Kromozomal Mikrodizileme(Microarray) Analizi

Kromozom ve Gen Nedir?

Her insanda yaklaşık 20.000 gen çifti bulunur. Genler, gözlerimizin rengi, kaç el ve ayak parmağımızın olduğu ve ne kadar uzun veya kısa olduğumuz gibi özellikleri belirlerler. Güçlü bir mikroskop altında bile görülemeyecek kadar küçük olup boncuk benzeri histon proteinlere sarılı olan uzun ipliksi yapıdan oluşmuş, kromozom olarak adlandırılan yapılarda sıkıca paketlenmişlerdir.

İnsan vücudundaki çoğu hücre, mikroskopta görülebilen 23 kromozom çifti (toplam 46) içerir. Kromozomlar boyutlarına göre 1'den 22'ye kadar numaralandırılmıştır, 1 numaralı çift en büyük ve 22 numaralı çift en küçüğüdür. Son kromozom çifti, kişinin genetik cinsiyetini gösterir. Bir X ve bir Y kromozomuna sahip olan insanlar genetik olarak erkek (XY), iki X kromozomuna sahip olan bireyler ise genetik olarak kadındır (XX). Her bir kromozom çiftinden birini annemizden, birini de babamızdan alırız ve bir çift kromozomdan sadece bir tanesini çocuklarımıza aktarırız.

Her bireyin kromozomlarında bazı küçük varyasyonlar (değişiklikler) vardır, ancak bunların hepsi sorun teşkil etmez. Bununla birlikte, kromozomlarının sayısında veya yapısında belirli değişiklikler olan bazı kişilerde, gelişim geriliği, öğrenme ve davranış bozuklukları, kalp defektleri, el veya ayak parmaklarında anomaliler gibi çok sayıda farklı durumlar ortaya çıkabilir

Kromozomal Mikrodizileme (Microarray) Analizi Nedir?

KMA, kromozomları daha ayrıntılı bir şekilde incelemek için tasarlanmış ve yaygın şekilde kullanılmaya başlanmış yeni bir testtir. İnsan genomunda meydana gelen küçük boyutlarda kromozom parçası kayıp (delesyon) ya da kazanımları (duplikasyon) gibi kopya sayısı değişikliklerinin (CNV) önemli mental ve/veya fiziksel gelişim geriliklerine sebep olabileceği düşüncesine dayanarak geliştirilmiştir. Bu yeni test, insan genomundaki spesifik alanlara özgü dizayn edilmiş problar içeren mikrodizileme çiplerini kullanarak, genetik materyaldeki kopya sayısı değişikliği tespit edilen anomalili alanları analiz eder.

Test Nasıl Çalışır?

Mikrodizileme, bir DNA molekülünün başka bir DNA molekülüne spesifik olarak bağlanma (hibridizasyon) yeteneğinden yararlanarak çalışır. Hücrelerimizdeki DNA, iki DNA zincirinin baz çiftleri arasındaki bağlarla birbirine bağlandığı çift sarmal yapıya sahiptir. Tek sarmallı bir DNA zinciri, uçtan uca birbirlerine bağlı dört farklı nükleotitten oluşur. Adenin (A) nükleotiti her zaman timin (T) ile, guanin (G) nukleotiti ise her zaman sitozin (C) ile eşleşir. İki tamamlayıcı dizi birbirini bulduğunda hibritleşirler.

Mikrodizileme çipi, bir cam slayt üzerinde hassas bir ızgarada düzenlenmiş on binlerce kısa DNA dizisinden oluşur. Hastadan alınan DNA parçalara bölünür, ardından bu parçalar renkli bir floresan boya ile etiketlenir. Genetik anomalisi olmayan bir kişiden veya insan havuzundan alınan referans DNA, farklı renkli bir floresan boya ile etiketlenir. Referansa ve hastaya ait DNA fragmanları birlikte karıştırılır ve çipe uygulandıktan sonra cam yüzey üzerindeki DNA probları ile eşleşerek hibridizasyon gerçekleşir. Çip daha sonra her bir probdaki floresan ışıma miktarını ölçen mikrodizileme tarayıcı adı verilen bir makinede taranır. Mikrodizileme tarayıcı, bilgisayar analitik yazılımıyla birlikte, her bir prob tarafından temsil edilen DNA parçası için hasta numunesinin doğru miktarda DNA'ya sahip olup olmadığını belirlemek adına floresan boyaların oranını hesaplar ve analiz için data üretir. Elde edilen veri uygun yazılımlar kullanılarak analiz edilir ve kopya sayısında herhangi bir değişiklik olup olmadığını belirlenir.

KMA Kimler İçin Önerilir?

