Методы диагностики наследственных болезней
В этой статье мы рассмотрим способы диагностики недугов, связанных с различными генетическими аномалиями.
Сегодня реальный генетический груз для всего населения планеты представляют различные хромосомные заболевания, аномалии наследственной природы, умственная отсталость, уродства развития, хронические и другие нарушения обмена. С быстрыми темпами развития цивилизации, происходит усиление генетического груза. Несмотря на то, что доказательств, влияния окружающей среды на появление генетических заболеваний нет, но, тем не менее, ухудшение состояния окружающей среды увеличивает число таких заболеваний и аномалий.
Классификация наследственных недугов
В настоящий момент известно около 11000 различных наследственных заболеваний, и это число постоянно растет: выявляются все новые и новые синдромы и недуги. Поэтому есть необходимость классифицировать заболевания для их рационального изучения.
Первые классификации опирались на клинические особенности болезни: наследственные болезни скелета, обмена, болезни ЖКТ и так далее. Сегодня, широко используется классификация академика Н.П. Бочкова. В ней выделяют 4 основные группы:
1. Болезни, обусловленные мутацией одного гена (моногенные менделирующие заболевания). К ним относят фенилкетонурию, синдром Шерешевского-Тернера, болезнь Марфана и другие. На проявление этих заболеваний не влияют условия окружающей среды.
2. Болезни, обусловленные мутацией, проявляющейся при воздействии факторов среды (печеночная порфирия). Чтобы определить их более точно, используется лабораторная диагностика мочи.
3. Болезни, возникновение которых определяется непосредственно факторами среды. Эти болезни чаще проявляется в зрелом возрасте (онкологические заболевания, психические расстройства).
4. Болезни, вызываемые исключительно факторами среды (травмы, ожоги, инфекции).
В качестве рабочей классификации часто используют такую:
1. Генные болезни.
2. Хромосомные болезни.
3. Мультифакториальные болезни (обусловлены наследственной предрасположенностью).
4. Моногенные заболевания с нетрадиционным способом наследования.
Методы диагностики
Укажем лишь основные из них:
1. Методы кариотипирования (цитогенетический метод и молекулярно-цитогенетический).
2. Биохимические методы.
3. Молекулярно-генетические.
4. Цитогенетический метод.
При цитогенетических исследованиях используют лимфоциты, фибробласты.
Этапы цитогенетического анализа
Сначала выращиваются клетки. После этого окрашивается и изучается под микроскопом препарат.
Вначале производят забор образца крови, а затем помещают его в питательную солевую среду. Для точного исследования необходимо увеличить количество метафазных клеток, поэтому в конце культивирования вводят колхицин, разрушающий клеточное веретено и увеличивающий конденсацию хромосом. Время культивирования составляет около 3 суток. После клетки подвергаются центрифугированию и помещаются в гипотоническую среду, в которой разрываются их ядерные оболочки, межхромосомные связи. В результате хромосомы переходят в цитоплазму. Для закрепления клеток используют смесь, включающую метанол, уксусную кислоту. Заключительная стадия – сушка препаратов на воздухе.
На 2 этапе проводят окрашивание (сплошное - не выявляет повреждения в структуре хромосом, а только их количество; дифференциальное - хромосомы приобретают поперечную исчерченность.
И 3 этап заключается в исследовании в микроскопе окрашенных препаратов. Молекулярно-цитогенетический метод. Применяется, если повреждения включают более двух хромосом или они захватывают очень малый по размеру участок. Главным механизмом является флуоресцентная гибридизация in situ или FISH-метод. Этот способ делает возможным проведение гибридизации хромосом, имеющих разные ДНК-зонды. Благодаря последним проводится точный генетический анализ: можно обнаружить точки разрыва при транслокациях, инверсиях, делениях, а также структуру маркерных хромосом.
Сегодня стали широко использовать зонды, меченные различными цветами, что позволяет быстро и эффективно провести анализ, даже при пренатальной экспресс-диагностике.
Сущность биохимических методов
Если биохимические показатели постоянно изменяются, то это может свидетельствовать о недуге. Исследовать можно разные вещества (белки, углеводы, липиды, металлы, соли), их метаболиты, а также ферменты.
Эта разновидность диагностики имеет свои плюсы:
- широкий ассортимент объектов, позволяющих проводить диагностику. Он представлен разными тканями, секретами, в том числе мочой, потом, кровью, слюной;
- значительно упрощает выявление наследственных недугов, затрагивающих обмен веществ.
Нюансы молекулярно-генетических методов
Эти методы самые сложные, дорогостоящие, но в сравнении с прочими вариантами являются гарантом высокой точности диагностики. В основе этих методов лежит анализ ДНК. В принципе, проблемный ген может быть установлен до первых симптомов недуга. ДНК-диагностика – эффективный способ выявления мутаций генов, которые ведут к повышению предрасположенности к тому или иному наследственному заболеванию.
Используется блот-гибридизация, амплификация, а для анализа ДНК – электрофорез (альтернатива – радиоавтография).
Пожалуй, на этом мы остановимся. Напоследок отметим, что биотехнологи продолжают совершенствовать результаты своих трудов, которые зарекомендовали себя в медицине. Речь идет о микробиологическом синтезе лекарств, в том числе антибиотиков, инсулина, гормона роста, генной терапии, использовании стволовых клеток, трансгенных животных как источников органов.
С каждым годом все чаще медики прибегают к ДНК-диагностике, которая обеспечивает быстрое выявление генетически обусловленных недугов.
