Кариотип набор хромосом

Определение кариотипирования, для чего оно нужно и кому рекомендовано

Хромосома – это нить, на которую, как бусины, нанизаны гены (индивидуальная программа развития организма). Эти структуры связывает между собой ДНК. Каждая клетка человеческого организма несет в себе одинаковую генетическую информацию – стандартный набор хромосом (44 штуки) и пару полученных от родителей (Х − от материнской яйцеклетки, Y − от отцовского сперматозоида). Это и есть кариотип. В норме формула женского – 46ХХ, мужского – 46ХY.

Судьба будущего эмбриона всецело зависит от того, насколько правильно произойдет слияние половых клеток и от состояния участвующих в этом хромосом. Нарушения чреваты замершей беременностью, патологиями развития плода, хромосомными аномалиями ребенка (синдромы Дауна, Клайнфельтера). Явные отклонения в здоровье мужчины или женщины сразу настораживают врачей, но существуют также и скрытые дефекты. Они не проявляются при обычной диагностике, вовсе не беспокоят человека, пока он не решит зачать собственного ребенка.

Носитель дефектных хромосом (мужчина или женщина) может быть совершенно здоров (при сбалансированных хромосомных аномалиях), но при слиянии его генетического материала с материалом партнера возникнут проблемы с развитием эмбриона (патологии плода, бесплодие). Пары длительно и безрезультатно лечатся, тратя впустую время и деньги. Кариотипирование помогает определить причину подобных проблем путем подсчета хромосом и оценки их качества в венозной крови отца и матери.

Цитогенетик Ксения Вячеславовна Шунькина рассказывает какие патологии позволяет выявить кариотипирование, как долго оно выполняется и когда стоит проводить данное исследование

Что можно определить с помощью хромосомного анализа:

  • Наличие дефектных хромосом и характер их влияния на зачатие и развитие ребенка;
  • Предрасположенность будущего ребенка к тяжелым патологиям (муковисцидоз, сахарный диабет, инфаркт миокарда);
  • Являются ли дефектные хромосомы причиной выкидышей и бесплодия.

Хромосомными аномалиями спровоцировано 65% ранних выкидышей. Аномальный кариотип фиксируется у одного человека из 700 – это немало.

Кариотипирование также позволяет оценить качество генов. Например, можно выявить генные мутации, из-за которых нарушается формирование плаценты и происходит выкидыш. Если присутствует генная мутация Y-хромосомы, то придется использовать сперму донора.

В каких случаях при планировании рекомендуется сдавать анализ крови на кариотип:

  1. Будущие родители старше 35 лет. С возрастом риск повреждения хромосом повышается.
  2. При наличии хромосомных аномалий у ближайших родственников.
  3. Бесплодие неясного генеза.
  4. Гормональные расстройства у женщин.
  5. Плохая спермограмма, не улучшающаяся после лечения.
  6. Если кто-либо из пары подвергался воздействию вредных факторов.

Кариотипирование необходимо и в том случае, если пара планирует второго ребенка, а первенец имеет отклонения в развитии.

Исследование кариотипа

В 1924 году известным цитологом Г.А. Левитским был введен в оборот термин «кариотип», под которым подразумевается совокупность признаков всего набора хромосом. Она присуща клеткам определенного биологического вида (это так называемый видовой кариотип), определенного организма (известный как индивидуальный кариотип), а также клона клеток.

Исследование кариотипа проводится с помощью метода световой микроскопии. Основной целью анализа является выявление патологии хромосом.

Чаще всего набор хромосом исследуется в детском возрасте для выявления заболеваний, связанных с нарушениями в кариотипе. Появление дополнительных хромосом или их фрагментов, отсутствие одной из них могут привести к проблемам с развитием органов и выполнением функций систем организма.

При планировании беременности, невынашивании беременности, бесплодии также исследуется кариотип. Анализ у супругов позволяет выявить хромосомные перестройки, что дает возможность установить причину бесплодия у мужчины или женщины и прогнозировать вероятный риск рождения детей с патологиями хромосом.

