O prezentare generală a cariotipurilor

Un cariotip este, literalmente, o fotografie a cromozomilor care există într-o celulă. Un medic poate ordona un cariotip în timpul sarcinii pentru a examina defectele congenitale comune. Este, de asemenea, uneori folosit pentru a confirma diagnosticul de leucemie. Mai puțin frecvent, un cariotip este utilizat pentru a examina părinții înainte de a concepe dacă sunt expuși riscului de a trece o boală genetică la copilul lor. În funcție de scopul testării, procedura poate implica un test de sânge, aspirație a măduvei osoase sau proceduri comune prenatale cum ar fi amniocenteza sau prelevarea de vii de corieni.

Genetica de bază

Cromozomii sunt structurile asemănătoare firului din nucleul celulelor pe care le moștenim de la părinții noștri și care transporta informațiile noastre genetice sub formă de gene. Genele direcționează sinteza proteinelor în corpul nostru, ceea ce determină modul în care ne uităm și funcționăm.
Toți oamenii au în mod obișnuit 46 de cromozomi, dintre care 23 moștenim de la mame și părinți, respectiv. Primele 22 de perechi sunt numite autozomi, care determină caracteristicile noastre biologice și fiziologice unice. Cea de-a 23-a pereche este compusă din cromozomi de sex (cunoscuți sub numele de X sau Y), care desemnează dacă suntem femei sau bărbați.
Orice eroare în codificarea genetică poate afecta dezvoltarea și modul în care corpul nostru funcționează. În unele cazuri, ne poate pune un risc crescut de a avea o boală sau un defect fizic sau intelectual. Un cariotip permite medicilor să detecteze aceste erori.
Defectele cromozomiale apar atunci când o celulă se împarte în timpul dezvoltării fetale. Orice diviziune care apare în organele reproductive se numește meioză. Orice diviziune care apare în afara organelor de reproducere se numește mitoză.

Ce poate arăta un cariotip

Un cariotip caracterizează cromozomii pe baza mărimii, formei și numărului acestora pentru a identifica atât defectele numerice, cât și cele structurale. În timp ce anomaliile numerice sunt cele în care aveți prea puține sau prea multe cromozomi, anomaliile structurale pot cuprinde o gamă largă de defecte cromozomiale, incluzând:

Ștergeri, în care lipsește o porțiune dintr-un cromozom
Transloca, în care un cromozom nu este acolo unde ar trebui să fie
inversiunile, în care o porțiune a unui cromozom inversat în direcția opusă
duplicări, în care o parte a unui cromozom este copiat accidental

Anomalii numerice

Unii oameni se nasc cu un cromozom suplimentar sau lipsit. Dacă există mai mult de doi cromozomi în care ar trebui să fie doar doi, aceasta se numește trisomie. Dacă există un cromozom lipsă sau deteriorat, aceasta este o monozomie.
Printre unele dintre anomaliile numerice pe care le poate detecta un cariotip sunt:

Sindromul Down (trisomia 21), în care un cromozom suplimentar 21 determină trăsături distinctive ale feței și dizabilități intelectuale
Sindromul Edward (trisomia 18), în care cromozomul 18 se traduce într-un risc ridicat de deces înainte de ziua de naștere
Sindromul Patau (trisomia 13), în care un cromozom în plus 18 crește probabilitatea unei probleme cardiace, a unei dizabilități intelectuale și a decesului înainte de primul an
Turner sindrom (monozomie X), în care un cromozom X lipsit sau deteriorat la fete se traduce la o înălțime mai scurtă, invaliditate intelectuală și un risc crescut de probleme cardiace
Sindromul Klinefelter (sindromul XXY), în care un cromozom X suplimentar la băieți poate provoca infertilitate, dizabilități de învățare și genitalii subdezvoltați

Anormalități structurale

Anormalitățile structurale nu sunt așa de frecvent văzute sau identificate ca trisomii sau monozomii, dar pot fi la fel de grave. Exemplele includ;

Boala Charcot-Marie-Tooth, cauzate de o duplicare a cromozomului 17, ceea ce duce la diminuarea mușchilor, slăbiciune musculară și dificultăți motorii și echilibrului
Inversarea cromozomului 9, asociate cu dizabilități intelectuale, malformații ale feței și craniului, infertilitate și pierderea recidivantă a sarcinii
Sindromul Cri-du-Chat, în care eliminarea cromozomului 5 cauzează dezvoltarea întârziată, dimensiunea micului cap, deteriorarea învățării și trăsăturile distinctive ale feței
Cromozom Philadelphia, cauzate de translocarea reciprocă a cromozomilor 9 și 22, având ca rezultat un risc ridicat de leucemie mieloidă cronică
Sindromul Williams, în care translocarea cromozomului 7 cauzează dizabilități intelectuale, probleme de inimă, trăsături distinctive ale feței și persoane care se îndepărtează, angajând

Expresia anomaliilor cromozomiale structurale este vastă. De exemplu, oriunde de la 2 procente la 3 procente din cazurile de sindrom Down sunt cauzate de o translocatie pe cromozomul 21. Cu toate acestea, nu toate anomaliile cromozomiale confera boala. Unele, de fapt, pot fi benefice.
Un astfel de exemplu este boala celulelor secera (SCD) cauzata de un defect asupra cromozomului 11. In timp ce mostenirea a doua dintre aceste cromozomi va conduce la SCD, avand doar unul te poate proteja impotriva malariei. Se crede că alte defecte oferă protecție împotriva HIV, stimulând producerea de anticorpi HIV (BnAbs) care neutralizează în mare măsură un subgrup rar al persoanelor infectate.

