Principios de citogenética clínica

Rosa María Trejo Durán

PRINCIPIOS DE CITOGENÉTICA

CLÍNICA

Introducción a la citogenética

Anomalías cromosómicas

Estudio de los cromosomas en la meiosis humana

Trastornos mendelianos con efectos citogenéticos

Análisis citogenético del cáncer

INTRODUCCIÓN A LA CITOGENÉTICA

Cromosomas, estructura y herencia, aplicado a la genética

médica.


• Más de 100 síndromes identificables

• Cerca de 1% nac. Vivos en 2% de mujeres mayores de 35

• ½ de abortos espontáneos de 1er trimestre


• Análisis cromosómico sistemático– Células sanguíneas, serie blanca (T)

– Obtener muestra

– Impedir coagulación

– Cultivar

– Detener en metafase

– Sol. Hipotónica y liberación

– Fijación y tinción

INDICACIONES CLÍNICAS PARA EL ANÁLISIS CROMOSÓMICO

SANGRE

Rápido, corta duración

PIEL

Biopsia, fibroblastos

SANGRE L. BLANCA

Linfoblastoides, inmortales

CELS. FETALES

No necesitan cultivo

MÉDULA ÓSEA

↑División, ↓resolución

IDENTIFICACIÓN DE CROMOSOMAS

• Los 24 tipos por técnicas de tinción• Bandas Giemsa (bandas G) • Bandas Q

– Mostaza de quinacrina– Microscopía de fluorescencia– Q oscuras y brillantes (G oscuras)– Detecta heteromorfismos (cantidad o tipo)

• Bandas R– Tratamiento especial antes de la tinción– Inversas a G y Q


• Sistema uniforme de clasificación de cromosomas, con cualquier técnica

• Distribución de bandas claras y oscuras

• En c/brazo del centrómero al telómero


• X posición del centrómero

• Metacéntricos

• Submetracéntricos

• Acrocéntricos – 13,14,15,21,22 → cromatina, satélites

(ARNr)

• Telocéntricos


• TÉCNICAS ESPECIALES• Bandas C

– Región centromérica y heterocromatina constitutiva 1q,9q,16q y ady. Al centrómero y parte distal de Yq

• Bandas de alta resolución (prometafásicas)– G o R en etapas mitóticas precoces– En anomalías estructurales– 550/850 (-450) bandas o más en serie haploide

• SITIOS FRÁGILES

HIBRIDACIÓN IN SITU CON FLUORESCENCIA

• Presencia o ausencia de una secuencia

• Evaluar número, organización de un cromosoma o región

• Sondas específicas de ADN para reordenamientos o aneuploidías

• Sondas de ADN repetitivo– ADN satélite, elementos repetitivos,

número de copias

HIBRIDACIÓN IN SITU CON FLUORESCENCIA

ANOMALÍAS CROMOSÓMICAS

• Numéricas/estructurales

• Aneuploidíadéficit de desarrollo

• Translocaciones recíprocas no fenotipo

ANOMALÍAS CROMOSÓMICAS

ANOMALÍAS EN EL NÚMERO DE CROMOSOMAS

• Heteroploide– haploide

– aneuploide

Células somáticas normales diploide

(2n)

Tetraploides

Fallo en div. Del cigoto

92,XXXX o 92,XXYY

Triploide (3n)

Dispermia

Fallas en la meiosis

Expresíon según fuente

ANEUPLOIDÍA

• Trisomía– 3 representantes de un cromosoma– Si es en todo el cromosoma suele ser incompatible

con la vida– Trisomía 27 (cariotipo 47,XX o XY,+21)

• Monosomía– Sólo un representante del par– Suelen ser letales, excepto en XTurner

• No disyunción (generalmente en meiosisI)

ANEUPLOIDÍA

ANEUPLOIDÍA

• Un par con pocas recombinaciones o demasiado cercanas al centrómero/telómero puede ser más susceptible a no disyunción, que un par con número y lugares de recombinación más comunes.

ANEUPLOIDÍA

• Separación prematura de las cromátides hermanas en meiosis I, y no en meiosisII– Pueden segregarse por azar a un óvulo o a un

corpúsculo polar gameto desequilibrado.

