Τι είναι το τεστ καρυοτύπου και πώς γίνεται αυτό;

Σκοπός και βήματα που εμπλέκονται σε δοκιμασία καρυότυπου

Εάν ο γιατρός σας έχει συστήσει δοκιμασία καρυότυπου για εσάς ή το παιδί σας ή μετά από αμνιοπαρακέντηση, τι συνεπάγεται αυτό το τεστ; Ποιες συνθήκες μπορεί να διαγνώσει ένας καρυότυπος, ποια είναι τα βήματα που ενέχονται στις δοκιμές και ποιοι είναι οι περιορισμοί του;

Τι είναι το τεστ καρυοτύπου;

Ένας καρυότυπος είναι μια φωτογραφία των χρωμοσωμάτων σε ένα κύτταρο . Οι καρυότυποι μπορούν να ληφθούν από κύτταρα αίματος, εμβρυϊκά δερματικά κύτταρα (από αμνιακό υγρό ή πλακούντα) ή από κύτταρα μυελού των οστών.

Ποιες συνθήκες μπορεί να διαγνωσθούν με δοκιμασία καρυότυπου;

Οι καρυότυποι μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εξέταση και την επιβεβαίωση των χρωμοσωμικών ανωμαλιών όπως το σύνδρομο Down και υπάρχουν αρκετοί διαφορετικοί τύποι ανωμαλιών που μπορούν να ανιχνευθούν.

Ένα από αυτά είναι τρισωμίες στις οποίες υπάρχουν τρία αντίγραφα ενός από τα χρωμοσώματα και όχι δύο. Αντίθετα, οι μονοσώματα εμφανίζονται όταν υπάρχει μόνο ένα αντίγραφο (αντί για δύο). Εκτός από τρισωμίες και μονοσωμίες υπάρχουν χρωμοσωμικές διαγραφές στις οποίες λείπει μέρος χρωμοσωμάτων και μετατοπίσεις χρωμοσωμάτων, στις οποίες ένα μέρος ενός χρωμοσώματος συνδέεται με ένα άλλο χρωμόσωμα (και αντιστρόφως σε ισορροπημένες μετατοπίσεις).

Παραδείγματα τρισωμιών περιλαμβάνουν:

• Σύνδρομο Down (τρισωμία 21)
• Σύνδρομο Edward ( τρισωμία 18 )
• Σύνδρομο Patau (τριψωμία 13)
• Σύνδρομο Klinefelter (XXY και άλλες παραλλαγές) - Το σύνδρομο Klinefelter συμβαίνει σε 1 στα 500 νεογέννητα αρσενικά και φαίνεται να αυξάνεται σε συχνότητα εμφάνισης

• Σύνδρομο τριπλού X (XXX)

Ένα παράδειγμα μιας μονοσωμικής περιλαμβάνει:

• Σύνδρομο Turner (X0) ή μονοσωμία X - Περίπου το 15% των αποβολών οφείλεται στο σύνδρομο Turner, αλλά αυτή η τριψωμία εμφανίζεται μόνο σε περίπου 1 στις 2000 γεννήσεις

Παραδείγματα χρωμοσωμικών διαγραφών περιλαμβάνουν:

• Σύνδρομο Cri-du-Chat (λείπει το χρωμόσωμα 5)

• Σύνδρομο Williams (λείπει το χρωμόσωμα 7)

Μετατοπίσεις - Υπάρχουν πολλά παραδείγματα μετατοπίσεων, συμπεριλαμβανομένου του συνδρόμου Down. Οι μεταβολές του Robertson είναι αρκετά συχνές, εμφανίζονται σε περίπου 1 στους 1000 ανθρώπους.

Ο μωσαϊσμός είναι μια κατάσταση στην οποία ορισμένα κύτταρα του σώματος έχουν μια χρωμοσωμική ανωμαλία, ενώ άλλα όχι. Για παράδειγμα, σύνδρομο μωσαϊκού Down ή τρισωμία μωσαϊκού 9. Η πλήρης τριψωδία 9 δεν είναι συμβατή με τη ζωή, αλλά η τρισωμία 9 του μωσαϊκού μπορεί να οδηγήσει σε ζωντανή γέννηση.

