Підручник з Біології і екології. 10 клас. Остапченко - Нова програма

§ 40. ДІАГНОСТИКА СПАДКОВИХ ЗАХВОРЮВАНЬ ЛЮДИНИ. МЕДИКО-ГЕНЕТИЧНЕ КОНСУЛЬТУВАННЯ

Пригадайте типи успадкування генних хвороб людини. Які можливі варіанти порушень каріотипу людини при хромосомних захворюваннях? Які методи досліджень використовують у молекулярній генетиці та в генетиці людини? Що таке пенетрантність ознаки?

Діагностика спадкових захворювань. Своєчасне й точне встановлення діагнозу є запорукою успішного лікування будь-яких хвороб, і спадкових також. Діагностувати спадкові захворювання можна за результатами клінічних досліджень, виходячи із симптоматики або за якимись чіткими маркерами (фізіологічними, біохімічними тощо) (мал. 40.1). У генетиці як ДНК-маркери використовують певну специфічну нуклеотидну послідовність певного гена або групи генів.

Мал. 40.1. Тест Ґатрі на фенілкетонурію. Паперовий диск з краплею крові пацієнта переносять у середовище з бактеріями, які можуть розмножуватися тільки у присутності фенілаланіну. Інтенсивний бактеріальний ріст вказує на наявність хвороби

У разі застосування методів генетичного аналізу можна встановити точний діагноз ще до того, як спадкова хвороба почала проявлятися (якщо вона не є вродженою), або ще до народження дитини (пренатальна діагностика).

Генетичне тестування — встановлення генотипу особи за допомогою різноманітних методів генетичного аналізу. Є три основні підходи при проведенні генетичного тестування.

1. Встановлення генотипів під час аналізу родин, етнічних чи культурних угруповань, де спостерігають певні спадкові хвороби. При цьому застосовують генеалогічний метод. Використовуючи інформацію про тип успадкування хвороби та дані родоводу, можна майже безпомилково встановити генотипи більшості членів родини.

2. Пренатальне визначення генотипу або каріотипу ще не народженої дитини. Термін пренатальний належить до етапів розвитку зародка та плоду й означає «до народження»).

3. Генотипування осіб, які належать до групи ризику розвитку спадкових хвороб з пізнім проявом (наприклад, хореї Гантінґтона), або для підтвердження встановленого діагнозу (постнатальне генетичне тестування; термін постнатальний означає «після народження»).

Пренатальне генетичне тестування застосовують, коли існує високий ризик того, що плід має хромосомну патологію або генотип, який зумовлює розвиток важкої спадкової хвороби. Для проведення цього аналізу потрібно добути клітини плода. Найчастіше їх отримують у результаті біопсії зовнішньої зародкової оболонки, яка оточує плід людини, або аналізу рідини, що оточує плід. Використовуючи методи ДНК-аналізу (полімеразну ланцюгову реакцію, секвенування генома тощо), можна провести аналіз понад 3000 моногенних спадкових хвороб.

Останнім часом активно розвивається неінвазивна пренатальна діагностика хромосомних патологій плоду. Суть цього підходу полягає в тому, що у крові вагітної жінки можна знайти молекули ДНК її майбутньої дитини (поміркуйте, як ДНК плоду може потрапити у кровотік матері). До 10-го тижня вагітності їхня концентрація досягає достатнього для генетичного аналізу рівня (10 % від усієї вільної ДНК плазми крові матері). За допомогою методів полімеразної ланцюгової реакції та секвенування можна виявити співвідношення відповідних геномних ділянок. Так, якщо плід має трисомію по 21-й хромосомі, то зрозуміло, що в жіночий кровотік потраплятиме більше фрагментів 21-ї хромосоми (мал. 40.2).

