CARIOTIPUL MOLECULAR DE ÎNALTĂ REZOLUȚIE BAZAT PE MICROARRAY.

DEPARTAMENTUL DE CITOGENOMICĂ

null

Dezechilibrele genomice sunt o cauza majoră de anomalii congenitale și de dezvoltare precum anomaliile congenitale multiple sau retardul mental, care pot fi analizate prin tehnici clasice – cariotipul convențional – sau tehnologii avansate – cariotipul molecular de înalta rezoluție bazat pe microarray.

Ce este un cromozom?

Toate celulele umane dețin în nucleele lor informația genetică responsabilă pentru funcționarea întregului organism. Această informație este conținută în ADN-ul celular și gene care sunt organizate în structuri microscopice numite cromozomi.  Cromozomii nu sunt vizibili până când celulele nu încep să se dividă ; în stadiul diviziunii celulare, numit metafază, devin mai compacți și pot fi văzuți la microscop. Fiecare cromozom prezintă o secvență specifică, un punct de constricție, numit centromer care îi da cromozomului forma lui specifică și-l divide in braț superior scurt și braț inferior lung care sunt notate cu „p” și respectiv „q”.

Fiecare om are 46 de cromozomi în celule somatice nucleate, adică 23 de perechi. Fiecare pereche are un cromozom moștenit de la tată, iar celălalt de la mamă. Fiecare celulă reproductivă (gamet), spermatozoid sau oocit, are doar un set complet de 23 de cromozomi. Fuziunea spermatozoidului cu oocitul formează un zigot (46 de cromozomi), care se va divide ulterior și va forma embrionul. În timpul diviziunii celulare tot materialul genetic este împachetat și transferat intact descendenților prin intermediul cromozomilor.

Ce este o anomalie cromozomială?

Orice schimbare de la numărul normal sau de la structura unică a cromozomului este considerată o anomalie cromozomială și poate conduce la o maladie genetică.

Aceste schimbări apar în timpul diviziunii celulare la formarea ovulului sau celulelor spermatice (care pot fi transmise generațiilor următoare) sau sunt dobândite în timpul vieții (și nu pot fi transmise.)

Anomaliile moștenite derivă de la un părinte care este normal fenotipic (fără consecințe clinice) dar care produce un număr de gameți (spermatozoid sau ovul) instabili genetic, ce pot conduce la o maladie genetică. Fuziunea gametului anormal cromozomial cu unul normal formează un zigot anormal genetic.
Această poate avea ca rezultat: o fertilizare eșuată, pierdere fetală, moarte perinatală, malformații congenitale, probleme de creștere, retard mental și subfertilitate Pe de altă parte, anomaliile somatice pot apărea de-a lungul vieții și sunt rezultatul expunerii prelungite la radiații, substanțe toxice, etc.

Anomaliile cromozomiale sunt împărțite în două grupe : anomalii numerice și structurale.

A. Anomalii numerice

O schimbare a numărului de cromozomi este definită ca anomalie numerică și poate fi moștenită de la un părinte sau dobândită în timpul vieții, „de novo”. Acestea pot fi depistate prin analizele citogenetice prenatale sau postnatale și în cele mai multe cazuri ele sunt incompatibile cu viața.
Modificările numerice ale cromozomilor poartă numele de aneuploidie. Formele de aneuploidie care sunt compatibile cu viața sunt trisomiile (trei copii ale cromozomilor): 13 (sindromul Patau), 18 (sindromul Edwards) și 21 (sindromul Down).
Mai există și aneuploidii ale cromozomilor de sex descrise în sindromul Klineferter (XXY) pentru bărbați și sindromul Turner (XO: o copie a cromozomului X) pentru femei.

În unele cazuri, anomaliile numerice nu se găsesc în toate celulele. Astfel, un individ poate avea două sau mai multe populații de celule cu număr diferit de cromozomi. Acest fenomen se numește mozaicism.

B. Anomalii structurale

O anomalie structurală apare când unul sau mai mulți cromozomi arată o schimbare în structura sa, schimbare care poate fi moștenită de la un părinte sau pot apare spontan.

Anomaliile structurale pot cauza probleme în dezvoltarea și funcționarea unui individ. Efectele anomaliilor structurale depind de dimensiunea și de localizarea lor, precum și dacă materialul genetic este adăugat sau pierdut.

