Karyotyping, FISH & PCR
লিখেছেন ডাঃ অখিল রঞ্জন বিশ্বাস
সম্প্রতি ‘প্লাটফর্ম’ পেজ এ ‘karyotype ঢাকায় কোথায় হয়’ এই মর্মে জানতে চেয়ে দেওয়া একটি পোষ্টে করা বেশ কিছু মন্তব্য দেখে এবং আমার কর্মজীবনের পারিপার্শ্বিক অভিজ্ঞতার আলোকে মনে হয়েছে যে, karyotyping সহ বিভিন্ন ধরনের genetic test সমূহ নিয়ে আমাদের মধ্যে অনেকেরই বেশ অস্পষ্ট বা ভুল ধারনা রয়েছে। সেগুলো সংক্ষেপে কিছুটা স্পষ্ট করার ইচ্ছেয় এই লেখা।
Karyotyping, FISH (Fluorescence in situ hybridization) ও PCR (Polymerase chain reaction) এই ৩ ধরনের টেস্টই করা হয় genetic defect বের করার জন্য। এদের প্রথম দুইটি cytopathology lab এর কাজ এবং শেষটি molecular biology lab এর। তাই এই পরীক্ষাগুলোর কারিগরি খুঁটিনাটি আমি এড়িয়ে যাব। এই টেষ্টগুলির প্রাত্যহিক ব্যবহারকারী একজন Haematologist হিসেবে এই পরীক্ষাগুলির মৌলিক পার্থক্য এবং তাদের ভিন্ন ভিন্ন উপযোগিতা নিয়ে আলোকপাত করব।
Karyotyping বা Cytogenetic Test বা Conventional Cytogenetic Test হচ্ছে কোষের নিউক্লিয়াস্থিত ক্রমোসোম সমূহের সংখ্যাগত বা শারীরিক গঠনগত ‘যে কোন অজানা’ ত্রুটিকে জানার জন্য পরীক্ষা। ক্রমোসোম সংখ্যা ৪৬ থেকে কমে যাওয়কে বলে hypodiploidy যেমন monosomy 7, monosomy 8 ইত্যাদি। যে কোন জোড়া ক্রমোসোম থেকে ১ টি হারিয়ে গেলে সেটাকে monosomy বলে। উল্টোভাবে ক্রমোসোম সংখ্যা বেড়ে গেলে সেটা hyperdiploidy, সেটা যে কোন এক বা একাধিক ক্রমোসোমের trisomy (এক জোড়ার স্থলে ৩ টি) -এর ফলে হয় সাধারনতঃ। জটিল কিছু karyotype -এ একই সাথে কোন কোন ক্রমোসোমে monosomy আবার কোন কোন ক্রমোসোমে trisomy একই সাথেও থাকতে পারে। আর ক্রমোসোমের গঠনগত বিকৃতির মধ্যে আছে translocation, deletion, inversion ইত্যাদি। যেমন ৯ নং ক্রমোসোমের একটি অংশ ছুটে গিয়ে ২২ নং ক্রমোসোমের সাথে জোড়া লাগলে বলে t(9;22). কোন ক্রমোসোমের কোন অংশ ছুটে একেবারে হারিয়ে গেলে বলে deletion, যেমন ৫ নং ক্রমোসোমের লম্বা বাহু (long arm) এর কোন অংশ বা পুরোটা ভেঙে হারিয়ে গেলে বলে del(5q). এই ভাঙা-জোড়া লাগার প্রক্রিয়া ক্রমোসোমের কোন্ বাহুর ঠিক কোথায় ঘটছে তার উপর ভিত্তি করে এগুলো পূর্ণ নামে আরো কিছু character যুক্ত হয়, যা এখানে আলোচনার উদ্দেশ্য নয়। এরকম অসংখ্য সংখ্যাগত ও গঠনগত ক্রমোসোমের বিকৃতি, যার কোন কোনটা আমরা হয়তো এখনো জানি না, দেখা যায় karyotyping করে। অনেক ক্ষেত্রে একই কোষে একাধিক এরূপ বিকৃতি এক সাথেও থাকতে পারে।
এখন প্রশ্ন আসবে karyotype করে যদি সব ত্রুটি দেখা যায় তবে FISH বা PCR এর দরকার কী?
