Analiză citogenetică

Analiză citogenetică

 

Ce este studiul analizei citogenetice?

Analiza citogenetică (cariotip sau cromozomială sau hartă) este studiul cromozomilor celulelor. Cromozomii conțin gene care sunt formate din ADN, molecula care conține toate informațiile necesare în construcţia unui individ și funcționarea organismului acestuia.

În celulă umană există 46 de cromozomi, 23 de cromozomi provin de la tata (spermă) și 23 din (celula ou) mamă. Celulele de spermă şi ouă sunt celulele embrionare şi sunt singurele care conţin doar 23 de cromozomi. În cazul în care sperma transportă cromozomul X, se va naște o femeie, în cazul în care poartă cromozomul Y, se va naște un mascul. Cariotipului unei femei normale va fi apoi 46, XX în timp ce cea a unui mascul 46, XY. Pentru a studia cromozomi avem de a folosi tehnici de cultură în timpul diviziunii celulare pentru a le vizualiza.

Care este utilizarea analizei citogenetice?

Analiza citogenetică este pentru a testa dacă nu există modificări ale numărului și/sau structura de cromozomi care pot fi responsabile pentru boli caracterizate prin sindromul Down, infertilitate/sterilitate (de exemplu, sindroame Turner şi Klinefelter), psihomotorii și limbajul sindrom, creșterea și dezvoltarea. Chiar și expunerea la avort precoce poate fi rezultatul unei erori cromozomiale într-unul dintre părinți (3-5% din cazuri).

 

Atunci când trebuie să se supună analizei citogenetică?

• citogenetică prenatală se realizează în sarcini în care există un risc crescut de anomalii cromozomiale la făt, vârsta mamei egală sau mai mare de 35 de ani (finalizata înainte de nașterea copilului), suma numărului incorect de cromozomi, părinți care transportă rearanjamente structurale care nu prezintă semne clinice, părinţi cu numere de eroare de cromozomi sexuali (de exemplu 47, XXX, 47, xXY), malformații congenitale evidențiate în examinările cu ultrasunete, indicaţii rezultate din testele biochimice (de exemplu, bi-test), avorturi spontane repetate. Prin retragerea de eșantionare corionice trans-abdominale pot fi efectuate în timpul primei trimestru (9-12 săptămâni) sau amniocenteza în al doilea trimestru de sarcină (15-18 săptămâni). Celulele CVS sunt luate din placenta (corionica de prelevare a probelor vilozităţilor), care au aceeași origine (și, prin urmare, aceeași genetică) fetală, în timp ce amniocenteza este pentru a studia celulele fetale găsite în lichidul amniotic (amniocenteza).
• citogenetice postnatale. Karyotyping se efectuează la pacienții cu sindrom cromozomial suspect, părinții și membrii de familie ai celor cu anomalii cromozomiale, părinții cu malformații sau subiecți cu sindrom cromozomial suspect care au murit fără diagnostic, în cazul în care există retard mintal și/sau defecte de naştere, retard, la sugarii născuți sau morți, cupluri cu avorturi spontane repetate, infertilitate de sex masculin, femeile cu amenoree primară sau secundară (absența sau întreruperea ciclului menstrual).
• citogenetică de material de avort. Aproximativ 15-20% din totalul sarcinilor rezultate recunoscute într-un avort spontan și mai mult de 50% au un număr modificat și/sau structura de cromozomi, care se datorează întreruperii sarcinii. Studiul citogenetic de țesuturi abortive este, prin urmare, de o importanță fundamentală pentru înțelegerea cauzei întreruperii sarcinii, și pentru a sprijini perechea (la fel ca în cele mai multe cazuri cromozomiale eroarea este pur întâmplătoare și nu implică un risc sporit că evenimentul se repeta).
• citogenetică de tumori. Analiza citogenetică pot fi efectuate pentru a studia tumori, atât hematologic (de exemplu, leucemie) și solide (de exemplu, plămân, sân, ficat, vezică urinară). Anumite rearanjamente cromozomiale sunt tumori-specifice și, prin urmare, permite un diagnostic corect, comparativ cu o suspiciune sau îndoială clinică. De exemplu, constatarea cromozomului Philadelphia, în aspiratul de măduvă osoasă de la un pacient cu suspiciune de leucemie, este utilizat pentru a diagnostica leucemia mieloidă cronică, sau prezența t (X, 18) într-o cultură celulară preparată din biopsia tumorii solide, permite a diagnostica un sarcom sinovial.

