OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno Základy klinické cytogenetiky – chromosomy Hanáková M. OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno DEFINICE A HISTORIE •klinická cytogenetika se zabývá analýzou chromosomů (jejich počtem a morfologií), jejich segregací v meióze • a mitóze a vztahem mezi nálezy chromosomových • aberací a fenotypovými projevy. •vznik moderní lidské cytogenetiky se datuje od roku 1956, kdy Tjio a Levan vyvinuli efektivní metodiky analýzy chromosomů a stanovili, že normální počet lidských chromosomů je 46. OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno BUNĚČNÉ JÁDRO img007 •jadérko img008 img021 vnější jaderná membrána vnitřní jaderná membrána (označena černě) endoplazmatické retikulum chromatin jaderné póry jadérko jaderné póry jaderná lamina (označena červeně) ribosomy jaderná membrána jadérko OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno JADERNÝ MATERIÁL •chromatin – komplex DNA s chromosomovými proteiny a RNA • (pojem používaný pro interfázi • buněčného cyklu) •chromosom – chromatin spiralizovaný v mitóze • • •chromatida = 1 kontinuální molekula dvouvláknové DNA • ve vazbě s chromosomovými proteiny (spiralizovaná v mitóze) • • Jestliže chceme vysledovat osud chromatid chromosomu v interfázi, hovoříme • o "chromatidách" i v despiralizované podobě. Chromosom se skládá z 1 nebo • 2 chromatid (v různých fázích spiralizace) v závislosti na fázi buněčného cyklu. pojmy chromatin a chromosomy - týkají se téhož jaderného materiálu, odlišnost ve stupni spiralizace v závislosti na fázi buněčného cyklu img001 img002 img008 mitóza OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno CHROMATIN •euchromatin - dekondenzovaná forma chromatinu • - transkripčně aktivní chromatin (přepis genů do RNA) •heterochromatin - kondenzovaná forma chromatinu • - transkripčně inaktivní chromatin (ale replikace probíhá) • konstitutivní heterochromatin • - zůstává v kondenzovaném stavu a nepřepisuje se do RNA • v průběhu celého buněčného cyklu ve všech buňkách a ve všech • vývojových stádiích organismu • - transkripčně trvale inaktivní • - centromery, - chromocentra = oblasti konstitutivního • heterochromatinu v interfázi • fakultativní heterochromatin • - může přecházet ze stavu heterochromatinu do stavu euchromatinu • - 1 z chromosomů X v buňkách samic savců je tvořen euchromatinem, • 2. heterochromatinem. Na počátku vývoje jedince byly oba • euchromatinové, v rané fázi embryogeneze došlo k inaktivaci • jednoho chromosomu. • OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno CHROMATIN A CHROMOSOMY BĚHEM BUNĚČNÉHO CYKLU • buněčný cyklus somatických buněk • (interfáze + mitóza) • •- G1, S, G2 fáze = INTERFÁZE • nejdelší fáze buněčného cyklu • chromatin je málo kondenzovaný • nebo dekondenzovaný • (pouze konstitutivní • heterochromatin zůstává trvale • kondenzován) •- M fáze = MITÓZA • buněčné dělení – • kondenzace chromatinu • vznik chromosomů bun cyklus img008 img008 img008 mitóza OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno SCHEMA ŽIVOČIŠNÉ BUŇKY •buněčné jádro img003 cytoplasma s organelami OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno interf buňka DEFINICE KLINICKÉ CYTOGENETIKY chromosomy = spiralizované molekuly DNA počet chromosomů člověka = 46 (metafáze mitózy) DNA rozptýlená v buněčném jádře (interfáze) mitóza img001 OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno CHROMATIN A CHROMOSOMY BĚHEM BUNĚČNÉHO CYKLU kondenzace chromatinu, vznik chromosomů •během buněčného cyklu •se chromatin nachází •v různých fázích •spiralizace •(v interfázi nízký stupeň •spiralizace, během mitózy •postupná kondenzace, •maximální v metafázi •mitózy) • spiral DNA OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno schema chr spiraliz text telomera text p kr ram text centrom text q dl ram text telomera text CHROMOSOM tyčinková struktura schema chr schema chr spiraliz sest chromatidy text 12-8 metafázní chromosom s G – pruhy – skládá se ze sesterských chromatid přiložených těsně k sobě OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno CHROMOSOM •centromera = heterochromatinová oblast (konstitutivní heterochromatin), místo rozdělení krátkých a dlouhých ramének, místo spojení sesterských chromatid, místo tvorby kinetochorů v meióze a mitóze, (primární konstrikce, zaškrcení) • •telomera = specifická DNA sekvence na koncích každého chromosomu (každé chromatidy, dvoušroubovice DNA), která zajišťuje integritu chromosomu během buněčného dělení (repetitivní hexamer (TTAGGG)n) OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno CHROMOSOMY V PRAXI karyotyp •soubor chromosomů jedince nebo buňky s označením jejich počtu, druhu • pohlavních chromosomů a případných • aberací (zápis karyotypu např. 46,XY) • •lidský karyotyp se skládá • ze 46 chromosomů, z toho 22 párů • autosomů (nepohlavních chromosomů) • a 2 gonosomů (pohlavních chromosomů) • •chromosomový pár je tvořen homologními • chromosomy, z nichž jeden je zděděn • od otce a druhý od matky, nepárové • chromosomy jsou nehomologní (somatické • diploidní buňky) • norm mužský OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno ZÁPIS KARYOTYPU •46,XX - normální ženský karyotyp •46,XY - normální mužský karyotyp počet chromosomů v jádrech buněk jedince druh pohlavních chromosomů OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno CHROMOSOMY V PRAXI normální mužský karyotyp 46,XY norm mužský OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno CHROMOSOMY V PRAXI normální ženský karyotyp 46,XX norm OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno CHROMOSOMY V PRAXI třídění chromosomů podle umístění centromery •metacentrické chromosomy • centromera téměř nebo úplně uprostřed, • tedy krátká a dlouhá raménka jsou • (téměř) stejně dlouhá • •submetacentrické chromosomy • centromera mimo střed chromosomu, p a • q raménka jsou jasně délkově odlišena • 1-ka 3-ka 20-ka jiná 2-ka 8-ka 16-ka submetacentr 1 3 20 metacentr 2 8 16 OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno CHROMOSOMY V PRAXI třídění chromosomů podle umístění centromery •akrocentrické chromosomy • centromera je umístěna velmi blízko jednomu konci; • od krátkých ramének jsou odškrceny satelity (malé výrazné části konstitutivního • heterochromatinu; • místo odškrcení = sekundární konstrikce (tenké stopky); • (sekundární konstrikce obsahuje kopie genů kódujících rRNA = organizátor jadérka) • 13-ka (1) 22-ka akrocentr 13 22 OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno CHROMOSOMY V PRAXI třídění chromosomů do skupin podle velikosti a pozice centromery normální mužský karyotyp 46, XY norm mužský A text B text C text C text D text E text F text G text G text OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno JADÉRKO •difuzní struktura v jádře, která není ohraničena membránou •dochází v ní k syntéze podjednotek ribosomů (ribosomy – bílkovinné struktury, které se účastní syntézy bílkovin v cytoplazmě) – geny pro syntézu lokalizovány v oblasti sekundární konstrikce akrocentrických chromosomů •je přítomno v interfázním jádře, mizí v mitóze img010 img014 norm mužský jaderná membrána jadérko OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno JADÉRKO • přítomnost jadérka v interfázním jádře a jeho nepřítomnost v mitóze • souvisí se spiralizací a despiralizací akrocentrických chromosomů img011 nor2 jadérko 10 dekondenzovaných akrocentrických chromosomů v interfázi, jejich chromatinové smyčky, které obsahují geny pro rRNA (sekundární konstrikce) se shlukují a tvoří základ jadérka jaderná membrána interfázní jádro mitóza spiralizované akrocentrické chromosomy, každý má spiralizovanou svou chromatinovou smyčku, která tvoří sekundární konstrikci OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno CHROMOSOMY V PRAXI varianty chromosomů heteromorfismy (G – pruhování) •varianty heterochromatinu a satelitů 14-ka Škrdlová 13-ka (1) 21ps+ 15ph+ 21 norma y norm Yqh+ 9 žirafa Krajtlová akrocentr 15ph+ potřetí 15ps++ 22ps+ stredni satel 1 s čárou 1gh+ jiná mit 16 obě s čárou OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno METODY KLASICKÉ CYTOGENETIKY •odběr materiálu •kultivace •zpracování suspenze •pruhování / barvení chromosomů • - metody 1. volby v indikovaných případech - relativně levné metody (ve srovnání s metodami molekulární cytogenetiky) OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno METODY KLASICKÉ CYTOGENETIKY HISTORIE •vznik moderní lidské cytogenetiky • - datuje se od roku 1956, kdy byl stanoven počet lidských • chromosomů a byly vyvinuty efektivní metodiky • analýzy chromosomů • •klasická konvenční metoda barvení chromosomů • (chromosomy obarveny po celé délce – lze třídit • chromosomy podle velikosti a polohy centromery) • •pruhovací metody (1968-70) • (proužky na chromosomech, které umožňují • individuální rozlišení jednotlivých chromosomů • a chromosomových změn) dlouhý2 zlomy1 OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno METODY KLASICKÉ CYTOGENETIKY odběr materiálu • Odběr materiálu pro účely cytogenetického • vyšetření, vždy za sterilních podmínek!!! • •do heparinu (nesrážlivá krev)– periferní krev, krev plodu (obv. 3 ml) •do heparinu a transportního média – kostní dřeň • (obv. 1-2 ml) •do transportního média – solidní tumory, kůže (obv. 1x1 cm), choriové klky (obv. 20 mg) •bez přídavku média a dalších látek – plodová voda • (obv. 20 ml) OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno METODY KLASICKÉ CYTOGENETIKY odběr materiálu •Odběr materiálu pro cytogenetickou analýzu a typy buněk, které •jsou v konkrétním materiálu vhodné pro získání metafázních •chromosomů : •periferní krev – ze žíly – T-lymfocyty •fetální krev – z pupečníku pod kontrolou UZ – nezralé • T-lymfocyty •plodová voda – z amniového vaku pod kontrolou UZ - kožní • fibroblasty •choriové klky – z chorionu nebo placenty - buňky choriových • klků nebo placenty •kůže – z potracených plodů, kožní biopsie pacientů – kožní • fibroblasty •kostní dřeň – z prsní kosti, kyčlí – prekurzory krevních buněk •solidní tumory – z nádoru – maligní buňky • • • OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno METODY KLASICKÉ CYTOGENETIKY odběr materiálu odebrané choriové klky odebraná periferní krev odběr plodové vody nasazení plodovky 003 OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno METODY KLASICKÉ CYTOGENETIKY kultivace materiálu •délka kultivace • - periferní krev – 72 hodin (stanovení karyotypu) • - 48 hodin (stanovení ZCA) • kratší doba kultivace - podmínkou je zachytit • 1. buněčné dělení, později dochází k reparaci • chromozomů nebo k zániku buněk s aberací • - krev plodu 72 hodin (stanovení karyotypu) • - plodová voda – průměrně 10 dní (stanovení karyotypu) • - choriové