تجزیه و تحلیل ریزآرایه کروموزومی (XMA) یک روش با تکنولوژی بالا برای ارزیابی کاریوتیپ برای حضور جهش‌های خاص مرتبط با افزایش تعداد کپی‌های DNA (تکثیر) یا با از دست دادن بخشی از ژنتیک است. مواد (حذف). چنین ناهنجاری هایی اغلب باعث بیماری های ارثی می شوند، بنابراین CMA یک ابزار تشخیصی مهم در پزشکی مدرن است. معمولاً از این فناوری برای بررسی ژنوتیپ جنین و همچنین نوزادان و کودکان استفاده می‌شود.
ویژگی های کلی روش
تجزیه و تحلیل کروموزوم ریزآرایه در غیر این صورت کاریوتایپ مولکولی نامیده می شود. این روش مبتنی بر فناوری هیبریداسیون DNA با نشانگرهای ژنتیکی (توالی های نوکلئوتیدی خاص شناخته شده قبلی) است که در یک حامل (ماتریکس) تعبیه شده است. مطالعه امکان تجزیه و تحلیل را فراهم می کندبخش‌های زیادی از کروموزوم‌ها و شناسایی وجود بازآرایی‌های ساختاری (انحرافات) مرتبط با کمبود یا بیش از حد مواد ژنتیکی.
این روش برای تشخیص جهش های نقطه ای در ژن ها طراحی نشده است، اما وضوح بالاتری نسبت به کاریوتایپینگ سنتی دارد. CMA می تواند تغییرات زیر میکروسکوپی را که نقش مهمی در پاتوژنز بیماری های مختلف از جمله ناهنجاری های مادرزادی و عقب ماندگی ذهنی ایفا می کند، تشخیص دهد.
معنای کاریوتایپ مولکولی
هدف اصلی CMA شناسایی قطعات کوچک اضافی (microduplication) یا گمشده (microdeletion) اطلاعات ژنتیکی نسبت به یک نمونه استاندارد است. به این انحرافات، تغییرات شماره کپی (CNV) گفته می شود.
پیوند "micro" به این معنی است که هدف این فناوری تشخیص تغییرات بسیار کوچک است. با این حال، CMA همچنین برای تشخیص ناهنجاری های کروموزومی اصلی، مانند آنیوپلوئیدی های مختلف (سندرم داون، پاتاو و غیره) مناسب است. با این حال، این مطالعه قادر به تعیین تغییرات در یک ژن واحد نیست.
علاوه بر ریزحذف‌ها و ریزدوبلیک‌سازی‌ها، آنالیز هویت ژنتیکی بخش‌های بزرگ کروموزوم‌ها را نشان می‌دهد که ممکن است نشان‌دهنده: باشد.
- رابطه خونی والدین کودک؛
- دریافت هر دو نسخه کروموزوم تنها از یکی از والدین.
با XMA نیز می توانید تشخیص دهیدجابه‌جایی‌ها، اما فقط در صورتی که متعادل نباشند.
تجزیه و تحلیل ریزآرایه کروموزومی راهی برای رمزگشایی یک ژنوتیپ یا روشی برای تشخیص هیچ ژنی نیست. این مطالعه تنها با هدف مقایسه میزان مواد ژنتیکی در کروموزوم های بیمار با گروه شاهد انجام شده است. پس از کشف CNV، آزمایشگاه تعیین می کند که کدام ژن در آنجا وجود دارد و بر این اساس نتیجه را تفسیر می کند. واریانت‌های عدد کپی نقش مهمی در پاتوژنز بیماری‌های مختلف بازی می‌کنند، اما وجود آنها همیشه منجر به ناهنجاری نمی‌شود.
هدف تحقیق
تجزیه و تحلیل ریزآرایه کروموزومی برای بررسی اینکه آیا نوزاد CNV هایی دارد که می تواند علت آن باشد انجام می شود:
- اوتیسم;
- کوتاهی جهانی؛
- عقب ماندگی ذهنی;
- نقص مادرزادی مختلف؛
- تشنج؛
- ویژگی های فیزیکی غیرمعمول (بدریختگی)؛
- ناهنجاری های مادرزادی.
این مطالعه همچنین وجود یا عدم وجود ناهنجاری های کروموزومی عددی (سندرم داون و غیره) را تعیین می کند.
2 دلیل اصلی برای انجام تست XMA وجود دارد:
- پیشگیرانه - بررسی ژنوم کودک برای ریزحذف شدن یا ریزدوبلیکاسیون؛
- تشخیصی - برای تعیین علل ژنتیکی اختلالات مختلف که ممکن است با CNV مرتبط باشند انجام می شود.
گاهی برای روشن شدن نتایج مطالعه، بررسی ژنوم والدین انجام می شود.
طبق استاندارد بین المللی و توصیه های چندین جامعه پزشکی،CMA یک تست سطح 1 است که برای افراد مبتلا به ناهنجاری های مادرزادی، اوتیسم یا ناتوانی های رشدی با منشأ ناشناخته طراحی شده است.
