Головна · Запор · Каріотипування клітин. Дослідження каріотипу (кількісні та структурні аномалії хромосом) за лімфоцитами периферичної крові (1 людина). Що виявляє у подружжя процедура каріотипування

Каріотипування клітин. Дослідження каріотипу (кількісні та структурні аномалії хромосом) за лімфоцитами периферичної крові (1 людина). Що виявляє у подружжя процедура каріотипування

Мабуть, найщасливішою подією для кожної подружжя є народження дитини. Але, на жаль, зараз багато хто стикається з проблемою неможливості зачаття. Основною причиною є безпліддя одного з подружжя внаслідок можливих генетичних порушень. Це відбувається внаслідок зміни структури, коли порушується кількість хромосом, або під впливом несприятливих умов навколишнього середовища, коли відбуваються інші генетичні мутації. Щоб визначити всі ці відхилення та уникнути виникнення проблем надалі важливим є не лише тестування пари на генетичну сумісність, а й проходження молекулярно-генетичного обстеження.

Важливість визначення каріотипу подружжя

Одним із найважливіших генетичних досліджень у підготовці до зачаття є аналіз на каріотип подружжя. Каріотип – це опис усіх ознак хромосом, які є носіями ДНК. Даний аналіз дозволяє визначити чи спрогнозувати можливість появи у потомства. При виявленні в одного з батьків несприятливого набору хромосом виникає ризик того, що дитина може народитися з важкою формою розумової відсталості або іншими хворобами. Каріотип людини змінити неможливо, але при своєчасному визначенні відхилення використовують методи виявлення каріотипу у плода та можливість його лікування.

Також існує більша ймовірність зриву вагітності при хромосомних відхиленнях. Але завдяки своєчасному визначенню проблеми та первісному плануванню вагітності є ймовірність народження здорового потомства. У випадках, якщо немає можливості лікування одного з подружжя, створено спеціальні донорські програми, які допомагають парам у народженні дитини.

Після того як каріотип подружжя визначено, проводять діагностику хромосомних синдромів – такого діагностування дозволяють визначити аномалії розвитку плода через структурні перебудови у хромосомному наборі одного з батьків. У більшості розвинених країн такий аналіз є обов'язковим перед укладанням шлюбу. Особливо важливим є проведення цього аналізу в сім'ях, які довго не можуть зачати дитину, або в тих випадках, коли вже були викидні (відбувся аборт). Визначити каріотип жінки у цьому випадку – найважливіше завдання. Саме тому проведення таких аналізів є необхідним і дозволяє уникнути народження дітей із тяжкою патологією.

Аналіз на каріотип

Процедура, що дозволяє визначити каріотип подружжя, абсолютно безболісна і полягає у здачі Результати визначаються протягом двох тижнів і дозволяють виявити відхилення структури хромосом та їх число. За добрих результатів загальна кількість хромосом у здорової людини дорівнює 46, дві з яких є статевими і визначаються як ХУ у чоловіків та ХХ у жінок. У нерідких випадках хромосомні або спричинені патологічними відхиленнями призводять до неможливості виношування дитини і, як наслідок, до викидня або безпліддя.

З крові, взятої у тому, щоб визначити каріотип подружжя, відсіюють одноядерні лейкоцити, яких приєднують активні клітини, здатні ділитися. У певний момент процес поділу зупиняють, отримані клітини забарвлюють і з допомогою мікроскопа збільшують та фотографують. Фарбування здійснюється за допомогою різних барвників (класичний та спектральний тести), що дозволяє отримати візуальне уявлення про повний набір хромосом.

Для отримання найкращих результатів у діагностиці та лікуванні безплідності та інших захворювань найкращим рішенням буде звернутися до центру репродуктивної медицини. У таких центрах подружжя може отримати необхідні консультації досвідчених фахівців, які згодом допоможуть підібрати правильні курси лікування. Вартість аналізів та лікування в подібних центрах відповідає наданій увазі та зручності і є цілком виправданою у досягненні поставленої мети – народженні здорового потомства.

Аналіз каріотипу у «ВітроКлінік» – висока точність та ефективність.

Велике значення у комплексному обстеженні репродуктивної системи подружжя грає визначення каріотипу.

Каріотипом називають той набір хромосом (їх кількість, форма, розміри тощо), який характерний для даного біологічного виду. Кожному виду організму властива певна кількість хромосом. Каріотип людини складається із 46 хромосом. З них 44 аутосоми (22 пари), що мають однакову будову і в жіночому та чоловічому організмі, і одна пара статевих хромосом (XY у чоловіків та XX у жінок).

Для його визначення необхідне проведення молекулярного дослідження, в результаті якого генетик отримує докладну інформацію про генетичні особливості сімейної пари та на її підставі пропонує ті чи інші розв'язання проблеми.

Проводити дослідження на каріотип хромосом слід у спеціалізованих центрах репродукції, що дозволить за необхідності провести додаткові аналізи, отримати кваліфіковану консультацію та висновки фахівців різного спрямування.

У центрі репродуктивних технологій «ВітроКлінік» Ви можете здати аналіз, який виявить каріотип кожного з подружжя в процесі комплексного обстеження. Сучасна лабораторія нашої клініки оснащена високотехнологічним обладнанням, яке дозволяє проводити аналізи на якісному рівні. Уважний та кваліфікований персонал клініки здійснить процедуру забору крові та іншого матеріалу професійно, швидко та безпечно. Біологічний матеріал негайно надійде в роботу, що конче необхідно при виконанні даного аналізу.

Що покаже аналіз каріотипу

Здорова людина може бути носієм хромосомних перебудов без видимих ​​ознак їх наявності. Хромосомні перебудови можуть призвести до проблем невиношування вагітності, жіночої, чоловічої безплідності, вроджених вад розвитку плода.

