Badania genetyczne w technologii mikromacierzy

Mikromacierze kliniczne (aCGH) w diagnostyce genetycznej

W ostatnich latach dwie przełomowe metody badań genetycznych zmieniły całkowicie diagnostykę genetyczną i przyczynyiły się do lepszego poznania udziału czynników genetycznych w patologii człowieka. Metody te to hybrydyzacja do mikromacierzy oraz technika sekwencjonowania nowej generacji (NGS). Zwłaszcza metoda hybrydyzacji porównawczej do mikromacierzy (array-CGH, aCGH) znalazła szerokie zastosowanie w diagnostyce genetycznej, zastępując klasyczne badanie kariotypu i stając się badaniem pierwszego wyboru w wielu sytuacjach klinicznych w których wykrycie istniejącej u chorego zmiany genetycznej było do tej pory niemożliwe.

Wielkie znaczenie aCGH w diagnostyce genetycznej jest spowodowane faktem, że ta metoda badania, oparta na najnowszych osiągnięciach technologicznych, jest skuteczna w wykrywaniu submikroskopowych zmian genomowych – mikrodelecji i mikroduplikacji, a właśnie ten rodzaj zmian genetycznych (tzw. CNVs) jest częstą przyczyną wad wrodzonych, niepowodzeń rozrodu, niepełnosprawności intelektualnej, opóźnienia rozwoju, autyzmu i wielu innych zaburzeń. Dotychczas stosowane metody diagnostyki genetycznej wykrywały tylko bardzo duże zmiany materiału genetycznego (klasyczne badanie kariotypu) lub tylko wybrane mikrodelecje i mikroduplikacje materiału genetycznego (FISH, MLPA). Porównawcza hybrydyzacja do mikromacierzy (aCGH) umożliwia analizę wszystkich chromosomów przy rozdzielczości nie osiągalnej we wspomnianych wcześniej metodach. Stwierdzono, że w tych grupach pacjentów, w których klasyczne badanie chromosomów ujawnia aberrację chromosomową u 4%, aCGH wykazuje zmiany materiału genetycznego u ok. 20% badanych.

Porównanie klasycznych badań cytogenetycznych oraz badania z zastosowaniem mikromacierzy CGH (aCGH)

Oceniany parametr Klasyczne badania cytogenetyczne Mikromacierz CGH
Obszar diagnozy Duże delecje i duplikacje chromosomowe Cały genom (mikrodelecje i mikroduplikacje)
Precyzja badania Mała rozdzielczość nie pozwala na wykrycie mikrodelecji / mikroduplikacji Wysoka rozdzielczość badania
Czas trwania badania Od kilku do kilkunastu dni Ok. 3 dni

CGM Genesis rekomenduje wykonanie badań genetycznych z zastosowaniem mikromacierzy klinicznych.

Rozdzielczość technik stosowanych w diagnostyce aberracji chromosomowych oraz mikrodelecji i mikroduplikacji genomowych

Mikromacierze CGH umożliwiają analizę w jednej procedurze diagnostycznej całego materiału genetycznego (wszystkich chromosomów) przy rozdzielczości nie osiągalnej w takich metodach jak badanie kariotypu metodami cytogenetyki klasycznej czy FISH.

rozdzielczosc aCGH
Kariotyp FISH aCGH

CGM Genesis posiada mikromacierze o rozdzielczości 28 kb w rejonach targetowanych, pokrywające 980 regionów genetycznie istotnych.

Mikromacierze CGH (aCGH) – na czym polega metoda ?

  1. Izolacja DNA pacjenta
    Materiał biologiczny do badań może stanowić krew, fragment tkanki, płyn owodniowy
  2. Znakowanie DNA
    Znakowanie DNA badanego oraz DNA referencyjnego (prawidłowego) za pomocą dwóch różnych znaczników fluorescencyjnych – Cy3 (fluorescencja zielona) i Cy5 (fluorescencja czerwona)
  3. Hybrydyzacja DNA badanego i referencyjnego z sondami molekularnymi na mikromacierzach
  4. Odpłukanie niezwiązanej fluorescencji
  5. Odczyt poziomu fluorescencji emitowanej przez DNA (badany i referencyjny)
  6. Analiza bioinformatyczna obrazu mikromacierzy (patrz przykład kliniczny na końcu informatora)