• Gelişim geriliği, zihinsel yetersizlik, otizm spektrum bozuklukları ve/veya çoklu konjenital anomalileri olan hastalarda “germline” kopya sayısı değişikliklerinin saptanması için tanısal olarak KMA’nın verimliliği ispatlanmış olup “American College of Medical Genetics and Genomics (ACMG)” tarafından bu endikasyonlar için birinci basamak testi olarak önerilmektedir.
• Benzer şekilde, ultrasonografik inceleme ile tespit edilen bir veya daha fazla majör fetal yapısal anomalilerden dolayı invaziv prenatal tanıya yönlendirilen gebelerde ve daha ileri sitogenetik analiz ihtiyacı duyulan intrauterin fetal ölüm veya ölü doğumun değerlendirilmesinde KMA, “American College of Obstetricians and Gynecologist (ACOG)” ve “Society for Maternal-Fetal Medicine (SMFM)” tarafından birinci basamak test olarak önerilmektedir.
• Ek olarak, invaziv olmayan doğum öncesi tarama (NIPS) testi tarafından bildirilen küçük kopya sayısı değişiklikleri için KMA, takip testi olarak önerilmektedir

KMA Ne İçin Yapılmalı?

KMA yaptırılarak:
•Hamileliğin erken dönemlerinde, mevcut tarama yöntemleri ile tespit edilemeyen, bilinen tüm mikrodelesyon ve mikroduplikasyon sendromları dahil olmak üzere bir dizi kromozomal bozukluklar doğru bir şekilde tespit edilebilir.
•Ölü doğumun altında yatan genetik sebepler tespit edilebilir.
•Hastanın tıbbi durumunun genetik nedeni bulunabilir.
•Elde edilen sonuca göre hastanın medikal durumu iyileştirilebilir.
•Hastada tespit edilen genetik varyasyonun çocuklarına aktarılma riski hesaplanır.
•Hem ebeveynlere hem de hasta çocuğa KMA yapılarak, ailenin gelecekteki hamileliğindeki riski hesaplanabilir.

Bir kişi eksik veya fazla kromozom parçasına sahip olduğunda:
•Doğum defektleri, nöbetler, mental ve fiziksel gelişimsel gerilikler, öğrenme sorunları ve otizm gibi sağlık sorunlarına neden olabilir.
•Bazı durumlarda herhangi bir sorunda ortaya çıkmayabilir.
•Eksik veya fazla kromozom parçası saptandığında, mevcut durumun ebeveynlerden mi aktarıldığı (herediter) yoksa çocukta tesadüfen meydana gelen yeni bir genetik durum (de novo) mu olduğunu tespit etmek amacıyla ebeveynler ve diğer aile üyelerinden test istenebilir.

Kromozom parça ya da parçalarının veya kromozom çiftinin tamamının aynı olduğunda:
•Sağlık sorunlarına neden olan bazı genetik bozuklukların olasılığını artırabilir.
•Bazen hiçbir sorun ortaya çıkmayabilir.
•Genellikle, bir çiftteki homolog kromozomların birbirinden farklıdır, çünkü her bir ebeveynden bir kopya gelir. Bir kromozom çiftinin büyük bir kısmı aynıysa, her iki kromozom kopyasının da aynı ebeveynden geldiği anlamına (UPD) gelebilir. Kromozomların birçok parçası aynı olduğunda, ebeveynlerin bir şekilde kan bağı olduğu anlamına gelebilir.

KMA’nın Avantajları

•Yeterli kalitede ve miktarda DNA elde edilebilen herhangi bir numune (periferik kan, amniyon sıvısı, CVS, düşük materyali, kemik iliği, vb.) çalışma için kullanılabilir.
•Genetik olarak klasik kromozom analizi ile saptanamayan anomalileri tespit edebilir.
•Klasik kromozom analizi ile tespit edilen anomalileri daha iyi tanımlar ve karakterize eder.
•Spesifik çalışmalarda hedef genom bölgesi için prob sayısı arttırılarak KMA platformu özelleştirilebilir.
•Klasik kromozom analizinde gözle yapılan öznel değerlenedirme ile elde edilen sonuç yerine datalar uygun veri işleme programları ile nesnel olarak işlenir.
•SNP probları içeren KMA platformlarını kullanarak ROH ve CN-LOH'u tespit eder.
•Elde edilen genomik veriler, genom tarayıcıları ve güncel veritabanları kullanılarak yorumlanabilmektedir.

