Genetika

Plodova voda (amnionska tečnost) je tečnost koja okružuje embrion, a kasnije i fetus tokom trudnoće i koja u sebi sadrži ćelije fetusa. Hromozomi se analiziraju kada ćelije fetusa, koje se gaje u laboratorijskim uslovima, u kulturi ćelija, dostignu dovoljan broj u fazi deobe. Amniocenteza se izvodi od 16. nedelje trudnoće u specijalističkoj ordinaciji pod kontrolom ultrazvuka. Analizom kariotipa iz plodove vode dobija se kompletan kariotip (obezbeđuje se određivanje broja i strukture svih 46 hromozoma i određivanje pola). Metoda: klasična citogenetička metoda i GTG bend Uzorak: plodova voda, oko 20 ml Vrijeme izdavanja rezultata: 10-14 dana, što zavisi od početnog broja fetalnih ćelija u uzorku plodove vode

Biopsija horionskih resica se zasniva na činjenici da su hromozomske i genske osobine horionskog tkiva identične sa fetalnim. Prednost ove metode je ta što se uzorak uzima od 9. do 13. nedelje trudnoće, pa se eventualni poremećaj nasledne osnove ploda otkriva vrlo rano. Određivanjem kariotipa ploda saznaje se i pol, zbog čega se ova intervencija savetuje i trudnicama kod kojih postoji rizik za prenošenje bolesti vezanih za polne hromozome. Analizom kariotipa iz horionskih resica mogu da se detektuju promene u broju i strukturi svih 46 hromozoma. Uzorak: horionske resice uzete iz placente pod kontrolom ultrazvuka Metoda: direktna citogenetička metoda i GTG bend Vrijeme izdavanja rezultata: 24 do 48 sati

Kordocenteza se radi posle 20. nedelje trudnoće. Analizom kariotipa iz krvi pupčanika mogu da se detektuju promjene u broju i strukturi svih 46 hromozoma. Uzorak: krvi iz pupčane vene (krv ploda) Metoda: klasična citogenetička metoda i GTG bend Vrijeme izdavanja rezultata: 5-7 dana

Najčešće je neophodno raditi kod bračnih parova sa problemom steriliteta ili uzastopnih spontanih pobačaja u ranoj trudnoći (prvi trimestar trudnoće). Kod odraslih, analiza se radi kada fenotipske karakteristike osobe ukazuju na hromozomopatije (primarna i sekundarna amenoreja, testikularna feminizacija, adronogenitalni sindrom, anomalije reproduktivnih organa, hipogonadizma, ginekomastija, sve azospermije i oligospermije). Kod dece, analiza se radi zbog dijagnostike kongenitalnih anomalija koje se odlikuju specifičnim fenotipskim karakteristikama, bilo koje smetnje u psihomotornom razvoju, kao i ako u porodici postoji istorija naslednih bolesti. Metoda: klasična citogenetička metoda i GTG bend Uzorak: puna krv oko 3 ml, heparin kao antikoagulans Vrijeme izdavanja rezultata: 5-7 dana