indicaţii

Atunci când se utilizează pentru screening prenatal, cariotipurile sunt de obicei efectuate în timpul primului trimestru și din nou în al doilea trimestru. Testele standard ale panoului pentru 19 boli diferite congenitale, inclusiv sindromul Down și fibroza chistică.
Cariotipurile sunt uneori folosite pentru screeningul preconcepției în anumite condiții, și anume:

Pentru cupluri cu antecedente comune de ancestru ale unei boli genetice
Când un partener are o boală genetică
Atunci când un partener este cunoscut că are o mutație autosomală recesivă (una care poate provoca boala numai dacă ambii parteneri contribuie la aceeași mutație)

Karyotypingul nu este utilizat pentru screeningul preconcepției de rutină, ci mai degrabă pentru cuplurile a căror risc este considerat ridicat. Exemplele includ cuplurile evreiești Ashkanzi care prezintă un risc crescut de boală Tay-Sachs sau cupluri afro-americane cu antecedente familiale de boală de celule secera.
Cuplurile care nu au capacitatea de a concepe sau de a se confrunta cu avorturi recurente pot suferi, de asemenea, cariotipuri părintești dacă toate celelalte cauze au fost explorate și excluse.
În cele din urmă, un cariotip poate fi utilizat pentru a confirma leucemia mieloidă cronică în asociere cu alte teste. (Prezența cromozomului Philadelphia pe cont propriu nu poate confirma diagnosticul de cancer.)

Cum sunt realizate

Un cariotip poate fi realizat teoretic pe orice fluid sau țesut corporal, dar, în practica clinică, probele sunt obținute în patru moduri:

amniocenteza implică introducerea unui ac în abdomen pentru a obține o cantitate mică de lichid amniotic din uter; se efectuează cu ghidarea unui ultrasunete pentru a evita afectarea fătului. Procedura se efectuează între săptămânile 15 și 20 ale sarcinii. În timp ce este relativ sigur, amniocenteza este asociată cu un risc de avort spontan de un an în 200.
Eșantionarea villusului corionic (CVS) utilizează de asemenea un ac abdominal pentru a extrage un eșantion de celule din țesuturile placentare. În mod obișnuit, efectuată între săptămânile 10 și 13 ale sarcinii, CVS are un risc de avort spontan de 100%.
Flebotomie este termenul medical pentru o tragere de sânge. Probele de sânge sunt de obicei obținute dintr-o venă din braț, care este apoi expusă la clorură de amoniac pentru a izola leucocitele (celulele albe din sânge) pentru cariotip. Durerea site-ului de injectare, umflarea și infecția sunt posibile.
Mărirea măduvei osoase pot fi utilizate pentru a ajuta la diagnosticarea leucemiei mieloide cronice. Este efectuată în mod obișnuit prin introducerea unui ac în centrul osului șoldului și se face sub anestezie locală într-un cabinet de medic. Durerea, sângerarea și infecția se numără printre posibilele efecte secundare.

Exemplu de evaluare

După ce eșantionul este colectat, acesta este analizat într-un laborator de către un specialist cunoscut ca un citogenetic. Procesul începe prin creșterea celulelor colectate într-un mediu îmbogățit cu nutrienți. Acest lucru ajută la identificarea etapei mitozei în care cromozomii se disting cel mai mult.
Celulele sunt apoi plasate pe un diapozitiv, colorate cu un colorant fluorescent și poziționate sub lentilele unui microscop electronic. Citogeneticul ia apoi microfotografii ale cromozomilor și rearanjează imaginile ca un puzzle pentru a potrivi corect cele 22 de perechi de cromozomi autozomali și două perechi de cromozomi sexuali.
După ce imaginile sunt poziționate corect, ele sunt evaluate pentru a determina dacă lipsesc sau se adaugă cromozomi. Colorarea poate contribui, de asemenea, la descoperirea anomaliilor structurale, fie pentru că modelele de bandajare de pe cromozomi sunt necorespunzătoare sau lipsite, fie pentru că lungimea unui "braț" cromozomial este mai lungă sau mai scurtă decât alta.

Rezultate

Orice anomalie va fi listată pe un raport de cariotip de către cromozomul implicat și caracteristicile anomaliei. Aceste constatări vor fi însoțite de interpretări "posibile", "probabile" sau "definitive". Unele condiții pot fi definitiv definite cu un cariotip; alții nu pot.
Rezultatele unui cariotip prenatal durează între 10 și 14 zile. Altele sunt de obicei gata în termen de trei până la șapte zile. În timp ce medicul dumneavoastră va examina de obicei rezultatele cu dumneavoastră, un consilier genetic ar putea fi la îndemână pentru a vă ajuta să înțelegeți mai bine ce înseamnă rezultatele și nu înseamnă. Acest lucru este deosebit de important dacă se detectează o tulburare congenitală sau screening-ul preconceptual arată un risc crescut de boală moștenitoare dacă aveți un copil.