Aneuploidie

Aneuploidie je genetické onemocnění, při kterém má buňka nebo organismus nesprávný počet chromozomů, než je typická nebo diploidní (2n) sada chromozomů pro daný druh. Lidské buňky obvykle obsahují 46 chromozomů (23 párů), ale při aneuploidii se tento počet může změnit, což může vést k řadě genetických poruch a zdravotních stavů.

Mezi příklady aneuploidie patří:

1. Downův syndrom (trisomie 21): V tomto případě má člověk nadbytečnou kopii 21. chromozomu, což má za následek různé fyzické a duševní postižení.
2. Edwardsův syndrom (trisomie 18): Tento stav je spojen s nadbytečnou kopií 18. chromozomu a často vede k vážným zdravotním problémům.
3. Pato syndrom (trisomie X): Ženy s tímto syndromem mají nadbytečnou kopii chromozomu X, která může způsobit fyzické a duševní postižení.
4. Klinefelterův syndrom (XXY): Muži s tímto syndromem mají nadbytečnou kopii chromozomu X, což může způsobit řadu fyzických a psychických změn.
5. Monosomie X (Turnerův syndrom): Dívkám s tímto syndromem chybí jeden ze dvou chromozomů X, což může vést k fyzickým a psychickým poruchám.

Aneuploidie může být důsledkem chyb v procesech meiózy (pohlavního dělení buněk) nebo mitózy (atypického dělení buněk). Může vést k závažným zdravotním následkům a často vyžaduje lékařské sledování a zásah.

Aneuploidie a mutace jsou dva různé genetické jevy, i když v některých případech mohou spolu souviset. Zde jsou jejich hlavní rozdíly:

1. Aneuploidie:

   • Definice: Aneuploidie je genetická změna zahrnující změnu počtu chromozomů v buňce nebo organismu, tj. přítomnost nadbytečných nebo chybějících chromozomů.
   • Příčina: Aneuploidie obvykle není výsledkem bodových mutací (substitucí, inzercí nebo delecí v nukleotidech), ale spíše je způsobena chybami v meióze nebo mitóze během buněčného dělení.

2. Mutace:

   • Definice: Mutace je změna v nukleotidové sekvenci DNA, která může zahrnovat substituce, inzerce, delece a další změny genetické informace.
   • Příčina: Mutace mohou vznikat v důsledku řady faktorů, včetně náhodných chyb během kopírování DNA, chemických nebo fyzikálních mutagenů, vystavení záření a dalších faktorů.

Vyznamenání:

• Aneuploidie zahrnuje změnu počtu chromozomů, zatímco mutace zahrnuje změnu specifické sekvence nukleotidů v genomu.
• Aneuploidie obvykle zahrnuje změny zahrnující velký počet genů, protože postihuje celý chromozom nebo dokonce více chromozomů. Mutace může postihnout jeden nebo více genů.
• Aneuploidie může způsobit několik zdravotních problémů najednou, protože mění způsob, jakým funguje mnoho genů. Mutace mohou být buď neutrální, nebo škodlivé, v závislosti na jejich umístění a důsledcích pro funkci genů.

Ačkoli se liší, některé typy aneuploidie mohou být způsobeny mutacemi v genech zodpovědných za procesy související s buněčným dělením nebo chromozomy, což může zhoršit lékařské důsledky aneuploidie.

Genomická aneuploidie

Jedná se o typ aneuploidie, při které abnormality v počtu chromozomů postihují celý genom, tj. všechny chromozomy organismu, na rozdíl od náhodných změn v jednom nebo několika chromozomech.

Mezi příklady genomových aneuploidií patří:

1. Polyploidie: Jedná se o stav, kdy buňky nebo organismy mají další sady chromozomů. Například triploidie (3n) znamená mít tři sady chromozomů místo dvou a tetraploidie (4n) znamená mít čtyři sady.
2. Autoploidie: V tomto případě všechny chromozomy z komplementárních sad stejného druhu (např. dvě sady chromozomů stejného druhu).
3. Aloploidie: V tomto případě patří další sady chromozomů různým druhům nebo poddruhům.

Genomické aneuploidie mohou být důsledkem chyb v meióze (pohlavním dělení buněk) nebo abnormalit v deleci buněk. Mohou mít závažné důsledky pro vývoj a život organismu a často jsou spojeny s různými zdravotními stavy a syndromy.

Jedním z nejznámějších příkladů genomové aneuploidie je Downův syndrom (trisomie 21), kdy má člověk jednu kopii 21. chromozomu navíc a celkem 47 chromozomů místo standardních 46. Tento syndrom má za následek charakteristické fyzické a psychické rysy.

