LABORATORIODEGENÉTICA GENÉTICAHEREDITARIA Título original: Laboratorio de Genética. Genética Hereditaria Autores: Miguel Ángel Castaño López, FEA Laboratorio de Diagnóstico Clínico Joaquín Cano Medina, T.S.S. de Laboratorio de Diagnóstico Clínico Edita e imprime: FESITESS ANDALUCÍA C/ Armengual de la Mota 37 Oficina 1 29007 Málaga Teléfono/fax 952 61 54 61 www.fesitessandalucía.es ISBN: 978-84-694-4546-4 Diseño y maquetación: Alfonso Cid Illescas Edición: Octubre 2011 ÍNDICE UNIDADDIDÁCTICAI PRESENTACIÓNYMETODOLOGÍADELCURSO 1.1 Sistema de Cursos a Distancia 5 7 1.2 Orientaciones para el estudio 8 1.3 Estructura del Curso UNIDADDIDÁCTICAII INTRODUCCIÓNHISTÓRICA 10 2.1 Introducción histórica 13 15 2.2 Cronología de la genética y la Biología molecular 20 UNIDADDIDÁCTICAIII LACÉLULA 3.1 La célula 23 25 3.2 Partes de la célula 25 3.3 División celular 28 UNIDADDIDÁCTICAIV GENÉTICAHEREDITARIA 4.1 Los cromosomas. Sus características 37 39 4.2 El cariotipo. Fórmulas cromosómicas 55 4.3 Anomalías cromosómicas 68 4.4 Enfermedades relacionadas con las Mutaciones en los distintos Cromosomas 141 4.5 Principales síndromes cromosómicos 166 4.6 Protocolo y técnicas del cariotipo en sangre periférica 239 4.7 Prevención de las anomalías cromosómicas. Diagnóstico prenatal 247 4.8 Análisis de laboratorio del líquido amniótico o vellosidad corial 263 BIBLIOGRAFÍA Bibliografía CUESTIONARIO Cuestionario 267 269 273 275 UNIDADDIDÁCTICAI PRESENTACIÓNYMETODOLOGÍADELCURSO LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria Presentación,normasyprocedimientosdetrabajo. Introducción Antes de comenzar el Curso, es interesante conocer su estructura y el método que se ha de seguir. Este es el sentido de la presente introducción. Presentación 1. Sistema de Cursos a Distancia En este apartado aprenderá una serie de aspectos generales sobre las técnicas de formación que se van a seguir para el estudio. 2. Orientaciones para el estudio. Si usted no conoce la técnica empleada en los Cursos a Distancia, le recomendamos que lea atentamente los epígrafes siguientes, los cuales le ayudarán a realizar el Curso en las mejores condiciones. En caso contrario, sólo tiene que seguir los pasos que se indican en el siguiente índice: Se dan una serie de recomendaciones generales para el estudio y las fases del proceso de aprendizaje propuesto por el equipo docente. 3. Estructura del Curso Mostramos cómo es el Curso, las Unidades Temáticas de las que se compone, el sistema de evaluación y cómo enfrentarse al tipo test. 1.1SistemadeCursosaDistancia 1.1.1RégimendeEnseñanza La metodología de Enseñanza a Distancia, por su estructura y concepción, ofrece un ámbito de aprendizaje donde pueden acceder, de forma flexible en cuanto a ritmo individual de dedicación, estudio y aprendizaje, a los conocimientos que profesional y personalmente le interesen. Tiene la ventaja de estar diseñada para adaptarse a las disponibilidades de tiempo y/o situación geográfica de cada alumno. Además, es participativa y centrada en el desarrollo individual y orientado a la solución de problemas clínicos. La Formación a Distancia facilita el acceso a la enseñanza a todos los Técnicos Especialistas/Superiores Sanitarios. 1.1.2CaracterísticasdelCursoydelalumnadoalquevadirigido Todo Curso que pretenda ser eficaz, efectivo y eficiente en alcanzar sus objetivos, debe adaptarse a los conocimientos previos de las personas que lo estudiarán (lo que saben y lo que aún no han aprendido). Por tanto, la dificultad de los temas presentados se ajustará a sus intereses y capacidades. Un buen Curso producirá resultados deficientes si lo estudian personas muy diferentes de las inicialmente previstas. Los Cursos se diseñan ajustándose a las características del alumno al que se dirige. 7 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 1.1.3OrientacióndelosTutores Para cada Curso habrá, al menos, un tutor al que los alumnos podrán dirigir todas sus consultas y plantear las dificultades. Las tutorías están pensadas partiendo de la base de que el aprendizaje que se realiza en esta formación es totalmente individual y personalizado. El tutor responderá en un plazo mínimo las dudas planteadas a través de correo electrónico exclusivamente. Diferenciamos para nuestros Cursos dos tipos de tutores: Académicos. Serán aquellos que resuelvan las dudas del contenido del Curso, planteamientos sobre cuestiones test y casos clínicos. El tutor resuelve las dudas que se plantean por correo electrónico. Orientadores y de apoyo metodológico. Su labor se centrará fundamentalmente en cuestiones de carácter psicopedagógicas, ayudando al alumno en horarios, métodos de trabajo o cuestiones más particulares que puedan alterar el desarrollo normal del Curso. El tutor resuelve las dudas que se plantean por correo electrónico. 1.2Orientacionesparaelestudio Los resultados que un estudiante obtiene no están exclusivamente en función de las aptitudes que posee y del interés que pone en práctica, sino también de las técnicas de estudio que utiliza. Aunque resulta difícil establecer unas normas que sean aplicables de forma general, es más conveniente que cada alumno se marque su propio método de trabajo, les recomendamos las siguientes que pueden ser de mayor aprovechamiento. Por tanto, aún dando por supuestas la vocación y preparación de los alumnos y respetando su propia iniciativa y forma de plantear el estudio, parece conveniente exponer algunos patrones con los que se podrá guiar más fácilmente el desarrollo académico, aunque va a depender de la situación particular de cada alumno y de los conocimientos de la materia del Curso: Decidir una estrategia de trabajo, un calendario de estudio y mantenerlo con regularidad. Es recomendable tener al menos dos sesiones de trabajo por semana. 8 Elegir el horario más favorable para cada alumno. Una sesión debe durar mínimo una hora y máximo tres. Menos de una hora es poco, debido al tiempo que se necesita de preparación, mientras que más de tres horas, incluidos los descansos, puede resultar demasiado y descendería el rendimiento. Utilizar un sitio tranquilo a horas silenciosas, con iluminación adecuada, espacio suficiente para extender apuntes, etc. Estudiar con atención, sin distraerse. Nada de radio, televisión o música de fondo. También es muy práctico subrayar los puntos más interesantes a modo de resumen o esquema. LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria a) Fase receptiva. Observar en primer lugar el esquema general del Curso. Hacer una composición de lo que se cree más interesante o importante. Leer atentamente todos los conceptos desarrollados. No pasar de uno a otro sin haberlo entendido. Recordar que en los Cursos nunca se incluyen cuestiones no útiles. Anotar las palabras o párrafos considerados más relevantes empleando un lápiz o rotulador transparente. No abusar de las anotaciones para que sean claras y significativas. Esquematizar en la medida de lo posible sin mirar el texto el contenido de la Unidad. Completar el esquema con el texto. Estudiar ajustándose al horario, pero sin imbuirse prisas o impacientarse. Deben aclararse las ideas y fijarse los conceptos. Resumir los puntos considerados primordiales de cada tema. Marcar los conceptos sobre los que se tengan dudas tras leerlos detenidamente. No insistir de momento más sobre ellos. b) Fase reflexiva. Reflexionar sobre los conocimientos adquiridos y sobre las dudas que hayan podido surgir, una vez finalizado el estudio del texto. Pensar que siempre se puede acudir al tutor y a la bibliografía recomendada y la utilizada en la elaboración del tema que puede ser de gran ayuda. Seguir paso a paso el desarrollo de los temas. Anotar los puntos que no se comprenden. Repasar los conceptos contenidos en el texto según va siguiendo la solución de los casos resueltos. c) Fase creativa. En esta fase se aplican los conocimientos adquiridos a la resolución de pruebas de autoevaluación y a los casos concretos de su vivencia profesional. Repasar despacio el enunciado y fijarse en lo que se pide antes de empezar a solucionarla. Consultar la exposición de conceptos del texto que hagan referencia a cada cuestión de la prueba. Solucionar la prueba de cada Unidad Temática utilizando el propio cuestionario del manual. 9 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 1.3EstructuradelCurso 1.3.1ContenidosdelCurso Guía del alumno. Temario del curso en PDF, con un cuestionario tipo test. FORMULARIO, para devolver las respuestas al cuestionario. ENCUESTA de satisfacción del Curso. 1.3.2LosCursos Los cursos se presentan en un archivo PDF cuidadosamente diseñado en Unidades Didácticas. 1.3.3LasUnidadesDidácticas Son unidades básicas de estos Cursos a distancia. Contienen diferentes tipos de material educativo distinto: Texto propiamente dicho, dividido en temas. Bibliografía utilizada y recomendada. Cuestionario tipo test. Los temas comienzan con un índice con las materias contenidas en ellos. Continúa con el texto propiamente dicho, donde se desarrollan las cuestiones del programa. En la redacción del mismo se evita todo aquello que no sea de utilidad práctica. El apartado de preguntas test serán con los que se trabajen, y con los que posteriormente se rellenará el FORMULARIO de respuestas a remitir. Los ejercicios de tipo test se adjuntan al final del temario. Cuando están presentes los ejercicios de autoevaluación, la realización de éstos resulta muy útil para el alumno, ya que: Tienen una función recapituladora, insistiendo en los conceptos y términos básicos del tema. Hacen participar al alumno de una manera más activa en el aprendizaje del tema. Sirven para que el alumno valore el estado de su aprendizaje, al comprobar posteriormente el resultado de las respuestas. Son garantía de que ha estudiado el tema, cuando el alumno los ha superado positivamente. En caso contrario se recomienda que lo estudie de nuevo. Dentro de las unidades hay distintos epígrafes, que son conjuntos homogéneos de conceptos que guardan relación entre sí. El tamaño y número de epígrafes dependerá de cada caso. 10 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 1.3.4SistemadeEvaluación Cada Curso contiene una serie de pruebas de evaluación a distancia que se encuentran al final del temario. Deben ser realizadas por el alumno al finalizar el estudio del Curso, y enviada al tutor de la asignatura, con un plazo máximo de entrega para que pueda quedar incluido en la edición del Curso en la que se matriculó y siempre disponiendo de 15 días adicionales para su envío. Los tutores la corregirán y devolverán al alumno. Si no se supera el cuestionario con un mínimo del 80% correcto, se tendrá la posibilidad de recuperación. La elaboración y posterior corrección de los test ha sido diseñada por el personal docente seleccionado para el Curso con la intención de acercar el contenido de las preguntas al temario asimilado. Es IMPRESCINDIBLE haber rellenado el FORMULARIO y envío de las respuestas para recibir el certificado o Diploma de aptitud del Curso. 1.3.5Fechas El plazo de entrega de las evaluaciones será de un mes y medio a partir de la recepción del material del curso, una vez pasado este plazo conllevará una serie de gestiones administrativas que el alumno tendrá que abonar. La entrega de los certificados del Curso estará en relación con la fecha de entrega de las evaluaciones y NUNCA antes de la fecha de finalización del Curso. 1.3.6Aprendiendoaenfrentarseapreguntastipotest La primera utilidad que se deriva de la resolución de preguntas tipo test es aprender cómo enfrentarnos a las mismas y evitar esa sensación que algunos alumnos tienen de “se me dan los exámenes tipo test”. Cuando se trata de preguntas con respuesta tipo verdadero / falso, la resolución de las mismas está más dirigida y el planteamiento es más específico. Las preguntas tipo test con varias posibles respuestas hacen referencia a conocimientos muy concretos y exigen un método de estudio diferente al que muchas personas han empleado hasta ahora. Básicamente todas las preguntas test tienen una característica común: exigen identificar una opción que se diferencia de las otras por uno o más datos de los recogidos en el enunciado. Las dos palabras en cursiva son expresión de dos hechos fundamentales con respecto a las preguntas tipo test: Como se trata de identificar algo que va a encontrar escrito, no va a ser necesario memorizar conocimientos hasta el punto de reproducir con exactitud lo que uno estudia. Por lo tanto, no debe agobiarse cuando no consiga recordad de memoria una serie de datos que aprendió hace tiempo; seguro que muchos de ellos los recordará al leerlos formando parte del enunciado o las opciones de una pregunta de test. El hecho de que haya que distinguir una opción de otras se traduce en muchas ocasiones en que hay que estudiar diferencias o similitudes. Habitualmente se les pide recordar un dato que se diferencia de otros por 11 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico ser el más frecuente, el más característico, etc. Por lo tanto, este tipo de datos o situaciones son los que hay que estudiar. Debe tenerse siempre en cuenta que las preguntas test hay que leerlas de forma completa y fijándose en determinadas palabras que puedan resultar clave para la resolución de la pregunta. La utilidad de las preguntas test es varia: Acostumbrarse a percibir errores de conceptos. Adaptarse a los exámenes de selección de personal. Ser capaces de aprender sobre la marcha nuevos conceptos que pueden ser planteados en estas preguntas, conceptos que se retienen con facilidad. 1.3.7Envío Una vez estudiado el material docente, se contestará la encuesta de satisfacción, la cual nos ayudará para evaluar el Curso, corregir y mejorar posibles errores. Cuando haya cumplimentado la evaluación, envíe las respuestas a la dirección indicada. 12 UNIDADDIDÁCTICAII INTRODUCCIÓNHISTÓRICA LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 2.1Introducciónhistórica La ciencia de la Genética es una consecuencia de la tesis inicial que define lo biológico. Lo distintivo, lo genuino de lo vivo, es el fenómeno genético: los organismos biológicos son portadores de información codificada que controla directa o indirectamente su desarrollo y su fisiología, y que se transmite de generación en generación con independencia del soma o fenotipo. El objeto de la Genética es explicar el fenómeno genético en todas sus dimensiones: la Genética es el estudio de la naturaleza, organización, función, expresión, transmisión y evolución de la información genética codificada de los organismos. La naturaleza material -química- del componente hereditario, los procesos que mantienen la fidelidad o que alteran esta información, la localización, organización, la transmisión entre generaciones y el destino en las poblaciones del material genético, el proceso de ejecución de esta información para construir el fenotipo celular, tisular, organísmico y poblacional. Todos estos aspectos son objeto de la Genética. Lo genético, aunque codificado en el nivel molecular, transciende lo molecular y abarca varios niveles de integración biológica. Es esta generalidad del hecho genético lo que hace de la Genética una ciencia central, interactuando con otras muchas ramas de la biología e incluso con otros aspectos del pensamiento y asuntos humanos. Algunos ejemplos de disciplinas auténticamente genéticas son la: Genética agrícola, animal, bacteriana, bioquímica, del cáncer, clínica, de la conducta, cuantitativa, ecológica, humana, mendeliana, molecular, del desarrollo, evolutiva, de poblaciones, citogenética, la terapia genética, la inmunogenética,... La genética es una ciencia, y por lo tanto como tal, implica "un conocimiento cierto de las cosas por sus principios y sus causas". Entonces... ¿cuáles son estas cosas que como ciencia la genética estudia?, pues, la "Herencia Biológica", y la "Variación". Y, sus principios y causas, son las "leyes y principios" que gobiernan las "semejanzas" y "diferencias" entre los individuos de una misma "especie".Se dice que, "todo ser vivo nace de otro semejante a él", o sea, que posee "caracteres" semejantes a los de su progenitor. Y ¿qué entendemos pues, por "caracteres "? Se trata de cada peculiaridad, cada rasgo, ya sea, morfológico (de forma), funcional, bioquímico (algunos autores incluyen los rasgos psicológicos también) que presenta un individuo biológico. Y estos "caracteres" o características lo hacen pertenecer a una misma "especie". La genética estudia los caracteres semejantes que se transmiten de padres a hijos, aquéllos que los hacen parecer entre sí. Pero sucede que también presentan aquellos caracteres que no son semejantes, que varían, y a los cuales dentro de esta ciencia se los denomina "variaciones", y que también son transmitidos genéticamente, o son influenciados por el medio ambiente, al cual se lo denomina "Paratipo". Todos los individuos están formados por unidades microscópicas que se agrupan formando tejidos. Estas unidades (células) poseen dentro de sí, un núcleo; es decir, una estructura diferenciada dentro de la célula. En el interior del núcleo se halla una macromolécula (una sustancia química) que es la encargada de la información genética Llamamos "gen", entonces, a las distintas porciones de esta macromolécula que se ocupan, cada una de ellas, de una característica hereditaria determinada. Aunque la obtención de una característica determinada (por ejemplo, el color de los ojos) es más compleja, y depende de la interacción del material genético con el citoplasma celular, con el medio ambiente (Paratipo), y también de la interacción con otros genes. 15 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico El conjunto de genes heredados es lo que se denomina "Genotipo". El "Genotipo" provee la información necesaria para la producción de diversos rasgos; luego éstos se ven influidos por el medio ambiente, y esto dependerá de la vida de cada individuo (por ejemplo, una determinada contextura muscular, se verá más o menos desarrollada de acuerdo con la actividad de cada individuo). De esta interacción con el medio ambiente resulta lo que llamamos "Fenotipo" que es aquello que se aprecia sensorialmente del individuo. Dijimos que el "gen", estaba compuesto por una macromolécula, el ácido desoxirribonucleico, que se encuentra formado por dos cadenas unidas entre sí, y enrolladas en una espiral. En 1866, un padre agustino aficionado a la botánica llamado Gregorio Mendel publicó los resultados de unas investigaciones que había realizado pacientemente en el jardín de su convento durante más de diez años. Éstas consistían en cruzar distintas variedades de guisantes y comprobar cómo se transmitían algunas de sus características a la generación siguiente. Su sistema de experimentación tuvo éxito debido a su gran sencillez, ya que se dedicó a cruzar plantas que sólo diferían en una característica externa que, además, era fácilmente detectable. Por" ejemplo, cruzó plantas de semillas verdes con plantas de semillas amarillas, plantas con tallo largo con otras de tallo corto, etc. Mendel intuyó que existía un factor en el organismo que determinaba cada una de estas características. Según él, este factor debía estar formado por dos elementos, Lino que se heredaba del organismo masculino y el otro del elemento. Además estos dos elementos consistirían en versiones iguales o diferentes del mismo carácter; cada, tensión del factor proporcionaría, por ejemplo, un color distinto a la semilla o una longitud de tallo diferente en la planta. Además, tal y como veremos más adelante, algunas, versiones serían dominantes respecto a otras. Actualmente a estos factores se les denomina genes, palabra derivada de un término griego que significa «generar», y a cada versión diferente del gen se la denomina alelo. Así el gen que determina, por" ejemplo, el color de la semilla en la planta del guisante puede tener " dos alelos, uno para las semillas verdes y otro para las semillas amarillas. Observando los resultados de cruzamientos sistemáticos, Mendel elaboró una teoría general sobre la herencia, conocida como leyes de Mendel. 2.1.1PrimeraLeydeMendel Si se cruzan dos razas puras para un determinado carácter, los descendientes de la primera generación son todos iguales entre sí y, a su vez, iguales a uno de sus progenitores, que es el poseedor del alelo dominante. Mendel elaboró este principio al observar que si cruzaba dos razas puras de plantas del guisante, una de semillas amarillas y otra de semillas verdes, la descendencia que obtenía, a la que él denominaba F1, consistía únicamente en plantas que producían semillas de color amarillo. Estas plantas debían tener, en el gen que determina el color de la semilla, los dos alelos que habían heredado de sus progenitores, un alelo para el color verde y otro para el color amarillo; pero, por alguna razón, sólo se manifestaba este último, por lo que se lo denominó alelo dominante, mientras que al primero se le llamó alelo recesivo. 16 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 2.1.2SegundaLeydeMendel Los alelos recesivos que, al cruzar dos razas puras, no se manifiestan en la primera generación (denominada F1), reaparecen en la segunda generación (denominada F2) resultante de cruzar los individuos de la primera. Además la proporción en la que aparecen es de 1 a 3 respecto a los alelos dominantes. Mendel cruzó entre sí los guisantes de semillas amarillas obtenidos en la primera generación del experimento anterior. Cuando clasificó la descendencia resultante, observó que aproximadamente tres cuartas partes tenían semillas de color amarillo y la cuarta parte restante tenía las semillas de color verde. Es decir, que el carácter « semilla de color verde », que no había aparecido en ninguna planta de la primera generación, sí que aparecía en la segunda aunque en menor proporción que el carácter « semilla de color amarillo » En 1866, un padre agustino aficionado a la botánica llamado Gregorio Mendel publicó los resultados de unas investigaciones que había realizado pacientemente en el jardín de su convento durante más de diez años. Éstas consistían en cruzar distintas variedades de guisantes y comprobar cómo se transmitían algunas de sus características a la generación siguiente. Su sistema de experimentación tuvo éxito debido a su gran sencillez, ya que se dedicó a cruzar plantas que sólo diferían en una característica externa que, además, era fácilmente detectable. Por" ejemplo, cruzó plantas de semillas verdes con plantas de semillas amarillas, plantas con tallo largo con otras de tallo corto, etc. 2.1.3TerceraLeydeMendel Los caracteres que se heredan son independientes entre si y se combinan al azar al pasar a la descendencia, manifestándose en la segunda generación filial o F2. En este caso, Mendel selecciono para el cruzamiento plantas que diferían en dos características, por ejemplo, el color de los guisantes (verdes o amarillos) y su superficie (lisa o arrugada). Observo que la primera generación estaba compuesta únicamente por plantas con guisantes amarillos y lisos, cumpliéndose la primera ley. En la segunda generación, sin embargo, aparecían todas las posibles combinaciones de caracteres, aunque en las proporciones siguientes: 1/16 parte de guisantes verdes y rugosos, 3/16 de verdes y lisos, 3/16 de amarillos y rugosos y por ultimo 9/16 de amarillos y lisos. Esto le indujo a pensar que los genes eran estructuras independientes unas de otras y, por lo tanto, que únicamente dependía del azar la combinaci6n de los mismos que pudiese aparecer en la descendencia. Antes de 1900, se conocían ya algunos de los caracteres más sencillos de la herencia, en el hombre, como la polidactilia (dedos supernumerarios), la hemofilia y la ceguera para los colores, que son muy evidentes. Por ejemplo, en Berlín, poco después de 1750, Maupertuis (1689-1759) descubrió lo que hoy se conoce como herencia Autosómica predominante de la polidactilia y discutió la segregación en términos que profetizaban el mendelismo. Los rasgos esenciales de la herencia recesiva de ligadura X de la hemofilia fueron encontrados en tres familias de Nueva Inglaterra, no emparentadas entre si, por Otto en 1803, por Hay en 1813y por Buels 1815. Nasser, un médico de Bonn, en 1820 diseño claramente este patrón de herencia, que posteriormente fue denominado Ley de Nasse. En fecha muy anterior, el Talmud 17 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico dispensaba de la circuncisión a los recién nácidos cuyos hermanos mayores o los tíos maternos habían mostrado propensión a sangrar. En 1876, Horner, oftalmólogo suizo, describió el patrón recesivo de la ceguera a los colores ligado al cromosoma X. La herencia del patrón que ahora designamos como autosómico recesivo, consistente en la presencia de un rasgo determinado en varios hermanos, hijos de padres normales, especialmente cuando estos son consanguíneos, fue descrita en 1814 por Joseph Adams, quien en la dinámica de las enfermedades por herencia tenia ideas muy avanzadas para su época. Prueba de la importancia de los estudios biológicos acerca de las consecuencias del matrimonio entre consanguíneos se encuentra en el trabajo de Bemiss presentado en la Sociedad Médica Americana en 1857. El método de los gemelos para separar los efectos de la herencia y del ambiente fue sugerido por Francis Galtón en 1876, aunque al principio no hacia distinción entre los gemelos monocigotos (idénticos) y los dicigotos (no idénticos). Juntamente con estos estudios sobre regresión Galton inicio otros sobre genética cuantitativa, o sea, herencia poligénica. Poco tiempo después de haberse redescubierto el mendelismo, en 1900, Archibal Garrod, por consejo de William Bateson, interpreto el patrón de la herencia de la alcaptonuria (trastorno metabólico que consiste en la excreción en la orina de una sustancia llamada alcaptona, o ácido homogentísico, que se ennegrece en contacto con el aire) en términos recesivos mendelianos y reconoció la importancia de la consanguinidad de los padres. W.C. Farabee fue el primero en pesquisar un rasgo autosómico dominante (en este caso la braquidactilia o dedos cortos) en una familia interpretando su distribución específicamente en términos mendelianos. En 1911, Thomas Hunt Morgan y E.B. Wilson, de la Universidad de Columbia, demostraron que el patrón característico de la herencia de la hemofilia y de la ceguera a los colores concuerda con la presencia de los genes causantes en el cromosoma X. El hombre fue el primer organismo en el que se estudió la bioquímica de la genética. Garrod, el pediatra inglés antes mencionado, basándose en estudios de la alcaptonuria y otros trastornos hereditarios, enunció en 1908 el sugestivo concepto de “”errores innatos del metabolismo”” y George Beadle, que en 1958 obtuvo el premio Nobel de Fisiología y Medicina por su contribución a la bioquímica de la genética, apunto que su hipótesis un-gen-una –enzima, estaba realmente