Estudios Genéticos

Aplicaciones clínicas de los estudios de Microarray que detectan desbalances cromosómicos involucrados en enfermedades genéticas humanas

Desde el año 1956 donde los científicos Tjio y Levan descubrieron que las células humanas en condiciones normales contienen 46 cromosomas, la práctica de la citogenética ha sido testigo de numerosas innovaciones, incluyendo las técnicas de bandeo cromosómico, la hibridación in situ fluorescente-FISH- , el cariotipo espectral, y la hibridación genómica comparativa-CGH-. De estos avances el cariotipo con bandeo G es el método mas utilizado en el análisis completo del genoma. Estos avances han permitido ahondar en las causas de numerosos desordenes genéticos y cáncer. El más reciente avance hasta el momento es el análisis de microarray basado en oligonucleótidos –CGH-que se trata de un método que ofrece un análisis genómico completo a una mucha mayor resolución.
El estudio de microarray es un examen diagnostico que permite identificar regiones del genoma con ganancia y perdida del material genético tales como deleciones, duplicaciones y cambios en el numero de cromosomas, los cuales pueden estar asociados con una multitud de enfermedades genéticas presentes en pacientes pediátricos y adultos.

El análisis cromosómico consiste en el estudio de los cromosomas con técnicas citogenéticas que permiten determinar cambios numéricos y estructurales como grandes deleciones, duplicaciones, cromosomas extras, translocaciones, inversiones, entre otras anomalías donde las patologías genéticas más comúnmente diagnosticadas pueden ser:
Síndrome de Down, Síndrome de Turner, Síndrome de Pateau, entre muchas otras condiciones genéticas más.
Un estudio normal de cromosomas no significa siempre que no hay presentes patologías de origen genéticos, sino que con las técnicas utilizadas no han podido detectarse anomalías, con lo cual es el médico genetista quien debe analizar a cada paciente en particular para seguir adelante con otros estudios y/o evaluaciones.
Otras patologías que involucran pequeños cambios en el ADN pueden ser estudiadas por técnicas de biológica molecular como la secuenciación de genes, la tecnología de PCR, FISH, y el Microarray entre otras.

Preguntas Frecuentes Sobre Microarray

¿Qué es un análisis de Microarray?
El análisis de Microarray es un examen diagnostico que permite identificar regiones de ganancia y perdida genómicas dentro del genoma humano entero. Estos cambios en el dosaje de ADN pueden ser deleciones, duplicaciones, cambio en el número de cromosomas, los cuales pueden estar asociados a una numerosa cantidad de condiciones genéticas en pacientes pediátricos y adultos.

¿Cuales son las indicaciones para la realización del análisis de Microarray?
Es utilizado como un examen de screening primario a fin de permitir diagnosticar personas con rasgos dismorficos inexplicados, defectos del nacimiento, retrasos mentales y del desarrollo inexplicados, anomalías múltiples congénitas, autismo o presencia de un desbalance genómico.

• Puede ser utilizado como examen complementario o de reemplazo de FISH (Hibridación In Situ Fluorescente) y Análisis de Microarray basados en BAC cuando es sospechado un síndrome de deleción o duplicación (genes contiguos o solos).

• Puede ser utilizado como una alternativa superior del análisis de FISH de telomeros en personas con retraso mental o incapacidades en el desarrollo.

• Puede ser utilizado como un examen para determinar la presencia o ausencia de un gen especifico dentro de una región conocida de desbalance genómico (síndrome de deleción de genes contiguos).

• Puede ser utilizado como un examen diagnostico en desordenes Mendelianos debido a la perdida funcional de un alelo (haploinsuficiencia), en particular cuando el análisis de secuenciación ha fallado en identificar la mutación causante pudiendo ser la causa una posible deleción del gen.

¿Como esta diseñado el examen un Microarray?
EL Microarray de GeneDx llamado GenomeDx es un análisis diseñado y validado de oligonucleótidos basado en microarray el cual utiliza 105.000 (ciento cinco mil ) sondas dentro del genoma completo con una alta densidad mínima la cual permite evaluar síndromes de deleciones y duplicaciones conocidos como así también de novo.
Este microarray posee una sensibilidad incrementada para más de 100 regiones de targets genomicos, incluyendo loci para:

-Síndromes de duplicación y deleción-
desordenes genéticos seleccionados con posible deleción/duplicación de genes (enfermedades loci especificas).