Zastosowanie mikromacierzy CGH (aCGH) w diagnostyce

GINEKOLOGIA I POŁOŻNICTWO

Badanie materiału z poronienia / ciąży obumarłej Badania genetyczne z zastosowaniem mikromacierzy wykazują, że przyczyną ponad 60% poronień samoistnych / obumarć ciąży do 12 tyg. ciąży jest zmiana genetyczna, najczęściej aberracja chromosomowa, czyli ciężka, zwykle letalna choroba genetyczna rozwijającego się zarodka/płodu. Znaczenie badania kariotypu obumarłego/poronionego samoistnie zarodka/płodu: Ustalenie przyczyny poronienia, ew. wskazanie kierunku poszukiwań Określenie rokowania dotyczącego utrzymania następnej ciąży Identyfikacja ew. rodziny podwyższonego ryzyka genetycznego Efekt psychologiczny: w przypadku aberracji chromosomowej u zarodka/płodu łatwiejsza akceptacja faktu utraty ciąży i większe zaufanie do lekarza położnika („nic nie zostało zaniedbane, nie można było nic zrobić aby utrzymać ciążę”) CGM Genesis posiada największe w Polsce doświadczenie w badaniu materiału z poronienia, a w badaniu materiału z poronienia metodą aCGH jedno z większych na świecie. Wyniki badań własnych wskazują na to, że badanie materiału z poronienia metodą aCGH ma w diagnostyce genetycznej u par z niepowodzeniami rozrodu decydujące znaczenie. Diagnostyka prenatalna Ponieważ submikroskopowe zmiany genomowe (mikrodelecje i mikroduplikacje; CNVs) są częstą przyczyną wad rozwojowych, a wada rozwojowa u płodu jest istotnym wskazaniem do diagnostyki prenatalnej, w przypadku diagnostyki inwazyjnej badanie aCGH jest obecnie badaniem pierwszego wyboru i z powodzeniem zastępuje badanie kariotypu płodu metodami cytogenetyki klasycznej. W 2014 roku przedstawiono podsumowanie danych z 18 publikacji (2220 płodów). Zmiany genomowe występowały u 3,1 - 7,9% płodów z pojedynczą wadą rozwojową w badaniu USG i prawidłowym kariotypem oznaczonym metodami cytogenetyki klasycznej. Mikromacierze okazały się efektywne w diagnostyce prenatalnej w przypadku wady serca u płodu (submikroskopowe zmiany genomowe wykryto w 12% przypadków, w których kariotyp oznaczony metodami cytogenetyki klasycznej był prawidłowy), wad rozwojowych OUN, nieprawidłowej przezierności karkowej (NT) i in. American College of Obstetricians and Gynecologists Committee on Genetics Society for Maternal-Fetal Medicine (Committee Opinion No 581, Dec. 2014) jednoznacznie rekomenduje stosowanie metody mikromacierzy w diagnostyce prenatalnej: - W przypadku stwierdzenia u płodu jednej (lub więcej) dużej wady rozwojowej i podjęciu decyzji o inwazyjnej diagnostyce prenatalnej, rekomenduje się badanie metodą mikromacierzy. - Jeśli płód nie ma wad rozwojowych, a wykonuje się diagnostykę inwazyjną, można stosować alternatywnie cytogenetykę klasyczną lub mikromacierz. - W przypadku późnego obumarcia płodu wskazane jest badanie płodu metodą mikromacierzy.

 

 

NEONATOLOGIA, PEDIATRIA, NEUROLOGIA DZIECIĘCA, PSYCHIATRIA DZIECIĘCA I IN.

W tych dziedzinach medycyny wprowadzenie mikromacierzy CGH przyczyniło się do szczególnej poprawy diagnostyki genetycznej. Przed wprowadzeniem mikromacierzy CGH podstawowym badaniem genetycznym było badanie kariotypu metodami cytogenetyki klasycznej, które nie wykrywa submikroskopowych zmian genomowych (CNVs), a to one są najczęstszą genetyczną przyczyną patologii w poniższych sytuacjach klinicznych.
Badanie genetyczne metodą mikromacierzy CGH (aCGH) jest rekomendowane w następujących sytuacjach klinicznych:

Wady wrodzone

Submikroskopowe zmiany genomowe (mikrodelecje i mikroduplikacje) są częstą przyczyną wad rozwojowych. W zależności od rodzaju wad wrodzonych występują w 10-20% przypadków. Np. w badaniach kohorty pacjentów (także polskich) z wadami rozwojowymi układu moczowego wykazano, że łącznie w 16,6% przypadków wady rozwojowe układu moczowego są spowodowane zmianami typu CNVs, przy czym w 14,5% przypadków gdy wada była izolowana, a 22,5% gdy oprócz wady układu moczowego występowały także inne wady rozwojowe. W przypadku innych wad rozwojowych jest podobnie - zmiany typu CNVs wykrywamy zarówno w wadach jednego narządu, jak i w wadach mnogich, przy czym w wadach mnogich częściej. W przypadku wad wrodzonych badanie aCGH jest badaniem pierwszego wyboru, wyjątkiem są jedynie znane zespoły aberracji chromosomowych (np. zespół Downa), w których wystarcza klasyczne badanie kariotypu. Opóźnienie rozwoju psychoruchowego / niepełnosprawność intelektualna