Насамперед за допомогою аналізу каріотипувизначаються патології в хромосомному наборі подружжя, такі як трисомія (збільшення числа хромосом на одну), моносомія (втрата пари хромосом), делеція (відсутність фрагментів хромосом), транслокація (обмін фрагментами різних хромосом), мозаїцизм і т.д. виявити причини безплідності та стійкого невиношування плода, а також діагностувати ймовірність розвитку різних вад у майбутнього потомства. Досвідчені генетики центру "ВітроКлінік" на підставі цих даних розроблять ефективні програми для вирішення репродуктивної проблеми сімейної пари.

Каріотип плода вже на ранніх стадіях вагітності з високою точністю вкаже на генетичні зміни, які спричиняють ті чи інші захворювання: синдроми Дауна, Клайнфельтера, Едвардса, Патау, Шерешевського-Тернера, Прадера-Віллі, аутентизм та інші серйозні вади розвитку. У ході ведення вагітності фахівці нашого центру репродуктивних технологій за потреби проводять даний аналіз, пропонують подальші шляхи вирішення проблеми при виявленні генетичних патологій у ембріона.

Показання до проведення аналізу каріотипу

Для повноцінного виношування та народження здорової дитини проводити процедуру каріотипування необхідно кожній парі, яка планує вагітність. На жаль, деяких подружжя, яким необхідне обстеження на каріотип, зупиняє ціна даного аналізу. У той же час у центрах репродукції, таких як наша клініка, пропонується проведення аналізу крові на каріотип у комплексі, що суттєво знижує його вартість та дозволяє уникнути безлічі проблем із вагітністю та здоров'ям майбутньої дитини.

З віком ймовірність хромосомних змін збільшується, тому насамперед здати каріотип рекомендують жінкам, які планують вагітність після 35 років. Згідно зі статистикою, у цьому випадку на 380 дітей народжується одна дитина з вадами у розвитку внаслідок генетичних хромосомних змін.

Хромосомні аномалії можуть призвести до безпліддя і невиношування вагітності, тому мимовільні аборти, що часто повторюються, зупинки розвитку плода під час вагітності і нездатність до зачаття вимагають визначення каріотипу подружжя.

Якщо ж у сім'ї є дитина з проблемами розвитку, то перед плануванням другої вагітності необхідно обов'язково провести даний вид генетичного обстеження.

Також проведення аналізу каріотипу необхідне особам із групи ризику: тим, хто має родичів із генетичними змінами хромосомного набору, постійно під час професійної чи іншої діяльності піддається впливу шкідливих чинників: радіаційних, хімічних, фізичних.

Методи визначення каріотипу

Для проведення цього аналізу необхідно здати кров на каріотип із вени. У класичному методі дослідження матеріал піддають культивуванню клітин та закріпленню протягом 72 годин. Далі відбувається процес фарбування хромосом та їх дослідження у вигляді світлового мікроскопування.

Запорукою отримання якісного результату дослідження є виключення загибелі клітин (відсутність мітотичної активності) через тривалий час з моменту взяття крові до надходження біоматеріалу в роботу. Завдяки налагодженій методиці виконання аналізу на визначення каріотипув рамках центру «ВітроКлінік» аналіз буде виконано відразу після взяття біоматеріалу у пацієнта.

Плануючи зачаття дитини, майбутні батьки побоюються можливості генетичних відхилень у потомства. Помилка природи, яку ні передбачити, ні виправити неможливо, трапляється рідко, але ніхто від неї не застрахований. Так було раніше, до появи нового методу дослідження на хромосомному рівні – каріотипування. Що за звір такий, як виглядає і кому рекомендують пройти насамперед – розберемося.

Що вивчає каріотипування

У ядрі живої клітини існують хромосоми - ниткоподібні тільця, що містять ДНК з певною послідовністю генів, в якій міститься спадкова інформація. Завдання хромосом – зберігати інформацію та передавати нащадкам.

Під каріотипом розуміють повний набір хромосом, а також особливості їх кількості, розміру та будови.

Вперше вчені описали хромосоми у другій половині ХІХ століття, а хромосомна теорія спадковості була обгрунтована на початку ХХ століття. Термін «каріотип» запропонував 1924 року радянський генетик Левитський.

Стандартний каріотип людини – 46 хромосом, що становлять 23 пари. Такий комплект міститься майже у кожній клітині організму. Розрізняють:

  • аутосомні хромосоми – 44 штуки або 22 пари; відповідають за передаються поколінням колір очей, шкіри, тип і колір волосся, якість зору, зростання, рівень інтелекту тощо;
  • статеві хромосоми – 2 штуки або 1 пара; у відповіді за ознаки чоловічої чи жіночої статі; в каріотипі жінок обидві хромосоми однакові, що позначаються ХХ; у чоловіків - різні, одна рівноплеча (Х), інша зменшена паличкоподібна (Y), тому позначаються XY.

Дитині дістається половина хромосом каріотипу від матері, половина - від батька.

Каріотип людини із зайвою хромосомою - на схемі їх 47 замість 46

У 70-ті роки XX століття експериментували з забарвленням хромосом – і виявили, що певні барвники призводили до появи на «частинках спадковості» поперечних смужок; різні пари були індивідуальним набором смуг.

Вчені взяли на озброєння метод диференціального фарбування і склали каріограми: кожній парі хромосом дали номер, у кожної промалювали характерні для неї смужки. Уніфікували записи каріотипу. Так, у нормі:

  • каріотип жінки – 46, ХХ;
  • каріотип чоловіка – 46, XY.

А ось як позначають хромосомні мутації:

  • 47, XX, 21+ - розшифровка означає, що у жінки в 21 парі виявлено третю хромосому (знаки + або - говорять про наявність додаткової або відсутності основної хромосоми);
  • 47, XXY - у чоловіка знайдено зайву статеву X-хромосому (синдром Клайнфельтера).