klky – přes noc (stanovení karyotypu) • - kostní dřeň – přímé zpracování buněk • ihned po odběru • - 24 hodin (48 hodin spec. případy) • (stanovení karyotypu maligních klonů v KD) • - kůže – variabilní doba růstu (průměrně 2 týdny) • - solidní tumory – minimálně 3 týdny • (stanovení karyotypu maligních klonů v tumoru) OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno METODY KLASICKÉ CYTOGENETIKY kultivace materiálu • •kultivace buněk • v suspenzi (periferní krev, • fetální krev, choriové klky, • kostní dřeň) • • kultivace buněk • přichycených na dně • kultivační nádobky • (plodová voda, solidní • tumory, kůže) • - po kultivaci pomocí • roztoku trypsinu • odloupneme ode dna, dále • zpracováváme • jako suspenzi buněk • kultivace4 inverzní mikroskop 2 kultivace plodové vody kultivace periferní krve OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno METODY KLASICKÉ CYTOGENETIKY kultivace T-lymfocytů z periferní krve •kultivace periferní krve v médiu • s přídavkem phytohemaglutininu (PHA) • = výtažek z fazolu obecného (Phaseolus vulgaris) • - T-lymfocyty = zralé diferencované buňky s malou spontánní mitotickou aktivitou • - vlivem PHA se dediferencují (přeměna na nezralé buňky lymfoblasty, které se dělí (tzn. vstupují do mitózy!) • (např. k nezralým buňkám – blastům z kostní dřeně • onkologických pacientů není třeba PHA přidávat, • dělí se samovolně) • - význam kultivace – pomnožení T-lymfocytů • - složení kultivačního média – živné látky, antibiotikum, PHA, • stabilizátor pH • • • • fazole OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno METODY KLASICKÉ CYTOGENETIKY zpracování suspenze •aplikace kolchicinu (alkaloid z ocúnu jesenního Colchicum autumnale) • - zastavení dělení buněk v metafázi mitózy • - kolchicin je mitotický jed, který specificky • inhibuje dělící vřeténko a tím zastavuje dělení • buněk v metafázi mitózy, kdy jsou chromosomy • vhodné k analýze ocún fotky 005 OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno METODY KLASICKÉ CYTOGENETIKY zpracování suspenze •hypotonizace • lýza erytrocytů, zvětšení objemu jader, rozestoupení chromosomů • v důsledku působení roztoku KCl fotky 040 fotky 044 přídavek roztoku KCl inkubace hypotonizační směsi v termostatu 37°C OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno METODY KLASICKÉ CYTOGENETIKY zpracování suspenze •fixace – získání suspenze • - kyselina octová (1) : metanol (3) • - náhlé a trvalé zastavení veškerých životních pochodů buňky, • odvodnění, rozpuštění cytoplazmy, projasnění jader • • fotky 190 OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno METODY KLASICKÉ CYTOGENETIKY zpracování suspenze • vykapání suspenze na podložní sklíčka přednáška 090 kapání2 OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno METODY KLASICKÉ CYTOGENETIKY pruhování chromosomů • pruhování chromosomů přednáška 022 2 – barvení barvivem Giemsa – Romanowski - A přednáška 065 A 1 - inkubace preparátu v roztoku enzymu trypsinu (natrávení chromosomových proteinů) OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno mitóza METODY KLASICKÉ CYTOGENETIKY barvení / pruhování chromosomů •barvení Giemsovým barvivem (bez inkubace v roztoku trypsinu, obarvuje chromosomy po celé délce) - analýza ZCA - viz také kapitola „Získané chromosomové • aberace” • • •pruhování chromosomů • (analýza karyotypu, • karyotypu • maligních klonů) • • • •speciální barvení – „C”, „NOR” - dovyšetření nálezů na chromosomech zlomy1 C-čka chromosomy s G - pruhy „C” barvení - vizualizace heterochromatinových oblastí na chromosomech OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno METODY KLASICKÉ CYTOGENETIKY barvení chromosomů •Příprava preparátů na ZCA (získané chromosomové •aberace) se liší od přípravy preparátů na stanovení •karyotypu (VCA – vrozené chromosomové aberace): • •materiál – periferní krev •kultivace buněk v suspenzi 48 hodin s přidáním PHA •kolchicin, hypotonizace, fixace, vykapání suspenze na sklíčka •BARVENÍ GIEMSOVÝM BARVIVEM bez inkubace v roztoku trypsinu – OBARVENÍ CHROMOSOMŮ PO CELÉ DÉLCE • (bez pruhů) DF,G OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno METODY KLASICKÉ CYTOGENETIKY pruhování chromosomů •pruhovací metody umožňují individuální diferenciaci jednotlivých chromosomů • (byly zavedeny v letech 1968 -71) •do té doby bylo možné pouze obarvit chromosomy barvivem – orcein, karbolfuchsin, Feulgenovo barvivo a seřadit je do skupin podle velikosti a poměru krátkých a dlouhých ramének •ke klasifikaci chromosomů byl mezinárodně přijat jednotný systém, který vychází z identifikace lidských chromosomů pruhovacími a barvícími postupy OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno METODY KLASICKÉ CYTOGENETIKY pruhování chromosomů •G – pruhování chromosomu č. 1 – vzor a reálné chromosomy 1 vzor mpp metaf text pruhy promet text pruhy prof text pruhy hap sada text skala spiralizace zkracování (spiralizace) chromosomu OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno img013 METODY KLASICKÉ CYTOGENETIKY pruhování chromosomů •pruhy na každém raménku jsou očíslovány •vzestupně od centromery k telomeře číslování pruhů na chromosomech číslo pruhu umožňuje jednoznačnou identifikaci každého pruhu 1.rozpruhování 2.rozpruhování 3.rozpruhování s postupnou kondenzací chromosomu se zmenšuje počet pruhů OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno METODY KLASICKÉ CYTOGENETIKY význam pruhování chromosomů •46,XX,t(1;15)(q12;q22) Habánová definován přesný rozsah a lokalizace abnormality • rozeznáme chromosomy podobné morfologie (specifické pruhy každý chromosom) • lze zkontrolovat genetický materiál chromosomu po celé délce • zápis strukturních přestaveb – v zápisu strukturní přestavby jsou uvedena čísla pruhů na ramenech chromosomů, které vstoupily do přestavby, ve kterých došlo ke zlomu. OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno METODY KLASICKÉ CYTOGENETIKY pruhování chromosomů G – pruhování •nejčastěji rutinně užívaná metoda •chromosomy jsou vystaveny účinkům trypsinu (proteolytický enzym), který natráví chromosomové proteiny •chromosomy obarvíme Giemsovým barvivem (směs barviv) •výsledek – každý chromosom se specificky obarví (střídavé tmavé a světlé proužky různé tloušťky, tmavé proužky jsou bohaté na adenin a thymin, světlé na cytozin a guanin) •získané pruhy jsou specifické pro každý chromosomový pár •lze snadno rozpoznat strukturní a numerické abnormality •1 pruh na chromosomu obsahuje 50 i více genů OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno METODY KLASICKÉ CYTOGENETIKY G – pruhování chromosomů normální mužský karyotyp 46,XY norm muž OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno METODY KLASICKÉ CYTOGENETIKY Q - pruhování chromosomů •barvení akridinovými deriváty (fluoreskující látky – fluorochromy), akridin se specificky váže na oblasti bohaté na adenin (A) a tymin (T) •Q - pruhy (světlé a tmavé), přibližně odpovídají G - pruhům •nevýhody – je třeba speciální fluorescenční mikroskop a při delší expozici UV světlem fluorescence slábne Q pruhy OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno METODY KLASICKÉ CYTOGENETIKY R - pruhování chromosomů •vystavení chromosomů působení specifických vlivů před obarvením (zahřátí) •R = reverse (opačný), tzn. R – pruhy jsou opačné ke G - a Q – pruhům (kde jsou G – a Q – pruhy světlé, tam • jsou R – pruhy tmavé a opačně) R v karyotypu OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno METODY KLASICKÉ CYTOGENETIKY C – barvení chromosomů •vizualizace konstitutivního • heterochromatinu •(konstitutivní heterochromatin •v oblasti centromer a na •dlouhých raméncích některých •chromosomů – 1q, 9q, 16q, •Yq) • - metoda založena na • denaturaci DNA působením různých • agens (HCl, Ba(OH)2) a následné • reasociaci v teplém pufru • C v karyotypu OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno METODY KLASICKÉ CYTOGENETIKY NOR – barvení chromosomů •navázání zrn stříbra na aktivní oblast organizátoru jadérka (sekundární konstrikce akrocentrických chromosomů) • •stříbro se vyloučí z AgNO3 • za vyšší teploty a v kyselém • prostředí •zjišťujeme, jestli jsou satelity • schopny aktivity (jestli na nich • není navázán euchromatin, • který by aktivitě bránil a mohl • by být nebalancovaným • materiálem v karyotypu) •každý akrocentrický chromosom • nemusí být aktivní ve všech • buňkách nor2 OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno METODY KLASICKÉ CYTOGENETIKY hodnocení •Chromosomy hodnotíme ve světelném mikroskopu při zvětšení •přibližně 1000x za použití imerzních objektivů. kongo4 přednáška 038 OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno METODY KLASICKÉ CYTOGENETIKY hodnocení • •zvětšení 100 - 200x • vyhledávání mitóz • zvětšení přibližně 1000x hodnocení dlouhý2 sklíčko2 OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno přednáška 059 METODY KLASICKÉ CYTOGENETIKY hodnocení •světelný mikroskop •s CCD kamerou •napojený na počítač přednáška 054 přednáška 056 ke třídění chromosomů a sestavení karyotypu lze využít počítačového programu Lucia. OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno METODY KLASICKÉ CYTOGENETIKY hodnocení norm mužský •karyotyp setříděný a upravený pomocí počítačového programu Lucia OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno CHROMOSOMOVÉ ABNORMALITY (ABERACE) •vrozené chromosomové aberace (VCA) • (vyšetření karyotypu) – početní - vyšetřujeme 10 nebo 30 mitóz, • případně dovyšetřujeme FISH • do 200 mitóz • - strukturní – vyšetřujeme 10 mitóz, potvrzujeme • FISH • - prenatální a postnatální stanovení karyotypu (vyšetření karyotypu plodu, vyšetření dětí s vrozenými vývojovými vadami, párů s poruchou fertility .…) • •získané chromosomové aberace (ZCA) • (stanovení % aberantních buněk) • - vyšetření u pacientů, kteří pracují v rizikovém prostředí (kontakt • se škodlivými látkami, zářením) …., vyšetřujeme 100 mitóz • OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (VCA) •významně se podílejí na mnoha případech poruch reprodukce, vrozených malformací, mentálních retardací •cytogenetické poruchy jsou přítomny přibližně u 1% živě narozených dětí img022 OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno MEIÓZA •typ buněčného dělení, při kterém • z diploidních zárodečných buněk (primárních oocytů a primárních spermatocytů) vznikají haploidní gamety • • • • z 1 diploidní zárodečné buňky • vzniknou 4 haploidní gamety • 1 OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno MEIÓZA r OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno PORUCHY V MEIÓZE •meiotická nondisjunkce - porucha rozchodu páru chromosomů • v anafázi meiózy I nebo II (většinou v průběhu meiózy I) •důsledkem nondisjunkce je aneuploidie – abnormální počet chromosomů v chromosomovém páru v