Наиболее частой причиной самопроизвольных абортов являются хромосомные дефекты, но их бывает трудно обнаружить. Исследователи из Копенгагенского университета разработали новый метод, который может помочь нам понять, как выглядят хромосомные дефекты и хромосомные изменения, связанные с болезнью, и как помочь в диагностике.
В Дании все больше и больше людей испытывают проблемы с фертильностью. Наиболее частой причиной самопроизвольного аборта являются хромосомные дефекты. Более половины выкидышей, происходящих в течение первых 12 недель, происходят из-за хромосомного дефекта плода.
Часто врачи не знают, о каком хромосомном дефекте идет речь. Поэтому также трудно понять, что родители могут сделать для успешного завершения беременности. Однако новое исследование Копенгагенского университета может помочь прояснить это.
Недавно разработанный метод может характеризовать хромосомы с беспрецедентным уровнем детализации и может помочь выявить новые хромосомные ошибки, которые невозможно диагностировать с помощью существующих методов.
«Мечта состоит в том, чтобы мы могли взять образец хромосомы, например, у человека, у которого есть проблемы с фертильностью, а затем использовать наш метод для анализа хромосом и определения того, что что-то не так. Потенциально его также можно использовать для исследования других хромосомных дефектов. и болезней, например рака», — говорит профессор Ян Хиксон с кафедры клеточной и молекулярной медицины, возглавлявший исследование.
Сегодня в больницах Дании уже стало обычной практикой исследовать хромосомы на наличие дефектов. Но новый метод позволит более тщательно исследовать хромосомы, объясняет Ян Хиксон.
«Сегодня исследуемые хромосомы подвергаются воздействию химических веществ, которые их фиксируют. Это похоже на ветеринара, который хочет осмотреть домашнюю собаку, но сначала должен ее набить», — говорит он.
Хромосомы одной клетки содержат два метра ДНК
«Мы используем оптический пинцет и микроскоп сверхвысокого разрешения, чтобы исследовать хромосомы, как будто они находятся внутри клеток, где они гибки и подвижны. С помощью этого метода мы можем перемещать, нажимать и тянуть хромосомы, чтобы увидеть, есть ли какие-либо аномалии, «, — говорит Ян Хиксон.
С помощью микроскопа сверхвысокого разрешения они могут в деталях увидеть, что происходит с хромосомой, когда они манипулируют ею.
«Мы можем обнаружить и другие скрытые хромосомные дефекты. Может быть, хромосома, например, распадается, когда мы тянем за один конец. Тогда мы знаем, что имеем дело с дефектом хромосомы.
«С помощью этого метода мы можем получить точный расчет механических свойств хромосом, и это может дать подробное представление о лежащей в их основе структуре. Если больная хромосома имеет более слабую структуру или слабое место, мы сможем измерить ее с помощью наш метод», — добавляет постдоктор Кристиан Фриберг Нильсен, один из главных авторов исследования.
Чтобы узнать, как выглядит больная хромосома, исследователям сначала пришлось исследовать несколько сотен нормальных хромосом.
«Хромосома — замечательная структура. Она состоит из двух молекул ДНК. Длина ДНК в хромосомах одной единственной клетки составляет два метра, но она упакована внутри крошечной клетки диаметром меньше толщины человеческого волоса. ДНК должны быть упакованы и свернуты до тех пор, пока хромосомы не примут характерную Х-образную форму, и только тогда мы сможем увидеть отдельные хромосомы с помощью микроскопа», — говорит Ян Хиксон.
1% населения Земли живет с хромосомным дефектом
Ян Хиксон подчеркивает, что существует очень тонкий баланс хромосом, и достаточно небольшой хромосомной ошибки, чтобы она повлекла за собой серьезные последствия.
«Самой известной генетической аномалией хромосом является синдром Дауна, который вызывается тем, что ребенок рождается с тремя копиями хромосомы 21 вместо двух. В то время как менее известный дефект, когда эмбрион имеет три копии хромосомы 16, является распространенная причина самопроизвольного выкидыша. Это показывает, насколько мягко сбалансирована система», — говорит Ян Хиксон.
Около 1% населения земного шара живет с хромосомным дефектом. Некоторые могут жить нормальной жизнью, например, мужчины с двойным Y-синдромом, у которых есть две копии мужской половой хромосомы. Для других с хромосомным дефектом это гораздо более инвалидизирующее и может привести к ранней смерти.
Поэтому исследователи надеются, что новый метод можно будет использовать для диагностики хромосомных дефектов и, таким образом, станет понятнее, как проводить скрининг хромосомных дефектов у плодов. В долгосрочной перспективе можно было бы даже помочь людям, живущим с хромосомным дефектом, например, путем скрининга их хромосом, чтобы предложить лечение, устраняющее определенные особенности дефекта.
Другие формы хромосомных аномалий наблюдаются при раке.
«Проще говоря, рак — это болезнь нашей ДНК и хромосом. При анализе хромосом из пораженной ткани часто очевидно, что у человека рак, и это видно по тому, что число хромосом очень велико. Например. , 83 или 71 вместо нормального 46. Но во многих случаях это не так очевидно», — говорит Ян Хиксон.
Он надеется, что в таких случаях новый метод поможет определить, действительно ли хромосомы скрывают вызывающие рак изменения.
Ян Хиксон считает, что метод, вероятно, будет тестироваться в лабораториях в течение пяти-десяти лет, прежде чем исследователи смогут опробовать его в клинических испытаниях.
«Нелинейная механика митотических хромосом человека » опубликована в Nature.