• Portadores de un representante extra de más de un cromosoma

• Mosaicismo

• FISH multicolor

• 13,18,21, X e Y

ANOMALÍAS ESTRUCTURALES DE LOS CROMOSOMAS

ANOMALÍAS DE LA ESTRUCTURA DE LOS CROMOSOMAS

• Por roturas cromosómicas seguidas de reconstitución en una combinación anómala.

• 1/375 nacidos vivos

• El intercambio espontáneo es poco frec.

• Agentes externos (clastógenos)

• Todas las células o mosaico

ANOMALÍAS DE LA ESTRUCTURA DE LOS CROMOSOMAS

• Reordenaciones equilibradas

• Reordenaciones desequilibradas

• Estables/inestables

Cromosoma estable.-reordenado debe contener elementos estructurales normales (centrómero funcional y 2 telómeros)

REORDENAMIENTOS DESEQUILIBRADOS

• Por deleciones, duplicaciones o ambas

• Desarrollo anormal

• Cambios submicroscópicos en los telómeros (pequeñas del, dup y t) ►►►retraso mental idiopático

Análisis citogenético

dirigido de regiones teloméricas por

FISH

DELECIONES

• Pérdida de un segmento cromosómico que produce desequilibrio

• Portador es monosómico para esa informaciónhaploinsuficiencia

• Consecuencias clínicas– Tamaño del segmento– Número – Función de los genes– 1/7000 nacidos vivos

DELECIONES

Terminal Intersticial

• por una rotura y pérdida de un segmento acéntrico.• Por entrecruzamiento desigual entre homólogos o por

cromátides harmanas mal alineados• por segregación anormal de una t o una inv equilibrada

Alta resolución al menos 2000-3000kb

FISH detecta deleciones citogenéticamente indetectables

DUPLICACIONES

• Por entrecruzamiento desigual

• Por segregación anormal en meiosis de un portador de una translocación o una inversión.

• Anomalías fenotípicas

Desequilibrios trisomías parciales

CROMOSOMAS MARCADORES Y EN ANILLO• Marcadores.- muy peq. No identificados

• En forma de mosaico

• Cromosomas supernumerarios o cromosomas extra estructuralmente raros (ESAC)

• Patrón de bandas ambiguo– FISH con varias sondas

• Heterocromatina centromérica– FISH satelitales (pintado) o cariotipificación de

espectro

i (18p)

Hibridación In situ con

Fluorescencia mediante

sondas para ADN del

centrómero del

cromosoma 18

CROMOSOMAS MARCADORES Y EN ANILLO• + gdes. Material de uno o ambos

brazosdesequilibrio

• Frec. Prenatal de novo 1/2500

• Riesgo de anomalía fetal muy poco-100%

• Marcadores bisatelitales en el cromosoma 15 derivados de X

CROMOSOMAS MARCADORES Y EN ANILLO• Subclase de marcadores

• Carece de ADN centromérico

• Peq. Fragmentos de brazos con activ. Centromérica neocentrómeros

CROMOSOMAS MARCADORES Y EN ANILLO• Anillo.- cuando un cromosoma sufre 2

roturas y los extremos se unen en una estructura anular.

• Con centrómeromitóticamente estables– Cromátides hermanas enredadas

– Rotura y fusión

CROMOSOMAS MARCADORES Y EN ANILLO

ISOCROMOSOMAS

• Pérdida de un brazo y el otro duplicación especular

• Monosomía parcial

a) Error de división del centrómero en meiosis II

b) Intercambio entre brazos de homólogos en la porción proximaldicéntricos + común Xi(Xq) en mujeres con S.

