En oversikt over karyotyping

En karyotype er ganske bokstavelig talt et fotografi av kromosomene som finnes i en celle. En lege kan bestille en karyotype under graviditet for å skjerme for vanlige medfødte feil. Det brukes også noen ganger til å bekrefte en leukemi-diagnose. Mindre vanlig brukes en karyotype til å skjule foreldre før de blir gravid hvis de er i fare for å overføre en genetisk lidelse til deres baby. Avhengig av formålet med testingen, kan prosedyren innebære en blodprøve, beinmargsoppsuging eller slike vanlige prenatale prosedyrer som amniocentese eller chorionisk villusprøving.

Genetikk Grunnleggende

Kromosomer er de trådlignende strukturer i kjernen av celler som vi arver fra våre foreldre, og som bærer vår genetiske informasjon i form av gener. Gener direkte syntese av proteiner i kroppene våre, som bestemmer hvordan vi ser og fungerer.
Alle mennesker har vanligvis 46 kromosomer, hvorav 23 vi arver fra våre mødre og fedre. De første 22 parene kalles autosomer, som bestemmer våre unike biologiske og fysiologiske egenskaper. Det 23. paret består av sexkromosomer (kjent som X eller Y), som angir om vi er kvinner eller menn.
Enhver feil i genetisk koding kan påvirke utviklingen og måten kroppen fungerer på. I noen tilfeller kan det gi oss økt risiko for sykdom eller fysisk eller intellektuell feil. En karyotype gjør det mulig for leger å oppdage disse feilene.
Kromosomale defekter oppstår når en celle deles under fosterutvikling. Enhver deling som forekommer i reproduktive organer kalles meiose. Enhver deling som foregår utenfor reproduktive organer kalles mitose.

Hva en karyotype kan vise

En karyotype karakteriserer kromosomer basert på deres størrelse, form og antall for å identifisere både numeriske og strukturelle mangler. Mens numeriske abnormiteter er de som enten har for få eller for mange kromosomer, kan strukturelle abnormiteter omfatte et bredt spekter av kromosomale feil, inkludert:

slettinger, der en del av et kromosom mangler
trans, der et kromosom ikke er hvor det skal være
inversjoner, der en del av et kromosom vendt i motsatt retning
duplikasjoner, i hvilken del av et kromosom er ved et uhell kopiert

Numeriske abnormiteter

Noen mennesker er født med enten et ekstra eller manglende kromosom. Hvis det er mer enn to kromosomer hvor det bare skal være to, kalles det en trisomi. Hvis det mangler eller er skadet kromosom, er det en monosomi.
Blant noen av de numeriske abnormaliteter som en karyotype kan oppdage er:

Down syndrom (trisomi 21), der et ekstra kromosom 21 forårsaker særegne ansiktsegenskaper og intellektuelle funksjonshemminger
Edward syndrom (trisomi 18), der det ekstra kromosomet 18 oversetter til høy risiko for død før den første bursdagen
Patau syndrom (trisomi 13), der et ekstra kromosom 18 øker sannsynligheten for hjerteproblem, intellektuell funksjonshemning og død før det første året
Turners syndrom (monosomi X), hvor et manglende eller skadet X-kromosom i jenter oversetter til kortere høyde, intellektuell funksjonshemning og økt risiko for hjerteproblemer
Klinefelter syndrom (XXY syndrom), der et ekstra X-kromosom hos gutter kan forårsake infertilitet, læringshemming og underutviklede kjønnsorganer

Strukturelle abnormiteter

Strukturelle abnormiteter er ikke så ofte sett eller identifisert som trisomier eller monosomier, men de kan være like alvorlige. Eksempler inkluderer;

Charcot-Marie-Tooth sykdom, forårsaket av duplisering av kromosom 17, som fører til redusert muskelstørrelse, muskel svakhet og motor og balanse vanskeligheter
Kromosom 9 inversjon, assosiert med intellektuell funksjonshemming, ansikts- og skjelettmisdannelse, infertilitet og tilbakevendende graviditetstap
Cri-du-Chat syndrom, hvor sletting av kromosom 5 forårsaker forsinket utvikling, liten hodestørrelse, læringstap og karakteristiske ansiktsegenskaper
Philadelphia kromosom, forårsaket av gjensidig translokasjon av kromosomer 9 og 22, noe som resulterer i en høy risiko for kronisk myeloid leukemi
Williams syndrom, hvor translokasjonen av kromosom 7 forårsaker intellektuell funksjonshemning, hjerteproblemer, karakteristiske ansiktsegenskaper og utgående, engasjerende personligheter