Так поступово дійшли нового методу цитогенетичного дослідження - каріотипування. Відтепер, корпя над пофарбованими хромосомами, вчені здатні майже зі стовідсотковою точністю з'ясувати, яка ймовірність народження у тих чи інших батьків малюка з генетичними аномаліями розвитку.

Кому показано каріотипування

Аналіз на каріотип необов'язковий; Однак плануючи завести дитину, подружжя уникне шокуючого «відкриття» у вигляді неповноцінного малюка, якщо заздалегідь дізнається структури власних наборів хромосом.

Серед усіх спадкових хвороб у тих, що спричинені хромосомними аномаліями – лідируючі позиції. Таким патологіям схильний в середньому один із ста новонароджених.

Спадкові захворювання "вискакують" у представників роду несподівано; Покоління за поколінням може народжуватися здоровим, як раптом виникає дитина з дуже поганим синдромом. Прорахувати ризики виникнення генетичної хвороби допоможе каріотипування. Лікар-генетик визначає, наскільки чоловік та жінка сумісні на генетичному рівні, вивчаючи каріотипи обох.

Трапляється, про новий спосіб дослідження подружжя дізнається із запізненням, коли в утробі матері вже розвивається нове життя. У 1 триместрі також можна здати аналізи на каріотип; якщо результат покаже загрозу невиліковного захворювання у плода, жінка зберігає можливість позбавитися дитини, оскільки дозволяє термін. Однак багато майбутніх мам всупереч труднощам вирішують народжувати «особливу» дитину.

Дослідити каріотип самої дитини також дозволяють сучасні методи - у такому разі говорять про пренатальне каріотипування.

Аналіз на каріотип – процедура недешева, ціна крутиться в районі 6700 рублів. Не виключено, що такий тест зрештою зобов'яжуть проходити всіх майбутніх батьків; в Європі каріотипування давно не викликає здивованих питань, а ось у Росії поки що не прижилося. Проте лікар призначить партнерам аналіз на каріотип, коли:

  • один або обидва майбутні батьки переступили 35-річний рубіж;
  • у когось із пари в роді зустрічалися спадкові патології;
  • майбутні мати та батько – близькі кревні родичі;
  • жінка безрезультатно намагається завагітніти, причини безплідності не встановлені;
  • ряд спроб ЕКО не увінчалися успіхом;
  • у жінки раніше відбувалися викидні (три і більше) або плід неодноразово гинув в утробі;
  • у жінки діагностовано гормональний збій або у чоловіка виявлено слабкі сперматозоїди за результатами особливого аналізу – спермограми;
  • хтось із двох або обидва працюють на шкідливому виробництві з небезпечними хімікатами чи отримали підвищену дозу радіації;
  • майбутні батьки, один або обидва, мають шкідливі звички – курять, вживають алкоголь, наркотики; також у групі ризику ті, хто безконтрольно ковтає сильнодіючі препарати;
  • у партнерів вже народжувалась дитина з серйозними патологіями.

Оскільки склад та структура хромосом протягом життя незмінні, каріотипування достатньо провести єдиний раз.

Які захворювання у плода виявляє аналіз на каріотип

Хромосомні мутації викликають і незворотні порушення розумового розвитку, і важкі фізичні недуги. Ось що діагностують методом цитогенетичного дослідження:

  • моносомію - відсутність у парі статевих хромосом Х-хромосоми; в результаті розвивається синдром Шерешевського-Тернера - генетична патологія, що веде до низькорослості, деформації суглобів обох ліктів, недостатнього статевого дозрівання;
  • трисомію - третя хромосома в задуманому «дуеті»; якщо зайва з'являється в 21 парі, діагностують синдром Дауна - розумове відставання виявляється у небагатому словниковому запасі, невиразній мові, невмінні мислити абстрактно, розсіяності; коли «третій зайвий» з'являється в 13 парі, є синдром Патау - важкі вроджені вади не дають шансу жити довго, хворі діти дотягують максимум до 10 років;

    Народжені з синдромом Дауна назавжди залишаються семирічних дітей, проте ця генетична аномалія, на відміну від синдрому Патау, дозволяє доживати до похилого віку.

  • дуплікацію – ділянка хромосоми подвоюється; частіше зустрічається в хромосомі 9, тоді патологія призводить до вроджених каліцтв, порушень функцій нирок, олігофренії; чверть хворих з таким діагнозом доживає до похилого віку;
  • делецію – зникає відрізок хромосоми; коли губиться відрізок у хромосомі 9, констатують синдром Альфі, серед ознак - гідронефроз нирок, вади серцево-судинної системи, помірна розумова відсталість, діти слухняні, лагідні; при втраті ділянки у хромосомі 13 настає синдром Орбелі – супроводжується важкими вадами внутрішніх органів, ідіотією; губиться частина хромосоми 5 - з'явиться аномалія під назвою «котячий крик»: крихта отримає вроджені вади, до того ж довго і голосно плакатиме;

    Надривний безпричинний плач - одна з ознак хромосомної аномалії під назвою «котячий крик»; ридання малюка і справді нагадують гучне нявкання

  • інверсію – поворот сегмента хромосоми на 180 градусів; як правило, не спотворюють зовнішність і не призводять до патологій; вчені, однак, підозрюють, що при інверсії відрізка в хромосомі 9 ризик викидня у жінки збільшується на 30%;
  • транслокацію – відрізок однієї хромосоми прикріплюється до іншої; такі хромосоми, що зчепилися, призводять до безпліддя, викиднів; діти народжуються із вадами розвитку.

