L'analisi cromosomica microarray (XMA) è un metodo ad alta tecnologia per valutare il cariotipo per la presenza di alcune mutazioni associate ad un aumento del numero di copie del DNA (duplicazione), o con la perdita di parte del patrimonio genetico materiale (cancellazione). Tali anomalie spesso causano malattie ereditarie, quindi la CMA è un importante strumento diagnostico nella medicina moderna. Tipicamente, questa tecnologia viene utilizzata per controllare il genotipo del feto, nonché neonati e bambini.
Caratteristiche generali del metodo
L'analisi cromosomica del microarray è altrimenti chiamata cariotipizzazione molecolare. Il metodo si basa sulla tecnologia dell'ibridazione del DNA con marcatori genetici (sequenze nucleotidiche specifiche precedentemente note) incorporati in un vettore (matrice). Lo studio permette di analizzaremolte sezioni di cromosomi e identificano la presenza di riarrangiamenti strutturali (aberrazioni) associati alla mancanza o all'eccesso di materiale genetico.
Il metodo non è progettato per rilevare le mutazioni puntiformi nei geni, ma ha una risoluzione maggiore rispetto al cariotipo tradizionale. La CMA è in grado di rilevare cambiamenti submicroscopici che svolgono un ruolo importante nella patogenesi di varie malattie, comprese le anomalie congenite e il ritardo mentale.
Il significato del cariotipo molecolare
Lo scopo principale della CMA è identificare piccoli frammenti aggiuntivi (microduplicazione) o mancanti (microcancellazione) di informazioni genetiche rispetto a un campione standard. Queste deviazioni sono chiamate variazioni del numero di copie (CNV).
Il prefisso "micro" significa che questa tecnologia mira a rilevare cambiamenti molto piccoli. Tuttavia, la CMA è adatta anche per rilevare importanti anomalie cromosomiche, come varie aneuploidie (sindrome di Down, Patau, ecc.). Tuttavia, lo studio non è in grado di determinare i cambiamenti all'interno di un singolo gene.
Oltre alle microdelezioni e alle microduplicazioni, l'analisi rivela l'identità genetica di ampie parti dei cromosomi, che possono indicare:
- legame di sangue dei genitori del bambino;
- ottenere entrambe le copie dei cromosomi da un solo genitore.
Con XMA puoi anche rilevaretraslocazioni, ma solo se non bilanciate.
L'analisi dei microarray cromosomici non è un modo per decodificare un genotipo o un metodo per rilevare eventuali geni. Questo studio ha solo lo scopo di confrontare la quantità di materiale genetico nei cromosomi del paziente con il controllo. Dopo la scoperta del CNV, il laboratorio determina quali geni vi erano contenuti e, sulla base di questo, interpreta il risultato. Le varianti del numero di copie svolgono un ruolo importante nella patogenesi di varie malattie, ma la loro presenza non porta sempre ad alcuna anomalia.
Scopo della ricerca
L'analisi del microarray cromosomico viene eseguita per verificare se il bambino ha CNV che potrebbero essere la causa:
- autismo;
- arresto della crescita globale;
- ritardo mentale;
- difetti congeniti vari;
- convulsioni;
- caratteristiche fisiche insolite (dismorfismi);
- anomalie congenite.
Lo studio determina anche la presenza o l'assenza di anomalie cromosomiche numeriche (sindrome di Down, ecc.).
Ci sono 2 ragioni principali per fare un test XMA:
- profilattico - controllo del genoma del bambino per microdelezioni o microduplicazioni;
- diagnostica - eseguita per stabilire le cause genetiche di vari disturbi che possono essere associati alla CNV.
A volte, per chiarire i risultati dello studio, viene effettuato un controllo del genoma dei genitori.
Secondo lo standard internazionale e le raccomandazioni di diverse comunità mediche,Il CMA è un test di livello 1 progettato per individui con anomalie congenite, autismo o disabilità dello sviluppo di origine sconosciuta.
