آزمایش کاریوتایپ | آنالیز کروموزوم | سایتوژنتیک | Karyotype | chromosome analysis

دکتر فرزاد باباخانی
آخرین بروزرسانی
22 آبان 1402
آخرین بروزرسانی
22 آبان 1402
آزمایش کاریوتایپ | آنالیز کروموزوم | سایتوژنتیک | Karyotype | chromosome analysis

آزمایش کاریوتایپ (Karyotype) که به عنوان آنالیز کروموزوم نیز شناخته می‌شود، یک روش آزمایشگاهی است که کروموزوم‌های فرد را برای شناسایی هرگونه ناهنجاری یا تغییر در ساختار یا تعداد آنها بررسی می‌کند. کروموزوم ها ساختارهای نخ مانندی هستند که در هسته سلول ها یافت می شوند و حاوی اطلاعات ژنتیکی به شکل DNA هستند. انسان به طور معمول دارای 46 کروموزوم است که در 23 جفت مرتب شده اند که به صورت مساوی و نصف از والدین به ارث می رسد.

اسامی دیگر:

  • chromosomal karyotyping
  • chromosome examination
  • cytogenetic analysis
  • chromosome testing

چرا آزمایش کاریوتایپ (Karyotype) یا آنالیز کروموزوم درخواست می شود؟

اهداف اولیه این آزمایش عبارتند از:

  • تشخیص اختلالات ژنتیکی: آزمایش‌های کاریوتایپ می‌توانند ناهنجاری‌های کروموزومی مانند سندرم داون (تریزومی 21)، سندرم ترنر یا سندرم کلاین فلتر را که در اثر کروموزوم‌های اضافی، از دست رفته یا تغییر ساختاری ایجاد می‌شوند، شناسایی کنند.
  • غربالگری قبل از تولد: در دوران بارداری، آزمایش های کاریوتایپ را می توان بر روی سلول های جنینی که از طریق آمنیوسنتز یا نمونه برداری از پرزهای کوریونی (CVS) به دست می آید، برای تشخیص ناهنجاری های کروموزومی در جنین در حال رشد انجام داد.
  • ارزیابی ناباروری: زوج‌هایی که ناباروری یا سقط‌ های مکرر را تجربه می‌کنند ممکن است برای شناسایی مشکلات کروموزومی که می‌تواند به این مشکلات کمک کند، آزمایش کاریوتایپ انجام دهند.
  • تشخیص و درمان سرطان: تجزیه و تحلیل کروموزومی می تواند به شناسایی تغییرات کروموزومی خاص در سلول های سرطانی کمک کند، که می تواند به تشخیص، پیش آگهی و تعیین گزینه های درمانی مناسب کمک کند.
  • تحقیقات: آزمایش های کاریوتایپ در تحقیقات علمی برای بررسی نقش کروموزوم ها در بیماری های مختلف و درک بهتر اساس ژنتیکی سلامت و رشد انسان استفاده می شود.

چه زمانی آزمایش کاریوتایپ (Karyotype) یا آنالیز کروموزوم بایستی انجام شود؟

آزمایش کاریوتایپ (Karyotype) ممکن است در شرایط مختلف و برای علائم مختلف درخواست شود. برخی از سناریوهای رایج عبارتند از:

  • غربالگری قبل از تولد: اگر یک زن باردار به دلیل عواملی مانند سن بالای مادر، یافته های غیرطبیعی سونوگرافی یا سابقه خانوادگی اختلالات ژنتیکی در معرض خطر بیشتری برای داشتن نوزادی با ناهنجاری کروموزومی باشد، ممکن است آزمایش کاریوتایپ توصیه شود.
  • تأخیر در رشد یا ناتوانی‌های ذهنی: اگر کودک دارای تأخیر در رشد، مشکلات یادگیری یا ناتوانی‌های فکری باشد، ممکن است آزمایش کاریوتایپ برای شناسایی ناهنجاری‌های کروموزومی بالقوه به عنوان علت زمینه‌ای انجام شود.
  • ناهنجاری‌های فیزیکی: اگر فردی دارای ویژگی‌های فیزیکی حاکی از یک اختلال ژنتیکی باشد، مانند ناهنجاری‌های صورت، مشکلات رشد یا ناهنجاری‌های اسکلتی، ممکن است آزمایش کاریوتایپ برای تأیید تشخیص توصیه شود.
  • ناباروری یا سقط‌ های مکرر: زوج‌هایی که ناباروری یا سقط‌های متعدد را تجربه می‌کنند ممکن است برای شناسایی مشکلات کروموزومی که می‌تواند به این مشکلات کمک کند، آزمایش کاریوتایپ انجام دهند.
  • تشخیص و درمان سرطان: اگر بیمار مبتلا به انواع خاصی از سرطان، مانند لوسمی یا لنفوم، تشخیص داده شود، آزمایش کاریوتایپ ممکن است برای شناسایی تغییرات کروموزومی خاص در سلول‌های سرطانی انجام شود که می‌تواند به تصمیم گیری در مورد درمان کمک کند.

نمونه مورد نیاز برای آزمایش کاریوتایپ (Karyotype) یا آنالیز کروموزوم:

  • ظرف/لوله: لوله با درب بنفش (حاوی ضد انعقاد EDTA) / لوله با درب سبز (حاوی ضد انعقاد هپارین) / ظرف استریل در پیچ دار برای مایع آمنیوتیک، پورزهای کریونی (CVS) یا بافت های مختلف
  • نوع نمونه: خون کامل / مغز استخوان / مایع آمنیوتیک / پورزهای کریونی (CVS) / بافت های مختلف
  • حجم نمونه: 5 میلی لیتر خون یا مغز استخوان / 20 الی 25 میلی لیتر برای مایع آمنیوتیک
لوله ها و ظروف مورد استفاده برای آزمایش کاریوتایپ

لوله ها و ظروف مورد استفاده برای آزمایش کاریوتایپ

روش های مختلف جمع آوری نمونه های آزمایشگاه

روش های مختلف جمع آوری نمونه های آزمایشگاه

لوله های آزمایش و ضد انعقادها (Test tubes and Anticoagulants)

لوله های آزمایش و ضد انعقادها (Test tubes and Anticoagulants)

ذخیره سازی نمونه های آزمایشگاهی

ذخیره سازی نمونه های آزمایشگاهی

شرایط نگهداری دمایی نمونه های مختلف برای آزمایش کاریوتایپ (Karyotype) یا آنالیز کروموزوم چگونه است؟

شرایط نگهداری دمایی برای نمونه‌های مختلف مورد استفاده در تجزیه و تحلیل کاریوتیپ یا کروموزوم ممکن است بسته به نوع نمونه و پروتکل‌های آزمایشگاهی خاص مورد استفاده متفاوت باشد. با این حال، در اینجا چند دستورالعمل کلی وجود دارد:

  • نمونه‌های خون: نمونه‌های خون کامل باید در دمای اتاق نگهداری شوند و باید طی ۲۴ تا ۴۸ ساعت پس از جمع‌آوری پردازش شوند. در صورت تاخیر در پردازش، نمونه ها باید تا 72 ساعت در دمای 4 درجه سانتیگراد نگهداری شوند. برای نگهداری طولانی مدت، نمونه خون را می توان در دمای 20- یا 80- درجه سانتی گراد نگهداری کرد.
  • نمونه‌های مغز استخوان: نمونه‌های مغز استخوان باید در دمای اتاق نگهداری شوند و باید طی ۲۴ تا ۴۸ ساعت پس از جمع‌آوری پردازش شوند. در صورت تاخیر در پردازش، نمونه ها باید تا 72 ساعت در دمای 4 درجه سانتیگراد نگهداری شوند. برای نگهداری طولانی مدت، نمونه های مغز استخوان را می توان در دمای 20- یا 80- درجه سانتی گراد نگهداری کرد.
  • نمونه‌های مایع آمنیوتیک: نمونه‌های مایع آمنیوتیک باید در دمای 4 درجه سانتی‌گراد نگهداری شوند و باید طی 24 تا 48 ساعت پس از جمع‌آوری پردازش شوند. برای نگهداری طولانی مدت، نمونه های مایع آمنیوتیک را می توان در دمای 20- یا 80- درجه سانتی گراد نگهداری کرد.
  • نمونه های بافت: نمونه های بافت باید تا زمان پردازش در دمای 20- درجه سانتیگراد نگهداری شوند. توجه به این نکته ضروری است که شرایط نگهداری نمونه های بافت بسته به نوع بافت و پروتکل های آزمایشگاهی خاص مورد استفاده ممکن است متفاوت باشد.

پیروی از دستورالعمل‌های ذخیره‌سازی خاصی که توسط آزمایشگاهی که آنالیز کاریوتیپ یا کروموزوم را انجام می‌دهد، برای اطمینان از کیفیت نمونه‌ها و صحت نتایج، مهم است.

