Aberraciones Cromosómicas Estructurales
Introducción
Una aberración cromosómica estructural consiste en la alteración de la estructura de los cromosomas (forma y/o tamaño) que afectan al ordenamiento lineal de los genes. De forma general, se relacionan con rotura cromosómica. Estas roturas pueden sufrirse de forma espontánea o ser inducidas por agentes mutagénicos, y se dan con mayor frecuencia en las fases S y G1 del ciclo celular. Si bien existen mecanismos de reparación que reúnen los segmentos fragmentados, en ocasiones estos mecanismos fallan y dan lugar a las alteraciones antes dichas (Centro de Medicina Embrionaria de Barcelona, s.f.).
Las aberraciones cromosómicas estructurales pueden ser de dos tipos (Reprogenetics Spain, s.f.; Universidad de Oviedo, s.f.):
a) Con ganancia o pérdida de material genético (desequilibradas o no balanceadas): Esto tendrá una implicación a nivel fenotípico para el portador. Ejemplo: Deleción, inserción, etc.
b) Sin ganancia ni pérdida de material genético (equilibradas o balanceadas): Normalmente no tienen ninguna consecuencia para el portador pero sí tienen consecuencias a nivel reproductivo. Ejemplo: Translocación equilibrada, inversión, etc.
De forma más específica, estas anormalidades (que representan estados patológicos para el portador y/o su descendencia) pueden clasificarse en los siguientes tipos (Reprogenetics Spain, s.f.; Universidad de Oviedo, s.f.):
1. Translocación: Consiste en la rotura de dos cromosomas que luego se reparan intercambiando segmentos. Estas pueden ser:
a) Recíprocas: Cuando dos fragmentos de cromosomas diferentes se rompen e intercambian sus posiciones. La rotura puede darse en cualquier punto del cromosoma y puede involucrar a cualquiera de ellos. Hay cambio en la configuración, pero no en el número cromosómico.
b) Robertsonianas: Reordenamiento entre los cromosomas acrocéntricos (13, 14, 15, 21, 22). Los brazos cortos de dos de estos cromosomas se pierden y los brazos largos se unen en este punto. Hay 45 cromosomas en lugar de 46.
2. Deleción: Pérdida de un segmento de un cromosoma. Pueden ser terminales o intersticiales.
3. Inversión: Se producen dos roturas, el segmento central rota y se vuelve a unir. Pueden ser de dos tipos:
a) Paracéntricas: No incluyen al centrómero.
b) Pericéntricas: Incluyen al centrómero.
4. Inserción: Parte del material de un cromosoma se inserta en una posición inusual en el mismo cromosoma o en otro.
5. Isocromosoma: Cromosoma con dos brazos homólogos (los brazos son imágenes especulares).
6. Sitio frágil: Porción cromosómica con tendencia a romperse.
7. Sitio heterocrómico: Región cromosómica que se tiñe de forma diferente al resto, generalmente de tamaño variable en la población normal.
8. Duplicación: Duplicación de un segmento de un cromosoma.
9. Anillo: Se produce por rotura en los dos brazos, con pérdida de ambos extremos y formación de un anillo.
Algunas patologías en las que se reconoce como causa a las aberraciones cromosómicas estructurales son: Síndrome de Prader-Willi, síndrome de Angelman, síndrome de Cri du Chat, síndrome de Pallister-Killian y leucemia mieloide crónica (Reprogenetics Spain, s.f.).
Figura 1. Mecanismos de formación de las aberraciones cromosómicas estructurales.
Fundamentos
Para que un cromosoma sea completamente funcional debe tener ciertos loci específicos, tales como telómeros, centrómero y orígenes de replicación. Cuando un cromosoma presenta alteraciones en su estructura, tales como las descritas anteriormente, el individuo se encuentra en un estado patológico, que puede o no manifestarse en él mismo y/o en su descendencia. Existen pruebas para la detección de las aberraciones cromosómicas estructurales, dentro de las cuales muchas se basan en las técnicas de citogenética convencional, es decir, la utilización de preparaciones realizadas a partir de tejidos corporales y las tinciones de bandeo. La técnica de bandeo más utilizada en la identificación de estas patologías es el bandeo G, pues resulta de especial utilidad el conocimiento del patrón de bandas característico de cada cromosoma, ya que la observación de anormalidades en dicho patrón, así como la observación de la morfología y tamaño de los pares cromosómicos, pueden ayudar a identificar la existencia de una anomalía, además de permitir clasificarla y emitir el diagnóstico correspondiente. La técnica de bandeo C, aunque menos socorrida, puede también resultar útil en aquellas aberraciones estructurales que involucren al centrómero de un cromosoma. En la actualidad, son empleadas además las técnicas de citogenética molecular, entre ellas la hibridación fluorescente in situ, mejor conocida como FISH; estas técnicas proporcionan mayor exactitud en la detección de patologías cromosómicas estructurales, sobre todo de aquellas de difícil identificación mediante el uso de las técnicas convencionales.
Figura 2. Nomenclatura de reporte de las aberraciones cromosómicas estructurales. Algunos laboratorios utilizan su propia nomenclatura.