implícita, esencialmente en los mismos términos, en los trabajos de Garrod. En 1908, G.H.Hardy, matemático de la Universidad de Cambriedge, y Wilhelm Weinberg, médico de Estuttgart, plantearon, independientemente, uno de los fundamentos de la geneática de la población con lo que se ha llamado ley de ArdíWeinberg. Nuevamente el estímulo vino de la genética humana, a través del estudio de la distribución de los rasgos mendelianos entre las poblaciones humanas. En los primeros días del mendelismo se pensó que un rasgo dominante debería aumentar en frecuencia y que reemplazaría a un rasgo recesivo. Hardy y Weinberg consideraron que la frecuencia de los genes era el aspecto más importante en la genética de la población. Ambos autores demostraron, además, que si no entran en juego factores causantes de disturbios, se podía esperar que la frecuencia de los genes y de los rasgos de ellos dependientes permaneciera constante de generación en generación. Weinberg hizo otras contribuciones a la metodología estadística de la geneática humana: el 18 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria método para calcular la proporción de gemelos monocigóticos y el método para la corrección de errores sistemáticos en el cálculo del número de hermanos que pudieran resultar afectados por un rasgo autosómico recesivo. La escuela de Galton había estado estudiando rasgos cuantitativos, tales como la inteligencia y la estatura antes del redescubrimiento de los trabajos de Mendel, en tanto que los mendelistas, desde poco después de 1900 se ocuparon de la herencia de los rasgos discontinuos. Las conclusiones de ambos grupos fueron consideradas incompatibles hasta 1918, en que Fisher demostró que diversos pares de gene, actuando cada uno de ellos en la forma mendeliana, originaban los fenómenos observados por los biometristas en los rasgos cuantitativos. En los veinte años siguientes a 1920 númerosos investigadores de varios países, han contribuido con sus trabajos al desarrollo de la teoría de la genética, y de la evolución de la población, así como al perfeccionamiento de la metodología estadística de la genética humana con el empleo de los procedimientos de análisis de la segregación, análisis del ligamiento y de cálculo de los índices de mutación. Sobre todo en la última década, se ha venido apreciando mejor la importancia de la genética en relación con las enfermedades en el hombre. La mayor parte de las contribuciones en este aspecto han provenido de la disciplina denominada genética médica, porque esta ciencia concentra sus estudios sobre los rasgos patológicos que se transmiten por la herencia. En la bioquímica de la genética, Linus Paulin puso de manifiesto el papel primordial que juegan los genes en la síntesis de las proteínas, y Vernon Ingramy otros, las variantes de la hemoglobina. En 1959, al estudiar los cromosomas del sexo en las anomalías sexuales, se descubrió que el mecanismo de la determinación sexual en el hombre era distinto del de la Drosophila. Charles Ford y John Hamerton, lograron precisar que el verdadero número de cromosomas era 46 y no 48. El polimorfismo genético fue expuesto en 1940 por E. B.Ford. El primer rasgo humano discontinuo que ahora se sabe es de origen polimorfito, distinto de la ceguera a los colores, fue estudiado por Kart Landsteiner en 1900, contemporáneamente con el redescubrimiento mendeliana; se trata del sistema ABO de los grupos sanguíneos. El descubrimiento, en 1941, de la incompatibilidad matern-fetal para los grupos sanguíneos Rh, puso al descubierto una amplia categoría nueva de enfermedades de carácter genético. Las nuevas técnicas, al revelar nuevos mecanismos, procesos y estructuras son un elemento esencial en el avance genético. Las técnicas que están disponibles en un momento dado determinan aquello que podemos conocer, y en ese sentido nuestro conocimiento es contingente de la disponibilidad de dichas técnicas: conocemos lo que podemos "observar" directamente. La Genética clásica infiere las propiedades del material hereditario, pero no es hasta que se aplican las técnicas moleculares que se puede determinar finalmente la composición y propiedades químicas de ese material. Los nuevos desarrollos técnicos facilitan la adquisición de información previamente inaccesible. El acceso a la secuencia de ADN, por ejemplo, ha generado una información cualitativamente nueva y exenta de las limitaciones de otras aproximaciones. Pero el desarrollo de las técnicas moleculares no ha significado una eliminación de las otras técnicas genéticas. De hecho se ha producido una auténtica integración de técnicas que permiten integrar, a su vez, los diferentes niveles de lo genético. La genética del desarrollo o la genética de poblaciones son claros ejemplos 19 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico de integración de técnicas de análisis genético con técnicas moleculares. Fue la integración de los estudios de cruces y la citología la que condujo, a principios de siglo, a la teoría cromosómica de la herencia. La integración de enfoques y técnicas es uno de los motores del avance de la ciencia genética. 2.2CronologíadelagenéticaylaBiologíamolecular 20 a. C.: Los babilonios celebran con ritos religiosos la polinización de las palmeras. 323 a. C.: Aristóteles especula sobre la naturaleza de la reproducción y la herencia. 100-300: se escriben en la India textos metafóricos sobre la naturaleza de la reproducción humana. 1676: se confirma la reproducción sexual en las plantas. 1677: se contempla el esperma animal a través del microscopio. 1838: se descubre que todos los organismos vivos están compuestos por células. 1859: Darwin hace pública su teoría sobre la evolución de las especies. 1866: Mendel describe en los guisantes las unidades fundamentales de la herencia (que posteriormente recibirán el nombre de genes). 1871: se aísla el ADN en el núcleo de una célula. 1883: Francis Galton acuña el término eugenesia. 1887: se descubre que las células reproductivas constituyen un linaje continuo, diferente de las otras células del cuerpo. 1908: se establecen modelos matemáticos de las frecuencias génicas en poblaciones mendelianas. 1909: las unidades fundamentales de la herencia biológica reciben el nombre de genes. 1910: Un biólogo americano, Thomas Morgan presenta sus experimentos con la mosca de la fruta, que revelan que algunos fragmentos genéticos son determinados por el sexo. 1924: la Ley de Inmigración en EE.UU. limita la entrada al país sobre la base del origen racial o étnico. 1925: se descubre que la actividad del gen está relacionada con su posición en el cromosoma. 1927: se descubre que los rayos X causan mutaciones genéticas. 1931: treinta estados de los EE.UU. tienen leyes de esterilización obligatoria. 1933: la Alemania nazi esteriliza a 56.244 "defectuosos hereditarios". 1933-45: el holocausto nazi extermina a seis millones de judíos por medio de su política eugenésica. 1943: el ADN es identificado como la molécula genética. LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 1940-50: se descubre que cada gen codifica una única proteína. 1953: se propone la estructura en doble hélice del ADN. 1956: Tijo y Levan, por un lado, y Ford y Hamerton, por otro, descubrieron que el número de cromosomas para la especie humana es de 46 1959: tres años después, Lejeune descubrió que el síndrome de Down era debido a una trisomía del cromosoma 21, y Jacobs y Strong realizaron los primeros análisis citogenéticos de síndrome de Turner y Klinefelter. 1960: se descubrió la trisomía D identificada como trisomía 13 por Patau 1961: desciframiento de las primeras letras del código genético 1963: Leujeune observo el primer síndrome por deleción: del maullido del gato, debido a una deleción de los brazos cortos del cromosoma 5. 1964-1965: se descubrió que un aumento de la inestabilidad cromosómica de origen genético se asociaba y podía ser la causa de entidades ya conocidas como la anemia se Fanconi y el síndrome de Bloom. 1966: se descifra el código genético completo del ADN. 1968-1970: se introdujeron las técnicas de bandas que permitieron la identificación definitiva de todos los cromosomas en la especie humana 1972: se crea la primera molécula de ADN recombinante en el laboratorio. 1973: tienen lugar los primeros experimentos de ingeniería genética en los que genes de una especie se introducen en organismos de otra especie y funcionan correctamente. 1975: la conferencia de Asilomar evalúa los riesgos biológicos de las tecnologías de ADN recombinante, y aprueba una moratoria de los experimentos con estas tecnologías. 1975: se obtienen por primera vez los hibridomas que producen anticuerpos monoclonales. 1976: se funda en EE.UU. Genentech, la primera empresa de ingeniería genética. 1977: mediante técnicas de ingeniería genética se fabrica con éxito una hormona humana en una bacteria. 1977: los científicos desarrollan las primeras técnicas para secuenciar con rapidez los mensajes químicos de las moléculas del ADN. 1978: se clona el gen de la insulina humana. 1980: el Tribunal Supremo de los EE.UU. dictamina que se pueden patentar los microbios obtenidos mediante ingeniería genética. 1981: primer diagnóstico prenatal de una enfermedad humana por medio del análisis del ADN. 1982: se crea el primer ratón transgénico (el "superratón"), insertando el gen de la hormona del crecimiento de la rata en óvulos de ratona fecundados. 1982: se produce insulina utilizando técnicas de ADN recombinante. 21 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 22 1983: se inventa la técnica PCR, que permite replicar (copiar) genes específicos con gran rapidez. 1984: creación de las primeras plantas transgénicas. 1985: se inicia el empleo de interferones en el tratamiento de enfermedades víricas. 1985: se utiliza por primera vez la "huella genética" en una investigación judicial en Gran Bretaña. 1986: se autorizan las pruebas clínicas de la vacuna contra la hepatitis B obtenida mediante ingeniería genética. 1987: propuesta comercial para establecer la secuencia completa del genoma humano (proyecto Genoma), compuesto aproximadamente por 100.000 genes. 1987: comercialización terapéutico. 1988: primera patente de un organismo producido mediante ingeniería genética. 1989: comercialización secuenciación del ADN. 1990: primer tratamiento con éxito mediante terapia génica en niños con trastornos inmunológicos ("niños burbuja"). Se ponen en marcha númerosos protocolos experimentales de terapia génica para intentar curar enfermedades cancerosas y metabólicas. 1994: se comercializa en California el primer vegetal modificado genéticamente (un tomate) y se autoriza en Holanda la reproducción del primer toro transgénico. 1995: se completan las primeras secuencias completas de genomas de organismos: se trata de las bacterias Hemophilus influenzae y Mycoplasma genitalium. 1996: por primera vez se completa la secuencia del genoma de un organismo eucariótico, la levadura cervecera "Saccharomyces cerevisiae". Por otra parte, el catálogo de genes humanos que Víctor McKusick y sus colaboradores de la Universidad John Hopkins actualizan cada semana contiene ya más de cinco mil genes conocidos. El proyecto Genoma, coordinado por HUGO (Human Genome Organization), avanza a buen ritmo. 1997: Clonación del primer mamífero, una oveja llamada "Dolly" 1998: Análisis de DNA de restos de semen cogido de ropas de Mónica Lewinsky incriminan al presidente Bill Clinton. 2001: Se publica el mapa provisional del genoma humano. del de primer las anticuerpo primeras monoclonal máquinas de automáticas uso de UNIDADDIDÁCTICAIII LACÉLULA LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 3.1Lacélula La célula es una unidad mínima de un organismo capaz de actuar de manera autónoma. Todos los organismos vivos están formados por células, y en general se acepta que ningún organismo es un ser vivo si no consta al menos de una célula. La biología estudia las células en función de su constitución molecular y la forma en que cooperan entre sí para constituir organismos muy complejos, como el ser humano. Para poder comprender cómo funciona el cuerpo humano sano, cómo se desarrolla y envejece y qué falla en caso de enfermedad, es imprescindible conocer las células que lo constituyen. Hay células de formas y tamaños muy variados. Las células de los tejidos animales suelen ser compactas, entre 10 y 20 µm de diámetro y con una membrana superficial deformable y casi siempre muy plegada. Todas las células están envueltas en una membrana —llamada membrana plasmática— que encierra una sustancia rica en agua llamada citoplasma. En el interior de las células tienen lugar númerosas reacciones químicas que les permiten crecer, producir energía y eliminar residuos. El conjunto de estas reacciones se llama metabolismo (término que proviene de una palabra griega que significa cambio). Todas las células contienen información hereditaria codificada en moléculas de ácido desoxirribonucleico (ADN); esta información dirige la actividad de la célula y asegura la reproducción y el paso de los caracteres a la descendencia. En los organismos vivos no hay nada que contradiga las leyes de la química y la física. La química de los seres vivos, objeto de estudio de la bioquímica, está dominada por compuestos de carbono y se caracteriza por reacciones acaecidas en solución acuosa y en un intervalo de temperaturas pequeño. La química de los organismos vivientes es muy compleja, más que la de cualquier otro sistema químico conocido. Está dominada y coordinada por polímeros de gran tamaño, moléculas formadas por encadenamiento de subunidades químicas; las propiedades únicas de estos compuestos permiten a células y organismos crecer y reproducirse. Los tipos principales de macromoléculas son las proteínas, formadas por cadenas lineales de aminoácidos; los ácidos nucleicos, ADN y ARN, formados por bases nucleotídicas, y los polisacáridos, formados por subunidades de azúcares. Las células eucarióticas miden entre 10 y 50 µm de longitud y tienen el material genético envuelto por una membrana que forma un órgano esférico conspicuo llamado núcleo., El término eucariótico deriva del griego‘núcleo verdadero’ 3.2Partesdelacélula 3.2.1Núcleo El órgano más conspicuo es el núcleo; está rodeado de forma característica por una membrana, es esférico y mide unas 5 µm de diámetro. Dentro del núcleo, las moléculas de ADN y proteínas están organizadas en cromosomas que suelen aparecer dispuestos en pares idénticos. Los cromosomas están muy retorcidos y enmarañados y es difícil identificarlos por separado. Pero justo antes de que la célula se divida, se condensan y adquieren grosor suficiente para ser detectables como estructuras independientes. El ADN del interior de cada cromosoma es una molécula única muy larga y arrollada que contiene secuencias lineales de genes. Éstos encierran a su vez 25 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico instrucciones codificadas para la construcción de las moléculas de proteínas y ARN necesarias para producir una copia funcional de la célula. El núcleo está rodeado por una membrana doble, y la interacción con el resto de la célula (es decir, con el citoplasma) tiene lugar a través de unos orificios llamados poros nucleares. El nucleolo es una región especial en la que se sintetizan partículas que contienen ARN y proteína que migran al citoplasma a través de los poros nucleares y a continuación se modifican para transformarse en ribosomas. El núcleo controla la síntesis de proteínas en el citoplasma enviando mensajeros moleculares. El ARN mensajero (ARNm) se sintetiza de acuerdo con las instrucciones contenidas en el ADN y abandona el núcleo a través de los poros. Una vez en el citoplasma, el ARNm se acopla a los ribosomas y codifica la estructura primaria de una proteína específica 3.2.2Citoplasmaycitosol El citoplasma comprende todo el volumen de la célula, salvo el núcleo. Engloba númerosas estructuras especializadas y orgánulos, como se describirá más adelante. La solución acuosa concentrada en la que están suspendidos los orgánulos se llama citosol. Es un gel de base acuosa que contiene gran cantidad de moléculas grandes y pequeñas, y en la mayor parte de las células es, con diferencia, el compartimiento más voluminoso. En el citosol se producen muchas de las funciones más importantes de mantenimiento celular, como las primeras etapas de descomposición de moléculas nutritivas y la síntesis de muchas de las grandes moléculas que constituyen la célula. Aunque muchas moléculas del citosol se encuentran en estado de solución verdadera y se desplazan con rapidez de un lugar a otro por difusión libre, otras están ordenadas de forma rigurosa. Estas estructuras ordenadas confieren al citosol una organización interna que actúa como marco para la fabricación y descomposición de grandes moléculas y canaliza muchas de las reacciones químicas celulares a lo largo de vías restringidas. 3.2.3Citoesqueleto El citoesqueleto es una red de filamentos proteicos del citosol que ocupa el interior de todas las células. Adquiere una relevancia especial en las animales, que carecen de pared celular rígida, pues el citoesqueleto mantiene la estructura y la forma de la célula. Actúa como bastidor para la organización de la célula y la fijación de orgánulos y enzimas. También es responsable de muchos de los movimientos celulares. En muchas células, el citoesqueleto no es una estructura permanente, sino que se desmantela y se reconstruye sin cesar. Se forma a partir de tres tipos principales de filamentos proteicos: microtúbulos, filamentos de actina y filamentos intermedios, unidos entre sí y a otras estructuras celulares por diversas proteínas. Los movimientos de las células eucarióticas están casi siempre mediatizados por los filamentos de actina o los microtúbulos. Muchas células tienen en la superficie pelos flexibles llamados cilios o flagelos, que contienen un núcleo formado por un haz de microtúbulos capaz de desarrollar movimientos de flexión regulares que requieren energía. Los espermatozoides nadan con ayuda de flagelos, por ejemplo, y las células que revisten el intestino y otros conductos del cuerpo de los vertebrados tienen en la 26 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria superficie númerosos cilios que impulsan líquidos y partículas en una dirección determinada. Se encuentran grandes haces de filamentos de actina en las células musculares donde, junto con una proteína llamada miosina, generan contracciones poderosas. Los movimientos asociados con la división celular dependen en animales y plantas de los filamentos de actina y los microtúbulos, que distribuyen los cromosomas y otros componentes celulares entre las dos células hijas en fase de segregación. Las células animales y vegetales realizan muchos otros movimientos para adquirir una forma determinada o para conservar su compleja estructura interna. 3.2.4Mitocondrias Las mitocondrias son uno de los orgánulos más conspicuos del citoplasma y se encuentran en casi todas las células eucarióticas. Observadas al microscopio, presentan una estructura característica: la mitocondria tiene forma alargada u oval de varias micras de longitud y está envuelta por dos membranas distintas, una externa y otra interna, muy replegada. Las mitocondrias son los orgánulos productores de energía. La célula necesita energía para crecer y multiplicarse, y las mitocondrias aportan casi toda esta energía realizando las últimas etapas de la descomposición de las moléculas de los alimentos. Estas etapas finales consisten en el consumo de oxígeno y la producción de dióxido de carbono, proceso llamado respiración, por su similitud con la respiración pulmonar. Sin mitocondriaslos seres vivos no serían capaces de utilizar oxígeno para extraer toda la energía de los alimentos y mantener con ella el crecimiento y la capacidad de reproducirse. 3.2.5Membranasinternas Núcleos, mitocondrias y cloroplastos no son los únicos orgánulos internos de las células eucarióticas delimitados por membranas. El citoplasma contiene también muchos otros orgánulos envueltos por una membrana única que desempeñan funciones diversas. Casi todas guardan relación con la introducción de materias primas y la expulsión de sustancias elaboradas y productos de desecho por parte de la célula. 27 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico Por ello, en las células especializadas en la secreción de proteínas, por ejemplo determinados orgánulos están muy atrofiados; en cambio, los orgánulos son muy numerosos en las células especializadas en capturar y digerir los virus y bacterias que invaden el organismo. La mayor parte de los componentes de la membrana celular se forman en una red tridimensional irregular de espacios rodeada a su vez por una membrana y llamada retículo endoplasmático (RE), en el cual se forman también los materiales que son expulsados por la célula. El aparato de Golgi está formado por pilas de sacos aplanados envueltos en membrana; este aparato recibe las moléculas formadas en el retículo endoplasmático, las transforma y las dirige hacia distintos lugares de la célula. Los lisosomas son pequeños orgánulos de forma irregular que contienen reservas de enzimas necesarias para la digestión celular de numerosas moléculas indeseables. Los peroxisomas son vesículas pequeñas envueltas en membrana que proporcionan un sustrato delimitado para reacciones en las cuales se genera y degrada peróxido de hidrógeno, un compuesto reactivo que puede ser peligroso para la célula. Las membranas forman muchas otras vesículas pequeñas encargadas de transportar materiales entre orgánulos. En una célula, los orgánulos limitados por membrana pueden ocupar hasta la mitad del volumen celular total. 3.3Divisióncelular Los seres vivos están formados por miles de millones de células individuales organizadas en tejidos y órganos que cumplen funciones específicas. Todas las células han surgido a partir de una única célula inicial —el óvulo fecundado— por un proceso de división. Existen dos mecanismos de división celular, la división de los tejidos somáticos, en este proceso, llamado mitosis se duplica el número de cromosomas (es decir, el ADN) y la división celular en el tejido gonadal llamada meiosis 3.3.1Mitosis Mitosis es el mecanismo de división celular ordinario en el que cada célula da lugar a dos células hijas, conservando ambas el número diploide de cromosomas. El resultado esencial de la mitosis es la continuidad de la información hereditaria de la célula madre en cada una de las dos células hijas. El genoma se compone de una determinada cantidad de genes organizados en cromosomas, hebras de ADN muy enrolladas que contienen la información genética vital para la célula y el organismo. Dado que cada célula debe contener completa la información genética propia de su especie, la célula madre debe hacer una copia de cada cromosoma antes de la mitosis, de forma que las dos células hijas reciban completa la información. Tras la duplicación del ADN, cada cromosoma consistirá en dos copias idénticas de la misma hebra de ADN, llamadas cromátidas hermanas, unidas entre sí por una región del cromosoma llamada centrómero. Cada cromátida hermana no se considera en esa situación un cromosoma en sí mismo, sino parte de un cromosoma que provisionalmente consta de dos cromátidas. Se llama cariocinesis a la formación de los dos núcleos con que concluye habitualmente la mitosis La mitosis se completa casi siempre con la llamada citocinesis o división del citoplasma. La citocinesis se realiza por estrangulación: la célula se va estrechando por el centro hasta que al final se separa en dos. 28 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria Esquema que muestra de manera resumida lo que ocurre durante la mitosis La Mitosis Consta de Cinco Fases: 3.3.1.1Interfase. La imagen microscópica de una célula interfásica nos muestra un núcleo al parecer en reposo, pero es en este momento cuando se está realizando los procesos de síntesis que culminaran en la replicación del ADN y la duplicación del material genético necesario para la formación de la nueva célula 3.3.1.2Profase. Al entrar en profase desaparece la membrana nuclear, la cromatina se condensa progresivamente y los cromosomas se individualizan en forma de estructuras alargadas. La imagen microscópica al final de esta fase corresponde a la de unos cromosomas alargados en los que ambas cromatides son ya visibles estando situadas una junto a la otra. 3.3.1.3Metafase. La imagen microscópica nos muestra cromosomas más cortos con cromátides claramente separadas, unidas simplemente en el centromer. Si detenemos el proceso en este punto estaremos en el momento óptimo para la realización del cariotipo. Dentro del ciclo natural las cromatides hermanas inician gradualmente su separación y su migración hacia los polos. 3.3.1.4Anafase. Las dos cromátides hermanas se separarán definitivamente, situándose en polos opuestos de la célula e iniciando la formación de las dos nuevas membranas nucleares. 3.3.1.5Telofase. Es la última fase de la mitosis. En la telofase el nuevo núcleo se organiza: se reconstituye la cromatina, adoptando forma helicoidal los cromosomas, aparece el nucléolo, y se reconstruye la eucarioteca a partir del retículo endoplasmático. Diagrama mostrando los cambios que ocurren en los centrosomas y el núcleo de una célula en el proceso de la división mitótica. I a III, profase; IV, prometafase; V,metafase; VI y VII, anafase; VII y VIII, telofase. 29 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 3.3.2Meiosis La meiosis es el proceso de división celular en el tejido gonadal. Su objetivo es reducir a la mitad el número de cromosomas en las células hijas, uno de cada pareja de cromosomas homólogos, siendo el azar quien decide cuál de los dos irá a parar a cada una de ellas (segregación). La fertilización de dos células germinales haploide dará lugar a un cigoto diploide que continuara dividiéndose por mitosis y dará lugar a nuevas células diploides. En la meiosis hay dos divisiones, la meiosis I y la meiosis II, que darán lugar a cuatro gametos. La replicación del ADN, es decir la síntesis del material genético necesaria para la formación de estos cuatro gametos haploides, se produce antes de esta primera división meiótica. 