Генетична діагностика методом FISH (Fluorescence in Situ Hybridization)

Хромосомні порушення складають значний відсоток генетичних захворювань та спричиняють:

• у дітей вроджені вади розвитку, психомоторні порушення, мікроаномалії розвитку;
• у подружніх пар – порушення репродуктивної функції (безпліддя), повторні втрати вагітності, мертвонародження.

FISH метод діагностики набув найбільшої популярності з середини 80-х років ХХ століття до початку ХХІ століття – моменту широкого впровадження більш чутливих молекулярно-цитогенетичних (хромосомний мікроматричний аналіз – СМА) та молекулярних технологій (секвенування нового покоління – NGS). Зокрема, преімплантаційне генетичне тестування на анеуплоїдії (ПГТ-А) проводилось виключно FISH методом. Поширені анеуплоїдії (трисомія хромосом 13, 18, 21), а також статевих хромосом виявлялись на клітинах ембріону (бластомерах) FISH методом.

Метод FISH зараз використовують в пренатальній та постнатальній діагностиці за показаннями.

Флуоресцентна гібридизація in situ (FISH) визначає наявність та локалізацію певного матеріалу ДНК. Аналіз можна проводити на будь-якому клітинному матеріалі при наявності ядра.

Показання для проведення FISH-діагностики

Використання FISH для виявлення хромосомної патології:

1. Виявлення кількісних аномалій хромосом (анеуплоїдій):
   FISH застосовують для діагностики хромосомних аномалій (трисомії, моносомії). Найчастіше використовують для виявлення анеуплоїдії при синдромі Дауна (трисомія 21), синдромі Патау (трисомія 13), синдромі Едвардса (трисомія 18), а також статевих хромосом – моносомії хромосоми Х (синдром Тернера), дисомії хромосоми Х (синдром Клайнфельтера).
2. Діагностика структурних аномалій:
   Делеції: FISH дозволяє ідентифікувати відсутність певної ділянки хромосоми.
   Дуплікації: подвоєння певної ділянки хромосоми фіксується за допомогою FISH.
   Транслокації: обмін ділянками хромосом візуалізується за допомогою FISH.
3. Виявлення мікроделецій/мікродуплікацій:
   Виявлення субмікроскопічних змін хромосом, зокрема, мікроделецій (відсутність невеликої ділянки ДНК, меншої 5 млн пар основ); мікродуплікацій (подвоєння ділянки ДНК, меншої 5 млн пар основ).
4. Пренатальна діагностика:
   FISH застосовують для пренатальної діагностики хромосомних аномалій плоду.
   Використовують клітини амніотичної рідини, біоптату ворсин хоріону – інформативними є як інтерфазні ядра, так і препарати хромосом.
5. Визначення справжнього чи хибного мозаїцизму в пренатальній та постнатальній діагностиці хромосомної патології

1. Гібридизація: використовують специфічні короткі фрагменти ДНК (ДНК зонди), позначені флуоресцентними барвниками. ДНК зонди сполучаються зі спорідненими до них (комплементарними) послідовностями ДНК на препараті матеріалу, який досліджується.
2. Візуалізація: Після гібридизації ДНК зондів зі зразком (метафазні хромосоми, інтерфазні клітини), результат аналізують за допомогою флуоресцентного мікроскопа. Ділянки хромосом, які світяться, вказують на наявність певної послідовності ДНК в хромосомах.

Термін виконання безпосередньо дослідження – доба.

Дослідження хромосомного матеріалу за допомогою FISH в ІКСІ Клініці

Дослідження хромосом за допомогою FISH здійснюється за прийнятими міжнародними та МОЗ України рекомендаціями (Горовенко Н.Г. та інш., 2011).

Крок 1: в залежності від показань в ході консультації лікаря-генетика, лікаря-репродуктолога ви отримаєте направлення на генетичний тест – «Дослідження хромосом за допомогою FISH». Також ви можете замовити онлайн консультацію лікаря-генетика.

Крок 2: матеріалом для дослідження можуть бути:

• 3-5 мл венозної крові. Обмеження при здачі крові ВІДСУТНІ. Матеріал зразу ж маркується та кодується.
• Клітини амніотичної рідини. Матеріал зразу ж маркується та кодується.
• Клітини біоптату ворсин хоріону. Матеріал зразу ж маркується та кодується.

Крок 3: маркований матеріал передається в генетичну лабораторію ІКСІ Клініки.

Крок 4: робота з матеріалом безпосередньо в генетичній лабораторії ІКСІ Клініки, яка включає:

• фіксацію матеріалу;
• прегібридизацію;
• власне гібридизацію;
• постгібридизаційну відмивку.

Крок 5: отримання препаратів для аналізу.

Крок 6: Отримані препарати аналізують з використанням флуоресцентного мікроскопу та програмного забезпечення Cytovision System (Applied Imaging, UK) з метою кількісної або якісної оцінки геному.

Тобто, в залежності від мети дослідження оцінюється: кількість хромосомного матеріалу; структура хромосом.

У випадку виявлення хромосомної аномалії, її фіксують в заключенні за допомогою спеціальних умовних позначень згідно з прийнятою міжнародною системою цитогеномної номенклатури людини (ISCN, 2020).

Крок  7: Заключення передається лікарю, який направив вас на молекулярно-цитогенетичний аналіз. В залежності від результату вас проконсультує лікар-генетик або лікар-репродуктолог.

В ході медико-генетичної консультації лікарем-генетиком проводиться інтерпретація результату та пояснення на основі заключення молекулярно-цитогенетичного аналізу.

В залежності від результату аналізу буде розроблений індивідуальний план дій в кожному конкретному випадку.

В окремих випадках необхідно залучити додаткові методи аналізу хромосомної патології

• кваліфіковані спеціалісти: наші лаборанти-генетики мають більше 20 років досвіду;
• індивідуальний підхід: надання кваліфікованої медико-генетичної консультації лікарем-генетиком на основі заключення молекулярно-цитогенетичного аналізу;
• конфіденційність: гарантуємо повну конфіденційність результатів та інформації пацієнтів;
• підтримка: психологічна та консультаційна підтримка на всіх етапах процесу.
• термін виконання безпосередньо дослідження за допомогою FISH – доба.

Джерела:

1. Горовенко Н.Г., Россоха З.І., Подольська С.В., Малярчук І.В. Цитогенетична та молекулярно-цитогенетична діагностика кількісних та структурних хромосомних перебудов у каріотипі людини (Методичні рекомендації). Київ, 2011, 28С.
2. McGowan-Jordan J., Hastings R.J., Moore S., editors. ISCN: An International System for Human Cytogenomic Nomenclature. Basel: Karger; 2020.
3. Martin CL, Warburton D. Detection of Chromosomal Aberrations in Clinical Practice: From Karyotype to Genome Sequence. Annu Rev Genomics Hum Genet. 2015;16:309-26.