-Otras regiones de alta densidad de genes-
Regiones subtelomericas.

Esta metodología permite identificar regiones genómicas de ganancia y perdida tan pequeña como de 5-10 kb en las regiones targets examinadas y de 300-500 kb en otras áreas del genoma.

¿Como se realiza el examen de microarray?
Se obtiene ADN a partir de la muestra de sangre del probando, la cual es marcada y mezclada con muestras referencias diploides, cotejo de género y sondas de microarray. Los resultados son analizados mediante la comparación de los resultados de la hibridación y los especímenes de referencia.

Las aberraciones numéricas significantes son comparadas con números de copias conocidas de regiones variables pertenecientes a la población general antes de reportar anormalidades.
Cualquier cambio clínicamente relevante en el dosaje de ADN es independientemente confirmado a través de un método apropiado incluyendo microarray de mayor densidad, análisis de PCR cuantitativo (CopyDx), o genotipificacion de marcadores microsatélites. En algunos casos, el examen de FISH puede ser utilizado.
Hay casos, donde la interpretación de los resultados depende si el cambio en el número de copias es heredado o de novo. En estos casos las muestras de los padres serán analizadas.



Comparación del Microarray con el Cariotipo-es decir estudio Cromosómico con Bandeo G- y con versiones anteriores de Microarray
Si bien el estudio de Microarray, no permite determinar la presencia de translocaciones ni suplantar las secuenciaciones de ADN de genes específicos, se ha observado que los resultados presentan:


• 20% de resultados positivos en muestras con cariotipos normales.

• 9% de resultados positivos en muestras con estudios de microarray más rudimentarios.



Condiciones clínicas y de laboratorio que ameritan la realización de un estudio Microarray

Laboratorio de genética:

El/la paciente presentan:
Análisis cromosómico, cariotipo: NORMALES
Estudios moleculares para genes: NORMALES
Estudios de FISH: NORMALES

El paciente presenta algunas de las siguientes características clínicas:

>Generales:

Retraso en el desarrollo
Retraso madurativo
Retardo del Crecimiento Intrauterino
Baja estatura

>Neurológicas:

Agenesia del cuerpo calloso
Autismo
Malformaciones de CHIARI
Holoprosencefalia
Hipertonía
Hipotonía
Lisencefalia
Convulsiones

>Cabeza:

Labios/Paladar hendido, labio leporino
Macrocefalia
Microcefalia

>Ojos:

Aniridia
Cataratas
Coloboma

>Cardiacos

Defectos congénitos del corazón

>Esqueléticas

Anomalías de las costillas
Escoliosis
Anomalías esqueléticas

>Manos/Pies

Clinodactilia,
Pie Zambo
Pie equinovaro
Pie Plano
Pie Cavo
Perdida de dedos
Polidactilia/Sindáctila

>Urogenitales

Genitales ambiguos
Riñón en Herradura – Horseshoe -
Hidronefrosis
Hipospadias
Agenesia renal

>Otros:

Atresia biliar
Atresia de coanas
Hernia congénita diafragmática
Malrotacion
Fistula traqueoesofagica
Rasgos dismorficos

>Otros problemas médicos significantes también deben ser informados.

EJEMPLOS:

SINDROME DE GREY- CEFALOPOLISINDACTILIA DE GREY

Se trata de un paciente que presenta retraso en el desarrollo, baja estatura, hipotonía pre axial, polisindactilia, enfermedad congénita cardiaca, malformaciones renales congénitas, y otros rasgos dismorficos. El paciente tiene estudios realizados de cariotipo-cromosomas- normal, lo mismo que los estudios de FISH.
El examen de microarray identifico una delecion en el brazo corto del cromosoma 7. Muchos genes específicos están ubicados en esta región, incluyendo el GLI3.
La delecion del GLI3 se sabe que causa:
Síndrome de Cefalopolisindactilia
La delecion de otros genes en esta región pueden ser responsables de otros síntomas, por ejemplo, malformaciones renales.

SINDROME DE CHARGE

Indicaciones para el estudio de microarray: niña con retraso del desarrollo, baja estatura, hipotonía, anormalidades auditivas, dismorfias faciales, cariotipo normal 46,XX, estudios normales de FISH 22q11
El resultado de esta paciente evidencio una delecion involucrando la región del cromosoma 8q12 asociado con el Síndrome de CHARGE.