3.3.2.1Primeradivisiónmeiótica.MeiosisI En síntesis durante la meiosis I se producirá el emparejamiento de los cromosomas homólogos (sinapsis) y el intercambio de material genético entre los mismos (formación de quiasmas), por lo que los cromosomas resultantes contendrán información genética de origen paterno y materno, lo que corresponde al proceso conocido como recombinación genética o crossing over. La meiosis termina con la disyunción de los cromosomas homólogos, que se dirigen hacia polos opuestos de la célula, y la segregación al azar de cada uno de ellos. Como resultado se obtendrán dos células hijas de 23 cromosomas formados aún por dos cromatides (material genético duplicado) Profase I La profase I de la primera división meiótica es la etapa más compleja del proceso y a su vez se divide en 5 sub etapas, que son: 1. Leptonema o Leptoteno Es el estado inicial de la profase I en la meiosis. Los cromosomas se hacen visibles y a menudo se disponen en una configuración en ramillete, con uno o ambos extremos de los cromosomas reunidos en un punto de la membrana nuclear interna. En el leptoteno, los cromosomas están formados por dos cromátidas hermanas estrechamente ligadas. Es la etapa donde se produce la duplicación de la cadena de ADN. 2. Zigonema o Zigoteno Los cromosomas homólogos comienzan a acercarse hasta quedar apareados en toda su longitud. Los homólogos quedan finalmente apareados cromó mero a cromó mero. La disposición de los cromómeros a lo largo del cromosoma parece estar determinado genéticamente. Tal es así que incluso utiliza la disposición de estos cromómeros para poder distinguir cada cromosoma durante la profase I meiótica. Los cromosomas homólogos se reconocen entre sí gracias a que los telómeros de éstos se encuentran anclados en regiones próximas de la membrana nuclear. Además el eje proteico central observado en el leptoteno pasa a desempeñar un papel 30 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria importante en el apareamiento de las homólogas al formar los elementos laterales del complejo sinaptonémico, una estructura proteica con forma de escalera formada por dos elementos laterales y uno central que se van cerrando a modo de cremallera y que garantiza el perfecto apareamiento entre homólogos. En el apareamiento entre homólogos también está implicada la secuencia de genes de cada cromosoma, lo cual no copies evita el apareamiento entre cromosomas no homólogos. Además durante el zigoteno concluye la replicación del ADN (2% restante) que recibe el nombre de zig-ADN. En esta fase cada pareja de cromosomas se llama bivalente (dos cromosomas homólogos unidos) o tétrada (cromátidas muy espiralizadas unidas por quiasmas o centrómeros). 3. Paquinema o Paquiteno Una vez que los cromosomas homólogos puros están perfectamente apareados formando estructuras que se denominan bivalentes se produce el fenómeno de sobrecruzamiento (crossing-over) con recombinación genética, esto es, el intercambio de material genético entre los cromosomas homólogos de cada pareja. La recombinación genética está mediada por la aparición entre los dos homólogos de una estructura proteica de 90 nm de diámetro llamada nódulo de recombinación, o complejo sinaptonémico. En él se encuentran las enzimas que median en el proceso de recombinación. Durante esta fase se produce una pequeña síntesis de ADN, que probablemente está relacionada con fenómenos de reparación de ADN ligados al proceso de recombinación. 4. Diplonema o Diploteno A continuación los cromosomas homólogos se separan entre sí deshaciendo de este modo el complejo sinaptonémico que habían formado para el sobrecruzamiento. Se aprecia después que no quedan separados totalmente, sino que quedan los antiguos nódulos de recombinación que en esta fase ya pasan a llamarse "quiasmas". 5. Diacinesis Esta etapa apenas se distingue del diploteno. Podemos observar los cromosomas algo más condensados y los quiasmas. El final de la diacinesis y por tanto de la profase I meiótica viene marcado por la rotura de la membrana nuclear. Durante toda la profase I continuó la síntesis de ARN en el núcleo. Al final de la diacinesis cesa la síntesis de ARN y desaparece el nucléolo. - Prometafase meiótica I. Al final de esta fase, la membrana nuclear y el nucléolo desaparecen totalmente y empieza la unión de las parejas de cromosomas a los microtúbulos cinetocóricos. - Metafase meiótica I. Los cromosomas se ubican en el plano ecuatorial del huso y comienzan a desplazarse hacia los polos - Telofase meiótica I. Es la separación final en dos células hijas. 3.3.2.2Segundadivisiónmeiótica‐MeiosisII En la meiosis II y por una división celular mitótica, se producirá disyunción de las cromatides hermanas y la segregación de cada una de ellas a un gameto maduro. 31 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico El gran número de combinaciones genéticas transmisibles a la descendencia de una determinada pareja es el resultado del intercambio de material genético entre cromosomas homólogos, que, a su vez, irán a parar a un gameto u otro simplemente por azar. En la especie humana, con 23 pares de cromosomas, el número de posibles combinaciones por esta segregación al azar en una célula germinal es de 8.388.608, y por lo tanto, el número de combinaciones posibles en el descendiente de una determinada pareja será de 8.388.608 x 8.388.608, y éste número será aún multiplicado por el efecto del intercambio genético (crossing over) entre cromosomas homólogos durante su emparejamiento. (De una célula se forman 4 con mezcla de contenido genético) - Profase. Los cromosomas se hacen aparentes. La membrana nuclear tiende a desaparecer, los centríolos (uno se divide, dos quedan igual) emigran a los polos. Finalmente el centríolo se pega a la membrana. - Metafase. Se forma el huso acromático (a partir del nucleolo y la carioteca) y se fija en los asteres. Se ponen los cromosomas en el centro celular (por pares). Hasta aquí, esto se llama placa ecuatorial o estrella madre. Los cromosomas se acomodan por parejas (por lo del material duplicado); así se duplica a sí mismo con material genético sencillo (así se tienen 92 cromosomas). El huso acromático se rompe por el centro y las fibrillas se tensan, jalando hacia un polo. Pasa un para en cada lado (se repite así con todos). - Anafase. Se forma la estrella hija (una para cada célula) con los cromosomas en cada polo. Así se va formando el material cromosómico. Reaparecen la carioteca, el centríolo (al desaparecer el aster); se hacen visible los nucleolos y el centríolo comienza a moverse al núcleo. - Telofase. Se reconstruye el núcleo. Se empieza a condensar el protoplasma y se empiezan a tomar los organelos. Así se formaran 2 células hijas con propios centríolos, membranas, organelos, etc. Representación de la primera y segunda división meiótica 32 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria Representación esquemática de la división meiotica (solo dos cromosomas representados en blanco y negro según su origen paterno o materno) mostrando el momento del crossing over entre dos cromosomas homólogos (recombinación) 3.3.2.3Diferenciasfundamentalesdelasmeiosisenambossexos En síntesis, el proceso es el mismo en los sexos masculino y femenino, pero existen algunas diferencias en la cinetica del mismo que nos permitirán explicar algunos mecanismos hereditarios, como la herencia de las enfermedades mitocondriales, o las diferencias en las tasas de mutación tanto para las trisomías como para las mutaciones dependientes del sexo. La gameto génesis es un proceso meiótico que tiene la finalidad de producir células sexuales o gametos, los cuales, como ya sabemos, son haploides y participan en el proceso de reproducción. Este proceso se efectúa en el interior de las gónadas y se inicia en células sexuales no diferenciadas y diploides, que en los animales se llaman espermatogonias y ovogonias. La gametogénesis humana se inicia en la etapa de pubertad, que en el hombre se alcanza aproximadamente entre los 10 y 14 años de edad y se le denomina espermatogénesis. En la mujer, la producción de gametos u ovogénesis se inicia al tercer mes del desarrollo fetal y se suspende en profase I de leptoteno, esta meiosis se reinicia entre los 10 y 12 años de edad, que es cuando presentan primer ciclo menstrual. 33 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico Los espermatozoides se forman en el interior de los testículos, específicamente dentro de los túbulos seminíferos. Las paredes de estos túbulos se encuentran tapizados de espermatogonias, las cuales, por meiosis, se transforman en espermatozoides. La espermatogénesis, tiene una duración de aproximadamente 74 días y se efectúa en tres etapas: - Crecimiento de la espermatogonia - Meiosis - Metamorfosis de la célula resultante Meiosis en el sexo femenino y masculino 3.3.2.4Espermatogénesis La espermatogonia entra en un período de crecimiento que aproximadamente 26 días y se transforma en un espermatocito de primer orden. dura El espermatocito de primer orden entra a la primera división meiótica originando dos espermatocitos de segundo orden. Los espermatocitos de segundo orden entran a la segunda división meiótica y originan cuatro células haploides llamadas espermatidas. Cada espermátida entra a un proceso de metamorfosis o diferenciación llamado espermiogénesis y se convierten en espermatozoides. El paso de espermatocito primario hasta espermatozoide maduro requiere de 48 días. 3.3.2.5Meiosisenelsexofemeninoyfecundación En el tejido gonadal femenino, la primera división meiótica se inicia en el periodo embrionario pero queda estancada antes de llegar a la segregación de los cromosomas al primer gameto haploide; es decir, los ovocitos embrionarios son 34 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria diploide y su material genético esta duplicado. Después del nacimiento, muchos ovocitos degeneran mientras otros aumentaran de volumen, pero su núcleo permanecerá en reposo hasta la pubertad. A partir de este momento, durante la primera mitad del ciclo menstrual y por acción de la hormona luteinizante, algunos ovocitos finalizaran la primera meiosis antes de que llegue el momento de la ovulación. Los productos resultantes serán: un ovocito apto para ser fecundado (haploide, pero con su material genético duplicado; es decir, los 23 cromosomas estarán formados aún por dos cromatides) y el primer cuerpo polar. Tras la ovulación, la fecundación se llevara a cabo en la trompa de Falopio y en este momento finalizara la segunda división meiotica, cuyos resultados serán un pro núcleo haploide y con dotación genética única y el segundo cuerpo polar. La fusión de ambos pro núcleos (ovular y espermático) dará lugar a la primera célula del cigoto diploide. Como conclusión, las diferencias fundamentales entre ambos sexos serán: - En los varones los cuatro productos de la meiosis se convertirán en células germinales aptas para la fecundación - En las mujeres solo uno de los cuatro productos de la meiosis se convertirán en un ovocito maduro apto para ser fecundado; los restantes se perderán, y por lo tanto el ovocito maduro transmitirá al cigoto la totalidad de los componentes del citoplasma, entre ellos la mitocondrias y el ARN mensajero. - En las mujeres el proceso de división celular a nivel de tejido gonadal ha finalizado en el momento del nacimiento y solo queda por completar la meiosis que dará lugar a los óvulos maduros. En el varón este proceso no se interrumpe con el nacimiento, sino que continúa con toda su vida adulta. El número de divisiones celulares que preceden a la formación del espermatozoide maduro es muy superior al número de divisiones celulares que han precedido la formación de un ovulo. Por ello las mutaciones genéticas que dependen simplemente de un error en la división celular experimentarán un aumento con la edad en sexo masculino pero no en el femenino, mientras que las mutaciones producidas al cesar la división celular aumentarán con la edad en sexo femenino pero no en masculino. Esquema representativo de la fecundación y primera división 35 UNIDADDIDÁCTICAIV GENÉTICAHEREDITARIA LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 4.1Loscromosomas.Suscaracterísticas Los cromosomas fueron descubiertos por Karl Wilhelm von Nägeli en 1842. En 1910, Thomas Hunt Morgan describió a los cromosomas como los portadores de los genes. El nombre de cromosoma les fue dado por Wilhelm von Waldeyer en 1889 (cuerpo coloreado), por la intensidad con la que fijaban determinados colorantes al ser teñidos para poder observarlos al microscopio Los cromosomas son los portadores de la información en los eucariotes. Son estructuras celulares formadas por 35% DNA, 60% proteínas y 5% de RNA encargadas de transmitir los caracteres hereditarios de una célula a otra .Constan de una serie de genes y se presentan en pares (homólogos) La identificación de cada par cromosómico se basa en su morfología y sobre todo en los patrones de tinción obtenidos mediante las técnicas de bandas claras y oscuras Aunque se parezcan en apariencia, los diferentes cromosomas varían en tamaño y forma. Cada cromosoma puede tener cientos de miles de genes (hombre aprox. 100.000). El ciclo vital de la célula se diferencia en un período de estabilidad denominado interfase y uno de división o mitosis. En el primero, las moléculas de ADN, asociado a algunas proteínas y a las de ácido ribonucleico, ARN, aparecen como una masa de estructura indefinida, denominada cromatina. Cuando la división va a comenzar, la cromatina se hace compacta. Ello es debido a que el ADN duplica su conformación molecular y adopta una configuración en espiral en dos secuencias sucesivas. El resultado final de la comparación son los cromosomas, con forma de bastoncillos que poseen una constricción denominada centrómero, en posición central, que los divide en dos brazos. Cada cromosoma está compuesto de dos fibras longitudinales unidas por el centrómero. Las unidas aisladas se llaman cromátidas y representan dos hebras idénticas del ADN duplicado. Cada cromosoma contiene una única molécula de ADN. Si se lo estira a su longitud completa, la molécula de ADN de un cromosoma humano estaría entre 1,7 y 8,5 centímetros de largo, dependiendo del cromosoma. Si una molécula tan larga y finita flotara libremente en la célula, sería un desastre para la información genética precisa contenida en el ADN. La molécula se enrollaría toda en un nudo y probablemente se rompería en fragmentos por su fragilidad. Esos fragmentos se volverían a juntar en un orden incorrecto y todas las instrucciones genéticas se mezclarían causando un caos en la célula. Pero las proteínas de los cromosomas previenen el caos. Las proteínas mantienen al ADN empaquetado en una forma ordenada y compacta. En el cromosoma las proteínas son el empaquetado y el ADN es el contenido del paquete. Generalmente, los cromosomas están condensados solo en la preparación para la división celular. El resto del tiempo, algunos fragmentos están relajados para que el ADN pueda cumplir la función de comunicar las instrucciones hereditarias al resto de la célula. 39 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico Esquema del empaquetamiento de la hebra de ADN, formando la cromatina y los cromosomas. Los cromosomas vienen de a pares. Los miembros del par, o cromosomas homólogos, tienen la misma forma, tamaño y el mismo patrón de bandas. Las células humanas contienen 23 pares de cromosomas homólogos. Normalmente los cromosomas no se pueden ver con un microscopio óptico, pero durante la división celular se condensan lo suficiente como para poder ser fácilmente analizados a 1.000 aumentos Como ya hemos dicho los cromosomas están constituidos por ácido desoxiriboonucleico (ADN) dispuesto de una manera especial, que da a los cromosomas su forma y les dota de sus características funcionales. En 1953, los trabajos de Watson y Crack aclararon la compleja estructura del ADN. Este consta de seis partes y para su comparación nos serviremos, como símil de comparación, de la escalera de mano. Las partes largas y rectas, los laterales, la componen el fosfato y un azúcar, desoxirribosa. Entre estos laterales están los travesaños, formados por cuatro bases nitrogenadas: dos purinas (adenina y guanina) y dos pirimidinas (citosina y timina). La adenina, que se halla fijada a uno de los laterales de la escalera, se une a la timina proveniente del otro lateral, formando entre ambas un travesaño. La guanina, unida a la citosina, forma otro travesaño. Los tramos de esta escalera de ADN están formados por las moléculas de estas bases, ocupando cada una de ellas la mitad del tramo. Estos tramos de purinas y pirimidinas pueden sucederse los unos a los otros en una secuencia cualquiera, siendo las permutaciones y combinaciones de los mismos casi ilimitadas. Si tomamos un conjunto de 15 tramos los podremos ordenar en más de un billón de agrupaciones diferentes. La escalera existente en un cromosoma es enormemente larga. Si la extendiésemos ocuparía varios centímetros; además, hallaríamos en esta extensión varios millones de travesaños. Las posibilidades de ordenación y reordenación de estos tramos es tan elevada que sale de nuestra mente. La probabilidad que dos personas tengan la misma secuencia en el orden de los tramos o travesaños de sus escaleras de ADN es del 1, dividido por 1 seguido de 10.000 ceros. 40 Representación esquemática del ADN LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria Esta escalera no está siempre extendida en toda su longitud. Está divida en segmentos de una manera similar a las escaleras de los bomberos. Puede extenderse o bien replegarse reduciendo su tamaño, de una manera semejante a lo que ocurre cuando estas escaleras se disponen para su traslado. Cada segmento 5iene a su vez gran número de travesaños, alrededor de unos 3.000, y constituye una unidad de función dentro del cromosoma, El gen. Por lo tanto, el cromosoma es una serie de segmentos de ADN, dispuestos el uno sobre el otro; cada segmento es similar a una escalera compuesta de númerosos travesaños y constituye un gen. Un cromosoma determinado, puede poseer alrededor de 15.000genes. Sabemos que estos segmentos de ADN, peculiares en su ordenación en cada individuo, predeterminan la forma en que las células de este individuo crecerán, se desarrollarán y funcionarán. Las pequeñas diferencias que siempre existen, ya que las posibilidades de similitud son tan remotas, hará que las células de una persona sean diferentes en su funcionalismo a las de cualquier otra que haya existido o exista en el transcurso de la humanidad. Las escaleras de ADN de nuestras células son, por tanto, únicas en su ordenación; constituyen nuestros genes, exclusivos para cada uno de nosotros, y forman en definitiva el molde de nuestras existencias. Esquema representativo del modo de desplegarse y condensarse del ADN y su integración en el cromosoma Imaginemos a nuestras largas escaleras de ADN extendidas en cada uno de los cromosomas de una célula en reposo, e imaginemos que están recién pintadas, con la pintura fresca; teniendo la adenina, timina, guanina y citosina diferentes colores. Cada travesaño será bicolor, ya que dos bases se unen para formar el escalón del nucleótido. Supongamos que otra escalera sin pintar la dejamos junto a la anterior, de forma tal, que la pintura fresca deje su marca en la escalera nueva y sin pintar. Se obtendrá una copia de la primera en la segunda de la ordenación del color y, por tanto, de los nucleótidos. Una cosa similar ocurre en la célula. El ácido ribonucleico (ARN) se pone 41 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico en contacto con la molécula de ADN en el interior del núcleo y similarmente a un mensajero lleva la clave genética a los ribosomas. En este lugar, sirviéndose de la clave a manera de un molde, se elaboran las proteínas y enzimas de la célula. En el hombre 20 aminoácidos se combinan en unas 1.000 formas diferentes, según el dictado de la clave genética, para formar las proteínas. A medida que las células se van dividiendo, esta clave genética queda preservada en los cromosomas para transmitir el mismo tipo de información a las células hijas y así sucesivamente a las generaciones siguientes. Bajo el microscopio, los cromosomas se ven como estructuras delgadas y alargadas, agrupados en lo que llamamos mitosis. Tienen un brazo corto y otro largo separados por un estrechamiento o constricción primaria, llamada centrómero. El brazo corto se designa como p y el largo como q. El centrómero es el punto de unión del huso mitótico y es parte integral del cromosoma. Es esencial para el movimiento y segregación normales del cromosoma durante la división celular. Los cromosomas metafásicos humanos presentan tres formas básicas y se pueden clasificar de acuerdo con la longitud de los brazos corto y largo, así como por la posición del centrómero. Los cromosomas metacéntricos tienen los brazos corto y largo de aproximadamente la misma longitud, con el centrómero en el punto medio. Los cromosomas submetacéntricos tienen los brazos corto y largo de longitudes desiguales, con el centrómero más próximo a uno de los extremos. Los cromosomas acrocéntricos tienen el centrómero muy cerca de un extremo, con un brazo corto muy pequeño. Con frecuencia tienen constricciones secundarias en los brazos cortos, conectando trozos muy pequeños del ADN, llamados tallos y satélites, al centrómero. Los tallos contienen genes que codifican el RNA ribosómico. El idiograma es básicamente un "mapa cromosómico" que muestra la relación entre los brazos corto y largo, el centrómero (cen) y, en el caso de cromosomas acrocéntricos, los tallos y satélites. También se ilustran los patrones de bandas específicos. Cada banda se numera para ayudar en la descripción de reorganizaciones. Se han estandarizado los modelos y la nomenclatura para definir los mapas de posición para permitir a los cito-genetistas comunicarse y archivar información con fines médicos. La numeración comienza desde el centrómero y continúa hacia fuera hasta el final de cada brazo. Los brazos se dividen convencionalmente en un número de regiones para reconocerlas más fácilmente "land-mark", y las bandas se numeran secuencialmente cada una. Las Sub-bandas se nombran utilizando un sistema decimal, por ejemplo en la Figura 2, la banda donde está el asterisco es: 21q22.3 42 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 43 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 44 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 45 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 46 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 47 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 48 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 49 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 50 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 51 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 52 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 4.1.1Autosomas En 1912 Von Winiwater señaló que había 47 cromosomas en total. Era un trabajo correcto y se acercó a la verdad. En 1923, Painter indico que el número correcto era de 48 cromosomas; este concepto es el que prevaleció de una manera errónea en los treinta y tantos años siguientes. En 1956. Tijo y Levan, demostraron, sin ningún género de duda, que el número real de cromosomas era de 46.En el núcleo de cada célula hay 23 pares de cromosomas o 46 cromosomas en total. La otra parte del ADN que contienen las células se encuentra en las mitocondrias, las cuales tienen genes importantes en su propia hebra de ADN, denominada en ocasiones "el cromosoma número 47”. 53 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico Las células somáticas humanas normales tienen 46 cromosomas: 22 pares de cromosomas homólogos o autosomas Por conveniencia, los científicos han enumerado los autosómicos en pares desde el 1 hasta el 22 y dos cromosomas sexuales. A esto se le llama el número diploide. Cada cromosoma esta dividido por el centrómero en dos brazos: el brazo corto (brazo p) y el brazo largo (brazo q). Por convenio, el brazo p ocupa el lugar de arriba en las representaciones. Los brazos de cada cromosoma terminan (pter, qter) en los telómeros, donde se encuentra conservada una alta secuencia génica repetitiva, la cuál inhibe fusiones cromosómicas terminales, y es muy importante para la unión de los cromosomas a la membrana nuclear, particularmente durante la meiosis. Se piensa que los telómeros disminuyen de tamaño con la edad celular. 4.1.2Cromosomassexuales En los humanos uno de los pares de cromosomas homólogos son distintos al resto, realizando la determinación genética del individuo. A este par de cromosomas se les llama cromosomas sexuales' o heterocromosomas, determinándose el sexo por la proporción de los dos cromosomas homólogos. El sistema de determinación XY, propio del ser humano, las mujeres tienen dos cromosomas X (46,XX) mientras que los varones tienen un X y un Y (46,XY). Las mujeres darán gametos iguales con cromosoma X, sexo homogamético. Los hombres darán dos tipos de gametos, uno con el cromosoma X y otro con el cromosoma Y Las células germinales (óvulo y espermatozoide) tienen 23 cromosomas: una copia de cada autosoma más un solo cromosoma sexual. A esto se le llama el número haploide.; existe un 50% de probabilidad de que en la fecundación, al unirse los gametos, resulte una combinación XX (hembra) o XY (macho) O sea se hereda de cada progenitor un cromosoma de cada par autosómico y un cromosoma sexual. Las madres sólo pueden aportar un cromosoma X a sus hijos e hijas, mientras que los padres pueden aportar bien un X (a sus hijas) o bien un Y (a sus hijos). La evolución ha influenciado el proceso de diferenciación cromosómica ya que originalmente ambos cromosomas eran homólogos. El dimorfismo se estableció a expensas de un solo miembro del par que acumuló los factores necesarios para el desarrollo del sexo heterogamético (cromosoma Y). En los últimos años se han reconocido genes en el cromosoma Y que participan en crecimiento, maduración ósea, desarrollo testicular y espermatogénesis. Sin embargo, el hallazgo más trascendente es la localización del gen responsable de la diferenciación testicular (SRY) en la porción distal del brazo corto de este cromosoma. Se ha demostrado en humanos que ambos cromosomas comparten una región homóloga en el extremo distal de sus brazos cortos denominada región pseudoautosómica. En el cromosoma no se han observado cambios filogenéticos importantes y se ha preservado en las diferentes especies. Sin embargo, uno de los fenómenos más importantes en genética evolutiva es la inactivación de uno de los cromosomas X en individuos femeninos (XX), proceso que mantiene el equilibrio génico en ambos sexos al igualar el contenido de ADN cromosómico activo. La inactivación del cromosoma X resulta en la formación del corpúsculo de Barr o cromatina X que se observa en los núcleos de células femeninas en interfase. 