Kaj je študija citogenetske analize?

Citogenetska analiza (kariotip ali kromosom ali karta) je študija kromosomov celic. Kromosomi vsebujejo gene, ki jih sestavlja DNK, molekula, ki vsebuje vse potrebne informacije za gradnjo določenega posameznika in delovanje organizma.

V človeški celici je 46 kromosomov, 23 kromosomov prihaja od očeta (semenčica) in 23 od matere (jajčna celica). Sperme in jajčne celice so zarodne celice in edine vsebujejo le 23 kromosomov. Če sperma nosi kromosom X, se rodi ženski potomek, če nosi kromosom Y, pa se rodi moški potomek. Kariotip običajne samice bo takrat 46, XX, medtem ko moškega 46, XY. Za preučevanje kromosomov moramo med ogledom celic uporabiti tehnike kulture.

 

Kakšna je uporaba citogenetske analize?

Citogenetska analiza je namenjena preizkušanju, ali ni sprememb v številu in / ali strukture kromosomov, ki so lahko odgovorni za bolezni, za katere je značilen Downov sindrom, neplodnost / sterilnost (npr. Sindromi Turnerja in Klinefelterja), psihomotorni in jezikovni sindrom, rast in razvoj . Tudi izpostavljenost zgodnjemu splavu je lahko posledica kromosomske napake pri enem od staršev (3-5% primerov).

 

Kdaj morate opraviti citogenetsko analizo?

  • Prenatalna citogenetika se izvaja pri nosečnostih, pri katerih obstaja povečano tveganje za kromosomske nepravilnosti pri plodu, starost matere, enaka ali večja od 35 let (dopolnjeno pred rojstvom otroka), seštevek napačnega števila kromosomov, starši, ki izvajajo strukturne preureditve ki ne kažejo kliničnih znakov, starši s številom napak spolnih kromosomov (npr. 47, XXX; 47, XXY), rojstnimi napakami, poudarjenimi pri ultrazvočnih preiskavah, indikacijami, ki izhajajo iz biokemičnih testov (npr. bi-test), ponavljajočih se splavov. Z odvzemom transabdominalnega korionskega vilusa se lahko vzorčenje opravi med prvim trimesečjem (9-12 tednov) ali amniocentezo v drugem trimesečju (15-18 tednov). Za celice CVS se odvzamejo posteljice (vzorčenje horionskega vilusa), ki imajo enak izvor (in s tem enako genetsko) ploda, medtem ko je amniocenteza namenjena preučevanju celic ploda, ki jih najdemo v amnijski tekočini (amniocenteza).
  • Citogenetski postnatal. Kariotipizacija se izvaja pri bolnikih s sumom na kromosomski sindrom, pri starših in družinskih članih tistih, ki imajo kromosomske nepravilnosti, starših z napačnimi oblikami ali pri osebah s sumom na kromosomski sindrom, ki so umrli brez diagnoze, kadar prihaja do duševne zaostalosti in / ali okvare rojstva, zaostalosti, pri dojenčki, rojeni ali mrtvi, pari s ponavljajočimi se splavi, moška neplodnost, ženske s primarno ali sekundarno amenorejo (odsotnost ali prekinitev menstrualnega cikla).
  • Citogenetika splavnega materiala. Približno 15-20% vseh priznanih nosečnosti povzroči splav, več kot 50% pa ima spremenjeno število in / ali strukturo kromosomov, ki so posledica prekinitve nosečnosti. Citogenetska študija tkivnih abortusov je zato ključnega pomena za razumevanje vzroka prekinitve nosečnosti in podporo paru (saj je v večini primerov kromosom napake povsem naključen in ne pomeni večjega tveganja, da se dogodek ponovi).
  • Citogenetika tumorjev. Citogenetsko analizo lahko opravimo tudi za preučevanje tumorjev, hematoloških (npr. levkemije) in trdnih (npr. pljuča, dojk, jeter, mehurja). Določene kromosomske preureditve so tumorsko specifične in zato omogočajo pravilno diagnozo v primerjavi s kliničnim sumom ali dvomom. Na primer, ugotovitev kromosoma Philadelphia v aspiratu kostnega mozga pri pacientu s sumom na levkemijo, se uporablja za diagnosticiranje kronične mielogene levkemije ali prisotnost t (X; 18) v celični kulturi, pripravljeni iz biopsije trdnega tumorja, omogoča za diagnozo sinovialnega sarkoma.

