Citogenética Humana, su aplicación e implicancia en el estudio de la patología genética

El genoma humano está “empaquetado” dentro de los cromosomas presentes en los núcleos de las células. En la especie humana, 46 es el número normal de cromosomas, que corresponden a 22 pares denominados autosomas, más el par de cromosomas sexuales: XX en las mujeres y XY en los varones. Tanto los cromosomas autosómicos como los sexuales son heredados de los progenitores, uno del padre y otro de la madre. Durante las divisiones celulares de mitosis y meiosis, los cromosomas se duplican transmitiendo el material genético a cada una de las células hijas (1).

Al conjunto de cromosomas, o complemento cromosómico, se lo conoce como cariotipo que resulta del ordenamiento y numeración de los cromosomas según tamaño, morfología (forma) y estructura, tal como se muestra en la Figura 1.

Figura 1: Cariotipo con Bandeo G, tripsina-Giemsa. Izquierda: Cariotipo: 46,XX. Derecha: Cariotipo: 46,XY

El primer paso para realizar el análisis del cariotipo de un individuo es tomar una muestra de alguno de sus tejidos. El análisis cromosómico puede efectuarse en cualquier célula viable (viva) que se divida espontáneamente o cuya división pueda ser inducida por un agente agregado al cultivo celular. Las células más estudiadas provienen de sangre periférica, biopsia de piel, aspirados de médula ósea, fluido amniótico, vellosidades coriónicas, sangre fetal, restos placentarios y/o productos de abortos, óvulos, espermatozoides e incluso de células de embriones preimplantados (obtenidos por técnicas de fecundación in vitro). Los glóbulos blancos de la sangre periférica constituyen sin lugar a duda la muestra mejor usada para establecer el cariotipo de un individuo.

Una vez obtenida la muestra se realiza un cultivo celular en el medio adecuado. Durante uno de los estadios de la división celular, la metafase, los cromosomas se encuentran condensados (muy compactados) y son visibles al microscopio, permitiendo realizar el análisis de su número y estructura, dando lugar al rol de la Citogenética Humana. Esta es una rama de la Genética clínica cuyo objetivo es el estudio de los cromosomas y su relación con la patología genética a través del cariotipo.

A través del cariotipo es posible identificar alteraciones numéricas y estructurales de los cromosomas, que son una causa frecuente de anomalías congénitas y afectan a uno de cada 150 recién nacidos.

Las anomalías cromosómicas numéricas son las más frecuentes y en general se originan por errores durante la formación de los gametos (el óvulo y el espermatozoide). Este tipo de anomalías incluye los casos donde existe un complemento cromosómico adicional (“poliploidía”), o un número anormal de un determinado cromosoma (“aneuploidía”). La aneuploidía es el tipo más común de anomalía cromosómica. La incidencia o probabilidad de ocurrencia en población de recién nacidos vivos es de 4 cada 1000. El termino aneuploidía indica la ausencia o duplicación de uno de los cromosomas del par, ya sea autosómico o sexual, comprendiendo entonces a la monosomía o la trisomía respectivamente (2). En recién nacidos las trisomías 21, 13, y 18, y la monosomía del X, son las aneuploidías más frecuentes. La trisomía 21 conocida como síndrome de Down, constituye la más frecuente de todas ellas (3).

Las anomalías cromosómicas estructurales se observan en 2 de cada 1000 recién nacidos, resultado de roturas y reparaciones de los cromosomas. Las roturas en un cromosoma pueden resultar en la pérdida de un segmento o región cromosómica, o incluso en la duplicación con ganancia genética (4).

La llamada citogenética convencional utiliza diferentes “técnicas de bandeo” para identificar anormalidades cromosómicas; sin embargo, el nivel de resolución es limitado y dificulta poder observar micro anormalidades en la estructura del cromosoma, es decir deleciones o duplicaciones muy pequeñas para ser visualizadas al microscopio óptico común. La citogenética desde su inicio en la década de 1950 ha pasado por diferentes etapas, desde la citogenética convencional a la citogenética molecular. Durante la década de 1980 y debido al auge de la biología molecular y el descubrimiento de las técnicas de “hibridación” molecular, comienza la fusión de la citogenética y la biología molecular, para dar paso a lo que en la actualidad se conoce como citogenética molecular y citogenómica Esta integración de técnicas contribuye significativamente a la detección de anomalías cromosómicas, siendo posible asignar funciones biológicas y genéticas a distintas regiones de los cromosomas.

El avance de la citogenética ha permitido establecer el diagnóstico preciso de síndromes clínicamente reconocidos, así también como de nuevas patologías genéticas.

Autor: Dra. Graciela del Rey

Laboratorio de Citogenética. Sección Laboratorio de Endocrinología

Para obtener más información sobre citogenética dirigirse a https://cedie.conicet.gov.ar/citogenetica/.

(1) Una célula somática es cualquier célula del cuerpo excepto los espermatozoides y los óvulos. La división mitótica es característica de las células somáticas. La mitosis da como resultado dos células hijas con el mismo complemento cromosómico (conjunto de cromosomas) que la célula que la originó. Las células haploides son aquellas que contienen un solo juego de cromosomas. Los gametos o las células sexuales (es decir, los óvulos y los espermatozoides) son células haploides. La meiosis es el mecanismo por el cual se originan las células sexuales o gametos a partir de una “célula madre” ovogonia o espermatogonia. La finalidad es dar cuatro células con un complemento cromosómico haploide y genéticamente diferentes.

(2) El 75% de las trisomías autosómicas se originan durante la formación del óvulo, mientras que la mayoría de las aneuploidías sexuales lo hacen durante la espermatogénesis.

(3) La incidencia al nacimiento es 1 cada 600.

(4) Si las roturas suceden en dos cromosomas, puede ocurrir entonces un intercambio de los segmentos cromosómicos, conduciendo a una “translocación” (parte de un cromosoma de transfiere a otro cromosoma). Esta translocación puede ser “balanceada” cuando el intercambio es recíproco y no implica pérdida de material cromosómico o “desbalanceada”, cuando el agregado o falta de material cromosómico da lugar a una trisomía o monosomía parcial para un segmento cromosómico. Trisomía parcial se refiere a que hay en el cariotipo una copia extra de un segmento de un cromosoma. La monosomía puede ser parcial si una porción de uno de los dos cromosomas de un par está ausente.

Editores: Mariana Tellechea, María Noel Galardo, Rodolfo Rey

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