Виртуелен кариотип

Виртуелен кариотип ― дигитална информација што одразува кариотип, што произлегува од анализата на кратки секвенци на ДНК од специфични места низ целиот геном, кои се изолирани и набројани.Digital karyotyping - Wang et al., 10.1073/pnas.202610899 - Proceedings of the National Academy of Sciences Открива варијации на бројот на геномски копии со повисока резолуција за ниво од конвенционалната кариотипизација или споредбената геномска хибридизација засновата на хромозом. Главните методи што се користени за создавање виртуелни кариотипови се низа на споредбената геномска хибридизација и низа на единечно нуклетидниот полиморфизам.

 Заднина 
Кариотипот (слика 1) е карактеристичниот хромозомски комплемент на еден еукариотски вид.White M.J.D. 1973. The chromosomes. 6th ed, Chapman & Hall, London. p28Stebbins G.L. 1950. Variation and evolution in plants. Chapter XII: The Karyotype. Columbia University Press N.Y. Кариотипот обично се прикажуван како слика на хромозомите од една единствена клетка распоредена од најголем (хромозом 1) до најмал (хромозом 22), а последни се прикажани половите хромозоми (X и Y). Историски гледано, кариотиповите се добивани со боење на клетките откако тие биле хемиски прекинати за време на клеточната делба. Кариотиповите се користени неколку децении за да бидат идентификувани хромозомските абнормалности и во микробните и во ракородните клетки. Конвенционалните кариотипови можат да го проценат целиот геном за промени во структурата и бројот на хромозомите, но резолуцијата е релативно груба, со ограничување за откривање од 5-10 Mb.
мини|250x250пкс| Слика 1. Кариотип на човек маж кој користи Гимзово боење.

 Метод 
Неодамна, биле појавени платформи за создавање кариотипови, правени на сметач и со висока резолуција од нарушена ДНК, како што се низа на споредбена геномска хибридизација и низа на единечна нуклеотидна полиморфизам. Концептуално, низите се составени од стотици до милиони сонди кои се комплементарни на регионот од интерес во геномот. Нарушената ДНК од тест примерокот е расцепкана, означена и хибридизирана во низата. Интензитетот на сигналот за хибридизација за секоја сонда е користен од специјализиран софтвер за да биде направен log2 соодносен од примерок и контрола за секоја сонда на низата.

Знаејќи ја местоположбата на секоја сонда на низата и местоположбата на секоја сонда во геномот, софтверот ги подредува сондите во хромозомски редослед и го реконструира геномот дигитално (слика 2).

Виртуелните кариотипови имаат драматично повисока резолуција од конвенционалната цитогенетика. Вистинската резолуција ќе зависи од густината на сондите на низата. Во моментов, Affymetrix SNP6.0 е комерцијално достапна низа со најголема густина за применувања за виртуелна кариотипизација. Содржи 1,8 милиони полиморфни и неполиморфни маркери за практична резолуција од 10–20 kb - приближно со големина на ген. Ова е приближно 1000 пати поголема резолуција од кариотиповите добиени од конвенционалната цитогенетика.

Виртуелните кариотипови може да бидат изведени на примероци од микробната линија за конституционални нарушувања, и клиничкото тестирање е достапно од десетици лаборатории сертифицирани со CLIA (genetests.org). Виртуелна кариотипизација може да биде направена и на свежи или формалинско фиксирани парафински тумори. Лабораториите кои се сертифицирани со CLIA, кои нудат тестирање на тумори се Creighton Medical Laboratories  (свежи и парафински вградени примероци на тумор) и CombiMatrix Molecular Diagnostics (свежи примероци на тумор).
мини| Слика 2. Виртуелен кариотип log2 соодносен преглед на примерок од хронична лимфоцитна леукемија со помош на низа на единечен нуклеотиден полиформизам. Жолта = број на копија од 2 (нормална/диплоидна), аква = 1 (бришење), розова = 3 (трисомија).