karyotypu, který je způsoben absencí chromosomu nebo přítomností nadbytečného chromosomu •oba chromosomy v páru v anafázi • meiotického dělení přemístí ke stejnému pólu místo aby segregovaly • k opačným pólům v karyotypu, •nejčastější mutační mechanismus našeho druhu • OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno PORUCHY V MEIÓZE z OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (VCA) abnormality počtu chromosomů •abnormality počtu chromosomů • • - polyploidie – počet chromosomů je více než • dvojnásobkem haploidního počtu • (n = 23) (triploidie 3n= 69, • tetraploidie 4n = 92) • většinou pouze u plodů (samovolné aborty) • • - aneuploidie – nejčastější a klinicky velmi významný • typ chromosomových poruch • - abnormality počtu chromosomů v páru • - tento stav je vždy spojen s poruchou • fyzického nebo mentálního vývoje • • • • OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (VCA) abnormality počtu chromosomů aneuploidie •trisomie – nejčastější porucha • (přítomnost nadbytečného chromosomu v páru) • • trisomie autosomů (trisomie celého chromosomu • je jen vzácně slučitelná se životem) • - Downův syndrom 47,XX/XY, +21 • - Edwardsův syndrom 47,XX/XY, +18 • - Patauův syndrom 47,XX/XY, +13 • trisomie gonosomů (fenotypové důsledky jsou méně • závažné než u trisomie autosomů) • - Klinefelterův syndrom 47,XXY (muž) • - další syndromy • • • • • OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (VCA) abnormality počtu autosomů Downův syndrom •Downův syndrom 47, XX, +21 Down OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (VCA) abnormality počtu autosomů Edwardsův syndrom •Edwardsův syndrom 47,XY,+18 Edwards OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (VCA) abnormality počtu autosomů Patauův syndrom •Patauův syndrom 47,XY,+13 Patau OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (VCA) abnormality počtu gonosomů Klinefelterův syndrom •Klinefelterův syndrom 47,XXY Klinefeltr OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (VCA) abnormality počtu chromosomů aneuploidie •monosomie – méně častá porucha • (chybění chromosomu v páru) • - monosomie gonosomu X (Turnerův syndrom) • 45,X (žena) • častý výskyt • - monosomie autosomů – výjimečně se vyskytující • porucha, slučitelná se životem jen u některých • chromosomů a to v mozaice (v těle jedince mohou • být přítomny 2 nebo více buněčné linie s různou • chromosomovou sestavou, např. linie normální • s linií s monosomií chromosomu č.18) • 45,XX,-18[10]/46,XX[190] • • OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (VCA) abnormality počtu gonosomů Turnerův syndrom •Turnerův syndrom 45,X turner OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (VCA) strukturní přestavby •strukturní abnormality chromosomů • •méně časté než aneuploidie •dochází k přestavbám a následně ke změnám morfologie chromosomů •předpokladem je vznik zlomů na chromosomech •strukturní abnormality se vyskytují přibližně u 1:375 novorozenců •k chromosomovým změnám dochází spontánně nebo mohou být vyvolány působením faktorů, které zlomy způsobují OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (VCA) strukturní přestavby •méně časté než aneuploidie •změna struktury chromosomů •podmínkou je vznik zlomů na chromosomech •metodami klasické cytogenetiky (ve světelném mikroskopu) lze na chromosomech rozlišit pouze strukturní změny o určité velikosti (>5Mb) •změny menší lze detekovat metodami s vyšší rozlišovací schopností – metodami molekulární cytogenetiky • OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (VCA) strukturní přestavby •balancované přestavby - v sadě chromosomů je zachováno normální množství chromosomového materiálu • - většinou nemají fenotypové vyjádření, v buňkách je přítomen veškerý chromosomový materiál, i když v odlišném uspořádání • - mohou mít fenotypové vyjádření v případě, že jsou v důsledku přestavby vyřazeny některé geny z funkce, v místě zlomu • vznikla malá delece, která není detekovatelná ad. • (zdánlivě balancovaná chromosomová přestavba) •nebalancované přestavby – část chromosomového materiálu • v karyotypu chybí (parciální monosomie) a (nebo) část přebývá • (parciální trisomie), v některých případech může být v karyotypu • přítomna kombinace těchto změn • - většinou dochází k fenotypovým abnormalitám OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (VCA) strukturní přestavby translokace •translokace – nejčastější ze strukturních aberací, • předpokladem je vznik dvou zlomů, • každý na jednom chromosomu • reciproké translokace – • výměny chromosomových segmentů • mezi dvěma, zpravidla nehomologními, • chromosomy • • robertsonovské translokace – • 2 akrocentrické chromosomy • fúzují v oblasti centromery • a ztrácejí svá krátká • raménka (ztráta nemá vliv na • fenotyp), vznik zlomů v oblasti centromery • • vznik rob bal transl reciproké translokace se vyskytují s frekvencí přibližně 1:600 novorozenců OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno t(1;15) - 1 VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (VCA) strukturní přestavby translokace • reciproká translokace t(1;15) •výměna koncových úseků chromosomů t(1;15)-15 chr 1 vzor 2 chr 15 vzor 2 OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (VCA) strukturní přestavby reciproká translokace t(1;15) •46,XX,t(1;15)(q12;q22) Habánová OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (VCA) strukturní