Mikrorearanżacje genomowe występują u 10-20% osób z opóźnieniem rozwoju / niepełnosprawnością intelektualną, ponadto aCGH wykrywa także klasyczne niezrównoważone aberracje chromosomowe, które w tej grupie pacjentów również występują. Badanie metodą aCGH jest rekomendowane w niemal wszystkich przypadkach opóźnienia rozwoju / niepełnosprawności intelektualnej. Jedynie w sytuacji, kiedy cechy kliniczne wskazują na określony zespół genetyczny spowodowany klasyczną aberracją chromosomową (np. zespół Downa) lub gdy jest podejrzenie określonego zespołu uwarunkowanego jednogenowo (np. zespołu FraX), zasadne jest klasyczne badanie kariotypu lub celowane badania molekularne. W pozostałych przypadkach aCGH jest badaniem pierwszego wyboru zarówno w przypadkach, kiedy oprócz opóźnienia rozwoju występują wady wrodzone lub cechy dysmorfii, jak i wówczas gdy opóźnienie rozwoju / niepełnosprawność intelektualna są jedyną patologią.

Autyzm / cechy autyzmu Submikroskopową rearanżację genomową typu CNVs wykrywa się u 10-20% pacjentów z autyzmem. Wśród dotychczas opisanych CNVs u pacjentów z autyzmem znajdują się zmiany takie jak mikroduplikacja w regionie 15q11-13, która identyfikowana jest u nawet 5% pacjentów z autyzmem, mikrodelecja 16p11.2 czy mikrodelecja 22q13. Z tego względu aCGH jest obecnie rekomendowana jako badanie genetyczne pierwszego wyboru u pacjentów z autyzmem, szczególnie u tych, u których fenotyp nie wskazuje na występowanie znanego zespołu o etiologii jednogenowej. Dostępne testy MLPA dedykowane diagnostyce genetycznej autyzmu badają tylko wybrane rearanżacje genomowe, podczas gdy aCGH bada je wszystkie.

Choroba o niejasnej etiologii, cechy kliniczne wskazujące na obecność kilku chorób genetycznych u danego pacjenta Niekiedy submikroskopowa zmiana genomowa może obejmować kilka genów, których mutacje prowadzą do kilku chorób jednogenowych. W takiej sytuacji u chorego mogą być objawy kilku chorób genetycznych naraz, co bardzo utrudnia ustalenie rozpoznania. O takiej sytuacji należy także myśleć wówczas, gdy określonej chorobie jednogenowej towarzyszą liczne inne objawy, które zwykle w danej chorobie nie występują.

W wymienionych sytuacjach klinicznych badanie aCGH jest badaniem genetycznym pierwszego wyboru i zastępuje badanie kariotypu metodami cytogenetyki klasycznej.

Informacje organizacyjne dotyczące badań metodą aCGH

1. Materiał biologiczny do badań metodą mikromacierzy

  • Dzieci i osoby dorosłe:
    • krew obwodowa (1-2ml) pobrana na EDTA
    • wymaz z błony śluzowej policzka
  • Diagnostyka prenatalna:
    • płyn owodniowy (ok. 5ml) pobrany metodą amniopunkcji
    • fragment kosmówki pobrany na drodze biopsji kosmówki
    • próbka krwi płodowej pobrana metodą kordocentazy (na EDTA)
  • Materiał z poronienia samoistnego/obumarcia ciąży: świeża kosmówka z poronienia
  • Materiał biologiczny od osób zmarłych:
    • w przypadku porodu martwego - fragment łożyska, pępowiny, fragment wątroby, śledziony
    • zabezpieczony w badaniiu sekcyjnym fragment wątroby, śledziony, ew. innej tkanki.

2. Wypełnienie wymaganych formularzy

  • Formularz śwaidomej zgody na badania genetyczne
  • Formularz wywiadu - tylkoprzy badaniu materiału z poronienia

Informacje zawarte w wypełnionym formularzu zastępują wywiad zbierany podczas wizyty w poradni genetycznej. Podane informacje są brane pod uwagę przez leakrza genetyka przy przygotowywaniu komentarza do wyników badań i wydawaniu zaleceń. Formularz należy dołaczyć do materiału z poronienia.

3. Przyjmowanie materiału biologicznego

4. Opłacenie badania
Badanie zaczyna być realizowane po zaksięgowaniu płatności.
Nr konta bankowego do zapłaty dostępny tutaj

Projekt i wdrożenie: symbioza.net.pl
Skontaktuj się z nami!