Turner, tmb en autosomas:18 i(18p) y 12 i(12p), tumores sólidos y cáncer hematológico.

i (18p)

Hibridación In situ con

Fluorescencia mediante

sondas para ADN del

centrómero del

cromosoma 18

CROMOSOMAS DICÉNTRICOS

• 2 segmentos cada uno con un centrómero , se fusionan extremo con extremo y se pierden sus fragmentos acéntricos

Mitóticamente estables si un centrómeros se inactiva o si coordinan sus mov. Hacia uno

de los polos durante la anafase. Seudodicéntricos

Sexuales y acrocéntricos

REORDENAMIENTOS EQUILIBRADOS

• En general no fenotípicos, pues está todo el material organizado de manera diferente

• Riesgo para la siguiente generación– Los portadores pueden producir gametos

desequilibrados e ↑ riesgo de descendencia anormal con cariotipos desequilibrados

– 1-20% según el tipo

• Riesgo de romper un gen mutación– Enfermedades lig X t equilibrada X;autosoma:DMD

INVERSIONES

• Hay dos roturas y reconstitución con el segmento entre las dos roturas, invertido.

• Paracéntrica– Mismo brazo

– No modifica la rel entre los brazos, identificables con bandeo, FISH o sondas de locus

• Pericéntricas– Una en c/brazo

– Puede cambiar long de brazos

•No fenotípicas en portadores, pues es equilibrado

•↑riesgo de gametos anormales y descendientes con desequilibrio

INVERSIONES

• Se forma un bucle en el apareamiento de meiosis I que pueden o no suprimirse.

• Dependiendo de la localización: (Equilibrados/Desequilibrados)

INVERSIONES

– Paracéntrica desequilibrados son típicamente acéntricos o dicéntricos y con descendencia no viable. Riesgo de hijo con cariotipo anormal vivo ↓

– Pericéntrica puede originar gametos desequilibrados con dup o ausencia de segmentos de cromosomas (los distales a la inv). Riesgo para hijos con cariotipo anormal 5-10%; c/u tiene su riesgo

INVERSIONES

• inv (3) (p25q21) Newfoundland, EE.UU-Canadá– Portadores normales– dup del segmento distal a 3q21 y del en

segmento distal a 3p25

• inv (8)(p23.1q22.1) hispanos en SE de EE.UU– Anomalías cardíacas y retraso mental– Hay del distal a 8q22.1 y del en distal a 8p23.1

• inv(9)(p11q12) 1% de quienes se les hace cariotipo– No efectos deléteros en portadores ni

asociada a aborto espontáneo o descendencia desequilibrado variante normal

TRANSLOCACIONES

• Intercambio de segmentos entre dos cromosomas, generalmente no homólogos

• t recíprocas.- rotura de no homólogos con intercambio recíproco de los segmentos desprendidos– Sólo 2 cromosomas implicados – 1/600 recién nacidos,generalmente

inocuas, ↑en individuos con retraso mental

TRANSLOCACIONES

• Alto riesgo de gametos desequilibrados y progenie anormal

• Diagnóstico prenatal o cariotipo paterno

• + en parejas con abortos, varones infértiles

TRANSLOCACIONES

• Como los cromosomas portadores se aparean en meiosis, se forma un cuatrivalente y se segregan de 3 maneras:– Segregación alternante

• Segregación meiótica usual• Produce gametos normales o con los recíprocos

– *Segregación adyacente-1• Los centrómeros homólogos van a dif cel hija

– *Segregación adyacente-2 (rara)• Los centrómeros homólogos van a la misma cel hija

* desequilibradas

TRANSLOCACIONES

• 2:2 2 cromosomas a c/lado

• Pueden producirse segregación 3:1 – produce gametos con 22 y gametos con 24

cromosomas (monosomía y trisomía)

– Dependiendo de los cromosomas y de la longitud de los segmentos implicados, en el 5-20% de espermatozoides portadores de translocaciones equilibradas

TRANSLOCACIONES

Usual dif hija misma hija 22 y 24

TRANSLOCACIONES ROBERTSONIANAS

• 2 cromosomas acrocéntricos (13,14,15,21,22), fusionándose cerca de sus regiones centroméricas y pierden los brazos cortos

• Resulta un cariotipo de 45 cromosomas con el translocado, que sólo tiene los brazos largos

TRANSLOCACIONES ROBERTSONIANAS

• Genes para ARN ribosómico, su pérdida no es deletérea

• Pueden ser monocéntricas o seudodicéntricas, según el punto de rotura

INSERCIONES

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