چه عواملی موجب رد نمونه های مختلف برای آزمایش کاریوتایپ (Karyotype) یا آنالیز کروموزوم می شود؟

عوامل متعددی وجود دارد که می تواند باعث رد نمونه ها برای تجزیه و تحلیل کاریوتیپ یا کروموزوم شود. در اینجا چند دلیل رایج وجود دارد:

  • مقدار نمونه ناکافی: آزمایشگاه ممکن است به حداقل مقدار نمونه برای انجام آنالیز نیاز داشته باشد. اگر نمونه ارائه شده کافی نباشد، ممکن است رد شود.
  • کیفیت پایین نمونه: نمونه هایی که آلوده، تخریب شده یا آسیب دیده اند ممکن است برای تجزیه و تحلیل مناسب نباشند. به عنوان مثال، نمونه های خونی که لخته شده اند یا همولیز شده اند ممکن است رد شوند.
  • نوع نمونه نامناسب: آزمایشگاه ممکن است به نوع خاصی از نمونه برای آنالیز نیاز داشته باشد. اگر نمونه ارائه شده مناسب نباشد، ممکن است رد شود. به عنوان مثال، نمونه بیوپسی پوست ممکن است برای آنالیز کاریوتیپ مناسب نباشد.
  • ذخیره سازی نامناسب نمونه: نمونه هایی که به درستی ذخیره نشده اند ممکن است رد شوند. به عنوان مثال، نمونه های خونی که در دمای نامناسب یا برای مدت طولانی ذخیره شده اند ممکن است رد شوند.
  • اطلاعات نمونه ناقص یا نادرست: آزمایشگاه ممکن است به اطلاعات خاصی در مورد نمونه مانند سن، جنس و سابقه پزشکی بیمار نیاز داشته باشد. اگر این اطلاعات ناقص یا نادرست باشد، نمونه ممکن است رد شود.

پیروی از دستورالعمل‌های خاص ارائه‌شده توسط آزمایشگاهی که آنالیز کاریوتیپ یا کروموزوم را انجام می‌دهد برای اطمینان از مناسب بودن نمونه برای آنالیز و جلوگیری از رد شدن، مهم است.

آمادگی قبل از انجام آزمایش آزمایش کاریوتایپ (Karyotype):

نیاز به آمادگی خاصی ندارد

انجام آزمایش آزمایش کاریوتایپ (Karyotype) به روش سیتوژنتیک (Conventional cytogenetic):

سیتوژنتیک روش سنتی است که برای آزمایش کاریوتیپ یا تجزیه و تحلیل کروموزوم استفاده می شود. در اینجا مراحل مربوط به این روش آمده است:

نمونه برداری: نمونه ای از سلول ها مانند خون، مغز استخوان، مایع آمنیوتیک یا بافت از بیمار جمع آوری می شود. نمونه معمولاً توسط یک متخصص با استفاده از یک تکنیک استریل جمع آوری می شود (روش های مختلف نمونه برداری در لینک های بالا توضیح داده شده است).

پردازش نمونه: نمونه در آزمایشگاه برای تحریک تقسیم سلولی و آماده سازی سلول ها برای تجزیه و تحلیل پردازش می شود. این ممکن است شامل کشت سلول ها در یک محیط مخصوص برای ترویج رشد سلول باشد.

  1. خون محیطی: نمونه ای از خون محیطی با رگ گیری در یک لوله استریل حاوی یک ضد انعقاد مانند هپارین یا EDTA جمع آوری می شود. سپس خون برای جداسازی لنفوسیت‌ها پردازش می‌شود که با استفاده از یک میتوژن مانند فیتوهماگلوتینین (PHA) یا کانکاناوالین A (ConA) تحریک می‌شوند تا تقسیم شوند. پس از تقسیم سلولی، سلول های متافاز برای آماده سازی کروموزوم برداشت می شوند.
  2. مغز استخوان: نمونه های مغز استخوان را می توان از طریق آسپیراسیون یا بیوپسی به دست آورد. نمونه در یک سرنگ حاوی ضد انعقاد مانند هپارین یا EDTA جمع آوری شده و برای پردازش به آزمایشگاه منتقل می شود. سپس برای به دست آوردن سلول های کافی برای تجزیه و تحلیل، ماده ای به نام میتوژن به محیط کشت اضافه می شود تا تقسیم سلولی را تحریک کند. هنگامی که سلول ها چندین دور تقسیم سلولی را پشت سر گذاشتند، یک ماده شیمیایی به نام کولسمید اضافه می شود تا تقسیم سلولی را در مرحله خاصی از میتوز به نام متافاز متوقف کند.
  3. مایع آمنیوتیک: آمنیوسنتز بین هفته های 14 تا 20 بارداری برای جمع آوری نمونه مایع آمنیوتیک از رحم انجام می شود. سپس برای به دست آوردن سلول های کافی برای تجزیه و تحلیل، ماده ای به نام میتوژن به محیط کشت اضافه می شود تا تقسیم سلولی را تحریک کند. هنگامی که سلول ها چندین دور تقسیم سلولی را پشت سر گذاشتند، یک ماده شیمیایی به نام کولسمید اضافه می شود تا تقسیم سلولی را در مرحله خاصی از میتوز به نام متافاز متوقف کند.
  4. پرزهای کوریونی: نمونه برداری از پرزهای کوریونی (CVS) بین هفته های 10 تا 13 بارداری برای به دست آوردن نمونه ای از بافت جفت انجام می شود. سپس برای به دست آوردن سلول های کافی برای تجزیه و تحلیل، ماده ای به نام میتوژن به محیط کشت اضافه می شود تا تقسیم سلولی را تحریک کند. هنگامی که سلول ها چندین دور تقسیم سلولی را پشت سر گذاشتند، یک ماده شیمیایی به نام کولسمید اضافه می شود تا تقسیم سلولی را در مرحله خاصی از میتوز به نام متافاز متوقف کند.
  5. بیوپسی تومور جامد: بیوپسی تومور را می توان از طریق جراحی یا آسپیراسیون سوزنی به دست آورد. سپس نمونه بیوپسی در آزمایشگاه پردازش می شود تا سلول های تومور را جدا کرده و آنها را برای تجزیه و تحلیل آماده کنند. این ممکن است شامل تفکیک مکانیکی یا آنزیمی بافت برای آزادسازی سلول ها باشد. سپس سلول ها در محیط مخصوصی برای رشد سلولی کشت می شوند. سلول ها معمولاً برای 24 تا 72 ساعت کشت داده می شوند تا امکان تقسیم سلولی فراهم شود. هنگامی که سلول ها چندین دور تقسیم سلولی را پشت سر گذاشتند، یک ماده شیمیایی به نام کولسمید اضافه می شود تا تقسیم سلولی را در مرحله خاصی از میتوز به نام متافاز متوقف کند.

کاریوتیپ‌ها از سلول‌های میتوزی تهیه می‌شوند که در بخش متافاز یا پرومتافاز چرخه سلولی متوقف شده‌اند، زمانی که کروموزوم‌ها متراکم‌ترین شکل‌های خود را به خود می‌گیرند. انواع بافت ها را می توان به عنوان منبع این سلول ها استفاده کرد.

محیط کشت مورد استفاده در آزمایش کاریوتایپ سیتوژنتیک معمولی، نوع خاصی از محیط کشت سلولی است که برای تقویت رشد و تقسیم سلولی طراحی شده است. متداول ترین محیط کشت RPMI 1640 نام دارد که یک محیط غنی از مواد مغذی است که حاوی مخلوط متعادلی از اسیدهای آمینه، ویتامین ها و مواد معدنی است. در اینجا برخی از ویژگی های RPMI 1640 آورده شده است:

  • غنی از مواد مغذی: RPMI 1640 حاوی مخلوط متعادلی از اسیدهای آمینه، ویتامین ها و مواد معدنی است که برای رشد و تقسیم سلولی ضروری هستند.
    pH متعادل: pH محیط RPMI 1640 به دقت کنترل می شود تا pH خنثی 7/4 حفظ شود که برای رشد و تقسیم سلولی بهینه است.
    بدون سرم: RPMI 1640 را می توان با یا بدون سرم، بسته به پروتکل های آزمایشگاهی خاص مورد استفاده، استفاده کرد. RPMI 1640 بدون سرم اغلب برای آزمایش کاریوتایپ برای کاهش خطر آلودگی و اطمینان از نتایج ثابت استفاده می شود.
    بدون آنتی بیوتیک: RPMI 1640 حاوی آنتی بیوتیک نیست که می تواند در رشد و تقسیم سلولی اختلال ایجاد کند. با این حال، در صورت لزوم، آنتی بیوتیک ها ممکن است برای جلوگیری از آلودگی باکتریایی یا قارچی به محیط اضافه شود.
    سازگار با انواع مختلف سلول: RPMI 1640 با طیف وسیعی از انواع سلول ها از جمله سلول های خون، سلول های مغز استخوان و سلول های مایع آمنیوتیک سازگار است.
  • سازگاری با روش های سیتوژنتیک: RPMI 1640 با تکنیک های رنگ آمیزی یا سایر مراحل دخیل در فرآیند کاریوتایپینگ تداخل ندارد.
محیط RPMI 1640

محیط RPMI 1640

محیط های دیگر:

  • AmnioMAX: این یک محیط کشت تخصصی است که برای کشت سلول های مایع آمنیوتیک برای کاریوتایپ طراحی شده است. حاوی سطوح بالایی از گلوتامین است که برای حفظ حیات سلولی مهم است.
  • MEM (Minimum Essential Medium): این یکی دیگر از محیط های کشت رایج است که حاوی مواد مغذی ضروری، ویتامین ها و نمک های مورد نیاز برای رشد سلولی است.

