التشخيص الوراثي:
الاختبار الجيني هو التحليل المختبري للمادة الوراثية البشرية بما في ذلك الكروموسومات وحمض الريبونوكلييك (DNA) أو الحمض النووي الريبي (RNA) للكشف عن المواد الجينية أو تحديد التغيرات الجينية، وتتكون الكروموسومات من (DNA)، إذ تعمل أجزاء معينة من الحمض النووي تسمى الجينات كقوالب لعمل (نسخ) الحمض النووي الريبي.
يشار إلى التغييرات الجينية باسم الاختلافات أو المتغيرات، وتسمى أحيانًا الطفرات ويمكن أن يكون لها العديد من التأثيرات المختلفة على الجسم، في حين أن معظم الاختلافات الجينية لا تؤثر على صحة الشخص إلا أنها ترتبط أحيانًا بالمرض.
كيف يتم الاختبار الجيني؟
لاختبار المادة الجينية لأسباب طبية يلزم وجود نوع من العينة من الجسم، ويمكن أن تكون هذه العينة عبارة عن دم أو بول أو لعاب أو أنسجة الجسم أو نخاع عظم أو شعر وما إلى ذلك، كما يمكن تقديم المادة في أنبوب أو مسحة أو في وعاء أو مجمدة، إذ بمجرد استلامها في المختبر يتم فصل المادة الوراثية وإزالتها من العينة.
ترتبط بعض الاضطرابات الجينية بجين واحد وقد ركزت الاختبارات الجينية تقليديًا على اختبار الطفرات في الجينات بناءً على أعراض الشخص أو تاريخ العائلة على سبيل المثال يحتوي التليف الكيسي على مجموعة محددة من الأعراض، ويمكن عادةً أن يحدد اختبار الطفرات في جين واحد سبب هذه الأعراض.
ومع ذلك هناك العديد من الاضطرابات الوراثية الأخرى التي يصعب التعرف عليها، وهذه مرتبطة بجينات متعددة أو أقسام كبيرة من الجينوم، حيث أدى التطور المستمر لتقنية تسلسل الجينات الجديدة والتكلفة المنخفضة للتسلسل إلى تطوير الاختبارات التي يمكنها البحث عن الاضطرابات الوراثية خارج جين واحد، كما تقدم طرق الاختبار الجيني التي تتراوح من اكتشاف أو فحص جين واحد إلى الجينوم بأكمله.
تقنيات الاختبار الجيني:
- (PCR).
- تسلسل الحمض النووي.
- علم الوراثة الخلوية (التنميط النووي والسمك).
- المصفوفات الدقيقة.
- التنميط التعبير الجيني.
تفاعل البلمرة المتسلسل (PCR):
هو أسلوب شائع لعمل نسخ عديدة من مقاطع (DNA) قصيرة من عينة صغيرة جدًا من المادة الوراثية، وتسمى هذه العملية تضخيم الحمض النووي وهي تمكن من اكتشاف أو قياس جينات معينة أو مناطق ذات أهمية، وغالبًا ما تُستخدم هذه الطريقة لنسخ الحمض النووي بحيث يمكن تسلسله أو تحليله باستخدام تقنيات أخرى، كذلك غالبًا ما يستخدم للمساعدة في البحث عن المتغيرات الجينية المعروفة بأنها تسبب أمراضًا معينة مثل تلك المرتبطة بالسرطان أو الاضطرابات الوراثية.
تسلسل الحمض النووي:
يشير تسلسل الحمض النووي إلى تحديد ترتيب القواعد الأدينين (A) والثايمين (T) والسيتوزين (C) والجوانين (G) التي تتكون منها الحمض النووي، حيث يسمح التسلسل للأطباء بتحديد ما إذا كان الجين أو المنطقة التي تنظم الجين المنطقة التنظيمية للحمض النووي تحتوي على تغييرات أو متغيرات مرتبطة باضطراب ما.
تسلسل سانجر (جين واحد):
لسنوات عديدة كان تسلسل (Sanger) هو المعيار الذهبي لتسلسل الحمض النووي السريري للنظر في جينات مفردة أو عدد قليل من الجينات في وقت واحد، حيث يعتمد على مادة كيميائية خاصة تميز كل نوكليوتيد (DNA) بصبغة فلورية ملونة مختلفة اعتمادًا على القاعدة A أو T أو C أو G التي يحملها.
هذه هي نفس التقنية التي تم استخدامها في مشروع الجينوم البشري، إذ يعتبر تسلس (Sanger) وثوقًا لكنه لا يمكنه قراءة سوى مقطع قصير واحد من الحمض النووي لمريض واحد في كل مرة.
عندما اكتمل مشروع الجينوم البشري في عام 2003 استغرق الأمر أكثر من عقد لإنهاء تسلسل جينوم شخص واحد باستخدام تسلسل سانجر، كما توجد اليوم تقنيات تسلسل أسرع بكثير يمكنها أداء نفس المهمة في غضون أيام قليلة، وتسمى هذه بشكل جماعي تقنيات تسلسل الجيل التالي (NGS).