এর উত্তরগুলোর মধ্যে গুরুত্বপূর্ণ যেগুলো-
১) Sensitivity এর ঘাটতি, এই পরীক্ষার sensitivity ৮০ থেকে সর্বোচ্চ ৯৫%। অর্থাৎ ক্রমোসোম অস্বাভাবিকতা থাকা সত্বেও karyotyping তা অনুদ্ঘাটিত থাকতে পারে ৫ থেকে ২০% ক্ষেত্রে। অন্যদিকে ক্রমোসোমের যে অস্বাভাবিকতা, তার কারনে যে molecular abnormality বা DNA তে যে পরিবর্তন হয় তা ধরতে পারে PCR এবং PCR এর sensitivity প্রায় শতভাগ।
২) নির্দিষ্ট একটি ক্রমোসোমের অস্বাভাবিকতার জন্য যে নতুন অস্বাভাবিক gene এর উৎপত্তি হয়, তার আকৃতিতে বিভিন্নতা থাকতে পারে, দৃশ্যত একই ক্রমোসোম বিকৃতির মধ্যে ছোট ছোট ভিন্নতার কারনে। যেমন t(9;22) বা Philadelphia Chromosome এ ২২ নং ক্রমোসোম থেকে আসা BCR এবং ৯ নং ক্রমোসোম থেকে আসা ABL জিন মিলে BCR-ABL নামে নতুন fusion gene তৈরী করে। এই BCR-ABL জিন তিনটি ভিন্ন ভিন্ন আকারের (size) হতে পারে যার মধ্যে p210 থাকে সমস্ত CML এ, p190 থাকে ১৫ শতাংশ B cell ALL রোগীর এবং বিরল কিছু AML রোগীর শরীরে এবং p230 থাকে বিরল ক্ষেত্রে atypical CML এ। এই যে একই জিনের ভিন্ন ভিন্ন আকার, তা রোগ নির্ণয় ও চিকিৎসার ফলাফল পর্যবেক্ষনের জন্য জানা প্রয়োজন, যা PCR বা molecular genetic test এর মাধ্যমে জানা সম্ভব, karyotyping দিয়ে নয়।
মোট কথা PCR এর মাধ্যমে সুনির্দিষ্ট কোন (যেমন BCR-ABL) gene এর উপস্থিতি আছে কি নেই সেইটা এবং শুধুই সেইটা অত্যন্ত sensitive ভাবে দেখা সম্ভব। ঐ সুনির্দিষ্ট জিন, যেটা দেখতে চাওয়া হচ্ছে, তার বাইরের আর কিছুই জানা সম্ভব নয়।
Karyotyping বা conventional cytogenetic এবং pcr বা molecular genetic এর কার্যকারিতা ও ব্যবহার না হয় বোঝা গেল, কিন্ত FISH এর দরকার কী?
বিস্তারিত বিবরনের জটিলতা এড়িয়ে শুধু একটি উদাহরন দেয়া যাক। ক্রমোসোম 9 এবং ক্রমোসোম 22 এর মধ্যে যে কোন অংশের আদান প্রদান ঘটলে যে পরিবর্তিত ক্রমোসোম তৈরী হবে সেটাকে বলা হবে t(9;22),সেটা আমরা জেনে গিয়েছি। তাত্বিকভাবে, কোন ক্রমোসোমের কোথা থেকে ভেঙে অপর ক্রমোসোমের কোথায় জোড়া লাগছে তার উপর ভিত্তি করে এরকম একাধিক ধরনের t(9;22) ক্রমোসোম হতে পারে। এর মধ্যে বহুল পরিচিত যে t(9;22), সেটা Philadelphia chromosome নামে বহুল পরিচিত। এই ক্রমোসোম এ উদ্ভব হয় BCR-ABL translocation gene এর, যেটা দেখা যায় PCR করে। আমরা এর মধ্যে জেনেছি BCR-ABL জিন ৩ টা ভিন্ন ভিন্ন আকৃতির হয়। এই ৩ ধরনের প্রত্যেক ধরনের আওতায় আবার অনেক গুলি molecular variation থাকতে পারে, যে variation ঘটে break point এর DNA sequence এর সুক্ষ্ণ variation এর কারনে। এই variation এর কারনে ঐ gene এর কার্যকরী আকৃতি বা protein তৈরীর ধরন অপরিবর্তিত থাকলেও গঠনগতভাবে ভিন্নই হয়। PCR পদ্ধতিতে এই প্রত্যেকটা variation চিহ্নিত করার জন্য ভিন্ন ভিন্ন primer প্রয়োজন, যা PCR কিট এর মূল উপাদান। একটি PCR কিট এমন ভাবে তৈরী করা হয় যার মধ্যে অনেকগুলো variation এর জন্য প্রযোজ্য