Uttrykket av strukturelle kromosomale abnormiteter er enorm. For eksempel er alt fra 2 prosent til 3 prosent Down syndrom tilfeller forårsaket av en translokasjon på kromosom 21. Imidlertid gir ikke alle kromosomale abnormiteter sykdom. Noen, faktisk, kan være gunstig.
Et slikt eksempel er seglcelle sykdom (SCD) forårsaket av en defekt på kromosom 11. Mens arve to av disse kromosomene vil føre til SCD, har bare en en å beskytte deg mot malaria. Andre feil antas å gi beskyttelse mot HIV, stimulerer produksjonen av bredt nøytraliserende HIV-antistoffer (BnAbs) i en sjelden delmengde av infiserte mennesker.

indikasjoner

Når det brukes til prenatal screening, blir karyotypene vanligvis utført i løpet av første trimester og igjen i andre trimester. Standardpanelet tester for 19 forskjellige medfødte sykdommer, inkludert Downs syndrom og cystisk fibrose.
Karyotyper blir noen ganger brukt til forprøving av undersøkelser under spesifikke forhold, nemlig:

For par med en felles forfedres historie om en genetisk sykdom
Når en partner har en genetisk sykdom
Når en partner er kjent for å ha en autosomal recessiv mutasjon (en som bare kan forårsake sykdom hvis begge parter bidrar med samme mutasjon)

Karyotyping er ikke brukt til rutinemessig forhåndsoppsigelse, men heller for par hvis risikoen anses høy. Eksempler er Ashkanzi jødiske par som har høy risiko for Tay-Sachs sykdom eller afroamerikanske par med familiehistorie av seglcelle sykdom.
Par som enten ikke er i stand til å bli gravid eller oppleve tilbakefallende abort, kan også gjennomgå foreldrenes karyotyping hvis alle andre årsaker har blitt utforsket og utelukket.
Endelig kan en karyotype brukes til å bekrefte kronisk myeloid leukemi i forbindelse med andre tester. (Tilstedeværelsen av Philadelphia-kromosomet alene kan ikke bekrefte kreftdiagnosen.)

Hvordan de utføres

En karyotype kan teoretisk utføres på hvilken som helst kroppsfluid eller vev, men i klinisk praksis blir prøver oppnådd på fire måter:

Fostervannsprøve involverer i innsetting av en nål i buken for å oppnå en liten mengde amniotisk væske fra livmoren; Det utføres med veiledning av en ultralyd for å unngå skade på fosteret. Prosedyren utføres mellom uker 15 og 20 av graviditeten. Mens forholdsvis trygt er amniocentese forbundet med en-i-200 risiko for abort.
Chorionic villus sampling (CVS) bruker også en buk nål til å trekke ut en prøve av celler fra placenta vev. Vanligvis utført mellom uker 10 og 13 av svangerskapet, har CVS en en-i-100 risiko for abort.
Phlebotomy er det medisinske begrepet for blodtegning. Blodprøven oppnås vanligvis fra en ven i armen, som deretter eksponeres for ammoniakklorid for å isolere leukocytter (hvite blodlegemer) for karyotyping. Injeksjonsstedet smerte, hevelse og infeksjon er mulig.
Benmarg aspirasjon kan brukes til å hjelpe til med diagnosen kronisk myeloid leukemi. Det utføres vanligvis ved å sette inn en nål i midten av hoftebenet og gjøres under lokalbedøvelse på et legekontor. Smerte, blødning og infeksjon er blant de mulige bivirkningene.

Eksempelvurdering

Etter at prøven er samlet, analyseres den i et laboratorium av en spesialist kjent som en cytogenetiker. Prosessen begynner ved å dyrke de oppsamlede cellene i et næringsberiket medium. Å gjøre det bidrar til å bestemme stadium av mitose der kromosomene er mest skillebare.
Cellene blir deretter plassert på et lysbilde, farget med et fluorescerende fargestoff, og plassert under linsen til et elektronmikroskop. Den cytogeneticist tar deretter mikrofotografer av kromosomene og reorganiserer bildene som et puslespill for å korrespondere de 22 par autosomale kromosomer og to par sexkromosomer.
Når bildene er riktig plassert, evalueres de for å avgjøre om noen kromosomer mangler eller legges til. Farget kan også bidra til å avdekke strukturelle abnormiteter, enten fordi båndmønstrene på kromosomene er feilaktige eller mangler, eller fordi lengden på en kromosomal "arm" er lengre eller kortere enn en annen.

resultater

Enhver unormalitet vil bli oppført på en karyotype-rapport av det aktuelle kromosom og karakteristikkene for unormaliteten. Disse funnene vil bli ledsaget av "mulig", "sannsynlig" eller "definitiv" tolkning. Noen forhold kan definitivt diagnostiseres med en karyotype; andre kan ikke.
Resultat fra en prenatal karyotype tar mellom 10 og 14 dager. Andre er vanligvis klare innen tre til syv dager. Mens legen din vanligvis vil vurdere resultatene med deg, kan en genetisk rådgiver være tilgjengelig for å hjelpe deg bedre å forstå hva resultatene betyr og betyr ikke. Dette er spesielt viktig hvis en medfødt lidelse oppdages eller forhåndsundersøkelse viser en økt risiko for en arvelig sykdom hvis du har en baby.