За допомогою каріотипування оцінюють стан генів, у деяких випадках виявляють:

  • генну мутацію, що викликає утворення тромбів - майбутній мамі загрожує викидень, а іноді безпліддя;
  • генне порушення статевої Y-хромосоми – діагноз «безпліддя» ставиться чоловікові; щоб партнерці завагітніти, доведеться скористатися донорською спермою;
  • мутацію генів, що порушує здатність організму звільнятися від токсинів;
  • мутацію в гені-регуляторі муковісцидозу - важкого невиліковного захворювання, при якому порушуються функції травного тракту, органів дихання.

Одне з найвідоміших спадкових захворювань – гемофілія, або «царська хвороба»; викликається генною мутацією у статевій Х-хромосомі. Особливість патології в тому, що носії дефектної хромосоми – жінки, а передається гемофілія виключно нащадкам чоловічої статі. Проявляється поганою згортанням крові. Подібну хворобу виявили в англійської королеви Вікторії, від якої ген, що мутував, по материнській лінії отримав її правнук - син російського імператора Миколи II Олексій.

Син останнього російського імператора царевич Олексій від народження страждав на гемофілію; генетичну хворобу отримав від матері, імператриці Олександри Федорівни

Крім того, каріотипування виявляє ймовірну передачу у спадок таких хвороб:

  • гіпертонії – стійкого підвищення тиску;
  • інфаркту міокарда – некрозу ділянки міокарда через нестачу кровопостачання;
  • цукрового діабету – порушення засвоєння глюкози;
  • патології суглобів.

Як роблять аналіз на каріотип

Процедура непроста, тому у звичайній поліклініці робити не варто. Потрібний грамотний лікар-генетик та ретельне лабораторне дослідження із застосуванням сучасної техніки; краще звертатися до репродуктивних центрів.

Якщо каріотипування проведено за всіма правилами, помилка можлива в одному випадку зі ста.

Підготовка

Для отримання точного хромосомного портрета лаборантів чекає не один день копіткої роботи. На дослідження беруть зразок венозної крові, причому клітини отриманому біоматеріалі повинні нормально зростати. Щоб не довелося здавати кров двічі, починати готуватися до процедури доведеться за два тижні до події.

Для збереження зростання кров'яних клітин потрібно:


Аналіз на каріотип безпечний, боятися процедури ні тим, хто планує вагітність, ні майбутнім мамам не варто.

Лабораторне дослідження

Для початку у кожного з потенційних батьків беруть кров із вени і одразу відправляють на аналіз, поки клітини не загинули.

«Віковим» майбутнім мамам лікарі насамперед радять дізнатися про свій каріотип, а для цього здати кров із вени на аналіз

Для дослідження вистачає лише 12–15 лімфоцитів.

Результати

Ви отримали два висновки, в якому бачите 46 ХХ (для жінки) та 46 XY (для чоловіка); все гаразд, у вас нормальні каріотипи, народжуйте спокійно.

Якщо у виданому папері міститься складніша система «закорючок», лікар-генетик викликає потенційних батьків на консультацію. Що далі:

  • лікар пояснює, наскільки великі загрози народження у пари неповноцінного малюка, хто з партнерів виявився носієм неправильного набору хромосом чи генної мутації;
  • лікар розповідає, що можуть зробити батьки у кожному конкретному випадку: взяти для зачаття сперму донора (або донорську яйцеклітину), задовольнятися усиновленням дитини або все-таки ризикнути і народити свою; трапляється, хромосомні аномалії дають низький відсоток можливих патологій у плода;
  • коли про можливість народження дитини з генетичними аномаліями попереджено вагітну, лікар, як правило, радить зробити аборт, проте вирішуватиме сама жінка - і ніхто інший.

Підсумок каріотипування непередбачуваний - майбутніх батьків може очікувати неприємний сюрприз у вигляді присутності в одного або обох аномалій в хромосомах; лікар зобов'язаний підказати вихід із ситуації

Іноді прописане лікарями лікування медикаментами та вітамінами зменшує ризик появи аномалій у майбутньої дитини.

Коли і як проводять каріотипування плода

Отже, жінка завагітніла, попередньо не здавши аналіз на каріотип; партнер також знехтував процедурою. Вже в 1 триместрі майбутній мамі можуть рекомендувати каріотипування плода - навіть на ранніх термінах висока точність аналізу і дослідження каріотипу малюка покаже, чи з'явилися хромосомні аномалії.

Для процедури потрібні вагомі медичні підстави. Крім проблемної спадковості, солідного віку та інших факторів, що відносять вагітну до групи ризику, виникають інші причини для занепокоєння:

  • вірусні зараження, підхоплені жінкою під час виношування плода;
  • погані результати аналізу крові: так, знижений рівень АФП (альфа-фетопротеїну - білкової маси в печінці та травному тракті) вказує на можливий розвиток у плода синдрому Дауна; про те ж попереджає підвищений рівень ХГЛ (гормону вагітності – хоріонічного гонадотропіну людини).

Незапланована вагітність, у тому числі від випадкового партнера, також таїть небезпеку: жінка не має поняття, які спадкові хвороби зустрічалися в роді малознайомого тата.

Методи

Пренатальне каріотипування проводять двома методами:

  • неінвазивним (тобто без проникнення через шкіру та слизові оболонки); полягає у процедурі УЗД з вимірюванням плоду та вивченні зданої на біохімію крові матері з виявленням маркерів – порушень норми вмісту АФП, ХГЛ тощо; метод вважається безпечним для майбутньої дитини;
  • інвазивним (з проникненням) – проводиться процедура біопсії; лікар вводить інструменти в порожнину матки, акуратно проколює навколоплідний міхур та витягує генетичний матеріал – клітини плаценти, кров пуповини, крапельку рідини, що утворює навколоплідні води; вивчення біологічних зразків дозволить отримати каріотип плода та встановити наявність чи відсутність хромосомних аномалій.

