ХРОМОСОМНИЙ АНАЛІЗ

ХРОМОСОМНИЙ АНАЛІЗ — розділ цитогенетичного аналізу, який вивчає структурні перебудови (аберації) чи кількісні зміни хромосом (див. Хромосоми), що мають уроджений або набутий характер.

Х.а. застосовують із метою виявлення спадкових та хромосомних хвороб, при безплідді, невиношуванні вагітності, використовують у судовій медицині. Х.а. важливий також при розпізнанні та дослідженні пухлин, які супроводжуються специфічними маркерними абераціями хромосом.

Найчастіше Х.а. проводять у перед- та постнатальний період для виявлення хромосомних та спадкових хвороб. Залежно від терміну вагітності й завдань дослідження матеріалом для аналізу можуть служити клітини амніотичної рідини, хоріону, плаценти і лімфоцити пуповинної крові плоду. У пренатальний період з метою отримання дослідного матеріалу для подальшого Х.а. застосовують кордоцентез (метод отримання кордової (пуповинної) крові плода, який проводиться зазвичай не раніше 18-го тижня вагітності. Через передню черевну стінку вагітної після інфільтраційної анестезії під контролем ультразвукового апарата здійснюють прокол тонкою пункційною голкою, потрапляють у судину пуповини і отримують до 5 мл крові. Процедуру зазвичай поєднують з амніоцентезом (взяття навколоплідних вод).

Для Х.а. крові плода використовують основний у клінічній цитогенетиці стандартний метод стимулювання лімфоцитів фітогемаглютиніном та вивчення хромосом на стадії метафази, оскільки лімфоцити мають винятково плідне походження й дають найбільш адекватне уявлення про хромосомний статус плода. Найбільш поширеним і доступним є метод диференційного фарбування хромосом (G-бендинг), запропонований М. Сибрайтом у 1971 р. Х.а. заснований на культивуванні клітин, отриманих від живої людини, на штучних середовищах. Методика дозволяє шляхом пересівів та відбору клітин отримати культуру клітин одного тканинного типу й навіть одного клону, тобто лінії, що походить від однієї стовбурової клітини. На сьогодні розроблено методи культивування практично будь-яких тканин, однак найчастіше культивують кров, кістковий мозок та фібробласти. Так, для проведення Х.а. лімфоцитів до гепаринізованої крові додають фітогемаглютинін, який стимулює трансформацію Т-лімфоцитів у бласти (менш зрілі форми, здатні до мітозу та поділу). Через 2–3 доби інкубування в культуру вносять кохіцин для затримки мітозів на стадії метафази у лімфоцитів, що діляться. Саме в метафазі хромосоми начебто розпластуються, що зручно для дослідження. Для препаратів з культур клітин вважається достатнім наявність 20–50 метафазних пластинок на одне предметне скло. Потім клітини переносять на предметне скло, фіксують та використовують G-фарбування — модифіковане фарбування за Романовським — Гімзе (стандартний метод Х.а. при виявленні незначних аберацій і маркерних хромосом). Завдяки відмінностям у зв’язуванні барвника з різними ділянками хромосом фарбування відбувається нерівномірно й утворюється характерна смугаста структура (комплекс поперечних міток, англ. banding), яка відображає лінійну неоднорідність хромосоми. Завдяки наявності смугастості метод називають бендингом хромосом. Інші диференційні методи фарбування хромосом дозволяють отримати високодетальні зображення: Q-фарбування — фарбування за Касперссоном акрихін-іпритом із дослідженням під флуоресцентним мікроскопом. Застосовується для вивчення Y-хромосом (швидке визначення генетичної статі, виявлення транслокацій між X- і Y-хромосомами або між Y-хромосомою та аутосомами); R-фарбування — використовується акридиновий оранжевий, за допомогою якого фарбуються ділянки хромосом, що нечутливі до G-фарбування (виявляються деталі гомологічних G- або Q-негативних ділянок сестринських хроматид або гомологічних хромосом); C-фарбування — застосовується для аналізу центромерних районів хромосом, які містять конститутивний гетерохроматин і варіабельну дистальну частину Y-хромосоми. T-фарбування — використовують для аналізу тіломірних ділянок хромосом.

