Сравнительная геномная гибридизация CGH Array

                                 НОВЫЙ СТАНДАРТ ДИАГНОСТИКИ В РЕПРОДУКТИВНОЙ МЕДИЦИНЕ
CGH Array является революционным шагом в развитии медицинской и лабораторной генетики.
Сравнительная геномная гибридизация является перспективным методом исследования с разрешением в тысячу
и более раз выше, чем обычное кариотипирование, что дает основание к открытию качественно новых диагностических горизонтов.
На сегодняшний день CGH Array является единственным методом, позволяющим диагностировать все возможные микроделецийные синдромы в пределах всего генома, что позволит своевременно провести соответствующую коррекцию ВПР и поспособствует тем самым снижению смертности, инвалидности детей и повышению уровня их здоровья.

ВПР - врожденные пороки развития.
ДГД - доимплантационная генетическая диагностика.
ВРТ - вспомогательные репродуктивные технологии.
ПГГ (CGH array) - сравнительная геномная гибридизация.
FISH - локус-специфическая флюоресцентная гибридизация in situ.

АКТУАЛЬНОСТЬ:
Врожденные пороки развития (ВПР) являются одними из главных причин детской смертности и инвалидности. Около 4-5% детей рождаются с врожденными (включая наследственные) заболеваниями, которые проявляются
в течение первых 5-10 лет жизни еще у 15% детей.
Генетические нарушения обусловливают до 60% случаев невынашивания беременности (самопроизвольные выкидыши, замершая беременность) в I триместре.
Наиболее распространенным средством профилактики врожденной патологии является пренатальная диагностика, основными составляющими которой являются биохимический скрининг и ультразвуковое обследование беременных. Основная задача - выявить группу риска женщин по рождению ребенка с ВПР.
Полученные на этом этапе данные являются основой для расчета величины риска и дальнейшего углубленного обследования беременной с целью подтверждения или опровержения патологии и решения вопроса
о дальнейшем сохранении беременности.

ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ:
Каждый биологический вид имеет характерный хромосомный состав (кариотип) с точки зрения количества и морфологии хромосом, которые создаются геном.
Со времени открытия явления дифференциального окрашивания хромосом («второй революции» цитогенетики), медицинская генетика получила новый толчок своего развития.
Был открыт ряд хромосомных синдромов, описаны различные варианты инверсий, делеций и транслокаций.
С постепенным развитием и усовершенствованием методы цитогенетики стали рутинным видом диагностики и «золотым стандартом» подтверждения генетического диагноза.
Однако, в последние годы выявлен ряд синдромов, например, связанных с развитием умственной отсталости, которые вызваны хромосомными перестройками размером 1-5 Mb ДНК
(стандартное кариотипирование не может выявить хромосомные перестройки размером до 5-10 Mb).
Рутинная цитогенетика не в состоянии диагностировать подобную патологию, поэтому, субмикроскопические делеции и / или дупликации возможно диагностировать методом локус-специфической флюоресцентной гибридизации in situ (FISH), которая имеет на порядок более высокое разрешение.
Однако, FISH может обеспечить получение информации только в отношении одного или нескольких специфических регионов, которые были предварительно отобраны для исследования, и не позволяет проведение диагностики на уровне всего генома.
Расширение спектра исследуемых локусов (методом FISH) связано со значительным повышением стоимости диагностики и отсутствием экономической эффективности.

ОГРАНИЧЕНИЯ МЕТОДИКИ FISH АНАЛИЗА:
• возможно определение только 5 хромосом за один цикл гибридизации.
• выбор хромосом для первого цикла гибридизации 13, 18, 21, X, Y.
• выбор хромосом для второго цикла гибридизации 15, 16, 17, 9, 7, 1 и др.
• методика FISH не может включать в себя определения 24 типов хромосом,
  встречающихся в эмбрионах человека.