Плюс інвазивного методу – висока точність та інформативність діагностики; відсоток помилкових результатів мінімальний. Неінвазивне дослідження негаразд ефективно. Однак жирний мінус методу "з проникненням" - можливі загрози плоду.Вторгнення в тендітний внутрішньоутробний світ загрожує ускладненнями, серед яких:

  • раптова кровотеча;
  • підтікання навколоплідних вод;
  • відшарування плаценти;
  • викидень.

Правду кажучи, такі наслідки настають рідко - у 2-3% випадків, але лікарі зобов'язані проінформувати майбутніх батьків про ризики інвазивного методу каріотипування плода. До речі, таким способом вже на початку вагітності дізнаються стать майбутньої дитини, проте краще задовольніть цікавість трохи пізніше, щоб не наражати плід на небезпеку.

З абераціями чи без

Аберація - тобто відхилення від норми, похибка - це ті самі кількісні і структурні аномалії в хромосомах, які служать причинами генетичних захворювань. Аберації бувають:

  • регулярними - виникають відразу в багатьох або навіть у всіх клітинах, від часу зачаття або через кілька днів;
  • нерегулярними - виникають у результаті впливу організм несприятливої ​​довкілля (радіації, хімічних барвників).

Щоб виявити сліди шкідливих речовин на хромосомний набір, вивчення 12–15 лімфоцитів вже недостатньо. Потрібно докладніше генетичне обстеження - на аналіз беруть 100 імунних клітин. Це і є каріотипування з абераціями, за підсумками якого жінці, зокрема, виписують препарати для зниження негативної дії «хімії» на організм.

Такий складний аналіз замість звичайного призначають:

  • пацієнткам та їхнім партнерам з підозрою на безплідність;
  • жінкам, яким раніше не вдавалося виносити дитину;
  • жінкам із низкою невдалих спроб ЕКЗ.

Аналіз на каріотип з абераціями - трудомістка процедура: один висококваліфікований медик займається біоматеріалом єдиної пацієнтки цілий робочий день. Не всякий медичний центр може дозволити собі розкіш проводити подібні дослідження, тому місце для здачі аналізу належить ще й пошукати.

Усього відомо понад 6000 різних спадкових захворювань і виявлення деяких їх необхідний аналіз на каріотип. Що це за дослідження?

Людина існує як захворювання, пов'язані з порушеннями функції будь-яких органів, такі як інфаркт міокарда і панкреатит, як хвороби, пов'язані з порушенням життя, такі як ожиріння і запор, а й уроджені, спадкові хвороби. Це захворювання, в основі яких лежить дефект у спадковому апараті клітин або генетичному матеріалі.

Спадкова інформація піддається мутації, і ці мутації можуть стосуватися окремих генів і навіть цілих хромосом. Ці захворювання можуть виникнути в сім'ї дуже давно, і передаватися у спадок із покоління до покоління. Таких хвороб, наприклад, належить гемофілія. Мутації можуть виникнути раптово, на стадії формування зародка і дуже ранніх етапах його розвитку.

Каріотип: що таке?

Напевно, багато хто з вас чув таке поняття як хромосомні ризики, каріотипування подружжя, або визначення хромосомного набору. Всі ці аналізи — це те саме дослідження, саме аналіз каріотипу.

Людині, яка не має медичної освіти, важко зрозуміти, що це таке — каріотип, але спробуємо дати цьому зрозуміле визначення. Відомо, що для кожного без винятку виду живих істот на нашій планеті характерний унікальний, притаманний тільки цьому виду набір хромосом і містить вся спадкова інформація.

Хромосоми є дуже туго згорнуті і компактно розподілені спіралі ДНК, у яких зберігається генетична інформація. Можна вважати, що хромосоми дуже туго упаковані в певному порядку гени або окремі ділянки ДНК, що кодують синтез певних білків. У кожної людини, незалежно від віку, статі, національності існує 46 хромосом (23 пари). З них 44 називаються аутосомами, а дві решти — статевими.

У всіх жінок існують дві однакові статеві хромосоми, які позначаються кожна літерою X, Тому у жінок позначення двох статевих хромосом - XX. У чоловіків кількість статевих хромосом така ж, а склад - інший. Одна з них жіноча, тобто X, а друга — чоловіча, або Y. Тому статеві хромосоми чоловіка зашифровані як XY. Решта 44 хромосом не має відношення до спадкування статі, і тому нормальна структура хромосом для людини представлена ​​так: (46 хромосом всього), 46 XY - чоловік, 46 - XX жінка.

Наприклад можна сказати, що це хромосоми мають форму: фахівець може розрізнити їх номер (усім присвоєно свої номери залежно від своїх форми, виду і складу), і розсортувати їх у порядку. Так, у хромосомі номер один існує більше 3000 генів, а в чоловічій Y-хромосомі їх всього 429. Усього ж у всіх хромосомах знаходяться понад 3 млрд пар нуклеотидних основ, які зібрані більш ніж у 36 тисяч генів і ці гени здатні кодувати більше 20000 різних спадкових білків.

Тепер, після того, як ми зрозуміли, що таке хромосоми, можна зрозуміти, що каріотипування це такий хромосомний набір, який видно фахівцям в особливих умовах. Вся справа в тому, що у звичайній, спокійно існуючій та стабільній клітині спадковий матеріал не помітний. Він знаходиться в ядрі, і вивчити його неможливо.

Але ось коли клітина починає ділитися, і хромосоми, спочатку подвоївшись, всі вишиковуються в одну лінію, перед тим як розійтися двома дочірніми клітинами, вони виразно видно. Ця стадія поділу клітини називається метафазою. Тому каріотип називається сукупність всіх хромосом організму на стадії метафази. До ознак, що вивчаються, відноситься загальна кількість хромосом, їх форма, величина і деякі особливості будови.

Каріотипування - це цитогенетичний метод дослідження кількості та якості хромосом.

Що може і не може визначити це дослідження?

