Chromosomale Microarray-Analyse (XMA) ist eine High-Tech-Methode zur Beurteilung des Karyotyps auf das Vorhandensein bestimmter Mutationen, die mit einer Zunahme der Anzahl von DNA-Kopien (Duplikation) oder mit dem Verlust eines Teils des Erbguts verbunden sind Material (Löschung). Solche Anomalien verursachen oft Erbkrankheiten, daher ist CMA ein wichtiges diagnostisches Instrument in der modernen Medizin. Typischerweise wird diese Technologie verwendet, um den Genotyp des Fötus sowie von Neugeborenen und Kindern zu überprüfen.
Allgemeine Merkmale der Methode
Die Microarray-Chromosomenanalyse wird auch als molekulare Karyotypisierung bezeichnet. Das Verfahren basiert auf der Technologie der DNA-Hybridisierung mit genetischen Markern (vorher bekannte spezifische Nukleotidsequenzen), die in einen Träger (Matrix) eingebettet sind. Die Studie erlaubt zu analysierenviele Abschnitte von Chromosomen und identifizieren das Vorhandensein von strukturellen Umlagerungen (Aberationen), die mit einem Mangel oder Überschuss an genetischem Material verbunden sind.
Die Methode ist nicht darauf ausgelegt, Punktmutationen in Genen nachzuweisen, hat aber eine höhere Auflösung als die herkömmliche Karyotypisierung. CMA kann submikroskopische Veränderungen erkennen, die eine wichtige Rolle bei der Pathogenese verschiedener Krankheiten spielen, einschließlich angeborener Anomalien und geistiger Behinderung.
Die Bedeutung der molekularen Karyotypisierung
Der Hauptzweck der CMA besteht darin, kleine zusätzliche (Mikroduplikation) oder fehlende (Mikrodeletion) Fragmente der genetischen Information relativ zu einer Standardprobe zu identifizieren. Diese Abweichungen werden Kopienzahlvariationen (CNV) genannt.
Das Präfix „micro“bedeutet, dass diese Technologie darauf abzielt, sehr kleine Veränderungen zu erkennen. Die CMA eignet sich aber auch zum Nachweis größerer Chromosomenanomalien, wie z. B. verschiedener Aneuploidien (Down-Syndrom, Patau etc.). Die Studie ist jedoch nicht in der Lage, Veränderungen innerhalb eines einzelnen Gens zu bestimmen.
Zusätzlich zu Mikrodeletionen und Mikroduplikationen enthüllt die Analyse die genetische Identität großer Teile von Chromosomen, was auf Folgendes hinweisen kann:
- Blutsverwandtschaft der Eltern des Kindes;
- Erh alt beider Chromosomenkopien von nur einem Elternteil.
Mit XMA kann man auch erkennenTranslokationen, aber nur wenn sie nicht balanciert sind.
Chromosomale Microarray-Analyse ist keine Methode zur Entschlüsselung eines Genotyps oder eine Methode zum Nachweis von Genen. Diese Studie zielt nur darauf ab, die Menge an genetischem Material in den Chromosomen des Patienten mit der Kontrolle zu vergleichen. Nach der Entdeckung von CNV bestimmt das Labor, welche Gene dort enth alten waren und interpretiert darauf basierend das Ergebnis. Kopienzahlvarianten spielen eine wichtige Rolle in der Pathogenese verschiedener Krankheiten, aber ihr Vorhandensein führt nicht immer zu Anomalien.
Forschungszweck
Chromosomale Microarray-Analyse wird durchgeführt, um zu überprüfen, ob das Baby CNVs hat, die die Ursache sein könnten:
- autismus;
- globales Stunting;
- geistige Behinderung;
- verschiedene Geburtsfehler;
- Krämpfe;
- ungewöhnliche körperliche Merkmale (Dysmorphismen);
- angeborene Anomalien.
Die Studie bestimmt auch das Vorhandensein oder Fehlen numerischer Chromosomenanomalien (Down-Syndrom usw.).
Es gibt zwei Hauptgründe für einen XMA-Test:
- prophylaktisch - Überprüfung des kindlichen Genoms auf Mikrodeletionen oder Mikroduplikationen;
- diagnostisch - durchgeführt, um die genetischen Ursachen verschiedener Störungen festzustellen, die mit CNV in Verbindung gebracht werden können.
Manchmal wird zur Klärung der Studienergebnisse eine Überprüfung des Genoms der Eltern durchgeführt.
Gemäß dem internationalen Standard und den Empfehlungen mehrerer medizinischer Gemeinschaften,Der CMA ist ein Test der Stufe 1, der für Personen mit angeborenen Anomalien, Autismus oder Entwicklungsstörungen unbekannter Herkunft entwickelt wurde.