Numerose revisioni dell'analisi dei microarray cromosomici confermano il suo importante valore diagnostico. Il metodo consente di trovare le cause genetiche dei problemi in un bambino quando non sono presenti disturbi cromosomici comuni e abbastanza evidenti (come la sindrome di Down). A volte la CMA, al contrario, aiuta ad escludere la presenza di disturbi cromosomici nei bambini con problemi di sviluppo. Tali risultati sono considerati favorevoli, poiché i difetti acquisiti sono correggibili, mentre i disordini genetici non possono essere corretti.
Tecnologia del metodo
XMA permette di analizzare contemporaneamente un gran numero di frammenti di DNA differenti, ognuno dei quali corrisponde ad uno specifico marcatore genetico stampato sulla matrice. Quest'ultimo è uno stack di argomenti coperto da migliaia di tali sonde.
2 tipi di DNA sono usati per il test:
- paziente;
- standard (corrisponde al normale genoma umano).
Il materiale genetico viene applicato alla matrice, dove avviene la reazione di ibridazione tra le sonde ei frammenti di campione corrispondenti. Cioè, le sequenze di sezioni identiche di cromosomi sono combinate tra loro.
Uno speciale dispositivo valuta separatamente il grado di ibridazione di ciascuna sonda con il controllo e con il prototipo. Nella normalitàcaso, dovrebbe essere lo stesso. Se un frammento del paziente contiene un eccesso di materiale genetico, il dispositivo emette un segnale verde e, se c'è una carenza, è rosso.
Quindi, tutte le regioni del genoma per le quali la matrice contiene marcatori vengono valutate. I segnali dello strumento vengono acquisiti dallo scanner ed elaborati dal computer.
Tipi XMA
Ci sono 3 tipi di analisi cromosomiche di microarray:
- mirato;
- standard;
- esteso.
La loro principale differenza sta nella risoluzione, che è regolata dal numero di marcatori del DNA utilizzati. Questo parametro è altrimenti chiamato densità della matrice. Nell'analisi del target è il più basso (350mila marcatori). Questo è il tipo di test più accessibile ed economico che rileva le microdelezioni e le microduplicazioni più comuni. Viene utilizzato per confermare le sindromi specifiche note associate a CNV.
Standard HMA utilizza 750.000 marcatori che testano tutte le regioni clinicamente significative del genoma umano. Questo test rileva non solo CNV comuni, ma anche anomalie cromosomiche che causano sindromi indifferenziate. La stessa funzione, ma molto più informativa, è svolta dall'analisi di microarray cromosomici estesa. Rappresenta lo studio più approfondito del genoma con una matrice contenente 2,67 milioni di marcatori di DNA.
Efficienza XMA
XMA è un modo moderno e molto efficace per rilevare le anomalie cromosomiche. prima per loroil rilevamento utilizzava il metodo citogenetico standard, che consisteva in un'ispezione visiva dei cromosomi del paziente. In confronto, la risoluzione del cariotipo molecolare è 1000 volte superiore e consente di trovare i più piccoli cambiamenti che non potevano essere rilevati prima. Ciò ha aumentato la resa diagnostica di 10. Inoltre, CMA non richiede la pre-coltura delle cellule e consente di analizzare molte regioni di cromosomi contemporaneamente.
L'utilità del cariotipo molecolare per un particolare paziente dipende da:
- del tipo di analisi selezionato (avanzata, mirata o standard);
- corretta valutazione del risultato;
- attrezzatura e un set di chip DNA (marcatori integrati nella matrice) utilizzati da un particolare laboratorio.
Il nome di uno dei centri di genetica medica di altissima qualità dove è possibile eseguire analisi cromosomiche di microarray è "Genomed". Le recensioni su questa istituzione la descrivono come un'organizzazione medica di alto livello con moderne attrezzature tecnologiche che consentono un'ampia gamma di diversi test genetici, compresi quelli piuttosto rari. Per XMA in "Genomed" (Mosca, Podolskoe Highway, 8) vengono utilizzati set di marcatori di DNA della principale azienda manifatturiera.