Tehnologii noi: hibridizare fluorescentă în situ (FISH)

Dezvoltarea unor tehnici sofisticate, definite în citogenetică moleculară, cum ar fi hibridizare fluorescentă în situ (FISH), permite să efectueze mai multe studii citogenetice în profunzime, deoarece permite amplasarea unei secvențe de ADN specifice privind preparatele fixe de cromozomi, nuclee interfazice şi secțiuni de țesuturi, obținute din orice tip de material biologic (sânge, biopsii, lichid amniotic, gameţilor), fie că este vorba în stare proaspătă, crioconservat sau parafină. Tehnica FISH se bazează pe proprietățile denaturarea ADN-ului într-un mod reversibil (deschiderea dublu helix) și asigură legătura dintre un fragment de ADN specific regiunii de interes – marcați cu compuși fluorescenți (sondă) – și secvența de ADN complementar preparat care este montat pe o lamă de microscop: regiunea cromozomială de interes este atât de ușor de identificat cu un microscop cu fluorescență.

FISH este un complement indispensabil pentru citogenetica tradițională care se caracterizează printr-o putere mai mare de rezoluție, ceea ce face posibilă caracterizarea anomaliilor cromozomiale în numer și structură, care nu pot fi definite prin tehnicile de citogenetică clasice și identificarea rearanjamente criptice, care nu sunt vizibile chiar și pe benzi de înaltă rezoluție. FISH nu se aplică la o analiză de rutină cariotip, dar numai în cazuri selectate pe baza suspiciunilor specifice de diagnostic sau pentru a aprofunda anumite anomalii citogenetice.
Una dintre cele mai recente aplicații este în domeniul oncologiei: în multe cazuri, de fapt, în special, pentru culturile de tumori solide, care nu beneficiază de creștere și diviziune celulară și, prin urmare, nu se poate evidenția cromozomi pentru ai analiza. În plus, nivelul de rezoluție al studiului efectuat cu citogenetică tradiţionala, nu ne permite să identificăm anomaliile care se poate referi la o singură genă.
Începând cu anul 2000, au fost dezvoltate sonde de ADN capabile să recunoască anomalii specifice, de exemplu, cancerul de vezica urinară, pentru care sunt utilizate patru sonde care recunosc cromozomi 3, 7, 17:09 etichetaţi diferit (fluorocromi multicoloră FISH).

Laboratorul de citogenetică al Institutului Clinic Humanitas este un centru de referință pentru studiul cancerului de vezica urinară. După un studiu efectuat pentru a testa eficiența acestui test, a fost introdusă analiza UROVYSION® în practica clinică, în colaborare cu Unitatea de Urologie. Testul este neinvaziv și permite detectarea în 48 de ore, prin intermediul celulelor tumorale obținute dintr-o probă de urină simplă. Testul are o putere predictivă mare, ceea ce înseamnă că FISH identifică anomalii cromozomiale tipice de cancer înainte de a exista dovezi ale bolii sau investigarea cystoscopică pozitivă a altor markeri de diagnostic, cum ar fi CTM (celule tumorale maligne). În anul 2001, testul a fost aprobat de Food and Drug Administration (FDA) pentru monitorizarea recurentă a bolii la pacienții care au fost deja diagnosticaţi cu cancer şi au suferit o intervenție chirurgicală pentru a elimina și/sau terapia cu BCG, iar în 2004 pentru diagnosticul la pacienții cu hematurie.

Tehnica FISH poate furniza, de asemenea, informații cu privire la terapia cea mai adecvată pentru un anumit tip de cancer la un pacient individual (Targeted Therapy). Este cunoscut, de exemplu, că pacienții cu cancer de sân care au FISH pozitiv pentru amplificarea unei gene numite HER-2/neu, a cărui proteină este expusă pe membrana celulară a tumorii, de a răspunde la tratamentul cu un medicament special, trastuzumab, un anticorp care se leagă la neutralizarea receptorilor (imunoterapie). Testul se numeşte PATHVYSION® şi este aprobat de FDA. FISH poate fi de asemenea folosit pentru a studia amplificarea unei alte gene numite EGFR în cancerul pulmonar și cancerul de colon. De asemenea, în acest caz, se pot utiliza medicamente diferite în funcție de faptul dacă tumora pacientului este găsită sau nu, în funcție de amplificarea genei. În aceste cazuri nu este o terapie care utilizează anticorpi, doar molecule mici, care inhibă diviziunea celulară (terapie biologică).

Noile frontiere sunt deschise cu aplicarea FISH pentru alte tipuri de cancer, cum ar fi melanomul, în cazul în care diagnosticul diferențial al nervului displazic este deosebit de dificilă, dacă se bazează exclusiv pe criterii morfologice.

Din cauza sensibilității ridicate, specificitatea și puterea anticipativă, tehnica FISH este deosebit de eficientă în studiul ambelor: hematologice și tumori solide. În special, nu numai că este de diagnostic/prognostic, dar este crucial în alegerea tratamentului bazat pe profilul de genomică al tumorilor.