Trombofilija predstavlja medicinski termin koji se koristi da bi se opisalo stanje pri kome krv ima povećanu tendenciju ka stvaranju krvnog ugruška (tromba). Postoji više razloga zbog koga krv može da ima tendenciju povećanja zgrušavanja krvi. Trombofilija obično može biti: stečena i naslijedna. Kod stečenih trombofilija, abnormalna koagulacija krvi je uglavnom povezana sa specifičnim slučajevima, kao što je duže provođenje u krevetu nakon operacije, trauma, kancer, trudnoća, a takođe, mogu biti i posledice nekih životnih navika ili stečenih bolesti. Kod naslijednih trombofilija, osobe imaju tendenciju da stvaraju krvne ugruške zbog genetičke predispozicije koju su naslijedili od svojih roditelja. Urođeni faktori rizika najčešće nastaju zbog nekih genskih mutacija. Osobe sa naslijednom trombofilijom mogu imati porodičnu istoriju srodnika sa abnormalnim ili preteranim zgrušavanjem krvi. Prekomjerno zgrušavanje krvi na pogrešnom mestu, koje dovodi do začepljenja krvnog suda (tromboza) pogađa i arterije i vene. Genetički razlog za nastanak dubokih venskih tromboza je uzrokovan mutacijama na genima za metilentetrahidrofolat reduktazu MTHFR (C677T; A1298C), plazminogen aktivator inhibitor-1 PAI-1 (4G/5G), nedostatkom faktora V - Leiden faktor (R506Q), kao i povećanom produkcijom protrombina faktor II (G20210A). Ukoliko osoba naslijedi samo jednu kopiju mutiranog gena, kažemo da je heterozigotni nosilac mutacije. Ukoliko osoba nasljedi obe kopije mutiranog gena, kažemo da je homozigotni nosilac mutacije. Osobe koje su homozigotni nosioci mutacije imaju veći rizik za nastanak krvnog ugruška, nego osobe koje su heterozigotni nosioci mutacije. Također, osoba koja je nasliedila mutaciju u više od jednog gena (mutacija u faktoru V i faktoru II), ima veći rizik za nastanak krvnog ugruška. C677T i A1298C su najviše poznate i testirane MTHFR mutacije. Normalan MTHFR gen je C677C, dok je mutiran gen C677T, koji stvara MTHFR enzime koji su manje efikasni. Osoba može biti heterozigot za MTHFR, što znači da ima jednu kopiju mutiranog alela na MTHFR genu i jednu normalnu kopiju alela na MTHFR genu (C677T). Takođe, osoba može biti homozigot za MTHFR i imati dve kopije istog mutiranog alela (T677T). Normalan MTHFR gen je A1298A i osoba može biti heterozigot za MTHFR, što znači da ima jednu kopiju mutiranog alela na MTHFR genu i jednu normalnu kopiju alela na MTHFR genu (A1298C). Takođe, osoba može biti homozigot za MTHFR i imati dve kopije istog mutiranog alela (C1298C). Normalan PAI-1 gen je 4G/4G. Osoba može biti heterozigot za PAI 1 gen 4G/5G, što znači da ima jednu kopiju mutiranog alela na PAI-1 genu i jednu normalnu kopiju alela na PAI-1 genu. Takođe, osoba može biti homozigot za PAI-1 gen i imati dvije kopije istog mutiranog alela 5G/5G. Sve osobe imaju protein faktor V, koji ima ulogu u zgrušavanju krvi. Međutim, postoje osobe koje imaju DNK mutaciju u genu koji stvara protein faktor V i takve osobe imaju naslijedan tip trombofilije. Mutacija FV Leiden dovodi do zamjene aminokiseline arginin glutaminom na 506. mestu u proteinu. Ova promjena dovodi do smanjene osetljivosti faktora V na inhibitorno dejstvo aktiviranog proteina C (APC). Usled toga proces zgrušavanja krvi se nastavlja i nastaje tromboza. Heterozigotni nosioci ove mutacije imaju 3-7 puta veći rizik za nastanak tromboza, dok je kod homozigota ovaj rizik 80-90 puta veći u odnosu na osobe koji nisu nosioci. Mutacija protrombina faktor II (G20210A), koji je neophodan za odvijanje normalne koagulacije krvi se nalazi u 3’nekodirajućem regionu i dovodi do povećanja ekspesije gena što vodi ka povećanju nivoa protrombina u krvi, zbog čega postoji tendencija stvaranja krvnog ugruška. Ova mutacija 2-4 puta povećava rizik od nastanka venskih tromboza. Dijagnostika trombofilije je posebno značajna u trudnoći, jer krvni ugrušak može da se formira u krvnim sudovima placente, što smanjuje dotok krvi do ploda i može dovesti do gubitka trudnoće, intrauterine smrti ploda, zastoja u rastu i razvoju ploda. Na trombofiliju se treba testirati: ukoliko postoji pozitivna porodična anamneza, tromboze u mlađem životnom dobu ( manje od 40 godina života), ponavljani spontani pobačaji, udružene arterijske i venske tromboze, rekurentne idiopatske troboze i tromboze neobičnih lokalizacija. Dijagnostika ovih mutacija se zasniva na PCR metodi. Uzorak iz kog se radi testiranje je 3 ml pune krvi (EDTA kao antikoagulans). Sa rezultatima ovog testa se potvrđuje mogućnost postojanja sklonosti ka dubokim venskim trombozama, koji je nastao kao posledica mutacija na genima za MTHFR (C677T), PAI-1 (4G/5G), faktor V - Leiden faktor (R506Q) i faktor II (protrombin 20210A).

Mutacija protrombina faktor II (G20210A), koji je neophodan za odvijanje normalne koagulacije krvi se nalazi u 3’nekodirajućem regionu i dovodi do povećanja ekspesije gena što vodi ka povećanju nivoa protrombina u krvi, zbog čega postoji tendencija stvaranja krvnog ugruška. Ova mutacija 2-4 puta povećava rizik od nastanka venskih tromboza.

Sve osobe imaju protein faktor V, koji ima ulogu u zgrušavanju krvi. Međutim, postoje osobe koje imaju DNK mutaciju u genu koji stvara protein faktor V i takve osobe imaju naslijedan tip trombofilije. Mutacija FV Leiden dovodi do zamene aminokiseline arginin glutaminom na 506. mestu u proteinu. Ova promjena dovodi do smanjene osetljivosti faktora V na inhibitorno dejstvo aktiviranog proteina C (APC). Usled toga proces zgrušavanja krvi se nastavlja i nastaje tromboza. Heterozigotni nosioci ove mutacije imaju 3-7 puta veći rizik za nastanak tromboza, dok je kod homozigota ovaj rizik 80-90 puta veći u odnosu na osobe koji nisu nosioci.

C677T i A1298C su najviše poznate i testirane MTHFR mutacije. Normalan MTHFR gen je C677C, dok je mutiran gen C677T, koji stvara MTHFR enzime koji su manje efikasni. Osoba može biti heterozigot za MTHFR, što znači da ima jednu kopiju mutiranog alela na MTHFR genu i jednu normalnu kopiju alela na MTHFR genu (C677T). Takođe, osoba može biti homozigot za MTHFR i imati dve kopije istog mutiranog alela (T677T).

C677T i A1298C su najviše poznate i testirane MTHFR mutacije. Normalan MTHFR gen je A1298A i osoba može biti heterozigot za MTHFR, što znači da ima jednu kopiju mutiranog alela na MTHFR genu i jednu normalnu kopiju alela na MTHFR genu (A1298C). Takođe, osoba može biti homozigot za MTHFR i imati dve kopije istog mutiranog alela (C1298C).

Normalan PAI-1 gen je 4G/4G. Osoba može biti heterozigot za PAI 1 gen 4G/5G, što znači da ima jednu kopiju mutiranog alela na PAI-1 genu i jednu normalnu kopiju alela na PAI-1 genu. Takođe, osoba može biti homozigot za PAI-1 gen i imati dvije kopije istog mutiranog alela 5G/5G.

Cistična fibroza ili mukovicidoza je najčešće autozomno – recesivno oboljenje u populaciji ljudi bijele rase sa učestalošću 1:2500 novorođene dece. Ovaj tip nasljeđivanja podrazumeva da se bolest ispoljava u prisustvu dvije doze mutiranog gena tj. oba roditelja moraju da budu nosici mutacije (heterozigoti) da bi njihovo dijete imalo rizik da oboli od cistične fibroze. Roditelji koji su nosioci ovog gena mogu imati: sasvim zdravu djecu (25%), djecu koja su obolela (25%) ili djecu koja su kao i roditelji samo nosioci gena za cističnu fibrozu (50%). Cistična fibroza nastaje kao posledica mutacija u CFTR genu, koji se nalazi na hromozomu broj 7. CFTR gen ima ulogu u davanju instrukcija za stvaranje kanala kojim se vrši transport jona hlora . Najčešća mutacija je označena kao F508 del koja dovodi do defekta na proteinu koji reguliše transport jona hlora kroz ćelijsku membranu. To ima za posledicu stvaranje gustog mukoznog sekreta. Najčešće se karakteriše promjenama na plućima i pankreasu gdje gusti sekret može dovesti do zapušenja bronhiola i pankreasnih kanala, što dovodi do čestih infekcija i insuficijencije ovih organa. Cistična fibroza može dovesti i do poremećaja ostalih оrgana: semjenih kanalića u testisima usleg čega nastupa infertilitet, poremećaj u sistemu organa za varenje, dijabetesa... Analizu DNK na prisustvo CFTR mutacija treba raditi: ako kod osobe postoji klinička slika cistične fibroze, kod roditelja bolesnog deteta (uslov za prenatalnu analizu), prenatalna dijagnostika u rizičnim porodicama, uočena hiperehogenost crijeva ploda na ultrazvučnom pregledu u drugom trimestru trudnoće, infertilitet kod muškaraca kod kojih je azospermija izazvana fizičkim obstrukcijama ili odsustvom semenih kanala.

