Большой справочник анализов

Генетические исследования

Исследования кариотипа

Кариотип – это исследование хромосом соматических клеток организма на стадии метафазы деления. Основой хромосом является ДНК – носитель генетической информации. Вне процесса деления клеток хромосомы находятся в ядре клетки, поэтому исследовать их сложно.

Нормальный кариотип мужчины – 46, XY , женщины – 46, XX .

Данный анализ не рекомендуется сдавать натощак. За месяц до исследования необходимо воздержаться от приема антибиотиков.

Исследование кариотипа проводят у супружеских пар с бесплодием или привычным невынашиванием беременности, а также у имеющих ребенка (детей) с каким‑либо хромосомным синдромом.

Исследование кариотипа рекомендуется также при:

– недостаточном весе ребенка при доношенной беременности (внутриутробная гипотрофия);

– недифференцированной олигофрении у ребенка;

– наличии у ребенка недифференцированной олигофрении наряду с пороками развития наружных и внутренних органов и (или) дисморфическими чертами лица;

– наличии пороков развития двух и более органов или систем;

– недифференцированной олигофрении с присутствием более 5 малых аномалий развития.

Генетический маркер риска нарушений липидного обмена  – аллельный полиморфизм гена аполипопротеина Е (АроЕ ).

Анализ аллельного полиморфизма гена АроЕ позволяет определить риск развития ишемической болезни сердца вследствие дисбаланса обмена липидов.

Ген АроЕ кодирует аминокислотную последовательность белка АроЕ , который образуется в печени и головном мозге и играет важную роль в липидном обмене. Аполипопротеин Е входит в состав хиломикронов и липопротеинов очень низкой плотности (ЛПОНП). Он способствует их удалению из крови путем взаимодействия со специфическим рецептором на поверхности клеток печени. В головном мозге АроЕ доставляет холестерин от глиальных клеток мозга к нейронам.

Между последним приемом пищи и сдачей крови на исследование аллельного полиморфизма гена АроЕ должно пройти не менее 8–12 ч. В течение этого времени можно пить только воду.

Исследование аллельного полиморфизма гена АроЕ рекомендуется при подборе диеты, риске развития сердечно‑сосудистых заболеваний, при решении вопроса о целесообразности лечения статинами, при нарушении липидного обмена.

Различают три аллельных варианта гена АроЕ: Е2, Е3, Е4. Вариант Е3 является самым распространенным. Вариант Е2 в гетерозиготном состоянии связан со снижением уровня холестерина и β‑липополипротеинов в крови.

У долгожителей этот вариант встречается чаще. В гомозиготном состоянии вариант Е2 встречается редко. У таких людей уровень липидов в плазме крови значительно увеличивается только после приема пищи. Приблизительно у 1 из 50 носителей сочетания Е2/Е2 развивается гиперлипопротеинемия III типа. Такие люди очень чувствительны к диетотерапии, однако некоторым из них необходимо медикаментозное лечение.

Вариант Е4 связан с повышенным уровнем общего холестерина и β‑липополипротеинов, а также со снижением антиоксидантной клеточной активности.

Этот вариант указывает на риск развития сердечно‑сосудистых заболеваний и болезни Альцгеймера. Генотип Е4/Е4 встречается у долгожителей.

Генетический маркер риска нарушений обмена варфарина  – полиморфизмы R144C С ⇒ Т (CYP2C9*2) и I359L (CYP2C9*3) гена цитохрома CYP2C9 .

Анализ полиморфизма R144C С ⇒ Т (CYP2C9*2) гена цитохрома CYP2C9 помогает определить риск развития онкологических заболеваний, подобрать оптимальную дозу лекарств (варфарина, аценокумарола, толбутамида, лозартана, глипизида, фенитоина, ибупрофена) при антикоагуляционной терапии, а также оценить вероятность развития патологии у потомства.

Исследование полиморфизма R144C С ⇒ Т (CYP2C9*2) гена цитохрома CYP2C9 рекомендуется при отслойке плаценты и других осложнениях, связанных с беременностью, при невынашивании беременности, плановом назначении варфарина, кровотечениях, связанных с приемом варфарина, у больного или его родственников (I и II степени родства).

Риск полиморфизма Т/Т у потомства при генотипе обоих родителей Т/Т – 100 %; при генотипе родителей Т/Т и СД – 50 %; при генотипе обоих родителей С/Т – 25 %.

Результаты исследования: С/С – нормальный полиморфизм в гомозиготной форме; С/Т – гетерозиготная форма полиморфизма; Т/Т – мутантный вариант полиморфизма в гомозиготной форме.

Генетический маркер риска развития остеопороза  – полиморфизм 13910 С/Т гена лактазы (LPH ).

Анализ полиморфизма 13910 С/Т LPH помогает выявить лактозную непереносимость и оценить риск развития остеопороза.

Аминокислотную последовательность лактазы кодирует ген LPH . Лактаза вырабатывается в тонком кишечнике и участвует в расщеплении лактозы – молочного сахара.

Лактаза, как правило, присутствует в организме детей. У некоторых взрослых этот фермент перестает вырабатываться. В этом случае употребление молочных продуктов приводит к расстройствам пищеварения. Человек отказывается от молочных продуктов, что часто провоцирует дефицит кальция в организме. Это крайне неблагоприятно для женщин, находящихся в постменопаузе, поскольку приводит к развитию остеопороза.

Исследование полиморфизма 13910 С/Т гена лактазы (LPH ) рекомендуется при оценке вероятности непереносимости молочных продуктов детьми старше 1,5 года, определении риска развития остеопороза и непереносимости молочных продуктов.

Результаты исследования: С/С – нормальный вариант полиморфизма в гомозиготной форме, непереносимость лактозы взрослыми; С/Т – гетерозиготная форма полиморфизма; Т/Т – мутантный вариант полиморфизма в гомозиготной форме, хорошая переносимость лактозы взрослыми.

На выработку лактазы у взрослых влияет полиморфизм 13910 С/Т гена лактазы (LPH ). При этом нормальный вариант полиморфизма С связан со снижением выработки лактазы у взрослых, а мутантный вариант Т – с сохранением повышенного синтеза этого фермента. Получается, что в организме гомозиготных носителей варианта С лактоза не усваивается, тогда как носители гомозиготного варианта Т спокойно употребляют в пищу молочные продукты.  Установление биологического родства 

Для разрешения спорных случаев биологического происхождения детей проводят молекулярно‑генетическое исследование. Его целью является установление родственных связей между предполагаемыми родителями (отцом или матерью) и ребенком или, напротив, их исключение. Генетическое установление родства основано на принципах хранения и передачи наследственной информации, которая записана в молекуле ДНК.

Для установления биологического родства из биоматериала (в большинстве лабораторий у обследуемых лиц берут анализ крови) выделяют ДНК, а затем с помощью локус‑специфичной полимеразной цепной реакции (ПЦР) искусственно увеличивают в миллионы раз число копий аллелей по исследуемым локусам. После этого копии аллелей разделяют и идентифицируют, сравнивая аллели ребенка и предполагаемых родителей.

На хромосомах, полученных от родителей (гомологичных хромосомах), расположен двойной комплект генов – тех участков ДНК, на которых записан код организма. В ДНК есть еще и другие участки, которые ничего не кодируют. При этом в каждой гомологичной паре хромосом гены и пустые участки ДНК находятся в одних и тех же местах – локусах. Правда, последовательность расположенных в одних и тех же локусах нуклеотидов может различаться. Неодинаковые последовательности, расположенные в локусах отцовской и материнской хромосом, называются аллелями. Человек с одинаковыми аллелями является гомозиготным по данным локусам, а тот, у которого аллели отличаются, – гетерозиготным.

Как правило, локусы представлены двумя различными аллелями, но у людей одному и тому же локусу могут соответствовать десятки аллелей. Аллели, которые в большом разнообразии присутствуют у людей, называют высокополиморфными. Чем больше исследуется локусов с высокополиморфными аллелями, тем точнее становится молекулярная картина человеческого организма.

При установлении материнства или отцовства исследуется максимальное количество локусов с высокополиморфными аллелями. В генотипе ребенка в любом из исследуемых локусов один из аллелей всегда совпадает с аллелем, полученным от матери, в другой – с аллелем, полученным от отца. На этом и основывается методика генетического исследования биологического родства: аллели ребенка сравнивают с аллелями предполагаемых родителей. Если в анализе ребенка отсутствуют как минимум два аллеля, совпадающих с аллелями предполагаемого родителя по одноименному хромосомному локусу, родство исключается.

В большинстве лабораторий для установления биологического родства используют анализ STR ‑локусов – участков ДНК длиной от 2 до 5 нуклеотидов. Аллели STR ‑локусов являются высокополиморфными, и установление отцовства (материнства) по ним снижает вероятность случайных совпадений генетических данных у обследуемых людей, поскольку таких локусов очень много. Генетический анализ на установление биологического родства следует отложить, если кто‑либо из обследуемых в последние шесть месяцев перенес трансплантацию костного мозга или переливание крови.

Чтобы увеличить достоверность исследования (точность не менее 99,9 %), рекомендуется проверка биоматериала, полученного не только от предполагаемого родителя, но и от человека, родство с которым бесспорно. Если материал для анализа сдан только одним из родителей, вероятность результата составляет 99,75 %.