Figura 3. Comparación entre las técnicas de citogenética convencional y citogenética molecular. A la izquierda se observa un cariotipo con translocación de los cromosomas 11 y 18 mediante la tinción de bandeo G; a la derecha se observa el mismo pero mediante la técnica de hibridación fluorescente in situ (FISH).
Materiales
Obtenidas a partir de muestras anormales según el procedimiento de las prácticas "Elaboración de preparaciones cromosómicas" y "Bandeo G y Bandeo C".
Microscopio óptico compuesto que cuente con los objetivos 10x, 40x y 100x.
Los correspondientes a las prácticas de "Elaboración de preparaciones cromosómicas" y "Bandeo G y Bandeo C".
Para el uso del objetivo 100x.
Para lavados y otros usos.
Para la preparación de las laminillas.
Para efectuar tinciones.
Para la manipulación de las laminillas.
Como apoyo en la interpretación de las observaciones.
Metodología
Resultados
Metafase con cariotipo 46, XX, t(X;1), es decir, translocación de los cromosomas X y 1, teñida mediante la técnica de bandeo G.
Metafase con cariotipo 46, XX, t(X;1), es decir, translocación de los cromosomas X y 1, teñida mediante la técnica de bandeo G.
Metafase con cariotipo 46, XX, t(X;1), es decir, translocación de los cromosomas X y 1, teñida mediante la técnica de bandeo G.
Metafase con cariotipo 46, XX, t(X;1), es decir, translocación de los cromosomas X y 1, teñida mediante la técnica de bandeo G.
Metafase con cariotipo 46, XX, t(X;1), es decir, translocación de los cromosomas X y 1, teñida mediante la técnica de bandeo G. Se indica junto a cada cromosoma el número del par al que pertenece, así como los cromosomas sexuales. Se señalan con flechas los sitios de translocación.
Cariotipo: 46, XX, t(X;1).
Utilidad
La detección de aberraciones cromosómicas estructurales, así como el desarrollo y mejora de las técnicas que para su identificación se emplean, permiten el diagnóstico precoz, así como la implementación de nuevos tratamientos o intervenciones para evitar la manifestación de la enfermedad o para minimizar su gravedad, según sea el caso.
La remisión a un especialista en genética por parte del médico y la realización de pruebas como lo es el cariotipo resultan importantes cuando se encuentran afecciones comunes entre los miembros de una familia, existe repetición de incidencias o condiciones como múltiples abortos espontáneos, niños nacidos muertos o muertes infantiles en más de un miembro de la familia (en particular en parientes de primer grado), así como la aparición de afecciones comunes en adultos (enfermedades cardíacas, cáncer, demencia, etc.) que se dan en dos o más miembros de una familia o a edades relativamente tempranas, lo cual puede ser signo de enfermedad genética o predisposición a ella. Otras causas que motivan el análisis cromosómico con el fin de encontrar anomalías estructurales en los cromosomas incluyen signos clínicos como retrasos en el desarrollo, retrasos mentales o defectos congénitos sin explicación aparente.
Aunque las condiciones clínicas anteriores pueden ser de origen multifactorial, el componente genético debe tenerse en cuenta como parte de los diagnósticos diferenciales. Incluso algunas enfermedades de origen genético podrían pasar desapercibidas por años.
La realización de técnicas citogenéticas que permiten la identificación de patologías cromosómicas estructurales tiene importancia pues de encontrar dichas anomalías, se permite efectuar el diagnóstico formal de alguna alteración y en su caso, ejecutar las medidas de tratamiento correspondientes o intervenir con la finalidad de minimizar los efectos de la enfermedad y/o mejorar la calidad de vida.
Actividad Complementaria
Observa y analiza las imágenes siguientes y determina en cada caso a qué tipo de aberración cromosómica estructural corresponden.
a) Translocación recíproca
b) Translocación robertsoniana
c) Deleción terminal
a) Isocromosoma
b) Duplicación
c) Deleción
a) Duplicación
b) Inversión
c) Translocación
Contesta las siguientes preguntas: ¿Cuál es la técnica de bandeo más utilizada en la identificación de patologías cromosómicas estructurales? ¿En qué cromosomas se llevan a cabo las translocaciones robertsonianas? ¿Cuáles son algunos ejemplos de enfermedades causadas por aberraciones cromosómicas estructurales? ¿Cuál es la nomenclatura para el reporte de una deleción? ¿Cuál es la importancia del diagnóstico de las patologías cromosómicas estructurales?
Referencias
1. Centro de Medicina Embrionaria de Barcelona. (s.f.). "Anomalías cromosómicas estructurales". Obtenido el 13/05/2017 de goo.gl/swGOml
2. Reprogenetics Spain. (s.f.). "Anomalías cromosómicas estructurales". Obtenido el 13/05/2017 de goo.gl/h9M3pO
3. Universidad de Oviedo. (s.f.). "Anomalías citogenéticas y enfermedad". Obtenido el 13/05/2017 de goo.gl/gAqKyq