Аналіз каріотипу пацієнта показує наявність різних захворювань на хромосом, які так і називаються — хромосомні хвороби. З хромосомами можуть статися різні неприємності: у хворого може бути більше або менше хромосом, може бути порушена їх структура, а також може бути дубльований каріотип, або існувати повністю зайвий хромосомний набір у кожній клітині.

У деяких випадках на ранній стадії розвитку зародка «збій» виникає на стадії дроблення яйцеклітини. В результаті такий організм, що розвинувся з зиготи, що неправильно розвинулася, буде містити кілька клітинних клонів, і навіть кілька різних каріотипів. Такий рідкісний стан генетики називають мозаїцизмом.

Тяжкі порушення каріотипу супроводжуються дуже серйозними вадами розвитку та несумісністю з життям. Зазвичай за цих умов виникають мимовільні аборти або мертвонародження. Але все-таки близько 2% дітей із хромосомними порушеннями народжуються на світ, ростуть, розвиваються і можуть жити досить довге життя і навіть народжувати дітей. Дослідження каріотипу може виявити наявність таких захворювань.

Але при цьому каріотип не може показати, хвора людина чи ні хворобою, яка пов'язана з дефектом окремого гена, на відміну від дефектів хромосом. Каріотипування показує лише грубі порушення на рівні хромосом. Це дослідження нездатне визначити таке захворювання, як фенілкетонурію, галактоземію, синдром Марфана або таку тяжку хворобу, як муковісцидоз. Для цього потрібні генетичні дослідження (а не мікроскопія клітин), для яких застосовуються інші методики.

Якщо говорити зовсім простими словами, можна порівняти ситуацію з парадом військ. З висоти видно чітко маршируючі окремі батальйони у формі рівних прямокутників, і в тому випадку, якщо в якому-небудь батальйоні буде менше людина (грубий дефект) або прямокутник буде менше, або його форма буде неправильною, і це можна порівняти з хромосомною патологією, якщо сам батальйон прийняти за одну хромосому. Але проблеми, пов'язані з окремим солдатом (геном) з такої висоти розібрати не можна. У нього може бути зброя взята по-іншому, може не бути комірця чи головного убору, але загалом ситуація здалеку виглядатиме гармонійно. Тому проблеми, пов'язані з одним солдатом або з одним геном, вирішуються іншими методами дослідження, наприклад, генетичним секвенуванням. Тепер ви знаєте, що таке каріотипування "на пальцях".

Показання для призначення дослідження

Дослідження каріотипу призначається найчастіше за наявності опорних феноменів, які дозволяють припустити будь-які генетичні аномалії, наприклад, у подружжя. Навіщо призначається аналіз крові на каріотип? Насамперед, за наявності тривалого та стійкого безпліддя у шлюбі. Наступними дуже важливими свідченнями у дорослих є:

  • мертвонародження і часте спонтанний викидень,
  • завмерла вагітність (неодноразово);
  • первинна аменорея у жінок, коли, незважаючи на вік, що відповідає статевому дозріванню, відсутня оваріально-менструальний цикл та місячні;
  • часті випадки дитячої смертності в сім'ї, коли йдеться про смерть малюків, які не досягли однорічного віку;
  • уроджені вади розвитку у дітей;
  • затримка розвитку та розумова відсталість;
  • незрозуміла стать новонародженого (буває і таке);
  • підозра на спадкову патологію, наприклад, зайві пальці, аномалії будови носа та очей тощо феномени;

Нарешті, обстеження каріотипу необхідно з формальних причин перед тим, як проводити дорогу процедуру екстракорпорального запліднення (ЕКО). У тому випадку, якщо у жінки – донора яйцеклітини, у сурогатної матері або у статевого партнера-донора сперматозоїдів будуть виявлені хромосомні порушення, то ніхто не зможе гарантувати позитивного результату цієї процедури.

Підготовка до дослідження та здавання аналізу

Підготовка до аналізу всім дуже подобається. Мабуть, це дослідження є унікальним приводом вчинити зовсім не так, як зазвичай. Якщо всі аналізи рекомендується здавати натще рано вранці, то при здачі крові на каріотип необхідно прийти в лабораторію щільно поївши і, більше того, натще приходити не рекомендується. Саме тому цей аналіз здається окремо, оскільки ця вимога є несумісною до більшості інших аналізів.

Як правильно здавати кров на каріотип? Існує кілька умов. Пацієнт протягом місяця до аналізу не повинен приймати ніяких антибіотиків, тобто, у нього не повинно бути інфекційних та запальних захворювань у гострій формі, або загострення хронічних інфекційних хвороб. На цьому підготовка до дослідження закінчується. Здавання аналізу дуже просте: у пацієнта просто забирають венозну кров у пробірку, в яку поміщений гепаринат натрію, щоб кров не згорталася.

Як проводиться діагностика?

Аналіз на каріотип - це складний процес, який проводиться довго, має багато етапів. Насамперед, необхідно центрифугувати кров, і відокремити плазму від клітинного залишку. Після цього необхідно виділити з цього осаду живі повноцінні лімфоцити і поставити їх клітинну культуру: лімфоцити повинні активно зростати і розмножуватися. Це зростання та розмноження має відбуватися протягом 3 діб.

Лімфоцитів має бути відразу багато, тому що цитогенетику необхідно знайти багато клітин, які перебувають у стадії активного поділу, але ще не розділилися на дві дочірні клітини. Саме вони перебувають у стані метафази. Здача аналізу на каріотип і полягає в пошуку і вивченні таких пар, що ще не розійшлися. Тільки в таких умовах дуже добре видно хромосоми, що знаходяться в подвоєному наборі для кожної клітини, і в один ланцюжок для розходження по нових клітинах.