Розташування смуг у нормальному каріотипі (наборі хромосом) специфічне для кожної пари хромосом, і діаграми (карти) бендингу в нормі добре відомі. Короткі плечі хромосом позначають літерою p, довгі — q. У кожному плечі виділено декілька сегментів та підсегментів. Подовження чи укорочення плечей позначають знаками «+» чи «–», які ставлять після літери, що позначає будь-яке плече. При патології виникають різноманітні якісні та кількісні внутрішньо- та міжхромосомні аберації. До них належать делеція (del), тобто втрата генів, підсегментів і навіть цілих сегментів хромосом; формування кільцевих хромосом (r), які з’являються при сполученні уламків хромосом; інверсія (i, inv), яка виникає внаслідок двох розривів та сполучення частин хромосом, причому сегмент між розривами повертається на 180˚; транслокація (t) (реципрокна транслокація — обмін, тобто взаємне переміщення генетичного матеріалу з хромосоми на хромосому в геномі, нереципрокна — також перенесення матеріалу, але в один бік, з однієї хромосоми на іншу) (рисунок). Так, синдром «котячого крику» пов’язаний із делецією короткого плеча 5-ї хромосоми. Симптомом його є незвичайний плач дітей, схожий на нявкання або крик кішки, внаслідок патології гортані або голосових зв’язок. Окрім «котячого крику», типовим також є розумове та фізичне недорозвинення, мікроцефалія (аномально зменшена голова). Напр., делеція довгого плеча хромосоми 1-ї пари нижча її сегмента q34 позначається як del (1) (q34), а транслокація частини довгого плеча тієї ж хромосоми на довге плече хромосоми 19-ї пари — як t (1; 19) (q34; q11).

Останнім часом у Х.а. для виявлення хромосомних аберацій використовують метод флуоресцентної гібридизації in situ (англ. Fluorescence in situ hybridization, FISH), який полягає у фарбуванні хромосом флуоресцентними барвниками, що зв’язуються зі специфічними ділянками хромосом. Матеріалом для дослідження FISH-методом зазвичай є кров, кістковий мозок, біопсія пухлини, плацента, ембріональні тканини чи амніотична рідина. Препарати готують безпосередньо зі зразків тканин або після їх культивування. Можуть бути використані як метафазні, так і інтерфазні препарати клітин. Об’єктом дослідження є унікальні нуклеотидні послідовності конкретної хромосоми або її окремої ділянки. У методі використовують зонди — короткі послідовності ДНК, комплементарні до досліджуваних послідовностей ДНК. Зонди, помічені флуоресцентною міткою, гібридизують (зв’язують) з комплементарними ДНК, що дозволяє побачити локалізацію необхідних генів у складі ДНК або хромосом. Цей тип Х.а. застосовують, передусім, для аналізу транслокацій, делецій подвоєння та анеуплоїдії, на інтерфазних хромосомах — трисомій. В онкології виявляють транслокації (bcr/abl, MLL, PML/RARA, TEL/AML1), пов’язані з гематологічними злоякісними новоутвореннями, оскільки транслоковані ділянки мають спектр, що відрізняється від спектра іншої хромосоми. Суттєвим недоліком флуоресцентної гібридизації in situ є специфічність зондів лише до однієї ділянки геному, тобто при одному дослідженні можна визначити наявність або кількість копій лише цієї ділянки.

Сучасний Х.а. належить до економічно дорогих методів і тому ще не набув широкого розповсюдження в діагностиці захворювань дорослої людини порівняно з традиційними методами діагностики.

Баранов В.С., Кузнецова Т.В. Цитогенетика эмбрионального развития человека. — СПб., 2007; Ворсанова С.Г., Чернышов В.Н. Медицинская цитогенетика. — М., 2006; Генетика человека. В 3 т. / Ф. Фогель, А. Мотульски. — М., 1989.