Análisis cromosómico: qué es, técnicas y anomalías cromosómicas

Análisis cromosómico

Procedimiento diagnóstico sistemático para fenotipos con importancia médica:

• Problemas en el desarrollo temprano
• Nacidos muertos y muertes neonatales
• Problemas de fertilidad
• Antecedentes familiares
• Tumores
• Embarazo de edad avanzada

¿Qué células se utilizan para realizar el análisis?

• Cultivo preparado a partir de sangre periférica, nunca glóbulos rojos (no tienen núcleo).
• Linfocitos T
• Fibroblastos

El tipo celular seleccionado se aísla, se aplican agentes inductores de mitosis y se determina en metafase.

Tinción de cromosomas

• Bandas G: Universal. Primero se trata con tripsina y después se tiñe con Giemsa. Línea clara (AT).
• Bandas Q: Tinción con mostaza de quinacrina, visualizada mediante microscopía de fluorescencia. Línea clara (CG).
• Bandas R: Tratamiento específico con calor antes de teñirse. Patrones opuestos a las bandas G y Q.

Técnicas específicas

• Bandas C: Se tiñe específicamente el centrómero.
• Bandas de alta resolución: Bandas G o Q en etapas más tempranas (prometafase).
• Hibridación in situ fluorescente (FISH): Utiliza sondas específicas de DNA para cromosomas, regiones cromosómicas y genes.

Cariotipo humano

• Cromosoma 1: más grande y con más información génica.
• Cromosoma 21: más pequeño.
• Cromosoma Y: menor cantidad de información génica.

Análisis genético con micromatrices: evaluación del número relativo de copias de secuencias de DNA genómico de manera global.

Anomalías cromosómicas

• La monosomía es más perjudicial que las trisomías.
• Las monosomías no son viables, excepto las relacionadas con el cromosoma X.
• Las trisomías son viables en los cromosomas 13, 18, 21, X e Y.

Aneuploidías: anomalías en el número de cromosomas

• Son el trastorno cromosómico más común. La mayor parte son trisomías y después monosomías.
• Trisomías más comunes: pares 13, 18 y 21 (tienen un número mayor de genes).
• La mayoría de las monosomías son letales, a excepción del síndrome de Turner.
• La principal causa es la no disyunción:
  • No disyunción meiótica I: gametos con 24 cromosomas que contienen pares de cromosomas del p y m (azul y rojo).
  • No disyunción meiótica II: gametos con 24 cromosomas que contienen ambas copias de un cromosoma p o m (rojo).
• Triploidía y tetraploidía: ambas se presentan en fetos y ninguno de los dos vive mucho tiempo. La tercera causa es la fecundación con dos espermatozoides o un fallo en la división meiótica, lo que resulta en un gameto diploide. La tercera es el resultado de la finalización temprana de la división del cigoto.

Aneusomías: anomalías en la estructura

• Menos comunes que las aneuploidías.
• Pueden ser causadas espontáneamente o inducidas por agentes externos (radiación ionizante).
• Pueden presentarse en todas las células o en forma de mosaico.
• Equilibradas: se mantiene el complemento cromosómico normal. Desequilibradas: variación en el material genético total.

Reordenamientos desequilibrados

Fenotipo anormal a causa de deleciones y/o duplicaciones.

• Deleción: pérdida de un segmento de un cromosoma. Haploinsuficiencia: incapacidad de la única copia de realizar las tareas propias de ambas copias, dependiendo del tamaño del segmento delecionado. Puede ser intersticial o terminal. Es el resultado de un cruzamiento desigual entre cromosomas homólogos o cromátidas hermanas mal alineadas.
• Duplicación: producida por cruzamiento desigual o segregación anormal durante la meiosis de un portador de una translocación o una inversión. Tiene más peligro que la deleción.
• Cromosoma marcador: pequeño y no identificable. Cromosoma extra formado por partes de uno o más cromosomas; los genes se presentan en el cromosoma original y en el marcador.
• Cromosoma en anillo: cromosoma marcador que carece de secuencias teloméricas y cuyos brazos se unen entre sí.
• Isocromosoma: ha perdido un brazo y el otro se duplica. Monosomía parcial del brazo perdido y trisomía parcial del brazo duplicado. Causado por un error en la división del centrómero en meiosis II. Comunes en: brazo largo del cromosoma X y brazos cortos de los cromosomas 12 y 18.
• Cromosoma dicéntrico: cromosoma con dos centrómeros. Se produce por translocación de cromosomas no homólogos.

