Badanie wykonuje się w celu wykrycia nieprawidłowości w obrębie chromosomów, co pomaga w rozpoznaniu chorób genetycznych, wad wrodzonych oraz niektórych chorób hematologicznych i chorób układu limfatycznego.

Badanie wykonuje się, jeżeli wyniki badań przesiewowych u kobiety w ciąży są nieprawidłowe, w przypadku występowania objawów związanych z zaburzeniami w obrębie chromosomów, w celu wykrycia nieprawidłowości w obrębie chromosomów u pacjenta i/lub w celu wykrycia, czy dane zaburzenie występuje u rodziny pacjenta. Czasami u osób z białaczką, chłoniakiem, szpiczakiem, mielodysplazją lub innym nowotworem oraz w przypadku podejrzenia nabytych zaburzeń w obrębie chromosomów.

Próbka krwi pobranej z żyły łokciowej, próbka płynu owodniowego lub biopsja kosmówki u kobiety ciężarnej, próbka szpiku kostnego lub tkanki.

Nie.

Analiza chromosomów lub kariotypowanie to badanie, w którym ocenie poddaje się liczbę oraz strukturę chromosomów pacjenta w celu wykrycia nieprawidłowości. Chromosomy to nitkowate struktury obecne w jądrze każdej komórki, zawierające kod genetyczny całego organizmu. Każdy z chromosomów zawiera tysiące genów w ustalonych lokalizacjach. Geny te odpowiadają za dziedziczne cechy fizyczne oraz mają znaczny wpływ na wzrost, rozwój i funkcję organizmu.

W organizmie ludzkim obecnych jest 46 chromosomów, w 23 parach. Dwadzieścia dwie pary obecne są u obu płci (chromosomy autosomalne), a jedna para (chromosomy płciowe) występuje w postaci XY (u mężczyzn) lub XX (u kobiet).W prawidłowych warunkach wszystkie komórki organizmu posiadające jądro zawierają pełen zestaw takich samych 46 chromosomów, za wyjątkiem komórek rozrodczych (komórki jajowe i plemniki), które zawierają połowę takiego zestawu. Taka połowa jest przekazywana dziecku. Podczas poczęcia połowy zestawów od każdego z rodziców łączą się, tworząc nowy zestaw 46 chromosomów u rozwijającego się płodu.

Nieprawidłowości w obrębie chromosomów mogą dotyczyć zmian ich liczby lub struktury. Każde odstępstwo od pełnego zestawu 46 chromosomów oznacza zmianę w ilości obecnego materiału genetycznego i może powodować problemy zdrowotne i rozwojowe. Znaczenie i rozległość problemów wynikających ze zmian strukturalnych zależy od chromosomu, którego dotyczy ta zmiana. Typ i stopień problemu różni się osobniczo, nawet w przypadku zaburzeń w obrębie tego samego chromosomu.

Kariotypowanie polega na badaniu chromosomów w celu stwierdzenia czy obecna jest ich prawidłowa liczba i czy wyglądają one prawidłowo. Wykonanie badania oraz interpretacja wyników wymaga doświadczenia i wiedzy. Wprawdzie teoretycznie można je wykonać na dowolnych komórkach, w praktyce zazwyczaj wykonuje się je w płynie owodniowym w badaniach płodu i limfocytach (rodzaju krwinek białych) u pozostałych osób. Krwinki białe można również pozyskać na drodze aspiracji szpiku kostnego w celu wykrycia zmian u pacjentów z podejrzeniem chorób hematologicznych lub limfatycznych (np. białaczka, chłoniak, szpiczak, niedokrwistość oporna na leczenia).

Badanie wykonuje się w następujący sposób:

• Pobiera się próbkę komórek pacjenta, po czym zakłada się ich hodowlę przy użyciu pożywki, w celu podziału komórek w warunkach in vitro. Ma to na celu wybranie odpowiedniego etapu w procesie wzrostu komórek, kiedy najłatwiej jest wyróżnić chromosomy.
• Chromosomy zostają wyodrębnione z jądra komórkowego, umieszczone na szkiełku podstawowym i wybarwione specjalnym barwnikiem.
• Następnie wykonuje się mikrofotografie chromosomów.
• Podobnie jak w układance, zmienia się ułożenie zdjęć chromosomów w celu dopasowania par i układa się je według wielkości od największego do najmniejszego, numer 1 do 22, a następnie chromosomy płciowe jako 23. parę.
• Zdjęcia umożliwiają pionowe ułożenie chromosomów. Każdy z nich wygląda jak pasiasta słomka. Ma dwa ramiona, które różnią się długością (ramię krótsze (p) i dłuższe (q)), przewężenie pomiędzy ramionami noszące nazwę centromeru i serię jasnych i ciemnych poziomych pasm. Długość ramion oraz umiejscowienie pasm pomaga odróżnić górną i dolną część chromosomu.
• Po ułożeniu fotografii chromosomów, specjalista ocenia pary chromosomów i wykrywa ewentualne nieprawidłowości.

‍

‍
‍

‍
‍

                                                                               Zdjęcia dzięki uprzejmości: Mary Lowery Nordberg, PhD        

‍

 Niektóre możliwe do wykrycia nieprawidłowości w obrębie chromosomów to:

• Zespół Downa (trisomia 21) spowodowany występowaniem dodatkowego 21. chromosomu. Może występować we wszystkich lub większości komórek organizmu.
• Zespół Edwardsa (trisomia 18), choroba objawiająca się znacznym upośledzeniem umysłowym, spowodowana występowaniem dodatkowego 18. chromosomu.
• Zespół Patau (trisomia 13), spowodowany występowaniem dodatkowego 13. chromosomu.
• Zespół Klinefeltera, najczęściej występujące zaburzenie u mężczyzn, spowodowane obecnością dodatkowego chromosomu X.
• Zespół Turnera, spowodowany brakującym chromosomem X u kobiet‍
• Przewlekła białaczka szpikowa, klasyczna translokacja 9;22 stanowiąca o rozpoznaniu

Kariotypowanie ma na celu wykrycie nieprawidłowości w obrębie chromosomów i dlatego służy rozpoznaniu chorób genetycznych, niektórych wad wrodzonych oraz chorób hematologicznych i limfatycznych.

Można je wykonać:

1. U płodu, w płynie owodniowym lub wycinku kosmówki (tkanki pobranej z łożyska)

• Jeżeli wynik co najmniej jednego badania przesiewowego wykonywanego u kobiety ciężarnej, takiego jak badanie w kierunku zespołu Downa wykonywane w pierwszym trymestrze albo test potrójny lub poczwórny, jest nieprawidłowy.
• Jeżeli u kobiety ciężarnej wykonuje się amniopunkcję z uwagi na podwyższone ryzyko wad wrodzonych u dziecka.
• W przypadku wykrycia strukturalnych i/lub rozwojowych zaburzeń u płodu, na przykład w badaniu ultrasonograficznym
• Jeżeli wiadomo, że w rodzinie występuje zaburzenie w obrębie chromosomów

1. Przed poczęciem, u kobiety lub u pary, w celu oceny chromosomów, szczególnie jeżeli u kobiety dochodziło do poronień lub problemów z poczęciem.
2. W tkankach od płodu poronionego lub martwego, jako pomoc w określeniu, czy przyczyną były zaburzenia w obrębie chromosomów.
3. U niemowlęcia urodzonego z zaburzeniami wrodzonymi, w tym wadami wrodzonymi, niedorozwojem umysłowym, opóźnionym wzrostem i rozwojem lub objawami określonej choroby genetycznej.
4. U osoby bezpłodnej lub z objawami określonej choroby genetycznej.
5. U członków rodziny, w celu wykrycia określonych zaburzeń w obrębie chromosomów, po wykryciu takich zaburzeń u dziecka lub innego członka rodziny.
6. U osoby z rozpoznanymi określonymi typami białaczki, chłoniaka, niedokrwistości opornej na leczenie lub nowotworu, ponieważ te choroby mogą prowadzić do nabytych zmian w obrębie chromosomów; badanie można wykonać w próbce krwi lub szpiku kostnego.

‍

Badanie chromosomów można zlecić w przypadku podejrzenia zaburzeń w obrębie chromosomów u płodu, u niemowlęcia z zaburzeniami wrodzonymi, u kobiety po poronieniach lub bezpłodnej oraz u osoby dorosłej w przypadku występowania objawów choroby genetycznej.