Aneuploidní syndrom

Jedná se o skupinu genetických syndromů spojených se změnou počtu chromozomů v buňkách nebo organismech. Aneuploidie může vést k přítomnosti nadbytečných chromozomů (trisomie) nebo chybějících chromozomů (monosomie) v buňkách. Mezi nejznámější aneuploidní syndromy patří:

1. Downův syndrom (trisomie 21): Tento syndrom je způsoben přítomností nadbytečné kopie 21. chromozomu. Mezi příznaky patří mentální retardace, fyzické rysy (například vrásčitý obličej), zvýšené riziko srdečních onemocnění a další zdravotní problémy.
2. Edwardsův syndrom (trisomie 18): Tento syndrom je způsoben přítomností další kopie 18. chromozomu. Je doprovázen těžkým fyzickým a duševním postižením a zdravotními problémy, které mohou výrazně omezit délku života.
3. Patauův syndrom (trisomie 13): Tento syndrom je způsoben přítomností další kopie 13. chromozomu. Je také charakterizován těžkým fyzickým a duševním postižením a zkrácenou délkou života.
4. Klinefelterův syndrom (XXY): Tento syndrom je spojen s přítomností jednoho chromozomu X navíc u mužů (obvykle XXY). Mezi příznaky může patřit opožděný pohlavní vývoj a další fyzické a psychické projevy.
5. Turnerův syndrom (X0): Tento syndrom je spojen s absencí jednoho z chromozomů X u žen (X0). Mezi příznaky může patřit nízký vzrůst, abnormální vývoj genitálií a další zdravotní problémy.

Tyto aneuploidní syndromy mohou způsobit řadu zdravotních a duševních poruch a obvykle jsou spojeny se změnami v počtu chromozomů, které jsou důsledkem chyb v procesu buněčného dělení během embryonálního vývoje.

Příčiny aneuploidie

Aneuploidie, změna v počtu chromozomů, se může objevit v důsledku různých genetických a environmentálních faktorů. Zde jsou některé z hlavních příčin aneuploidie:

1. Chyby v meióze: Meióza je pohlavní buněčné dělení, které produkuje gamety (vajíčka a spermie). Chyby v procesech meiózy mohou vést k nesprávnému oddělení chromozomů, což může způsobit aneuploidii v gametách.
2. Chyby v mitóze: Mitóza je typ buněčného dělení, při kterém vznikají somatické buňky (ne pohlavní buňky). Chyby v mitóze mohou způsobit změnu v počtu chromozomů v buňkách organismu.
3. Expozice prostředí: Některé chemikálie, záření a další faktory prostředí mohou zvýšit riziko aneuploidie.
4. Genetické mutace: Přítomnost genetických mutací nebo zděděných faktorů může přispívat k aneuploidii.
5. Syndromy a dědičná onemocnění: Některé genetické syndromy, jako je Downův syndrom, Edwardsův syndrom a další, jsou spojeny se specifickými typy aneuploidie.
6. Věk matky: Ženy po 35. roce věku mají zvýšené riziko aneuploidie u novorozenců, zejména u Downova syndromu.
7. Infekce a nemoci: Některé infekce a nemoci, jako je virová hepatitida, mohou zvýšit riziko aneuploidie.
8. Léky: Některé léky, jako je chemoterapie, mohou také zvýšit riziko aneuploidie.

Různé typy aneuploidie mohou mít různé následky a mohou způsobit různé zdravotní problémy. Riziko aneuploidie lze snížit genetickým poradenstvím, pravidelnými lékařskými testy a zdravým životním stylem.

Patogeneze

Zde jsou některé ze základních mechanismů, které mohou vést k aneuploidii:

1. Chyby v meióze: Meióza je proces pohlavního buněčného dělení, při kterém vznikají gamety (vajíčka a spermie). Chyby v meióze, jako je nesprávné oddělení chromozomů během meiotického dělení I nebo II, mohou vést ke vzniku gamet s nesprávným počtem chromozomů.
2. Chyby v mitóze: Mitóza je proces buněčného dělení, při kterém vznikají somatické (nepohlavní) buňky. Chyby v mitóze mohou vést ke změně počtu chromozomů v nových buňkách. Například chyba v mitóze může způsobit, že buňka získá další kopii chromozomu nebo o jednu přijde.
3. Nerozdělení chromozomů: Nerozdělení chromozomů je nesprávné oddělení chromozomů během buněčného dělení. Může k němu dojít buď v meióze, nebo v mitóze. Pokud se například chromozomy nerozdělí rovnoměrně mezi dceřiné buňky, může to vést k aneuploidii.
4. Mechanické abnormality: Mechanické abnormality během buněčného dělení, jako jsou abnormality chromozomální helicity nebo strukturální abnormality chromozomů, mohou způsobit chyby v separaci chromozomů a vést k aneuploidii.
5. Expozice prostředí: Některé chemikálie, záření a další faktory prostředí mohou zvýšit riziko aneuploidie ovlivněním buněčných procesů.
6. Mitotické abnormality: Mitotické abnormality mohou zahrnovat aberace během dělení somatických buněk, což může vést ke změnám v počtu chromozomů v tělesných tkáních.

Mechanismy aneuploidie mohou být rozmanité a jejich přesná povaha může záviset na konkrétních okolnostech a typu aneuploidie. Tyto změny se mohou vyskytnout buď během vývoje plodu, nebo v buňkách těla v různých obdobích života.

Formuláře

Existuje několik různých typů aneuploidie v závislosti na počtu chromozomů, které mohou být navíc nebo chybět:

1. Trisomie: Jedná se o přítomnost jedné kopie chromozomu navíc. Například trisomie 21 vede k Downovu syndromu, kdy má člověk tři kopie chromozomu 21.
2. Monosomie: Jedná se o stav, kdy chybí jeden chromozom z páru. Například monosomie X (Turnerův syndrom) nastává, když ženě chybí jeden ze dvou chromozomů X.
3. Polyploidie: Jedná se o přítomnost dalších sad chromozomů. Například triploidie znamená mít tři sady chromozomů místo standardních dvou.
4. Diploidie s genetickými změnami: V některých případech může dojít ke změnám v chromozomech nebo ke změnám ve struktuře chromozomů, což se také považuje za aneuploidii.
5. Hypoploidie: Jedná se o přítomnost menšího počtu chromozomů než obvykle. Hypoploidie může zahrnovat méně než dvě sady chromozomů.
6. Izochromie: Je to stav, kdy je jeden z chromozomů rozdělen na dvě stejné části se stejným materiálovým složením.
7. Triploidie: Jedná se o přítomnost další sady chromozomů, což vede k přítomnosti tří kopií každého chromozomu v buňce.

Aneuploidie chromozomů skupiny D označuje přítomnost abnormálního počtu chromozomů v buňkách organismu a tato aneuploidie je spojena s chromozomy patřícími do skupiny D (obvykle chromozomy 13, 14, 15, 21 a 22). Například přítomnost další kopie jednoho z těchto chromozomů (triploidie) nebo absence jednoho z nich (monosomie) může být formou aneuploidie.

Aneuploidie mohou vést k různým genetickým poruchám a syndromům, jako je Downův syndrom (trisomie 21, charakterizovaná přítomností třetí kopie chromozomu 21) nebo Patauův syndrom (trisomie 13) a další.

Aneuploidie na chromozomech D však může mít různé důsledky v závislosti na konkrétní chromozomální poruše a orgánech, které postihuje. Pro stanovení přesné diagnózy a pochopení možných důsledků aneuploidie, jakož i pro vytvoření léčebných a podpůrných strategií, je nezbytná konzultace s genetikem nebo specialistou na genetické poruchy.

Aneuploidie chromozomů skupiny C znamená, že osoba nebo organismus má abnormální počet chromozomů patřících do chromozomů skupiny C. Chromozomy skupiny C obvykle znamenají chromozomy střední velikosti. Normální sada chromozomů u lidí zahrnuje 46 chromozomů, které jsou rozděleny do 23 párů. Při aneuploidii může být jeden z chromozomů v této skupině buď nadbytečný, nebo chybějící, což může vést k různým genetickým a zdravotním problémům, jako je Downův syndrom (trizomie 21) nebo jiné genetické abnormality. Aneuploidie mohou vznikat v důsledku chyb v procesu buněčného dělení během mitózy (u somatických buněk) nebo meiózy (u zárodečných buněk).

Aneuploidie chromozomů skupiny E označuje abnormality v počtu chromozomů, které patří do skupiny E v lidském karyotypu. Skupina E zahrnuje chromozomy s čísly 4 a 5. Mezi tyto změny může patřit buď nadbytečné kopie chromozomů E (trisomie 4 nebo 5), nebo jejich absence (monosomie 4 nebo 5).

