Принципы учета хромосомных аберраций на стадии метафазы и общие рекомендации к нему

1.1.4. Принципы учета хромосомных аберраций на стадии метафазы и общие рекомендации к нему.

Окрашенные препараты начинают анализировать под небольшим увеличением микроскопа, чем достигается общая оценка препарата, а именно митотическая активность и наличие метафазных пластинок. Для анализа хромосом требуется иммерсионный объектив.

При проведении метафазного анализа возможны два подхода к учету хромосомных аберраций: с кариотипированием метафазной пластинки и без кариотипирования. Первый подход наиболее точен, но он трудоемок и может быть применен в специальных исследованиях (например, при изучении распределения повреждений по группам хромосом, по длине отдельных хромосом). Второй подход наиболее употребителен и дешев при быстром решении вопроса (Priest, 1969). Так, например, при оценке мутагенности факторов внешней среды достаточно учитывать хромосомные аберрации без кариотипирования.

При анализе обмена наиболее полная информация включает ответы на следующие вопросы:

1) число вовлеченных в обмен хромосом и хроматид;

2) симметричность транслокаций (эу - или анэуцентричность);

3) реципроктность (полнота);

4) гомологичность вовлеченных в обмен хромосом и их идентификация;

5) сравнительная величина участников при транслокации между гомологичными хромосомами.

При анализе каждой аберрации необходимо помнить об одном факте: гомологичные участки сестринских хроматид взаимно притягиваются независимо от их перемещения.

Распознавание парных ацентрических фрагментов обычно не вызывает затруднений. Они могут быть очень маленькими, еле заметными и очень длинными палочнообразными структурами, лежащими, как правило, параллельно друг другу за счет притяжения сестринских хроматид. Полагают, что они представляют собой концевые делеции. Иногда можно наблюдать очень длинные фрагменты, образовавшиеся за счет слияния ацентрических участков двух хромосом. Эти случаи должны отмечаться особо, если в клетках не было дицентриков, поскольку речь идет о повреждении двух хромосом с неполным обменом. Ацентрические фрагменты практически никогда не лежат рядом и на той же оси с фрагментированной хромосомой. Благодаря этому их легко отличить от изохроматидных обменов.

“Точковые” фрагменты - парные округлые образования, без просвета в середине, интенсивно окрашенные, диаметр не менее, чем поперечник хроматиды.

Обе “точки” лежат рядом за счет притяжения сестринских хроматид. Если фрагменты имеют длину или диаметр больше, чем поперечник хроматиды, то считают, что это интерстициальный небольшой участок хромосомы, замкнувшийся в маленькое ацентрические кольцо. Если фрагменты имеют длину или диаметр меньше поперечника хроматиды, то такие фигуры относят к парным фрагментам. Следует, однако, отметить, что строгих доказательств такого деления нет.

Ацентрические кольца могут быть легко распознаны при их хорошем распластывании на стекле. Иногда они располагаются боком. В этих случаях для них характерны овальная форма и отсутствие просвета. Оба сестринских кольца лежат рядом часто с наложением одного на другое в силу притяжения идентичных участков сестринских хроматид.

Кольцевые хромосомы являются замкнутыми структурами, включающими участки большей или меньшей величины обеих плеч. Они относятся к группе внутрихромосомных обменов между двумя плечами. При большом количестве повреждений могут образовываться и дицентрические кольцевые хромосомы.

Точный анализ хромосомных аберраций требует правильно отбирать клетки для исследования и они должны отвечать следующим требованиям:

1) Все хромосомы должны быть хорошо прокрашены и равномерно разбросаны.

2) Не допускается наличие нескольких случайных хромосом в поле зрения.

3) Уровень конденсации хромосом должен находится в следующих пределах:

max - малые акроцентрические хромосомы видны в виде четко выраженных структур, а не в виде точек, т.к. в таком случае их легко можно принять за точечные фрагменты;

min - хромосомы разделены на две хроматиды и лежат отдельно друг от друга.

4) Не допускается наличие в метафазных пластинках хромосом, вошедших а анафазу, потому что их трудно отдиффиренцировать от парных фрагментов.

5) Не допускается анализ метафазных пластинок с большим количеством наложений хромосом, особенно продольных, т.к. в таких случаях можно определить большее количество обменных аберраций, чем имеется в действительности.

6) Из-за технических манипуляций возможны потери хромосом в пластинке. Обычно при учете хромосомных аберраций допускается анализ клеток с числом хромосом от 44 до 47 (Бочков, 1971).

Данные цитогенетических исследований заносят в специальные бланки-протоколы, где отличают число хромосом, общее

число проанализированных клеток, число клеток с аберрациями, общее число аберраций, типы аберраций, а также зарисовки аберраций и их координаты.

1.2. Спонтанный хромосомный мутагенез.

Подразделение хромосомных аберраций на спонтанные и индуцированные являются чисто условными. Так как возникновение любой аберрации обусловлено определенными мутагенными факторами. О спонтанных хромосомных аберрациях говорят в тех случаях когда точная причина их возникновения неизвестна.

Закономерности спонтанных хромосомных аберраций достаточно полно изучены в лаборатории мутагенеза Института медицинской генетики АМН на основе исследований 531 культуры лимфацитов переферической крови 437 здоровых лиц разного возраста и пола (Бочков и др., 1972).

Ниже приведены основные параметры спонтанных хромосомных аберраций в лимфацитах крови человека. При исследовании более 60 тыс. клеток обнаружено, что средняя частота клеток с хромосомными аберрациями составляет 1,2%, а число аберраций на клетку не превышает 0,0124. Сравнение этих показателей у лиц разного возраста и пола не выявило существенных колебаний, т.е. частота спонтанных хромосомных аберраций находится в одних и тех же пределах у индивидов мужского и женского пола в возрасте от 0 до 70 лет. Среди обнаруженных аберраций более 90% составили ацентрические фрагменты (одиночные и парные). Обменные аберрации составили около 6-8%. Распределение исследованных культур по частоте клеток с хромосомными аберрациями оказалось следующим: из 527 изученных культур 30,4% были без аберраций, 38,1% имели по одной аберрантной метафазе и одной хромосомной аберрации, 19,9% - по две, 8,3% - по три, 2,1% - по четыре, 0,4% - по пять, 0,6% - по шесть, 0,2% - по семь. Таким образом, 96,7% исследуемых культур лимфоцитов от здоровых лиц имели частоту аберрантных клеток и хромосомных аберраций в пределах от 0 до 3. Это распределение культур соответствует теоретическому распределению Пуассона, на основании чего можно сделать заключение о том, что максимальный уровень клеток с хромосомными аберрациями в культуре лимфоцитов человека в норме не превышает 3% (Захаров А.Ф., 1992).

Некоторые авторы наблюдали у отдельных индивидов из контрольных выборок клетки с необычно большим числом хромосомных аберраций. Интерпретация таких находок не может быть однозначной, поскольку действие мутагенных факторов трудно оценивать ретроспективно. Это могло быть действие вируса, химического вещества, облучения или это могло быть результат спонтанного мутагенного процесса (Бочков, 1989).