Клиническая цитогенетика — исследование хромосом, их структуры и наследования в практике медицинской генетики. За 50 лет стало ясным, что хромосомные аномалии — видимые под микроскопом изменения в количестве или структуре хромосом — могут вызывать множество клинически значимых состояний, рассматриваемых как хромосомные болезни.
Обратив внимание на хромосомный материал, цитогенетики первыми открыли участие генома в медицинской генетике. Сегодня хромосомный анализ с улучшенным разрешением и точностью как на цитологическом, так и на геномном уровнях — чрезвычайно важная диагностическая процедура во многих областях клинической медицины.
Хромосомные болезни формируют крупную группу генетических заболеваний. Они составляют большую часть всех репродуктивных потерь, врожденных пороков развития, причин задержки умственного развития и играют важную роль в патогенезе злокачественных опухолей.
Специфические хромосомные аномалии ответственны за сотни идентифицированных синдромов, суммарная частота которых выше, чем всех вместе взятых моногенных менделирующих заболеваний. Цитогенетические нарушения присутствуют почти у 1% живорожденных детей, примерно в 2% беременностей у женщин старше 35 лет, прошедших дородовую диагностику, и в половине всех спонтанных абортов первого триместра.
Исследуемые при хромосомном анализе в обычных клинических целях клетки должны быть способны к росту и быстрому делению в культуре. Легкодоступные клетки, удовлетворяющие этому требованию, — белые кровяные клетки, в частности Т-лимфоциты. Для того чтобы приготовить краткосрочную культуру, пригодную для цитогенетического анализа, получают образец периферической крови, обычно при пункции вены, и для предотвращения свертывания смешивают ее с гепарином.
Лейкоциты отбирают, переносят в культуральную среду и стимулируют к делению. Через несколько дней делящиеся клетки останавливают на стадии метафазы (с помощью химических веществ, тормозящих митотическое веретено), собирают и обрабатывают гипотоническим раствором для получения хромосом. Полученные хромосомы раскапывают на стекла и окрашивают тем или иным методом, в зависимости от конкретной диагностической процедуры. Теперь они готовы для анализа.
Обычный цитологический анализ кариотипа можно дополнить геномным методом, так называемым молекулярным кариотипированием, для оценки целостности и количества генетического материала кариотипа в целом. Определение наиболее подходящего метода для конкретных диагностических или научно-исследовательских целей — быстро меняющаяся область, так как разрешение, чувствительность и удобство хромосомного и геномного анализа постоянно возрастают.