Після зростання культури клітини обробляються колхіцином, це дозволяє загальмувати поділ клітин на стадії метафази (параліч поділу). Тому після колхінізації всі клітини, що не розділилися, завмирають якраз на потрібній стадії. Після цього препарат фіксується, забарвлюється і поміщається на предметне скло. Після цього цитогенетик під мікроскопом перераховує загальну кількість хромосом, ідентифікує їх номери, оцінює структуру кожної їх на наявність порушень.

Хромосома може відірвати одну ділянку — це називається делеція. Хромосома може бути не разом зі своєю парою, а існує ще одна зайва хромосома, і це буде називатися трисомією за якоюсь парою. Цю зайву хромосому слід знайти серед інших, визначити, до якого номера належить, ідентифікувати її.

Також серед хромосомних аномалій може бути переворот ділянки хромосоми на 180 градусів, перенесення частини на іншу ділянку хромосоми, повторення ділянки тощо. Такі хромосомні структурні аномалії звуться транслокації, інверсії та дуплікації. Всі ці порушення передаються у спадок, і сімейний ризик захворювання на хромосомне захворювання є досить великим у разі їх виявлення.

Після того, як цитогенетик впізнав і розібрав усі хромосоми, відбираються клітини, де вони видно найкращим чином. Після цього хромосоми фотографуються з великою роздільною здатністю під мікроскопом, а потім проводиться розшифровка - з декількох фотографій складається мозаїка, яка називається систематизованим каріотипом. Кожній хромосомі надається свій номер. При цьому необхідно розуміти, що цитогенетик не просто нумерує хромосоми у тій послідовності, як йому заманеться, а шукає хромосоми необхідних номерів та зіставляє з даними. Отриманий фотографічний каріотип мають у своєму розпорядженні номер хромосом, в порядку зменшення номерів. Статеві хромосоми розташовуються в самому кінці, а потім аналіз видається у вигляді готового результату.

Інтерпретація та розшифрування результатів аналізу

Незважаючи на все більші складнощі, пов'язані з технологією проведення аналізу крові на каріотип, є дуже простий варіант каріотипу здорової людини. Ось він:

  • 46 XY - нормальний чоловік;
  • 46XX нормальна жінка.

Решта варіантів є ознакою хромосомних захворювань. Трапляються вони не часто, один випадок на 500 аналізів. Які можливі варіанти аномальних каріотипів?

Так, такі захворювання як хвороба Дауна свідчить про зайву, третю хромосому в 21 парі. Цей стан і називається: трисомія по 21 хромосомі. Таке захворювання як синдром Едвардса і синдром Патау відповідно викликаються трисомією по 18 і 13 хромосомі. У тому випадку, якщо у п'ятої хромосоми відірвано одне з короткого плеча (тобто відбулася делеція), це призводить до розвитку хвороби, яка називається «синдром котячого Крику».

При цьому захворюванні діти відстають у розвитку, народжуються з незначною м'язовою масою та зниженим тонусом, і характеризуються обличчям із гіпертелоризмом, або широко розставленими очима, з характерним звуком плачу. Такий «котячий крик» виникає внаслідок вродженого недорозвинення гортані, звуження та м'якості хрящів. Ця ознака зникає на першому році життя. Наприклад, частота розвитку цього синдрому становить один випадок на 45000 людина.

У деяких випадках у людини можуть бути додаткові статеві хромосоми. Так, якщо у чоловіків існує зайва жіноча статева X-хромосома або навіть 2 (ХХ) або навіть 3 (ХХХ), то йдеться про синдром Клайнфельтера. Цей синдром трапляється значно частіше: один випадок на 600 новонароджених хлопчиків. В результаті у пацієнта до періоду статевого дозрівання виявляються недорозвинення чоловічих статевих органів, гінекомастія, розвивається безпліддя та еректильна дисфункція.

Існує безліч інших хромосомних аберацій, аномалії яких призводять до захворювань, але вони виходять за межі цієї статті.

На закінчення слід сказати, що дослідження каріотипу проводиться у сертифікованих лабораторіях, які мають необхідний дозвіл на вирощування клітинних культур та роботу в галузі цитогенетики. Зазвичай це лабораторії, оснащені найсучаснішим обладнанням, яке знаходиться у великих містах.

Результат зазвичай готується близько 2 тижнів, це пов'язано з необхідністю зростання культур клітин та ретельного, копіткого вивчення під мікроскопом усіх хромосом, їх ідентифікація за номерами та вивчення їхньої структури. Середня вартість аналізу на каріотип становить 6750 рублів у лабораторії Інвітро та близько 6300 рублів у приватній лабораторії Helix. Інші приватні лабораторії мають схожі розцінки.

Цитогенетичне дослідження – каріотипування – є основним методом діагностики хромосомних порушень та проводиться з метою виявлення порушень кількості та структури хромосом. Використовується для пренатальної діагностики.

Синоніми росіяни

  • Хромосомні ризики
  • Каріотипування подружжя
  • Визначення хромосомного набору

Синоніми англійські

  • Karyotyping
  • Karyotyping Chromosome Analysis

Метод дослідження

Світлова мікроскопія.

Який биоматериал можна використовуватиме дослідження?

Венозну кров.

Як правильно підготуватись до дослідження?

  • Дослідження проводиться у стані ситості, не рекомендується здавати кров на дане дослідження натще.
  • Виключити (за погодженням з лікарем) прийом антибактеріальних та хіміотерапевтичних препаратів протягом 14 днів до дослідження.
  • Дослідження рекомендується проводити не раніше, ніж через 2 тижні після перенесених інфекційних/гострих запальних захворювань.

Загальна інформація про дослідження

Каріотипування – цитогенетичне дослідження, вивчення хромосомного набору людини, що дозволяє виявити відхилення у структурі та числі хромосом. Воно допомагає виявити порушення хромосом, які, ймовірно, не впливають на здоров'я людини, але важливі для планування майбутньої вагітності і для здоров'я майбутньої дитини (патології плода, аномалії розвитку).