54 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria En 1961, Lyon postuló una hipótesis en la que sugiere que tempranamente en la embriogénesis uno de los cromosomas X en la mujer se inactiva haciendo que la relación autosomas- sexocromosomas sea igual que en el hombre. En las células somáticas, el proceso de inactivación ocurre al azar y es clonal pudiendo inactivarse el X materno o paterno. No obstante, una vez que se establece este evento, todas las células descendientes tendrán el mismo cromosoma X inactivo. Además del mecanismo de compensación génica entre individuos XX y XY, el proceso de inactivación ocurre sobre los cromosomas X supernumerarios generados por errores mitóticos o meiótico En años recientes se han reconocido los factores básicos que determinan la inactivación del X en el embrión femenino. Inmediatamente después de la fertilización ambos cromosomas X son eucromáticos y la primera inactivación del X, que ocurre en el trofoectodermo, es no al azar y afecta preferentemente al X paterno. Este mecanismo de inactivación, no al azar, se mantiene hasta el estadio embrionario de blastocisto tardío cuando se inicia la inactivación al azar. Sin embargo, la inactivación no es al azar cuando uno de los X es estructuralmente anormal y en estas circunstancias se preserva el X normal activo en la recién nacida. Es importante señalar que durante la meiosis se requiere que ambos cromosomas X estén activos para asegurar la diferenciación ovárica y la gametogénesis, lo que implica la reactivación del cromosoma X que previamente había sido inactivado en las células germinales. En cambio, la inactivación del único X presente en el espermatocito primario es necesaria para la espermatogénesis normal ya que la presencia de un cromosoma X activo parecería interferir con la meiosis. 4.2Elcariotipo.Fórmulascromosómicas Es el ordenamiento de los cromosomas de una célula metafásica de acuerdo a su tamaño y morfología. Para poder ver los cromosomas con un microscopio, es necesario teñirlos. Cuando se los tiñe, los cromosomas parecen tiras con "bandas" claras y oscuras. La representación gráfica (la fotografía real de una célula) de todos los 46 cromosomas, en sus respectivos pares, recibe el nombre de cariotipo. El cariotipo normal de la mujer se escribe 46,XX mientras que el cariotipo normal del hombre se escribe 46,XY. El análisis estándar del material cromosómico evalúa tanto el número como la estructura de los cromosomas, con una precisión de más del 99,9 por ciento. Los análisis cromosómicos en general se realizan a partir de una muestra de sangre (glóbulos blancos), muestras prenatales, biopsia de piel o alguna otra muestra de tejido. Los cromosomas son analizados por profesionales de la salud especialmente capacitados que poseen estudios avanzados en tecnología citogenética y genética. El término "citogenética" se utiliza para describir el estudio de los cromosomas. En un cariotipo, es posible que los cromosomas se vean doblados o torcidos. Esto es común y se debe a la posición que hayan tenido en el portaobjetos en el momento en que se tomó la fotografía. Los cromosomas son estructuras flexibles que se condensan y se alargan durante las diferentes etapas de la división celular. Si se descifrara todo el ADN que conforma los 46 cromosomas, se encontraría más de 213 cm de ADN en una sola célula. Los estudios de bandeo extendido o de "alta resolución" implican el estudio de los cromosomas con una resolución más alta que la del análisis cromosómico estándar mencionado anteriormente. Los cromosomas están dispuestos de manera tal que se 55 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico alargan un poco, por lo que se pueden ver más bandas. Esto permite observar partes más reducidas del cromosoma e identificar, de este modo anomalías cromosómicas estructurales más pequeñas que no pueden ser vistas en un análisis de rutina. El objetivo de esta práctica es aprender a reconocer los cromosomas humanos, elaborar un cariotipo a partir de una fotografía y saber determinar las anomalías cromosómicas más frecuentes. Para recoger células con sus cromosomas en este estado condensado se las expone a un inhibidor de la mitosis, que bloquea la formación del huso mitótico y detiene la división celular en la etapa de metafase. Se pueden usar distintos tejidos para obtener preparaciones de cromosomas; por ejemplo, sangre periférica, medula ósea, fluido amniótico y productos de la concepción. Las técnicas específicas difieren según el tejido usado. La obtención de cariotipos se basa en el hecho de que las células del paciente pueden cultivarse in vitro hasta encontrarse en fase de mitosis, durante la metafase se procede a su fijación para posteriormente teñir la preparación y estudiarla. Prácticamente todos los análisis citogenéticos de rutina se realizan sobre preparaciones cromosómicas que se han tratado y teñido para producir un patrón de bandas específico de cada cromosoma. Esto permite la detección de cambios sutiles en la estructura de los cromosomas. El tratamiento de tinción más común se llama bandeo G. Se dispone de otras técnicas de tinción que ayudan a identificar anomalías específicas. Una vez que se han obtenido las preparaciones de cromosomas metafásicos teñidos, pueden examinarse al microscopio. Típicamente, se observan y cuentan de 15 a 20 células, con un análisis completo de al menos 5 de ellas. Durante un análisis completo, cada cromosoma se compara críticamente banda por banda con su homólogo. Es necesario examinar tantas células para poder detectar un mosaicismo, con significado clínico. Tras el análisis al microscopio, se toman imágenes de las células en metafase que tengan mejor calidad, bien mediante fotografía o por digitalización de imagen computerizada. Cada cromosoma puede entonces disponerse en pares de acuerdo con su tamaño y patrón de bandas, formando un cariotipo. El cariotipo permite al citogenetista examinar aún más en detalle cada cromosoma en busca de cambios estructurales. Se hace entonces una descripción por escrito del cariotipo, definiendo el análisis cromosómico. Los estudios de bandeo extendido o de "alta resolución" implican el estudio de los cromosomas con una resolución más alta que la del análisis cromosómico estándar mencionado anteriormente. Los cromosomas en la profase temprana son mucho más largos y delgados que los cromosomas en la metafase, por lo que se pueden ver más bandas. Esto permite observar partes más reducidas del cromosoma e identificar, de este modo, anomalías cromosómicas estructurales más pequeñas que no pueden ser vistas en un análisis de rutina En el cariotipo humano los cromosomas se ordenan de mayor a menor. Hay cromosomas grandes, medianos y pequeños. Al ordenar los cromosomas se constituyen 7 grupos atendiendo no sólo al tamaño sino también a la forma de las parejas cromosómicas, los cromosomas se sitúan alineados por el centrómero, y con el brazo largo siempre hacia abajo 56 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria Los grupos que comprende el cariotipo humano son: 4.2.1GrupoA El cromosoma 1 es metacéntrico y es el más grande del complemento. En el brazo corto, cerca del centrómero, suele presentar dos bandas y el resto del brazo aparece con una tinción más clara por ausencia de bandas. El cromosoma 2 es submetacéntrico y se distingue porque ambos brazos tienen muchas bandas, lo que le hace aparecer bastante teñido. El cromosoma 3 es el más pequeño del grupo, es el más metacéntrico y sus dos brazos son muy parecidos en bandeo, aunque en la región pericentrica forma como una “X” oscura bien definida. Banda oscura distal en p que se aprecia bastante bien. 4.2.2GrupoB El cromosoma 4: submetacéntrico, se distingue porque el brazo largo presenta varias bandas y suele aparecer bastante teñido. El cromosoma 5: submetacéntrico, tiene una banda oscura aproximadamente a mitad del brazo corto, y en el brazo largo aproximadamente a la mitad presenta un bloque más teñidos debido a la unión de varias bandas seguido de una zona clara que se distingue bastante bien 4.2.3GrupoC El cromosoma 6: submetacéntrico, es el más grande del grupo y eso da lugar que se confunda a veces con los del grupo B. Tiene un brazo corto con una banda distal, entre el centrómero y esa banda hay una zona de tinción muy clara. En el brazo largo podemos observar varias bandas. El cromosoma 7: submetacéntrico, tiene una banda distal en el brazo corto muy oscura y en el brazo largo presenta dos bandas muy oscuras y definidas que lo caracteriza. El cromosoma 8: submetacéntrico, es de los más difíciles de distinguir, pues dependiendo de la tinción, más concretamente de su contraste, pueden aparecer bandas en el brazo largo o no lo mas característico es una banda subterminal oscura intensa en el brazo largo. El cromosoma 9: submetacéntrico, se distingue muy bien pues tiene una banda intersticial bastante grande en el brazo corto y una banda clara en el brazo largo que divide el brazo en dos parte mas oscuras.. El cromosoma 10: submetacéntrico es de los más sencillos de determinar, ya que es el único del grupo que posee 3 bandas oscuras muy bien definidas en el brazo largo, siendo la más próxima al centrómero más intensa que las otras dos. El cromosoma 11: submetacéntrico, tiene una banda clara ancha en el brazo largo próxima al centrómero seguida de una banda oscura y terminando en banda clara. El cromosoma 12: submetacéntrico, tiene el brazo corto más pequeño de su grupo (grupo C). En el brazo largo tiene una banda oscura ancha para terminar en una más clara. 57 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 4.2.4GrupoD El Grupo D es el más fácil de distinguir de los veinte que quedan por colocar, ya que está formado por 6 cromosomas acrocéntricos, medianos y satelizados, es decir que si los aislamos de los que nos quedan serían los siguientes: El cromosoma 13: acrocéntrico, presenta una banda cerca del centrómero y luego dos bandas oscuras que a veces aparecen juntas en la zona más distal pero sin llegar a ser teloméricas. El cromosoma 14: acrocéntrico, tiene dos bandas en el brazo largo, una cerca del centrómero y otra distal bastante oscura. El cromosoma 15: acrocéntrico, se distingue porque posee una banda hacia la mitad del brazo largo seguida de una zona clara que termina oscureciéndose un poco 4.2.5GrupoE El cromosoma 16: submetacéntrico, es el más grande de los pequeños, su centrómero es muy oscuro y puede tener variaciones de tamaño sin que ello comporte ninguna anomalía presentando dos bandas mas teñidas en el brazo largo El cromosma 17: submetacéntrico, y presenta una banda clara ancha en el brazo largo terminando en una banda mas oscura. El cromosoma 18: submetacéntrico, es el que tiene el brazo corto más pequeño del grupo y presenta dos bandas en el brazo largo. 4.2.6GrupoF El cromosoma 19: metacentrico, cromosoma muy claro, el brazo corto es mas claro que el brazo largo que presenta una banda algo teñida. El centrómero es muy oscuro El cromosoma 20: metacentrico, tiene una banda oscura en el brazo corto que hace que este parezca más oscuro que el brazo largo 4.2.7GrupoG Este grupo es quizás el más famoso porque tiene los cromosomas más pequeños y por su presencia en las alteraciones más frecuentes de la especie humana. Para distinguir un par cromosómico de otro hay que fijarse en la distinta tinción de la zona pericentromérica. El cromosoma 21: acrocéntrico, presenta una banda oscura de aspecto arriñonado en el brazo largo, este cromosoma como todos los acrocéntrico puede aparece con satélites El cromosoma 22: acrocéntrico, a bésese la aprecia una banda hacia la mitad del brazo largo. Este cromosoma es un poco más grande que el 21 Por acuerdo los cromosomas sexuales X e Y se separan de sus grupos correspondientes y se ponen juntos aparte al final del cariotipo. El cromosoma X: submetacéntrico, es fácil de distinguir porque tiene un brazo corto relativamente grande con una banda en posición intermedia de ese brazo. Además en el brazo largo tiene una banda que es equidistante del centrómero de la 58 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria banda del brazo corto, el resto del brazo largo suele aparecer menos teñido, aunque dependiendo del contraste de la tinción puede aparecer alguna banda tenue al final El cromosoma Y: acrocéntrico, suele presentarse distinguiéndose a vece una banda ancha distal en el brazo largo. bastante teñido, La fórmula cromosómica se establece citando primero el número total de cromosomas seguido por la dotación de cromosomas sexuales (XX para la mujer y XY para el varón) y finalmente la descripción de las posibles anomalías, según unas normas internacionalmente aceptadas y cuyas abreviaturas se citan en la lista siguiente: p brazo corto q brazo largo p ter extremo del brazo corto q ter extremo del brazo largo cen centrómero h región heterocromática del deleción der derivado de un cromosoma reestructurado dic dicéntrico dup duplicación i isocromosoma ins inserción inv inversión mat origen materno pat origen paterno r cromosoma en anillo t traslocación ../.. mosaicismo +/- antes del número de un determinado cromosoma, indica ganancia o pérdida de ese cromosoma completo +/- después del número de un determinado cromosoma, indica ganancia o pérdida de una parte de dicho cromosoma mar cromosoma marcador fra locus frágil ter Terminal 59 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico Ejemplos: 46, XX Cariotipo femenino normal 46, XY Cariotipo masculino normal 47, XY,+21 Varón afecto de síndrome de Down 46, XX, 9qh+ Mujer con material adicional en la regiónheterocromatica del brazo largo del cromosoma 9 (sin expresión fenotípica) 45, X Monosomia X (síndrome de Turner) 46, XX/46, XX+18 Mujer afecta de una trisomía 18 en mosaico 46, XX, 4p- Mujer portadora de una deleción del brazo corto del cromosoma 4 46, XY,-15,der(15),t(10;15)(q25;q26)mat Varón afecto de trisomía parcial del cromosoma 15 producto de una traslocación no compensada. Un cromosoma 15 normal ha sido sustituido por un derivado de una traslocación entre los brazos largos de los cromosomas 10 y 15 de origen materno. Metafase 60 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria Metafase Metafase de cromosoma estándar Metafase de cromosoma estándar 61 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico Metafase de alta resolución Metafase de cromosoma estándar Núcleo en prometafase 62 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 63 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 64 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 65 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 66 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 67 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 4.3Anomalíascromosómicas Las anomalías cromosómicas son mutaciones del material genético que implican a grandes zonas del cromosoma y que, por tanto, son visibles al microscopio óptico. Mediante técnicas de alta resolución, se pueden observar deleciones y duplicaciones de 2.000 a 3.000 kb de la cadena de ADN. Tomando la distancia de Nueva Cork a Londres como la longitud total del ADN haploide, la anomalía cromosómica mas pequeña observable correspondería a 8 Km. y el promedio de tamaño de un gen seria de 15m. Las anomalías cromosómicas pueden afectar al número de cromosomas o a su estructura, así como a los cromosomas sexuales o a los autosomas. Su efecto en el fenotipo es consecuencia del desequilibrio producido, y se relaciona más con la alteración del dopaje génico y de las funciones reguladoras que con defectos estructurales de los genes implicados. En términos generales, las anomalías autosómicas tienen consecuencias fenotípicas mas graves que las anomalías gonosómicas y las deleciones son mas graves que las duplicaciones. Las alteraciones fenotípicas que producen las anomalías autosómicas son retraso mental, malformaciones congénitas múltiples, rasgos dismórficos y retraso de crecimiento pre y pos natal, dependiendo su gravedad de la cantidad de material genético implicado. Los cromosomas sexuales presentan una gama mayor de anomalías viables que los autosomas y su principal rasgo característico son las alteraciones en desarrollo de los órganos sexuales, mientras que el retraso mental no existe o es ligero. Generalmente, las anomalías cromosómicas se dan por un error durante el desarrollo de una célula espermática u óvulo. Él por qué de estos errores es un misterio. Pero, hasta donde se sabe, nada de lo que haga o deje de hacer cualquiera de los padres antes o durante su desarrollo puede ocasionar una anomalía cromosómica en su hijo. Las células reproductoras (óvulo y célula espermática) tienen solamente 23 cromosomas individuales. Cuando estas células se unen y empieza el embarazo forman un óvulo fertilizado con 46 cromosomas. Sin embargo a veces algo sale mal antes de que comience el embarazo. En el proceso de división celular, se produce un error que hace que una célula espermática u óvulo termine con un número de cromosomas mayor o menor que lo normal. En el momento en el que esta célula (con una cantidad incorrecta de cromosomas) se une con un óvulo o célula espermática normales, el embrión sufre una anomalía cromosómica. Además a pesar de que una persona tenga la cantidad normal de cromosomas, puede ocurrir que pequeños segmentos de uno o más cromosomas se eliminen, inviertan, dupliquen, se intercambien con parte de otro cromosoma o alteren su ubicación normal. Las anomalías cromosómicas pueden ser hereditarias, aunque la gran mayoría se producen de novo por errores de meiosis durante la gametogénesis. La nodisyunción meiótica es el mecanismo que conduce a la génesis de las distintas 68 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria trisomías y monosomías. Los errores post-cigóticos son menos frecuentes y conducen a la formación de mosaicos (presencia de dos o más líneas celulares procedentes del mismo cigoto) cuya expresión fenotípica varía en función de los cromosomas involucrados y de la proporción de líneas anormales. No todas las anormalidades cromosómicas son visibles utilizando métodos estándar de análisis cromosómico. Las anormalidades citogenéticas que afectan a los subtelómeros (los extremos de los cromosomas) típicamente aparecen como cariotipos normales. El estudio de anormalidades subteloméricas es posible utilizando un conjunto completo de sondas subteloméricas FISH. El análisis subtelomérico puede estar indicado en individuos con autismo y rasgos dismórficos, en casos de múltiples hijos afectados, y cuando existe una historia familiar de abortos recurrentes. El exceso o pérdida de un cromosoma, o parte del mismo, se asocia comúnmente a alteraciones severas en el desarrollo embrionario o fetal, y la mayoría de nácidos vivos con anomalías cromosómicas sufrirán defectos físicos y funcionales, o retraso mental importante. Con frecuencia los embriones que tienen una cantidad incorrecta de cromosomas no sobreviven. En estos casos, la mujer embarazada tiene un aborto espontáneo, casi siempre sin saberlo. Hasta el 70 % de los abortos espontáneos producidos durante el primer trimestre del embarazo se dan por anomalías cromosómicas. 4.3.1Anomalíasnuméricas Se producen como consecuencia de errores en el reparto o segregación de los cromosomas durante la división celular meióticamo mitótica. 4.3.1.1Aneuploidias Son las más frecuentes. Cuando el número de cromosomas no es múltiplo exacto de n Su origen seria una mal segregación de los cromosomas durante la meiosis, debido a una no-disyunción o a un retraso en la anafase, dando lugar a gametos disómicos o nulisómicos que al ser fecundados por un gameto normal darían lugar a individuos trisomicos o monosomicos. El fallo puede ocurrir en la primera o segunda división meiótica. 69 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico La no-disyunción también puede ocurrir en cualquier división celular somática o mitosis; si esto ocurre, en las primeras fases del desarrollo embrionario dará lugar a un individuo mosaico, con presencia de dos o más líneas celulares con complementos cromosómicas distintos. Existen dos posibles orígenes a) A partir de un cigoto normal con 46 cromosomas y en una de las primeras divisiones mitoticas tiene lugar una no-disyunción, produciéndose dos o tres líneas celulares (normal,trisomia y monosomia). Generalmente, la línea monosomica desaparece debido a que no es viable. b) A partir de un cigoto normal, generalmente una trisomía, en una de las primeras divisiones pierde uno de los cromosomas triplicado dando lugar a una célula diploide. Según el cromosoma perdido, la línea celular puede un cromosoma de cada progenitor, o puede que los dos sean del mismo, dando lugar a una disocia uniparental, que, dependiendo del momento meiotico donde se ha producido el gameto disómico, pueden ser idénticos o distintos (isodisomiao heterodisomia) El segundo mecanismo es el mas frecuente; parece que ocurre en el 80% de los casos de mosaico La línea celular trisómica puede quedar restringida a un tipo de tejido, por ejemplo, tejido extraembrionario, dando lugar a un mosaico confinado a placenta con un embrión cromosómicamente normal, que en algunos casos ha sido asociado a un retraso de crecimiento intrauterino. No se conoce la causa de la no-disyunción meiótica, pero se sabe que su frecuencia se eleva al aumentar la edad de la madre. Otros factores que pueden influir son las radiaciones, las infecciones virales o que exista una tendencia familiar - Las trisomías (47 cromosomas) pueden afectar a cualquier cromosoma. Así en abortos espontáneos se han descrito trisomía de todos los cromosomas excepto del 1. Pero solamente sobreviven hasta llegar a término un número importante de trisomías 21, algunas de la trisomías 13,18 y 8 y la mayoría de las que implican los cromosomas sexuales. - Las monosomías (45 cromosomas) son mucho mas letales y, salvo casos excepcionales, solamente llegan a nacer algunas de las monosomías X. - Los mosaicos presentan cuadros clínicos parecidos a los no mosaicos pero algo más leves, dependiendo del porcentaje de células anómalas. 4.3.1.2Poliploidias Cuando el número de cromosomas es un número exacto de n y no excede de 2n. Las poliploidias pueden presentarse por: Errores ocurridos durante la formación de los gametos. Fenómenos ocurridos durante la fecundación. Errores durante embriogénesis. las divisiones celulares que acompañan a la Las poliploidias aparecen frecuentemente por el mecanismo de endorreplicación. En la endorreplicación no se produce la división del citoplasma 70 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria después de la replicación (duplicación o copia) de los cromosomas. Entonces se generan gametos diploides, en lugar de los haploides normales. La unión de un gameto diploide con un gameto haploide normal originará un zigoto triploide. - Triploidias (69 cromosomas o 3n), la mayoría se producen a partir de la fecundación simultanea de un ovulo haploide por dos espermatozoides haploides. El resultado es un zigoto que contiene tres series de cromosomas haploides. Los recién nácidos triploides tienen muchas malformaciones que ocasionan la muerte del niño. También pude ser debido a un fallo en una de las Divisiones de maduración de oocito o del espermatozoide, dando lugar a un gameto diploide (diginio o diandrio). Ocurren en un 2% de las gestaciones, aunque la mayoría son perdidas fetales - Tetraploidias (92 cromosomas o 4n), en abortos espontáneos se encuentran asociados a gestaciones anembrionadas. La tetraploidia puede aparecer en la primera división celular que sigue a la fecundación. En este caso la separación de los cromosomas no va seguida de la división del citoplasma, dando lugar a un embrión tetraploide. Si la tetraploidia ocurre después de la primera división celular, el embrión presentará dos líneas celulares diferentes, una línea diploide normal y una línea tetraploide (individuo mosaico). 71 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 4.3.2Anomalíasestructurales Las anomalías cromosómicas estructurales se presentan cuando hay un cambio en la estructura o en los componentes de un cromosoma. Generalmente el total de cromosomas es normal (46 por célula). Las anomalías cromosómicas estructurales ocurren cuando se pierde parte del cromosoma, cuando hay material cromosómico adicional o cuando dos partes se han intercambiado de lugar. Como consecuencia, esto conduce al exceso o a la carencia de material genético, lo que provoca algunos defectos congénitos. Las roturas iniciales que afectan a nivel del ADN son procesos que ocurren con frecuencia. Entonces se producen mecanismos de reparación del ADN. Por diferentes motivos, esta reparación es insuficiente en los Síndromes de inestabilidad cromosómica. Lo más frecuente es que la rotura ocurra en una secuencia no codificante, y no se produzca una mutación como resultado. La rotura inicial puede ocurrir en cualquier lugar, incluso en los brazos cortos de los cromosomas acrocéntricos. No todas las anomalías estructurales tienen efecto en fenotipo. Los individuos que las presentan equilibradas son clínicamente normales, pero pueden dar lugar a anomalías desequilibradas en su descendencia. La gravedad de sus efectos dependerá del tamaño del fragmento desequilibrado y de los genes implicados en el. 4.3.2.1TranslocacionesRecíprocas Se produce un intercambio mutuo entre segmentos terminales de los brazos de 2 cromosomas. No hay pérdida o alteración de los puntos de intercambio, el reordenamiento nuevo es genéticamente balanceado y denominado: Reordenamiento balanceado. Se nombra con una t, seguida entre paréntesis con el número de los 2 cromosomas, y un segundo paréntesis indicando los puntos de ruptura (por ejemplo t(9;22)(q34;q11)). Características: 72 Las translocaciones recíprocas en la mayoría de los casos son reordenamientos balanceados que portan un fenotipo normal. En la meiosis, aumentan las segregaciones erróneas (especialmente cuando se ven involucrados en la translocación los cromosomas acrocéntricos): Adyacente 1, adyacente 2, o 3: 1 tipo permite abortos, o nácidos con malformaciones. El cigoto con más desbalances es el que con menos probabilidad conseguirá que el niño llegue a nacer. Durante la meiosis, el sobrecruzamiento no tiene consecuencias en la estructura y morfología de los cromosomas (este no es el caso de las inversiones y de otros reordenamientos). Los reordenamientos pueden ocurrir en los centrómeros, permitiendo intercambios de todo el brazo. LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 4.3.2.2Translocacionescomplejas: Tres, o más roturas que en dos cromosomas pueden participar en los intercambios, dan lugar a algunos reordenamientos muy complicados. La supervivencia, de las formas balanceadas son parecidas a las translocaciones clínicas. La reciente introducción de la técnica FISH (Hibridación in situ fluorescente) utilizando sondas painting indica que las translocaciones complejas son mucho más frecuentes de que las que nos damos cuenta. En la mitosis no hay mecanismos de transmisión de problemas. Las translocaciones recíprocas y complejas pueden ocurrir en células somáticas en algún momento después del nacimiento; en particular son frecuentes en procesos cancerosos. 