Косвенные методы ДНК-диагностики

Косвенные методы ДНК-диагностики основаны на анализе сцепления с исследуемым геном определенного полиморфного локуса (маркера), с помощью которого можно производить маркировку как мутантиых, так и нормальных аллелей и проанализировать их передачу в поколениях, т.е. среди родственников обследуемого лица. Это особенно важно при решении вопроса о пренатальной (дородовой) диагностике наследственного заболевания.

При использовании косвенных методов ДНК-диагностики следует помнить — чем теснее сцепление между маркерным локусом и мутантным геном, тем точнее диагноз. Чтобы свести до минимума ошибку диагностики, необходимо по возможности использовать внутригенные маркеры или использовать два маркерных локуса, фланкирующих мутантный аллель.

Мутационная изменчивость в сайтах рестрикции может быть определена по изменению длины рестрикционных фрагментов ДНК, гибридизирующихся со специфическими ДНК-зондами (ПДРФ-анализ; Restriction Fragment Length Polymorphism, или RFLP-анализ).

Метод ПДРФ-анализа включает проведение нескольких этапов исследования: выделение геномной ДНК; рестрикция выделенной ДНК с помощью специфических эндонуклеаз; электрофоретическое разделение фрагментов ДНК; идентификация фрагментов ДНК, содержащая полиморфный сайт рестрикции с помощью блот-гибридизации по Саузерну. При отсутствии рестрикции ДНК по данным радиоавтографии будет выявляться крупный (неразрезанный фрагмент, или бэнд).

При наличии рестрикции будет выявляться меньший по размерам фрагмент. У лиц, гомозиготных по данному наследственному заболеванию, будет выявляться один бэнд, в то время как у лиц, гетерозиготных по данному наследственному моногенному дефекту, будут определяться оба фрагмента. ПДРФ-анализ значительно упрощается, если имеется возможность специфической амплификации участка ДНК, содержащего полиморфный сайт рестрикции. Проведение в этом случае ПЦР-реакции и рестрикции амплифицированного фрагмента позволяет провести тестирование состояния этого локуса.

Таким образом, косвенная ДНК-диагностика проводится в следующих случаях:
1) когда ген не идентифицирован, а лишь картирован на определенной хромосоме,
2) когда методы прямой ДНК-диагностики не дают результата (например, в силу большой протяженности гена или широком спектре мутационных изменений,
3) при сложной экзонно-интронной организации гена.

При использовании косвенных методов ДНК-диагностики требуется семейный анализ аллелей полиморфных маркеров.
Для косвенной диагностики могут использоваться так называемые гипервариабельные сателлитные повторы. Они являются более информативными методами, чем ПДРФ-анализ, поскольку обладают высоким уровнем гетерозиготности и плотно расположены в каждой из хромосом. В последние годы используются короткие тандемные повторы (STR-повторы, short tandem repeates), которые стабильно наследуются и обладают большим уровнем полиморфизма, а также короткие секвенированные последовательности ДНК с известной генной локализацией, так называемые STS-повторы (sequence tagged sites).

Последние обладают выраженной индивидуальной специфичностью, стабильно наследуются по законам Менделя и находят широкое применение для молекулярно-генетической диагностики моногенных болезней. Они могут также использоваться в качестве молекулярных маркеров мутантных хромосом в семьях высокого риска. Косвенные методы ДНК-диагностики могут использоваться в пренаталньой диагностике практически для всех моногенных заболеваний. Однако для этого необходимо иметь знания о том, что локус является высокополиморфным и находится вблизи от мутантного гена или внутри него. Поэтому для диагностики требуется обследование как можно большего числа родственников (в первую очередь родители—дети), чтобы проследить путь передачи маркеров потомству. Это повышает информативность выбранного маркера.

53) Методы пренатальной диагностики наследственных болезней.

