A kromoszómák számbeli és szerkezeti hibáinak felderítésére rutinszerűen használt, a sejtek kromoszóma állományát különböző mikroszkópos eljárással vizsgáló módszerek legfőbb hátránya, hogy a kromoszómák mikroszkóppal nem látható, kisméretű hibáinak detektálására nem, vagy csak korlátozott mértékben alkalmasak. Így előfordulhat, hogy számos kisméretű hiba felderítetlen marad.
Nagyon sok súlyos, összetett genetikai rendellenesség (súlyos szellemi visszamaradottság, fejlődési rendellenességek) hátterében áll ilyen jellegű kromoszómális hiba, ahol a tünetek komplex volta miatt a szakorvosoknak amúgy is rendkívül nehéz a pontos diagnózis felállítása.
Az elmúlt években egyre szélesebb körben alkalmazott DNS chip lemezen történő összehasonlító/komparatív genomiális hibridizáció (comparative genomic hybridisation; array CGH) módszerével lehetőség nyílt a sejtek kromoszómáinak gyors, nagyon finom szintű vizsgálatára is. A DNS chipre, vagy másik nevén microarray lemezre mikroszkópikus méretben, kis pöttyökben DNS szakaszok vannak felkötve úgy, hogy megtalálható legyen a lemezen a kromoszómákat alkotó összes DNS szakasz. A vizsgálat során a mintában lévő DNS szakaszok ezekhez a kis szakaszokhoz tudnak kapcsolódni (hibridizálni), ha tökéletesen egyformák a lemezen lévővel. Ahhoz, hogy a kapcsolódás látható legyen, a vizsgált mintákat jelölik. A „normális” vagy referencia DNS-t zölden világító, a vizsgálni kívánt páciens DNS-ét pirosan világító festékkel jelölik, és megnézik, hogy a jelölt DNS-ek milyen arányban kötődnek ki a chipen lévő kis DNS szakaszokhoz. Ha az adott pöttyben a piros fényintenzitás erős, akkor az extra DNS jelenlétét (amplifikáció) bizonyítja a vizsgált páciens DNS állományában. Amennyiben a pöttyben a zöld fényintenzitás erős, akkor az a DNS részlet hiányát (deléció) jelenti a vizsgált páciens DNS állományában. Természetesen ezen értékek precíz meghatározása specifikus kiértékelő szoftverek segítségével történik.
„A legjobb példa az újonnan megjelenő array CGH eljárás megértésére –ha elképzelünk egy könyvet, amelyben van 24 fejezet, hiszen 24-féle kromoszómánk létezik (22 féle testi, és 2 féle nemi kromoszóma). Az eddig alkalmazott módszerekkel azt tudjuk vizsgálni, hogy a könyvből hiányoznak-e a fejezetek, például a 18., a 21. és a 22. fejezet, illetve néhány alfejezet. Az array CGH eljárás segítségével azonban a „szöveget” komplexen tudjuk vizsgálni. Nemcsak a fejezetek számát tudjuk ellenőrizni, hanem azt is, hogy a fejezethez tartozó oldalak, az oldalakhoz tartozó alfejezetek, illetve az alfejezetekhez tartozó bekezdések megvannak-e.
Az array CGH eljárásnak sokféle alkalmazási területe létezik, melyek lényegében csak a vizsgálat finomságában különböznek egymástól. Az összetett, súlyos genetikai rendellenességekben szenvedő páciensek esetében fontos, hogy az alkalmazott array CGH módszer a kromoszómák minél finomabb szintű vizsgálatát tegye lehetővé. Itt ugyanis a technika alkalmazásával jelentősen megnőhet a diagnózis felállításának az esélye a hagyományos mikroszkópos kromoszóma vizsgálatokkal szemben, így jelentős áttörések érhetők el a nehezen feltárható összetett genetikai betegségek precízebb megismerésében.
