بــــیــــوتــــکــــنــــولـــــوژی

کاربرد آزمایش کاریوتیپ به روش مرسوم قدیمی در قیاس با کاریوتیپ مولکولی (Array CGH )  همانند استفاده از یک نقشه قدیمی از کشور‌ها در مقایسه با نرم‌افزارهای نقشه یابی چون Google earth است.  در یک نقشه قدیمی تنها خطوط مرزی بین کشورها و حدفاصل بین آنها مشخص است. اما نرم‌افزار نقشه‌یاب بررسی دقیق‌تر و نزدیک‌تر در سطح خیابان‌ها و کوچه‌‌ها را ممکن پذیر می‌سازد. در این حالت اگر ژنی حذف یا اضافه شده باشد به سرعت شناسایی می‌شود. 

 Array CGH چیست؟

Array CGH تکنیکی با قدرت تفکیک بالا برای بررسی حذف‌ها و یا اضافه شدگی‌های در کل ژنوم و شناسایی عدم تعادل کروموزومی است. این آزمایش را کاریوتیپ مولکولی می‌نامند و به ویژه برای شناسایی علت عقب ماندگی‌های ذهنی و یا ناهنجاری‌های مادرزادی کاربرد دارد. این آزمایش  رفته رفته به عنوان آزمایش روتین در آزمایشگاه‌های سیتوژنتیک جایگزین روش‌های قدیمی مطالعه کروموزمی و تعیین کاریوتیپ می‌شود.

اساس این آزمایش مقایسه هیبرید شدگی ژنوم‌ در میکروآرایه‌ها است ( microarray Comparative Genomic Hybridization) (array CGH) . قدرت تفکیک بالای این تکنیک آن را  جهت بررسی‌های بالینی بسیار مناسب می‌سازد.

در روش‌های مرسوم قدیمی بسیاری از ریز حذف‌های کروموزمی که اندازه‌ای در حدود 3 تا 5 مگاباز دارند شناسایی نمی‌شوند زیرا در این روش‌ها از میکروسکوپ استفاده می‌شود و قدرت تفکیک و تشخیص حذف‌ها و اضافه شدگی به قدرت تفکیک میکروسکوپ محدود می‌شود. درنتیجه تغییرات بسیار کوچک‌تر از قدرت تشخیص میکروسکوپ که به تغییرات غیر مرئی با میکروسکوپ موسومند شناسایی نمی‌شوند.

 به این دلیل است که  تکنیک Array CGH که قادر به شناسایی حذف‌ها و اضافه شدگی‌های در حد 5 تا 10 کیلو باز است را  تکنیک میکروآرایه یا ریزآرایه می‌نامند.

 این تغییرات بسیار کوچک کروموزمی می‌توانند پیامد بالینی به همراه داشته باشند. بر اساس تحقیقات جدید تخمین زده می‌شود این تغییرات عامل 17 درصد عقب‌ماندگی‌های سندرمی و غیرسندرمی باشند.

علاوه بر قدرت تفکیک بالا ، بی نیاز بودن از تکنیک‌های زمان‌بر کشت سلولی باعث بالا رفتن سرعت انجام این روش می‌شود.

برتری آزمایش Array CGH نسبت به تکنیک‌های چون FISH و QF-PCR نیز جامع بودن آزمایش Array CGH است. در تکنیک FISH نیز ریز حذف‌های کروموزمی شناسایی می‌شوند. اما این تکنیک زمانی که علائم بالینی احتمال بروز یک اختلال کروموزمی را مطرح‌ می‌کند به کار می‌رود و صرفاً یک ژن و یا بخش از پیش شناخته ژنوم مورد بررسی قرار می‌گیرد. در حالیکه آزمایش Array CGH بدون توجه به علائم بالینی امکان بررسی تعداد بسیار زیادی از حذف‌ها و اضافه شدگی‌ها را تنها با انجام یک آزمایش امکان پذیر می‌سازد.