نمونه مورد نظر سانتریفیوژ می شود و با محیط کشت مخلوط می شود، سپس به 6 ظرف کشت اولیه و یک فلاسک T برای ایجاد کشت تقسیم می شود. سلول ها بعد از 5 تا 7 روز برداشت می شوند. در فرآیند برداشت، سلول ها در معرض اتیدیوم بروماید، کولسمید و محلول هیپوتونیک قرار می گیرند و با اسید استیک یخچالی و متانول تثبیت می شوند.

سلول‌های متافاز روی لام‌های میکروسکوپ ریخته می‌شوند و رنگ‌آمیزی می‌شوند. معمولاً 15 متافاز از 15 کلنی و 3 یا بیشتر کشت اولیه بررسی می شود. در مواردی که مشکوک به موزائیسم واقعی باشد، ممکن است تا 30 کلونی و حداکثر 6 کشت اولیه مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرد.

رنگ‌آمیزی کروموزوم ها: سلول‌ها با یک رنگ مخصوص رنگ آمیزی می‌شوند که به کروموزوم‌ها متصل می‌شود و آنها را زیر میکروسکوپ قابل مشاهده می‌کند. بسته به پروتکل های آزمایشگاهی خاصی که استفاده می شود، ممکن است از رنگ های مختلف استفاده شود.

آزمایش کاریوتایپ سیتوژنتیک مرسوم از نوع خاصی از رنگ به نام رنگ آمیزی گیمسا استفاده می کند که یک الگوی نواری مشخص بر روی کروموزوم ها ایجاد می کند. رنگ گیمسا ترکیبی از دو رنگ ائوزین و متیلن بلو است و طیف رنگی روی کروموزوم ها ایجاد می کند. در اینجا رنگ هایی وجود دارد که معمولاً در کاریوتایپ رنگ آمیزی شده با گیمسا دیده می شوند:

  • آبی روشن: سانترومرهای کروموزوم ها به صورت نوارهای آبی روشن ظاهر می شوند.
  • آبی تیره: نواحی هتروکروماتیک کروموزوم ها به صورت نوارهای آبی تیره ظاهر می شوند.
  • قرمز: نواحی یوکروماتیک کروموزوم ها به صورت نوارهای قرمز ظاهر می شوند.
  • خاکستری: مناطق خنثی کروموزوم ها به صورت نوارهای خاکستری ظاهر می شوند.

الگوی نواری تولید شده توسط رنگ گیمسا برای هر کروموزوم منحصر به فرد است و می تواند برای شناسایی ناهنجاری های کروموزومی خاص یا تغییرات ساختاری استفاده شود. همچنین می توان از الگوی نواری برای چیدمان کروموزوم ها به صورت جفت و شناسایی کروموزوم های جنسی (X و Y) استفاده کرد.

رنگ های تولید شده توسط رنگ گیمسا در آزمایش کاریوتایپ به روش Conventional cytogenetic


رنگ های تولید شده توسط رنگ گیمسا در آزمایش کاریوتایپ به روش Conventional cytogenetic

تجزیه و تحلیل کروموزوم: کروموزوم های رنگ آمیزی شده زیر میکروسکوپ بررسی می شوند تا هر گونه ناهنجاری یا تغییر ساختاری شناسایی شود. این ممکن است شامل شمارش تعداد کروموزوم‌ها، شناسایی کروموزوم‌های گمشده یا اضافی و جستجوی تغییرات ساختاری مانند جابه‌جایی یا حذف باشد. کروموزوم ها به صورت جفتی مرتب شده اند و بر اساس اندازه آنها شماره گذاری می شوند که بزرگترین کروموزوم ها با شماره 1 الی 22 و کروموزوم های جنسی دارای برچسب X و Y هستند.

تجزیه و تحلیل کروموزوم در آزمایش کاریوتایپ به روش Conventional cytogenetic

تجزیه و تحلیل کروموزوم در آزمایش کاریوتایپ به روش Conventional cytogenetic

آماده سازی کاریوتیپ: از نتایج تجزیه و تحلیل کروموزوم برای تهیه کاریوتیپ استفاده می شود که نمایش بصری کروموزوم هایی است که به صورت جفت چیده شده اند. کاریوتایپ می تواند به شناسایی هر گونه ناهنجاری یا تغییر ساختاری در کروموزوم ها کمک کند. کروموزوم ها به صورت جفتی مرتب شده اند و بر اساس اندازه آنها شماره گذاری می شوند که بزرگترین کروموزوم ها با شماره 1 تا 22  و کروموزوم های جنسی دارای برچسب X و Y هستند.

تفسیر نتایج: کاریوتایپ توسط یک تکنسین آزمایشگاهی آموزش دیده یا متخصص ژنتیک مورد بررسی قرار می گیرد تا هرگونه ناهنجاری یا تغییر ساختاری را شناسایی کند. نتایج معمولاً به صورت توصیف مکتوب کاریوتیپ، از جمله هرگونه ناهنجاری یا تغییر ساختاری شناسایی شده گزارش می شود.

توجه به این نکته مهم است که سیتوژنتیک معمولی می تواند طیف گسترده ای از ناهنجاری های کروموزومی را تشخیص دهد، اما ممکن است زمان بر باشد و ممکن است به مقدار زیادی نمونه نیاز داشته باشد. روش‌های دیگری مانند هیبریداسیون فلورسانس در محل (FISH)، هیبریداسیون مقایسه‌ای ژنومی آرایه (aCGH) و توالی‌یابی نسل بعدی (NGS)، ممکن است در شرایط خاص برای ارائه اطلاعات دقیق‌تر در مورد ناهنجاری‌های کروموزومی خاص مورد استفاده قرار گیرند.

تفاوت رنگ آمیزی گیمسا و G-banding در آزمایش کاریوتایپ به روش cytogenetic چیست؟

رنگ‌آمیزی گیمسا و G-banding دو تکنیک متفاوتی هستند که در آزمایش کاریوتیپ سیتوژنتیک برای ایجاد یک الگوی نواری مشخص بر روی کروموزوم‌ها استفاده می‌شوند. در اینجا تفاوت بین رنگ آمیزی Giemsa و G-banding وجود دارد:

تکنیک رنگ‌آمیزی: رنگ‌آمیزی گیمسا یک تکنیک رنگ‌آمیزی ساده است که شامل درمان کروموزوم‌ها با یک رنگ خاص است که به DNA متصل می‌شود و یک الگوی نواری مشخص ایجاد می‌کند. از سوی دیگر، G-banding یک تکنیک رنگ‌آمیزی پیچیده‌تر است که شامل رنگ آمیزی کروموزوم‌ها با یک سری از رنگ ها و مواد شیمیایی مختلف برای تولید یک الگوی نواری دقیق‌تر است.

الگوی باندینگ: الگوی نواری تولید شده توسط رنگ آمیزی گیمسا، جزئیات کمتری نسبت به الگوی نواری تولید شده توسط باند G دارد. رنگ آمیزی گیمسا یک الگوی مشخص از نوارهای روشن و تیره ایجاد می کند که می تواند برای شناسایی ناهنجاری های کروموزومی خاص یا تغییرات ساختاری استفاده شود. G-banding الگوی دقیق تری از نوارها ایجاد می کند که می تواند برای شناسایی مناطق خاصی از کروموزوم ها استفاده شود.

شناسایی کروموزوم: رنگ آمیزی گیمسا می تواند برای شناسایی کروموزوم های جنسی (X و Y) و مرتب کردن کروموزوم ها به صورت جفت بر اساس اندازه و الگوی نواری آنها استفاده شود. از طرف دیگر، از G-banding می توان برای شناسایی مناطق خاصی از کروموزوم ها و نقشه برداری از مکان ژن ها یا نشانگرهای خاص استفاده کرد.

پروتکل‌های آزمایشگاهی: رنگ‌آمیزی گیمسا یک تکنیک رنگ‌آمیزی ساده‌تر و پرکاربردتر است که معمولاً در آزمایشگاه‌های بالینی برای آزمایش معمول کاریوتیپ استفاده می‌شود. از طرف دیگر، G-banding یک تکنیک رنگ‌آمیزی پیچیده‌تر است که به تجهیزات و تخصص تخصصی نیاز دارد و معمولاً در آزمایشگاه‌های تحقیقاتی یا برای تجزیه و تحلیل کاریوتایپ دقیق‌تر استفاده می‌شود.