 Различни платформи за виртуелно кариотипирање 
Кариотипизацијата заснована на низа може да се направи со неколку различни платформи, и лабораториски развиени и комерцијални. Самите низи можат да бидат ширум геномот (сонди распространети низ целиот геном) или насочени (сонди за геномски региони за кои е познато дека се вклучени во одредена болест) или комбинација од двете. Понатаму, низите што се користени за кариотипизација може да користат неполиморфни сонди, полиморфни сонди (т.е. што содржат единечен нуклеотиден полиформизам) или комбинација од двете. Неполиморфните сонди можат да обезбедат само информации за бројот на копијата, додека низите на единечен нуклеотиден полиформизам можат да обезбедат и број на копии и статус на загуба на хетерозиготност во една анализа. Врстите на сонди кои се користени за неполиморфни низи се копирана, клонови на бактериски вештачки хромозоми (на пр. BlueGnome ) и олигонуклеотиди (на пример, Agilent, Санта Клара, Калифорнија, Соединетите Држави или Nimblegen, Медисон, Висконсин, Соединетите Држави). Комерцијално достапните олигонуклеотидни низи на единечниот нуклеотиден полиформизам можат да бидат со цврста фаза (Affymetrix, Санта Клара, Калифорнија) или врз основа на монистра (Illumina, Сан Диего, Калифорнија). И покрај разновидноста на платформите, на крајот сите тие користат геномска ДНК од нарушените клетки за да создадат дигитален кариотип со висока резолуција. Крајниот производ сè уште нема доследно име и е наречен виртуелно кариотипирање, дигитално кариотипирање, молекуларна алелокариотипизација, и молекуларна кариотипизација. Други поими што се користени за опишување на низите што се користат за кариотипизација вклучуваат олигонуклеотидни микрочипови со единечен нуклеотиден полиформизам и хромозомски микрочип. Некои сметаат дека сите платформи се вид на низи на споредбена геномска хибридизација, додека други го задржуваат тој поим за методите со две бои, а трети ги издвојуваат низите на единечен нуклеотиден полиформизам бидејќи тие создаваат повеќе и различни информации од методите со двобојна низа на споредбената гемонска хибридизација.

 Примени 

 Откривање на промени во бројот на копии 
Промените на бројот на копии може да се видат и во примероците од микробните и туморските примероци. Промените на бројот на копии може да бидат забележани со низи со неполиморфни сонди, како што е низа на споредбената геномска хибридизација, и со низи засновани на единечниот нуклеотиден полиформизам. Луѓето се диплоидни, така што нормалниот број на копии е секогаш два за неполовите хромозоми.

 Бришење: Бришење е губење на генетски материјал. Бришењето може да биде хетерозиготно (копија број 1) или хомозиготно (копија број 0, нулисомија). Микроделеционите синдроми се примери на конституционални нарушувања поради мали бришења во ДНК на микробната линија. Бришењето во клетките на туморот може да претставува исклучување на туморски потиснувачки ген и може да има дијагностички, прогностички или терапевтски последици.
 Добивки: добивката на бројот на копијата ја претставува добивката на генетскиот материјал. Ако добивката е од само една дополнителна копија на сегмент од ДНК, тоа може да биде наречено удвојување (сл. 3). Ако има една дополнителна копија од цел хромозом, тоа може да биде наречено трисомија. Зголемувањето на бројот на копии во примероците од микробната линија може да биде поврзано со болеста или може да биде бенигна варијанта на бројот на копии. Кога се гледани во клетките на туморот, тие може да имаат дијагностички, прогностички или терапевтски последици.

мини|306x306пкс| Слика 3. Шема на регионот на хромозомот пред и по настанот на удвојување.

 Засилувања: Технички, засилувањето е тип на зголемување на бројот на копијата во која има број на копирање >10. Во контекст на биологијата на ракот, често се забележувани засилувања кај онкогените. Ова може да укаже на полоша прогноза, да помогне да се категоризира туморот или да укаже на подобност за лекови. Пример за подобност на лекот е засилувањето Her2Neu и Herceptin, а дадена е слика на засилување Her2Neu откриена со виртуелно кариотипирање на низата на единечен нуклеотиден полиформизам (сл. 4).мини|Слика 4. Засилувањео со Her2 со низа на единечен нуклеотиден полиформизам од виртуелен кариотип.

 Губење на хетерозиготност, автозиготни сегменти и еднородителска дисомија 
Автозиготните сегменти и еднородителната дисомија се диплоидни/„кописко неутрални“ генетски наоди и затоа се забележувани само со низи засновани на единечен нуклеотиден полиформизам. И автозиготните сегменти и еднородителската дисомија ќе покажат губење на хетерозиготност со број на копии од два со кариотипирање на низата на единечниот нуклеотиден полиформизам. Поимот истеци на хомозгиготност (Runs of Homozgygosity) е општи поим кој може да биде користен или за автозиготни сегменти или за еднородителска дисомија.