Кариотип набор хромосом

Осмотр в световом микроскопе хромосом вне процесса деления клетки достаточно труден. Для лучшего определения их структуры используются специальные красители. Они позволяют выявлять неоднородные (гетерогенные) участки хромосом и анализировать их – определять кариотип. Хромосомы на стадии метафазы в световом микроскопе представляют собой молекулы ДНК, которые как бы упакованы с помощью особых белков в сверхспирализованные плотные палочковидные структуры.

Благодаря такому расположению в небольшой объем входит значительное число хромосом, которое помещается в сравнительно небольшом объеме ядра клетки. Расположение всей их совокупности фотографируют и из нескольких снимков получают систематизированный кариотип. При этом изображения ориентируют вертикально, а их нумерация идет в порядке убывания размеров.

Исследование кариотипа проводится один раз в жизни, так как состав и строение хромосом не изменяется с течением времени. Для проведения анализа необходимы лимфоциты венозной крови пациента. Правила, требующие соблюдения накануне исследования (за 3 — 4 недели):

  • отказ от приема лекарств, особенно антибиотиков;
  • отсутствие острых инфекционных заболеваний.

В отличие от других анализов, сдача крови для кариотипирования возможна не на пустой желудок.

Как выглядит результат анализа, виды нарушений

Результат анализа на кариотипирование отражает состояние каждого звена исследуемых хромосом, каждая из которых выполняет свою роль в развитии и дальнейшей жизни человека.

Транслокация хромосом
Транслокация хромосом

Другие отклонения:

  1. Трисомия – к паре хромосом добавляется одна лишняя (синдром лишней хромосомы). В результате каждая клетка имеет по три копии какой-либо хромосомы вместо положенных двух. Трисомия по 4 хромосоме приводит к нежизнеспособности плода, выкидышам на ранних сроках.
  2. Моносомия – недостаток одной хромосомы.
  3. Делеция (del) – выпадение целого участка хромосомы. Часто становится причиной плохой спермограммы, а также врожденных патологий плода.
  4. Дупликация (dup) – задвоение одного из участков.
  5. Инверсия (inv) – один из участков повернут на 180˚.

Такие перестройки называются аберрациями, которые могут быть регулярными и нерегулярными. В первом случае нарушения встречаются в большом количестве клеток и носят врожденный характер. Во втором – приобретаются вследствие воздействия негативных факторов.

Кариотипирование может быть простым и расширенным. В первом случае исследуют 12-15 клеток. Генетик оценивает не только структуру хромосом, но и процесс их деления. Отдельные участки фотографируют, фото комбинируют в линии.

Для описания структуры хромосомы используют специальные обозначения, которые можно встретить в заключении к анализу: q – длинное плечо, p – короткое плечо (длинное – нижние «ножки», короткое – верхние). Внешний вид изображен ниже. Например, формула 5p15.2 означает вторую полосу пятнадцатого участка короткого плеча пятой хромосомы.

Внешний вид хромосомы
Внешний вид хромосомы

Фото хромосом ориентируют короткими плечами вверх, располагают по размеру и нумеруют – составляют индивидуальную кариограмму. Половые хромосомы находятся в конце. Пример представлен на рисунке. Далее сравнивают экземпляры с образцами (хромосомной картой).

Графическое изображение кариотипа (систематизированный кариотип)
Графическое изображение кариотипа (систематизированный кариотип)

На рисунке представлен патологический кариотип мужчины, формула 46 ХY t(1;3)(p21;q21)del(9)q22. Это означает перенос части 1 хромосомы на 3 (транслокация 21 секторов короткого и длинного плеч), потерю сектора у 9 хромосомы (делеция 22 сектора длинного плеча).

Такой анализ называется кариотипированием без аберраций (пример результата на фото).

Результат стандартного анализа на кариотипирование (лишняя хромосома)
Результат стандартного анализа на кариотипирование (лишняя хромосома)

Данный тип исследования недостаточно информативен. При бесплодии и невынашивании следует сдавать расширенный анализ − на кариотипирование с аберрациями. Исследуется около 100 клеток, рассчитывается процент аномальных делений. Кариотипирование с аберрацией позволяет выявить приобретенные (нерегулярные) дефекты хромосом, а без аберраций – только врожденные (нерегулярные).

Примеры болезней, спровоцированных хромосомными аномалиями, перечислены в таблице 1.