Ovom metodom se mogu analizirati samo određene numeričke promjene hromozoma, i to promjene u broju hromozoma broj 13 (Patau sindrom), 18 (Edwards sindrom), 21 (Dawn sindrom) i polnih hromozoma X i Y (XXY Klinefelterov sindrom i X0 Tarnerov sindrom i promjene tipa XXX i/ili XYY, u uzorku iz koga se radi QF-PCR (horionske resice ili amnionska tečnost). Nedostatak ove metode je taj što se ne dobijaju strukturne promjene na hromozomima, kao ni sve numeričke promene na hromozomima osim navedenih, za razliku od analize kariotipa klasičnom citogenetičkom metodom, pri čemu se dobija informacija o promjenama u broju i strukturu svih 46 hromozoma (dobija se kompletan kariotip). Metoda: QF-PCR Uzorak: horionske resice; 3-5ml plodove vode; 1ml krvi iz pupčanika ili abortivni materijal Vrijeme izdavanja rezultata: 48 sati

BRCA1 (nalazi se na dugom kraku hromozoma broj 17) i BRCA2 (nalazi se na dugom kraku hromozoma broj 13) su humani geni zaduženi za stvaranje tumor supresorskih proteina. Ovi proteini pomažu u reparaciji oštećenja genetičkog koda (DNK) i imaju ulogu da obezbede stabilnost genetičkog materijala unutar ćelije. Ukoliko jedan od ova dva gena mutira, proces reparacije genetičkog materijala se ne može korektno izvesti. To Vrijemenom oštećuje ćeliju, utiče na njenu funkciju i konačno može dovesti do nastanka kancera. Oko 5-10% kancera dojke je nasledno. Ukoliko osoba naslijedi mutaciju u genima BRCA1 i BRCA2, ima povećan rizik za razvoj kancera dojke i/ili jajnika. Postoji i povećan rizik za razvoj i drugih tipova kancera. U slučaju pozitivnog nalaza ovaj test nam omogućava da donesemo odluku o potrebi učestalih dijagnostičkih kontrola ili odgovarajućih procedura lečenja, kako kod osobe kod koje se detektuju mutacije gena, tako i kod njenih srodnika. Deca roditelja koji su nosioci mutacija imaju verovatnoću od 50% da će je naslijediti od roditelja. Kada se kod osobe dokaže mutacija gena, to podrazumeva vjerovatnoću od 50% da su i njegova braća i sestre nosioci mutacija. Ukoliko se dokaže da je osoba nosilac mutiranog gena, a već je obolela od karcinoma, to znači da je pod povećanim rizikom za razvoj udruženog maligniteta. Metoda: sekvencioniranje Uzorak: puna krv oko 3 ml, EDTA kao antikoagulans Vrijeme izdavanja rezultata: na upit