přestavby translokace •robertsonovská translokace der(13;14) •(derivovaný chromosom) rob 13;14 OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (VCA) strukturní přestavby robertsonovská translokace •45,XX,der(13;14)(q10;q10) Osičková OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (VCA) strukturní přestavby translokační forma Downova syndromu •45,XX,der(21;21)(q10;q10) 46,XY,der(21;21)(q10;q10),+21 rodič dítě Lenertová Kříž OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (VCA) strukturní přestavby translokační forma Downova syndromu • 45,XX,der(14;21)(q10;q10) 46,XY,der(14;21)(q10;q10),+21 rodič dítě Nedbalová Gábor OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (VCA) strukturní přestavby translokace • dítě s nebalancovaným • karyotypem • 46,XY,der(21)t(16;21)mat •translokace u svých nositelů většinou nezpůsobují abnormální fenotyp, ale •jsou spjaty s vysokým rizikem vzniku nebalancovaných gamet s tím •spojených abortů nebo narození potomků s nebalancovaným karyotypem •(parciální monosomie jednoho a parciální trisomie druhého chromosomu) Škrdlová 16 Škrdlová 21 karyotyp matky 46,XX,t(16;21) chromosomy, které se zúčastnily translokace 21 16 21 Škrdlová 21 OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (VCA) strukturní přestavby translokace •46,XX,t(16;21)(q22;q22.1) 46,XY,der(21)t(16;21)(q22;q22.1) • Škrdlová Škrdla rodič dítě OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (VCA) strukturní přestavby inverze •inverze – na jednom chromosomu vzniknou 2 zlomy, segment • mezi nimi se otočí o 180° a opět se začlení • do chromosomu • paracentrická inverze – • oba zlomy jsou na stejném raménku, • úsek nezahrnuje centromeru • • pericentrická inverze – • na každém raménku je jeden zlom, • invertovaný úsek zahrnuje • centromeru • • • inv parac bez gam inv peric bez gam OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (VCA) strukturní přestavby inverze •pericentrická inverze inv(8) inv(8) a OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (VCA) strukturní přestavby inverze •46,XX,inv(8)(p23.1?q23?) Juhásová OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (VCA) strukturní přestavby inverze •paracentrická inverze inv(1) inv 1, paracentr chr 1 vzor 2 OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (VCA) strukturní přestavby inverze •46,XX,inv(1)(q21q32) Miklášov OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (VCA) strukturní přestavby inverze •inverze u svých nositelů většinou nezpůsobují abnormální •fenotyp, ale jsou spjaty s rizikem vzniku •nebalancovaných gamet a narození abnormálních •potomků • • OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (VCA) strukturní přestavby delece •delece – vznik zlomů a ztráta úseku chromosomu, • který způsobuje vznik nebalancovaného karyotypu • (parciální monosomie) • • terminální delece –vznik jednoho zlomu, • ztráta koncového úseku chromosomu • • intersticiální delece –vznik dvou zlomů, • ztráta segmentu uloženého mezi • centromerou a terminální částí • • incidence cytogeneticky pozorovatelných delecí • je asi 1:700 živě narozených dětí • interstic delece term delece OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (VCA) strukturní přestavby delece • terminální delece del (5p) •syndrom Cri du chat (syndrom kočičího křiku) del 5pter chr 5 vzor 2 OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (VCA) strukturní přestavby delece •46,XX,del(5p)(p14.1) Křížová OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (VCA) strukturní přestavby inzerce •inzerce – nereciproký typ translokace • - segment z jednoho chromosomu je odstraněn • a vložen do jiného chromosomu buď ve své • původní orientaci nebo opačné • - k jejich vzniku jsou potřeba 3 body zlomu, 2 na • jednom chromosomu a 1 na druhém • - jsou poměrně vzácné (1:80000) • - hrozí vznik nebalancovaných gamet a narození • abnormálních potomků vznik ins OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (VCA) strukturní přestavby inzerce •inzerce úseku chromosomu č. 14 do chromosomu č. 6 •příklad zdánlivě balancované přestavby ins 6,14 (6) ins 6,14 (14) karyotyp probanda 46,XY,ins (6;14), de novo 6d 14g OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (VCA) strukturní přestavby inzerce •46,XY,ins(6;14)(p24;q13q22) Pospíšil OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (VCA) strukturní přestavby duplikace •duplikace – nadbytečný chromosomový segment, který • způsobuje vznik nebalancovaného karyotypu • (parciální trisomie) • - bývají méně nebezpečné než delece • • - vznik v důsledku • nerovnoměrného • crossing overu • • • • duplikace segmentu • dup(6) • chr 6 vzor 2 dup správné Dočkalová 06 OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (VCA) strukturní přestavby duplikace •46,XX,dup(6)(q22q23) Dočkalová OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (VCA) strukturní přestavby neobvyklé typy chromosomů • marker chromosomy • – malé chromosomy (s centromerou), • často v mozaice, obtížně identifikovatelné • (mohou být vrozené nebo kultivačního původu) • • • • kruhové chromosomy • (ring chromosomy) • – na obou koncích chromosomu • vzniknou zlomy, dojde ke • ztrátě koncových úseků, zbytek • chromosomu se spojí • - jsou poměrně vzácné, ale byly zjištěny • u všech lidských chromosomů • ring Heb 6 vznik ringu marker Maršán marker Kocáb otec marker Kocáb děcko marker Pospíšil