Zahlreiche Reviews zur chromosomalen Microarray-Analyse bestätigen ihren wichtigen diagnostischen Wert. Die Methode ermöglicht es Ihnen, die genetischen Ursachen von Problemen bei einem Kind zu finden, wenn keine häufigen und ziemlich offensichtlichen Chromosomenstörungen (wie das Down-Syndrom) vorliegen. Manchmal hilft CMA im Gegenteil, das Vorhandensein von Chromosomenstörungen bei Kindern mit Entwicklungsproblemen auszuschließen. Solche Ergebnisse werden als günstig angesehen, da erworbene Defekte korrigierbar sind, während genetische Störungen nicht korrigiert werden können.
Methodentechnik
XMA ermöglicht die gleichzeitige Analyse einer großen Anzahl unterschiedlicher DNA-Fragmente, von denen jedes einem spezifischen genetischen Marker entspricht, der auf die Matrix gedruckt ist. Letzteres ist ein Gegenstandsstapel, der von Tausenden solcher Sonden abgedeckt wird.
2 Arten von DNA werden für den Test verwendet:
- Patient;
- Standard (entspricht dem normalen menschlichen Genom).
Genmaterial wird auf die Matrix aufgetragen, wo die Hybridisierungsreaktion zwischen den Sonden und ihren entsprechenden Probenfragmenten stattfindet. Das heißt, Sequenzen aus identischen Chromosomenabschnitten werden miteinander kombiniert.
Ein spezielles Gerät wertet separat den Grad der Hybridisierung jeder Sonde mit der Kontrolle und mit dem Prototyp aus. Im normalenFall sollte es das gleiche sein. Wenn ein Fragment des Patienten einen Überschuss an genetischem Material enthält, gibt das Gerät ein grünes Signal, wenn ein Mangel vorliegt, ist es rot.
Somit werden alle Bereiche des Genoms ausgewertet, für die die Matrix Marker enthält. Instrumentensignale werden vom Scanner erfasst und vom Computer verarbeitet.
XMA-Typen
Es gibt 3 Arten von chromosomalen Microarray-Analysen:
- gezielt;
- Standard;
- erweitert.
Ihr Hauptunterschied liegt in der Auflösung, die durch die Anzahl der verwendeten DNA-Marker reguliert wird. Dieser Parameter wird auch als Dichte der Matrix bezeichnet. In der Zielanalyse ist es die niedrigste (350.000 Marker). Dies ist die am besten zugängliche und billigste Art von Test, der die häufigsten Mikrodeletionen und Mikroduplikationen erkennt. Es wird verwendet, um bekannte spezifische Syndrome im Zusammenhang mit CNV zu bestätigen.
Standard-HMA verwendet 750.000 Marker, die alle klinisch signifikanten Regionen des menschlichen Genoms testen. Dieser Test erkennt nicht nur häufige CNVs, sondern auch Chromosomenanomalien, die undifferenzierte Syndrome verursachen. Die gleiche Funktion, jedoch viel aussagekräftiger, erfüllt die erweiterte chromosomale Microarray-Analyse. Es stellt die umfassendste Untersuchung des Genoms mit einer Matrix dar, die 2,67 Millionen DNA-Marker enthält.
XMA-Effizienz
XMA ist eine moderne und sehr effektive Methode zur Erkennung von Chromosomenanomalien. vorher für sieDer Nachweis erfolgte mit der zytogenetischen Standardmethode, die aus einer visuellen Untersuchung der Chromosomen des Patienten bestand. Im Vergleich dazu ist die Auflösung der molekularen Karyotypisierung 1000-mal höher und ermöglicht es Ihnen, kleinste Veränderungen zu finden, die vorher nicht erkannt werden konnten. Dadurch wurde die diagnostische Ausbeute um 10 erhöht. Darüber hinaus erfordert CMA keine Vorkultur von Zellen und ermöglicht die gleichzeitige Analyse vieler Chromosomenregionen.
Der Nutzen der molekularen Karyotypisierung für einen bestimmten Patienten hängt ab von:
- des ausgewählten Analysetyps (erweitert, zielgerichtet oder Standard);
- korrekte Bewertung des Ergebnisses;
- Ausrüstung und eine Reihe von DNA-Chips (in die Matrix eingebaute Marker), die ein bestimmtes Labor verwendet.
Der Name eines der hochwertigsten medizinisch-genetischen Zentren, in dem Sie chromosomale Microarray-Analysen durchführen können, lautet "Genomed". Kritiken über diese Institution beschreiben sie als eine hochrangige medizinische Organisation mit moderner technologischer Ausstattung, die eine breite Palette verschiedener Gentests ermöglicht, darunter auch ziemlich seltene. Für XMA in "Genomed" (Moskau, Podolskoje-Autobahn, 8) werden Sätze von DNA-Markern des führenden Herstellerunternehmens verwendet.