روش G-banding

روش G-banding

چه چیزی در آزمایش کاریوتایپ (Karyotype) یا آنالیز کروموزوم مورد بررسی قرار می گیرد؟

کروموزوم یک رشته طولانی و پیچیده از DNA است که اطلاعات ژنتیکی را به شکل ژن حمل می کند. کروموزوم ها در هسته سلول های یوکاریوتی یافت می شوند و در هنگام تقسیم سلولی زیر میکروسکوپ قابل مشاهده هستند. در اینجا توضیح دقیقی از ساختار کروموزوم ارائه شده است:

  • DNA: جزء اصلی کروموزوم DNA است که یک مولکول طولانی و دو رشته ای است که حامل اطلاعات ژنتیکی به شکل ژن است. DNA به شدت در اطراف پروتئین هایی به نام هیستون پیچیده شده و ساختاری به نام کروماتین را تشکیل می دهد.
  • کروماتین: کروماتین مجموعه ای از DNA و پروتئین است که کروموزوم را می سازد. کروماتین در واحدهای تکرار شونده ای به نام نوکلئوزوم سازماندهی شده است که شامل هسته ای از پروتئین های هیستونی است که DNA به دور آن پیچیده شده است.
  • کروماتیدهای خواهر: در طول تقسیم سلولی، کروموزوم همانندسازی می شود تا دو نسخه یکسان به نام کروماتید خواهر تشکیل شود. کروماتیدهای خواهر در ناحیه ای به نام سانترومر کنار هم قرار می گیرند.
  • تلومرها: به انتهای کروموزوم تلومر می گویند که از توالی های DNA تکراری تشکیل شده است که انتهای کروموزوم را از آسیب محافظت می کند.
  • الگوی نواری: کروموزوم دارای یک الگوی نواری مشخص است که می تواند برای شناسایی مناطق خاصی از کروموزوم استفاده شود. الگوی نواری با رنگ آمیزی کروموزوم با رنگ مخصوص تولید می شود که یک الگوی مشخص از نوارهای روشن و تیره ایجاد می کند.
  • اندازه و شکل: اندازه و شکل کروموزوم بسته به گونه و کروموزوم خاص می تواند متفاوت باشد. در انسان، کروموزوم ها از بزرگ ترین کروموزوم 1 تا کوچکترین کروموزوم 22 متغیر هستند و کروموزوم های جنسی (X و Y) کوچکتر از اتوزوم ها هستند.
ساختار کروموزوم

ساختار کروموزوم

کاریوتایپ فرآیند جفت شدن و مرتب کردن تمام کروموزوم های یک موجود زنده است، بنابراین یک عکس فوری ژنومی از کروموزوم های یک فرد ارائه می دهد. کاریوتایپ‌ها با استفاده از روش‌های رنگ‌آمیزی استاندارد شده تهیه می‌شوند که ویژگی‌های ساختاری مشخصه را برای هر کروموزوم نشان می‌دهد. سیتوژنتیک بالینی کاریوتایپ های انسانی را برای تشخیص تغییرات ژنتیکی فاحش – ناهنجاری هایی که چندین مگاباز یا بیشتر از DNA را شامل می شود – تجزیه و تحلیل می کنند.

کاریوتایپ ها می توانند تغییرات در تعداد کروموزوم های مرتبط با شرایط آنیوپلوئیدی، مانند تریزومی 21 (سندرم داون) را نشان دهند. تجزیه و تحلیل دقیق کاریوتیپ‌ها همچنین می‌تواند تغییرات ساختاری ظریف‌تری مانند حذف کروموزومی، تکرار، جابه‌جایی یا وارونگی را نشان دهد. در واقع، همانطور که ژنتیک پزشکی به طور فزاینده ای با پزشکی بالینی ادغام می شود، کاریوتایپ ها به منبع اطلاعات تشخیصی برای نقایص خاص مادرزادی، اختلالات ژنتیکی و حتی سرطان تبدیل می شوند.

کاریوتیپ‌ها از سلول‌های میتوزی تهیه می‌شوند که در بخش متافاز یا پرومتافاز چرخه سلولی متوقف شده‌اند، زمانی که کروموزوم‌ها متراکم‌ترین شکل‌های خود را به خود می‌گیرند. انواع بافت ها را می توان به عنوان منبع این سلول ها استفاده کرد. برای تشخیص سرطان، نمونه‌های معمولی شامل بیوپسی تومور یا نمونه‌های مغز استخوان هستند. برای سایر تشخیص‌ها، کاریوتایپ‌ها اغلب از نمونه‌های خون محیطی یا بیوپسی پوست ایجاد می‌شوند. برای تشخیص قبل از تولد، از نمونه های مایع آمنیوتیک یا پرزهای کوریونی به عنوان منبع سلول استفاده می شود.

فرآیند تولید کاریوتایپ با کشت کوتاه مدت سلول های مشتق شده از یک نمونه آغاز می شود. پس از یک دوره رشد و تکثیر سلولی، سلول های تقسیم شده در متافاز با افزودن کلشی سین متوقف می شوند که دوک میتوزی را مسموم می کند. سلول‌ها در مرحله بعدی با محلول هیپوتونیک درمان می‌شوند که باعث می‌شود هسته‌هایشان متورم شود و سلول‌ها ترکیده شوند. سپس هسته‌ها با یک تثبیت‌کننده شیمیایی درمان می‌شوند، روی یک لام شیشه‌ای می‌افتند و با لکه‌های مختلفی که ویژگی‌های ساختاری کروموزوم‌ها را نشان می‌دهند، درمان می‌شوند.

مراحل انجام کاریوتایپ

مراحل انجام کاریوتایپ

بدون هیچ رنگی، جزئیات ساختاری کروموزوم ها در زیر میکروسکوپ نوری به سختی قابل تشخیص است. بنابراین، برای موثرتر و کارآمدتر کردن آنالیز، سیتولوژیست ها لکه هایی را ایجاد کرده اند که با DNA متصل می شوند و الگوهای نواری مشخصه ای را برای کروموزوم های مختلف ایجاد می کنند. قبل از توسعه این تکنیک‌های نواربندی، تشخیص کروموزوم‌ها از یکدیگر بسیار دشوار بود و کروموزوم‌ها به سادگی بر اساس اندازه و محل قرارگیری سانترومرهایشان گروه‌بندی می‌شدند.

این در سال 1970 تغییر کرد، زمانی که Torbjorn Caspersson و همکارانش اولین تکنیک باندینگ را که به نام Q-banding شناخته می شود، توصیف کردند. Q-banding شامل استفاده از رنگ فلورسنت کویناکرین است که DNA را آلکیله می کند و در طول زمان خاموش می شود. کاسپرسون و همکاران نشان داد که کویناکرین الگوهای نواری مشخص و قابل تکرار را برای کروموزوم های فردی تولید می کند. از آن زمان، محققان انواع دیگری از تکنیک‌های باندبندی کروموزوم را توسعه داده‌اند که تا حد زیادی جایگزین Q-banding در سیتوژنتیک بالینی شده‌اند.

Q-banding

Q-banding

امروزه اکثر کاریوتیپ ها با رنگ گیمسا رنگ آمیزی می شوند که وضوح بهتری از نوارهای جداگانه را ارائه می دهد، آماده سازی پایدارتری ایجاد می کند و می تواند با میکروسکوپ میدان روشن معمولی تجزیه و تحلیل شود.

علل مولکولی تفاوت رنگ‌آمیزی در طول کروموزوم پیچیده است و شامل ترکیب پایه DNA و تفاوت‌های موضعی در ساختار کروماتین است. در G-banding، نوع رنگ‌آمیزی گیمسا که بیشتر در آمریکای شمالی استفاده می‌شود، کروموزوم‌های متافاز ابتدا به طور خلاصه با تریپسین، آنزیمی که پروتئین‌ها را تجزیه می‌کند، قبل از اینکه کروموزوم‌ها با گیمسا رنگ‌آمیزی شوند، درمان می‌شوند. تریپسین تا حدی برخی از پروتئین های کروموزومی را هضم می کند، در نتیجه ساختار کروماتین را شل می کند و به رنگ گیمسا امکان دسترسی به DNA را می دهد.

به طور کلی، مناطق هتروکروماتیک، که تمایل به DNA غنی از AT و نسبتاً فقیر از نظر ژن دارند، در G-banding تیره تر می شوند. در مقابل، کروماتین متراکم کمتر – که تمایل به غنی بودن از GC دارد و از نظر رونویسی فعال تر است – رنگ گیمسا کمتری را در خود جای می دهد و این نواحی به صورت نوارهای سبک در G-banding ظاهر می شوند. مهمتر از همه، G-banding الگوهای تکرارپذیر برای هر کروموزوم تولید می کند و این الگوها بین افراد یک گونه مشترک است.

G-banding

با این حال، G-banding تنها تکنیک مورد استفاده برای رنگ آمیزی کروموزوم ها نیست. R-banding، شامل رنگ Giemsa نیز می‌شود، اما این روش الگوی معکوس را از G-banding ایجاد می‌کند. در R-banding، کروموزوم ها قبل از اعمال رنگ گیمسا گرم می شوند. تصور می‌شود که عملیات حرارتی ترجیحاً مارپیچ DNA را در نواحی غنی از AT ذوب می‌کند که معمولاً لکه گیمسا را قوی‌تر می‌بندد و تنها مناطق نسبتاً غنی از GC را باقی می‌گذارد تا لکه را بگیرند. R-banding اغلب برای ارائه جزئیات مهم در مورد مناطق غنی از ژن که در نزدیکی تلومرها قرار دارند استفاده می شود.

روش دیگری C-banding است، که می تواند به طور خاص برای رنگ آمیزی هتروکروماتین سازنده یا DNA غیر فعال ژنتیکی استفاده شود، اما امروزه به ندرت برای اهداف تشخیصی استفاده می شود. C-banding یک تکنیک تخصصی Giemsa است که در درجه اول کروموزوم ها را در سانترومرها که دارای مقادیر زیادی DNA ماهواره ای غنی از AT هستند رنگ می کند.

روش های مختلف banding

روش های مختلف banding

اولین روشی که برای شناسایی 46 کروموزوم انسانی مورد استفاده قرار گرفت، Q-banding بود، که با رنگ آمیزی کروموزوم ها با کویناکرین و بررسی آنها در زیر نور UV به دست می آید. این روش برای بررسی جابه‌جایی‌های کروموزومی، به‌ویژه آنهایی که کروموزوم Y را درگیر می‌کنند، بسیار مفید است. روی هم رفته، این تکنیک‌های باندینگ زرادخانه‌ای از روش‌های رنگ‌آمیزی را برای تشخیص ناهنجاری‌های کروموزومی در بیماران به سیتوژنتیک بالینی ارائه می‌کنند.