Alfa-1 antitripsin deficijencija je genetički poremećaj koji dovodi do neispravne proizvodnje alfa-1 antitripsina (A1AT). Kao posljedica toga javlja se smanjena aktivnost alfa-1 antitripsina u krvi i plućima i taloženje prekomerne količine abnormalnog A1AT proteina u ćelijama jetre. Alfa-1 antitripsin deficijencija može izazvati oboljenje pluća i jetre. Simptomi i znaci oboljenja, kao i godine kada se javlja, variraju između osoba. Osobe sa deficijencijom alfa-1 antitripsina uglavnom ispoljavaju prve znake i simptome oboljenja pluća između 20. i 50. godine života. Najraniji simptomi su kratak dah praćen srednjom aktivnošću i smanjenom sposobnošću za vežbanjem. Drugi simptomi su gubitak težine, ubrzano lupanje srca, respiratorne infekcije,... Obolele osobe često razvijaju emfizemu-oboljenje pluća izazvano oštećenjem alveola (otežano disanje, kašalj). Kod oko 10% novorođenih sa deficijencijom alfa-1 antitripsina razvija se oboljenje jetre (žutica). Kod oko 15% odraslih razvija se oštećenje jetre (ciroza). Takođe, postoji i rizik od razvoja kancera jetre-hepatocelularni karcinom. Učestalost ovog oboljenja je 1:1500-3000 u evropskoj populaciji. Mutacije u SERPINA1 genu, koji se nalazi na dugom kraku hromozoma broj 14, su odgovorne za alfa-1 antitripsin deficijenciju. Ovaj gen pruža informaciju za stvaranje proteina alfa-1 antitripsin, koji se stvara u jetri i ima funkciju da štiti telo od enzima neutrofilne elastaze. Ovaj enzim se oslobađa iz bijelih krvnih zrnaca da bi se borio protiv infekcija, ali može da napadne zdravo tkivo (pluća) ako proces nije uravnotežen i ako nije kontrolisan alfa-1 antitripsinom. Normalno joj alfa-1 antitripsin ne dozvoljava prekomerne reakcije, tj. ne dozvoljava joj da oštećuje elastin koji doprinosi elastičnosti pluća, dok kod alfa-1 antitripsin deficijencije, neutrofilna elastaza oštećuje elastin i samim tim dolazi do respiratornih komplikacija (emfizema). Način nasljeđivanja je autozomno kodominantno, što znači da 2 različite verzije gena mogu biti aktivne i da obe verzije učestvuju u genetičkim osobinama. Osoba može imati dvije normalne kopije gena i takva osoba je zdrava, može imati jednu normalnu i jednu mutiranu kopiju gena i za takvu osobu se kaže da je nosilac mutacije (stvaraju dovoljnu količinu alfa-1 antitripsina i ostaju zdravi posebno ako ne puše) i mogu imati dve kopije mutiranog gena i takve osobe su obolele jer imaju težak deficit alfa-1 antitripsina. Faktori sredine, kao što su izlaganje duvanskom dimu, hemikalijama i prašini, mogu uticati na učestalost alfa-1 antitripsin deficicijencije. Analiza alfa-1 antitripsin genotipizacija se koristi za identifikaciju genskih mutacija na genu za alfa-1 antitripsin (SERPINA1 gen). Određuje se iz EDTA krvi.

Gilbertov sindrom je naslijedni poremećaj metabolizma bilirubina, sa autozomno-recesivnim načinom prenošenja bolesti. Bolest se javlja se sa učestalošću od 1:50. Sindrom se četiri puta češće javlja kod osoba muškog pola, nego kod osoba ženskog pola. Glavni simptom bolesti je žutilo koje je posledica povišene koncentracije nekonjugovanog bilirubina u krvi. Kod Gilbertovog sindroma postoji slaba funkcija ili potpuni nedostatak funkcionisanja enzima glukuronil-trensferaze koji bilirubin pretvara iz nekonjugovanog oblika u konjugovani oblik i omogućava njegovo izlučivanje u žuč, a preko digestivnog sistema u spoljašnju sredinu. Gen koji kodira enzim bilirubin-uridindifosfat-glukoronozil transferazu je UGT1A1 i nalazi se na dugom kraku hromozoma broj 2. Mutacija UGT1A1 gena dovodi do potpune ili parcijalne inaktivacije enzima, koji je neophodan za odstranjivanje bilirubina iz tela. Gilbertov sindrom je posledica insercijske mutacije TATA elemenata u homozigotnom stanju. Osobe koje imaju Gilbertov sindrom imaju 7 TA ponavljanja na oba alela regije UGT1A1 gena (TA7/TA7), dok zdrave osobe imaju 6 TA ponavljanja (TA6/TA6). Metoda: PCR Uzorak: puna krv oko 3 ml, EDTA kao antikoagulans Vrijeme izdavanja rezultata: 2 nedelje

