Citogenética Clínica y Análisis Genómico

Citogenética clínica y Análisis Genómico

• El estudio de los cromosomas, su estructura y herencia se conoce como citogenética clínica, aplicada en medicina.
• Cambios en el número o estructura cromosómica pueden causar trastornos cromosómicos.
• El análisis genómico busca alteraciones más allá de las numéricas o estructurales detectables por la citogenética clásica.
• Métodos como las micromatrices cromosómicas y la secuenciación del genoma completo son usados en el análisis genómico.

Niveles de resolución para el análisis citogenético y genómico

• La técnica más resolutiva es la secuenciación.
• El aumento en la resolución permite análisis más precisos
• La tabla muestra los niveles de resolución y tamaños aproximados para las técnicas de diagnóstico
• Las técnicas de análisis citogenético y genómico varían notablemente en su resolución, lo que permite diferentes niveles de detalle.

Trastornos cromosómicos

• Los trastornos cromosómicos (problemas reproductivos, malformaciones congénitas, discapacidad intelectual) juegan un papel importante en la patogenia del cáncer.
• Para análisis clínicos, las células necesitan proliferar en cultivo. Los leucocitos sanguíneos, y especialmente los linfocitos T, cumplen esta condición.

Procedimiento de análisis cromosómico

• Obtener una muestra de sangre periférica.
• Aislar leucocitos y colocarlos en un medio de cultivo tisular, estimulando su división.
• Detener el crecimiento celular en la fase de metafase, usando inhibidores del huso mitótico .
• Tratar con una solución hipotónica para liberar los cromosomas.
• Fijar y extender sobre portaobjetos, para finalmente teñir.

Otros tipos de cultivos celulares

• Fibroblastos de biopsias de piel.
• Leucocitos de sangre transformados a linfoblastoides inmortales por el virus de Epstein-Barr.
• Células de biopsias de médula ósea, que tienen una alta proporción de células en división que pueden ser estudiadas (invasivo).
• Amniocitos del líquido amniótico o vellosidades coriónicas (células fetales).

Identificación de cromosomas

• La tinción de Giemsa permite diferenciar bandas ricas en A/T (heterocromatina, no transcrita) de las bandas ricas en C/G (eucromatina, transcrita).
• Se clasifican los cromosomas basándose en la posición del centrómero (metacéntricos, submetacéntricos, acrocéntricos, telocéntricos).
• Los cromosomas 13, 14, 15, 21 y 22 tienen ADN satélite (regiones repetitivas) en sus extremos separados por una constricción secundaria.

Análisis genómico mediante técnicas citogenéticas

• La tinción de Giemsa permite distinguir bandas cromosómicas. Específicamente, estas bandas permiten visualizar heterocromatina (más oscura, no transcrita ) y eucromatina (más clara, transcrita).
• La posición del centrómero clasifica los cromosomas.
• Los cromosomas 13, 14, 15, 21 y 22 poseen ADN satélite en sus brazos cortos y regiones repetitivas separadas del resto del cromosoma por una constricción secundaria. Estas regiones contienen genes del ARNr.

Hibridación in situ fluorescente (FISH)

• FISH se desarrolló en los años 90.
• Permite detectar la presencia o ausencia de una secuencia de ADN específica en la célula.
• Se utiliza para analizar el número de una estructura cromosómica particular en la célula.
• Se utilizan sondas de ADN humano para detectar regiones específicas del genoma en preparaciones cromosómicas o núcleos intactos.
• Las sondas de ADN repetitivo se usan para determinar el número de copias de un cromosoma.

Análisis cromosómico de alta resolución

• El bandeo de alta resolución, también llamado bandeo de prometafase, se utiliza para incrementar la precisión del análisis.
• El análisis se realiza en una fase temprana de la mitosis (profase o prometafase), cuando los cromosomas aún están poco condensados.
• Se utiliza para detectar pequeñas anomalías estructurales en los cromosomas.
• El análisis permite identificar síndromes por microdeleción o duplicación genómica de rango de 2-3 Mb.

Análisis genómico mediante secuenciación del genoma completo

• Con el avance de tecnología, la secuenciación completa de genomas se vuelve más accesible.
• No requiere la división celular, se pueden utilizar muestras de tejidos, tumores y sangre.
• El análisis simultáneo de todo el genoma como una matriz ordenada en un portaobjetos microscópico, identifica los segmentos de ADN.
• Compara los genomas para identificar ganancias y pérdidas en el número de copias de segmentos específicos usando hibridación genómica comparativa (CGH).

Anomalías cromosómicas

• Las anomalías cromosómicas (numéricas o estructurales) pueden afectar autosomas o cromosomas sexuales.
• Pueden causar numerosos problemas reproductivos, malformaciones, e intelectuales.
• La incidencia de anomalías cromosómicas es considerable en los recién nacidos.

No disyunción meiótica

• La no disyunción meiótica es la causa común de aneuploidías.
• Describe la falla en la separación de cromosomas/cromátidas durante las divisiones meióticas.
• Los resultados de la no disyunción en la etapa de meiosis I generan gametos con dos copias de un cromosoma.
• Los resultados de la no disyunción en la etapa de meiosis II generan gametos con una sola copia de un cromosoma.

Anomalías cromosómicas estructurales

• Se derivan de roturas y recombinaciones anómalas.
• Este tipo de anomalías pueden ser desequilibradas (pérdida o ganancia de material genético) o equilibradas (sin ganancia ni pérdida).
• Ejemplos incluyen deleciones, duplicaciones, isocromosomas, cromosomas dicéntricos, translocaciones recíprocas e inversiones.

Translocaciones robertsonianas

• Son un tipo frecuente de reordenamientos cromosómicos.
• Implican la fusión de dos cromosomas acrocéntricos cerca de sus centrómeros, perdiendo los brazos cortos.
• El resultado es un cariotipo con 45 cromosomas.
• Por lo general, son equilibradas aunque pueden generar descendencia con trisomía.

Inversiones

• Implican roturas en un cromosoma donde el segmento entre las roturas se invierte y se une.
• Pueden ser paracéntricas (ambas roturas en el mismo brazo) o pericéntricas (una rotura por brazo).
• Por lo general, las inversiones no causan problemas fenotípicos.
• La recombinación durante la meiosis puede producir gametos desequilibrados si la inversión es pericéntrica.

Mosaicismo

• Ocurre cuando un individuo tiene más de un complemento cromosómico diferente en células distintas del mismo individuo.
• La causa común es la no disyunción mitótica.
• En caso de trisomía, el mosaicismo puede afectar la intensidad de las afecciones.

Anomalías cromosómicas en el cáncer

• Las anomalías cromosómicas son un rasgo fundamental en el cáncer.
• El análisis citogenético y genómico tiene un papel crucial en el diagnóstico y tratamiento del cáncer.