طبق کنوانسیون‌های بین‌المللی، اتوزوم‌های انسان یا کروموزوم‌های غیرجنسی به ترتیب نزولی بر حسب اندازه از 1 تا 22 شماره‌گذاری می‌شوند، به استثنای کروموزوم‌های 21 و 22 که اولی در واقع کوچک‌ترین اتوزوم است. کروموزوم های جنسی معمولاً در انتهای کاریوگرام قرار می گیرند.

در کاریوگرام، کروموزوم ها در امتداد یک محور افقی که با سانترومرهای آنها مشترک است، همسو می شوند. کروموزوم‌های منفرد همیشه با بازوهای کوتاه p نشان داده می‌شوند – p به معنی “ریزه کوچک” یا “petite”، کلمه فرانسوی “small” – در بالا، و بازوهای طولانی q آنها – q برای “صف” یا “queue” – در پایین.

قرار دادن سانترومر همچنین می تواند برای شناسایی مورفولوژی یا شکل ناخالص کروموزوم ها استفاده شود. به عنوان مثال، کروموزوم های متاسانتریک، مانند کروموزوم های 1، 3 و 16، دارای بازوهای p و q با طول تقریبا مساوی هستند. کروموزوم های زیر متاسانتریک، مانند کروموزوم های 2، 6 و 10، دارای سانترومرهایی هستند که کمی از مرکز جابجا شده اند. کروموزوم های آکروسانتریک مانند کروموزوم های 14، 15 و 21 دارای سانترومرهایی هستند که در نزدیکی انتهای خود قرار دارند. مرتب کردن کروموزوم ها در کاریوگرام می تواند شناسایی هر گونه ناهنجاری را ساده کند.

امروزه کاریوتایپ G-banding به طور معمول برای تشخیص طیف گسترده ای از ناهنجاری های کروموزومی در افراد استفاده می شود. ناهنجاری های کاریوتیپ کروموزومی می تواند مادرزادی یا اکتسابی باشد. این ناهنجاری های کاریوتیپ می تواند به دلیل تکرار، حذف، جابجایی، رفت و برگشت، یا بازآرایی ژنتیکی رخ دهد.

کاریوتایپینگ کروموزومی در ارزیابی ناهنجاری های مادرزادی، عقب ماندگی ذهنی، عقب ماندگی رشد، بلوغ تاخیری، ناباروری، هیپوگنادیسم، آمنوره اولیه، اندام تناسلی مبهم، لوسمی میلوژن مزمن، نئوپلاسم، سقط مکرر جنین مادرزادی، تشخیص بیماری های مادرزادی جدی در دوران بارداری، سندرم ترنر، سندرم کلاین فلتر، سندرم داون و سایر اختلالات مشکوک ژنتیکی مفید است. محصولات بارداری را نیز می توان برای تعیین علت مرده زایی یا سقط جنین مطالعه کرد.

برخی از ناهنجاری ها و سندرم های کروموزومی:

ناهنجاری کروموزومیبیماری یا سندرمنوع نقص موجود
Philadelphia Chronic myelogenous leukemia
Acute myelogenous leukemia
Ph t(9;22) and variants
t(6,9) AML with basophilia*
t(3;3), inv(3) AML with thrombocytosis*
Ph t(9;22) B- cell ALL*
t(1;14) and variantsT-cell ALL*
t(8;14), t(2;8), t(8;22) Burkitt lymphoma (لنفوم بورکیت)*
One X (45 XO) Turner syndrome (سندرم ترنر) Sex chromosome is missing (کروموزوم جنسی وجود ندارد)
Extra X in male (47 XXY)
48 XXXY
49 XXXXY
49 XXXYY
Klinefelter syndrome (سندرم کلاین فلتر)*
Trisomy 21 (47XX, G+ or 47XY,G+ Down’s syndrome (سندرم داون)سه نسخه از کروموزوم 21 وجود دارد
5 p deletion Cat Cry*
trisomy 18 Edward’s syndrome (سندرم ادوارد)*
Trisomy 13 Patau syndrome (سندرم پاتو)*
Mutation 11 Sickle cell anemia (کم خونی سلول داسی شکل)*
Hyperploidy In some acute lymphoblastic leukemia (در برخی از لوسمی لنفوبلاستیک حاد)*
Hypoploidy In some myelodysplastic syndrome (در برخی از سندرم های میلودیسپلاستیک)*
Trisomy 8 mosaic Trisomy 8 syndrome (سندرم تریزومی 8)*
Trisomy 22q 11-pter Cat-eye syndrome (سندرم چشم گربه ای)
69, XXY Triploidy*
Xq27.3 Fragile X syndrome (سندرم X شکننده)*
47, XYY XYY syndrome*
47, XXX Tripple X syndrome*
Xq13-21.1 sex-linked Severe combined immune deficiency (SICD) (نقص ایمنی ترکیبی شدید وابسته به جنس)*
Xp11-11.3 Wiskott-Aldrich syndrome (سندروم ویسکوت آلدریچ)*
11q 22.3 Ataxia telangiectasia (آتاکسی تلانژکتازی)*
X q222 X-linked agammaglobulinemia (آگاماگلوبولینمی مرتبط با X)*
6p21.3 Selective IgA deficiency (کمبود انتخابی IgA)*

سوالات متداول

تفاوت بین آزمایش کاریوتایپ و آزمایش FISH چیست؟

آزمایش کاریوتایپ و FISH (هیبریداسیون درجا فلورسانس) هر دو ابزارهای تشخیصی هستند که برای بررسی کروموزوم ها استفاده می شوند، اما در روش ها و کاربردهایشان متفاوت هستند.

کاریوتایپ نمایش بصری کروموزوم های یک فرد است که به صورت جفت بر اساس اندازه، شکل و الگوی نواری مرتب شده اند. کاریوتایپ شامل رنگ‌آمیزی و تصویربرداری از کروموزوم‌ها است که امکان تشخیص ناهنجاری‌های کروموزومی در مقیاس بزرگ مانند حذف‌ها، تکرارها و جابه‌جایی‌ها را فراهم می‌کند. کاریوتایپینگ همچنین می تواند برای تعیین جنسیت افراد و برای تشخیص اختلالات ژنتیکی مانند سندرم داون و سندرم ترنر استفاده شود.

از سوی دیگر، آزمایش FISH از کاوشگرهای فلورسنت برای تشخیص توالی DNA خاص روی کروموزوم ها استفاده می کند. تست FISH می تواند برای تشخیص ناهنجاری های کروموزومی کوچکتر مانند حذف ها، تکرارها و جابه جایی ها و همچنین برای شناسایی جهش های ژنتیکی خاص مورد استفاده قرار گیرد. آزمایش FISH اغلب در تشخیص و درمان سرطان و همچنین در آزمایش های قبل از تولد برای تشخیص ناهنجاری های کروموزومی در جنین در حال رشد استفاده می شود.

هیبریداسیون فلورسانس درجا یا Fluorescence in situ hybridization (FISH)

هیبریداسیون فلورسانس درجا یا Fluorescence in situ hybridization (FISH)

منظور از قدرت تفکیک کاریوتایپ یا وضوح کاریوتایپ (resolution of a karyotype) چیست؟

وضوح کاریوتایپ به سطح جزئیاتی که در کروموزوم ها دیده می شود اشاره دارد. کاریوتیپ های با وضوح بالاتر می توانند ناهنجاری های کروموزومی کوچکتر را تشخیص دهند.

وضوح کاریوتایپ به تکنیک های رنگ آمیزی و تصویربرداری مورد استفاده برای تجسم کروموزوم ها بستگی دارد. تکنیک‌های کاریوتایپینگ سنتی شامل رنگ‌آمیزی کروموزوم‌ها با رنگ و بررسی آن‌ها در زیر میکروسکوپ است. این روش می‌تواند ناهنجاری‌های کروموزومی را که اندازه آن‌ها بزرگ‌تر از 5 تا 10 مگا باز (Mb) است، شناسایی کند.

با این حال، تکنیک‌های جدیدتر مانند کاریوتایپ طیفی (SKY) و هیبریداسیون ژنومی مقایسه‌ای (aCGH) می‌توانند کاریوتیپ‌های با وضوح بالاتر را ارائه دهند. SKY از کاوشگرهای فلورسنت برای برچسب زدن هر کروموزوم با رنگ متفاوتی استفاده می کند که امکان تشخیص ناهنجاری های کروموزومی کوچکتر را فراهم می کند. CGH از ریزآرایه‌های DNA برای مقایسه محتوای DNA نمونه آزمایشی با نمونه مرجع استفاده می‌کند و امکان تشخیص حذف‌ها و تکرارهای کوچک را فراهم می‌کند.

روش کاریوتایپ طیفی (SKY)

روش کاریوتایپ طیفی (SKY)

تفاوت بین یک ناهنجاری کروموزومی ساختاری و عددی چیست؟

ناهنجاری کروموزومی انحراف از تعداد یا ساختار طبیعی کروموزوم ها است. ناهنجاری های کروموزومی را می توان به دو نوع اصلی طبقه بندی کرد: ساختاری و عددی.