Каріотип – це повний хромосомний набір клітки людини. У нормі він складається з 46 хромосом, з них 44 аутосоми (22 пари), що мають однакову будову і в чоловічому, і в жіночому організмі, і одна пара статевих хромосом (XY у чоловіків та XX у жінок). Кожна хромосома має гени, відповідальні за спадковість. Каріотип 46, ХХ – відповідає нормальному жіночому каріотипу, а каріотип 46, XY – це нормальний чоловічий каріотип. Каріотип залишається незмінним протягом усього життя.

Порушення хромосомного набору можуть бути причиною спадкової патології, безплідності, невиношування вагітності, народження дитини з різними вадами розвитку.

Для цитогенетичного дослідження хромосом найчастіше використовують препарати короткочасної культури крові, рідше клітини кісткового мозку та культури фібробластів.

Каріотипування культури лімфоцитів периферичної крові людини – складне багатоступеневе цитогенетичне дослідження, що проводиться, коли клітини входять у фазу мітозу – непрямого поділу з тотожним розподілом генетичного матеріалу між дочірніми клітинами. Воно включає наступні етапи:

  • Постановка культури лімфоцитів, зростання клітин протягом 72 годин. (Зростання клітин може бути ускладнене різними факторами: наявність інфекційних, хронічних, простудних захворювань; прийом лікарських препаратів; дієта; прийом алкоголю тощо. Усі ці фактори необхідно виключити перед здачею аналізів).
  • Обробка культур лімфоцитів: колхіцінізація, гіпотонізація, фіксація.
  • Приготування препаратів хромосом на склі.
  • Монохромне та диференціальне фарбування препарату.
  • Аналіз препаратів (підраховується загальна кількість хромосом, проводиться оцінка структури кожної хромосоми). Аналіз хромосом здійснюється на роздільній здатності в 400-500 смуг (бендів).

Розрізняють кілька видів порушень структури хромосом:

  • трисомії - додавання ще однієї хромосоми до пари;
  • моносомії – втрата однієї хромосоми із пари;
  • делеції – втрата ділянки хромосоми;
  • дуплікації – повторення певної ділянки хромосоми;
  • інверсії – поворот ділянки хромосоми на 180 градусів;
  • транслокації – перенесення ділянок хромосоми у нове становище.

Хромосомні порушення розрізняються також за принципом регулярності. Регулярні мутації присутні при розподілі кожної клітини чи більшості клітин. Вони виявляються в останній момент зачаття плода чи перші кілька днів вагітності. Нерегулярні аберації з'являються внаслідок негативного впливу радіації, хімічних засобів тощо.

Порушення розходження хромосом може статися під час клітинного поділу (мейозу). Якщо таке порушення відбувається в процесі утворення сперматозоїдів або яйцеклітин, то у статевій клітині з'являється зайва хромосома, яка при зачатті буде передана дитині. В результаті вона буде присутня у всіх клітинах організму дитини. Прикладом трисомії може служити синдром Дауна (зайва 21 хромосома) або синдром Патау (трисомія 13 хромосоми). Також порушення розбіжності хромосом може статися при перших поділах заплідненої яйцеклітини. Наприклад, втрата Х-хромосоми призводить до розвитку Х0-синдрому або синдрому Шерешевського – Тернера. Аномалії, пов'язані з порушенням розбіжності хромосом, зустрічаються не так часто, тому ймовірність їх повторення в одній і тій самій сім'ї досить мала.

Структурні порушення хромосом передаються у спадок, при цьому ступінь сімейного ризику і подальша передача дефекту від покоління до покоління стає значно високою.

Коли призначається дослідження?

Показання для каріотипування подружніх пар:

  • чоловіча безплідність: важка олігозооспермія, необструктивна азооспермія, тератозооспермія;
  • первинна аменорея;
  • звичне невиношування вагітності у першому триместрі (2 та більше викиднів);
  • наявність викиднів незрозумілого генезу в анамнезі;
  • випадки мертвонароджень в анамнезі;
  • випадки ранньої дитячої смертності в анамнезі;
  • народження дітей із хромосомною аномалією (наприклад, синдромом Дауна);
  • народження дітей з множинними вродженими вадами розвитку (МВПР);
  • планування ЕКЗ;
  • невдалі спроби ЕКЗ;
  • прогноз здоров'я майбутньої дитини

Показання для каріотипування дітей:

  • наявність вроджених вад розвитку;
  • розумова відсталість;
  • затримка психомоторного розвитку;
  • затримка психомовного розвитку у поєднанні з мікроаномаліями;
  • порушення чи затримка статевого розвитку;
  • затримка зростання;
  • аномалії статі.

Що означає результати?

Для чоловіківнормальним вважається каріотип 46, XY. Це означає, що визначено 46 нормальних хромосом, у тому числі X та Y хромосоми.

Для жінокнормальним вважається каріотип 46, XX. Це означає, що визначено 46 нормальних хромосом, у тому числі дві хромосоми X.

У разі виявлення патологічного каріотипу необхідна консультація медичного генетика за результатами дослідження для правильної його інтерпретації.



Література

  • Reddy UM, Page GP, Saade GR, et al. Karyotype versus microarray testing для genetic abnormalities після stillbirth. N Engl J Med 2012; 367:2185-93.
  • Murphy KM, Cohen JS, Goodrich A, Long PP, Griffin. CA 2007. Constitutional duplication of region of chromosome Yp encoding AMELY, PRKY, and TBL1Y: implications for chromosome analysis. J Mol Diagn, 9: 408-413.
  • ISCN (2013): An International System for Human Cytogenetic Nomenclature; Karger AG, Basel, 2013/
  • ISCN (2016): An International System for Human Cytogenetic Nomenclature; S. Karger AG, Basel, 2016/
  • ISCN Symbols and Abbreviated Terms//Coriell Institute for Medical Research/