Badanie kariotypu (nieprawidłowości ilościowe i strukturalne chromosomów)

Metody cytogenetyczne w diagnostyce chorób dziedzicznych (kariotypowanie)

Kariotypowanie — metoda stosowana do wykrywania nieprawidłowości chromosomalnych. Pod pojęciem „kariotyp” zrozumieć całość cech charakteryzujących liczbę, kształt, wielkość i grupowanie chromosomów. Chromosomy zawierają geny, które zawierają wszystkie informacje dotyczące rozwoju człowieka.

Badanie przeprowadza się w okresie metafazy przy użyciu mikroskopu świetlnego. Coraz częściej przedmiotem badań są limfocyty krwi ludzkiej. W ludzkich komórkach somatycznych (niepłciowych) znajduje się 46 chromosomów, które są pogrupowane w 22 pary i 1 parę chromosomów płciowych (X i Y). Komórki płciowe mężczyzny i kobiety zawierają haploidalny (z dwóch par chromosomów obecny jest tylko jeden) zestaw chromosomów — 23 chromosomy. Dlatego po zapłodnieniu dziecko otrzymuje jeden zestaw genów od matki, a drugą połowę od ojca. W procesie dojrzewania plemników ze spermatocytów do plemników oddziela się 46 chromosomów. Jedna grupa plemników otrzymuje zestaw haploidalny z chromosomem X, a druga ten sam zestaw, ale z chromosomem Y. Z komórki jajowej, która ma tylko chromosom X, w procesie losowego zapłodnienia przez plemnik niosący chromosom X, wyrośnie zarodek żeński (46XX), gdy spotka plemnik z chromosomem Y — zarodek męski (46XY).

Normalny zestaw chromosomów komórek somatycznych dla kobiety — 46,XX, dla mężczyzn 46,XY, które powstają w wyniku fuzji żeńskich i męskich komórek rozrodczych. Chromosom Y zawiera gen SRY (gen regionu Y determinujący płeć), który warunkuje rozwój typu męskiego. Jeśli zmiany w kariotypie wystąpią u rodziców w komórkach płciowych (plemniku lub komórce jajowej), to wynikowa zapłodniona komórka (zygota) z pełnym zestawem chromosomów (46) od wszystkich rodziców również będzie miała zmiany. Podczas kolejnych podziałów komórkowych zarodka informacja ta jest przekazywana, a wszystkie komórki będą zawierały zmienione chromosomy.

Jeśli zmiany w kariotypie występują na etapach podziału już utworzonej zygoty, to zjawisko to nazywa się mozaicyzmem. W rzeczywistości mozaicyzm to istnienie dwóch lub więcej genetycznie różnych komórek w ludzkim ciele. W tym przypadku ciało zawiera komórki o różnych kariotypach. Większość z tych anomalii prowadzi do poważnych zmian w budowie wielu ważnych narządów i układów, co kończy się obumarciem płodu i samoistnymi poronieniami. Jednak kilka procent osób z tymi nieprawidłowymi chromosomami jest zdolnych do życia. Niektóre anomalie są wykrywane przypadkowo, niektóre z nich mają wyraźne nieprawidłowości fenotypowe i biochemiczne.

Częste nieprawidłowości chromosomalne

Najczęstsze nieprawidłowości chromosomalne to:

• najczęstsza anomalia genetyczna — Zespół Downa/trisomia 21, 1:660 noworodków, prawdopodobieństwo wzrasta wraz z wiekiem matki;
• drugie najczęściej używane — zespół Edwardsa/trisomia 18, częstość 1:3000;
• Zespół Shereshevsky’ego-Turnera / zespół monosomii na chromosomie X, częstość występowania wynosi 1: 2500 dziewcząt;
• Zespół Patau/trisomia chromosomu 13, częstość występowania 1 : 5000 (według innych źródeł 1 : 6000);
• Zespół Klinefeltera/zespół 47,XXY — dodatkowy chromosom X w kariotypie męskim, częstość występowania 1 : 500 — 1:700 chłopców (rzadka odmiana zespołu — 48XXXXY);
• zespół polisomii XXX lub XXXX/XX, częstość 1 : 1000;
• zespół trisomii 8/zespół Varkaniego, częstość występowania 1:5000.

Rzadkie anomalie obejmują:

• zespół kociego oka / zespół Schmida-Fraccaro / dodatkowy chromosom składający się z dwóch identycznych odcinków chromosomu 22, częstość występowania 1: 74000;
• Zespół Cry-cat / delecja krótkiego ramienia chromosomu 5, częstość 1: 50 000. Nasilenie objawów klinicznych i oczekiwana długość życia zależy od liczby manifestujących się nieprawidłowości fizycznych i anatomicznych.

Wiele z wymienionych zaburzeń chromosomowych objawia się opóźnieniem rozwojowym i upośledzeniem umysłowym.