73 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 4.3.2.3TranslocacionesRobertsonianas Son translocaciones donde se produce la fusión de 2 cromosomas acrocéntricos muy cercanos al centrómero, lo más frecuente son translocaciones de los brazos p, causando cromosomas dicéntricos (es decir, que tienen 2 centrómeros). El reordenamiento cromosómico incluye los brazos largos de los 2 acrocéntricos, mientras que la mayoría de los brazos cortos se pierden. Casi siempre, uno de los cromosomas se inactiva, por lo que el comportamiento de la translocación es como un monocéntrico que no da problemas de segregación. El cariotipo que porta una translocación Robertsoniana tiene 45 cromosomas. Sin embargo, se dice que es balanceada, ya que la pérdida de los brazos cortos no tiene efectos fenotípicos. Se nombran con una t, seguida entre paréntesis, de los números de cada uno de los 2 cromosomas seguidos de una q, por ejemplo. t(14q;21q). Características: 74 La fusión de los centrómeros representa la anomalía cromosómica más común; estas translocaciones han jugado un importante papel en la especiación. El papel de los cromosomas acrocéntricos en la organización nucleolar favorece las translocaciones Robertsonianas. Las regiones organizadoras nucleolares (NORs) que están activas en una célula forman núcleos funcionales. Con frecuencia, dos o más de las fusiones nucleolares, conducen a que los brazos p de los parentales estén muy próximos dentro del núcleo, y esto favorecerá la formación de intercambio entre ellos. La formación de un dicéntrico cercano al centrómero delecionará las regiones terminales de los brazos cortos de los acrocéntricos, produciéndose una translocación Robertsoniana dicéntrica. Sin embargo en ciertos casos, la presencia de un nucleolo puede actuar como una barrera física, evitando la unión cercana y reduciendo la probabilidad de intercambio. LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 75 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 76 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 77 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 78 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 79 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico Pueden ocurrir de novo, o ser transmitas a través de varias generaciones. Son propensas a las malas segregaciones; las translocaciones Robertsonianas que afectan a los cromosomas 13 y/o 21 producen embriones viables con trisomías 13 o 21. La proporción de asociaciones entre varios acrocéntricos en células humanas es variable, siendo la más frecuente, la translocación 14-21. Las translocaciones Robertsonianas entre homólogos dan lugar siempre a gametos desbalanceados. 80 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 4.3.2.4Deleciones Son pérdidas de segmentos de un cromosoma, pueden ser intersticiales o terminales. El resultado puede conducir a la pérdida de gran cantidad de material cromosómico. Ésta pérdida puede denominarse "monosomía parcial". Las deleciones son por lo tanto reordenamientos desbalanceados. Se nombran con del, seguido entre paréntesis con el número de los cromosomas, y en un Segundo paréntesis se indican el/los punto(s) de ruptura de la región delecionada (por ejemplo del (5) (q14q34)); cuando la deleción es intersticial se indican los 2 puntos de ruptura; cuando la deleción parece que es terminal se indica sólo 1 punto de ruptura. Una deleción terminal verdadera podría perder la supervivencia del cromosoma sin el telómero. Durante mucho tiempo, los citogenetistas han creído que esos telómeros tienen una estructura especial, y son funcionalmente necesarios para la integridad del cromosoma. Si esto fuera así, las deleciones aparentemente terminales deberían actualmente ser intersticiales, estando coronadas por el telómero. La utilización de sondas painting y específicas de telómeros mediante FISH, han mostrado que esta suposición es correcta. Las deleciones van asociadas a un fenotipo anormal con múltiples rasgos dismorficos y retraso mental, ya que, teniendo en cuenta que las delecion mas pequeña visible es de unos 3.000 kb, estos individuos son monosomicos para un gran número de genes. Las características clínicas dependerán, por tanto, del tamaño de la deleción y de los genes implicados. La mayoría de deleciones son producidas de novo, y el riesgo de recurrencia no difiere del de la población en general. Un 10-15% son el resultado de una anomalía equilibrada en uno de los progenitores, con el riesgo de recurrencia, según el tipo de anomalía de que se trate. 4.3.2.5Delecionesconstitucionales Son deleciones en un autosoma: Tienen repercusiones fenotípicas muy grandes (por ejemplo: del (18p); del (18q); del(4p): Síndrome de Wolf-Hirschhorn; y del(5p): Síndrome de Cri Du Chat o también llamado Síndrome de Maullido de Gato; Estas personas no pueden transmitir estas anomalías a la descendencia. El reordenamiento de novo más frecuente (del 10 al 15 %) de los casos delecionados vienen de la mala segregación de los reordenamientos parentales. La deleción puede estar acompañada de trisomías parciales de otros cromosomas (duplicación/deficiencia) Caso especial: Las microdeleciones pueden ser transmitidas (por ejemplo del(13)(q1400q1409): retinoblastoma). Deleción en un gonosoma: Causa diferenciación sexual y gametogenésis erróneas (excepto las deleciones dístales del cromosoma Yq), (por ejemplo: del (Xp): Síndrome de Turner). 81 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 82 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 83 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 84 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 85 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 46,XX,del (1)(q24;q31) 4.3.2.6Anillos Pueden tratarse de sucesos céntricos o acéntricos. Los anillos transmitidos son siempre céntricos. Un anillo céntrico conlleva la deleción (normalmente pequeña) de los finales de ambos brazos cromosómicos (incluidos los telómeros) y unión del segmento medio dentro de la estructura circular. Es un reordenamiento desbalanceado, aunque la pérdida del segmento terminal pueda no estar envuelta en material genético vital, las duplicaciones que ocurren en los anillos, a menudo conducen a problemas en las mitosis, acompañadas de continuos cambios en el tamaño y composición del anillo. Si el intercambio de cromátidas hermanas es seguido de una replicación del cromosoma, el anillo puede formar un anillo dicéntrico, o una pareja de anillos cerrados que permitirán la unión de la rotura y pérdida en la anafase de la mitosis. El resultado del ciclo fusión-fisión permite variar el tamaño y las duplicaciones adicionales y pérdidas de material genético. Por lo tanto, se pueden producir anillos múltiples. Si la pérdida de material genético es mínima, los pacientes presentan un cuadro clínico sin malformaciones mayores y con ausencia o con ligero retraso mental. Sus características son el bajo peso al nacer y retraso estoponderal debido a la inestabilidad del anillo. Se le llama el síndrome del anillo y es independiente del cromosoma que este implicado. 86 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria Los casos que presentan un síndrome malformativo y retaso mental están asociados a deleciones importantes en la formación del cromosoma en anillo. Se nombran con una r, seguida entre paréntesis con el número del cromosoma, y en un Segundo paréntesis se indica los puntos de ruptura, si han podido ser identificados (por ejemplo r(13)(p12q33) ). Teniendo en cuenta la inestabilidad mencionada sobre la composición de los anillos, la designación de los puntos de ruptura puede no ser exacta, o representa el cambio inicial. El resultado de novo más frecuente, es en muy raras ocasiones transmitido a la descendencia (porque un anillo es inestable, y las divisiones celulares producen fallos en la gametogénesis).Son frecuentes en los mosaicismos. 87 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico Las repercusiones en el fenotipo son variables, con signos de trisomías o de deleciones. En los humanos, el anillo más frecuente en las anomalías constitucionales afecta al cromosoma 13. 4.3.2.7Inversiones Las inversiones se producen cuando un segmento cromosómico se rompe y se une con el mismo cromosoma cuando este se ha invertido. Se nombra con inv, seguido entre paréntesis con el número del cromosoma, y en un segundo paréntesis se indica los puntos de ruptura implicados (por ejemplo inv(9) (p11q13)). Normalmente solamente pueden detectarse las inversiones grandes. La mayoría de las inversiones son reordenamientos balanceados, y portan un fenotipo normal. (Si uno de los puntos de ruptura está en el medio de un gen, se producirá en particular un desbalance de ese gen). Generalmente, el cambio de orden de los genes no produce ninguna anomalía clínica, pero si que existe un riesgo aumentado de producir gametos desequilibrados. En el momento de la meiosis, el apare4amiento tendrá lugar mediante la formación en un cromosoma de un bucle de la zona invertida. Si en esta zona se produce un intercambio cromosómico, dará lugar a distintos gametos. Inversiones Paracéntricas Se dice que una inversión es paracéntrica cuando el segmento involucrado en la inversión se encuentra en uno de los brazos cromosómicos. Son extrañas (o detectadas en menor ocasiones ya que la mayoría se producen afectando segmentos cromosómicos muy pequeños). Las inversiones paracéntricas más frecuentes como anomalías constitucionales afectan a los cromosomas 3, 7 y 14. Los portadores de estas inversiones suelen ser fértiles (los hombres más que las mujeres), y cerca de la mitad de la descendencia tienen cariotipos normales, y la otra mitad poseen el reordenamiento en balance (como su parental). Son pocas las 88 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria descendencias con formas desbalanceadas. Hay pocos casos con malformaciones en la descendencia, y estos tienen aparentemente una constitución balanceada. En la meiosis, hay parejas de cromosomas homólogos, que resultan de la formación de una inversión en el lazo (loop). El sobrecruzamiento llevado a cabo en la formación del lazo produce la pérdida de un fragmento acrocéntrico y un puente cromosómico uniendo los 2 centrómeros en la anafase. El puente: 1. Rompe y dependiendo de la ruptura, se producirá una duplicación o deleción de determinados segmentos de las células hijas, o 2. Previene la separación celular produciendo solo 1 célula hija con el doble de material genético, o 3. El cromosoma dicéntrico puede ser excluido de ambas células hijas, y formar un micronúcleo, 4. el dicéntrico es incluido en una de las células hijas. En este último caso, en la telofase de la segunda división se producirá: una célula normal, una célula con la inversión balanceada, una célula libre de esta cromátida, y una célula con el dicéntrico. Este dicéntrico: a) entrará en el ciclo de fisión-fusión (permitiendo reordenamientos complejos y númerosos), o b) previene la diacinesis (produciendo tetraploidía), o c) inactiva 1 o los 2 centrómeros, que produciría estabilizar el reordenamiento. 89 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico Son posibles otros sobrecruzamientos, algunos de los cuales permiten el 100% de los productos desbalanceados En la práctica, una alta selección favorece la célula hija normal, o portar la inversión balanceada (como siempre en genética, tenemos la paradoja de que muchas de las grandes anomalías tienen menos consecuencias en la descendencia, las células/huevos/embriones que portan estas anomalías son eliminados) Inversiones Pericéntricas Una inversión se dice que es pericéntrica cuando los dos puntos de ruptura implicados está situados en lados opuestos del centrómero, y la unión invierte un segmento cromosómico que incluye el centrómero. Algunas inversiones pericéntricas son cromosomas variantes: muy frecuentes, denominándose - inv(9)(p11q13): encontrado en 1/400 individuos (con una gran variación geográfica). No se ha encontrado descendencia con formas desbalanceadas (el sobrecruzamiento en la heterocromatina es muy excepcional). - inv(Y): encontrado en 1 de 2/1000 individuos varones. Una inversión pericéntrica puede provocar abortos y esterilidad (más a menudo en los varones), y producir productos desbalanceados en la meiosis. Durante la meiosis, el sobrecruzamiento en la inversión del lazo produce cromosomas recombinantes (rec) con duplicación de un segmento y deleción del otro (una duplicación del brazo p y una deleción de q se nombrará como rec dup(p)). 90 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria Nota: Los fragmentos duplicadosdelecionados están fuera de la inversión del lazo (ver parte inferior derecha de la Figura). Si la inversión es grande, la probabilidad de sobrecruzamiento en el lazo será mayor, y menor el fragmento duplicado-delecionado (fuera del lazo). Sin embargo, el riesgo será más alto, puesto que la probabilidad de viabilidad es mayor. Una inversión pequeña tiene una baja probabilidad de sobrecruzamiento en el pequeño lazo invertido. Sin embargo si esto ocurre el largo fragmento duplicadodelecionado tendrá un fuerte efecto negativo, y el riesgo de descendencia con malformaciones será mayor. - El sobrecruzamiento fuera del segmento invertido (fuera del lazo) no tiene consecuencias. - Donde ocurra el sobrecruzamiento en el lazo, la consecuencia será la misma. - 2 (u otro número) de quiasmas sin el lazo cancelan cada uno. 91 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 92 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 4.3.2.8Isocromosomas Se produce una pérdida completa de un brazo de un cromosoma, "reemplazado" por la duplicación del otro brazo (equivale a la monosomía de un brazo y a la trisomía del otro). Suponen reordenamientos desbalanceados. Se nombran con una i, seguida entre paréntesis del número del cromosoma y del brazo implicado (por ejemplo i(17q) o i(17)(q10): duplicación del brazo q y pérdida del brazo p). Esta alteración cromosómica es muy frecuente en el cromosoma X (en el Síndrome de Turner con i(Xq)). En el cáncer, es también frecuente este tipo de alteraciones, en anomalías adquiridas (por ejemplo i(17q), una anomalía secundaria en las leucemias mieloides crónicas). Los mecanismos para la formación de un isocromosoma son variados Si se produce en la primera división meiótica, el material duplicado será heterocigótico. En las células somáticas, el origen más frecuente viene de la formación de la deleción de una isocromátida, con unión de cromátidas hermanas sin la región del centrómero 93 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 4.3.2.9Inserciones Se produce porque se deleciona un fragmento intersticial de un cromosoma y se trasfiere a una nueva posición en otro cromosoma, ocasionalmente en su homólogo, o en cualquier otro cromosoma. El segmento insertado puede situarse con su orientación original o invertido (con respecto al centrómero). Normalmente se trata de un reordenamiento balanceado. Se nombran con ins, seguido entre paréntesis del número del cromosoma que recibe el fragmento precediendo al número del cromosoma que lo dona (si es diferente). En un segundo paréntesis se indica el punto de ruptura donde se ha insertado, seguido de los 2 puntos de ruptura que definen el final del segmento delecionado. (Por ejemplo: ins(2)(p13q31q34) e ins(5;2)(p12;q31q34): el segmento q31q34 del cromosoma 2 se ha insertado respectivamente en p13 del cromosoma 2, y en p12 del cromosoma 5). Una inserción puede ser directa (dir ins) si el segmento mantiene la orientación en relación al centrómero (la banda más proximal permanece cercana al centrómero. En el ejemplo anterior, la banda q31 precede a la banda q34). Una inserción puede ser invertida (inv ins) si la banda más proximal está más alejada del centrómero (por ejemplo: ins(2)(p13q34q31) e ins(5;2)(p12;q34q31), el nombre de la banda distal precede la proximal). Esta alteración puede ser balanceada y estable en las células somáticas, y puede ser transmitida en muchas generaciones celulares. Sin embargo, es muy devastador en la meiosis. En muchas ocasiones el segmento insertado no es lo suficientemente grande para formar un cuatrivalente. De la misma manera, la segregación al azar de la Meiosis 1 significa que la mitad de los gametos estarán desbalanceados. Si el fragmento es lo suficientemente grande permitirá la formación de un cuatrivalente, así, la Figura muestra, que el 25% de los gametos se formarán si la inserción es directa, pero ninguno si la inserción es invertida (donde además tenemos que añadir a la situación, un puente dicéntrico y un fragmento acéntrico). 94 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 4.3.2.10Duplicaciones Directas: Se repite una o varias veces un fragmento cromosómico. Si el fragmento duplicado posee la misma orientación con respecto al centrómero, la duplicación es en "tandem". Invertidas: El fragmento duplicado se coloca con una orientación opuesta. Es un reordenamiento desbalanceado. Se nombra con dup, seguido entre paréntesis con el número del cromosoma, y en un segundo paréntesis se indica el(los) punto(s) de la región duplicada. 46,XY,dup(7)(q11;q22) 4.3.2.11Dicéntricos Un cromosoma dicéntrico es aquel que posee 2 centrómeros. Es un modo alternativo de translocación recíproca, pero originado por otros mecanismos. Es un reordenamiento desbalanceado, producido por problemas en la separación mecánica de la anafase, ("puentes"). Se nombran con dic, o psu dic (pseudo dicéntrico), cuando uno de los centrómeros inactivos, evita la formación del puente en la anafase. La inactivación parece estar en función de la distancia intercalar entre los centrómeros. Los dicéntricos son frecuentes en el caso de las translocaciones Robertsonianas, pero es muy raro encontrarlos como anomalías constitucionales, a menos que se vea involucrado el brazo corto de un cromosoma acrocéntrico. Es muy raro detectar un dicéntrico como anomalía adquirida. Los dicéntricos (así como las translocaciones Robertsonianas) son muy inestables, a menos que: - Uno de los centrómeros esté inactivo. - La distancia inter-centromérica sea muy corta y los 2 centrómeros pueden actuar como uno solo. La única prueba de la presencia de 2 centrómeros activos es: - La presencia de puentes en la anafase. - La presencia de no-disyunción. - La presencia de isocromosomas de cada uno de los 2 cromosomas, resultado de la ruptura en el puente con unión lateral (Unión entre cromátidas hermanas). 95 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 96 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 4.3.2.12ReordenamientosComplejos Se ven involucrados más de 2 cromosomas, y/o más de 3 puntos de ruptura. Se detectan muchos de estos reordenamientos en células cancerosas. Debe hacerse un consejo genético para estudiar malformaciones en portadores aparentemente balanceados. la frecuencia de 4.3.2.13Marcadores Son material cromosómico no identificado, y se nombra con mar. Pueden ser pequeños elementos supernumerarios detectados en el cariotipo constitucional, con o sin repercusión en el fenotipo. Suponen un problema en diagnóstico prenatal. O elementos de tamaño variable, a menudo grandes, detectados en procesos cancerosos. Muchos marcadores se han mostrado reordenados con otros cromosomas y en muchos puntos de ruptura, y no se han diagnosticado hasta que no se han desarrollado las técnicas de FISH con sondas painting. Su frecuencia en la población general es aproximadam3nte de 1,5 cada 1000, siendo un 40% familiares. En muchos casos no se puede identificar el cromosoma de origen. Cerca del 90% están compuestos exclusivamente de heterocromatina y, por tanto, generalmente no tienen ningún efecto en el fenotipo, sobre todo si son familiares. Aproximadamente la mitad de estos csos implican a los brazos cortos del cromosoma 15my en algunos pacientes se ha encontrado asociado a retraso mental y al síndrome de Prader Willi, existiendo una correlación con el tamaño del cromosoma marcador y por tanto, con la presencia de eucromatina 97 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 98 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 4.3.3Síndromesasociadosamicrodelecionesymicroduplicaciones A partir de la aparición de las técnicas de bandas de alta resolución ha aumentado el número de condiciones clínicas asociadas a anomalías cromosómicas, ya que pueden detectarse deleciones y duplicaciones más pequeñas. Los síndromes claramente asociados a microdeleciones y microduplicaciones detectables únicamente con técnicas de alta resolución son: 1. Retinoblastoma (del13q14) 2. Tumor de Wilms (del11p13) 3. Síndrome de Beckwith-Wideman (dup11p15 4. Síndrome de Prader-Willi (del15p11) 5. Síndrome de Angelman (del15p11) 6. Síndrome de Di George (del22q11) 7. Síndrome de Langer-Giedion (del8q24) 8. Síndrome de Millar Dieker (del17p13) 9. Síndrome de Kallman (delXp22) 4.3.3.1Retinoblastoma El retinoblastoma es una neoplasia de origen embrionario y uno de los tumores malignos intraoculares más comunes en la infancia, con una incidencia en el mundo que va de 1 en 13,500 a 1 en 25,000 recién nácidos vivos, sin diferencias significativas entre sexos y razas. En la mayoría de los casos el primer signo que se presenta es el reflejo característico de ojo de gato, que muchas veces es referido por los padres del paciente. Este reflejo, denominado leucocoria, es el resultado del crecimiento del tumor en la retina. También pueden presentarse estrabismo, dolor ocular por glaucoma, celulitis orbitaria, midriasis unilateral y heterocromía. El diagnóstico se realiza en promedio a los 12 meses en los casos bilaterales y a los 18 en los unilaterales; en general, al tercer año de vida se ha diagnosticado 90% de los casos. Los estudios histopatológicos muestran la presencia de rosetas y fleurettes que se consideran el resultado de la maduración y diferenciación de las células neoplásicas. El 40% de los casos se presenta en forma familiar autosómica dominante, el resto es de presentación esporádica. Para la carcinogénesis hereditaria se requiere de una mutación en células germinales seguida de un segundo evento en células somáticas. Este modelo predice que las formas hereditarias son de aparición más temprana, bilaterales y en focos múltiples; mientras que las esporádicas generalmente son de aparición más tardía, unilaterales y unifocales. La bilateralidad y multicentricidad de las formas familiares se explican con base en que todas las células de la retina se encuentran en estado intermedio, son portadoras de la primera mutación y tienen mayor susceptibilidad para sufrir el segundo evento que desencadene el tumor. La observación de la mutación como un evento primario en el desarrollo del retinoblstoma ha sido apoyada por análisis citogenético. Una pequeña porción de pacientes presenta una deleción del cromosoma 13 en la banda (q14) (locus Rb+). En las formas esporádicas se han detectado estas deleciones en células obtenidas del tumor, pero no en células germinales. Así deleciones y translocaciones del locus Rb+ 99 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico (13q14), al igual que mutaciones heredadas o de novo, pueden actuar como primer evento predisponente, ya sea en células somáticas en las formas esporádicas o en la línea germinal en las hereditarias. Los mecanismos que constituyen el segundo evento y que llevan a homocigocidad en el locus homólogo del retinoblastoma pueden ser: a) Mutación puntual del gene Rb+ que lleve a Rb- en el otro cromosoma 13. b) Inactividad de Rb+ por translocación a un cromosoma X inactivo. c) Deleción de la región 13q14 o ausencia total del cromosoma 13 normal (monosomía). d) No disyunción y reduplicación del cromosoma 13 anormal. e) Recombinación mitótica que diera por resultado pérdida del alelo normal y duplicación del alelo anormal. El Rb es el resultado de la homocigocidad mutacional que se produce en el locus RB1, localizado en 13q14. Codifica para proteína reguladora del ciclo celular y su ausencia lleva a una proliferación descontrolada. Por lo que cuando mutan o se pierden ambos alelos, se activan o sobreexpresan otros genes llamados oncogenes. El gen RB1 está compuesto de 27exones y produce un trascrito de RNAm de 4.7 Kb. No se ha informado de sitios polimórficos en la región del marco de lectura abierto, pero existen variantes polimórficas intrónicas y marcadores microsatélites altamente polimórficos y un minisatélite, ambos correspondientes a regiones de ADN dentro del gen RB1.Existen pocos reportes de gemelos monocigotos con la presencia de Rb, en estos casos se ha informado de concordancia y discordancia entre ambos gemelos. Lo anterior demuestra que un gen que se expresa en forma autosómica dominante a nivel de población se comporta como recesivo a nivel celular. El gene RB1 funciona como un regulador negativo del ciclo celular. En la formación del retinoblastoma el gene RB1 localizado en el locus 13q14 actúa como un gene tumor supresor, por lo que cuando mutan o se pierden ambos alelos, se activan o sobreexpresan otros genes llamados oncogenes. Se ha comprobado un mecanismo similar al del retinoblastoma para otras neoplasias hereditarias de origen embrionario como el tumor de Wilms o nefroblastoma, neuroblastoma, y feocromocitoma y de otras como el carcinoma medular de tiroides, carcinoma renal familiar y neoplasia endocrina múltiple tipo II. Sin embargo, en otras neoplasias con herencia autosómica dominante aún no se ha dilucidado el mecanismo de carcinogénesis; ejemplo de éstas son las neoplasias endocrinas múltiples Y; III y IV, y el síndrome de cáncer familiar o de Lynch, en el que coexisten carcinoma endometrial y adenocarcinoma de colon con cáncer gastrointestinal, tumores cerebrales y leucemia o cáncer de ovario, gastrointestinal. 