Таблица 1. Хромосомные патологии

Дальнейшие действия будущих родителей зависят от характера отклонений в хромосомах. Оценку может дать только врач-цитогенетик. Он расскажет, насколько опасны обнаруженные дефекты и что можно сделать. Генетические и хромосомные аномалии не лечатся, поэтому ответственность за выбор метода зачатия полностью ложится на пару.

Если поломанные хромосомы есть только у одного родителя, то они могут компенсироваться здоровым генетическим материалом другого. Если дефекты есть у обоих, то шансов на естественное зачатие здорового потомства нет.

Если нарушения несущественные (процент «поломок» в допустимых пределах), то врач назначает антимутагенную терапию: антигипоксанты, актопротекторы, флавоноиды, стимуляторы интерферона (иммунного белка), витамины и дает рекомендации по образу жизни и питанию.

В большинстве случаев даже при наличии дефектов у пары есть шанс стать родителями здорового ребенка, но для исключения рисков передачи аномалий плоду применяют репродуктивные технологии (читайте подробнее о методах ЭКО, ИКСИ). Изменить кариотип генетического материала или повлиять на процесс закладки эмбриона в утробе матери современная медицина не в силах, но можно проверить хромосомный набор эмбриона, созданного в пробирке.

ИКСИ и ЭКО
Методы искусственного оплодотворения

К сожалению, даже полное отсутствие нарушений в генетическом материале родителей не защищает будущего ребенка от хромосомных аномалий. Анализ на кариотип покажет только те, которые он может потенциально получить. Выявить все возможные патологии заранее можно только при помощи предварительной генетической диагностики плода.

При обнаружении хромосомных аберраций или генных мутаций в период планирования беременности у одного из супругов генетик объясняет паре причины ее репродуктивных проблем и составляет индивидуальный план действий для достижения поставленной цели.

При предположении высокого риска потенциальных врожденных пороков и патологий у будущего малыша рекомендуется исследовать кариотипплода. Такое диагностирование возможно и в ранние сроки беременности. Оно предупреждает рождение ребенка с серьезными пороками развития, нередко несовместимыми с жизнью.

Информативность кариотипа

Носителем хромосомных перестроек, без особых видимых признаков их наличия, может быть и здоровый человек. Возможные видоизменения провоцируют такие проблемы, как невынашивание беременности, бесплодие, врожденные пороки и аномалии развития плода.

Кариотип анализ

Анализ крови на кариотип выявляет патологические видоизменения в хромосомном наборе пары:

  • трисомия (увеличение набора хромосом на одну);
  • моносомия (потеря аутосомы);
  • делеция (отсутствие частей хромосом);
  • транслокация (обмен какими-либо фрагментами разных хромосом);
  • мозаицизм (наличие в тканях генетически различающихся клеток) и другие.

Выявление подобных изменений помогает диагностировать вероятность развития пороков у будущего потомства.

У плода при необходимости можно также определить кариотип. Анализ с высокой точностью указывает на генетические изменения, вызывающие различные заболевания (аутизм, синдром Дауна, а также синдромы Патау, Эдвардса, Клайнфельтера, Прадера-Вилли) и другие пороки. При их выявлении предлагаются дальнейшие пути решения выявленной проблемы.

Анализ кариотипа проводится для:

  • определения причин врожденных дефектов или заболеваний ребенка;
  • выявления аномальных хромосомных изменений у взрослого человека и их влияния на здоровье будущего ребенка;
  • определения дефекта хромосом, способных стать причиной самопроизвольного выкидыша или бесплодия;
  • выявления аномальных хромосом у плода;
  • выбора грамотного лечебного курса некоторых видов опухолей;
  • определения пола человека, чаще при гермафродитизме.

С помощью кариотипирования можно установить причинные факторы внутриутробной гибели плода, если имели место хромосомные проблемы.

Подготовка к исследованию

Набор хромосом

За две недели до сдачи венозной крови на кариотипирование нельзя принимать алкоголь и лекарства (особенно антибиотики). Голодать перед процедурой не нужно, наоборот, желательно быть сытым. Если пациент болен ОРВИ или у него началось обострение хронического заболевания, то сдача крови возможна только через две недели после излечения.