Пренатальная диагностика наследственных болезней - комплексная, быстроразвивающаяся область медицины, использующая ультразвуковую диагностику, хирургическую технику и лабораторные методы. Методы перенатальной диагностики можно разделить на три группы: просеивающие, неинвазивные, инвазивные (с последующей лабораторной диагностикой). Для каждого метода есть свои показания и противопоказания, разрешающие возможности и осложнения. Тактика перенатальной диагностики должна быть строго индивидуализирована в соответствии с конкретной ситуацией и состояния беременной.

Просеивающие методы позволяют выделить женщин, имеющих повышенный риск рождения ребенка с наследственной патологией. На этом этапе имеется преемственность с медико-генетическим консультированием. По результатам последнего, женщины направляются на перенатальную диагностику. Показаниями являются: возраст 35 лет и старше (для мужчин - 45 лет и старше), наличие в семье наследственной болезни, неблагоприятный акушерский анамнез (спонтанные аборты, рождение детей с пороками развития), сахарный диабет, эпилепсия, тератогенные факторы (инфекции, лекарственная терапия). К просеивающим лабораторным методам относят определение в сыворотке крови беременной веществ, получивших название сывороточных маркеров материи (альфа-фетопротеин, хорионический гонадотропин человека, несвязанный эстриол и некоторые другие вещества). альфа - фетопротеин является белком, вырабатываемым печенью плода во внутриутробном периоде. Его содержание меняется в течение беременности. Метод определения концентрации альфа-фетопротеина позволяет заподозрить врожденные дефекты нервной трубки и брюшной стенки. При такой патологии концентрация этого белка в сыворотке крови беременной существенно выше нормы. В крови женщин, вынашивающих плод с болезнью Дауна, напротив, концентрация альфа-фетопротеина снижена. Такое обследование в группах низкого риска позволяет выявить до 20 % случаев болезни Дауна. Медицинских противопоказаний для определения альфа-фетопротеина нет. В случае обнаружения изменения уровня его концентрации женщина направляется на дополнительное обследование (неинвазивное и инвазивное). Если концентрация белка повышена, то для уточнения диагноза проводят подробное УЗИ и исследование амниотической жидкости. Если концентрация белка понижена, то назначается цитогенетическое исследование клеток (амниоцитов или лимфоцитов) плода. Повысить эффективность просеивающей диагностики болезни Дауна позволяет дополнительное исследование уровня хорионического гонадотропина человека в сыворотке крови будущей матери. В норме его содержание снижается до низких цифр после I триместра беременности. У женщин, вынашивающих плод с хромосомной болезнью, этот показатель остается повышенным до рождения ребенка. Определение содержания неконъюгированного эстриола в сыворотке крови беременной также используется в просеивающей диагностике синдрома Дауна. При вынашивании плода с этой болезнью уровень гормона значительно ниже нормы. Наилучшие диагностические результаты дает комбинация описанных тестов.

Неинвазивные методы - это методы обследования плода без оперативного вмешательства. В настоящее время к ним относится только ультразвуковое исследование. УЗИ позволяет выявить врожденные пороки развития, а также оценить функциональное состояние плода, плаценты, пуповины и оболочек. Исследование может применяться и как просевающий, и как уточняющий метод. Диапазон пороков, распознаваемых с помощью этого метода, достаточно широк: анэнцефалия, энцефалоцеле, олиго - и полидактилии, разнообразные пороки сердца и крупных сосудов, пороки мочеполовой системы и желудочно-кишечного тракта. Повторное УЗИ плода выполняют по следующим показаниями: наличие у женщины заболеваний, повышающих риск рождения больного ребенка (например, сахарный диабет, алкоголизм); воздействие тератогенного фактора; наличие врожденного порока развития у кого-либо из супругов; рождение предыдущего ребенка с пороками развития; несоответствие размеров плода сроку беременности.

54) Основные принципы медико-генетического консультирования.

55) Особенности популяции людей. Распространение наследственных болезней в человеческой популяции.