Что такое кариотип?
Кариотип представляет собой совокупность признаков полного набора хромосом соматических клеток организма на стадии метафазы (III фаза клеточного деления), включая их количество, размер, форму и особенности строения. Изучение кариотипа проводится методом световой микроскопии для выявления хромосомных патологий. Чаще всего это исследование проводят у детей для диагностики заболеваний, связанных с хромосомными нарушениями, и у супругов при бесплодии или привычном невынашивании беременности. Выявление хромосомных перестроек в таких случаях помогает установить причину бесплодия и оценить риск рождения детей с хромосомной патологией в данной семье.
Вне процесса деления клетки хромосомы находятся в ядре в виде «распакованных» молекул ДНК, что затрудняет их изучение под световым микроскопом. Для лучшей видимости хромосом и их структуры используют специальные красители, которые выявляют гетерогенные участки хромосом и позволяют провести их анализ и определить кариотип. На стадии метафазы в световом микроскопе хромосомы выглядят как молекулы ДНК, упакованные с помощью специальных белков в плотные сверхспирализованные палочковидные структуры. Это позволяет большому числу хромосом поместиться в небольшой объем ядра клетки.
Хромосомы, видимые в микроскоп, фотографируются, и из этих фотографий составляется систематизированный кариотип – нумерованный набор гомологичных хромосомных пар. Изображения хромосом ориентируют вертикально, с короткими плечами вверх, и нумеруют по убыванию размеров. Пару половых хромосом размещают в конце набора. Современные методы кариотипирования позволяют детально обнаруживать хромосомные аберрации, такие как делеции, дупликации, инверсии и транслокации. Исследование кариотипа помогает диагностировать различные хромосомные заболевания, вызванные нарушениями числа хромосом, их структуры или множественностью клеточных кариотипов.
Нарушения нормального кариотипа у человека могут возникать на ранних стадиях развития. Если они происходят в половых клетках будущих родителей (во время гаметогенеза), то кариотип зиготы, образующейся при слиянии родительских клеток, будет нарушен. При дальнейшем делении такой зиготы все клетки эмбриона и развивающегося организма окажутся с одинаково аномальным кариотипом. Однако нарушения могут возникнуть и на ранних стадиях дробления зиготы, что приводит к мозаицизму – наличию нескольких линий клеток с разными кариотипами в организме или отдельных его органах.
Как правило, нарушения кариотипа у человека сопровождаются различными пороками развития, и большинство таких аномалий несовместимо с жизнью, что приводит к самопроизвольным абортам на ранних стадиях беременности. Однако около 2,5% плодов с аномальными кариотипами донашиваются до конца беременности. Ниже приведена таблица с заболеваниями, связанными с нарушениями кариотипа.
| Кариотипы | Болезнь | Комментарии |
|---|---|---|
| 47,XXY; 48,XXXY | Синдром Клайнфельтера | Полисомия по X-хромосоме у мужчин |
| 45X0; 45X0/46XX; 45,X/46,XY; 46,X iso (Xq) | Синдром Шерешевского - Тернера | Моносомия по X-хромосоме, в т. ч. и мозаицизм |
| 47,ХХX; 48,ХХХХ; 49,ХХХХХ | Полисомии по X хромосоме | Наиболее часто - трисомия X |
| 47,ХХ,+21; 47,ХY,+21 | Болезнь Дауна | Трисомия по 21-й хромосоме |
| 47,ХХ,+18; 47,ХY,+18 | Синдром Эдвардса | Трисомия по 18-й хромосоме |
| 47,ХХ,+13; 47,ХY,+13 | Синдром Патау | Трисомия по 13-й хромосоме |
| 46,XX, 5р- | Синдром кошачьего крика | Делеция короткого плеча 5-й хромосомы |
Показания для проведения анализа:
- бесплодие;
- генетические патологии у одного из супругов;
- привычные выкидыши;
- аномалии полового развития;
- возраст беременной женщины старше 35 лет;
- рождение ребенка с генетическими нарушениями.
Процесс проведения исследования
Материал для исследования у взрослых людей берется из венозной крови. Лаборанты выделяют из образца одноядерные лейкоциты и добавляют к ним делящиеся клетки. Кариотипирование анализирует клетки под микроскопом после их остановки на этапе деления. Эти клетки необходимо сфотографировать и окрасить специальным красителем. Это исследование предоставляет точное визуальное представление о полном наборе хромосом. Любые отклонения от нормы могут привести к бесплодию или невозможности успешного вынашивания беременности.
Для пренатального кариотипирования используют амниотическую жидкость или клетки, полученные из плаценты. В некоторых случаях анализ проводится на клетках спинного мозга.
Также существует спектральное кариотипирование, которое стоит дороже традиционных методов. Это современное и высокоэффективное исследование позволяет быстро выявлять любые отклонения и применяется, когда стандартные методы невозможны.
Кому необходимо проведение анализа на кариотип
При планировании второй и последующих беременностей после 35 лет рекомендуется провести кариотипирование как женщине, так и мужчине. Это особенно важно, если в семье есть люди с генетическими отклонениями или один из партнеров подвергается воздействию негативных факторов. Проведение исследования кариотипа имеет значительную важность для планирования здорового потомства, несмотря на его стоимость.
Какие еще исследования стоит провести перед планированием беременности?
Перед планированием беременности рекомендуется провести следующие анализы и исследования:
Гормональные исследования:
- Определение уровня женских и мужских гормонов.
- Анализы крови натощак в лабораториях.
Генетические исследования:
- Цитогенетические исследования для выявления структурных изменений и наследственных мутаций.
- Оценка генов, связанных с врожденными заболеваниями и умственной отсталостью.
Общий анализ крови и мочи:
- Оценка общего состояния здоровья.
- Клинические исследования для выявления возможных проблем.
Спермограмма (для мужчин):
- Оценка качества спермы.
Пренатальные анализы:
- Определение риска мертворождений и врожденных аномалий.
- Анализы на COVID-19 перед планированием беременности.
Инфекционные исследования:
- Обследование на инфекции, передающиеся половым путем.
- Анализы на TORCH-инфекции.
Специальные генетические тесты:
- Исследования на выявление мутаций, которые могут вызвать тяжелые заболевания.
- Анализы для оценки риска наследственных заболеваний.
Консультации специалистов:
- Консультация генетика для интерпретации результатов анализов.
- Консультация репродуктолога для определения дальнейшего плана действий.
Анализы на антитела:
- Определение уровня антител к краснухе, токсоплазмозу и другим инфекциям.
Исследования биоматериала:
- Анализы лимфоцитов и других клеток для выявления иммунологических проблем.
- Подготовка к процедуре ЭКО, если она необходима.
- Консультации и анализы для оценки готовности к ЭКО.
- Дополнительные исследования для женщин старше 35 лет:
- Более детальные генетические и гормональные исследования.
- Оценка общего состояния здоровья и репродуктивной функции.