Phân tích microarray nhiễm sắc thể (XMA) là một phương pháp công nghệ cao để đánh giá karyotype về sự hiện diện của một số đột biến liên quan đến sự gia tăng số lượng bản sao DNA (nhân đôi) hoặc mất một phần di truyền vật chất (xóa). Những dị thường như vậy thường gây ra các bệnh di truyền, vì vậy CMA là một công cụ chẩn đoán quan trọng trong y học hiện đại. Thông thường, công nghệ này được sử dụng để kiểm tra kiểu gen của thai nhi, cũng như trẻ sơ sinh và trẻ em.
Đặc điểm chung của phương pháp
Phân tích nhiễm sắc thể microarray còn được gọi là kỹ thuật tạo mẫu phân tử. Phương pháp này dựa trên công nghệ lai DNA với các dấu hiệu di truyền (trình tự nucleotide cụ thể đã biết trước đây) được nhúng trong chất mang (chất nền). Nghiên cứu cho phép phân tíchnhiều đoạn của nhiễm sắc thể và xác định sự hiện diện của sự sắp xếp lại cấu trúc (cắt bỏ) liên quan đến việc thiếu hoặc thừa vật liệu di truyền.
Phương pháp này không được thiết kế để phát hiện đột biến điểm trong gen, nhưng nó có độ phân giải cao hơn phương pháp karyotyping truyền thống. CMA có thể phát hiện những thay đổi dưới kính hiển vi có vai trò quan trọng trong cơ chế bệnh sinh của các bệnh khác nhau, bao gồm cả dị tật bẩm sinh và chậm phát triển trí tuệ.
Ý nghĩa của karyotyping phân tử
Mục đích chính của CMA là xác định các đoạn nhỏ bổ sung (nhân đôi) hoặc thiếu (vi phân) của thông tin di truyền liên quan đến mẫu chuẩn. Những sai lệch này được gọi là biến thể số bản sao (CNV).
Tiền tố "vi mô" có nghĩa là công nghệ này nhằm phát hiện những thay đổi rất nhỏ. Tuy nhiên, CMA cũng thích hợp để phát hiện các bất thường nhiễm sắc thể chính, chẳng hạn như các thể dị bội khác nhau (hội chứng Down, Patau, v.v.). Tuy nhiên, nghiên cứu không thể xác định những thay đổi trong một gen duy nhất.
Ngoài các nguyên nhân vi lượng và các biến chứng vi mô, phân tích cho thấy danh tính di truyền của các phần lớn nhiễm sắc thể, có thể chỉ ra:
- quan hệ huyết thống của cha mẹ đứa trẻ;
- nhận được cả hai bản sao của nhiễm sắc thể chỉ từ một phụ huynh.
Với XMA, bạn cũng có thể phát hiệnchuyển vị, nhưng chỉ khi chúng không cân bằng.
Phân tích vi mô nhiễm sắc thể không phải là cách để giải mã kiểu gen hay một phương pháp để phát hiện bất kỳ gen nào. Nghiên cứu này chỉ nhằm mục đích so sánh số lượng vật chất di truyền trong nhiễm sắc thể của bệnh nhân với đối chứng. Sau khi phát hiện ra CNV, phòng thí nghiệm xác định gen nào được chứa ở đó và dựa vào đó giải thích kết quả. Các biến thể của số bản sao đóng một vai trò quan trọng trong cơ chế bệnh sinh của các bệnh khác nhau, nhưng sự hiện diện của chúng không phải lúc nào cũng dẫn đến bất kỳ bất thường nào.
Mục đích nghiên cứu
Phân tích microarray nhiễm sắc thể được thực hiện để kiểm tra xem em bé có bị CNV có thể là nguyên nhân hay không:
- tự kỷ;
- toàn cầu đóng thế;
- chậm phát triển trí tuệ;
- dị tật bẩm sinh khác nhau;
- co giật;
- đặc điểm ngoại hình bất thường (rối loạn hình thái);
- dị tật bẩm sinh.
Nghiên cứu cũng xác định sự hiện diện hoặc vắng mặt của các bất thường về số lượng nhiễm sắc thể (Hội chứng Down, v.v.).
Có 2 lý do chính để thực hiện kiểm tra XMA:
- dự phòng - kiểm tra bộ gen của trẻ để tìm các biến chứng vi mô hoặc biến chứng vi mô;
- chẩn đoán - được thực hiện để xác định nguyên nhân di truyền của các rối loạn khác nhau có thể liên quan đến CNV.
Đôi khi, để làm rõ kết quả của nghiên cứu, việc kiểm tra bộ gen của cha mẹ được thực hiện.
Theo tiêu chuẩn quốc tế và khuyến nghị của một số cộng đồng y tế,CMA là bài kiểm tra cấp độ 1 được thiết kế cho những cá nhân bị dị tật bẩm sinh, tự kỷ hoặc khuyết tật phát triển không rõ nguyên nhân.
