Citogenética

Descripción General

La citogenética es la rama de la genética que estudia los cromosomas y las patologías genéticas relacionadas. Los cromosomas son estructuras que se ubican en el núcleo de las células y contienen proteínas y ADN fuertemente condensado. Cada cromosoma del núcleo celular está formado por una molécula de ADN y tiene la información necesaria para producir las proteínas celulares.

Los cromosomas solo pueden verse en el microscopio durante la mitosis, es decir, durante la división celular, momento en el que el ADN se vuelve más compacto y los hace visibles. Tienen una característica forma de X y están divididos en dos secciones o brazos por el denominado centrómero. La ubicación de este aporta a cada cromosoma su forma característica y facilita la ubicación de genes determinados. El ser humano tiene 23 pares de cromosomas (22 pares numerados o autosomas y 1 par de cromosomas sexuales). Cada cromosoma de cada par es heredado de uno de los dos progenitores.

Los estudios citogenéticos analizan cromosomas completos o fragmentos largos de ADN para detectar anomalías en el número o la estructura de los cromosomas. Estas pruebas pueden realizarse de forma tanto prenatal como postnatal.

¿Cuándo están indicados?

Los estudios citogenéticos se utilizan para diagnosticar enfermedades, trastornos o condiciones genéticas causados por anomalías cromosómicas. Estas anomalías se dividen en dos grupos principales:

• Anomalías numéricas: implican la pérdida o ganancia de uno o varios cromosomas completos.
  • Monosomía: se pierde un cromosoma en uno de los pares. Ocurre en el síndrome de Turner (pérdida de uno de los cromosomas X en el par de cromosomas sexuales femeninos).
  • Trisomía: hay un cromosoma extra en uno de los pares. La trisomía más frecuente es el síndrome de Down (un cromosoma extra en el par 21).
  • Triploidía: se añade una copia extra a cada par de cromosomas. El síndrome triploide es muy poco frecuente y deriva en aborto espontáneo o muerte neonatal.
• Anomalías estructurales: implican cambios en la morfología de uno o varios cromosomas.
  • Deleciones: se pierde un segmento de un cromosoma. Es el caso del síndrome de Cri-du-Chat (deleción en el cromosoma 5).
  • Inversiones: un segmento del cromosoma se desprende y se vuelve a unir con la orientación opuesta, es decir, rotado 180°. Generalmente, las inversiones no causan pérdida de material genético, por lo que no generan problemas de salud en el portador. Sin embargo, es posible que los gametos producidos sean portadores de alguna alteración cromosómica que puede producir infertilidad o daños de diferente gravedad al embrión fecundado.
  • Translocaciones: un segmento de un cromosoma se rompe y se une a otro cromosoma. Si dos cromosomas no homólogos intercambian segmentos, se trata de una translocación recíproca; si se produce una fusión de cromosomas por el centrómero, es una translocación robertsoniana. Las translocaciones que causan pérdida o ganancia de material genético pueden dar lugar a diferentes condiciones médicas, como ocurre en la leucemia mieloide crónica (translocación entre los cromosomas 9 y 22). Las translocaciones que no afectan al material genético, por su parte, pueden conducir a problemas de fertilidad o defectos en el feto por la formación de gametos con alteraciones.

¿Cómo se realizan?

Para realizar un estudio citogenético se necesita una muestra de ADN, que generalmente se obtiene de la sangre periférica, la médula ósea, el líquido amniótico o la placenta. Una vez obtenida la muestra, se realiza un cultivo celular para provocar la proliferación de las células. Esta proliferación se realiza a partir de la división de las células (mitosis), momento en el que los cromosomas son visibles. Para detener la mitosis y poder analizar los cromosomas, las células son tratadas con colchicina.

A la hora de visualizar y analizar los cromosomas del cultivo, existen dos técnicas complementarias:

• Citogénetica convencional: utiliza el denominado bandeo cromosómico para determinar el cariotipo (el patrón cromosómico) de la persona. El bandeo es una técnica de tinción consistente en aplicar al cultivo colorantes específicos que tiñen cada región de los cromosomas en función de su composición de bases nitrogenadas, lo que produce un patrón característico de bandas claras y oscuras que permite la identificación y el estudio de los cromosomas al microscopio. Una vez tintadas, las muestras se fotografían y los cromosomas se ordenan por tamaño y se colocan junto a sus homólogos, formando el cariograma, la representación gráfica del cariotipo.
• Citogenética molecular: surge de la fusión de biología molecular y citogenética. Su técnica de base es la hibridación in situ (HIS), utilizada para localizar una secuencia de nucleótidos en la muestra mediante su exposición a una pequeña secuencia de ADN (denominada sonda) que es complementaria a la secuencia que se quiere identificar. Ambas secuencias deben desnaturalizarse previamente, es decir, debe separarse la doble hélice de ADN en dos hebras simples. La sonda se marca con sustancias químicas colorantes o fluorescentes y, una vez que se hibrida con la secuencia correspondiente de la muestra (gracias a la complementariedad de las bases), puede visualizarse en el microscopio, lo que permite identificar y ubicar la secuencia deseada.

Riesgos

La extracción de sangre o de médula ósea para analizar su ADN no presenta complicaciones en el paciente. Sin embargo, las pruebas citogénicas prenatales sí pueden suponer riesgos, aunque de forma poco frecuente. La extracción de líquido amniótico o de vellosidades coriónicas placentarias puede provocar un aborto espontáneo (aunque es un riesgo inferior al 1 %). Asimismo, se puede producir un sangrado o una infección.

Qué esperar de un estudio citogenético

Los procedimientos de toma de muestras para extraer el ADN varían en función de cuál sea el fluido o el tejido recogido. La muestra de sangre se recolecta mediante punción con aguja, generalmente en una vena del antebrazo. Antes de la punción, se desinfecta la zona y se aplica una banda elástica que permite el llenado de la vena para facilitar la inserción.

La muestra de médula ósea también se recoge mediante punción y aspiración en el hueso, normalmente en el hueso pélvico. En este caso, además de desinfectar la zona de punción, se aplica un anestésico local, aunque es posible notar un dolor moderado cuando se inserta la aguja y se aspira la muestra.

La extracción de líquido amniótico se denomina amniocentesis y se realiza mediante una punción a través del abdomen hasta el interior del útero, utilizando imágenes ecográficas como guía. Es normal sentir ardor o calambres durante el procedimiento y experimentar después dolores leves, un ligero sangrado vaginal o una pequeña fuga de líquido amniótico.

La muestra de vellosidades coriónicas puede recolectarse a través del abdomen, en un procedimiento similar a la amniocentesis, aunque la forma más habitual es por vía transcervical, introduciendo un catéter de aspiración por la vagina y desplazándolo por el cuello uterino hasta la placenta, donde se aspira una pequeña muestra. También se utiliza la ecografía como guía. Es posible sentir un leve dolor punzante durante el procedimiento, así como experimentar un pequeño sangrado vaginal después.

En todos los casos, se trata de procedimientos ambulatorios de corta duración, tras los cuales el paciente puede retomar su rutina habitual.

Especialidades en las que se solicita el estudio citogenético

Los estudios citogenéticos son realizados por especialistas en genética médica, y pueden solicitarse desde diversas especialidades, como ginecología y obstetricia u oncología.