در حدود بیش از 70 بیماری ناشی از تفاوت در تعداد کپی‌های کروموزمی (Copy Number Variation-CNV ) شناسایی شده است. ٱزمایش Array CGH به شناسایی این بیماری‌ها کمک می‌کند. البته بسیاری از این تفاوت‌ها در جمعیت‌ها طبیعی است و عاملی برای بیماری نیست. وجود این CNVها‌ی باصطلاح پلی‌مورفیک گاهی تحلیل و بررسی نتایج حاصل از آزمایش Array CGH  را مشکل می‌سازد و در نتیجه در برخی مواقع لازم است نمونه خون والدین فرد بیمار نیز مورد بررسی قرار بگیرد.

نقطه ضعف روش Array CGH نیز شناسایی نشدن جابه‌جایی‌های کروموزمی متعادل است. در این وضعیت هیچ بخشی از کروموزوم‌ها حذف یا اضافه نمی‌شود. و تنها جابه‌جایی بخش‌هایی از کروموزم عامل بیماری است از این رو Array CGH قادر به تشخیص آن نیست.

 
روش انجام آزمایش Array CGH

اسلاید‌ها و یا آرایه‌های میکروسکوپی حاوی چاهک‌های بسیار کوچک که در هر کدام قطعه کوتاهی از DNA وجود دارد نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. در تصویر شمایی از این اسلاید‌ها را مشاهده می‌کنید.

  نمونه کنترل و نمونه مورد آزمایش روی این اسلاید‌ها ریخته شده و مدت زمان و شرایط لازم برای اتصال و هیبرید شدن قطعات DNA فراهم می‌شود.
در قسمت‌هایی از DNA که تفاوتی میان نمونه کنترل و نمونه مورد آزمایش وجود ندارد هر دو رنگ قرمز و سبز به اندازه مساوی است و به رنگ زرد مشاهده می‌شوند. اما در بخش‌هایی که در نمونه مورد آزمایش حذف شدگی وجود داشته باشد رنگ نمونه کنترل (رنگ سبز) بیشتر مشاهده می‌شود و در قسمت‌هایی که مضاعف شدگی وجود داشته باشد رنگ نمونه مورد آزمایش بیشتر (رنگ قرمز) بیشتر مشاهده می‌شود.

 نمونه مورد نیاز
آزمایش Array CGH روی نمونه‌های خونی از کودکان یا بزرگسالان انجام می‌گیرد. جهت تشخیص پیش از تولد نیز بررسی نمونه‌ مایع آمنیون و یا پرزهای جفتی جنینی انجام می‌گیرد.

موارد کاربرد آزمایش Array CGH 
آزمایش Array CGH یک ابزار مناسب برای شناسایی عدم تعادل کروموزمی در افرادی با عقب ماندگی‌های ذهنی و یا ناهنجاری‌های متعدد مادرزادی است.
 همچنین در شناسایی علل ناشناخته مشکلات ذهنی و رفتاری و علائمی چون صرع و تشنج می‌توان از این آزمایش بهره برد.
 آزمایش Array CGH تغییرات ژنی را در 15 درصد کودکانی که مشکلات یادگیری و تکاملی دارند و بررسی‌های سیتوژنتیکی معمول نقص کروموزمی خاصی را در آنان شناسایی نکرده مشخص کرده است.
با شناسایی ناحیه تغییر یافته از ژنوم و ژن تغییر یافته توسط آزمایش Array CGH پزشک می‌تواند پیش بینی از وضعیت بیمار در طول زمان به دست آورد و جهت گیری صحیحی برای انجام اقدامات درمانی اتخاذ کند.
در صورت شناسایی تغییر ژنتیکی در یک فرد می‌توان پدر و مادر و یا دیگر اعضای خانواده را از لحاظ ناقل بودن بررسی کرد و در صورت نیاز برای فرزندان آینده تشخیص پیش از تولد انجام داد.

برتری‌های آزمایش Array CGH 

-        تمامی 46 کروموزم انسان در یک آزمایش بررسی می‌شوند.

-        حساس‌تر و دقیق‌تر از روش‌های کاریوتیپ مرسوم است.

-        تشخیص انجام گرفته بر اساس این آزمایش فرد را از انجام سایر آزمایش‌ها بی‌نیاز می‌سازد.

-        در این آزمایش محل دقیق حذف شدگی‌ها و اضافه شدگی‌ها در ژنوم شناسایی می‌شود.

-        این آزمایش به شناسایی نقاط شکست در عدم تعادل‌‌های کروموزمی شناخته شده کمک می‌کند.