В списке услуг анализ называется «исследование кариотипа по лимфоцитам периферической крови». Используются именно лимфоциты, поскольку не все кровяные клетки содержат ядро с хромосомами.

Результат будет известен через 2-4 недели. Такое время обусловлено подготовкой материала, поскольку в ядре зрелой клетки хромосомный набор рассмотреть невозможно, он заметен только в период деления (митоза). Полученную культуру лимфоцитов помещают в питательную среду на 72 часа (три клеточных цикла) и при помощи специальных веществ стимулируют деление клеток. Процесс осложнится или замедлится, если пациент не соблюдал правила подготовки.

Врач-гинеколог Гаряева Ирина Владимировна рассказывает кому назначается анализ и как к нему подготовиться

В определенный момент роста клеток, когда хромосомы видны лучше всего, препарат обрабатывают веществом, фиксирующим текущее состояние. Задача генетика – выбрать момент, извлечь хромосомный набор из ядра, поместить его на предметное стекло. Процесс занимает около 5 часов. Затем выжидают еще 2-3 дня перед прокраской (хромосомы необходимо «состарить» иначе они не прокрасятся).

Различные участки хромосомы по-разному реагируют на краситель, за счет чего на них появляются полоски (процесс называется banding). Окрашенный материал исследуется под микроскопом. У всех людей окрашенные хромосомы выглядят одинаково, поэтому полученный препарат можно сравнить с оптимальным по качеству образцом. Полученное изображение анализируется компьютерной программой. Врач тратит на один анализ по 5-6 часов. Рассматривается каждая полоска.

При удачном раскладе результат будет готов через неделю, но порой анализ может занимать длительное время. Причина в том, что хромосомный фермент у некоторых работает нестабильно, краситель «не берется», тогда врачу приходится готовить новое стекло.

Существует также FISH-метод. Основные преимущества:

  1. Более точный (позволяет выявить малейшие дефекты хромосомы).
  2. Результат не зависит от опыта генетика.
  3. Быстрый: занимает один день, поскольку исследуемые клетки не обязательно должны находиться в процессе деления.

Анализ крови на кариотип

Из недостатков – дороговизна и сложность исполнения.

Стоимость кариотипирования зависит от клиники. Цены в сетевых лабораториях и клиниках (с аберрациями):

  • «Хеликс»: 6290 руб.
  • «Инвитро»: 7090 руб.
  • «СитиЛаб»: 6700 руб.
  • KDL: 6688 руб.
  • Next Generation Clinic: 4800 руб.
  • Лаборатории ЦИР: 6800 руб.
  • Центральный НИИ эпидемиологии (Москва): 6750 руб.

Кариотипирование проводится на этапе планирования беременности при наличии следующих показаний:

  • привычное невынашивание (2 и более выкидышей или замерших беременностей);
  • длительное бесплодие с неустановленной причиной;
  • отклонения от норм в спермограмме (олигозооспермия и необструктивная форма азооспермии);
  • многочисленные и неудачные попытки ЭКО, ИКСИ;
  • планирование ЭКО;
  • рождение мертвого ребенка или гибель ребенка на первом году жизни в анамнезе;
  • наличие ребенка с хромосомной патологией или врожденными множественными пороками развития (МВПР);
  • подозрение на генетические нарушения по внешним признакам (форма и длина пальцев, носа, глаз и прочее);
  • аменорея;
  • работа или проживание в неблагоприятных экологических условиях (например, с повышенным радиационным фоном).

Также исследование кариотипа проводится при обследовании доноров генетического материала (яйцеклетки, сперма) и по желанию человека или семейной пары.

Для полноценного вынашивания и рождения здоровых детей проведение процедуры кариотипирования необходимо каждой паре. Поскольку с возрастными изменениями возможны хромосомные изменения, анализ в обязательном порядке рекомендуется женщинам, планирующим беременность после 35 лет. Это позволяет предупредить самопроизвольные аборты, остановку развития плода и неспособность к зачатию.

Если супруги уже имеют ребенка с проблемами в развитии, то перед планированием следующей беременности генетическое обследование настоятельно рекомендуется.