Nhiều đánh giá về phân tích microarray nhiễm sắc thể xác nhận giá trị chẩn đoán quan trọng của nó. Phương pháp này cho phép bạn tìm ra nguyên nhân di truyền của các vấn đề ở trẻ khi không có rối loạn nhiễm sắc thể phổ biến và khá rõ ràng (chẳng hạn như hội chứng Down). Ngược lại, đôi khi CMA giúp loại trừ sự hiện diện của các rối loạn nhiễm sắc thể ở trẻ em có vấn đề về phát triển. Kết quả như vậy được coi là thuận lợi, vì các khuyết tật mắc phải có thể sửa chữa được, trong khi các rối loạn di truyền không thể sửa chữa được.
Công nghệ phương pháp
XMA cho phép bạn phân tích đồng thời một số lượng lớn các đoạn DNA khác nhau, mỗi đoạn tương ứng với một dấu hiệu di truyền cụ thể được in trên ma trận. Cái thứ hai là một ngăn xếp chủ đề được bao phủ trong hàng nghìn đầu dò như vậy.
2 loại DNA được sử dụng cho xét nghiệm:
- bệnh nhân;
- tiêu chuẩn (tương ứng với bộ gen người bình thường).
Vật liệu di truyền được áp dụng cho chất nền, nơi diễn ra phản ứng lai giữa các mẫu dò và các đoạn mẫu tương ứng của chúng. Tức là, các trình tự từ các đoạn giống hệt nhau của nhiễm sắc thể được kết hợp với nhau.
Một thiết bị đặc biệt đánh giá riêng mức độ kết hợp của từng đầu dò với điều khiển và với nguyên mẫu. Bình thườngtrường hợp, nó phải giống nhau. Nếu bất kỳ mảnh nào của bệnh nhân chứa thừa vật liệu di truyền, thiết bị sẽ phát tín hiệu màu xanh lá cây và nếu có thiếu hụt, nó sẽ có màu đỏ.
Vì vậy, tất cả các vùng của bộ gen mà ma trận chứa các điểm đánh dấu đều được đánh giá. Các tín hiệu của thiết bị được máy quét ghi lại và được máy tính xử lý.
XMA các loại
Có 3 loại phân tích vi mảng nhiễm sắc thể:
- nhắm mục tiêu;
- chuẩn;
- mở rộng.
Sự khác biệt chính của chúng nằm ở độ phân giải, được quy định bởi số lượng dấu hiệu DNA được sử dụng. Tham số này được gọi là mật độ của ma trận. Trong phân tích mục tiêu, nó là thấp nhất (350 nghìn điểm). Đây là loại xét nghiệm dễ tiếp cận nhất và rẻ nhất để phát hiện các biến chứng vi mô và biến chứng vi mô phổ biến nhất. Nó được sử dụng để xác nhận các hội chứng cụ thể đã biết liên quan đến CNV.
Tiêu chuẩn HMA sử dụng 750.000 điểm đánh dấu để kiểm tra tất cả các vùng có ý nghĩa lâm sàng của bộ gen người. Xét nghiệm này không chỉ phát hiện các CNV thông thường mà còn phát hiện các bất thường nhiễm sắc thể gây ra các hội chứng không biệt hóa. Chức năng tương tự, nhưng nhiều thông tin hơn, được thực hiện bằng cách phân tích vi mảng nhiễm sắc thể mở rộng. Nó đại diện cho nghiên cứu sâu nhất về bộ gen với ma trận chứa 2,67 triệu dấu hiệu DNA.
XMA Hiệu quả
XMA là phương pháp hiện đại và rất hiệu quả để phát hiện các bất thường nhiễm sắc thể. trước cho họviệc phát hiện sử dụng phương pháp di truyền tế bào tiêu chuẩn, bao gồm việc kiểm tra trực quan các nhiễm sắc thể của bệnh nhân. Trong khi đó, độ phân giải của karyotyping phân tử cao hơn gấp 1000 lần và cho phép bạn tìm thấy những thay đổi nhỏ nhất mà trước đây không thể phát hiện được. Điều này làm tăng năng suất chẩn đoán lên 10. Ngoài ra, CMA không yêu cầu tiền nuôi cấy tế bào và cho phép bạn phân tích nhiều vùng nhiễm sắc thể cùng một lúc.
Tính hữu ích của karyotyping phân tử đối với một bệnh nhân cụ thể phụ thuộc vào:
- loại phân tích đã chọn (nâng cao, nhắm mục tiêu hoặc tiêu chuẩn);
- đánh giá đúng về kết quả;
- thiết bị và một bộ chip DNA (điểm đánh dấu được tích hợp trong ma trận) mà một phòng thí nghiệm cụ thể sử dụng.
Tên của một trong những trung tâm di truyền y tế chất lượng cao nhất nơi bạn có thể thực hiện phân tích vi mảng nhiễm sắc thể là "Genomed". Các nhận xét về tổ chức này mô tả đây là một tổ chức y tế cấp cao với trang thiết bị công nghệ hiện đại cho phép thực hiện nhiều loại xét nghiệm di truyền khác nhau, kể cả những xét nghiệm khá hiếm. Đối với XMA trong "Genomed" (Moscow, đường cao tốc Podolskoe, 8), bộ đánh dấu DNA của công ty sản xuất hàng đầu được sử dụng.