Ele pot fi, de asemenea, depistate prin analizele citogenetice prenatale sau postnatale și pot fi:
  • Deletii: cromozomi cu material genetic pierdut
  • Inserții: cromozomi cu material genetic adăugat
  • Translocații: cromozomi cu material genetic schimbat
  • Duplicatii: cromozomi cu arii duplicate
  • Inversii: cromozomi cu arii inversate
  • Isocromozomi: cromozomi cu 2 brațe identice
  • Cromozomi dicentrici: cromozomi cu 2 centromeri
  • Cromozomi inel: cromozomi ce formează o structură circulară

Cum putem studia anomaliile cromozomiale?

Un cariotip convențional reprezintă aranjarea în perechi omoloage a cromozomilor după dimensiuni și patternul de bandare. Analiza cariotipului permite identificarea anomaliilor cromozomiale responsabile de producerea de boli genetice. Perechile de cromozomi de la 1 la 22 sunt numiți „autozomi” iar perechea a 23-a este cea a cromozomilor de sex. Există doi cromozomi de sex diferiți,  X și Y. Femeile au doi cromozomi X(XX), iar bărbații au un cromozom  X și unul Y(XY).

Prin această metodă putem detecta toate anomaliile numerice ale cromozomilor, dar și anomalii structurale mai mari de 5Mb.

De asemenea, cariotipul convențional este singură metodă de diagnostic genetic care poate detecta modificările cromozomiale echilibrate: ex. translocații.

Indicații pentru Testarea Citogenetică

Pentru femeia însărcinată:

  • vârstă avansată a mamei (≥35 ani)
  • constatări ecografice specifice unor anumite sindroame
  • screeningul biochimic prenatal cu risc crescut
  • screeningul NIPT cu risc crescut
  • istoric personal cu avorturi spontane
  • istoric familial cu boli genetice

Pentru nou – născuți, copii și adulți:

  • trăsături fenotipice anormale sugestive unor sindroame genetice
  • organe genitale ambigue
  • întârzieri de dezvoltare
  • retard mental
  • sindroame dismorfice
  • fenotip sugestiv pentru sindroame de microdeletie
  • istoric familial cu boli genetice

Pentru cupluri cu probleme de subfertilitate:

  • avorturi recurente
  • probleme de reproducere
  • fertilitate scăzută
  • sterilitate
  • evaluare citogenetica înainte de începerea unui program FIV (fertilizare în vitro)

Pentru boli maligne:

  • leucemie
  • limfom
  • sindrom mielodisplastic
  • mielom multiplu
  • boli mieloproliferative

SNP-array – Cariotip molecular de înalta rezoluție

SNP-array pe platforma Affymetrix este cea mai avansată tehnologie de analiză a întregului genom pentru detecția anomaliilor cromozomiale submicroscopice.

Ce este SNP-array?

SNP-array este o tehnologie care permite analiza unor modificări cromozomiale mai mici decât cele care pot fi detectate prin cariotipul convențional. Această tehnologie evaluează regiuni importante ale cromozomilor pentru segmente de ADN în plus sau în minus cunoscute ca CNV-uri (Copy Number Variants), care ar putea fi cauza de bază a unei probleme medicale.

Care sunt avantajele testării SNP-array vs. Cariotip convențional

Ca și cariotipul convențional, SNP-array explorează toți cei 46 de cromozomi într-un singur test. Spre deosebire de acesta, SNP-array identifică dezechilibre cromozomiale structurale foarte mici, pierderi sau surplusuri de material genetic de dimensiuni submicroscopice, crescând astfel semnificativ rata de detecție a anomaliilor genetice.
Diagnosticul genetic avansat poate fi foarte util pentru a avea o imagine corectă și completă asupra afecțiunii, în vederea asigurării celui mai bun management al pacientului, ceea ce include, în anumite situații, și direcționarea tratamentului și stabilirea prognosticului.
Care sunt indicațiile analizei array CGH?

Pentru diagnosticul prenatal:

  • sarcini cu anomalii depistate la ecografia fetală
  • screening biochimic matern prenatal de prim trimestru cu risc crescut
  • părinți purtători de rearanjamente cromozomiale echilibrate de tipul translocație, inserție
  • identificarea originii cromozomilor anormali

Pentru diagnosticul postnatal:

  • pacienții cu dizabilitate intelectuală de etiologie necunoscută
  • probleme de învățare
  • tulburări de dezvoltare
  • epilepsie
  • autism
  • trăsături dismorfice sau un sindrom suspectat
  • anomalii congenitale
Este însă recomandat consultul genetic inante de efectuarea testului, pentru a stabili în fiecare caz protocolul cel mai adecvat.