ناهنجاری های ساختاری کروموزومی شامل تغییر در ساختار کروموزوم است. این می تواند شامل حذف، تکرار، وارونگی و جابجایی باشد. حذف شامل از دست دادن بخشی از یک کروموزوم است، در حالی که تکرارها شامل افزایش یک قسمت اضافی از یک کروموزوم است. وارونگی شامل معکوس شدن بخشی از یک کروموزوم است، در حالی که جابجایی ها شامل تبادل مواد ژنتیکی بین دو کروموزوم است. ناهنجاری های کروموزومی ساختاری بسته به محل و اندازه ناهنجاری می تواند باعث ایجاد طیف گسترده ای از اختلالات ژنتیکی شود.

ناهنجاری های کروموزومی عددی شامل تغییر در تعداد کروموزوم ها است. این می تواند شامل آنئوپلوئیدی باشد که وجود تعداد غیر طبیعی کروموزوم ها است. به عنوان مثال، سندرم داون توسط یک کپی اضافی از کروموزوم 21 ایجاد می شود، در حالی که سندرم ترنر به دلیل یک کروموزوم X از دست رفته یا ناقص در زنان ایجاد می شود. پلی پلوئیدی نوع دیگری از ناهنجاری های کروموزومی عددی است که شامل حضور بیش از دو مجموعه کروموزوم است. پلی پلوئیدی در انسان نادر است، اما در برخی از گونه های گیاهی رایج است.

تفاوت بین کاریوتایپ و ریزآرایه (microarray) چیست؟

کاریوتایپ و ریزآرایه (microarray) هر دو ابزارهای تشخیصی هستند که برای بررسی کروموزوم ها استفاده می شوند، اما در روش ها و کاربردهایشان متفاوت هستند.

کاریوتایپ نمایش بصری کروموزوم های یک فرد است که به صورت جفت بر اساس اندازه، شکل و الگوی نواری مرتب شده اند. کاریوتایپ شامل رنگ‌آمیزی و تصویربرداری از کروموزوم‌ها است که امکان تشخیص ناهنجاری‌های کروموزومی در مقیاس بزرگ مانند حذف‌ها، تکرارها و جابه‌جایی‌ها را فراهم می‌کند. کاریوتایپینگ همچنین می تواند برای تعیین جنسیت افراد و برای تشخیص اختلالات ژنتیکی مانند سندرم داون و سندرم ترنر استفاده شود.

از سوی دیگر، ریزآرایه (microarray) یک ابزار تشخیص مولکولی است که از پروب های DNA برای تشخیص تغییرات ژنتیکی در سطح مولکولی استفاده می کند. ریزآرایه (microarray) ها می توانند حذف های کوچک، تکراری ها و سایر تغییرات ژنتیکی را که ممکن است در کاریوتایپ قابل مشاهده نباشند، تشخیص دهند. ریزآرایه (microarray) ها همچنین می توانند برای شناسایی جهش های ژنتیکی خاص مرتبط با بیماری های خاص مورد استفاده قرار گیرند.

ریزآرایه‌ (microarray) ها می‌توانند تغییرات کوچک در DNA، از جمله حذف، تکرار، و پلی‌مورفیسم‌های تک نوکلئوتیدی (SNPs) را شناسایی کنند.

ریزآرایه (microarray) ها اغلب در محیط های تحقیقاتی و بالینی برای شناسایی تغییرات ژنتیکی که ممکن است با خطر بیماری یا پاسخ درمانی مرتبط باشد استفاده می شوند. ریزآرایه (microarray) ها همچنین می توانند در آزمایش های قبل از تولد برای تشخیص ناهنجاری های کروموزومی در جنین در حال رشد استفاده شوند.

اهمیت جابه جایی های کروموزومی در سرطان چیست؟

جابجایی کروموزومی می تواند نقش مهمی در ایجاد سرطان داشته باشد. جابجایی زمانی اتفاق می‌افتد که قطعه‌ای از یک کروموزوم جدا می‌شود و به کروموزوم دیگر متصل می‌شود که منجر به تبادل غیرعادی مواد ژنتیکی بین دو کروموزوم می‌شود. این می تواند منجر به ادغام دو ژنی شود که به طور معمول به هم متصل نیستند، که می تواند تنظیم طبیعی رشد و تقسیم سلولی را مختل کند و منجر به تکثیر کنترل نشده سلولی و احتمالاً سرطان شود.

جابه‌جایی‌ها می‌توانند پروتئین‌های همجوشی کایمریک را ایجاد کنند که عملکردهای تغییر یافته یا جدیدی دارند که می‌توانند تومورزایی را افزایش دهند. این پروتئین‌های همجوشی ممکن است به‌عنوان انکوژن عمل کنند، ژن‌هایی که پتانسیل ایجاد سرطان در صورت بروز بیش از حد یا جهش‌یافته را دارند. در برخی موارد، جابه‌جایی‌ها می‌تواند منجر به تشکیل آنتی‌ژن‌های اختصاصی سرطان جدید شود که می‌توانند توسط سیستم ایمنی هدف قرار گیرند و یک راه بالقوه برای ایمونوتراپی سرطان فراهم کنند.

جابجایی در بسیاری از انواع سرطان ها از جمله لوسمی، لنفوم، سارکوم و تومورهای جامد مانند سرطان ریه و پروستات یافت می شود. به عنوان مثال، کروموزوم فیلادلفیا، جابجایی بین کروموزوم های 9 و 22، تقریباً در تمام موارد لوسمی میلوژن مزمن (CML) یافت می شود. علاوه بر این، ژن همجوشی EML4-ALK حاصل از جابجایی بین کروموزوم‌های 2 و 17 در زیرمجموعه‌ای از سرطان‌های ریه سلول غیرکوچک (NSCLCs) شناسایی شده است و هدفی برای درمان با مهارکننده‌های ALK است.

آیا می توان از آزمایش کاریوتایپ برای تعیین جنسیت جنین استفاده کرد؟

بله، برای تعیین جنسیت جنین می توان از آزمایش کاریوتایپ استفاده کرد. این آزمایش شامل تجزیه و تحلیل ترکیب کروموزومی سلول های به دست آمده از نمونه بافت جنین است.

به طور معمول، نمونه‌ای از بافت جنین از طریق آمنیوسنتز یا نمونه‌برداری از پرزهای کوریونی (CVS) جمع‌آوری می‌شود که هر دو شامل وارد کردن یک سوزن به داخل رحم می‌شوند. سپس نمونه در آزمایشگاه برای تحریک تقسیم سلولی کشت می‌شود و کروموزوم‌ها با استفاده از میکروسکوپ برای ایجاد کاریوتایپ تجزیه و تحلیل می‌شوند.

در انسان، کروموزوم‌های جنسی به‌عنوان X و Y تعیین می‌شوند. ماده‌ها دو نسخه از کروموزوم X (XX) دارند، در حالی که مردان یک کروموزوم X و یک کروموزوم Y (XY) دارند. با بررسی تعداد و شکل ظاهری کروموزوم های جنسی در کاریوتیپ جنین می توان تشخیص داد که جنین مذکر است یا ماده.

شایان ذکر است که روش های غیرتهاجمی دیگری نیز برای تعیین جنسیت جنین وجود دارد، مانند سونوگرافی و آزمایش غیرتهاجمی قبل از تولد (NIPT) با استفاده از نمونه خون مادر. با این حال، آزمایش کاریوتایپ هنوز استاندارد طلایی برای تعیین جنسیت جنین است، به ویژه در مواردی که ممکن است نگرانی در مورد ناهنجاری‌های کروموزوم جنسی وجود داشته باشد یا زمانی که تشخیص برای برخی اختلالات ژنتیکی که در مردان و زنان متفاوت ظاهر می‌شوند، ضروری است.

آیا آزمایش کاریوتایپ می تواند تمام ناهنجاری های کروموزومی را تشخیص دهد؟

خیر، آزمایش کاریوتایپ فقط می تواند انواع خاصی از ناهنجاری های کروموزومی را تشخیص دهد و برخی از اختلالات ژنتیکی ممکن است به دلیل جهش در ژن های فردی به جای کروموزوم های کامل ایجاد شود.

تست کاریوتایپ چقدر دقیق است؟

دقت آزمایش کاریوتایپ به عوامل متعددی از جمله کیفیت و کمیت نمونه به‌دست‌آمده، تخصص آزمایشگاهی که آزمایش را انجام می‌دهد و ناهنجاری‌های کروموزومی خاص مورد آزمایش بستگی دارد.

به طور کلی، آزمایش کاریوتایپ برای شناسایی ناهنجاری‌های کروموزومی در مقیاس بزرگ، مانند کروموزوم‌های اضافی یا از دست رفته، یا ناهنجاری‌های ساختاری مانند جابه‌جایی‌ها یا وارونگی‌ها، دقت بالایی دارد. این نوع ناهنجاری ها معمولاً در زیر میکروسکوپ قابل مشاهده هستند و با اطمینان بالایی قابل تشخیص هستند.

با این حال، توجه به این نکته مهم است که برخی از ناهنجاری‌های کروموزومی ممکن است با استفاده از تکنیک‌های کاریوتایپینگ استاندارد قابل مشاهده نباشند، به‌ویژه آنهایی که شامل حذف‌های کوچک یا تکراری شدن مواد ژنتیکی هستند. در این موارد، آزمایش‌های دیگری مانند ریزآرایه‌ها یا توالی‌یابی ژن هدفمند ممکن است برای شناسایی ناهنجاری ضروری باشد.

همچنین شایان ذکر است که در حالی که آزمایش کاریوتایپ می‌تواند ناهنجاری‌های کروموزومی را در سلول‌هایی که آنالیز شده‌اند به دقت تشخیص دهد، نمی‌تواند تضمین کند که همان ناهنجاری‌ها در تمام سلول‌های بدن وجود دارد. به عنوان مثال، موزائیسم، که در آن یک فرد دارای دو یا چند جمعیت سلولی متمایز از نظر ژنتیکی است، می‌تواند منجر به داشتن کاریوتیپ طبیعی در برخی سلول‌ها شود در حالی که برخی دیگر دارای ناهنجاری کروموزومی هستند.

به طور کلی، هنگامی که توسط متخصصان با تجربه انجام می شود، آزمایش کاریوتایپ ابزار قابل اعتمادی برای تشخیص ناهنجاری های کروموزومی و تعیین تشخیص های ژنتیکی برای شرایط خاص است. اما مانند هر آزمایش پزشکی دقت آن 100 درصد نیست و همیشه احتمال خطا وجود دارد.

کلمه موزائیسم در آزمایش کاریوتایپ به چه معناست؟

در آزمایش کاریوتایپ، اصطلاح “موزاییک”یا mosaic به وضعیتی اطلاق می شود که در آن یک فرد دارای دو یا چند جمعیت ژنتیکی متمایز از سلول ها در بدن خود است. این بدان معنی است که برخی از سلول ها دارای کاریوتیپ طبیعی هستند، در حالی که برخی دیگر دارای ناهنجاری کروموزومی هستند.

موزائیسم می تواند به دلیل عوامل مختلفی رخ دهد، از جمله اشتباهات در طول تقسیم سلولی در اوایل رشد جنین، جهش های خود به خود یا قرار گرفتن در معرض سموم محیطی. بسته به ماهیت و وسعت موزاییکیسم، می‌تواند منجر به طیف وسیعی از نتایج بالینی شود، از عدم وجود علائم ظاهری تا تأخیر شدید رشد یا سایر مشکلات سلامتی.

در برخی موارد، زمانی که انواع سلول‌های مختلف با پیکربندی‌های مختلف کروموزوم مشاهده می‌شوند، موزائیسم ممکن است از طریق آزمایش کاریوتایپ تشخیص داده شود. به عنوان مثال، در یک فرد مبتلا به سندرم داون، برخی از سلول ها دارای یک نسخه اضافی از کروموزوم 21 (تریزومی 21) هستند، در حالی که برخی دیگر دارای دو نسخه معمولی هستند.

شایان ذکر است که تشخیص موزائیسم در آزمایش کاریوتایپ ممکن است به تعداد و نوع سلول های آنالیز شده در نمونه و همچنین وضوح میکروسکوپ مورد استفاده برای آنالیز بستگی داشته باشد. در نتیجه، همه موارد موزاییکیسم ممکن است از طریق تکنیک‌های کاریوتایپینگ مرسوم تشخیص داده نشوند و آزمایش‌های اضافی مانند هیبریداسیون فلورسانس درجا (FISH) یا تجزیه و تحلیل ریزآرایه ممکن است ضروری باشد.

موزاییسم در کاریوتایپ

موزاییسم در کاریوتایپ

انتخاب روش های مختلف کاریوتایپ به چه عواملی بستگی دارد؟

انتخاب روش کاریوتایپ به عوامل مختلفی بستگی دارد، از جمله نوع نمونه مورد تجزیه و تحلیل، سطح تفکیک مورد نیاز و شرایط ژنتیکی خاص مورد بررسی.

  • نوع نمونه: نوع نمونه مورد تجزیه و تحلیل روش کاریوتایپینگ قابل استفاده را تعیین می کند. به عنوان مثال، کاریوتایپینگ مرسوم به نمونه ای از سلول های در حال تقسیم نیاز دارد در حالی که FISH (هیبریداسیون فلورسانس در محل) را می توان بر روی سلول های تقسیم کننده و غیر تقسیم کننده انجام داد.
  • سطح وضوح: میزان وضوح مورد نیاز برای تشخیص ناهنجاری های کروموزومی نیز در انتخاب روش کاریوتایپ نقش دارد. به عنوان مثال، در صورت نیاز به وضوح بالاتر، ممکن است یک تکنیک با وضوح بالاتر مانند هیبریداسیون مقایسه ای ژنومی (aCGH) بر کاریوتایپ معمولی ترجیح داده شود.
  • شرایط ژنتیکی: شرایط ژنتیکی خاص مورد بررسی نیز بر انتخاب روش کاریوتایپ تأثیر می گذارد. به عنوان مثال، FISH ممکن است برای بررسی بازآرایی های ژنی خاص یا حذف های مرتبط با اختلالات ژنتیکی خاص مورد استفاده قرار گیرد.
  • هزینه: هزینه روش کاریوتایپینگ عامل مهم دیگری است که باید در نظر گرفته شود. تکنیک های پیشرفته تر مانند هیبریداسیون مقایسه ای ژنومی (aCGH) و توالی یابی نسل بعدی (NGS) معمولاً گران تر از کاریوتایپ معمولی هستند.
  • در دسترس بودن: در دسترس بودن تجهیزات و تخصص یکی دیگر از ملاحظات کلیدی هنگام انتخاب روش کاریوتایپینگ است. برخی از روش ها به تجهیزات تخصصی و پرسنل بسیار آموزش دیده نیاز دارند که ممکن است در همه آزمایشگاه ها موجود نباشد.

آماده شدن آزمایش کاریوتایپ چقدر طول می کشد؟

زمان آماده سازی برای آزمایش کاریوتایپ بسته به روش خاصی که استفاده می شود و آزمایشگاهی که آزمایش را انجام می دهد می تواند متفاوت باشد. به طور کلی، آزمایش کاریوتایپ عادی از جمع‌آوری نمونه تا گزارش نتیجه حدود 2 هفته طول می‌کشد، در حالی که تکنیک‌های پیشرفته‌تر مانند هیبریداسیون مقایسه ای ژنومی (aCGH) و توالی یابی نسل بعدی (NGS) ممکن است بیشتر طول بکشد

چرا کاریوتایپ قبل از IVF انجام می شود؟

کاریوتایپینگ اغلب قبل از لقاح آزمایشگاهی (IVF) برای غربالگری ناهنجاری های کروموزومی انجام می شود که ممکن است بر موفقیت عمل یا سلامت جنین حاصل تأثیر بگذارد.

IVF شامل لقاح تخمک با اسپرم خارج از بدن و سپس انتقال جنین حاصل به رحم است. ناهنجاری های کروموزومی در جنین می تواند بر موفقیت این عمل و همچنین سلامت کودک حاصل تأثیر بگذارد.

لقاح آزمایشگاهی IVFکاریوتایپینگ را می توان برای غربالگری ناهنجاری های کروموزومی هم در والدین آینده نگر و هم در جنین های ایجاد شده از طریق IVF استفاده کرد. اگر ناهنجاری کروموزومی تشخیص داده شود، ممکن است بتوان جنین هایی را انتخاب کرد که این ناهنجاری را برای انتقال ندارند، که می تواند شانس بارداری موفق را افزایش دهد و خطر ابتلا به اختلالات ژنتیکی را در کودک کاهش دهد.

کاریوتایپینگ همچنین می تواند برای غربالگری اختلالات ژنتیکی که ممکن است توسط کودک به ارث برده شود استفاده شود. به عنوان مثال، اگر یکی از والدین یا هر دو ناقل یک اختلال ژنتیکی باشند، می توان از کاریوتایپ برای تعیین اینکه آیا جنین این اختلال را به ارث برده است یا خیر، استفاده کرد.

در سایت Cleveland Clinic در مورد آزمایش کاریوتایپ بیشتر بخوانید:

آزمایش کاریوتایپ از خون یا مایعات بدن برای تجزیه و تحلیل کروموزوم های شما استفاده می کند. کروموزوم ها بخش هایی از سلول های ما هستند که حاوی ژن هایی هستند که از DNA تشکیل شده اند. شما ژن ها را از والدین خود به ارث می برید. ژن ها صفات شما مانند رنگ چشم و پوست را تعیین می کنند.

اکثر مردم 23 جفت کروموزوم دارند (در مجموع 46 کروموزوم). نصف را از مادرت و نیمی را از پدرت دریافت می کنی. اما گاهی اوقات افراد فاقد کروموزوم یا کروموزوم اضافی هستند. یا کروموزوم آنها ممکن است اندازه، شکل یا توالی (ترتیب) غیر طبیعی باشد. کروموزوم های غیر معمول می تواند به این معنی باشد که شما یک بیماری یا اختلال ژنتیکی دارید.

مطالب مرتبط در متااورگانون:

مورد تایید و بازبینی شده توسط:

دکتر فرزاد باباخانی

این مقاله را به دوستان خود معرفی کنید

منابع مقاله

 

  1. ACOG: Women’s Healthcare Physicians [Internet]. Washington D.C.: American College of Obstetricians and Gynecologists; c2022. Having a Baby After Age 35: How Aging Affects Fertility and Pregnancy; [updated 2021 Dec; cited 2022 Jul 26]; [about 8 screens]. Available from: https://www.acog.org/womens-health/faqs/having-a-baby-after-age-35-how-aging-affects-fertility-and-pregnancy
  2. American Cancer Society [Internet]. Atlanta: American Cancer Society Inc.; c2022. Tests for Chronic Myeloid Leukemia; [updated 2021 Apr 1; cited 2022 Jul 26]; [about 3 screens]. Available from: https://www.cancer.org/cancer/chronic-myeloid-leukemia/detection-diagnosis-staging/how-diagnosed.html
  3. American Cancer Society [Internet]. Atlanta: American Cancer Society Inc.; c2022. Tests to Find Multiple Myeloma; [updated 2018 Feb 28; cited 2022 Jul 26]; [about 3 screens]. Available from: https://www.cancer.org/cancer/multiple-myeloma/detection-diagnosis-staging/testing.html
  4. American Pregnancy Association [Internet]. Irving (TX): American Pregnancy Association; c2021. Amniocentesis; [ cited 2022 Jul 26]; [about 9 screens]. Available from: http://americanpregnancy.org/prenatal-testing/amniocentesis
  5. TAmerican Pregnancy Association [Internet]. Irving (TX): American Pregnancy Association; c2021. Chorionic Villus Sampling: CVS; [cited 2022 Jul 26]; [about 11 screens]. Available from: http://americanpregnancy.org/prenatal-testing/chorionic-villus-sampling
  6. Centers for Disease Control and Prevention [Internet]. Atlanta: U.S. Department of Health and Human Services; Genomics and Precision Health; [updated 2022 Apr 27; cited 2022 Aug 1]; [about 2 screens]. Available from: https://www.cdc.gov/genomics/default.htm
  7. Cleveland Clinic: Health Library: Diagnostics & Testing [Internet]. Cleveland (OH): Cleveland Clinic; c2022. KaryotypeTest; [reviewed 2021 Jun 3; cited 2022 Aug 1]; [about 15 screens]. Available from: https://my.clevelandclinic.org/health/diagnostics/21556-karyotype-test
  8. Mayo Clinic [Internet]. Mayo Foundation for Medical Education and Research; c1998–2022. Bone marrow biopsy and aspiration; [cited 2022 Jul 26]; [about 8 screens]. Available from: https://www.mayoclinic.org/tests-procedures/bone-marrow-biopsy/about/pac-20393117
  9. Mayo Clinic [Internet]. Mayo Foundation for Medical Education and Research; c1998–2022. Chronic myelogenous leukemia;[cited 2022 Jul 26]; [about 5 screens]. Available from: https://www.mayoclinic.org/diseases-conditions/chronic-myelogenous-leukemia/symptoms-causes/syc-20352417
  10. Merck Manual Consumer Version [Internet]. Kenilworth (NJ): Merck & Co., Inc.; c2022. Bone Marrow Examination; [updated 2021 Jun; cited 2022 Jul 26]; [about 2 screens]. Available from: http://www.merckmanuals.com/home/blood-disorders/symptoms-and-diagnosis-of-blood-disorders/bone-marrow-examination
  11. Merck Manual Consumer Version [Internet]. Kenilworth (NJ): Merck & Co., Inc.; c2022. Overview of Chromosome and Gene Disorders; [updated 2021 Dec; cited 2022 Jul 26]; [about 3 screens]. Available from: https://www.merckmanuals.com/home/children-s-health-issues/chromosome-and-gene-abnormalities/overview-of-chromosome-and-gene-disorders
  12. Merck Manual Consumer Version [Internet]. Kenilworth (NJ): Merck & Co., Inc.; c2022. Trisomy 18 (Edwards Syndrome; Trisomy E); [updated 2021 Dec; cited 2022 Jul 26]; [about 5 screens]. Available from: https://www.merckmanuals.com/home/children-s-health-issues/chromosome-and-gene-abnormalities/trisomy-18
  13. National Heart, Lung, and Blood Institute [Internet]. Bethesda (MD): U.S. Department of Health and Human Services; Blood Tests; [updated 2022 Mar 24; cited 2022 Jul 26]; [about 7 screens]. Available from: https://www.nhlbi.nih.gov/health/blood-tests
  14. NIH National Human Genome Research Institute [Internet]. Bethesda (MD): U.S. Department of Health and Human Services; Chromosome Abnormalities Fact Sheet; [updated 2020 Aug 15; cited 2022 Jul 26]; [about 3 screens]. Available from: https://www.genome.gov/about-genomics/fact-sheets/Chromosome-Abnormalities-Fact-Sheet
  15. NIH U.S. National Library of Medicine: MedlinePlus [Internet]. Bethesda (MD): U.S. Department of Health and Human Services; What are the uses of genetic testing?; [updated 2021 Jul 28; cited 2022 Jul 26]; [about 4 screens]. Available from: https://medlineplus.gov/genetics/understanding/testing/uses/
  16. Testing.com [Internet]. Seattle (WA): OneCare Media; c2022. Chromosome Analysis (Karyotyping); [modified 2021 Jan 27; cited 2022 Jul 26]; [about 9 screens]. Available from: https://www.testing.com/tests/chromosome-analysis-karyotyping/
  17. Testing.com [Internet]. Seattle (WA): OneCare Media; c2022. DNA Testing; [modified 2021 Nov 9; cited 2022 Jul 26]; [about 9 screens]. Available from: https://www.testing.com/dna-testing/
  18. University of Rochester Medical Center [Internet]. Rochester (NY): University of Rochester Medical Center; c2022. Health Encyclopedia: Chromosome Analysis; [cited 2022 Jul 26]; [about 5 screens]. Available from: https://www.urmc.rochester.edu/encyclopedia/content.aspx?contenttypeid=167&contentid=chromosome_analysis
  19. University of Rochester Medical Center [Internet]. Rochester (NY): University of Rochester Medical Center; c2022. Health Encyclopedia: Turner Syndrome (Monosomy X) in Children; [cited 2022 Jul 26]; [about 8 screens]. Available from: https://www.urmc.rochester.edu/encyclopedia/content.aspx?contenttypeid=90&contentid=p02421
  20. UW Health [Internet]. Madison (WI): University of Wisconsin Hospitals and Clinics Authority; c2022. Health Information: Amniocentesis; [updated 2022 Feb 23; cited 2022 Jul 26]; [about 4 screens]. Available from: https://patient.uwhealth.org/healthwise/article/en-us/hw1810
  21. UW Health [Internet]. Madison (WI): University of Wisconsin Hospitals and Clinics Authority; c2022. Health Information: Chorionic Villus Sampling (CVS);[updated 2022 Feb 23; cited 2022 Jul 26]; [about 5 screens]. Available from: https://patient.uwhealth.org/healthwise/article/en-us/hw4104
  22. UW Health [Internet]. Madison (WI): University of Wisconsin Hospitals and Clinics Authority; c2022. Health Information: Karyotype Test;[updated 2021 Nov 22; cited 2022 Jul 26]; [about 4 screens]. Available from: https://patient.uwhealth.org/healthwise/article/en-us/hw6392

این مقاله برای شما مفید بود؟

3 دیدگاه

  1. Avatar
    الهام 2 خرداد 1402 در 10:16 ق.ظ - پاسخ دادن

    سلام این آزمایش رو همه آزمایشگاه ها انجام میدن؟

  2. Avatar
    الهام 26 تیر 1402 در 8:04 ق.ظ - پاسخ دادن

    کسی که بارداره میتونه از بچش وز پدر آزمایش پدر فرزندی بگیره؟
    میشه توضیح بدین

    • دکتر فرزاد باباخانی

      سلام و درود
      بله، این امکان برای خانم باردار وجود دارد که برای تعیین پدر بیولوژیکی فرزندش آزمایش پدری انجام دهد. دو روش متداول برای آزمایش پدری در دوران بارداری وجود دارد: آزمایش غیر تهاجمی پدری قبل از تولد و آزمایش تهاجمی قبل از تولد.

      1. تست غیر تهاجمی پدری قبل از تولد:
      این روش شامل تجزیه و تحلیل DNA جنین موجود در خون مادر است. این یک روش ایمن و غیر تهاجمی است که می تواند در اوایل هفته 9-10 بارداری انجام شود. این آزمایش نشانگرهای ژنتیکی پدر ادعایی را با DNA جنین به دست آمده از نمونه خون مادر مقایسه می کند.

      2. تست تهاجمی پدری قبل از تولد:
      این روش شامل گرفتن نمونه ای از DNA جنین به طور مستقیم از رحم است. خطر کمی بالاتر از آزمایش غیر تهاجمی دارد و معمولاً زمانی توصیه می شود که آزمایش غیر تهاجمی امکان پذیر یا بی نتیجه نباشد. روش تهاجمی رایج، نمونه برداری از پرزهای کوریونی (CVS) یا آمنیوسنتز است.
      در طول CVS یا آمنیوسنتز، نمونه کوچکی از بافت جفت (CVS) یا مایع آمنیوتیک (آمنیوسنتز) با استفاده از یک سوزن با هدایت اولتراسوند جمع آوری می شود. DNA جنین استخراج شده از نمونه همراه با DNA پدر ادعا شده برای تعیین پدر بودن آنالیز می شود.

      توجه به این نکته مهم است که تست های غیرتهاجمی و تهاجمی قبل از تولد باید تحت راهنمایی متخصصان مراقبت های بهداشتی یا آزمایشگاه های معتبر برای اطمینان از صحت و ایمنی انجام شود.

ثبت دیدگاه

Go to Top