بررسی های متعدد در مورد آنالیز ریزآرایه کروموزومی ارزش تشخیصی مهم آن را تایید می کند. این روش به شما امکان می دهد تا زمانی که اختلالات کروموزومی رایج و نسبتاً واضحی (مانند سندرم داون) وجود ندارد، علل ژنتیکی مشکلات را در کودک پیدا کنید. گاهی اوقات CMA، برعکس، به حذف وجود اختلالات کروموزومی در کودکان مبتلا به مشکلات رشد کمک می کند. چنین نتایجی مطلوب تلقی می شوند، زیرا نقایص اکتسابی قابل اصلاح هستند، در حالی که اختلالات ژنتیکی قابل اصلاح نیستند.
تکنولوژی روش
XMA به شما امکان می دهد همزمان تعداد زیادی از قطعات مختلف DNA را تجزیه و تحلیل کنید، که هر کدام مربوط به نشانگر ژنتیکی خاصی است که روی ماتریس چاپ شده است. دومی یک پشته موضوعی است که در هزاران کاوشگر از این دست پوشیده شده است.
2 نوع DNA برای آزمایش استفاده می شود:
- بیمار;
- استاندارد (مطابق با ژنوم طبیعی انسان).
مواد ژنتیکی روی ماتریکس اعمال می شود، جایی که واکنش هیبریداسیون بین پروب ها و قطعات نمونه مربوطه آنها انجام می شود. یعنی توالی هایی از بخش های یکسان کروموزوم ها با یکدیگر ترکیب می شوند.
یک دستگاه ویژه به طور جداگانه درجه هیبریداسیون هر پروب را با کنترل و با نمونه اولیه ارزیابی می کند. در حالت عادیدر این صورت باید همینطور باشد. اگر هر قطعه ای از بیمار حاوی مواد ژنتیکی بیش از حد باشد، دستگاه سیگنال سبز رنگ و در صورت کمبود آن قرمز است.
بنابراین، تمام مناطقی از ژنوم که ماتریس حاوی نشانگرها هستند، ارزیابی می شوند. سیگنال های ابزار توسط اسکنر گرفته شده و توسط کامپیوتر پردازش می شوند.
انواع XMA
3 نوع تجزیه و تحلیل ریزآرایه کروموزومی وجود دارد:
- هدفمند؛
- استاندارد;
- تمدید شد.
تفاوت اصلی آنها در وضوح نهفته است که با تعداد نشانگرهای DNA استفاده شده تنظیم می شود. این پارامتر در غیر این صورت چگالی ماتریس نامیده می شود. در تجزیه و تحلیل هدف، کمترین (350 هزار نشانگر) است. این در دسترس‌ترین و ارزان‌ترین نوع آزمایش است که رایج‌ترین ریزحذف‌ها و ریزدوپلیکاسیون‌ها را تشخیص می‌دهد. برای تایید سندرم های خاص شناخته شده مرتبط با CNV استفاده می شود.
HMA استاندارد از 750000 نشانگر استفاده می کند که تمام مناطق بالینی مهم ژنوم انسان را آزمایش می کند. این آزمایش نه تنها CNV های رایج، بلکه ناهنجاری های کروموزومی را که باعث سندرم های تمایز نیافته می شوند را نیز شناسایی می کند. همان عملکرد، اما بسیار آموزنده تر، با تجزیه و تحلیل ریزآرایه کروموزومی گسترده انجام می شود. این نشان‌دهنده عمیق‌ترین مطالعه روی ژنوم با ماتریسی حاوی 2.67 میلیون نشانگر DNA است.
کارایی XMA
XMA یک روش مدرن و بسیار موثر برای تشخیص ناهنجاری های کروموزومی است. قبل برای آنهادر تشخیص از روش استاندارد سیتوژنتیک استفاده شد که شامل بازرسی بصری کروموزوم های بیمار بود. در مقایسه، وضوح کاریوتایپ مولکولی 1000 برابر بیشتر است و به شما امکان می دهد کوچکترین تغییراتی را که قبلاً قابل تشخیص نبودند، پیدا کنید. این بازده تشخیصی را تا 10 افزایش داد. علاوه بر این، CMA نیازی به کشت اولیه سلول ها ندارد و به شما امکان می دهد تا بسیاری از مناطق کروموزوم ها را به طور همزمان تجزیه و تحلیل کنید.
مفید بودن کاریوتایپ مولکولی برای یک بیمار خاص به این بستگی دارد:
- نوع تجزیه و تحلیل انتخابی (پیشرفته، هدفمند یا استاندارد)؛
- ارزیابی صحیح نتیجه؛
- تجهیزات و مجموعه ای از تراشه های DNA (نشانگرهای تعبیه شده در ماتریس) که یک آزمایشگاه خاص از آنها استفاده می کند.
نام یکی از باکیفیت ترین مراکز ژنتیک پزشکی که در آن می توان آنالیز ریزآرایه کروموزومی را انجام داد "Genomed" است. بررسی‌های مربوط به این موسسه، آن را به عنوان یک سازمان پزشکی سطح بالا با تجهیزات فن‌آوری مدرن توصیف می‌کند که امکان انجام طیف وسیعی از آزمایش‌های ژنتیکی مختلف، از جمله آزمایش‌های کاملاً نادر را فراهم می‌کند. برای XMA در "Genomed" (مسکو، بزرگراه Podolskoe، 8) مجموعه‌ای از نشانگرهای DNA از شرکت سازنده پیشرو استفاده می‌شود.