 Автозиготен сегмент: Автозиготниот сегмент е двородител и е гледан само во микробната линија. Тие се продолжени низи на хомозиготни маркери во геномот и се појавуваат кога идентичен хаплотипски блок е наследен од двата родители. Тие се нарекувани и сегменти „идентични по потекло“ и можат да бидат користени за картирање на хомозиготноста.
 Еднородителска дисомија: Еднородителската дисомија се јавува кога двете копии на ген или геномски регион се наследени од истиот родител. Ова е еднородителско, за разлика од автозиготните сегменти кои се двородителски. Кога се присутни во микробната линија, тие можат да бидат безопасни или поврзани со болести, како што се Прадер-Вилиевиот или Ангелмановиот синдром. Исто така, за разлика од автозиготноста, еднородителската дисомија може да биде развиена во клетките на туморот, и тоа е нарекувано во книжевноста како стекната еднородителска дисомија или копирање неутрална загуба на хетерозиготност. Стекнатата еднородителска дисомија е доста честа појава и кај хематолошките и кај цврстите тумори и е пријавено дека сочинува 20 до 80% од загубата на хетерозиготност забележан кај човечките тумори. Стекнатата еднородителска дисомија може да послужи како втор погодок во Кнадсоновата хипотеза за туморска генеза со два погодоци, и на тој начин може да биде биолошки еквивалент на бришење. Бидејќи оваа врста на лезија не може да се открие со низата на споредбената геномска хибридизација, флуоресцентната „на лице место“ хибридизација или конвенционална цитогенетика, се претпочитаат низи засновани на единечен нуклеотиден полиформизам за виртуелна кариотипизација на туморите.

 Примери на клинички примени против рак 
Виртуелен кариотип може да биде создаден од речиси секој тумор, но клиничкото значење на идентификуваните геномски аберации се различни за секој вид на тумор. Клиничката корист варира и соодветноста најдобро ја одредува онколог или патолог во советување со лабораторискиот директор на лабораторијата што го изведува виртуелниот кариотип. Подолу се дадени примери на типови на рак каде клиничките последици на специфичните геномски аберации се добро утврдени. Овој список е претставителен, не е исцрпувачки. Мрежната страница на Лабораторијата за цитогенетика во Државната лабораторија за хигиена во Висконсин има дополнителни примери на клинички релевантни генетски промени кои лесно се откривамо со виртуелна кариотипизација. 

 Невробластом 
Врз основа на серија од 493 примероци на невробластом, објавено е дека севкупниот геномски модел, како што е тестиран со кариотипизација заснован на низа, е претскажувач за исходот кај невробластомот:

 Туморите кои се манифестирале исклучиво со промени на бројот на копии на цела хромозом биле поврзани со одлично преживување.
 Туморите кои се манифестираат со било каков вид на промени на бројот на копијата на сегменталниот хромозом биле поврзани со висок ризик од релапс.
 Во рамките на туморите кои покажуваат сегментални промени, дополнителни независни предиктори за намаленото вкупно преживување биле засилување со генот MYCN, бришења на 1p и 11q, и добивање на 1q.

Претходните публикации ги категоризирале невробластомите во три главни подвидови врз основа на цитогенетските профили:

 Подвид 1: поволен невробластом со речиси триплоидија и доминација на бројчани добивки и загуби, кои претежно претставуваат неметастатски невробластомски фази 1, 2 и 4S.
 Подвидови 2A и 2B: пронајдени во неповолен широко распространет невробластом, фази 3 и 4, со загуба на 11q и засилување на 17q засилување без засилување на генот MYCN (подвид 2A) или со засилување на MYCN често заедно со бришење на 1p и засилување на 17q (подвид 2B).

 Вилмсов тумор 
Губењето на хетерозиготност кое се однесува само на тумори, за хромозомите 1p и 16q идентификува подгрупа на пациенти со Вилмсовиот тумор кои имаат значително зголемен ризик од релапс и смрт. Загубата на хетерозиготност за овие хромозомски региони сега може да биде користен како независен прогностички фактор заедно со фазата на болеста за да се насочи интензитетот на третманот до ризикот од неуспех на третманот.

 Бубрежно-клеточен карцином 
Бубрежните епителни неоплазми имаат карактеристични цитогенетски аберации кои можат да помогнат во класификацијата. Поврзано Атлас за генетика и цитогенетика во онкологијата и хематологијата.

