Cariotipo Humano: Metodología y Detección de Cromosomopatías Genéticas

Cariotipo Estándar de Sangre Periférica

El cariotipo estándar de sangre periférica es una técnica citogenética fundamental para el estudio de los cromosomas humanos. El proceso inicia con el cultivo de linfocitos, células sanguíneas que, bajo condiciones específicas, pueden ser inducidas a la división celular.

Cultivo de Linfocitos

• Muestra: Sangre periférica anticoagulada con heparina.
• Medio de cultivo: RPMI-1640, DMEM o HAM F10, suplementados con suero bovino fetal, L-glutamina y antibióticos.
• Recipiente: Frasco Roux o tubo para cultivo.

Pasos del Cultivo

1. Siembra: Añadir la sangre al medio de cultivo en proporción 1/5-1/10.
2. Adición de Fitohemaglutinina (PHA): Esta proteína de origen vegetal se une a los linfocitos T, provocando su desdiferenciación a linfoblastos, los cuales inician la proliferación celular.
3. Incubación: A 37°C y 5% de CO2 durante 72 horas, con una inclinación de 45°.
4. Detención de la mitosis en metafase: Añadir colchicina entre 90-120 minutos antes de finalizar la incubación. La colchicina es una droga antimitótica que detiene la mitosis en la fase de metafase, crucial para la visualización cromosómica.

Obtención de Extensiones en Metafase

Una vez detenida la mitosis, se procede a la preparación de las extensiones cromosómicas para su posterior análisis.

1. Sacrificio del cultivo: Trasvasar el contenido del frasco a un tubo Falcon de 15 ml y centrifugar a 1500 rpm durante 5-10 minutos.
2. Choque hipotónico e incubación: Añadir 5 ml de cloruro potásico 0.075M al tubo, mezclar e incubar durante 5-20 minutos. Durante este paso, las células se cargan de agua, se hinchan y los cromosomas se distribuyen por toda la célula, separándose. Posteriormente, centrifugar a 1500 rpm durante 5-10 minutos y eliminar el sobrenadante.
3. Fijación y lavado: Con fijador de Carnoy (metanol-ácido acético 3:1). Añadir 5 ml de fijador, mezclar y reposar 5 minutos. Centrifugar a 1500 rpm durante 5 minutos, retirar el sobrenadante y lavar 2-3 veces con fijador para asegurar la eliminación de residuos celulares.
4. Obtención de extensiones por goteo: Centrifugar y eliminar el sobrenadante. Añadir 0.5-1 ml de fijador. Cargar la suspensión en una pipeta Pasteur y dejar caer 1-2 gotas sobre un portaobjetos desde una altura de 30 cm para que las células se rompan y los cromosomas se dispersen adecuadamente. Dejar secar y teñir.

Tinción Convencional

La tinción convencional permite una primera visualización y control de calidad de las metafases.

• Procedimiento: Inmersión del portaobjetos en Giemsa al 3% en tampón fosfato a pH 6.7 durante 3-4 minutos y posterior lavado.
• Propósito: Permite controlar la calidad de las metafases antes de proceder al bandeado cromosómico.

Bandeo G

El bandeado G es una técnica esencial para identificar cada cromosoma individualmente y detectar anomalías estructurales.

• Preparaciones envejecidas: Se utilizan preparaciones envejecidas para asegurar la ausencia de restos de fijador y la pérdida de humedad de los cromosomas, lo que mejora la calidad del bandeado. Esto se logra manteniendo las preparaciones en estufa a 60-65°C durante 1-2 días, a 37°C durante 3-4 días, o a temperatura ambiente durante 7-10 días.
• Digestión con tripsina: Inmersión de las preparaciones en tripsina al 0.1% en PBS durante 5-10 segundos. Lavar dos veces con PBS para detener la acción enzimática.
• Tinción con Giemsa: Sumergir las preparaciones en Giemsa al 3% en tampón fosfato a pH 6.7 durante 5 minutos. Lavar con agua y dejar secar.

Cromosomopatías: Síndromes Genéticos Comunes

Las cromosomopatías son alteraciones en el número o la estructura de los cromosomas, que pueden dar lugar a diversos síndromes genéticos con características clínicas específicas.

Síndrome de Turner (45,X0)

• Incidencia: 1/5000 en mujeres nacidas vivas.
• Origen: Generalmente, un error en la meiosis heredado del padre.
• Características clínicas: Talla baja, malformaciones cardíacas (soplo cardíaco), línea posterior de vello baja, mamilas separadas, infertilidad, amenorrea (ausencia de menstruación), y generalmente sin retraso cognitivo significativo.

Síndrome de Klinefelter (47,XXY)

• Incidencia: 1/1000 nacidos vivos.
• Origen: Presencia de uno o más cromosomas X extra en varones. El 15% presenta mosaicismo. Origen: 50% por meiosis paterna, 33% por meiosis materna.
• Características clínicas: Varones altos, delgados, hipogonadismo, ginecomastia, infertilidad, inteligencia ligeramente inferior.

Síndrome de Down (Trisomía 21) (47,XX,+21)

• Incidencia: 1/800 nacidos vivos.
• Origen: Más común en madres mayores de 35 años. La causa principal es la no disyunción meiótica del cromosoma 21.
• Características clínicas: Braquicefalia, nariz aplanada, cuello corto, braquidactilia, senilidad prematura, y diversos grados de discapacidad intelectual.

Síndrome de Edwards (Trisomía 18) (47,XX,+18)

• Incidencia: 1/6000 nacidos vivos.
• Pronóstico: Muy frecuente en abortos espontáneos. La mayoría de los nacidos fallecen en el primer año de vida.
• Características clínicas: Puños cerrados (superposición de dedos), orejas bajas y desubicadas, retraso mental severo, malformaciones múltiples, pie en mecedora.

Síndrome de Patau (Trisomía 13) (47,XX,+13)

• Incidencia: 1/25.000 nacidos vivos.
• Pronóstico: El 90% fallece en el primer año de vida.
• Características clínicas: Onfalocele (intestino fuera del abdomen), labio leporino y/o paladar hendido, ausencia de ojos (anoftalmia) o microftalmia, polidactilia, pie equino, y malformaciones cerebrales severas.

Síndrome de Angelman

• Origen: Causado por la falta de una copia funcional del gen UBE3A de origen materno en el cromosoma 15.
• Características clínicas: Ataxia, afasia (o habla reducida/ausente), sonrisa frecuente y mantenida, episodios de risa inmotivada, movimientos anormales, escasa coordinación, y discapacidad intelectual severa.