Limitasyonları

•DNA dizilerinin kopya sayısı değişimini nispi olarak etkilemeyen genetik değişimlerin (örn. moleküler olarak dengeli kromozomal yeniden düzenlemeler) tespit edilememesi. Bununla birlikte, sitogenetik olarak dengeli kromozomal yeniden düzenlemesi olarak yorumlanan fakat kromozomal kırılma noktası bölgelerinde veya yakınında kazançlar veya kayıplar meydana gelen kopya sayısı değişikliklerini ortaya çıkarabilir.
•Dengesiz yeniden düzenlemeler ve anöploidi için düşük seviyeli mozaikliğin tespit edilememesi.
•Bazı genetik dengesizliklerin mekanizması (örneğin, tandem duplikasyonu, dengesiz insersiyon, marker kromozom) için konvansiyonel sitogenetik ve/veya FISH çalışmalarının kullanılması gerekebilir.
•Kullanılan KMA platformunda temsil edilmeyen genomik bölgelerdeki kopya sayısı değişikliklerinin tespit edilememesi.
•Prob kapsamına ve performansına göre algılama seviyesinin altındaki duplikasyon ve delesyonlar; platform tarafından kapsanmayan tek nükleotid varyantları (SNV'ler) veya insersiyonlar/delesyonlar (indeller); gen ifadesi veya epigenetik modifikasyonlar tespit edilemez.
•Belirli bir hastalıkla ilişkili tüm varyantlar tespit edilemeyebilir. Bu nedenle, herhangi bir lokusta bir kopya sayısı değişikliğinin saptanamaması, o lokusla ilişkili bir hastalığın tanısını dışlamamaktadır.

Test İçin Hangi Tür Materyale İhtiyaç Duyulmaktadır, Uygun Olan Miktar ve Transport Koşulları Nelerdir?

•Periferik Kan ve Kordon Kanı – Mor kapaklı tüp (EDTA’lı) içerisinde, yaklaşık 2-5 cc kadar, 2-8°C sıcaklık sağlayan koşullarda merkezimize ulaştırılmalıdır.
•CVS ve Düşük Materyali – Transport besiyeri içeren steril kap içerisinde, uygun olduğu düşünülen miktarda (tercihen villus içeren doku), 2-8°C sıcaklık sağlayan koşullarda merkezimize ulaştırılmalıdır.
•Amniyon sıvısı – Steril kap (falkon tüp/contasız enjektör) içerisinde, 5-10 mL kadar, 2-8°C sıcaklık sağlayan koşullarda merkezimize ulaştırılmalıdır.

Test Ne Kadar Sürede Sonuçlanır?

Analiz için gönderilen materyal uygun miktar ve kalitede ise KMA’nın sonuçlanması merkezimizde ortalama 4 hafta sürmektedir. Ancak bazı spesifik vakaların yorumlanması ve değerlendirilmesi daha uzun zaman alabilir.

KMA’dan Elde Edilen Sonuçlar Üç Ana Kategoriye Ayrılabilir.

1.Normal: Herhangi bir kopya sayısı değişikliğinin tespit edilemediği durumdur. Tüm genetik varyasyonları normal bir KMA ile dışlamak mümkün değildir. Bundan dolayı bazı durumlarda hastanın sorunlarının altında yatan durumları değerlendirmek için faklı türden genetik testlere ihtiyaç duyulabilir. Konu ile ilgili hekiminizden detaylı bilgi alabilirsiniz.
2.Patojenik: Daha önce tanımlanmış bir genetik durumla ilişkili olan ve hastada gözlenen farklılıklar için açıklama sağlayacak kopya sayısı değişikliğinin tespit edildiği durumdur. Hekiminiz tespit edilen genetik değişikliğin önemini ayrıntılı şekilde sizlere açıklayacaktır.
3.Önemi bilinmeyen değişiklik (VUS): Klinik olarak önemi bilinmeyen genetik değişikliğin tespit edildiği durumdur. Hastanın farklılıklarının nedeninin bu değişiklik olup olmadığını kesin olarak bilmek mümkün olmayabilir. Sonucun anlaşılmasına yardımcı olması için genetik hekiminizle görüşmeniz tavsiye edilir. Bazı durumlarda, tespit edilen değişikliğin aile içerisinde klinik önemini anlamak için her bir ebeveynden KMA istenebilir.

Test Sonucunu Kimden Alacağım?

Test sonucu, istemi yapan hekim veya genetik danışman tarafından verilir. Elde edilen sonuca göre hastaya ve/veya her iki ebeveyne de bazı ek testler istenebilir.

Testten Sonra Numuneye Ne Olur?

Sonuç bildirildikten sonra genetik laboratuvarı hastaya ait numuneden elde edilen DNA'yı beş yıl süre boyunca saklamakla yükümlüdür. Sürekli olarak genetik analiz ve çalışmalar hakkında yeni gelişmelerin olması ve hastanın test sonucuna göre önerilen bir çalışmada numunenin kullanılabilme ihtimali olmasından dolayı numune saklanmaktadır. Bu konuda daha fazla bilgi almak istiyorsanız veya örneğin bu şekilde saklanmasını istemiyorsanız, testi yaptıran doktor veya genetik danışmanla konuşabilirsiniz. KMA sonuçları hakkında herhangi bir sorunuz varsa, lütfen bunları hekiminizle ile görüşünüz. Aynı zamanda merkezimizle irtibata geçerek test sonuçlarınızı genetik danışmanlık eşliğinde alabilirsiniz.