«Третьей революцией» в цитогенетике стал метод, получивший название Эрре-ПГГ (array CGH).
Сущность метода заключается в дифференциальном флюоресцентном мечении геномной ДНК пациента и референс-контроля с последующей гибридизацией на специальных чипах с пресинтезированными фрагментами ДНК-матриц в кол-ве, достаточном для репрезентативного представления всего генома (5т. - 1млн матриц на чип).
Метод array CGH снимает ограничения интерфазного FISH-, КФ-, ПЦР- и МЛЦР-методов, так как позволяет проводить полногеномную идентификацию хромосомных аберраций, включая анеуплоидии, делеции и дупликации. Нет необходимости культивирования плодного материала и приготовления из него цитогенетических препаратов.
Разрешение этого метода очень высокое, возможности идентификации изменений в различных хромосомных локусах превышают таковые при традиционном цитогенетическом анализе в сотни раз.
В дальнейшем микрочип сканируется, а изображение обрабатывается специальным программным обеспечением.

ПРЕИМУЩЕСТВА МЕТОДА СРАВНИТЕЛЬНОЙ ГЕНОМНОЙ ГИБРИДИЗАЦИИ
(Comparative genome hybridization - CGH Array):

1. исследование одновременно всего генома.
2. возможность детекции вариаций числа копий отдельных участков генома.
3. возможность определения дисомий (удвоение хромосомы в гаплоидном наборе).
4. автоматизация исследования (снижение ошибок в рутинной работе).
5. объективность и высокая информативность полученных результатов
   (о наличии или нет более 150 генетических заболеваний).
6. условно короткие сроки получения результата по сравнению с обычными цитогенетическими методами
   (1-3 суток, отсутствует период культивирования).

ОГРАНИЧЕНИЯ МЕТОДА СРАВНИТЕЛЬНОЙ ГЕНОМНОЙ ГИБРИДИЗАЦИИ
(Comparative genome hybridization - CGH Array):

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ НЕ ИСКЛЮЧАЮТ НАЛИЧИЯ:
1. сбалансированных хромосомных аберраций.
2. точечных мутаций генов (SNP).
3. мелких дупликаций, делеций в участках, находящихся за пределами исследуемой области
   (неспецифические участки хромосом).
4. низкого уровня мозаицизма (<15%).

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА СРАВНИТЕЛЬНОЙ ГЕНОМНОЙ ГИБРИДИЗАЦИИ
(Comparative genome hybridization - CGH Array):
1. пренатальная диагностика (клетки ворсин хориона, амниотическая жидкость, кордовая кровь и т.д.).
2. диагностика абортусов при замершей беременности.
3. постнатальная диагностика (склонность к мультифакторным заболеваниям, онкопатология,
    дифференциация умственной отсталости и т.д.).

4. доимплантационная генетическая диагностика (ДГД)   подробнее...

ВЫВОДЫ:
Ребенок, имеющий многочисленные врожденные пороки развития и нормальный обычный хромосомный набор, проходит геномный тест с высоким разрешением для исключения субмикроскопических хромосомных делеций
или частичных трисомий.
Гематолог объединяет семейную и медицинскую историю с исследованием генов молодого человека с глубоким венозным тромбозом (ГВТ), чтобы оценить преимущества и риски от ведения антикоагулянтной терапии.
Эти и многие другие вопросы позволяет решить метод CGH Array, основной задачей которого является установление четкого и конкретного генетического диагноза в кратчайшие сроки.
Это позволяет не только дифференцировать наследственную и спорадическую патологию, но и способствует квалифицированному медико-генетическому консультированию семьи в отношении особенностей лечения
ребенка, прогноза течения заболевания и планирования последующих беременностей.
Как и любой метод исследования, CGH Array имеет четкие показания для проведения диагностики и углубляет
(а не заменяет!)
результаты молекулярно-генетической и цитогенетической диагностики.
Диагностическая тактика может проходить двумя принципиальными путями, где CGH Array применяется как дополнительный метод исследования и как основной, то есть может применяться как для углубленного исследования, так и в качестве основного метода диагностики.