Анализ кариотипа также необходим для лиц, имеющих родственников с генетическими изменениями совокупности хромосом, для лиц, которые в процессе своей профессиональной деятельности постоянно подвергаются воздействию вредных факторов (физических, радиационных, химических).

Отзывы

Елена, 33 года: «После двух неудачных попыток ЭКО назначили анализ на кариотип, мы его сделали, все вроде в порядке, без аномалий. Однако врач сказала, что не тот, надо с аберрацией. Якобы только он позволяет давать прогнозы на беременность».

Анастасия, 30 лет: «Нашлась причина бесплодия: кариотипирование показало 46,X[delXp–] – подозрение на синдром Шерешевского-Тернера. Это означает, что без донорской яйцеклетки никак. При этом внешних проявлений никаких нет, я здорова».

Олег, 41 год: «По результатам кариотипирования врач сразу предложил ЭКО с предимплантационной диагностикой плода, поскольку нарушения серьезные. У меня 45 хромосом, причем 13 и 14 сплелись между собой. Высокий риск рождения ребенка с синдромом Дауна, замершей беременности».

Как проводится кариотипирование

Исследование кариотипа — многоступенчатый процесс, для которого необходимы живые клетки:

  • обработка клеток митогеном для стимуляции их деления;
  • остановка деления клеток специальными веществами в период клеточного цикла, когда можно наблюдать хромосомы (обычно через 72 часа после стимуляции деления клеток);
  • приготовление препаратов хромосом на микроскопических стеклах;
  • окрашивание препаратов хромосом для визуализации структуры и морфологии хромосом под световым микроскопом);
  • изучение препаратов (подсчет числа хромосом, анализ строения каждой хромосомы).

Для получения достоверных результатов исследуется хромосомный набор 12 — 15 клеток. Результаты изучают и анализируют врачи-лаборанты генетики. При выявлении отклонении следует обратиться за консультацией к врачу клиническому генетику, который разъяснит возможные риски и составит индивидуальную схему дальнейших действий (например, при высоком риске хромосомной болезни у будущего ребенка в случае беременности рекомендуется кариотипирование плода).

Сроки выполнения анализа составляют 20–25 дней.

Наши специалисты:

Кибанов Михаил ВикторовичКибанов Михаил Викторович Молекулярный биолог, лабораторный генетик
Клинического госпиталя на Яузе
Кандидат биологических наук
Глинкина Жанна ИвановнаГлинкина Жанна Ивановна Лабораторный генетик
Клинического госпиталя на Яузе
Доктор биологических наук

записаться на консультацию

Кибанов Михаил ВикторовичКибанов Михаил Викторович Молекулярный биолог, лабораторный генетик
Клинического госпиталя на Яузе
Кандидат биологических наук
Глинкина Жанна ИвановнаГлинкина Жанна Ивановна Лабораторный генетик
Клинического госпиталя на Яузе
Доктор биологических наук

записаться на консультацию

Наши преимущества

  • Специалисты. Опытные специалисты, с блестящим образованием и учёными степенями помогают докторам решать сложнейшие репродуктивные проблемы пациентов.
  • Генетическая лаборатория Современная лаборатория молекулярной генетики создана по лучшим мировым стандартам качества — от специального покрытия стен и 5-уровневой системы вентиляции, предупреждающей контаминацию (смешение биопрепаратов на молекулярном уровне), до новейшего оборудования и технологий инновационных генетических исследований.
  • Индивидуальный подход, комплексные решения. Индивидуальные эффективные комплексные программы для решения проблем деторождения семейной пары с использованием всех ресурсов нашего ЦМРТ и многопрофильного госпиталя.
  • Международные связи. Генетическая лаборатория нашего госпиталя активно сотрудничает с лабораторией Лондонского университета, генетическими лабораториями BGI Europe и Ingenomix (Испания), международной сетью клиник IVIIVF.

Цены на услуги Вы можете посмотреть в прайсе или уточнить по телефону, указанному на сайте.

Статья проверена молекулярным биологом, лабораторным генетиком, к.б.н. Кибановым М.В., носит общий информационный характер, не заменяет консультацию специалиста.Для рекомендаций по диагностике и лечению необходима консультация врача.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
TehnoSklad66.ru