 Јасно-клеточен карцином: губење на 3p
 Папиларен карцином: трисомија 7 и 17
 Хромофобен карцином: хиподиплоиден со губење на хромозомите 1, 2, 6, 10, 13, 17, 21

Кариотипизацијата заснована на низа може да биде користена за да бидат идентификувани карактеристичните хромозомски аберации кај бубрежните тумори со предизвикувачка морфологија. Кариотипизацијата заснована на низа работи добро на тумори вградени во парафин и е подложна на рутинска клиничка употреба.

Дополнително, неодамнешната книжевност покажува дека одредени хромозомски аберации се поврзани со исходот кај специфични подтипови на бубрежни епителни тумори. Јасно-клеточен бубрежен карцином: del 9p и del 14q се лоши прогностички показатели. Папиларен карцином на бубрежни клетки: удвојување на 1q означува фатален напредок.

 Хронична лимфоцитна леукемија 
мини|Шематски кариограм на човек, со означени редови и подредови како што се користени во Меѓународниот систем за човечка цитогеномска номенклатура за местата на генетските абнормалности. Покажува 22 хомологни автосомни хромозомски парови, и женски (XX) и машки (XY) верзии на двата полови хромозоми, како и митохондријалниот геном (долу лево).
Кариотипизацијата заснована на низа е исплатлива алтернатива на флуоресцентната „на лице место“ хибридизација за откривање на хромозомски абнормалности кај хронична лимфоцитна леукемија. Неколку клинички студии за валидација покажале >95% усогласеност со стандардниот панел на хроничната лимфоцитна леукемија со флуоресцентната „на лице место“ хибридизација. Дополнително, многу студии кои користат кариотипизација заснована на низа идентификуваа „невообичаени бришења“ пропуштени од стандардните сонди со  флуоресцентната „на лице место“ хибридизација и стекнати унипарентална дисомија на клучните локуси за прогностички ризик кај хроничната лимфоцитна леукемија.2009 мај ;23(5):829-33

Во клетките на хроничната лимфоцитна леукемија се препознаени четири главни генетски аберации кои имаат големо влијание врз однесувањето на болеста.

 Бришењето на дел од краткиот крак на хромозомот 17 (del 17p) кои се насочени кон p53 се особено штетни. Пациентите со оваа абнормалност имаат значително краток интервал пред да им биде потребна терапија и пократко преживување. Оваа абнормалност се наоѓа кај 5-10% од пациентите со хроничната лимфоцитна леукемија.
 Бришењето на долгата рака на хромозомот 11 (del 11q) се исто така неповолни, иако не до степенот забележан со дел 17p. Абнормалноста го таргетира генот ATM и се јавува ретко кај CLL (5-10%).
 Трисомија 12, дополнителен хромозом 12, е релативно чест наод што се јавува кај 20-25% од пациентите и дава средна прогноза.
 Бришењето на 13q14 (del 13q14) е најчеста абнормалност кај хроничната лимфоцитна леукемија кај приближно 50% од пациентите со клетки кои го содржат овој дефект. Кога del 13q14 се гледа изолирано, пациентите имаат најдобра прогноза и повеќето ќе живеат многу години, дури и децении, без потреба од терапија.

 Повеќекратна миелома 
Авет-Лоазо и колегите, во Journal of Clinical Oncology, користеле кариотипизација на единечниот нуклеотиден полиморфизам низа од 192 примероци на повеќекратна миелома за да бидат идентификувани генетските лезии поврзани со прогнозата, кои потоа биле потврдени во посебна група (n = 273). Кај повеќекратната миелома, недостатокот на пролиферативен клон ја прави конвенционалната цитогенетика информативна само во ~ 30% од случаите. Панелите со флуоресцентната „на лице место“ хибридизација се корисни во повеќекратната миелома, но стандардните панели нема да забележуваат неколку клучни генетски абнормалности пријавени во оваа студија.

 Виртуелната кариотипизација идентификувала хромозомски абнормалности во 98% од случаите на повеќе кратната миелома
 del(12p13.31) е независен несакан маркер
 amp (5q31.1) е поволен маркер
 Прогностичкото влијание на amp (5q31.1) го надминува она на хипердиплоидијата и исто така ги идентификува пациентите кои имаат голема корист од терапијата со високи дози.

Кариотипирањето засновано на низа не може да открие урамнотежени транслокации, како што е t(4;14) забележано кај ~15% од повеќекратната миелома. Затоа, флуоресцентната „на лице место“ хибридизација за оваа транслокација, исто така, треба да се изведе ако се користени низи со единечен нуклеотиден полиморфизам за откривање на промени на бројот на копии ширум геномот од прогностичко значење кај повеќекратната миелома.