Reordenamientos equilibrados

• Inversión: se produce cuando el cromosoma se rompe y el segmento roto vuelve a recombinarse, pero invertido. Pueden ser paracéntricas (sin incluir el centrómero) y pericéntricas.
• Translocación: intercambio de segmentos entre dos cromosomas, normalmente no homólogos. Recíproca: el número de cromosomas no cambia. Robertsoniana: dos cromosomas acrocéntricos se fusionan para formar un cromosoma metacéntrico. Afecta generalmente a los cromosomas 13, 14, 15, 21 y 22, y el material genético que se pierde no es esencial. Ejemplo: unión del brazo largo del cromosoma 14 y 21; posteriormente se origina el síndrome de Down por translocación robertsoniana.

Patrones de herencia

1. Monogénicos

• Causados por genes mutados individuales.
• La mutación puede estar presente solo en uno de los cromosomas del par genético o en ambos.
• En pocos casos la mutación se encuentra en el genoma mitocondrial en lugar del nuclear.
• Prevalencia de aproximadamente 2%.
• Se observan principalmente en el rango de edad pediátrica.
• El trastorno monogénico está determinado principalmente por alelos localizados en un único locus.
• Homocigosis: par de alelos idénticos en un locus que codifica DNA nuclear.
• Heterocigosis compuesta: genotipo en el que están presentes dos alelos mutantes diferentes del mismo gen.
• Hemicigosis: el hombre posee un alelo anómalo de un gen localizado en el cromosoma X y no existe otra copia del gen (heterocigosis compuesta del cromosoma X).

2. Árbol genealógico

• Gemelos monocigóticos: iguales.
• Gemelos dicigóticos: dos óvulos fecundados.
• Embarazo: LMP (último día de la regla), WK (semanas de embarazo).
• Aborto e interrupción (consentimiento médico).
• Probando: miembro de la familia a través del cual el especialista detecta inicialmente la presencia de un trastorno genético.
• Caso aislado: solamente existe un miembro de la familia afectado.
• Caso esporádico: el trastorno se debe a una mutación nueva en el probando.

Grados de parentesco:

• 1°: padres, hermanos, hijos.
• 2°: abuelos, tíos y nietos.
• 3°: primos.
• 4°: hijos de primos.

3. Factores que influyen en los patrones de herencia

• a) Penetrancia reducida: probabilidad de que un gen de cualquier nivel de expresión produzca el fenotipo.
• b) Expresividad variable: gravedad de la expresión del fenotipo en individuos que presentan el mismo genotipo causante de la enfermedad. La expresividad es variable cuando la gravedad de la enfermedad difiere en las personas que poseen el mismo genotipo.
• c) Edad de inicio: los trastornos genéticos se determinan por los genes; los trastornos congénitos se detectan en el momento del nacimiento y pueden tener o no causa genética.
• d) Tamaño del grupo familiar.
• e) Correlación genotipo-fenotipo: fenotipos similares codificados por genotipos distintos (heterogeneidad genética), resultado de la presencia de mutaciones diferentes en el mismo locus (heterogeneidad alélica) o de mutaciones en loci diferentes (heterogeneidad de locus).
• f) Herencia.

4. Ejemplos de enfermedades

Neurofibromatosis tipo 1:

• Enfermedad autosómica dominante.
• Se caracteriza por la aparición de múltiples tumores benignos.
• Los heterocigotos adultos muestran casi siempre algún signo de la enfermedad; penetrancia del 100% en adultos.
• La expresividad es variable.
• Los signos de la enfermedad se desarrollan de manera gradual durante la niñez.
• La penetrancia depende de la edad.
• Aproximadamente la mitad de los pacientes con NF1 sufre la enfermedad debido a una mutación nueva, más que heredada.
• El riesgo de que el paciente transmita el gen a sus hijos es de 50%.
• En herencia dominante, todos tienen la condición, pero la mitad la expresa.

Ectrodactilia:

• Autosómica dominante.
• Penetrancia reducida.
• Deformidad en la mano (hendidura).
• Se origina en la 6.ª y 7.ª semana de desarrollo.
• Salto aparente de generación.
• Penetrancia de aproximadamente 70%.

5. Consanguinidad

Relación genética más estrecha que la existente entre primos segundos. Entre primos hermanos el riesgo es de 3-5%; en la población normal, de 2-3%.