100 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 4.3.3.2TumordeWilms El tumor de Wilms, también denominado nefroblastoma, es un tumor maligno (canceroso) que se origina en las células del riñón. Es el tipo de cáncer renal más común y representa alrededor del 6 por ciento de los cánceres infantiles. En Estados Unidos, el tumor de Wilms se diagnostica en aproximadamente 500 niños anualmente. Esta enfermedad, que afecta a varones y a mujeres en igual medida, se puede presentar en cualquier momento entre la infancia y los 15 años de edad. No obstante, en la mayoría de los casos, el tumor se detecta a los 3 años. El tumor puede alcanzar un gran tamaño y puede propagarse (por metástasis) hacia otros tejidos del cuerpo. El lugar más común hacia donde se puede propagar la enfermedad son los pulmones. Sin embargo, también se pueden producir lesiones en el hígado, el otro riñón, el cerebro o los huesos. Entre el 5 y el 10 por ciento de los niños con tumor de Wilms tiene los dos pulmones afectados. No es habitual que el tumor de Wilms se transmita por herencia. El porcentaje de casos en los que un pariente se haya visto afectado no alcanza el 2 por ciento. La mayoría de los casos de Wilms se consideran esporádicos (que ocurren por azar) y son consecuencia de mutaciones genéticas que afectan el crecimiento de las células del riñón. En general, estas mutaciones se producen después del nacimiento. Sin embargo, en ciertos casos los niños nacen con una alteración genética que los predispone a desarrollar el cáncer. Un pequeño porcentaje de pacientes con tumor de Wilms tiene uno de los tres síndromes genéticos que se detallan a continuación: El síndrome de WAGR El acrónimo WAGR está conformado por las iniciales de las cuatro enfermedades presentes en el síndrome de WAGR: Tumor de Wilms, aniridia (ausencia del iris, la región coloreada del ojo), malformaciones genitourinarias y retraso mental. Su causa es la pérdida o desactivación de un gen supresor de tumores denominado WT1, que se encuentra en el cromosoma 11. Generalmente, los genes supresores de tumores suprimen el crecimiento de tumores y controlan el crecimiento celular. Cuando estos genes sufren alteraciones, ya no pueden llevar a cabo su tarea adecuadamente, lo cual puede dar lugar a la formación de tumores. Síndrome de Denys-Drash Este síndrome se caracteriza por la insuficiencia renal, las malformaciones genitourinarias y los tumores en las gónadas (ovarios o testículos). Su causa es la pérdida o desactivación de un gen supresor de tumores denominado WT1, que se encuentra en el cromosoma 11. Generalmente, los genes supresores de tumores suprimen el crecimiento de tumores y controlan el crecimiento celular. Cuando estos genes sufren alteraciones, ya no pueden llevar a cabo su tarea adecuadamente, lo cual puede dar lugar a la formación de tumores. Síndrome de Beckwith-Wiedemann Este síndrome se caracteriza por el elevado peso del niño al nacer; el gran tamaño del hígado, el bazo y la lengua; el bajo nivel de azúcar en la sangre durante el 101 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico período neonatal; las malformaciones alrededor del oído; el crecimiento asimétrico del cuerpo; los defectos en la pared abdominal cerca del ombligo (onfalocele) y los tumores en el hígado y las glándulas adrenales. Se cree que esto es provocado por una copia hiperactiva del IGF2, oncogén ubicado en el cromosoma 11. Los oncogenes controlan el crecimiento celular, pero este crecimiento se puede descontrolar si sufren mutaciones. 4.3.3.3SíndromedePrader‐Willi Un síndrome es un conjunto de signos y síntomas que juntos caracterizan un cuadro clínico determinado. Ello no significa que todos los individuos afectos de un mismo síndrome muestren necesariamente la totalidad de los síntomas ni tampoco el mismo grado de intensidad en los síntomas presentes. El síndrome de Prader Willi es una alteración genética descrita en el año 1956 por los doctores suizos Andrea Prader, Alexis Labarth y Heinrich Willi tres especialistas de la ciudad de Zurich, reunieron nueve casos de chicos que compartían la falta de diagnóstico y síntomas tales como baja estatura, obesidad, retraso mental y manos y pies pequeños. En 1961 Prader y Willi volvieron sobre la temática y publicaron una actualización, donde llamaban la atención sobre nuevos síntomas, tales como la presencia de hipotonía durante los primeros meses de vida y la aparición de diabetes mellitus antes de la adolescencia. Gracias a dichos papers, como suele ocurrir en estos casos, la descripción de la afección y los nombres de los pediatras quedaron ligados. De todos modos, los historiadores de la medicina y los cazadores de curiosidades encontraron que, rastreando comunicaciones publicadas en libros y revistas médicas de antaño, es posible toparse con algunas descripciones anteriores a 1956 y que hoy serían definidas como un típico caso de Prader-Willi. Por ejemplo, John Langdon Down (1828-1896) en un texto clásico de su época publicado en 1877 –Mental Affections of Childhood and Youth– usó el término “polisarcia” para describir un caso que encaja a la perfección con el SPW: se trataba de una paciente de 14 años de edad, con cierto retardo mental, baja estatura, manos y pies pequeños, obesidad extrema, amenorrea y falta de interés sexual, entre otros síntomas. Pero todavía es posible bucear más atrás en el tiempo, ya que en el Museo del Prado de Madrid pueden verse sendos óleos del retratista Juan Carreño de Miranda (1614-1685), contemporáneo de Velázquez. Miranda pintó un par de retratos que tienen la altísima probabilidad de ser considerados el primer ejemplo gráfico de un Prader-Willi. Y, como detalle, dichas telas fueron denominadas de una manera que hoy sería considerada absolutamente incorrecta –La monstrua desnuda y vestida– y muestran a una nena, de aproximadamente seis años, afectada por una desmesurada gordura y de muy baja estatura. La incidencia y frecuencia publicada es muy variable, aceptándose que 1 de cada 15.000 niños nace con esta compleja alteración genética. Considerada una enfermedad rara, parte de la complejidad, se basa en el amplio rango de manifestaciones clínicas y en su variable grado de severidad, que puede presentarse de persona a persona. Todos los hombres, sin importar raza, edad, sexo o color, compartimos por igual el 99,9 por ciento del genoma humano, y variaciones en el 0.1 por ciento restante son las que nos confieren individualidad; es decir, nos hacen física y bioquímicamente diferentes. 102 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria Este síndrome altera el funcionamiento del hipotálamo, una sección del cerebro cuyas funciones incluyen, entre otras, el control del apetito: carecen de sensación de saciedad. La observación clínica y algunos trabajos de investigación, han demostrado una diferencia entre “sensación de hambre” y “falta de saciedad”. Un error muy común es pensar que la búsqueda incesante de “comida” se debe a un “hambre excesivo”. La alimentación de las personas con SPW necesita estar supervisada constantemente, además de seguir una estricta dieta. Para agravar el problema del control alimenticio, el síndrome también provoca deficiencia del tono muscular, un alto porcentaje de grasa en el organismo y falta de energía. Todas estas condiciones reducen las necesidades calóricas de los niños y adultos que tienen este síndrome, a dos tercios de la necesidad calórica estándar. Si bien el trastorno alimenticio es el síntoma más evidente y el que demanda más tiempo, además de su mayor riesgo vital, es sólo un aspecto de esta compleja dolencia. Al principio, los bebés que tienen este síndrome se alimentan deficientemente y no aumentan de peso, ya que la debilidad de su tono muscular reduce su capacidad de succión. El síndrome de Prader Willi también puede provocar crecimiento y maduración incompletos, facciones características, problemas del comportamiento, dificultades respiratorias, comportamiento obsesivo-compulsivo (como hurgarse lesiones en la piel, pensamientos y acciones repetitivos y una fuerte necesidad de seguir una rutina) disfunciones en la temperatura corporal, resistencia al dolor, retraso en el desarrollo del aprendizaje y, en dos terceras partes de los casos, imposibilidad de vomitar. Alguno puede llegar a comerse cualquier cosa, y los medicamentos para inducir al vómito son ineficaces y pueden resultar tóxicos. Síntomas Recién nácido flácido (hipotónico) Pequeño para la edad gestacional Testículos no descendidos en el varón Retardo en el desarrollo motor Lentitud en el desarrollo mental Manos y pies muy pequeños en relación con el cuerpo Aumento de peso rápido Apetito insaciable, deseo vehemente por alimentos Ojos en forma de almendra Cráneo estrecho bifrontal Obesidad mórbida Anomalías esqueléticas (de las extremidades) Estrías 103 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico Signos y exámenes Hipotonía Deficiencia mental Hipogonadismo Obesidad Otros signos relacionados con la obesidad mórbida Hipoxia (crónica) Hipercapnia (crónica) Cor pulmonale Hiperinsulinismo Tolerancia anormal a la glucosa (ver examen de tolerancia a la glucosa) Problemas ortopédicos, de la rodilla y de la cadera Respuesta insuficiente al factor de liberación de la hormona luteinizante Diámetro craneal y bifrontal estrecho Es conocido que los pacientes con SPW tienen una mayor predisposición a padecer de enfermedades respiratorias, entre otras afecciones, pero solo en los últimos años se ha señalado la existencia de una mayor probabilidad de sufrir de trastornos respiratorios durante el sueño, incluyendo la apnea (sleep apnea syndrome), lo que eleva el riesgo de sufrir paro respiratorio y muerte si se compara con la población normal. Además de los hallazgos clínicos señalados, estos pacientes sufren de excesiva somnolencia diurna y tienen una anomalía primaria del ritmo circadiano del movimiento ocular rápido (REM) durante el sueño. También presentan una respuesta primaria ventilatoria anormal a la hipoxia y la hipercapnia que se exagera por la obesidad, así como trastornos respiratorios durante el sueño que comprenden desde ronquidos hasta la apnea. El ronquido se considera patológico si ocupa más del 30 % del tiempo de sueño. Esta hipersomnolencia, que puede o no estar asociada a la apnea durante el sueño, ocasiona una pobre saturación de oxígeno. Algunos autores han sugerido que las causas de la hipersomnolencia son los trastornos del hipotálamo posterior, mientras que otros sugieren que la apnea durante el sueño per se es la causa fundamental. La apnea durante el sueño (Sleep apnea syndrome) o apnea obstructiva se define en los niños como un desorden de la respiración durante el sueño caracterizada por la obstrucción parcial prolongada de la vía aérea superior y/o una obstrucción completa intermitente (apnea obstructiva) que altera la ventilación normal y los patrones normales de sueño. Se asocia a síntomas que incluyen ronquido habitual nocturno, dificultades con el sueño y/o problemas de conducta diurnos. Las complicaciones pueden incluir alteraciones del crecimiento, neurológicas y pulmonares, especialmente en los casos severos. Se ha encontrado un aumento de la resistencia de las vías aéreas superiores durante la inspiración en los ciclos, que preceden al colapso en pacientes con 104 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria trastornos respiratorios durante el sueño. Este concepto de incremento de la resistencia podría estar relacionado con la morbilidad cardiorrespiratoria. En consecuencia, estos pacientes tienen una alta mortalidad, así como un amplio rango de secuelas cardiorrespiratorias. La obesidad es el factor más fuertemente asociado en los pacientes con SPW, pero también pudiera ser el elemento que aporta una mayor confusión para el análisis, ya que se ha observado que las anomalías cardiorrespiratorias en pacientes obesos con SPW no implican necesariamente una asociación entre la apnea nocturna y la morbilidad cardiorrespiratoria. Existen otros elementos como la enfermedad pulmonar obstructiva crónica asociada a la obesidad, que en muchas ocasiones se subestima. Características Psicológicas Nivel cognitivo: La mayoría de afectos sufren retraso mental, distribuyéndose en los siguientes porcentajes: - 5% C.I. Normal (>85) - 27% C.I. Límite (70-85) - 34% R.M. Leve (55-69) - 27% R.M. Moderado (40-55) - 6% R.M. Profundo (C.I. <40) El nivel cognitivo no parece correlacionar con factores como la edad, el sexo o el peso del individuo. Perfil cognitivo: En un estudio realizado en 1992 (Dyckens et al.) se describe del siguiente modo; entre los aspectos más favorecidos hallamos: Memoria a largo plazo Comprensión y decodificación lectora Vocabulario expresivo Organización perceptiva Habilidad de reconocer y evaluar relaciones espaciales Y entre los que ofrecen mayor dificultad: Procesamiento secuencial Aritmética Memoria visual a corto plazo Memoria motora a corto plazo Tendencia a la rigidez; este rasgo, que dificulta muchas áreas de aprendizaje, supone también un importante problema conductual; su tendencia a procesar la información de manera rígida interfiere mucho en las relaciones con los demás, ya que difícilmente pueden aceptar comprender un punto de vista que no sea el suyo. 105 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico Las características de lenguaje más comúnmente asociadas a este síndrome son: - El lenguaje suele aparecer también con cierto retraso. - La adquisición de nuevo vocabulario puede ser buena. - Los problemas articulatorios y de voz (aguda e hipernasal) pueden dificultar la inteligibilidad de su habla (Kleppe, et al. 1990). En cuanto a la estructuración de frases suele ser poco compleja, aunque su tendencia argumentativa hace que a veces utilicen frases hechas que pueden dar la impresión de que el sujeto tiene un nivel de lenguaje superior al que realmente tiene. Criterios diagnósticos 1. Criterios diagnósticos mayores (1 punto cada uno). Hipotonía central en la infancia. Problemas de alimentación en la infancia/falta de medro. Ganancia ponderal rápida entre 1 y 6 años. Hallazgos faciales característicos. Hipogonadismo: hipoplasia genital, deficiencia puberal. 2. Criterios diagnósticos menores (½ punto cada uno). Movimientos fetales disminuidos y letargia en la infancia. Problemas de comportamiento típicos. Trastornos del sueño/apnea del sueño. Hipopigmentación. Manos y pies pequeños en relación con la altura/edad. Manos estrechas con borde cubital estrecho. Esotropia, miopía. Saliva viscosa y densa. Trastornos en la articulación del lenguaje. Piel suave. 3. Criterios que lo apoyan (sin puntuación) 106 Umbral alto para el dolor. Problemas para controlar la temperatura. Escoliosis y/o cifosis. Adrenarquia prematura. Osteoporosis. Habilidad inusual para construir rompecabezas/puzzles. Estudios neuromusculares normales. LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria Debe sospecharse el diagnóstico en niños menores de 3 años que tienen 5 puntos (3 para criterios mayores), y 4 deben ser los criterios mayores en niños mayores de 3 años con 8 puntos. Fenotipo conductual: El fenotipo conductual de los afectados por este síndrome es variable con la edad Las características generales son las siguientes: de pequeños, aproximadamente hasta los 3 ó 4 años, no suele haber problemas de conducta, son niños risueños, afables fácilmente conformables. Entre 4 ó 5 años hasta aproximadamente los 10 años aparecen las rabietas, la terquedad, las discusiones. Son niños muy argumentativos, con buena memoria a largo plazo (jamás olvidan algo que se les haya prometido) y de una estructura mental muy rígida (raramente se les hará cambiar de opinión o ceder). En esta edad empiezan también las conductas hiperfágicas que se agravan a medida que el individuo adquiere mayor independencia y, por tanto tienen acceso a la comida con más facilidad. A partir 10 años los principales problemas de conducta se relacionan con la obtención de comida (almacenamiento, mentiras, robos). En la adolescencia a los problemas de tozudez se añaden los de hipersensibilidad a las críticas del entorno y tendencia a la baja autoestima. También es frecuente la poca energía (agravada por la obesidad). A menudo estas características propician cuadros depresivos. Los estudios con personas adultas demuestran que en ambientes controlados los problemas de conducta remiten un poco y se vuelven más susceptibles de intervención. Responden mejor a las estrategias que cuando son niños. Conducta alimentaria: La alimentación de las personas con SPW puede llegar a ser problemática durante toda la vida. Pasa por diferentes fases; de bebés los problemas de succión debidos a la grave hipotonía suelen ser muy importantes y requerir incluso la alimentación a través de sonda nasogástrica. A partir de los 2 años pueden aparecer ya las conductas de hiperfagia que empeoran a medida que el sujeto es más autónomo en la alimentación y tiene más posibilidades de procurarse comida. La consecuencia directa de esta conducta es, si no se aplica una dieta restrictiva, un importante aumento de peso. Los problemas de conducta relacionados con la obtención de comida son frecuentes: robos, almacenamiento, mentiras... También, en los casos en los que no se ha podido evitar la obesidad, aparecen los problemas relacionados con el sobrepeso: baja energía, somnolencia, enfermedades. Conductas agresivas: No son infrecuentes las conductas agresivas, en muchos casos en forma de autoagresión (arrancarse pieles, principalmente), destrucción de objetos propios (gafas,...) y en algunos casos agresión hacia los demás, especialmente en situación de rabietas y pérdida de control. Otros aspectos a tener en cuenta son: El elevado umbral de sensibilidad al dolor, que a veces lleva a situaciones médicamente complicadas ya que puede enmascarar la gravedad de una enfermedad. La incapacidad para el vómito, que puede llegar a ser un importante problema en los casos de fases hiperfágicas y de ingesta de sustancias no alimenticias. 107 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico Psicopatología asociada: Las personas que padecen el SPW tienen mayor riesgo de sufrir algunas enfermedades mentales. La psicopatología que más frecuentemente se asocia a este síndrome es: - El trastorno obsesivo - compulsivo: Los afectos de este síndrome suelen tener temas o ideas recurrentes, principalmente relacionadas con la comida y el almacenamiento de ésta. En algunas ocasiones se puede desencadenar un auténtico cuadro obsesivo que debe ser tratado como tal por los especialistas. En cuanto a las compulsiones (actos que el sujeto no puede evitar realizar) las más frecuentes son la hiperfagia, el arrancarse pieles de las manos y las conductas coleccionistas y de almacenamiento. - Trastornos depresivos: En edades infantiles son poco frecuentes y parece ser que es más prevalente en niños que en niñas. (Dyckens, E. M. y Cassidy,S. 1995). En edades jóvenes y adultas son algo más frecuentes, la prevalencia parece ser igual en los dos sexos y, como a menudo sucede en las personas que tienen déficit intelectual, puede manifestarse no en forma de tristeza y estado de ánimo bajo, sino con agresividad e irritabilidad como respuesta a una situación altamente frustrante que no comprenden del todo. - Cuadros psicóticos: Se han descrito varios casos de trastornos psicóticos en personas que padecen este síndrome (Bartolucci,G. y Younger,J. 1994). Generalmente el inicio es agudo y con abundancia de síntomas positivos (alucinaciones, delirios...). Estos cuadros requieren la atención psiquiátrica y, a menudo, el ingreso en un centro especializado. La resolución es varia, hay casos descritos de remisión completa después del brote y otros en que el trastorno se cronifica. En el origen del SPW se han constatado varios mecanismos genéticos de origen desconocido. En la década de los 80 fue objetivado su origen genético y en la actualidad se sabe que el 70% de los casos consiste en una ausencia genes (deleción del brazo largo del cromosoma 15 paterno 15q11-13, 1981), un 25% de casos presentan la herencia de dos copias de origen materno (disomia uniparetal materna, 1989), en general, heredamos una copia de cada par de cromosomas de nuestra madre biológica y la otra copia del par de cromosomas de nuestro padre biológico. La disomía uniparental hace referencia a la situación en la que las dos copias de un cromosoma provienen del mismo padre, en lugar de que una copia provenga de la madre y la otra copia del padre. El síndrome de Angelman y el síndrome de Prader-Willi son ejemplos de los trastornos causados por la disomía uniparental.y en el 5% restante un defecto en el imprinting o una reorganización cromosómica en forma de translocaciones o inversiones (alteración de la impronta o imprinting). En 1993, Holm y col. establecieron los criterios de diagnóstico clínico del síndrome PW para recomendar el test genético. En 2001, en Pediatrics, se publicó una revisión consensuada por varios especialistas de dichos criterios. El riesgo de recurrencia es inferior al 1% en los casos de deleción o disonomia, pudiendo llegar al 50% en los casos de imprinting. Una enfermedad minoritaria, poco frecuente o rara, incurable, no hereditaria, independiente de sexo o raza, relativamente nueva, de gran desconocimiento por la población en general e incluso, entre profesionales en particular. 108 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria Casi invariablemente sólo hay un miembro de la familia afectado, y los hermanos no trasmiten la enfermedad. Sólo una minorfa de los casos, estimada en tomo al 2%, se debe a una alteración genética heredada de la que puede ser portador uno de los progenitores del paciente y otros miembros de su familia (casos referidos como alteraciones de la impronta. El Dr. Moris Angulo (Endocrinología Pediátrica, H. U. Winthrop, EE. UU y asesor médico de la IPWSO) manifestó en las pasadas IV Jornadas Latinoamericanas SPW (mayo 2005), que la relación entre el perímetro craneal y la medida del pecho en los bebés con PW es el doble (aprox. 4,50 cm) del perímetro habitual (aprox. 2,25 cm), y que el diagnóstico "a menudo no es obvio durante los primeros años de vida. En la actualidad, todo niño con baja talla, obesidad, infantilismo sexual y cierto grado de retraso mental debe ser evaluado por SPW". La falta de tratamiento específico para PW es un riesgo muy grave para estas personas, las personas con SPW que no reciben tratamiento adecuado tienen muchas complicaciones, incluyendo diabetes, hipotiroidismo, problemas cardíacos y respiratorios. El diagnóstico temprano y la aplicación de estrategias orientadas al adecuado control de síntomas, apoyo emocional, comunicación, información, atención a la familia e investigación, son aspectos básicos para conseguirse una mejora importante en las condiciones de vida de la unidad familiar y de las personas con SPW en particular. Niños con síndrome de Prader-Willi 109 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 4.3.3.4SíndromedeAngelman El síndrome de Angelman es un desorden neurológico en el cual se detectan dificultades severas de aprendizaje que están asociadas con características de apariencia facial y de comportamiento determinadas. En el pasado a este padecimiento se la conocía con el nombre de síndrome del bebe feliz, que ha quedado en desuso debido a los prejuicios y la estigmatización. El pediatra Dr Harry Angelman fue el primero en describir la enfermedad en tres niños en 1965. En aquel entonces fue considerada rara. En 1987, se descubrió que alrededor de la mitad de los niños que presentaban el síndrome tenían una pequeña deleción del brazo del cromosoma 15 (15q). Desde entonces se ha podido constatar que la frecuencia de aparición es más alta de lo que se pensaba en aquellos tiempos, teniendo una incidencia de 1 por cada 25.000 niños nácidos. Durante varias décadas el estudio del cromosoma de los individuos con SA no reveló ninguna anormalidad pero, con el desarrollo de mejores métodos de análisis, se encontró, que en el cromosoma 15, faltaba un área muy pequeña. Los métodos moleculares actuales como el FISH (Fluorescence In Situ Hibridization) detectan que existe una deleción en aproximadamente 70% de individuos con SA. El área anulada, aunque sumamente pequeña, es realmente bastante grande cuando se analiza a nivel molecular. Se cree que alrededor de 4 millones de pares de bases de longitud, suficientes como para contener muchos genes. La región anulada en el cromosoma 15 se sabe que contiene genes que están activados o desactivados dependiendo del origen materno o paterno del cromosoma (por ejemplo un gen puede estar activado en el cromosoma 15 heredado de la madre pero el mismo gen heredado del padre está desactivado). Este mecanismo de 110 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria activación específica parental es conocido como "imprinting" genético. Dado que las deleciones vistas en SA sólo ocurren en el cromosoma 15 heredado de la madre, el gen/genes responsables del SA se pensó que sólo se activaba en el cromosoma materno. La deleción en genes que están activados y que son de origen paterno se sabe que causan otro desorden de retraso mental conocido como el síndrome de Prader-Willi (PWS). Los gene/s de PWS se localizan cerca del gen SA, pero son diferentes. En 1997, un gen localizado en la región delecionada de SA llamado UBE3A se vió que podía estar mutado en aproximadamente un 5% de los individuos de SA. Estas mutaciones pueden ser tan pequeñas como un par de bases. Este gen codifica una proteína llamada "Ubiquitin Protein Ligase", y se cree que el UBE3A puede ser el gen causante de SA. Todos los mecanismos conocidos que causan SA presentan o provocan la inactivación o ausencia de este gen. UBE3A es un componente encimático de un complejo sistema de degradación de la proteína llamada "Ubiquitin-Proteasome pathway (camino)". Este camino está localizado en el citoplasma de todas las células. El camino implica a una pequeña molécula, que puede estar unida a proteínas y de ese modo provocar que éstas sean degradadas. En un cerebro normal, la copia del UBE3A heredado del padre está casi completamente inactiva por tanto la copia materna desempeña la mayor parte de las funciones del UBE3A en el cerebro. Mutaciones del UBE3A heredadas de la madre causan el SA; mutaciones del UBE3A heredadas del padre no tienen efectos detectables en el niño. En algunas familias el SA causado por mutación del UBE3A puede darse en más de un miembro de la familia. Otra causa del SA (2,3% de los casos) es la Disomía Uniparental (UPD), donde el niño hereda del padre ambas copias del cromosoma 15, y ninguna copia es heredada de la madre. En este caso, no hay deleción o mutación, pero el niño no tiene el gen UBE3A activado ya que los cromosomas de origen paterno solo tienen genes UBE3A inactivos. Una cuarto tipo de individuos con SA (3-5% de los casos) han heredado copias del cromosoma 15 del padre y de la madre, pero la copia heredada de la madre funciona de la misma forma que la copia paterna, es decir, está inactivo. Esto es denominado como un "defecto en el Imprinting". Algunos individuos con SA con defecto en el Imprinting, tienen una deleción muy pequeña de la región llamada centro del Imprinting (IC) (25,26). El IC parece ser capaz de ejercer su efecto en UBE3A desde una localización lejana pero no se sabe todavía como se produce este mecanismo de actuación. En algunos casos, el SA causado por defectos en el Imprinting puede afectar a más de un miembro de la familia. Estos descubrimientos han llevado a saber que existen varios 'tipos' de mecanismos genéticos que producen SA. Todos estos mecanismos, generalmente, conducen a las típicas características clínicas observadas en el SA, no obstante se pueden producir pequeñas diferencias entre distintos grupos. 