 Медулобластом 
Кариотипизација на 260 медулобластоми врз основа на низа од Штефан Пфистер и колегите, резултирало со следните клинички подгрупи врз основа на цитогенетските профили:

 Лоша прогноза: зголемување на 6q или засилување на MYC или MYCN
 Средно: засилување од 17q или i(17q) без засилување од 6q или засилување на MYC или MYCN
 Одлична прогноза: урамнотежени 6q и 17q или бришење на 6q

 Олигодендроглиом 
Заемното бришење 1p/19q е сметано за „генетски потпис“ на олигодендроглиом. Алелните загуби на 1p и 19q, одделно или комбинирани, се почести кај класичните олигодендроглиоми отколку кај астроцитомите или олигоастроцитомите. Во една студија, класичните олигодендроглиоми покажале 1p загуба во 35 од 42 (83%) случаи, 19q загуба во 28 од 39 (72%), и тие биле комбинирани во 27 од 39 (69%) случаи; немало значајна разлика во 1p/19q губење на статусот на хетерозиготност помеѓу низок степен и анапластични олигодендроглиоми. Заемното бришење на 1p/19q е во корелација и со хемосензитивност и со подобрена прогноза кај олигодендроглиомите. Повеќето поголеми центри за третман на рак рутински проверуваат за бришење на 1p/19q како дел од извештајот за патологија за олигодендроглиоми. Статусот на локусите 1p/19q може да биде откриен со флуоресцентната „на лице место“ хибридизација или виртуелно кариотипирање. Виртуелното кариотипирање ја има предноста да го процени целиот геном во една анализа, како и локусите 1p/19q. Ова овозможува проценка на другите клучни локуси во глијалните тумори, како што се статусот на бројот на копијата на EGFR и TP53.

Додека прогностичката релевантност на бришењата 1p и 19q е добро воспоставена за анапластични олигодендроглиоми и мешани олигоастроцитоми, прогностичката релевантност на бришењата за глиоми со низок степен е поконтроверзна. Во однос на глиоми со низок степен, една неодамнешна студија, исто така, сугерира дека заемното бришење на 1p/19q може да биде поврзано со (1;19)(q10;p10) транслокација која, како и комбинираното бришење на 1p/19q, е поврзана со супериорна целокупно преживување и преживување без напредок кај пациенти со низок степен на глиома. Олигодендроглиомите покажуваат само ретко мутации во генот p53, што е во спротивност со другите глиоми. Засилувањето на рецепторот на епидермалниот фактор на раст и целото заемно бришење на 1p/19q меѓусебно се исклучуваат и предвидуваат сосема различни исходи, при што засилувањето на EGFR предвидува лоша прогноза.

 Глиобластом 
Јин и колегите проучувал 55 глиобластоми и 6 клеточни линии на глиобластомски многуоблици користејќи кариотипизација на низа на единечен нуклеотиден полиморфизам. Стекнатата еднородителска дисомија била идентификувана на 17p во 13/61 случаи. Било пронајдено значително скратено време на преживување кај пациенти со бришење 13q14 (RB) или бришење/стекната еднородителска дисомија со 17p13.1 (p53). Земени заедно, овие резултати наведуваат дека оваа техника е брз, робустен и евтин метод за профилирање на абнормалности на геномот во глиобластомските многуоблици. Бидејќи кариотипизацијата на низата на единечен нуклеотиден полиморфизам може да биден извршена на тумори вградени во парафин, тоа е привлечен можност кога клетките на туморот не успеваат да растат во културата за метафазна цитогенетика или кога желбата за кариотипизација се јавува откако примерокот е фиксиран со формалин.

Важноста на откривање на стекнатата еднородителска дисомија (копирање на неутрална загуба на хетерозиготност) кај глиобластом:

 Од пациентите со 17p абнормалности, ~50% биле бришења и ~50% биле стекната еднородителска дисомија
 И еднородителската дисомија на 17p del и 17p биле поврзани со полош исход.
 9/13 имаше хомозиготни TP53 мутации во основата на еднородителската дисомија на 17p.

Дополнително, во случаи со несигурна оценка по морфологија, геномското профилирање може да помогне во дијагнозата.