إنها سريعة لأنها تسلسل ملايين شظايا الحمض النووي الصغيرة بالتوازي في نفس الوقت، كما يمكن استخدام تقنيات (NGS) لإلقاء نظرة على ما يقدر بـ 22000 جينة ترمز لإنتاج البروتينات، وتسمى أقسام ترميز البروتين في الجينات (exons) وكلها معًا تسمى (exome).
جميع الجينات سواء الأجزاء المشفرة أو غير المشفرة من الجينات إلى جانب المناطق الموجودة بين الجينات تسمى الجينوم، وعندما يتم استخدام (NGS) لتقييم الإكسوم أو الجينوم بأكمله، فإنه يطلق عليه تسلسل الإكسوم الكامل أو تسلسل الجينوم الكامل على التوالي.
(NGS) متاح على نطاق واسع الآن تستخدم العديد من المعامل التجارية والأكاديمية (NGS) حاليًا للأغراض الطبية، وهناك المزيد من المعامل التي تعتمد التكنولوجيا مع مرور الوقت على سبيل المثال يمكن استخدام تسلسل الإكسوم الكامل أو تسلسل الجينوم الكامل لتقييم الأفراد الذين لديهم تاريخ شخصي أو عائلي يشير إلى استعداد للإصابة بسرطان الثدي وسرطان المبيض، كما يمكن تقييم العديد من الجينات في نفس الوقت لتحديد ما إذا كانت المتغيرات الجينية موجودة، والتي من شأنها أن تزيد من خطر الإصابة بهذه السرطانات، ومع ذلك بمجرد تحديد متغير داخل العائلة، يتم اختبار الأعضاء الآخرين لهذا المتغير المحدد بدلاً من مجموعة الجينات.
يجب دائمًا تفسير النتائج من (NGS) بعناية عند تقييم الإكسومات الكاملة أو الجينوم الكامل ويمكن لـ (NGS) تحديد العديد من التغييرات الجينية أكثر من التقنيات القديمة التي تسلسل الجينات الفردية أو تختار الجينات لكن أهمية التغييرات ليست مفهومة دائمًا، وفي كثير من الأحيان لا يمكن للتغيرات الجينية التي يتم الكشف عنها أن تشير إلى اضطراب يمكن التعرف عليه لهذا السبب عند التفكير أو الخضوع للاختبار الجيني، ومن المهم طلب المساعدة من خبير في علم الوراثة أو مستشار وراثي لفهم نتائج الاختبار والآثار المترتبة على النتائج أو مخاطر نقل الاضطرابات الوراثية إلى أي طفل.
تسلسل الحمض النووي:
كل شخص لديه 23 زوجًا من الكروموسومات، والتي تشمل 22 زوجًا من الصبغيات الجسدية وزوجًا واحدًا من الكروموسومات الجنسية، إذ يشار إلى العلم المتعلق بدراسة هذه الكروموسومات باسم علم الوراثة الخلوية ويقوم علماء الوراثة الخلوية المدربون بفحص عدد وشكل ونمط تلطيخ هذه الهياكل باستخدام تقنيات خاصة، وبهذه الطريقة يمكنهم اكتشاف الكروموسومات الزائدة أو الكروموسومات المفقودة أو القطع المفقودة أو الزائدة من الكروموسومات أو الكروموسومات المُعاد ترتيبها.
تحليل الكروموسوم (التنميط النووي):
يبدأ التنميط النووي بوضع الخلايا على شرائح زجاجية وفصل الكروموسومات الكاملة عن نوى الخلايا، حيث أن الشرائح مصبوغة بأصباغ خاصة وتفحص تحت المجهر بعد ذلك، يتم التقاط صور للكروموسومات على الشرائح ويتم تقطيع الصورة إلى أجزاء بحيث يمكن ترتيب أزواج الكروموسومات ومطابقتها، ويتم تعيين رقم خاص لكل زوج كروموسوم (من 1 إلى 22 ثم X و Y) يعتمد على نمط تلطيخه وحجمه.
يمكن أن يؤدي فحص الكروموسومات الكاملة للشخص والذي يُسمى التنميط النووي إلى تشخيص مجموعة واسعة من الاضطرابات، كما يمكن تحديد متلازمة داون حيث يكون لدى الفرد كروموسوم 21 إضافيًا من خلال دراسات التنميط النووي، وعندما يكون هناك ثلاثة كروموسومات في مجموعة واحدة بدلاً من زوج يشار إليها باسم التثلث الصبغي، كما يمكن أيضًا اكتشاف الكروموسومات المفقودة كما هو الحال في متلازمة تيرنر، حيث يكون لدى الأنثى كروموسوم X واحد فقط وعندما يكون هناك كروموسوم واحد فقط بدلاً من زوج يشار إليه على أنه أحادي الصبغي.