111 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico Los estudios iniciales en ratones que no pueden expresar el Ube3a materno, han mostrado serías deficiencias en la formación de la memoria del hipocampo. En adición, un mantenimiento de la plasticidad sináptica a largo término en el área del hipocampo CA1 in vitro está interrumpida en un ratón Ube3a mutante. Este resultado prueba conexiones entre la plasticidad sináptica del hipocampo in vitro, la formación de la memoria dependiente de hipocampo in vitro y la patología molecular del síndrome de Angelman. Típica Gran deleción 70% La hipopigmentación es común. Mutación del UBE3A 5-7% Posibilidad de madre portadora normal Uniparental Disomía 2-3% Ambos cromosomas 15 heredados del padre Defectos en el 'Imprinting" 3-5% Algunos tienen deleción en el centro del Imprinting y otros no Otros anormalidades en cromosomas 2% Inusual reagrupamiento de los cromosomas Desconocido 15% Todos los tests de diagnósticos negativos (FISH, Metilación, Análisis de Mutación del UBE3A Tabla: Grupos Genéticos en el Síndrome de Angelman Mecanismos genéticos que llevan al SA. Los rectángulos representan al cromosoma 15. El cromosoma rayado representa la copia paterna del gen que está desactivada; el cromosoma no rayado representa al cromosoma materno que está, normalmente, activado. El SA puede producirse por una deleción grande de la región del cromosoma 15 materno que contiene al gen UBE3A, por un cambio de secuencia en el ADN (mutación) en el gen UBE3A heredado de la madre. El SA también puede ser causado porque las dos copias del gen UBE3A sean heredadas del padre y por tanto no exista copia materna. Otra causa del SA, denominada "defecto en el imprinting", se produce cuando el cromosoma 15 heredado de la madre no está activado. 112 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria El síndrome de Angelman, normalmente, no se detecta en el recién nácido o en la infancia, dado que los problemas de desarrollo son inespecíficos durante este tiempo. Los padres, en primera instancia, pueden sospechar el diagnóstico después de leer sobre SA o ver a un niño de esas características. La edad más común de diagnóstico está entre tres y siete años cuando las conductas características y rasgos se hacen más evidentes. Un resumen del desarrollo y las características físicas ha sido recientemente publicado con el propósito de establecer criterios clínicos para el diagnóstico; éstos están pueden verse más adelante. Todos los rasgos no necesitan estar presentes para que el diagnóstico pueda ser hecho y el diagnóstico, a menudo, es lo primero que se sospecha cuando las conductas típicas son reconocidas. Clínica en el Síndrome de Angelman - Siempre (100% de los casos): Retraso en el desarrollo, funcionalmente severo. Capacidad de habla, ninguna o uso mínimo de palabras; las habilidades de comunicación receptivas y no-verbales mayores que las verbales. Problemas de movimiento y de equilibrio, normalmente ataxia al andar y/o movimiento trémulo de miembros. Conducta característica y singular: cualquier combinación de risa/sonrisa frecuente; apariencia de felicidad; personalidad fácilmente excitable, a menudo con movimientos de aleteo de manos; Hipermotricidad; permanencia de la atención durante poco tiempo. - Frecuente (más del 80%): Retraso, crecimiento inferior al normal del perímetro cefálico, normalmente produciendo microcefalia (absoluta o relativa) alrededor de los 2 años de edad. Crisis convulsivas normalmente antes de los 3 años de edad. Electroencefalograma (EEG) anormal, modelo característico con ondas de gran amplitud y picos lentos. - Asociado (20 - 80%) Estrabismo Hipopigmentación de piel y ojos Lengua prominente; problemas para succionar y tragar Reflejos de tendones hiperactivos Problemas de alimentación durante la infancia Brazos levantados y flexionados al andar Mandíbula prominente Hipersensibilidad al calor 113 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico Boca ancha, dientes espaciados Problemas para dormir Babeo frecuente Lengua prominente Atracción hasta la fascinación por el agua Conductas excesivas de mascar/masticar Achatamiento de nuca Más del 90% han presentado convulsiones pero ésta puede ser una sobrestimación porque los informes médicos tienden a estudiar los casos más severos. Menos del 25% padecen convulsiones antes de los 12 meses de edad. La mayoría tiene convulsiones antes de los 3 años; la incidencia en niños mayores o en adolescentes no es excepcional. Las convulsiones pueden ser de cualquier tipo (de tipo motórico afectando a todo el cuerpo con sacudidas de las extremidades; de tipo ausencia que conllevan periodos breves de falta de consciencia), y puede requerir medicaciones múltiples anticonvulsivas. Las convulsiones pueden ser difíciles de reconocer o diferenciar de temblores normales del niño, movimientos hiperquinéticos de extremidades o faltas de atención. El EEG (Electroencefalograma) típico, es a menudo más anormal de lo esperado y puede hacer pensar en actividad convulsiva cuando, de hecho, no la hay. No hay consenso acerca de la medicación anticonvulsiva óptima, no obstante el Ácido Valpróico (Depakine), Topiramate (Topamax), Carbamacepina (Tegretol), Clonacepam (Klonopin), Ethosuximide (Zarontin), son prescritos más comunmente que Fenitoina (Dilantin), Fenobarbital, o ACTH (hormona adrenocorticotrópica). Es preferible el uso de medicación única pero es común que las crisis continúen. Algunos niños con convulsiones incontrolables han sido puestos en dieta cetónica, pero no esta claro si esto es beneficioso. Niños con el SA tienen el riesgo de ser sobretratados con medicación porque pueden confundirse sus movimientos espásticos o faltas de atención con convulsiones y pueden dar EEG anormales incluso cuando las crisis convulsivas están controladas. Los movimientos Hiperquinéticos del tronco y miembros han sido reportados en los primeros años15 y movimientos nerviosos o temblores pueden estar presentes en los primeros 6 meses de vida. Los movimientos voluntarios son a menudo irregulares, variando de sacudidas ligeras a movimientos toscos no coordinados que se producen caminando, comiendo, y al coger objetos. La consecución de las etapas normales de motricidad gruesa está retrasada; normalmente se sientan después de los 12 meses y no andan hasta los 3 o 4 años. En la infancia, el niño ligeramente dañado puede andar de forma casi normal. Puede tener andares sólo apacibles o andares a saltitos. Esto puede estar acompañado por una tendencia a echarse hacia delante. Esta tendencia a echarse hacia delante se acentúa cuando corren y, además, los brazos se mantienen levantados. Para estos niños, el equilibrio y la coordinación no parece ser un problema mayor. Los niños más severamente afectados pueden estar muy rígidos (como un robot) o extremadamente temblorosos y espásticos al andar. A pesar de que ellos pueden gatear bastante bien pueden llegar a pararse de golpe o parecer que se vuelven nerviosos cuando 114 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria permanecen de pie. Las piernas permanecen separadas y los pies son planos y girados hacia el exterior. Esto, acompañado por brazos levantados, los codos flexionados y las manos giradas hacia abajo, produce la forma de andar característica de los niñoscon síndrome de Angelman Algunos niños son tan atáxicos y temblorosos que no logran andar hasta que son mayores y por tanto mas capaces de compensar motoricamente su rigidez; aproximadamente el 10% no llega a caminar.16 en situaciones donde el SA no se ha diagnosticado, a menudo en base a la forma extraña de andar se diagnostica como parálisis cerebral. La terapia física es normalmente útil mejorando la deambulación y a veces pueden ser necesarios aparatos ortopédicos o intervenciones quirúrgicas para alinear las piernas. La hiperactividad probablemente es la conducta más típica en el SA. Se describe mejor como Hipermotricidad con un bajo tiempo de atención. Esencialmente todos los niños SA tienen algún componente de hiperactividad17 y varones y mujeres parecen igualmente afectados. Tanto de niños como de mayores pueden tener una actividad aparentemente incesante, constantemente metiendo sus manos o juguetes en su boca, moviéndose de un sitio a otro. En casos extremos, el movimiento constante puede causar accidentes con contusiones y rozaduras. Conductas como agarrar, pellizcar y morder a niños más mayores se ha constatado que, también, pueden acentuarse por la actividad hipermotórica. Terapias persistentes y consistentes de modificación de conducta ayudan a disminuir o eliminar estas conductas no deseadas. El tiempo de atención puede ser tan corto que impida la interacción social al no poder el niño con SA captar las expresiones faciales y otras señales sociales. En casos leves, la atención puede ser suficiente para aprender lenguaje de signos y otras técnicas de comunicación. Para estos niños, programas de entrenamiento educativos y de desarrollo son fáciles de estructurar y generalmente son eficaces. Observaciones en jóvenes adultos sugieren que la hiperactividad disminuye con la edad. La mayoría de los niños con SA no toman medicación para la hiperactividad aunque algunos podrían beneficiarse del uso de medicaciones como methyiphenidate (Ritalin). El uso de agentes sedantes como phenothiazines no está recomendado debido a su potencia y efectos secundarios. No se sabe por qué la risa es tan frecuente en los niños SA. Incluso la risa en individuos normales no se conoce bien. Estudios del cerebro en individuos SA, usando exploración MRI o CT no han mostrado ningún defecto que haga pensar en un sitio para una risa-inducida anormal. Aunque hay un tipo de convulsión asociado con la risa, llamada epilepsia risible, esto no es lo que ocurre en el SA. La risa en el SA parece ser, fundamentalmente, un suceso de expresión motórica; la mayoría de las reacciones a los estímulos, físicos o mentales, se acompaña por risa o una risa parecida a muecas faciales. Aunque los niños SA experimentan una variedad de emociones, aparentemente predomina la felicidad. La primera evidencia de esta conducta característica, puede estar en el comienzo de una temprana y persistente sonrisa a la edad de 1-3 meses. Risueño, sonriendo entre dientes y con sonrisa constante pronto desarrollan una risa reflexiva normal, pero tienen retraso o están reducidas conductas como arrullarse y parlotear. Mas adelante varios tipos de expresiones faciales o conductuales caracterizan la personalidad del niño. Unos pocos presentan una risa verdaderamente cercana al paroxismo o contagiosa y en un estudio el 70% presentaba "estallidos de risa”. Las 115 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico conductas de gestos de alegría y sensación de felicidad se producen frecuentemente. En casos raros, la apariencia de felicidad está rozando con la irritabilidad y la hiperactividad es uno de los rasgos de personalidad predominantes; llorar, chillar, gritar una especie de cortos sonidos guturales pueden ser las conductas predominantes. Algunos niños SA parecen tener bastante comprensión como para ser capaces de hablar, pero incluso en los de más alto nivel, el lenguaje conversacional no se desarrolla. Clayton-Smith 28 informó que unos individuos hablaron 1-3 palabras, y en un estudio de 47 individuos, informaron que el 39% hablaron hasta 4 palabras, pero no se indicaba si estas palabras fueron usadas de acuerdo con su significado. Niños con SA causado por disomía uniparental o por deleciones sumamente pequeñas pueden tener capacidades verbales y cognoscitivas más altas; pueden llegar a usar de 10-20 palabras aunque la pronunciación puede ser torpe. La discapacidad en el habla en SA tiene una evolución algo típica. Los bebés y los niños jóvenes lloran menos a menudo y ha disminuido el arrullarse y el balbuceo. Una sola palabra clara, como "mamá", puede tardar en desarrollarse alrededor de 1018 meses pero se usa infrecuentemente e indiscriminadamente sin el significado simbólico. A los 2-3 años de edad, está claro que hay un retraso en el habla pero puede no ser evidente lo pequeña que es su capacidad verbal; llorando y con otros arranques verbales pueden enmascarar su déficit. A los 3 años de edad, los niños SA de nivel mas alto están comenzando algún tipo de lenguaje no-verbal. Algunos apuntan a partes de su cuerpo e indican algunas de sus necesidades a través del uso de gestos simples, pero su nivel de comprensión es mucho mas alto a la hora de entender y seguir órdenes. Otros, sobre todo aquéllos con deleción grande o los muy hiperactivos. no pueden mantener su atención lo suficiente para lograr las primeras fases de comunicación, tales como establecer contacto visual sostenido. Las capacidades de lenguaje no verbal de los niños SA varía grandemente; los más avanzados son capaces de aprender algún lenguaje de signos y usar ayudas como murales de comunicación basados en imágenes. Cuando el SA esta producido por una gran deleción, normalmente existe una hipopigmentación de la piel y en los ojos. Esto ocurre porque hay un gen del pigmento, localizado cerca del gen del SA que también se ha perdido 30. Este gen del pigmento produce una proteína (llamada proteína P) se cree que eso es crucial en la síntesis de la melanina. Melanina es la molécula principal para la pigmentación de nuestra piel. En algunos niños con SA, esta hipopigmentación puede ser tan severa que puede llegar a sospecharse una forma de albinismo 31. En aquellos con disomía uniparental o con deleción muy pequeña, este gen no se ha perdido y la piel es normal y la pigmentación del ojo se ve. Los niños con SA con hipopigmentación son muy sensibles al sol, así que el uso de protectores solares es importante. No todos los niños con SA con pérdida del gen P tienen, obviamente, hipopigmentación, y puede darse que sólo tengan un color de piel mas claro que el de sus padres. El niño en el que exista la sospecha de SA, lo primero que se hace, a menudo, es un análisis de cromosomas de alta resolución para asegurar que no se trata de ningún otro desorden genético, dado que rasgos como retraso mental, microcefalia o convulsiones pueden verse en otras anormalidades del cromosoma. Al mismo tiempo que el análisis de cromosomas antes mencionado, normalmente, se hace una prueba llamada FISH (Fluorescent in situ hybridization). 116 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria Esta es una prueba que usa marcadores moleculares para detectar la deleción en el cromosoma 15. Los marcadores se comparan directamente con el cromosoma, examinándose bajo un microscopio después de aplicarle unos colorantes especiales. La prueba del FISH es con mucho superior al análisis normal de cromosomas. El niño con SA debería tener sus cromosomas 15 totalmente estudiados para asegurarse que ellos son estructuralmente normales; un estudio del cromosoma de la madre proporciona confirmación adicional de que también el cromosoma 15 materno es estructuralmente normal. En las pruebas de diagnóstico del SA, el test "DNA methylation" puede ser ordenado primero o a la vez del test FISH. La prueba de Metilación puede detectar la típica gran deleción del SA, así como aquéllos con disomía uniparental o defectos en el Centro del Imprinting. la Confirmación de Disomía Uniparental necesita ser hecha por comprobación molecular adicional (normalmente hay que hacer un estudio de una muestra de sangre paterna) y confirmación de mutaciones en el Centro del Imprinting, requieren análisis específicos de deleciones moleculares en el área del Centro del Imprinting. Aproximadamente 80-85% de individuos con el SA serán diagnosticados por una combinación de estas pruebas, pero todavía quedará un pequeño grupo en el que otros tipos de tests genéticos del gen UBNE3A pueden detectar una anormalidad. En este momento, están disponibles en unos pocos laboratorios de referencia, análisis molecuales para el UBE3A, pero la prueba es cara. No existen tests moleculares disponibles clínicamente, para la región del Centro del Imprinting, pero se pueden realizar en algunos laboratorios a nivel de investigación Consejo genético Aproximadamente el 70-75% de los casos de SA se producen por grandes deleciones o por disomía uniparental. La recurrencia en este grupo es extremadamente rara se estima que es inferior al 1 %. El diagnóstico prenatal está disponible a través de pruebas citogenéticas y moleculares. Individuos con SA debido a mutaciones en el Centro del Imprinting pueden, tanto haber heredado esta mutación de una madre normal, como haber recibido la mutación de forma espontánea (no heredada). En el primer caso, el riesgo teórico de recurrencia es del 50%; en el otro caso (mutación espontánea) el riesgo se cree que es menor del 1%. Aquellos individuos con SA debido a mutaciones en el UBE3A, como es el caso de mutaciones en el Centro del Imprinting, pueden tanto haber recibido la mutación de una madre normal como haberla adquirido de forma espontánea. El riesgo de recurrencia se cree que debe ser del 50% en el primer caso y menos del 1% en el segundo. Se puede hacer un diagnóstico prenatal, a través de pruebas moleculares, siempre que se trate de mutaciones en el Centro del Imprinting o en el UBE3A que hayan sido molecularmente caracterizadas. En casos de SA que están asociados con un cromosoma 15 estructuralmente anormal (por ejemplo una traslocación cromosómica) puede haber un incremento del riesgo de recurrencia. En estos casos el riesgo de recurrencia debe estar basado en la específica anormalidad del cromosoma y lo que se sabe sobre su recurrencia. Existe la posibilidad en estos casos, de diagnóstico prenatal a través de pruebas citogenéticas o moleculares. 117 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico La estimación de riesgos de recurrencia es muy difícil para los individuos con SA que tienen estudios genéticos normales (es decir, no tienen ninguna de las etiologías anteriores). Existen casos de recurrencia familiar en este grupo, así que está claro que el riesgo de repetición del SA es más alto que para aquéllos con, por ejemplo, la típica deleción grande. Hasta que se sepa más sobre este grupo, la prudencia es la norma de conducta durante el consejo genético, dado que el riesgo teórico de recurrencia, puede ser tan alto como el 50% (si uno asume que mutaciones no detectadas, causantes del SA, han sido heredadas de la madre).Debe tenerse en cuenta que los estudios del cromosoma habituales, realizados durante el diagnóstico prenatal rutinario, se interpretan a menudo como normales en fetos con SA con deleciones, dado que las anormalidades pequeñas en el cromosoma 15 no son detectadas por este tipo de estudio. Son necesarias pruebas específicas para el cromosoma 15 o estudios FISH, para el diagnóstico prenatal en casos donde la comprobación busca establecer la normalidad de la estructura del cromosoma 15. También, pruebas con ultrasonidos en el feto, no ofrecen ayuda para detectar anormalidades físicas relacionadas con el SA, dado que se espera que el feto afectado esté bien formado. El volumen de líquido amniótico y los niveles de la alfa-feto-proteína también parecen normales. Debido a las complejidades de evaluar riesgo de recurrencia, se aconseja la realización de un consejo genético hecho por un experto familiarizado con el SA. Diagnóstico Un historial de deficiencia motora y más tarde un de interrupción del desarrollo general, especialmente el habla. Movimientos inusuales incluyéndose en estos temblores y movimientos espasmódicos Apariencia facial característica. Un historial de epilepsia o un electroencefalograma anormal. Disposición feliz con frecuentes carcajadas. Deleción en el brazo grande del cromosoma 15. El síndrome de Angelman no puede considerarse una enfermedad ya que es un condicionamiento genético, por lo que no tiene cura en la actualidad. La epilepsia puede ser controlada mediante el uso de medicación anticonvulsionante, pero existen dificultades a la hora de definir los niveles de fármacos a suministrar. Además se suelen suministrar sustancias que incrementen el sueño ya que muchos afectados por el síndrome duermen como máximo 5 horas. Terapias ocupacionales, terapias de habla, hidroterapia y musicoterpia son también usadas. Aunque el diagnóstico del síndrome de Angelman cambia la vida, no necesariamente la arruina. Los afectados del síndrome son generalmente personas felices y satisfechas, a los que les gusta el contacto humano y jugar. Este síndrome está considerado en el espectro del autismo pero estos afectados presentan gran interacción personal con otras personas. La comunicación es difícil al principio, pero conforme un afectado se desarrolla hay características y habilidades que pueden entender. Es ampliamente aceptado que ellos entienden la comunicación directa y que es mucho mayor que la capacidad que tienen para responder en una conversación. Algunos afectados son capaces de aprender más de 5-10 palabras. 118 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria La severidad de los síntomas asociados al síndrome de Angelman varían significativamente entre la población de personas afectadas. Algunos pueden hablar y tiene un alto grado de consciencia de ellos mismo e incluso muestran una profunda afectividad. Desafortunadamente, la capacidad de andar y el uso simplista del idioma pueden llevar al rechazo de un afecto mayor. La temprana y continuada participación en terapias físicas, ocupacionales y comunicativas incrementa significativamente la prognosis. Es más, existe todo un espectro en el grado de afección, que está relacionado desde la simple mutación del gen Uba3a hasta la pequeña deleción del brazo q del cromosoma 15. De esta forma, los afectados en la mutación presentan una afección menor que los que presentan la deleción. La pubertad y la menstruación llegan a una edad normal, el desarrollo sexual es completo y se ha dado un caso en el que una mujer con síndrome de Angelman tuvo a una hija que también tubo el síndrome. Niño con síndrome de Angelman 119 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 4.3.3.5SíndromedeDiGeorge El síndrome de Di George presenta una amplia variedad de síntomas entre los individuos afectados, aunque no todos están presentes en todos los casos. Comúnmente incluye una historia de infecciones recurrentes, defectos cardíacos, hipocalcemia, una constitución facial característica y problemas de paladar o insuficiencia velofaríngea. Raramente se presenta en los individuos Sarcoma de Kaposi. Estos sintomas se producen debido a una producción muy pobre o nula de Linfocitos T por parte del Timo. Los afectados por este sindrome tienen una esperanza de vida muy corta si no se controla su Inmunodeficiencia. El síndrome de Di George está causado en la mayoría de los casos por una deleción en el cromosoma 22, en la región 22q11.2, producido por un error en la meiosis. La deleción del cromosoma 22 también se conoce como síndrome velocardiofacial, catch 22, síndrome Shprintzen y otros nombres Como ya hemos dicho, el 90 por ciento de los pacientes con las características de este síndrome carecen de una pequeña porción del cromosoma 22 en la región q11. Esta región incluye alrededor de 30 genes individuales y da como resultado defectos en el desarrollo de estructuras específicas en todo el cuerpo. Se desconoce la razón por la cual esta región del cromosoma 22 es propensa a la deleción; sin embargo, es uno de los defectos cromosómicos más frecuentes en los recién nácidos. Se calcula que la deleción 22q11 ocurre en uno de cada 3000 a 4000 nácidos vivos. La mayoría de los casos de supresión 22q11 son infrecuentes o esporádicos (ocurren al azar). Sin embargo, en aproximadamente el 10 por ciento de las familias, esta supresión es hereditaria y algunos miembros están afectados y corren el riesgo de transmitir la a sus hijos. Este gen es autosómico dominante; por lo tanto, cualquier persona que tiene esta supresión tiene un 50 por ciento de probabilidades de transmitirla a su hijo. Por esta razón, cada vez que se diagnostica una supresión, se les propone tanto al padre como a la madre la oportunidad de un análisis de sangre para detectarla. Aproximadamente el 10 por ciento de las personas que tienen las características del síndrome velocardiofacial (VCFS) no presentan supresión en la región cromosómica 22q11. Se han asociado otros defectos cromosómicos con estas características, como madres diabéticas, síndrome de alcoholismo fetal y exposición prenatal al Accutan (medicamento para el acné quístico). Las características más comunes del síndrome Di George. Sin embargo, no todos los niños presentarán todas las características del síndrome, y la gravedad de éstas será diferente en cada persona. Las características pueden incluir: 120 Anomalías palatales (como labio leporino y/o paladar hendido). Dificultades de alimentación. Defectos cardíacos congénitos conotruncales (es decir, tetralogía de Fallot, arco aórtico interrumpido, defectos del tabique ventricular, anillos vasculares). Pérdida o anormalidad de la audición. 30 por ciento presenta malformación del riñón). Hipocalcemia (nivel bajo de calcio en sangre). anomalías genitourinarias (ausencia o LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria Microcefalia (cabeza pequeña). 