 Истовремената добивка од 7 и загуба од 10 е суштински патогномонична за глиобластомски повеќеоблициCancer Cytogenetics, 3rd Ed, Chapter 19, Tumors of the Nervous System, Wiley Blackwell 2009.
 Засилување на EGFR, губење на PTEN (на 10q) и губење на p16 (на 9p) се јавуваат речиси исклучиво кај глиобластом и може да обезбеди средства за разликување на анапластичниот астроцитом од глиобластом.Tumors of the Central Nervous System. Vol 7. Washington DC: American Registry of Pathology; 2007

 Акутна лимфобластична леукемија 
Цитогенетиката, проучувањето на карактеристичните големи промени во хромозомите на клетките на ракот, се повеќе е препознавана како важен претскажувач за исходот кај акутната лимфобластична леукемија. Невробластом: Урамнотежените транслокации не можат да бидат откриени со кариотипирање засновани на низа (види Ограничувања подолу).

Некои цитогенетски подвидови имаат полоша прогноза од другите. Тие се:

 Транслокација помеѓу хромозомите 9 и 22, позната како филаделфискиот хромозом, се јавува кај околу 20% од возрасните и 5% кај педијатриските случаи на акутната лимфобластична леукемија.
 Транслокација помеѓу хромозомите 4 и 11 се јавува во околу 4% од случаите и е најчеста кај доенчиња под 12 месеци.
 Не сите транслокации на хромозоми носат полоша прогноза. Некои транслокации се релативно поволни. На пример, хипердиплоидијата (> 50 хромозоми) е добар прогностички фактор.
 Процената на промените на бројот на копии во геном може да се направи со конвенционална цитогенетика или виртуелна кариотипизација. Виртуелното кариотипирање на низата на единечниот нуклеотиден полиморфизам може да открие промени на бројот на копии и статусот на загуба на хетерозиготност, додека низата на споредбената геномска хибридизација може да открие само промени на бројот на копии. Копирање на неутрална загуба на хетерозиготност (стекната еднородителска дисомија) е пријавена во клучните локуси во акутната лимфобластична леукемија, како што е генот CDKN2A на 9p, кои имаат прогностичко значење. Виртуелното кариотипирање на низата на единечниот нуклеотиден полиморфизам може лесно да открие копирање на неутрална загуба на хетерозиготност. Низата на споредбена геномска хибридизација, флуоресцентната „на лице место“ хибридизација и конвенционалната цитогенетика не можат да забележуваат копирање на неутрална загуба на хетерозиготност.

Цитогенетска промена Категорија на ризик Филаделфиски хромозом Лоша прогноза t(4;11)(q21;q23) Лоша прогноза t(8;14)(q24.1;q32) Лоша прогноза Комплексен кариотип (повеќе од четири абнормалности) Лоша прогноза Ниска хиподиплоидија или речиси триплоидија Лоша прогноза Висока хипердиплоидија Добра прогноза del (9p) Добра прогноза
Корелација на прогнозата со цитогенетски наод на коскената срцевина кај акутна лимфобластична леукемија
Прогноза Цитогенетски наоди Поволна Хипердиплоидија > 50; t (12;21) Средна Хипердиолоидија 47 -50; 
Нормално (диплоидија); del (6q); Преуредувања на 8q24 Неповолна Хиподиплоидија-близу хаплоидија; Близу тетраплоидија; del (17p); t (9;22); t (11q23)
Се смета дека некласифицираната акутна лимфобластична леукемија има средна прогноза.

 Миелодиспластичен синдром 
Миелодиспластичниот синдром има извонредна клиничка, морфолошка и генетска хетерогеност. Цитогенетиката игра одлучувачка улога во Меѓународниот систем за прогностичко бодување  на Миелодиспластичниот синдром заснован на класификацијата на Светската здравствена организација.WHO Classification of Tumours of Haematopoeitic and Lymphoid Tissues, Edited by Swerdlow SH, et al. IARC Press, 2008, Lyon.

 Добра прогноза: нормален кариотип, изолиран del(5q), изолиран del(20q), -Y
 Лоша прогноза: сложени абнормалности (т.е. >=3 абнормалности), -7 или del (7q)
 Средна прогноза: сите други абнормалности, вклучувајќи трисомија 8 и дел (11q)

Во споредба на метафазната цитогенетика, панелот на флуоресцентната „на лице место“ хибридизација и кариотипизацијата на низата на единечниот нуклеотиден полиморфизам за миелодиспластичниот синдром, било откриено дека секоја техника обезбедува сличен дијагностички принос. Ниту еден метод не ги откри сите дефекти, а стапките на откривање се подобрија за ~5% кога биле користени сите три методи.