 

Nove tehnologije: fluorescentna hibridizacija in situ (FISH)

Razvoj sofisticiranih tehnik, opredeljenih v molekularni citogenetiki, kot je hibridizacija s fluorescentno in situacijo (FISH), nam omogoča izvedbo bolj poglobljenih citogenetskih študij, saj omogoča lokacijo določenega zaporedja DNK na fiksnih pripravah kromosomov, interfaz jeder in odseki tkiv, pridobljeni iz katere koli vrste biološkega materiala (kri, biopsije, amnijska tekočina, gamete), naj bo to sveža, krio konzervirana ali parafinska. Tehnika FISH temelji na lastnostih denaturacije DNK na reverzibilen način (odpiranje dvojne vijačnice) in zagotavlja povezavo med določenim fragmentom DNK na območje, ki ga zanima – označeno s fluorescentnimi spojinami (sonda) – in komplementarnim zaporedjem DNK pripravek, ki je nameščen na diapozitivu mikroskopa: zanimivo kromosomsko območje je tako enostavno prepoznati s fluorescentnim mikroskopom.

FISH je nepogrešljivo dopolnilo tradicionalne citogenetike, saj jo odlikuje večja moč ločljivosti, kar omogoča karakterizacijo kromosomskih nepravilnosti v številu in strukturi, ki jih ni mogoče opredeliti s tehnikami klasične citogenetike in prepoznati kriptičnih preureditev, ki niso vidne niti po pasu visoke ločljivosti. FISH se ne uporablja za rutinsko analizo kariotipa, ampak le v izbranih primerih, ki temeljijo na diagnostiki specifičnih sumov ali za poglabljanje nekaterih citogenetskih nepravilnosti.

Ena izmed najnovejših aplikacij je na področju onkologije: v mnogih primerih pravzaprav zlasti za pridelke trdnih tumorjev, ki ne dobijo celične rasti in delitve in zato ne morejo poudariti kromosomov in jih analizirati. Poleg tega nam stopnja ločljivosti študije, izvedene s tradicionalno citogenetiko, ne omogoča prepoznavanja nepravilnosti, ki se lahko nanašajo samo na en gen.

Od leta 2000 so bile razvite DNK-sonde, ki lahko prepoznajo specifične nepravilnosti, na primer raka mehurja, za katerega so uporabljene štiri sonde, ki prepoznavajo kromosome 3, 7, 17:09 in so označene z različnimi fluorohromi (Multicolor FISH).

Citogenetični laboratorij Kliničnega inštituta Humanitas je referenčni center za preučevanje raka mehurja. Po raziskavi, izvedeni za preverjanje učinkovitosti tega testa, je bila v sodelovanju z enoto za urologijo uvedena analiza UROVYSION® v klinični praksi. Test je neinvaziven in omogoča odkrivanje v 48 urah s pomočjo tumorskih celic, pridobljenih iz preprostega vzorca urina. Test ima visoko napovedno moč, kar pomeni, da FISH identificira kromosomske nepravilnosti, značilne za raka, preden obstajajo dokazi o bolezni ali pozitivni cistoskopski preiskavi drugih diagnostičnih markerjev, kot so CTM (maligne tumorske celice). Leta 2001 je test odobrila Uprava za hrano in zdravila (FDA) za spremljanje ponovitve bolezni pri bolnikih, ki jim je že bil diagnosticiran rak in so bili na operaciji za odstranitev in / ali zdravljenje z BCG, leta 2004 pa za diagnozo pri bolnikih s hematurijo.

Tehnika FISH lahko nudi tudi informacije o najustreznejši terapiji za določeno vrsto raka pri posameznem bolniku (Ciljna terapija). Znano je na primer, da se bolniki z rakom dojke, ki imajo pozitivno FISH na amplifikacijo gena, imenovanega HER-2 / neu, katerega protein je izpostavljen na celični membrani tumorja, odzovejo na zdravljenje z določenim zdravilom trastuzumabom oz. protitelo, ki se veže na nevtralizacijo receptorjev (imunoterapija). Test se imenuje PATHVYSION® in ga je odobrila FDA. FISH se lahko uporablja tudi za preučevanje razširitve drugega gena, imenovanega EGFR, pri pljučnem raku in raku debelega črevesa. Tudi v tem primeru lahko uporabite različna zdravila, odvisno od tega, ali bolnikov tumor najdemo ali ne, odvisno od razširitve gena. V teh primerih ni terapija tista, ki uporablja protitelesa, ampak majhne molekule, ki zavirajo delitev celic (biološka terapija).

Nove meje se odpirajo z uporabo FISH za druge vrste raka, kot je melanom, kjer je diferencialna diagnoza displastičnega nevusa še posebej težavna, če temelji le na morfoloških merilih.

Zaradi visoke občutljivosti, specifičnosti in predvidene moči je tehnika FISH še posebej učinkovita pri preučevanju hematoloških in solidnih tumorjev. Zlasti ne samo, da je diagnostična / prognostična, ampak je tudi ključna pri izbiri terapije, ki temelji na genomskem profilu tumorja.