Генетическая диагностика методом FISH (Fluorescence in Situ Hybridization)

Хромосомные нарушения составляют значительный процент генетических заболеваний и вызывают:

• у детей врожденные пороки развития, психомоторные нарушения, микроаномалии развития;
• у супружеских пар – нарушение репродуктивной функции (бесплодие), повторные потери беременности, мертворождение.

FISH метод диагностики приобрел наибольшую популярность с середины 80-х годов ХХ века до начала ХХІ века – момента широкого внедрения более чувствительных молекулярно-цитогенетических (хромосомный микроматричный анализ – СМА) и молекулярных технологий (секвенирование нового поколения – NGS). В частности, преимплантационное генетическое тестирование на анеуплоидии (ПГТ-А) проводилось исключительно методом FISH. Распространенные анеуплоидии (трисомия хромосом 13, 18, 21), а также половых хромосом обнаруживались на клетках эмбриона (бластомерах) FISH методом.

Метод FISH сейчас используется в пренатальной и постнатальной диагностике по показаниям.

Флуоресцентная гибридизация in situ (FISH) определяет наличие и локализацию определенного материала ДНК. Анализ можно проводить на любом клеточном материале при наличии ядра.

Показания для проведения FISH-диагностики

Использование FISH для выявления хромосомной патологии:

1. Выявление количественных аномалий хромосом (анеуплоидий):
   FISH используют для диагностики хромосомных аномалий (трисомии, моносомии). Чаще используют для выявления анеуплоидии при синдроме Дауна (трисомия 21), синдроме Патау (трисомия 13), синдроме Эдвардса (трисомия 18), а также половых хромосом – моносомии хромосомы Х (синдром Тернера), дисомии хромосомы Хтера (синдром).
2. Диагностика структурных аномалий:
   Делеция: FISH позволяет идентифицировать отсутствие определенного участка хромосомы.
   Дупликация: удвоение определенного участка хромосомы фиксируется с помощью FISH.
   Транслокация: обмен участками хромосом визуализируется с помощью FISH.
3. Выявление микроделеций/микродупликаций:
   Выявление субмикроскопических изменений хромосом, в частности микроделеций (отсутствие небольшого участка ДНК, менее 5 млн пар оснований); микродупликаций (удвоение участка ДНК, менее 5 млн пар оснований).
4. Пренатальная диагностика:
   FISH используют для пренатальной диагностики хромосомных аномалий плода.
   Используют клетки амниотической жидкости, биоптата ворсин хориона – информативны как интерфазные ядра, так и препараты хромосом.
5. Определение подлинного или ложного мозаицизма в пренатальной и постнатальной диагностике хромосомной патологии

Метод FISH: Принцип работы

1. Гибридизация: используют специфические короткие фрагменты ДНК (зонды ДНК), обозначенные флуоресцентными красителями. ДНК зонды сочетаются с родственными к ним (комплементарными) последовательностями ДНК на препарате исследуемого материала.
2. Визуализация: После гибридизации ДНК зондов с образцом (метафазные хромосомы, интерфазные клетки), результат анализируют с помощью флуоресцентного микроскопа. Светящиеся участки хромосом указывают на наличие определенной последовательности ДНК в хромосомах.

Срок выполнения непосредственно исследования – сутки.

Исследование хромосомного материала с помощью FISH в ИКСИ.

Исследование хромосом с помощью FISH осуществляется по принятым международным и МЗ Украины рекомендациям (Горовенко Н.Г. и др., 2011).

Шаг 1: в зависимости от показаний в ходе консультации врача-генетика, врача-репродуктолога вы получите направление на генетический тест – «Исследование хромосом с помощью FISH». Также вы можете заказать онлайн-консультацию врача-генетика.

Шаг 2: материалом для исследования могут быть:

3-5 мл венозной крови. Ограничения во время сдачи крови ОТСУТСТВУЮТ. Материал сразу же маркируется и кодируется.

Клетки амниотической жидкости. Материал сразу же маркируется и кодируется.

Клетки биоптата ворсин хориона. Материал сразу же маркируется и кодируется.

Шаг 3: маркированный материал передается в генетическую лабораторию ИКСИ Клиники.

Шаг 4: работа с материалом непосредственно в генетической лаборатории ИКСИ Клиники, включающая:

• фиксацию материала;
• прегибридизацию;
• собственно гибридизацию;
• постгибридизационную отмывку.

Шаг 5: получение препаратов для анализа.

Шаг 6: Полученные препараты анализируют с использованием флуоресцентного микроскопа и Cytovision System (Applied Imaging, UK) с целью количественной или качественной оценки генома.

То есть в зависимости от цели исследования оценивается: количество хромосомного материала; структура хромосом.

В случае обнаружения хромосомной аномалии ее фиксируют в заключении с помощью специальных условных обозначений в соответствии с принятой международной системой цитогеномной номенклатуры человека (ISCN, 2020).

Шаг 7: Заключение передается врачу, направившему вас на молекулярно-цитогенетический анализ. В зависимости от результата вас проконсультирует врач-генетик или врач-репродуктолог.

В ходе медико-генетической консультации врачом-генетиком проводится интерпретация результата и объяснение на основе заключения молекулярно-цитогенетического анализа.

В зависимости от результата анализа будет разработан индивидуальный план действий по каждому конкретному случаю.

В отдельных случаях необходимо привлечь дополнительные методы анализа хромосомной патологии.

• квалифицированные специалисты: наши лаборанты-генетики имеют более 20 лет опыта;
• индивидуальный подход: предоставление квалифицированной медико-генетической консультации врачом-генетиком на основе заключения молекулярно-цитогенетического анализа;
• конфиденциальность: гарантируем полную конфиденциальность результатов и информации пациентов;
• поддержка: психологическая и консультационная поддержка на всех этапах процесса;
• срок выполнения непосредственно исследования с помощью FISH – сутки.

Источники:

1. Горовенко Н.Г., Россоха З.И., Подольская С.В., Малярчук И.В. Цитогенетическая и молекулярно-цитогенетическая диагностика количественных и структурных хромосомных перестроек в кариотипе человека (методические рекомендации). Киев, 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.