A DNS chip módszer talán egyik legérdekesebb alkalmazási területe lombikbébi programhoz kötődő preimplantációs genetikai diagnosztika (PGD), mely a beágyazódás előtti preembrió genetikai vizsgálatát jelenti. A világon évente több ezer ilyen vizsgálatot végeznek el. A vizsgálathoz a szervezeten kívüli megtermékenyítés során (in vitro fertilizáció/IVF) a petesejtből, mikromanipulátor segítségével az egyik, vagy mindkét sarkitestet (poláris test), vagy a fejlődő preembrióból a későbbi osztódás során néhány sejtet eltávolítanak úgy, hogy eközben a petesejt vagy a preembrió életképessége nem károsodik. Az eltávolított sarkitestekből vagy embrionális sejtekből genetikai vizsgálattal megállapítható, hogy mely preembriók érintettek egy adott genetikai betegségben, illetve hogy a preembriók kromoszóma állománya normális-e. A legújabb klinikai eredmények ugyanis rámutattak arra, hogy a spontán, illetve IVF módszerrel fogant preembriók jelentős hányada kromoszóma számbeli eltéréseket, úgynevezett aneuploidiát mutat, így sajnos az is előfordulhat, hogy egy 40 év körüli vagy e kor feletti nő akár összes petesejtjeinek 70-90%-a is hordozhat aneuploidiákat. Ezek a tényezők húzódhatnak meg amögött, ha a megtermékenyülő, vagy osztódni kezdő embrió a beültetés után egyszerűen elhal, vagy nem tapad meg, így nem fejlődik ki belőle egészséges utód, melynek általában sikertelen IVF-ciklus a következménye. Ezen preembriók beültetése a kezelések során a beágyazódás elmaradásához, illetve spontán vetéléshez vezethet, továbbá kromoszóma rendellenességekre visszavezethető betegségek előfordulását növeli. Az eddig általánosan erre a célra alkalmazott kromoszómaszűrő módszer legfőbb hátránya, hogy segítségével rutinszerűen a preembrió kromoszómaállománynak csak egy kis része elemezhető (5 illetve 8 féle kromoszóma) szemben az ember 24 féle kromoszómájával. Így könnyen előfordulhat, hogy a kóros számban lévő kromoszóma nem is kerül a vizsgálat során tesztelésre. Ma már rendelkezésre állnak olyan, speciálisan tervezett array CGH megoldások, melyeket direkt a preimplantációs genetikai eljárás keretében elvégezendő egysejtes vizsgálatokra fejlesztettek. Ennek a technikának az alkalmazásával az összes emberi kromoszóma számbeli és nagyobb szerkezeti eltérése egyidejűleg, akár 12 órán belül vizsgálható. Az eljárás gyorsasága lehetővé teszi, hogy egy rutin IVF ciklus keretében a preembriók visszahelyezése előtt kiválaszhatóak legyenek azok a preembriók, akiknek megfelelő kromoszóma-szerkezeti állapotuk van, illetőleg megfelelő számban tartalmazzák a kromoszómákat, így elkerülhető a preembriók fagyasztása.
Ebben az esetben nem a kromoszómák részletes szerkezetelemzése a cél, hanem a számbeli és nagyobb szerkezeti eltérése rendkívül gyors detektálása.
A Reprogenex Géndiagnosztikai Laboratórium ezen a területen világszerte is újdonságnak számító array CGH technológiát vezet be Magyarországon. Kiemelt fontosságú a technológia preimplantációs genetikai alkalmazása, hiszen így lehetővé válik a preembriók gyors, teljeskörű kromoszóma állományának tesztelése még az IVF cikluson belül, még az embriók méhen belüli felhelyezése előtt.
Ezt a technológiát leginkább az alábbi speciális esetekben ajánljuk:
• Előrehaladott anyai életkor esetében (35-40 év felett)
• Habituális vetélések esetében (akinek több alkalommal, ismeretlen okból terhessége vetéléssel végződött)
• Többszöri sikertelen IVF beavatkozást követően
• Ha a megelőző IVF kezelések során felmerült a gyanú arra, hogy az embriók nagy része genetikailag rendellenes lehet
• Akinek a családjában valamilyen genetikai eredetű betegség megtalálható
• Akinek fejlődési rendellenességgel született gyermeke van
• Súlyos férfi eredetű meddőség esetén