(Ένα παράδειγμα αξίζει χίλιες λέξεις. Μάθετε για τις διαφορές μεταξύ της μετατόπισης, της τρισωμίας και του μωσαϊκού συνδρόμου Down .)

Πότε έχει γίνει καριότυπος;

Υπάρχουν πολλές καταστάσεις στις οποίες μπορεί να προταθεί ένας καρυότυπος από το γιατρό σας. Αυτά μπορεί να περιλαμβάνουν:

• Βρέφη ή παιδιά που έχουν ιατρικές καταστάσεις που υποδηλώνουν χρωμοσωμική ανωμαλία που δεν έχει ακόμη διαγνωσθεί.
• Οι ενήλικες που έχουν συμπτώματα που υποδηλώνουν μια χρωμοσωμική ανωμαλία (για παράδειγμα, οι άνδρες με νόσο του Klinefelter μπορεί να πάθουν αδιάγνωστες μέχρι την εφηβεία ή την ενηλικίωση). Ορισμένες από τις διαταραχές μωσαϊκής τρισωμίας μπορεί επίσης να μην διαγνωσθούν.
• Υπογονιμότητα - Μπορεί να γίνει γενετικός καρυότυπος για τη στειρότητα. Όπως σημειώθηκε παραπάνω, μερικές χρωμοσωμικές ανωμαλίες μπορεί να μη διαγνωσθούν μέχρι την ενηλικίωση. Μια γυναίκα με σύνδρομο Turner ή ένας άνδρας με μία από τις παραλλαγές του Klinefelter μπορεί να μην γνωρίζει την κατάσταση μέχρι να αντιμετωπίσει τη στειρότητα.

• Προγεννητική εξέταση - Σε μερικές περιπτώσεις, όπως το σύνδρομο Down, η κατάσταση μπορεί να είναι κληρονομική και οι γονείς μπορούν να εξεταστούν αν ένα παιδί έχει γεννηθεί με σύνδρομο Down. (Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι το μεγαλύτερο μέρος του συνδρόμου Down δεν είναι κληρονομική διαταραχή, αλλά μάλλον μια πιθανή μετάλλαξη.)
• Σταυρομαντεία - Ένας καρυότυπος συχνά γίνεται ως μέρος των δοκιμών μετά από θνησιμότητα.
• Επαναλαμβανόμενες αποβολές - Ο γονικός καρυότυπος των επαναλαμβανόμενων αποβολών μπορεί να δώσει ενδείξεις ως προς τους λόγους αυτών των καταστροφικών επαναλαμβανόμενων απωλειών. Θεωρείται ότι οι χρωμοσωμικές ανωμαλίες, όπως η τρισωμία 16, προκαλούν τουλάχιστον το 50% των αποβολών.

• Λευχαιμία - Δοκιμασία καρυότυπου μπορεί επίσης να γίνει για να βοηθήσει στη διάγνωση λευχαιμιών, για παράδειγμα, αναζητώντας το χρωμόσωμα της Φιλαδέλφειας που βρίσκεται σε μερικούς ανθρώπους με χρόνια μυελογενή λευχαιμία ή οξεία λεμφοκυτταρική λευχαιμία.

Βήματα που εμπλέκονται σε δοκιμασία καρυότυπου

Μια δοκιμασία καρυότυπου μπορεί να ακούγεται σαν μια απλή εξέταση αίματος, η οποία κάνει πολλούς να αναρωτιούνται γιατί διαρκεί τόσο πολύ για να πάρουν τα αποτελέσματα. Αυτή η δοκιμασία είναι αρκετά πολύπλοκη μετά τη συλλογή. Ας ρίξουμε μια ματιά σε αυτά τα βήματα ώστε να κατανοήσετε τι συμβαίνει κατά τη διάρκεια της περιόδου που περιμένετε για τη δοκιμή.

1. Συλλογή δειγμάτων

Το πρώτο βήμα στην εκτέλεση ενός καρυότυπου είναι η συλλογή ενός δείγματος. Στα νεογέννητα, συλλέγεται δείγμα αίματος που περιέχει ερυθρά αιμοσφαίρια, λευκά αιμοσφαίρια, ορό και άλλα υγρά. Θα γίνει καρυότυπος στα λευκά αιμοσφαίρια τα οποία ενεργά διαιρούνται (κατάσταση γνωστή ως μίτωση). Κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης, το δείγμα μπορεί να είναι είτε αμνιακό υγρό που συλλέγεται κατά τη διάρκεια μιας αμνιοπαρακέντησης είτε ενός τεμαχίου του πλακούντα που συλλέγεται κατά τη διάρκεια μιας δοκιμής δειγματοληψίας χοριακών δειγμάτων (CVS). Το αμνιακό υγρό περιέχει εμβρυϊκά κύτταρα του δέρματος τα οποία χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία ενός καρυότυπου.