40 por ciento presenta retraso mental (generalmente de agudo a moderado). El coeficiente intelectual (IQ) está dentro del rango 70-90. Los adultos presentan trastornos psiquiátricos (es decir, esquizofrenia, trastorno bipolar). Disfunciones inmunológicas severas (un sistema inmunológico que no funciona adecuadamente debido a la anormalidad de las células T, que provocan frecuentes infecciones). Las características faciales de los niños con síndrome DiGeorge pueden incluir: Orejas pequeñas con forma cuadrada en la parte superior. Párpados caídos. Labio leporino y/o paladar hendido. Facies asimétrica durante el llanto. Boca, mentón y los bordes laterales de la punta de la nariz pequeños. Los síntomas del síndrome DiGeorge pueden parecerse a los de otras condiciones o problemas médicos. Siempre consulte al médico de su hijo para el diagnóstico. Además de la historia prenatal, la historia médica familiar completa y el examen físico, los procedimientos para diagnosticar el síndrome DiGeorge pueden incluir: Análisis de sangre y estudios para determinar problemas en el sistema inmunológico. Radiografía - estudio de diagnóstico que utiliza rayos invisibles de energía electromagnética para producir imágenes de los tejidos internos, los huesos y los órganos en una placa. Ecocardiografía - procedimiento que evalúa la estructura y funcionamiento del corazón por medio de ondas sonoras que se graban en un sensor electrónico que, a su vez, produce una imagen en movimiento del corazón y las válvulas cardiacas. Estudios de hibridación in situ fluorescente (FISH) - cuando se identifican defectos cardíacos conotruncales, labio leporino y/o paladar hendido, otras características faciales, hipocalcemia y ausencia del timo, generalmente se indica un análisis de sangre para detectar la deleción en la región del cromosoma 22q11. El estudio FISH está diseñado específicamente para detectar la supresión de pequeños grupos de genes. Si el FISH no detecta ninguna supresión en la región 22q11 y las características del síndrome velocardiofacial son muy evidentes, entonces generalmente se realiza un estudio completo de los cromosomas para determinar otros defectos cromosómicos asociados con este síndrome. Si se detecta en un niño la supresión 22q11, entonces se les propone un FISH a los padres para confirmar si ésta es hereditaria. En aproximadamente el 10 por ciento de las familias, la supresión ha sido heredada de uno de los padres. Cualquier persona 121 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico que presente esta supresión 22q11 tiene el 50 por ciento de posibilidades, por cada gestación, de transmitirla a su hijo. El tratamiento específico para el síndrome DiGeorge será determinado por el médico de su hijo basándose en lo siguiente: La edad de su hijo, su estado general de salud y su historia médica. Qué tan avanzada está la enfermedad. El tipo de la enfermedad. La tolerancia de su hijo a determinados medicamentos, procedimientos o terapias. Sus expectativas para la trayectoria de la enfermedad. Su opinión o preferencia. El tratamiento también dependerá de las características particulares de cada niño, que pueden incluir: Los defectos cardíacos serán evaluados por un cardiólogo. Un cirujano plástico y un fonoaudiólogo evaluarán el labio leporino y/o paladar hendido. Especialistas en el lenguaje y el sistema gastrointestinal evaluarán las dificultades de alimentación. Se deben realizar exámenes inmunológicos a todos los niños que presentan esta supresión. Para controlar el trastorno de las células T y las infecciones recurrentes, deben evitarse las vacunas con virus vivos y deben irradiarse todos los productos derivados de la sangre que se utilizan para transfusiones (si es necesario), a menos que sean analizados por un médico inmunólogo. En los casos graves, donde el sistema inmunológico no funciona, se requiere un transplante de médula ósea. Muchos recién nácidos con esta supresión se beneficiarán con una intervención temprana que colabore con la fuerza muscular, la estimulación mental y los problemas del lenguaje. Básicamente, el tratamiento depende de los síntomas específicos de cada niño. Un pequeño porcentaje de niños con defectos cardíacos y problemas graves del sistema inmunológico no sobrevivirán el primer año de vida. Sin embargo, aplicando el tratamiento adecuado para los defectos cardíacos, los trastornos del sistema inmunológico y otros problemas de salud, la gran mayoría de niños con deleción 22q11 sobrevivirán y podrán desarrollarse. Generalmente, estos niños necesitarán ayuda extra en el período escolar y un cuidado a largo plazo para sus necesidades individuales. 122 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 4.3.3.6SíndromedeLanger‐Giedion El síndrome de Langer-Giedion se nombra después de los dos doctores que emprendieron la investigación principal en la condición en los años 60. Es una condición muy rara y la diagnosis se hace generalmente en el nacimiento o en niñez temprana. El síndrome es causado por una omisión pequeña del material cromosómico. En el síndrome de Langer-Giedion al pedazo pequeño del brazo largo del octavo cromosoma falta, abarcando un número de genes. La pérdida de estos genes es responsable de algunas de las características totales del síndrome de Langer-Giedion, estatura corta, características faciales únicas, la cabeza pequeña y anormalidades esqueléticas incluyendo los crecimientos huesudos que proyectaban de las superficies de huesos. Éstos pueden incluir crecimientos huesudos benignos en los varios huesos del cuerpo o de las extensiones cónicas en los extremos cada vez mayor de ciertos huesos, particularmente en las manos, y características craneofacial específicas. Los individuos con el síndrome de Langer-Giedion tienen típicamente el pelo fino del cuero cabelludo, los oídos, que pueden ser grandes, o las cejas prominentes, amplias, los ojos hundidos, la nariz con bulbo, el labio superior estrecho largo y dientes faltantes. Los individuos con el síndrome de Langer-Giedion pueden mostrar una susceptibilidad a las infecciones durante los primeros años de la vida, especialmente infección de pecho. Los individuos pueden mostrar algunas o todas estas características y, además, pueden ser afectados diferentemente por la severidad de sus síntomas. La perspectiva para los niños con el síndrome de Langer-Giedion depende grandemente de la severidad de las características. La mayoría de los casos del síndrome de Langer-Giedion ocurren en los intervalos irregulares, que significa que la pérdida de material genético no está a menudo presente en el padre y no afectan generalmente a otros miembros de la familia. No hay actualmente tratamientos para este síndrome. Los pacientes con esta enfermedad tienen garantizados una vida muy corta, si sobreviven más allá de infancia. Hay actualmente científicos y doctores que trabajan en el síndrome de Langer-Giedion, intentando encontrar una manera de reducir sus riesgos. 123 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 4.3.3.7SíndromedeMillerDieker El síndrome de Miller Dieker es una enfermedad congénita (que está presente desde el nacimiento), rara hereditaria del desarrollo del sistema nervioso central (sistema formado por el encéfalo y la médula espinal), que conduce a alteraciones severas en la función neurológica. Durante la formación del sistema nervioso, el sistema nervioso central inmaduro sufre un proceso que se denomina migración neuroblástica, mediante el cual las células nerviosas se desplazan, de tal forma que casi ninguna neurona del cerebro de un adulto se encuentra en el mismo sitio donde comienza a desarrollarse. El proceso de migración comienza, a las cuatro semanas de gestación y acaba alrededor del primer año de vida. Las alteraciones de la migración neuroblástica son un grupo de malformaciones de la corteza cerebral, siendo la lisencefalia la más frecuente; aparece durante el tercer o cuarto mes de gestación y se han descrito más de 20 síndromes con lisencefalia. La lisencefalia se caracteriza por la ausencia de circunvoluciones en la corteza cerebral, suele afectar a todo el encéfalo, incluido cerebelo; presenta diferentes grados de afección, que van desde agiria (ausencia total de las circunvoluciones cerebrales), hasta paquigiria (pocos surcos con circunvoluciones de gran tamaño). Produce retraso mental, parálisis cerebral infantil, microcefalia (cabeza anormalmente pequeña), convulsiones, falta de regulación de la temperatura, rechazo al alimento, apneas (ausencia o suspensión temporal de la respiración) y suele reducir la esperanza de vida. Se distinguen diversas formas y grados de lisencefalia: - Lisencefalia tipo I: generalmente pueden distinguirse las cuatro capas celulares en la corteza cerebral con afectación escasa o nula del cerebelo. - Lisencefalia tipo II: corteza cerebral muy desestructurada, con polimicrogiria (desarrollo escaso de las circunvoluciones cerebrales, con la corteza gruesa y mal definida), asociada a alteraciones musculares, hidrocefalia y encefalocele en diferentes grados. Fue descrito por primera vez, en 1963, por James Q. Miller y posteriormente, en 1969, por Hans Jochen Dieker. Clínicamente la principal manifestación del sistema nervioso central es la lisencefalia, generalmente severa, de tipo I, con frecuencia asociada a agenesia (desarrollo defectuoso, o falta de alguna parte de un órgano) total o parcial del cuerpo calloso; presentan rasgos cráneo faciales dismórficos (dismorfismo es la forma defectuosa de un aparato u órgano): frente prominente y estrecha, estrechamiento o hundimiento bitemporal, surco medial en la frente, nariz pequeña con narinas (orificios de la nariz) antevertidas, filtrum (surco vertical en el centro del labio superior) largo, labio superior prominente y micrognatia (mandíbula anormalmente pequeña); debido a la grave desestructuración cerebral aparecen: retraso psicomotor (retraso en la adquisición de las habilidades que requieren la coordinación de la actividad muscular y mental) grave y retraso mental severo, tetraparesia (parálisis incompleta o ligera de los cuatro miembros) fláccida, epilepsia rebelde al tratamiento que suele debutar como un síndrome de West. 124 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria Puede acompañarse de retraso del crecimiento, polihidramnios (aumento anormal del líquido en la cavidad ammiótica) y disminución de los movimientos fetales; paladar ojival (paladar en forma de bóveda); onfalocele (defecto de línea media en la pared abdominal anterior del abdomen, a nivel del ombligo), cardiopatías (término general de la enfermedad del corazón) congénitas: ductus arterioso persistente (persistencia anormal después del nacimiento del conducto desde la arteria pulmonar a la aorta presente en el feto), defectos del septo ventricular (pared del corazón que separa el ventrículo izquierdo del derecho), anomalías urogenitales: criptorquidia (uno o ambos testículos no pueden descender al escroto), es la más frecuente y suele asociarse a mal pronóstico, seno pilonidal (granuloma subcutáneo que contiene pelos, se infecta y fistuliza (fístula es la comunicación anormal entre dos órganos internos o hacia la superficie corporal) con frecuencia y tiende a recidivar (recidiva es la aparición de una enfermedad), agenesia renal e hidronefrosis (acúmulo anormal de orina en los riñones); anomalías digitales: polidactilia (presencia de dedos adicionales), clinodactilia (arqueamiento permanente de un dedo), camptodactilia (flexión permanente de uno o más dedos), dermatoglifos (dibujos formados por las crestas y los surcos de las manos y los pies) anormales; y anomalías oculares: anomalías del iris, telecantus (anomalía del párpado que consiste en una deformidad que aumenta la distancia del ángulo interno del ojo a la nariz), hipertelorismo (aumento de la separación de los ojos), blefaroptosis (caída del párpado superior) y alteraciones de la vascularización retiniana. El diagnóstico de sospecha es clínico y el de confirmación requiere realizar estudios de diagnóstico por imagen: escáner y sobre todo resonancia nuclear magnética para confirmar las malformaciones cerebrales asociadas, que junto a los rasgos faciales dismórficos son criterios necesarios y suficientes para hacer el diagnóstico. Se ha descrito un patrón electroencefalográfico característico que puede ayudar al diagnóstico diferencial. El estudio citogenético (estudio a nivel de la célula de los caracteres particulares de la herencia, principalmente de los cromosomas y los genes) permite el diagnóstico de la mitad de los casos; el diagnóstico prenatal puede realizarse mediante biopsia (operación que consiste en extirpar en el individuo vivo un fragmento de órgano o de tumor con objeto de someterlo a examen microscópico) corial o Amniocentésis (procedimiento obstétrico mediante el cual se extrae una pequeña cantidad de liquido amniótico para su posterior análisis). No existe tratamiento curativo de la enfermedad, siendo el tratamiento puramente sintomático. El síndrome de Miller Dieker tiene mal pronóstico y la muerte suele producirse durante la infancia. Se hereda como un rasgo genético autosómico recesivo, la mayoría (84-92%) se debe a una delección en el en el gen LIS1, localizado en el brazo corto del cromosoma 17 (17p13.3). Aunque se han identificado algunos casos de cromosoma 17 en anillo. 125 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 4.3.3.8SíndromedeKallman Es una forma de hipogonadismo genético caracterizada por una reducida secreción de hormona liberadora de gonadotropina (GnRH) así como por un defecto de las neuronas implicadas en el olfato. Estos defectos resultan en un crecimiento inadecuado durante la pubertad. Este síndrome puede presentar una alteración cromosómica en un porcentaje muy bajo (delxp22) 4.3.4 Síndromesdefragilidadcromosómica Existe un grupo de enfermedades con una tasa de roturas cromosómicas elevada. Estas enfermedades son el síndrome de Bloom, la anemia de Fanconi, la ataxia-telangiectasia y la xerodermia pigmentada. Sus características comunes son: Herencia Autosómica recesiva con frecuencias de aparición muy bajas El defecto bioquímico exacto no se conoce, pero se sabe que esta relacionado con el metabolismo del ADN o con los mecanismos de reparación. Todos ellos presentan una afectación neurológica y deficiencias en el sistema inmunitario Tendencia elevada a las neoplasias. Inestabilidad cromosómica espontánea y/o inducida que se utiliza como test de diagnostico pre y pos natal El síndrome de Bloom es una enfermedad hereditaria rara, caracterizada por talla corta, telangiectasia (pequeños vasos sanguíneos faciales dilatados) facial, fotosensibilidad (sensibilidad creciente a la luz), y aumento de la susceptibilidad a tumores. Aparece con mayor frecuencia en judíos asquenazíes originarios de Polonia y Ucrania. Es más frecuente en los hombres con una relación hombre/mujer de 4:3, siendo en general las alteraciones dermatológicas menos graves en las mujeres que en los hombres. Fue descrita por primera vez, en 1954, por D. Bloom. No se conoce exactamente la causa de la enfermedad, la propensión a desarrollar neoplasias (tumores) puede relacionarse con la inestabilidad genómica y facilitarse por la inmunodeficiencia que padecen. Clínicamente se caracteriza por retraso del crecimiento intrauterino y postnatal, déficit inmunológico y eritema (enrojecimiento con inflamación persistente de la piel) telangiectásico facial producido por fotosensibilidad. Se acompaña de anomalías craneofaciales: nariz prominente, orejas grandes, hipoplasia (desarrollo incompleto o defectuoso) malar, micrognatia (mandíbula anormalmente pequeña), dolicocefalia (cabeza alargada en sentido antero posterior) y microcefalia (cabeza anormalmente pequeña); anomalías genitourinarias: hipogonadismo (secreción insuficiente de las glándulas genitales), azoospermia (ausencia de espermatozoides en el esperma) que produce infertilidad en varones y criptorquidia (uno o ambos testículos no pueden descender al escroto);; anomalías de la piel: zonas hiper o hipopigmentadas y queratosis (cualquier enfermedad con 126 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria aumento del desarrollo y engrosamiento del epitelio de la capa córnea de la piel); conjuntivitis (inflamación de la conjuntiva del ojo); peso y talla bajos y diabetes mellitus. Presentan un mayor riesgo de malignización, siendo los tumores más frecuentes: leucemia, linfoma, adenocarcinoma, carcinoma de células escamosas. Puede acompañarse con menor frecuencia de retraso mental moderado, ausencia de incisivos, acantosis nigricans (enfermedad cutánea caracterizada por lesiones hiperpigmentadas de aspecto verrugoso, localizadas en axilas, y pliegues cutáneos perianales) e hipertricosis (crecimiento excesivo del pelo); irregularidad menstrual, deficiencia de la hormona de crecimiento, tumor de Wilms, sarcoma osteogénico, cardiopatías (término general de la enfermedad del corazón); anomalías de las extremidades: longitud desigual de las piernas, ausencia de dedos del pie, sindactilia (fusión congénita o accidental de dos o más dedos entre sí), polidactilia (presencia de dedos adicionales), clinodactilia (arqueamiento permanente de un dedo), luxación (dislocación de una articulación) de cadera, pie equinovaro (malposición del pie que asemeja a la pata de un caballo) y pliegue simiesco (presencia de un solo pliegue profundo en las palmas de las manos); quiste pilonidal (granuloma subcutáneo que contiene pelos, se infecta y fistuliza; fístula es la comunicación anormal entre dos órganos internos o hacia la superficie corporal, que con frecuencia tiende a recurrir) y estrechez del meato uretral. El diagnóstico diferencial se debe realizar con el síndrome de Rusell Silver, síndrome de Dubowitz, ataxia telangiectasia, síndrome de Cockayne, síndrome de Werner, disqueratosis congénita, anemia de Fanconi y xeroderma pigmentario. El diagnóstico prenatal puede realizarse mediante Amniocentésis (procedimiento obstétrico mediante el cual se extrae una pequeña cantidad de líquido amniótico para su posterior análisis), objetivándose una elevada tasa de intercambio de cromátides hermanas y roturas cromosómicas en el cultivo. La biometría fetal pondría de manifiesto el retraso del crecimiento intrauterino. Las lesiones dermatológicas mejoran con la edad. Son propensos a las infecciones, aunque se hacen más resistentes a medida que avanza su edad. La edad máxima a la que por ahora ha llegado un individuo con síndrome de Bloom es de 48 años. No existe tratamiento curativo de la enfermedad, el objetivo del tratamiento es corregir quirúrgicamente las deformidades óseas y tratar precozmente las posibles tumoraciones malignas que aparezcan. El síndrome de Bloom se hereda como un rasgo genético autosómico recesivo, habiéndose localizado el gen, denominado BLM, responsable de la enfermedad en el brazo largo del cromosoma 15 (15q26.1). El síndrome de Bloom se caracteriza por la presencia de estructuras tetrarradiales entre cromosomas homólogos y aumento de intercambio de cromátidas hermanas. Paciente con síndrome de Bloom, con eritema y telangiectasias en las áreas más prominentes de la cara. 127 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 4.3.4.1XerodermiaPigmentada El xerodermia pigmentoso (XP) es una entidad transmitida por herencia autosómica recesiva y cuyo cuadro clínico es un reflejo de la alteración en la reparación del ADN dañado por RUV. Ocurre en ambos sexos y en todas las razas. Los enfermos suelen quemarse fácilmente con el sol y a corta edad muestran daño actínico severo con presencia de pecas y otras manchas pigmentadas así como xerosis, de aquí el nombre de la enfermedad Aun en la infancia temprana, comienzan a aparecer queratosis y queilitis actínicas y finalmente lesiones malignas cutáneas: carcinoma basocelular, carcinoma espinocelular o melanoma maligno. Estos enfermos presentan frecuentemente carcinoma epidermoide en mucosa oral, tumores pulmonares, renales, testiculares, gástricos, pancreáticos, mamarios, uterinos, cerebrales y leucemias. Hasta 30% de los enfermos con XP presentan alteraciones neurológicas desde una hiporreflexia casi imperceptible hasta crisis convulsivas, espasticidad generalizada, retardo mental o sordera sensorial. A nivel oftalmológico los enfermos presentan queratitis y opacidad corneal con neovascularización. Los enfermos con XP tienen un defecto, a nivel de endonucleasas, en la reparación del ADN dañado por RUV (y en menor grado otros agentes dañinos como fármacos y carcinógenos químicos). Con ello se van acumulando y perpetuando mutaciones en el ADN que finalmente se reflejarán en el desarrollo de una neoplasia maligna. Las células de algunos enfermos muestran incluso rupturas cromosómicas. Existe heterogeneidad genética en cuanto al sitio específico de los defectos que no pueden ser reparados por ciertos enfermos y a éstos se les llama “grupos complementarios”. Se han descrito por lo menos ocho grupos complementarios diferentes en enfermos con XP (A, B, C, D, E, F, G y variante) y aunque el cuadro clínico y pronóstico de la enfermedad suelen ser los mismos, el grado de deficiencia en la reparación del ADN es muy diferente entre ellos (de 2% a 100% de lo normal). Los mejores resultados terapéuticos se obtienen mientras más temprano se realice el diagnóstico. Los enfermos deben evitar la exposición solar en forma estricta usando cotidianamente ropa adecuada (telas que no permitan el paso de RUV, mangas largas, sombreros, lentes protectores de UVA/UVB, etc.), filtros solares, evitar trabajos o actividades recreativas al aire libre. Conforme aparezcan lesiones premalignas (p.ej. queilitis o queratosis actínicas) deberán tratarse con criocirugía, electro cirugía o 5-FU. Cuando se está ante lesiones malignas, el tratamiento es principalmente quirúrgico. Se ha informado alguna utilidad de los retinoides sistémicos para retardar la aparición de neoplasias malignas. 4.3.4.2AnemiadeFanconi La Anemia de Fanconi (AF) es un síndrome de fragilidad cromosómica, autosómico recesivo, caracterizado por presentar malformaciones congénitas muy diversas y en diferentes órganos en un 70% de los casos, insuficiencia medular progresiva y tendencia a enfermedades malignas sobre todo leucemia no linfoblástica 128 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria aguda (LNLA) y tumores sólidos. La AF fue descrita en 1927 por un pediatra suizo, Guido Fanconi, en tres hermanos con diferentes malformaciones congénitas, astenia, infecciones de repetición y sangrados espontáneos por fallo en la función de la médula ósea. El diagnóstico precoz nos permitirá un buen control de la afectación hematológica, la realización de los tratamientos quirúrgicos antes de la instauración de la trombopenia, consejo genético para la familia, identificación pre sintomática de hermanos afectos o embarazos cuyos fetos sean posibles donantes de progenitores hematopoyéticos para un hermano afecto. La AF es el grupo más frecuente de anemia aplásica en la infancia. Es una enfermedad “rara” de mayor prevalencia en las últimas décadas debido al uso de técnicas que estudian la fragilidad cromosómica. Afecta a 1:360.000 nacimientos. Se considera heterocigota el 0,5% de la población aunque hay variabilidad étnica: la frecuencia de heterocigotos en EE.UU. y en Europa es 1/300 y en Sudáfrica y entre los judíos ashkenazis aumenta a 1/100. Los individuos de raza gitana también tienen una incidencia mayor. Actualmente hay más de 1000 casos comunicados2. La proporción 3 de varones y hembras es de 3:1. La edad media al diagnóstico es de 8 años. El 75 % de los casos se diagnostica entre los 4 y 14 años aunque hay casos reportados desde el nacimiento hasta los 48 años. Seguramente se han subestimado aplasias medulares o LNLA en adultos, sin malformaciones, que posiblemente han sido AF sin diagnosticar cuya única manifestación previa ha podido ser una trombopenia asintomática. Se trata de un síndrome multigénico autosómico recesivo. Para que un individuo padezca la enfermedad es necesario que ninguna de las dos copias del gen sea funcional. Si tan sólo una de ellas es no funcional, el individuo será portador de la enfermedad pero no la padecerá. Si dos individuos portadores de mutaciones en el mismo gen tienen descendencia, el 50% de su descendencia será portadora por tener una de las dos copias afectada, el 25% poseerá ambas copias funcionales, individuos sin mutaciones, y el 25% tendrá ambas copias no funcionales; éstos son los enfermos de AF. Hasta el momento se han descrito 8 genes distintos involucrados en esta enfermedad. Estos genes han sido identificados por análisis de complementación habiéndose clonado seis de ellos 4. Recientemente un séptimo gen de AF ha sido identificado como BRCA2 y su implicación es bien conocida en la susceptibilidad al cáncer de mama. Mutaciones bialélicas en BRCA2 se han observado en las células FANCB y FANCD1 sugiriéndose que éste es el gen implicado en ambos subtipos 129 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico En el ámbito mundial el grupo de complementación A es el más abundante, representando aproximadamente el 66% de los pacientes. Los pacientes con el grupo FANCC, propio de los judíos askhenazis, suponen el 12%, y los del grupo FANCG un 10%, siendo escasos los pacientes pertenecientes al resto de los grupos5. En el gen FANCA se han determinado más de 100 mutaciones distintas. La función de estos genes implicados en la AF todavía no se conoce y no se ha observado homología entre las proteínas que codifican estos genes respecto a otras previamente caracterizadas. Tampoco tienen dominios concretos que permitan predecir su función celular concreta aunque existen evidencias en que todos los genes de la AF participan en una vía común. Varias de las proteínas Fanconi (A, C, E, F, y G) se ensamblan en un complejo nuclear que se requiere para la activación de la proteína FANCD2 que interviene en la reparación del DNA, la regulación del ciclo celular, la homeostasis de factores de crecimiento, el metabolismo del oxígeno y la apoptosis celular. El papel de la proteína FANCB y FANCD1 no se requiere para la activación del complejo Fanconi ni para activar a FANCD2. La ausencia de cualquiera de estas subunidades proteicas producirá una pérdida en el complejo nuclear AF y la degradación del resto de subunidades dando origen a la enfermedad. El Grupo Europeo para el Estudio de la Anemia de Fanconi ha publicado recientes avances en biología molecular que han permitido establecer una relación entre el genotipo de FA y la naturaleza y severidad del fenotipo clínico. Los sujetos homocigotos tienen una sensibilidad patognomónica para presentar roturas cromosómicas, debidas a alteraciones en el DNA, bajo la acción de agentes como el diepoxibutano (DEP) y la mitomicina D (MMD) que inducen enlaces cruzados entre las cadenas de DNA El extremo de los cromosomas en los que se organiza el ADN de los organismos superiores está protegido por unas estructuras llamadas telómeros. La función de los mismos es proteger a los cromosomas de la degradación, impedir que se unan entre sí y favorecer la diferenciación correcta de los mismos durante los procesos de división celular. En estos pacientes existe un acortamiento de los telómeros que se ha demostrado por técnicas cuantitativas de Hibridación in situ fluorescente (FISH), y ello es responsable de la inestabilidad en el gen, apoptosis celular, alteraciones hematológicas y cáncer. La longitud de los telómeros en los pacientes afectos de AF es significativamente menor que la de los controles de la misma edad. Las manifestaciones clínicas se agrupan en cuatro grandes grupos: defectos o anomalías físicas existentes al nacimiento, endocrinopatías y fallo en el crecimiento, aparición de tumores sólidos y anomalías hematológicas que incluyen insuficiencia medular y desarrollo de leucemia o síndromes mielodisplásicos. 4.3.4.3Anomalíascongénitas El 60-75% de los niños las presentan. Pueden afectar a cualquier sistema del organismo. Pueden ser muchas en número o por el contrario, muy pocas. No es posible predecir la cuantía y el tipo de anomalías que estarán presentes en la descendencia de una pareja en que ambos miembros sean heterocigotos. Debido a la gran variabilidad clínica de la enfermedad se suele hablar de naturaleza heterogénea de la AF. Cuanto menor es la edad al diagnóstico más graves son las anomalías asociadas a la enfermedad, por lo que cuando el diagnóstico se realiza en los lactantes, éstos suelen mostrar malformaciones severas. 130 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria La piel está afectada en el 60% de los casos presentando manchas café con leche o lunares de gran tamaño. Puede existir una hiperpigmentación generalizada dando lugar a una “piel bronceada”. Le siguen en frecuencia las anomalías en el primer dedo y brazo presentes en el 50% de los niños, que consisten en ausencia del dedo, pulgares bífidos o supernumerarios y ausencia o hipoplasia de radio. