Сравнительная геномная гибридизация на чипах (aCGH) — молекулярно-цитогенетический метод, используемый для обнаружения вариаций числа копий генов (CNV) в ДНК человека. Благодаря высокойразрешающей способности метода и тому, что анализируются все хромосомы, сравнительная геномная гибридизация на чипах является более предпочтительным методом для скрининговых, массовых исследований по сравнению с традиционным кариотипированием и флуоресцентной гибридизацией in situ (FISH).
Принцип метода
Одна из технологий сравнивает геномную ДНК тестируемого образца с ДНК эталонного образца для выявления изменений в количестве копий ДНК. Процесс начинается с выделения геномной ДНК из обоих образцов. Затем ДНК метят флуоресцентными красителями: тестируемый образец метят зеленым флуоресцентным красителем, а эталонный — красным.
Меченые образцы ДНК смешиваются и гибридизуются на микрочипе, содержащем тысячи ДНК-зондов, каждый из которых соответствует определенному участку генома. После удаления несвязавшихся фрагментов ДНК микрочип сканируют для измерения интенсивности флуоресценции в каждом участке зонда.
Другая технология использует только анализируемую ДНК, без референсной, которую окрашивают непрямым методом (биотин/стрептовердин) и сравнивают уровень гибридизации с некоторым внутренним референсом, установленным программой для анализа.
Анализ и интерпретация данных
Рассчитывают соотношение интенсивностей флуоресценции между тестируемой и эталонной ДНК в каждом участке зонда. Соотношение близкое к 1 указывает на отсутствие значительных изменений в количестве копий, тогда как отклонения от этого соотношения предполагают делецию (отношение <1) или амплификацию (отношение >1) геномного материала. Эти вариации можно сопоставить с конкретными хромосомными участками, что позволяет получить детальное представление о геномных изменениях в тестируемом образце.
Применение
Сравнительная геномная гибридизация на чипах имеет широкий спектр применения в клинической диагностике, исследованиях и персонализированной медицине:
Генетические нарушения. Сравнительная геномная гибридизация на чипах используется для выявления CNV, связанных с врожденными аномалиями, задержкой развития, умственными нарушениями и расстройствами аутистического спектра. Обнаруживая субмикроскопические делеции и дупликации, которые не видны традиционными цитогенетическими методами, aCGH может выявить генетическую основу этих состояний.
Онкология. В онкологии сравнительная геномная гибридизация на чипах помогает выявить геномные изменения, способствующие прогрессированию рака, устойчивости к терапии и рецидивам. Например, амплификация гена HER2 при раке молочной железы, обнаруженная с помощью aCGH, может способствовать назначению таргетной терапии.
Пренатальная диагностика: Сравнительная геномная гибридизация на чипах все чаще используется в пренатальном тестировании для выявления хромосомных аномалий у плода. Недавнее исследование более 7000 плодов при развивающейся беременности показало эффективность Т использования этого метода для диагностики плодов с аномальными результатами УЗИ.
Преимущества
Высокое разрешение: aCGH может обнаруживать CNV размером всего в несколько тысяч оснований, что значительно меньше, чем те, которые выявляются при кариотипировании.
Полногеномный анализ: позволяет анализировать весь геном одновременно, предоставляя исчерпывающие данные о геномных изменениях.
Непредвзятое обнаружение: в отличие от таргетных подходов, таких как FISH, aCGH не требует предварительного знания интересующих геномных областей.
Ограничения
Сбалансированные перестройки: aCGH не может обнаружить сбалансированные хромосомные транслокации или инверсии, так как они не изменяют количество копий.
Низкоуровневый мозаицизм: метод может быть недостаточно чувствительным для обнаружения мозаицизма низкого уровня или субклональных популяций.
Проблемы интерпретации: Клиническое значение некоторых CNV может быть неопределенным, что требует дальнейшей проверки и корреляции с клиническими данными.
Сравнительная геномная гибридизация на чипах — важный инструмент современной геномики, предоставляющий детальные данные о CNV и их влиянии на здоровье и болезни. Его высокое разрешение и возможности полногеномного скрининга делают его ценным в диагностике и исследовании различных патологий. С развитием технологий aCGH становится еще более точным и надежным в геномном анализе.
Bejjani, B. A., & Shaffer, L. G. (2006). Application of array-based comparative genomic hybridization to clinical diagnostics. The Journal of molecular diagnostics : JMD, 8(5), 528–533. https://doi.org/10.2353/jmoldx.2006.060029
Kowalczyk, K., Bartnik-Głaska, M., Smyk, M., Plaskota, I., Bernaciak, J., Kędzior, M., Wiśniowiecka-Kowalnik, B., Deperas, M., Domaradzka, J., Łuszczek, A., Dutkiewicz, D., Kozar, A., Grad, D., Niemiec, M., Ziemkiewicz, K., Magdziak, R., Braun-Walicka, N., Barczyk, A., Geremek, M., Castañeda, J., … Nowakowska, B. A. (2022). Comparative Genomic Hybridization to Microarrays in Fetuses with High-Risk Prenatal Indications: Polish Experience with 7400 Pregnancies. Genes, 13(4), 690. https://doi.org/10.3390/genes13040690
Также, вам может быть интересно
Сырые данные секвенирования
Сырые данные секвенирования — это первоначальные результаты, полученные с помощью технологий секвенирования следующего поколения (NGS).
Как проводятся генетические тесты и почему так дорого стоят?
Генетические тесты используют не только в судебной экспертизе, криминалистике или для установления родства. Анализ ДНК стал неотъемлемой частью современной медицины. Генетическое тестирование активно используют врачи разных специальностей: кардиологи, пульмонологи, стоматологи и многие другие специалисты.
Под секвенированием подразумевают несколько методов, цель которых — определение нуклеотидной последовательности в ДНК. На данный момент нет ни одного способа, который бы работал для этой макромолекулы целиком.
Использование секвенирования генома в персонализированной медицине, в биотехнологии, в вирусологии стало доступным с началом использования метода NGS, next generation sequencing, или Секвенирования нового поколения.