2. Μεταφορά στο εργαστήριο

Οι καρυότυποι εκτελούνται σε ένα ειδικό εργαστήριο που ονομάζεται εργαστήριο κυτταρογενετικής - ένα εργαστήριο που μελετά τα χρωμοσώματα. Δεν είναι όλα τα νοσοκομεία εργαστήρια κυτταρογενετικής. Εάν το νοσοκομείο ή η ιατρική μονάδα δεν διαθέτει το δικό του εργαστήριο κυτταρογενετικής, το δοκιμαστικό δείγμα θα αποσταλεί σε εργαστήριο που ειδικεύεται στην ανάλυση καρυότυπου. Το εξεταζόμενο δείγμα αναλύεται από ειδικά εκπαιδευμένους κυτταρογενετικούς τεχνολόγους, Ph.D. κυτταρογενετικοί, ή γενετιστές ιατρικής.

3. Διαχωρισμός των κυττάρων

Προκειμένου να αναλυθούν τα χρωμοσώματα, το δείγμα πρέπει να περιέχει κύτταρα που διαιρούνται ενεργά. Στο αίμα, τα λευκά αιμοσφαίρια διαιρούνται ενεργά. Τα περισσότερα εμβρυϊκά κύτταρα διαχωρίζονται επίσης ενεργά. Μόλις το δείγμα φθάσει στο εργαστήριο κυτταρογενετικής, τα μη διαιρούμενα κύτταρα διαχωρίζονται από τα διαχωρισμένα κύτταρα χρησιμοποιώντας ειδικά χημικά.

4. Καλλιέργεια κυττάρων

Για να έχουν αρκετά κύτταρα για ανάλυση, τα διαχωριστικά κύτταρα αναπτύσσονται σε ειδικά μέσα ή σε κυτταροκαλλιέργεια. Αυτό το μέσο περιέχει χημικές ουσίες και ορμόνες που επιτρέπουν στα κύτταρα να διαιρούν και να πολλαπλασιάζονται. Αυτή η διαδικασία καλλιέργειας μπορεί να διαρκέσει τρεις έως τέσσερις ημέρες για τα κύτταρα του αίματος και έως μία εβδομάδα για τα εμβρυϊκά κύτταρα.

5. Συγχρονισμός κελιών

Τα χρωμοσώματα είναι μια μακρά σειρά ανθρώπινου DNA. Για να δείτε τα χρωμοσώματα κάτω από ένα μικροσκόπιο, τα χρωμοσώματα πρέπει να είναι στην πιο συμπαγή μορφή τους σε μια φάση κυτταρικής διαίρεσης (μίτωση) γνωστή ως μεταφάση. Για να πάρουμε όλα τα κύτταρα σε αυτό το συγκεκριμένο στάδιο κυτταρικής διαίρεσης, τα κύτταρα υποβάλλονται σε επεξεργασία με μια χημική ουσία η οποία σταματά την κυτταρική διαίρεση στο σημείο όπου τα χρωμοσώματα είναι τα πιο συμπαγή.

6. Απελευθέρωση των χρωμοσωμάτων από τα κύτταρα τους

Για να δείτε αυτά τα συμπαγή χρωμοσώματα κάτω από το μικροσκόπιο, τα χρωμοσώματα πρέπει να βρίσκονται εκτός των λευκών αιμοσφαιρίων. Αυτό γίνεται με τη θεραπεία των λευκών αιμοσφαιρίων με μια ειδική λύση που τους προκαλεί να σκάσουν. Αυτό γίνεται ενώ τα κύτταρα βρίσκονται σε μια μικροσκοπική ολίσθηση. Τα εναπομείναντα συντρίμμια από τα λευκά αιμοσφαίρια ξεπλένονται, αφήνοντας τα χρωμοσώματα κολλημένα στη διαφάνεια.

