La tecnología de array-CGH y su aplicación en pediatría

Las técnicas citogenéticas, para determinación del cariotipo, han sido por muchos años la metodología de elección para el estudio de las enfermedades genéticas. Las mismas consisten en el análisis de los cromosomas humanos (número, morfología y estructura) cuando se hacen visibles al microscopio óptico, empleando técnicas que permiten la identificación inequívoca de cada par cromosómico (ver Citogenética Humana, su aplicación e implicancia en el estudio de la patología genética). En los últimos años el análisis de los cromosomas mediante microscopía se vio completamente transformado con el advenimiento de las técnicas de nueva generación, como la técnica de array-CGH que permite estudiar cada cromosoma a nivel molecular empleando como soporte una matriz o array [plataforma sólida donde se encuentran unidos millones de segmentos de ADN (sondas)]

La tecnología de array-CGH (Hibridación Genómica Comparativa empleando arrays) también conocido con el nombre de estudio de microarray cromosómico, del inglés CMA (“chromosomal microarray analysis”) o cariotipo molecular, es una técnica que analiza en forma global el genoma humano y puede identificar pérdidas o ganancias de cromosomas o segmentos cromosómicos muy pequeños o submicroscópicos aumentando enormemente la resolución para el diagnóstico de anomalías cromosómicas.  Estas pérdidas o ganancias de segmentos cromosómicos se describen como variantes en el número de copias o CNV del inglés (“copy number variants”).

Las ventajas de esta tecnología sobre el cariotipo convencional es que permite estudiar un mayor número de pacientes en menor tiempo, no requiere grandes cantidades de muestra (ADN) para su análisis, ni es necesario realizar cultivos celulares ni técnicas de identificación cromosómica (prácticas laboriosas, demandantes y dependientes de la calidad de los extendidos).  Todas estas ventajas la posicionan como la técnica de elección para identificar anomalías cromosómicas en niños con retraso del crecimiento y desarrollo, discapacidad intelectual, autismo y anomalías congénitas múltiples. Sin embargo, por el alto costo de estos procedimientos y el equipamiento necesario, la transición a primera opción diagnóstica se está realizando sólo en algunos países. En nuestro medio, sigue siendo una metodología complementaría en aquellos pacientes con cariotipo normal o en los que se detectaron anomalías cromosómicas que no pueden definirse con las técnicas de bandeo tradicionales.

La técnica de array-CGH consiste en la hibridación simultánea de dos muestras de ADN en igualdad de proporciones, ADN paciente y ADN de referencia, marcados con diferentes fluorocromos (colorantes) sobre una matriz o plataforma sólida en el que se encuentran adheridos millones de segmentos de ADN (sondas) que abarcan regiones distribuidas en el genoma completo. En general, se marca el ADN del paciente con un fluorocromo verde y el ADN referente con un fluorocromo rojo. En cada pocillo del array está inmovilizada una sonda con localización conocida en el genoma. Por ejemplo: en el formato comercial de array-CGH 8x60K, se encuentran 60 mil sondas adheridas, es decir que en el mismo ensayo se pueden estudiar 60 mil regiones genómicas a la vez. En cada pocillo se produce una reacción por competencia donde si la cantidad de ADN es similar (las marcas rojas y verdes son equitativas) el color resultante es amarillo. Sin embargo, en presencia de deleciones o duplicaciones existe una mayor proporción de color rojo o verde, respectivamente. En el paso siguiente se capturan imágenes para medir la intensidad de los colores resultantes y se analizan mediante un programa adecuado que permite detectar las diferencias en el número de copias entre el ADN del paciente y el ADN control. La etapa más difícil del procedimiento es la interpretación de la información obtenida, es decir establecer si las perdidas o ganancia detectadas son de relevancia clínica o no. (Figura 1: Representación esquemática del procedimiento general de la tecnología de array-CGH).

Al igual que las variantes moleculares, las CNVs se categorizan de acuerdo con la probabilidad de producir enfermedades en: benigna, probablemente benigna, variantes de significado incierto o VUS, del inglés (variant of unknown significance), probablemente patogénica y patogénica (ver ¿Para qué sirven los estudios de secuenciación del ADN en relación con la salud humana?). En el escenario más simple tenemos a las CNV benignas, que forman parte de la variación estructural del genoma y no estarían asociadas a una enfermedad y las CNV patogénicas que claramente están asociadas a una enfermedad. En el resto, vamos buscando evidencia científica para poder responder si realmente esa CNV contribuye o no a una patología. Por este motivo, la detección y categorización de las CNVs de un paciente suele ser un proceso complejo que requiere del trabajo interdisciplinario para analizar e integrar  la información clínica y familiar con los datos de las CNVs identificadas y poder arribar a un diagnóstico de certeza.

En resumen, esta tecnología es una herramienta poderosa para identificar los desbalances cromosómicos asociados a enfermedades genéticas. Su aplicación en niños con TND y ACM como primera opción, conlleva a un diagnóstico precoz y oportuno que va a permitir realizar intervenciones médicas tempranas, prevenir complicaciones asociadas a la patología y reducir gastos en técnicas diagnósticas innecesarias.

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