primer থাকে। কিন্তু যে variaton গুলি বিরল ধরনের বা এখনও অজানা এমন সব variation এর জন্য প্রযোজ্য primar কোন কিটে যোগ করআ অার্থিকভাবে এবং প্রযুক্তিগত ভাবে feasible নয়। এমন ক্ষেত্রে FISH পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়, যার মাধ্যমে সব BCR-ABL জিনই ধরা যায়। বিরল বা অজানা ধরনের molecular variation এর কারনে pcr এ ধরা পড়েনি এমন ধরনও (molecular biology তে এগুলোকে বলে cryptic বা চোরা change) এখানে ধরা যায়। এটা FISH এর শক্তি। আর FISH এর দূর্বলতা হল এর মাধ্যমে জিন কোন আকারের (p190 না p210 না p230) তা জানা যাবে না। আর PCR এর তুলনায় FISH এর আরেকটি দূর্বলতা হোল, PCR এর আক্ষরিক অর্থে শতভাগ sensiticity বিপরীতে এর sensitivity ৯৫ থেকে ৯৮%, তাও সেটা প্রকাশিত রোগ নির্নয়ের ক্ষেত্রে। আর ব্লাড ক্যান্সারের মত রোগসমূহের ক্ষেত্রে চিকিৎসা পরবর্তী ফলাফল পর্যবেক্ষনের জন্য FISH কখনো PCR এর বিকল্প হয় না। কারন আধুনিক PCR যেখানে ১,০০,০০০ থেকে ১০,০০,০০০ কোষের মধ্যে একটি কোষে উদ্দিষ্ট জিনের উপস্থিতি চিহ্নিত করতে পারে, সেখানে FISH পারে ১০০ এর মধ্যে কমপক্ষে ১ থেকে ৩ টা থাকলে।
তাই karyotyping, FISH এবং PCR কেউ কারো পূর্ণ বিকল্প নয় এবং genetic diagnosis এর ক্ষেত্রে এদের ভিন্ন ভিন্ন উপযোগিতা রয়েছে।
সবশেষে এখানে একজন রোগীরই PCR, FISH ও Karyotyping রিপোর্ট দেয়া হল উদাহরন হিসেবে। Peripheral blood morphology অনুযায়ী ১৫ বছরের মেয়েটি ছিল সম্ভাব্য acute promyelocytic leukemia (APL) রোগী, যেটাতে ৯৭-৯৮% ক্ষেত্রে PML-RARA translocation gene (molecular marker) তৈরী হয় t(15;17) নামক karyotypic পরিবর্তনের কারনে।
*তার PML-RARA gene সম্ভাব্য উপস্থিতি চিহ্নিত করার জন্য করা হয় PCR যেটা negative আসে। (১ম ছবি)
**PML-RARA এর মধ্যে কোন বিরল ধরনে cryptic site translocation থাকতে পারে মনে করে FISH করে দেখা গেল সেটাও negative (positive হলে ১৫ নং ক্রমোসোম এর কমলা রং করা PML জিন এবং ১৭ নং ক্রমোসোম এর সবুজ রং করা RARA gene মিলে বাদামী রঙের PML-RARA signal তৈরী করত)। তবে এখানে, interestingly, একটি অতিরিক্ত RARA signal (২ টি গোলাপীর বিপরীতে ৩ টি সবু্জ) পাওয়া যায়, যা PCR এ পাওয়ার উপায় নেই। (২য় ছবি)।
***APL এ t(15;17) ছাড়াও বিরল ক্ষেত্রে t(11;17) অথবা t(5;17) থাকতে পারে। তেমন কিছু আছে কিনা সেটা karyotyping করে খুঁজতে যেয়ে দেখা গেল এই তিনটি সম্ভাব্য তিনটি translocation এর কোনটিই নাই। তবে চমকপ্রদ হল সেখানে আরও অনেকগুলো পরিবর্তন দেখা গেল। সেগুলোর ধরন ৩ এর বেশী হওয়ার কারনে এটিকে complex karyotype বলে। (৩য় ও ৪তুর্থ ছবি)
Last Updated on 05/04/2020 by Editorial Staff
By reading this topics we can know about karyotyping. I want to do my new born baby karyotyping test which is 34 days age only
আমার বাচ্চার ডাউন সিনড টেস্টে সহযোগিতা চাচ্ছি