Hibridación Genómica Comparativa: Aplicaciones y Métodos

¿Qué es la Hibridación Genómica Comparativa?

La hibridación genómica comparativa o CGH (Comparative Genomic Hybridization) es un método de citogenética molecular para analizar las variaciones en el número de copias (CNV) en relación con el nivel de ploidía del ADN de una muestra en comparación con una muestra de referencia, esto sin la necesidad de realizar un cultivo celular.

¿Qué tipos de Array existen y cuáles son sus aplicaciones?

Existen dos Métodos de CGH:

CGH:

Consiste en el marcaje diferencial de los cromosomas en metafase de nuestra muestra y de un control (por ejemplo un individuo sano). Los coeficientes de fluorescencia a lo largo de la longitud de los cromosomas proporcionan una representación citogenética del ADN relativa a la variación del número de copias.

CGH se usa en estudios del cáncer y aberraciones cromosómicas. El Array CGH se usa en anormalidades genómicas en cáncer, aberraciones submicroscópicas, diagnóstico prenatal.

aCGH:

En este caso, un array de oligonucleótidos o de cromosomas artificiales bacterianos (BAC) se utiliza para la hibridación en lugar de cromosomas en metafase de técnica CGH convencional.

Array-CGH en Diagnóstico Prenatal

Se ha generalizado el uso de esta técnica en diagnósticos prenatales, para el estudio de la presencia de determinadas alteraciones cromosómicas en el genoma del feto y en el diagnóstico genético preimplantatorio, para la selección de embriones libres de dichas anormalidades.

El array-CGH permite una mayor resolución en la detección de alteraciones o cambios de número copia (abreviado CNV de copy number variations), pasando de una resolución aproximada de 3-5 megabases en el cariotipo convencional a varias kilobases en el array-CGH. Además, el array permite caracterizar dichas CNV de una manera precisa, conociendo en detalle la localización exacta de la alteración, sus límites, tamaño y el contenido en genes de la misma, lo que redunda en un diagnóstico genético más eficaz y una predicción casi siempre más precisa de la enfermedad asociada a dicha alteración. Como otras ventajas importantes, al contrario que el cariotipo, es importante señalar que el array-CGH no precisa de células en división para la producción de un resultado analizable (pudiendo utilizar fuentes de ADN congelado o incluso fijado); es por tanto una técnica más rápida, similar en respuesta a las técnicas de análisis de aneuploidías.

Aplicación específica del CGH Array en aplicación a malformaciones congénitas, trastornos del aprendizaje y espectro autista

El CGH convencional se ha utilizado principalmente para la identificación de regiones cromosómicas que se pierden o ganan recurrentemente en los tumores, así como para el diagnóstico y pronóstico del cáncer. Este enfoque también puede ser usado para estudiar las anormalidades cromosómicas en los genomas fetales y neonatales. Además, se ha demostrado que el CGH convencional es eficaz en el diagnóstico de anomalías complejas asociadas con trastornos genéticos humanos.

Aberraciones cromosómicas:

Cri du Chat (CDC) es un síndrome causado por una delección parcial del brazo corto del cromosoma 5. Varios estudios han demostrado que el CGH convencional es adecuado para detectar esta eliminación, así como alteraciones cromosómicas más complejas. Por ejemplo, Levy et al. (2002) informaron acerca de un bebé con un grito de gato, el sello de la CDC, pero que tenía un cariotipo indistinto. El análisis de CGH reveló una pérdida del material cromosómico de 5p15.3 lo que confirmó el diagnóstico clínico. Estos resultados demuestran que el CGH convencional es una técnica fiable en la detección de aberraciones estructurales y, en casos específicos, puede ser más eficiente en el diagnóstico de anormalidades complejas.

Aberraciones submicroscópicas:

El síndrome de Prader-Willi (SPW) es una anomalía estructural paterna que implica a la región cromosómica 15q11-13, mientras que una aberración materna en la misma región causa el síndrome de Angelman (AS). En ambos síndromes, la mayoría de los casos (75%) son el resultado de una supresión Mb a 3-5 de la región PWS/AS crítica. Estas pequeñas aberraciones no se pueden detectar usando citogenética o el CGH convencional, pero se pueden detectar fácilmente utilizando arreglo de CGH. Como una prueba de este principio Vissers et al. (2003) construyeron una amplia gama genómica con una resolución de 1 Mb para detectar a tres pacientes con síndromes de microdeleción conocidos, incluyendo uno con SPW. En los tres casos, las anomalías, que van desde 1,5 a 2,9Mb, se identificaron fácilmente. Por lo tanto, el arreglo de CGH demostró ser un método específico y sensible para detectar aberraciones submicroscópicas.

Cuando se utiliza la superposición de microarreglos, también es posible descubrir los puntos de interrupción que participan en las aberraciones cromosómicas.

Trastorno del aprendizaje:

AUTISMO-180K permite diagnosticar, en una sola prueba cualquier alteración genética de ganancia o pérdida de material genético con una resolución de, al menos 80 Kb para todo el genoma y 15 Kb para las regiones críticas del genoma relacionada con el trastorno autista.

El diseño, optimizado para síndromes relacionados con presencia del trastorno autista también detecta alteraciones cromosómicas tradicionales (trisomías, monosomías) y todos los síndromes relacionados como microdeleciones y duplicaciones (Angelman, Prader-Willi, Digeorge, Cri-du-chat, MECP2, etc…)

El retraso mental es un desorden clínico con gran impacto para la salud pública y la sociedad; sin embargo, su etiopatogenia es poco entendida. Se define como un daño significativo de las funciones cognitiva y adaptativa, con inicio antes de los 18 años.

El uso de la Hibridación Genómica Comparativa con microarrays (aCGH, por sus siglas en inglés) como prueba inicial para estos casos. En pacientes con Retardo Mental (RM) el uso de esta tecnología ha permitido la identificación de un número creciente de Síndromes de Microduplicación o Microdeleción (MMS, por sus siglas en ingles), cuya aparición se facilita por secuencias de ADN repetitivas que predisponen a recombinaciones homólogas desiguales y son responsables de los rearreglos cromosómicos recurrentes.

El cariotipo con 550 bandas G permite la identificación de alteraciones numéricas, también llamadas aneuploidías, y del mayor número de alteraciones estructurales con tamaño mínimo de cinco megabases. La aplicación de las técnicas moleculares, como el aCGH, en el estudio cromosómico han permitido diagnosticar reorganizaciones crípticas por debajo de la resolución del microscopio óptico.