Анеуплоидия: виды и последствия¶

Анеуплоидия — это форма геномной мутации (числового изменения хромосомного набора), при которой кариотип клетки отличается от нормального диплоидного набора не кратным числом хромосом, а наличием одной или нескольких лишних либо отсутствующих хромосом. В отличие от полиплоидии (кратного увеличения всего набора), анеуплоидия затрагивает лишь отдельные хромосомы. Термин происходит от греческих слов «an» (не), «eu» (хорошо, полно) и «ploidy» (наборность), что буквально означает «неполный набор».

¶Причины возникновения

Основной механизм возникновения анеуплоидии — нерасхождение хромосом в мейозе (при образовании половых клеток) или в митозе (при делении соматических клеток). При нерасхождении в первом или втором делении мейоза образуются гаметы с аномальным числом хромосом (n+1 или n−1). После оплодотворения такой гаметы нормальной гаметой формируется зигота с трисомией (2n+1) или моносомией (2n−1).

Другие причины включают:

• Анафазное отставание — потеря хромосомы при движении к полюсам клетки в митозе;
• Эндодупликацию — удвоение хромосом без последующего деления клетки;
• Мутации в генах, контролирующих клеточный цикл (например, гены шаперонов и белков веретена деления).

Частота нерасхождения возрастает с возрастом матери, что связано с возрастными изменениями в мейотическом аппарате ооцитов.

¶Виды анеуплоидии

Классификация анеуплоидии основана на типе хромосомной аномалии:

• Трисомия — наличие трёх гомологичных хромосом вместо двух (2n+1). Наиболее известный пример — трисомия по 21-й хромосоме (синдром Дауна).
• Моносомия — отсутствие одной хромосомы из пары (2n−1). Полная моносомия по аутосомам, как правило, летальна на ранних стадиях эмбрионального развития; исключение — моносомия по X-хромосоме (синдром Шерешевского — Тёрнера).
• Нуллисомия — отсутствие обеих гомологичных хромосом (2n−2). У человека несовместима с жизнью.
• Двойная трисомия — наличие трёх копий двух разных хромосом (2n+2).
• Мозаичная анеуплоидия — наличие в одном организме клеток с разным хромосомным составом (например, часть клеток с трисомией, часть — с нормальным набором).

Отдельно выделяют частичную анеуплоидию, при которой изменено число не целых хромосом, а их фрагментов (делеции, дупликации).

¶Последствия для человека

Последствия анеуплоидии зависят от того, какая хромосома затронута, и от типа аномалии. Большинство анеуплоидий по аутосомам (неполовым хромосомам) приводят к гибели эмбриона на ранних сроках беременности. Однако некоторые варианты совместимы с жизнью и проявляются характерными клиническими синдромами.

¶Аутосомные трисомии

• Трисомия 21 (синдром Дауна) — наиболее распространённая и жизнесовместимая форма; встречается с частотой примерно 1 на 700–800 новорождённых. Характеризуется умственной отсталостью, характерными чертами лица, пороками сердца и повышенным риском лейкозов.
• Трисомия 18 (синдром Эдвардса) — тяжёлые множественные пороки развития; большинство детей умирают в течение первого года жизни.
• Трисомия 13 (синдром Патау) — грубые пороки головного мозга, сердца, расщелины лица; прогноз крайне неблагоприятный.

¶Анеуплоидии половых хромосом

• Синдром Шерешевского — Тёрнера (45,X) — единственная жизнеспособная моносомия; проявляется низким ростом, бесплодием, соматическими аномалиями.
• Синдром Клайнфельтера (47,XXY) — у мужчин; характеризуется высоким ростом, гипогонадизмом, бесплодием.
• Трисомия X (47,XXX) и синдром XYY (47,XYY) — часто протекают малосимптомно, у большинства носителей не диагностируются.

¶Анеуплоидия в онкологии

Анеуплоидия является характерным признаком большинства злокачественных опухолей. Соматические мутации, приводящие к изменению числа хромосом, активируют онкогены и инактивируют гены-супрессоры опухолевого роста. Хромосомная нестабильность (CIN) рассматривается как один из драйверов канцерогенеза и фактор устойчивости опухолей к химиотерапии. При этом анеуплоидия может оказывать и противоположное действие — вызывать гибель раковых клеток, что используется в некоторых терапевтических подходах.

¶Диагностика и профилактика

Пренатальная диагностика анеуплоидии включает неинвазивные методы (биохимический скрининг, УЗИ, анализ внеклеточной ДНК плода в крови матери) и инвазивные процедуры (биопсия ворсин хориона, амниоцентез) с последующим кариотипированием. Постнатальная диагностика проводится методом стандартного цитогенетического анализа или FISH-гибридизации.

Профилактика анеуплоидий ограничена медико-генетическим консультированием и возрастным скринингом беременных, поскольку специфических методов предотвращения нерасхождения хромосом не существует.

¶Интересные факты

• У растений анеуплоидия часто переносится легче, чем у животных, и используется в селекции для создания новых сортов (например, у пшеницы и табака).
• Некоторые виды животных, включая определённые популяции грызунов, имеют стабильную анеуплоидию в норме, что является эволюционной адаптацией.
• Анеуплоидия играет роль в формировании плаценты: до 80 % ранних выкидышей связаны с хромосомными аномалиями, преимущественно анеуплоидией.