Мал. 40.2. Неінвазивна пренатальна діагностика хромосомних патологій плоду: ДНК плоду потрапляє в кров матері

Постнатальне генетичне тестування. Коли немає можливості провести генетичне дослідження дитини ще до її народження, тоді його здійснюють після народження або навіть у дорослому віці. Так, при народженні дитини із чіткою симптоматикою хромосомної патології (наприклад, синдромом Дауна) все одно для підтвердження діагнозу обов’язково аналізують її каріотип.

У разі генних захворювань генетичний аналіз після народження потрібен під час діагностики хвороб, які проявляються в достатньо зрілому віці й мають аутосомно-домінантний тип успадкування. Наприклад, спадкова форма рака грудей та яєчників є аутосомно-домінантною ознакою (з пенетрантністю 85 % у жінок). Хвороба розвивається у дорослому віці, усі жінки із цією хворобою є гетерозиготами (бо гомозиготи за летальною мутацією, що призводить до раку грудей та яєчників, гинуть). Виходячи з родоводів (мал. 40.3), неможливо встановити точний генотип особи, у якої хвороба не проявляється. Відповідь на це питання може дати ДНК-аналіз на наявність мутації у відповідному гені.

Мал. 40.3 Родовід сім’ї із спадковим раком грудей і яєчників. За цим родоводом важко встановити генотип здорових жінок, доки в них не розвинулася хвороба

Патологічні мутації одного гена чи навіть тисяч генів одночасно дають змогу виявити методи, які базуються на використанні ДНК-чипів (мал. 40.4). Це скельце розміром приблизно 2 х 2 см, яке поділене на мікроскопічні квадратики (утворюється сітка, що містить від декількох тисяч до декількох сотень тисяч комірок). У кожну комірку до поверхні «пришивається» проба ДНК (невеличка послідовність ДНК, яка відповідає мутованій частині певного гена). ДНК з клітин крові (або інших клітин) пацієнта мітять флуоресцентним барвником і наносять на ДНК-чип. За флуоресцентним сигналом з кожної комірки можна робити висновок про наявність чи відсутність певної мутації.

Мал. 40.4. ДНК-чип

Медико-генетичне консультування. Генетичний аналіз під час діагностування спадкових хвороб дуже важливий. Але при цьому не менш важливо допомогти родині або пацієнту зрозуміти сам діагноз, можливий перебіг хвороби та її наслідки, методи її лікування, оцінити шляхи успадкування та ризики прояву хвороби в наступних поколіннях, краще адаптуватися до хвороби. Такі рекомендації повинні допомогти прийняти відповідне правильне рішення, базуючись на величині ризику, та обрати низку дій відповідно до цього рішення. Пояснити всі ці аспекти - завдання фахівців і фахівчинь медико-генетичного консультування.

Медико-генетичне консультування є одним з видів спеціалізованої медико-генетичної допомоги населенню, яка спрямована переважно на попередження появи в родині хворих зі спадковою патологією. У результаті генетичної консультації пацієнт чи родина отримує всю можливу та бажану інформацію стосовно певного питання, яка достатня для того, щоб вони прийняли правильне рішення, виходячи з їхніх культурних, релігійних чи моральних принципів.

У медико-генетичних консультаціях працюють фахівці й фахівчині з різних спеціальностей — генетики, біохімії, цитології, імунології, медицини тощо. Це дає можливість надати якнайповнішу консультацію пацієнтам. Можливо, і дехто з вас обере цей фах як свою майбутню професію - допомагати людям.

Ключові терміни та поняття

генетичне тестування пренатальне та постнатальне, медико-генетичне консультування.

Перевірте здобуті знання

1. З якою метою проводять діагностику спадкових захворювань та вад? 2. Що таке генетичне тестування? 3. Чим відрізняється пренатальне тестування від постнатального? З якою метою їх застосовують? 4. Що таке інвазивні методи досліджень у медицині? Яка головна умова їх застосування? 5. Що таке ДНК-чипи? З якою метою їх застосовують? 6. Що таке медико-генетичне консультування і які його завдання?

Поміркуйте

Які проблеми етичного плану виникають під час проведення медико-генетичного консультування?