Стекната еднородителска дисомија, која не е забележлива со флуоресцентната „на лице место“ хибридизација или цитогенетиката, е пријавен на неколку клучни локуси во миелодиспластичниот синдром користејќи кариотипирање на низа на единечниот нуклеотиден полиморфизам, вклучително и бришење на 7/7q.Sanada, et al. "Gain-of-function of mutated C-CBL tumour suppressor in myeloid neoplasms." Nature 13 август 2009; 460, 904–909.

 Миелопролиферативни неоплазмени/миелопролиферативни нарушувања 
Филаделфиско хромозомско-негативни миелопролиферативни неоплазми вклучувајќи полицитемија вера, суштинска тромбоцитемија и примарна миелофиброза покажуваат инхерентно тежнеење за преобразба во леукемија (испуштачка фаза на миелопролиферативни неоплазми), која е придружена со стекнување на дополнителни геномски лезии. Во студијата на 159 случаи, анализата на низата на единечниот нуклеотиден полиморфизам била во можност да ги долови практично сите цитогенетски абнормалности и да открие дополнителни лезии со потенцијално важни клинички последици.

 Бројот на геномски промени бил повеќе од 2 до 3 пати поголем во фазата на експлозија како во хроничната фаза на болеста.
 Бришењето на 17p (TP53) било значително поврзано со претходна изложеност на хидроксиуреа, како и со сложен кариотип во примероците со испуштачка криза на миелопролиферативните неоплазми. И бришењето и неутралната загуба на хетерозиготност со копија на 17p, биле поврзани со сложен кариотип, лош прогностички маркер кај миелоидните малигни заболувања. Копирањето на неутрална загуба на хетерозиготност (стекната еднородителска дисомија) лесно може да се открие со кариотипот на низата на единечниот нуклеотиден полиморфизам, но не и од цитогенетиката, флуоресцентната „на лице место“ хибридизација или низата на споредбената геномска хибридизација.
 Пациентите во фаза на експлозија со губење на хромозомски материјал на 7q покажаа слабо преживување. Загубата на 7q е познато дека е предвидливо за брза прогресија и слаб одговор во терапијата со акутна миелоидна леукемија. Пациентите со испуштачката фаза на миелопролиферативни неоплазми со цитогенетски неоткривачки 7q копија неутрална загуба на хетерозиготност имале споредливи стапки на преживување со оние со 7/7q во нивните леукемиски клетки.
 Копирање на неутрална загуба на хетерозиготност на 9p со хомозиготна мутација на JAK2 исто така била поврзана со инфериорен исход во испуштачката фаза на миелопролиферативни неоплазми во споредба со пациентите со хетерозиготен JAK2V617F или со див вид на JAK2. За разлика од загубата на хетерозиготност на 17p, прогностичкото влијание на загубата на хетерозиготност на 9pCNN било независно од утврдените фактори на ризик како што се 7/7q, 5q или сложен кариотип.

 Рак на дебелото црево 
Идентификацијата на биомаркерите кај ракот на дебелото црево е особено важна за пациентите со стадиум II на болеста, каде што помалку од 20% имаат повторување на туморот. Загубата на хетерозиготност на 18q е воспоставен биомаркер поврзан со висок ризик од повторување на туморот кај рак на дебелото црево со II фаза.Lenz HJ, "Established Biomarkers for Colorectal Carcinoma", American Society of Clinical Oncology Educational Book, 2009, p215-219.

Овие ракови се класифицирани во специфични туморски фенотипови врз основа на молекуларни профили кои можат да бидат интегрирани со резултатите од други помошни тестови, како што се тестирање за нестабилност на микросателитите, имунохистохемија и статус на мутација на генот KRAS:

 Хромозомската нестабилност која има алелна нерамнотежа на голем број хромозомски локуси, вклучувајќи 5q, 8p, 17p и 18q.
 Микросателитска нестабилност која има тежнење да има диплоидни кариотипови.

 Малигни рабдоидни тумори 
Малигните рабдоидни тумори се ретки, високо агресивни неоплазми кои најчесто се наоѓаат кај доенчиња и мали деца. Поради нивните хетерогени хистолошки одлики, дијагнозата често може да биде тешка и може да се појават погрешни класификации. Кај овие тумори, генот INI1 (SMARCB1) на хромозомот 22q функционира како класичен туморски потиснувачки ген. Исклучувањето на INI1 може да биде случено преку бришење, мутација или стекната еднородителска дисомија.

Во една неодамнешна студија, кариотипизацијата на низата на единечниот нуклеотиден полиморфизам идентификувала бришења или загуба на хетерозиготност од 22q во 49/51 рабдоидни тумори. Од нив, 14 биле копирање на неутрална загуба на хетерозиготност (или стекната еднородителска дисомија), што е забележливо со кариотипирање на низата на единечниот нуклеотиден полиморфизам, но не со флуоресцентната „на лице место“ хибридизација, цитогенетиката или низата со споредбената геномска хибридизација. Засилувањето со сонда зависна од мултиплекс лигатура открило едно хомозиготно бришење на еден егзон во еден примерок што беше под резолуцијата на низата на единечниот нуклеотиден полиморфизам.

Кариотипизацијата на низата на единечниот нуклеотиден полиморфизам може да биде користена за да се разликува, на пример, медулобластом со изохромозом 17q од примарен рабдоиден тумор со загуба од 22q11.2. Кога е индицирано, тогаш може да се примени молекуларна анализа на INI1 со помош на засилување со сонда зависна од мултиплекс лигатура и директно секвенционирање. Откако ќе бидат пронајдени промените поврзани со туморот, може да биде направена анализа на микробната ДНК од пациентот и родителите за да се исклучи наследна или на ново микробна мутација или бришење на INI1, за да може да бидат направени соодветни проценки на ризикот од повторување.

 Увеален меланом 
Најважната генетска промена поврзана со лошата прогноза кај увеалниот меланом е губење на цела копија од хромозомот 3 (моносомија 3), која е во силна корелација со метастатското ширење. Добивките на хромозомите 6 и 8 често се користат за да се усоврши предиктивната вредност на прегледот на моносомија 3, при што добивката од 6p укажува на подобра прогноза и добивка од 8q што укажува на полоша прогноза кај туморите со дисомија 3. Во ретки случаи, туморите на моносомија 3 може да ја удвојуваат преостанатата копија од хромозомот за да бидат вратени во дисомична состојба наречена изодисомија. Изодисомија 3 е прогностички еквивалентна на моносомија 3, и двете може да бидат забележани со тестови за губење на хетерозиготноста на хромозомот 3.

 Ограничувања 
За разлика од кариотиповите добиени од конвенционалната цитогенетика, виртуелните кариотипови се реконструирани со сметачки програми користејќи сигнали добиени од „нарушена“ ДНК. Во суштина, сметачката програма ќе ги поправи транслокациите кога ќе ги подреди сигналите во хромозомски редослед. Затоа, виртуелните кариотипови не можат да забележуваат урамнотежени транслокации и инверзии. Тие, исто така, можат да забележуваат генетски аберации само во регионите на геномот што се претставени со сонди на низата. Покрај тоа, виртуелните кариотипови создаваат „релативен“ број на копии нормализирани во однос на диплоиден геном, така што тетраплоидните геноми ќе се кондензираат во диплоиден простор освен ако не биде извршена ренормализација. Ренормализацијата бара помошна анализа засновата на клетки, како што е флуоресцентната „на лице место“ хибридизација, ако некој користи низа на споредбена геномска хибридизација. За кариотиповите добиени од низи базирани на единечен нуклеотиден полиморфизам, тетраплоидијата често може да биде заклучена од одржувањето на хетерозиготноста во регионот на очигледна загуба на бројот на копии. Мозаицизам на ниско ниво или мали подклонови може да не бидат откриени со виртуелни кариотипови бидејќи присуството на нормални клетки во примерокот ќе го намали сигналот од абнормалниот клон. Точната точка на неуспех, во однос на минималниот процент на неопластични клетки, ќе зависи од одредената платформа и алгоритмите што се користени. Многу софтверски програми за анализа на бројот на копии што се користени за создавање на кариотипови засновани на низа ќе попуштат со помалку од 25-30% туморни/абнормални клетки во примерокот. Меѓутоа, во онколошките примени ова ограничување може да биде минимизирано со стратегии за збогатување на туморот и софтвер оптимизиран за употреба со онколошки примероци. Алгоритмите за анализа се развивани брзо, а некои се дизајнирани дури и да напредуваат на „нормална контаминација на клонови“, па се очекува дека ова ограничување ќе продолжи да исчезнува.

 Поврзано 

 DECIPHER, база на податоци за хромозомска нерамнотежа и фенотип кај луѓето кои користат ресурси на Ensembl

 Наводи 

Категорија:Онкологија
Категорија:Генетика
Категорија:ДНК-микрочипови