7. Βαφή των χρωμοσωμάτων

Τα χρωμοσώματα είναι φυσικά άχρωμα. Για να πει ένα χρωμόσωμα από το άλλο, μια ειδική βαφή που ονομάζεται βαφή Giemsa εφαρμόζεται στην ολίσθηση. Οι περιοχές χρώσης Giemsa βαφίζουν σε χρωμοσώματα που είναι πλούσια σε βάσεις αδενίνη (Α) και θυμίνη (Τ). Όταν χρωματίζονται, τα χρωμοσώματα μοιάζουν με χορδές με ελαφρές και σκοτεινές ζώνες. Κάθε χρωμόσωμα έχει ένα συγκεκριμένο μοτίβο φωτεινών και σκοτεινών ζωνών που επιτρέπουν στον κυτταρογενετικό να λέει ένα χρωμόσωμα από το άλλο. Κάθε σκοτεινή ή φωτεινή μπάντα περιλαμβάνει εκατοντάδες διαφορετικά γονίδια.

8. Ανάλυση

Μόλις χρωματιστούν τα χρωμοσώματα, η πλάκα τίθεται κάτω από το μικροσκόπιο για ανάλυση. Στη συνέχεια λαμβάνεται μια εικόνα των χρωμοσωμάτων. Μέχρι το τέλος της ανάλυσης, ο συνολικός αριθμός των χρωμοσωμάτων θα προσδιοριστεί και τα χρωμοσώματα θα ταξινομηθούν κατά μέγεθος.

9. Καταμέτρηση χρωμοσωμάτων

Το πρώτο βήμα της ανάλυσης είναι η μέτρηση των χρωμοσωμάτων. Οι περισσότεροι άνθρωποι έχουν 46 χρωμοσώματα. Τα άτομα με σύνδρομο Down έχουν 47 χρωμοσώματα. Είναι επίσης δυνατό για τους ανθρώπους να έχουν χαμένα χρωμοσώματα, περισσότερα από ένα επιπλέον χρωμόσωμα ή ένα τμήμα ενός χρωμοσώματος που είτε λείπει είτε διπλασιάζεται. Με την εξέταση του αριθμού των χρωμοσωμάτων είναι δυνατή η διάγνωση διαφορετικών συνθηκών, συμπεριλαμβανομένου του συνδρόμου Down.

10. Ταξινόμηση χρωμοσωμάτων

Αφού προσδιοριστεί ο αριθμός των χρωμοσωμάτων, ο κυτταρογενετικός θα ξεκινήσει τη διαλογή των χρωμοσωμάτων. Για να ταξινομήσετε τα χρωμοσώματα, ένας κυτταρογενετικός θα συγκρίνει το μήκος του χρωμοσώματος, την τοποθέτηση των κεντρομερών (τις περιοχές στις οποίες ενώνουν τα δύο χρωματοειδή) και τη θέση και τα μεγέθη των ζωνών G. Τα ζεύγη χρωμοσωμάτων αριθμούνται από το μεγαλύτερο (αριθμός 1) έως το μικρότερο (αριθμός 22). Υπάρχουν 22 ζεύγη χρωμοσωμάτων, που ονομάζονται αυτοσώματα, τα οποία ταιριάζουν ακριβώς. Υπάρχουν επίσης τα σεξουαλικά χρωμοσώματα, τα θηλυκά έχουν δύο χρωμοσώματα Χ ενώ τα αρσενικά έχουν ένα Χ και ένα Υ.

11. Κοιτάζοντας τη δομή

Εκτός από την εξέταση του συνολικού αριθμού των χρωμοσωμάτων και των σεξουαλικών χρωμοσωμάτων, ο κυτταρογενετικός θα εξετάσει επίσης τη δομή των συγκεκριμένων χρωμοσωμάτων για να βεβαιωθεί ότι δεν υπάρχουν ελλείποντα ή πρόσθετα υλικά καθώς και δομικές ανωμαλίες όπως μετατοπίσεις. Μια μετατόπιση εμφανίζεται όταν ένα μέρος ενός χρωμοσώματος συνδέεται με ένα άλλο χρωμόσωμα. Σε μερικές περιπτώσεις, δύο ζευγαρωμένα χρωμοσώματα αλληλοσυνδέονται (μια ισορροπημένη μετατόπιση) και άλλες φορές προστίθεται ή λείπει ένα επιπλέον κομμάτι από ένα μόνο χρωμόσωμα.