Badanie można również wykonać w celu wykrycia obecności zaburzeń w obrębie chromosomów u członków rodziny, po wykryciu takich zaburzeń u dziecka lub innego członka rodziny.

Kolejnym wskazaniem jest wykrycie nabytych nieprawidłowości w obrębie chromosomów u pacjenta z białaczką, chłoniakiem, niedokrwistością oporną na leczenie lub nowotworem.

Interpretacji wyników może dokonać wyłącznie osoba z odpowiednim przeszkoleniem cytogenetycznym. Niektóre informacje, takie jak obecność dodatkowego chromosomu 21 (trisomia 21) wskazująca na zespół Downa, są łatwe do uzyskania, podczas gdy inne są bardziej złożone.

Wprawdzie objawy pewnych zaburzeń w obrębie chromosomów są typowe, lecz ich skutki oraz rozległość mogą różnić się osobniczo i nie można ich dokładnie przewidzieć.

Niektóre przykłady nieprawidłowości, które można wykryć w wyniku badania chromosomów to:

Duplikacje, delecje, translokacje i przegrupowania genów mogą powodować cały wachlarz problemów zdrowotnych i rozwojowych, w zależności od tego, które geny występują w zbyt dużej lub zbyt małej liczbie.

Niektóre przegrupowania genów nie powodują występowania widocznych objawów. Translokacje wzajemne (gdzie dochodzi do zamiany fragmentów pomiędzy dwoma chromosomami, lecz cały materiał genetyczny jest nadal obecny) mogą nie powodować problemów u pacjenta, lecz dopiero u jego dzieci.

Wiele nowotworów hematologicznych i układu limfatycznego (np. białaczka, chłoniak, szpiczak, mielodysplazja) wiąże się z nieprawidłowościami w obrębie chromosomów, co może pomóc w rozpoznaniu choroby i/lub przewidzeniu jej przebiegu klinicznego.

Z uwagi na to, że podczas badania identyfikuje się również chromosomy płciowe (XX lub XY), badanie umożliwia jednocześnie poznanie płci dziecka.

Niektóre zmiany w obrębie chromosomów są zbyt nieznaczne, aby wykryć je metodą kariotypowania. Inne techniki badań, które można wykorzystać w celu dalszej oceny nieprawidłowości w obrębie chromosomów to hybrydyzacja fluorescencyjna in situ (FISH) lub technika płytek genowych.

Możliwe jest, aby w organizmie pacjenta obecne były komórki z innym materiałem genetycznym. Dzieje się tak z uwagi na to, że zmiany we wczesnym rozwoju płodu prowadzą do powstawania znacznie różniących się linii komórek. Zjawisko to nosi nazwę mozaikowości. Przykładem są niektóre przypadki zespołu Downa. U pacjenta występują wtedy również komórki z dodatkowym trzecim 21. chromosomem, podczas gdy w innych komórkach liczba chromosomów jest prawidłowa.

1. Czy każdy powinien wykonać badanie chromosomów?

Badanie chromosomów wykonuje się często, lecz nie jest ono przeznaczone do celów przesiewowych w całej populacji. U większości osób nie zachodzi konieczność wykonywania takiego badania.

2. Czy badanie chromosomów można wykonać w gabinecie lekarskim?

Nie. Badanie wymaga specjalistycznego sprzętu, a do interpretacji wyników niezbędne jest odpowiednie przeszkolenie. Zazwyczaj próbki wysyła się do laboratorium referencyjnego.

3. Dlaczego wykonanie kariotypu zajmuje kilka dni?

Przed badaniem zakłada się hodowlę komórek i czeka się na ich podział. Czas podziału różni się w zależności od próbki. Ocena bardziej złożonych, nieprawidłowych kariotypów może wymagać więcej czasu.

‍

Na stronie:

Choroby i stany kliniczne: ciąża, zespół Downa, białaczka, niedokrwistość, zespoły mieloproliferacyjne
‍Artykuły: The Universe of Genetic Testing: Cytogenetics
‍Metody: FISH

‍

Linki do stron obcojęzycznych:

March of Dimes: Chromosomal conditions
Genetic Science Learning Center, University of Utah: Make a Karyotype
National Human Genome Research Institute: Chromosome abnormalities
Genetics Home Reference Handbook: Help me Understand Genetics
Turner Syndrome Society of the United States: Resources