Příklady aneuploidie na chromozomech skupiny E:

1. Trisomie 4: Jedná se o stav, kdy má člověk další kopii 4. chromozomu, tj. 47 chromozomů místo standardních 46. Tato trisomie může mít různé zdravotní následky a může ovlivnit vývoj těla.
2. Trisomie 5: Stejně jako trisomie 4 je i trisomie 5 spojena s přítomností další kopie 5. chromozomu. Tento stav může způsobit zdravotní problémy a může mít různé projevy.
3. Monosomie 4: Monosomie 4 je stav, kdy chybí jeden ze 4. chromozomu. Je to vzácný stav, který může mít i zdravotní následky.
4. Monosomie 5: Monosomie 5 znamená, že chybí jeden z 5. chromozomu. Je to také vzácný stav, který může mít řadu zdravotních následků.

Aneuploidie chromozomu E, stejně jako jiné formy aneuploidie, může způsobit řadu zdravotních stavů a syndromů v závislosti na povaze a přesném umístění změn v chromozomech. Diagnóza těchto stavů se obvykle provádí cytogenetickými technikami a genetickou analýzou.

Diagnostika aneuploidie

Diagnóza aneuploidie, změn v počtu chromozomů, se provádí pomocí různých metod a testů. Zde jsou některé z nejběžnějších metod diagnostiky aneuploidie:

1. Amniocentéza: Jedná se o invazivní zákrok, při kterém se jehlou odebere vzorek plodové vody z plodových obalů. Tento vzorek obsahuje fetální buňky, které lze cytogeneticky analyzovat za účelem stanovení přítomnosti aneuploidie.
2. Choriová biopsie (CB): Jedná se také o invazivní zákrok, při kterém se odebírá vzorek choriových klků (placentární tkáně) pro cytogenetickou analýzu. Choriovou biopsii lze provést dříve v těhotenství než amniocentézu.
3. Neinvazivní prenatální testování (NIPT): Tato metoda dokáže detekovat přítomnost aneuploidie a dalších genetických abnormalit plodu pomocí krevního testu matky. NIPT se obvykle provádí po 10. týdnu těhotenství a má nízkou míru falešně pozitivních výsledků.
4. Ultrazvuk: Ultrazvuk může být použit k detekci některých známek aneuploidie, jako je zvětšená tloušťka cervikálních klků nebo fyzické znaky plodu, které mohou vzbudit podezření na abnormalitu.
5. Genetická analýza: Cytogenetická analýza (studium chromozomů) a molekulárně genetická analýza mohou být použity k přesnému určení povahy aneuploidie a stanovení typu chromozomálních změn.

Volba způsobu diagnostiky aneuploidie může záviset na mnoha faktorech, včetně gestačního věku, zdravotních stavů, rizika abnormalit a přání rodičů. Rozhodnutí o diagnóze a volbě metody se obvykle činí ve spolupráci s gynekologem a genetikem.

Diferenciální diagnostika

Polyploidie a aneuploidie jsou dva různé typy změn v počtu chromozomů v buňkách nebo organismech. Zde jsou jejich hlavní rozdíly:

1. Polyploidie:

   • Definice: Polyploidie znamená mít další sady kompletních sad chromozomů. Například polyploidní organismy mohou mít dvě, tři nebo více kompletních sad chromozomů.
   • Příklady: Příklady polyploidních organismů jsou některé rostliny (např. pšenice, bombardování) a některé druhy zvířat (např. losos).
   • Důsledky: Polyploidie může být stabilní a dokonce pozitivní pro přežití organismu, protože další kopie chromozomů mohou druhu poskytnout stabilitu a rozmanitost.

2. Aneuploidie:

   • Definice: Aneuploidie znamená mít nesprávný počet chromozomů, včetně nadbytečných nebo chybějících chromozomů v buňkách organismu.
   • Příklady: Mezi příklady aneuploidie patří Downův syndrom (trisomie 21, kdy je přítomen 21. chromozom navíc), Edwardsův syndrom (trisomie 18) a další genetické syndromy zahrnující změny v počtu chromozomů.
   • Důsledky: Aneuploidie je často spojena s vážnými zdravotními problémy a může způsobit řadu fyzických a duševních abnormalit, stejně jako další stavy.

Hlavní rozdíl mezi polyploidií a aneuploidií tedy spočívá v tom, že polyploidie zahrnuje další sady kompletních sad chromozomů, zatímco aneuploidie zahrnuje změnu počtu chromozomů v buňkách nebo organismech, ale bez kompletních sad dalších chromozomů.