Hemohromatoza je nasliedno oboljenje koje se javlja kao posledica mutacije u HFE genu koji se nalazi na kratkom kraku hromozoma broj 6. Ovaj gen kontroliše količinu gvožđa koje telo apsorbuje iz hrane. Kao posljedica te mutacije dolazi do poremećaja metabolizma gvožđa, pri čemu telo аpsorbuje previše gvožđа iz hrаne i taj višak gvožđa taloži u organe (jetra, srce, pankreas, koža, zglobovi). Prenosi se autozomno-recesivno. Bolest se javlja se sa učestalošću 1:200. HFE gen ima dve zajedničke mutacije, C282Y i H63D. Većina osoba sa nasljednom hemohromatozom su homozigoti za C282Y mutaciju. Povećan rizik za razvoj bolesti imaju i osobe koje su udruženi heterozigoti tipa C282Y/H63D. Hemohromatoza se može manifestovati sledećom kliničkim slikom: ciroza jetre, dijabetes, kardiomiopatija, artritis, testikularna nesposobnost, potamnjivanje kože i bol u zglobovima i kostima. Metoda: PCR Uzorak: puna krv oko 3 ml, EDTA kao antikoagulans Vrijeme izdavanja rezultata: 2 – 3 radna dana

Osobe koje su intolerantne na laktozu nemaju sposobnost potpune digestije šećera laktoze koji se nalazi u mlijeku. Nedostatak laktaze, enzima koji se stvara u tankom crevu, je uglavnom odgovoran za intoleranciju na laktozu. Normalno, enzim laktaza pretvara mliječni šećer laktozu u dva prosta šećera-glukozu i galaktozu, koji se apsorbuju u krvotoku preko sluzokože creva. Ukoliko osoba ima manjak enzima laktaze, laktoza iz hrane ulazi u creva umesto da bude procesuirana i apsorbovana. U debelom crevu, crevne bakretije interaguju sa nesvarenom laktozom uzrokujući simptome intolerancije na laktozu. Mnoge osobe imaju samo smanjen nivo laktaze i tada su u mogućnosti da konzumiraju mlečne proizvode bez posledica na zdravlje. Osobe koje imaju potpunu intoleranciju na laktozu, već nakon 30 minuta do 2 sata od konzumiranja mliječnih prizvoda ispoljavaju simptome, kao što su dijareja, nadutost, grčevi u stomaku, mučnina i povraćanje,.. Postoje tri vrste intolerancije na laktozu, koje uzrokuju različiti faktori karakteristični za svaki tip: 1.Primarna intolerancija na laktozu: ovo je najčešći tip i ove osobe započinju život stvarajući dovoljnu količinu laktaze, koju dobijaju iz mlijeka (neophodna za bebe). Pošto dijeca zamijenjuju mlijeko sa drugom vrstom hrane, njihova produkcija laktaze se prirodno smanjuje, ali ostaje u dovoljnoj koncentraciji da bi mogla da svari količinu mliječnih proizvoda tokom tipične ishrane odraslih. Kod primarne intolerancije na laktozu, produkcija laktaze naglo opada, što mliječne proizvode čini teškim za varenje. Nastaje u adolescenciji i odraslom dobu, kada ćelije digestivnog trakta ne stvaraju dovoljnu količinu laktaze. Uzrokovana je postepenim smanjivanjem aktivnosti LCT gena nakon detinjstva. 2.Sekundarna intolerancija na laktozu: ovaj tip nastaje kada se u tankom crevu smanjuje proizvodnja laktaze nakon bolesti, povreda ili operacija koje uključuju tanko crevo. Bolesti koje su povezane sa sekundranim oblikom intolerancije na laktozu su celijakija (nepodnošljivost glutena), bakterijska hiperprodukcija i Kronova bolest. 3.Urođena intolerancija na laktozu: javlja se već kod beba koje se rađaju sa potpunim odsustvom laktazne aktivnosti. Prouzrokovana je mutacijama u LCT genu, koji daje uputstva za stvaranje enzima laktaze. Ovaj poremećaj se prenosi sa generacije na generaciju, preko autozomno recesivnog načina prenošenja, što znači da oba roditelja moraju da prenesu na dete mutirani gen da bi se bolest ispoljila. PreVrijemeno rođena dijeca mogu imati ovaj oblik intolerancije zbog nedovoljnog nivoa laktaze. Testiranje intolerancije na laktozu podrazumijeva analizu LCT gena (13910C>T) PCR metodom iz krvi (3-5 ml, EDTA kao antikoagulans).