marker Prosová marker Řepková marker chromosomy představují nadbytečný genetický materiál v karyotypu OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (VCA) strukturní přestavby ring chromosom •46,XX,r(18) Hebnarová OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (VCA) strukturní přestavby marker chromosom •47,XX,+mar Řepková OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (VCA) strukturní přestavby neobvyklé typy chromosomů • izoXq • izochromosomy – metacentrické chromosomy, jejichž 1 raménko chybí a druhé je duplikováno (parciální monosomie 1 raménka a parciální trisomie 2. raménka) • podstata tvorby izochromosomu není přesně známa, jsou popsány alespoň 2 mechanismy: - porucha dělení centromery (příčné), následné dosyntetizování celého raménka v S fázi buněčného cyklu - - - - - - - - výměna celého raménka izo vznik OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (VCA) strukturní přestavby izochromosom •46,X,idic(Xq) Stará OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (VCA) strukturní přestavby neobvyklé typy chromosomů •dicentrické chromosomy • - na dvou chromosomech dojde • ke zlomu • - vznikne dicentrický chromosom • fúzí úseků s centromerou • a acentrický fragment • spojením úseků bez centromery • acentr, dicentr dic 13,14 bez šipky dicentr 13,14 „C“ barvením prokázána přítomnost 2 centromer OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (VCA) strukturní přestavby dicentrický chromosom •46,XY,dic(13;14)(q11;q11) Stanovský OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno ZÁPIS KARYOTYPU 47,XX,+18 46,XX,t(8;21)(p11.2;q22.3) nadbytečný autosom v jádrech buněk (početní změna) 45,X 47,XXY chybějící nebo nadbytečný gonosom v karyotypu (početní změna) translokace v karyotypu (strukturní změna), ve druhé závorce zápis bodů zlomů na chromosomových raméncích podle cytogenetické nomenklatury 45,X[12] / 46,XX[188] mozaika gonosomů – více (minimálně dvě) buněčné linie v karyotypu Příklady patologických karyotypů: OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (VCA) MOZAICISMUS •má – li osoba chromosomovou abnormalitu, bývá většinou aberace přítomna ve všech jejích buňkách •mozaicismus = v těle jedince jsou přítomny 2 nebo více linie buněk s odlišnou chromosomovou konstitucí • - nejčastější výskyt mozaiky gonosomů • 45,X[6]/47,XXX[4]/46,XX[190] • - zřídka mozaika autosomů • - např. linie s normálním karyotypem s linií s monosomií • chromosomu č.18 45,XX,-18[10]/46,XX[190] • - mozaika linie s normálním karyotypem s linií s Downovým syndromem • 46,XY[28]/47,XY,+21[172] •ve formě mozaiky mohou být přítomny numerické aberace i strukturní přestavby, početní se vyskytují častěji •nejčastější příčinou mozaicismu je nondisjunkce v časném postzygotickém mitotickém dělení (např. ztráta chromosomu č.21 • z buňky zygoty s trisomií tohoto chromosomu) • OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (VCA) MOZAICISMUS •je obtížné posoudit význam nálezu mozaiky • - záleží na typu chromosomové abnormality • - význam má % zastoupení linie s patologickým karyotypem • - mozaika může být zastoupena v různých tkáních v různé míře •riziko vzniku pseudomozaiky kultivačního původu (zejména prenatální diagnostika), potíže při interpretaci • • • OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno Klinické indikace k postnatálnímu stanovení karyotypu (VCA) •problémy časného růstu a vývoje • neprospívání, opoždění vývoje, dysmorfická facies, mnohočetné malformace, malá postava, obojetný genitál, mentální retardace •narození mrtvého plodu a úmrtí novorozence • výskyt chromosomových abnormalit je vyšší u případů narození mrtvého plodu (téměř 10%) než u živě narozených dětí (asi 0,7%), zvýšený výskyt také u dětí, které umírají v novorozeneckém období (okolo 10%) •problémy s fertilitou • ženy s amenoreou, infertilní páry, opakované spontánní aborty, partneři před IVF •rodinná anamnéza • známá nebo suspektní chromosomová abnormalita u příbuzných •dárci gamet, děti k adopci • • OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno Klinické indikace k prenatálnímu stanovení karyotypu (VCA) • • • Invazivní metody vyšetření karyotypu plodu – při vyšším riziku narození dítěte s VCA - věk matky – 35 let v roce porodu, pod 18 let - věk otce – nad 40 let (riziko vyššího výskytu monogenních chorob) - součet věku rodičů – nad 70 let - patologické hodnoty biochemických markerů (screening II., event. I. trimestru) - VVV nalezené na UZ - balancovaná VCA u rodičů - výskyt VCA v rodině - předchozí porod dítěte s VCA OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno Prenatální stanovení karyotypu (VCA) • • • Nenvazivní metody vyšetření karyotypu plodu: - UZ screening – 13.t.g.(VVV, VSV), 20.t.g. (VVV, VSV)!!!!, 32.-34.t.g. - Biochemické vyšetření v I. trimestru - 8.-12.t.g. - Biochemický screening ve II. trimestru - 15.- 17.t.g. - Invazivní metody vyšetření karyotypu plodu: - Odběr plodové vody (amniocentéza, AMC) – klasická 16.-18-t.g. - časná 12.