12. Το τελικό αποτέλεσμα

Στο τέλος, ο τελικός καρυότυπος δείχνει τον συνολικό αριθμό χρωμοσωμάτων, το φύλο και τυχόν διαρθρωτικές ανωμαλίες με μεμονωμένα χρωμοσώματα. Μια ψηφιακή εικόνα των χρωμοσωμάτων παράγεται με όλα τα χρωμοσώματα που έχουν ταξινομηθεί με αριθμό.

Όρια Δοκιμής Καρυότυπου

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι ενώ ο έλεγχος του καρυοτύπου μπορεί να δώσει πολλές πληροφορίες για τα χρωμοσώματα, αυτή η δοκιμή δεν μπορεί να σας πει εάν υπάρχουν συγκεκριμένες γονιδιακές μεταλλάξεις, όπως εκείνες που προκαλούν κυστική ίνωση . Ο γενετικός σύμβουλός σας μπορεί να σας βοηθήσει να καταλάβετε τι μπορούν να σας πει ο καρυότυπος και τι δεν μπορούν να σας πουν. Απαιτούνται περαιτέρω μελέτες για να αξιολογηθεί ο πιθανός ρόλος των γονιδιακών μεταλλάξεων σε ασθένειες ή αποβολές.

Είναι επίσης σημαντικό να σημειωθεί ότι ορισμένες φορές ο έλεγχος καρυότυπου μπορεί να μην είναι σε θέση να ανιχνεύσει κάποιες χρωμοσωμικές ανωμαλίες, όπως όταν υπάρχει μωσαϊσμός του πλακούντα.

Το μέλλον

Κατά την παρούσα χρονική στιγμή, ο έλεγχος καρυότυπου στο προγεννητικό περιβάλλον είναι αρκετά επεμβατικός, απαιτώντας δειγματοληψία αμνιοκεντρισμού ή χοριονικού villus. Οι μελέτες βρίσκονται σε εξέλιξη για την αξιολόγηση του DNA χωρίς κύτταρα σε ένα δείγμα αίματος της μητέρας ως μια πολύ λιγότερο επεμβατική εναλλακτική λύση για την προγεννητική διάγνωση γενετικών ανωμαλιών σε ένα έμβρυο.

Κατώτατη γραμμή στην αναμονή για τα αποτελέσματα καρυότυπου σας

Ενώ περιμένετε τα αποτελέσματα του καρυότυπου σας μπορεί να αισθάνεστε πολύ ανήσυχοι και η εβδομάδα ή δύο που χρειάζεται για να πάρετε αποτελέσματα μπορεί να νιώσετε σαν αιώνες. Πάρτε το χρόνο για να κλίνει στους φίλους και την οικογένειά σας. Η εκμάθηση κάποιων από τις καταστάσεις που σχετίζονται με μη φυσιολογικά χρωμοσώματα μπορεί επίσης να είναι χρήσιμη. Αν και πολλές από τις καταστάσεις που έχουν διαγνωστεί με καρυότυπο μπορεί να είναι καταστροφικές, υπάρχουν πολλοί άνθρωποι που ζουν με αυτές τις συνθήκες που έχουν άριστη ποιότητα ζωής.

> Πηγές

• > Kumar, Vinay, Abul K. Abbas και Jon C. Aster. Robbins and Cotran Παθολογική Βάση της Νόσου. Φιλαδέλφεια: Elsevier-Saunders, 2015. Εκτύπωση.
• > Norton, M., και B. Rink. Αλλαγή ενδείξεων για επεμβατικές δοκιμές σε μια εποχή βελτιωμένης προβολής. Σεμινάρια στην Περινατολογία . 2016. 40 (1): 56-66.
• > Shah, Μ., Cinnioglu, C., Maisenbacher, Μ., Comstock, Ι., Kort, J., and R. Lathi. Σύγκριση κυτταρογενετικών και μοριακών καρυοτύπων για τη δοκιμή χρωμοσωμάτων δειγμάτων αποβολής. Γονιμότητα και Στειρότητα . 2017. 107 (4): 1028-1033.