromosoma i identificirati prisutnost strukturnih preustroja (aberacija) povezanih s nedostatkom ili viškom genetskog materijala.
Metoda nije dizajnirana za otkrivanje točkastih mutacija u genima, ali ima višu 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-a je identificirati male dodatne (mikroduplikacije) ili nedostajuće (mikrodelecija) fragmente genetskih informacija u odnosu na standardni uzorak. Ta se odstupanja nazivaju varijacije broja kopija (CNV).
Prefiks "mikro" znači da je ova tehnologija usmjerena na otkrivanje vrlo malih promjena. Međutim, CMA je također prikladan za otkrivanje velikih kromosomskih anomalija, kao što su razne aneuploidije (Downov sindrom, Patau, itd.). Međutim, studija nije u mogućnosti odrediti promjene unutar jednog gena.
Osim mikrodelecija i mikroduplikacija, analiza otkriva genetski identitet velikih dijelova kromosoma, što može ukazivati na:
- krvno srodstvo djetetovih roditelja;
- dobivanje obje kopije kromosoma samo od jednog roditelja.
S XMA također možete otkrititranslokacije, ali samo ako nisu uravnotežene.
Analiza kromosomskih mikromreža nije način dekodiranja genotipa ili metoda za otkrivanje bilo kojeg gena. Ova studija ima za cilj samo usporedbu količine genetskog materijala u kromosomima bolesnika s kontrolnom. Nakon otkrića CNV-a, laboratorij utvrđuje koji su se geni tu nalazili i na temelju toga tumači rezultat. Varijante broja kopija igraju važnu ulogu u patogenezi raznih bolesti, ali njihova prisutnost ne dovodi uvijek do bilo kakvih abnormalnosti.
Svrha istraživanja
Radi se analiza kromosomskih mikromreža kako bi se provjerilo ima li beba CNV koji bi mogli biti uzrok:
- autizam;
- globalno zakržljanje;
- mentalna retardacija;
- razne urođene mane;
- konvulzije;
- neobične fizičke značajke (dismorfizmi);
- kongenitalne anomalije.
Studija također utvrđuje prisutnost ili odsutnost brojčanih kromosomskih abnormalnosti (Downov sindrom, itd.).
Postoje dva glavna razloga za obavljanje XMA testa:
- profilaktički - provjera djetetovog genoma za mikrodelecije ili mikroduplikacije;
- dijagnostika - provodi se radi utvrđivanja genetskih uzroka različitih poremećaja koji mogu biti povezani s CNV.
Ponekad, da bi se razjasnili rezultati studije, provodi se provjera genoma roditelja.
Prema međunarodnom standardu i preporukama nekoliko medicinskih zajednica,CMA je test razine 1 dizajniran za osobe s prirođenim anomalijama, autizmom ili razvojnim teškoćama nepoznatog podrijetla.
Brojni pregledi analize kromosomskih mikromreža potvrđuju njezinu važnu dijagnostičku vrijednost. Metoda vam omogućuje da pronađete genetske uzroke problema u djeteta kada nema uobičajenih i prilično očitih kromosomskih poremećaja (kao što je Downov sindrom). Ponekad CMA, naprotiv, pomaže isključiti prisutnost kromosomskih poremećaja u djece s problemima u razvoju. Takvi se rezultati smatraju povoljnim, jer se stečeni defekti mogu ispraviti, dok se genetski poremećaji ne mogu ispraviti.
Tehnologija metode
XMA omogućuje simultanu analizu velikog broja različitih fragmenata DNK, od kojih svaki odgovara specifičnom genetskom markeru otisnutom na matrici. Potonji je skup tema pokriven tisućama takvih sondi.
2 vrste DNK se koriste za test:
- pacijent;
- standard (odgovara normalnom ljudskom genomu).
Genetski materijal se primjenjuje na matricu, gdje se odvija reakcija hibridizacije između sondi i njihovih odgovarajućih fragmenata uzorka. To jest, sekvence iz identičnih dijelova kromosoma međusobno se kombiniraju.
Poseban uređaj zasebno procjenjuje stupanj hibridizacije svake sonde s kontrolom i s prototipom. U normalnomslučaju, trebalo bi biti isto. Ako bilo koji fragment pacijenta sadrži višak genetskog materijala, uređaj daje zeleni signal, a ako postoji nedostatak, crveni.
Tako se procjenjuju sve regije genoma za koje matrica sadrži markere. Signale instrumenta hvata skener i obrađuje računalo.
XMA vrste
Postoje 3 vrste analize kromosomskih mikromreža:
- ciljano;
- standard;
- prošireno.
Njihova glavna razlika leži u rezoluciji, koja je regulirana brojem korištenih DNK markera. Ovaj parametar se inače naziva gustoća matrice. U ciljnoj analizi je najmanji (350 tisuća markera). Ovo je najpristupačniji i najjeftiniji tip testa koji otkriva najčešće mikrodelecije i mikroduplikacije. Koristi se za potvrdu poznatih specifičnih sindroma povezanih s CNV.
Standard HMA koristi 750.000 markera koji testiraju sve klinički značajne regije ljudskog genoma. Ovaj test otkriva ne samo uobičajene CNV, već i kromosomske abnormalnosti koje uzrokuju nediferencirane sindrome. Istu funkciju, ali mnogo informativniju, obavlja proširena analiza kromosomskih mikromreža. Predstavlja najdublju studiju genoma s matricom koja sadrži 2,67 milijuna DNK markera.
XMA Efficiency
XMA je moderan i vrlo učinkovit način otkrivanja kromosomskih abnormalnosti. prije za njihza otkrivanje korištena je standardna citogenetska metoda, koja se sastojala od vizualnog pregleda kromosoma pacijenta. Za usporedbu, razlučivost molekularne kariotipizacije je 1000 puta veća i omogućuje vam pronalaženje najmanjih promjena koje se prije nisu mogle detektirati. To je povećalo dijagnostički prinos za 10. Osim toga, CMA ne zahtijeva pretkulturu stanica i omogućuje vam da analizirate mnoge regije kromosoma u isto vrijeme.
Korisnost molekularne kariotipizacije za određenog pacijenta ovisi o:
- odabrane vrste analize (napredne, ciljane ili standardne);
- točna procjena rezultata;
- oprema i set DNK čipova (markera ugrađenih u matricu) koje koristi određeni laboratorij.
Naziv jednog od najkvalitetnijih medicinskih genetskih centara u kojem možete obaviti analizu kromosomskih mikromreža je "Genomed". Recenzije o ovoj ustanovi opisuju je kao medicinsku organizaciju visoke razine s modernom tehnološkom opremom koja omogućuje širok raspon različitih genetskih testova, uključujući prilično rijetke. Za XMA u "Genomedu" (Moskva, Podolskoe autoput, 8) koriste se setovi DNK markera vodeće proizvodne tvrtke.