-14.t.g. - Odběr krve plodu z pupečníku (kordocentéza, CC) – po 20. t.g. - Biopsie choriových klků (CVS) – časná CVS – 10. – 12. t.g. - pozdní CVS – II. a III. trimestr (placentocentéza) OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno Prenatální stanovení karyotypu (VCA) • • • AMC – kultivace 2 paralelních kultur – vyloučení kultivačního artefaktu (pseudomozaika – např. přítomnost nadbytečného chromosomu nebo strukturní přestavby v 1 mitóze) – vyloučení - opakovaný odběr (AMC, CVS) - riziko kontaminace mateřskou krví při odběru (může ovlivnit výsledek karyotypu plodu) CVS – choriové klky (placenta) = extraembryonální tkáň – častý výskyt mozaikových karyotypů (mitotická nondisjunkce) – diskrepance v nálezech u embrya a extraembryonální tkáni (embryo má kontrolní mechanismy limitující dělení abnormálních buněk, v choriu se abnormální buňky dělí) OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno Prenatální stanovení karyotypu (VCA) • • • mozaika CVS – diskrepance v karyotypu embrya a extraembryonální tkáně - vznik mozaiky v blastocystě před diferenciací na embryo a extraembryonální tkáň – mozaika přítomna v obou - vznik mozaiky v pozdějším stádiu v embryu nebo v extraembryonální tkáni (častěji) – mozaika přítomna jen tam, kde vznikla Placentární mozaicismus – zdroj falešně pozitivních výsledků OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno ZÍSKANÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (vliv mutagenních faktorů prostředí) • •rychlejší stárnutí organismu •vznik degenerativních onemocnění •možné maligní zvrhnutí • • Přítomnost aberací v somatických buňkách Přítomnost aberací v gametách •zvýšené riziko narození postiženého dítěte Konvenční barvení chromosomů Stanovení % aberantních buněk – buněk s poškozeným chromosomem zlomy1 hraniční patologie – opakovaný nález 5% aberantních buněk OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno ZÍSKANÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (ZCA) příčiny vzniku • působení - fyzikálních faktorů • (ionizující záření) • - chemických látek • (cytostatika, imunosupresiva, oxidační, • alkylační činidla ad. látky používané • v průmyslu) • - biologických faktorů • (virové infekce – pravé neštovice, spalničky, • zarděnky ad.) OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno ZÍSKANÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (ZCA)- typ poškození – chromatidové aberace označení cht •jednochromatidové gapy (mezery) • (G´nebo chtg – chromatid gap)- příčně slabě se barvící část chromatidy achromatické léze), také úplné přerušení chromatidy nepřesahující její šířku • G světlý sejmout000r OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno ZÍSKANÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (ZCA)- typ poškození – chromatidové aberace označení cht • •jednochromatidové zlomy (Z´nebo chtb – chromatid brake), oddělení samostatného fragmentu (F) – úplné přerušení chromatidy, pravděpodobně koncová delece (fragmenty mívají různé rozměry, mohou být v ose s původním chromosomem nebo nemusí) • sejmout000k Z OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno ZÍSKANÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (ZCA)- typ poškození – chromatidové aberace označení cht •výměny (V nebo chte – chromatid exchange)- výměny části chromatid v rámci jednoho nebo více chromosomů • sejmout000o sejmout000z OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno ZÍSKANÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (ZCA)- typ poškození – chromatidové aberace - výměny V V1 V2 V OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno ZÍSKANÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (ZCA)- typ poškození – chromosomové aberace označení chr • •dvouchromatidové zlomy (Z´´nebo chrb – chromosome break), oddělení párových fragmentů (DF)- úplné přerušení obou chromatid, pravděpodobně koncová delece (fragment obvykle leží paralelně, mívají různé rozměry, mohou být v ose s původním chromosomem nebo nemusí) • sejmout000i Z2 OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno ZÍSKANÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (ZCA)- typ poškození – chromosomové aberace označení chr •izochromatidové gapy (mezery) (G´´nebo chrg – chromosome gap)- příčně slabě se barvící část chromosomu (achromatické léze), také úplné přerušení chromosomu nepřesahující šířku chromatidy • sejmout000e G OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno ZÍSKANÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (ZCA)- typ poškození – chromosomové aberace označení chr •acentrické ringy, kruhové chromosomy- uzavřené struktury, vznik dvou zlomů na jednom chromosomu, dojde ke spojení – acentrické ringy jsou bez centromery, kruhové chromosomy zahrnují centromeru • • • sejmout000hh R R OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno ZÍSKANÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (ZCA)- typ poškození – chromosomové aberace označení chr • •chromosomy zahrnující více než 1 centromeru- • dicentrické, tricentrické chromosomy… • sejmout000dse sejmout000ggg DIC TIC,DF OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno Klinické indikace k vyšetření ZCA •práce v riziku (kontakt se škodlivými látkami, zářením), vstupní prohlídky na pracovištích se zvýšeným rizikem •před chemoterapií, po chemoterapii, po jiné dlouhodobé léčbě •kontrolní vyšetření u podchycených případů • OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno Doporučená literatura •Klinická genetika, Thompson 2001 •Základy klinickej genetiky, Sršeň, Sršňová 1995 •Základy lékařské genetiky, Pritchard, Korf 2003 •Vybrané kapitoly z cytogenetiky, Kuglík 2005 OLG_obloha dnbrno logo-FNB logo-MU Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno chromozomy Děkuji za pozornost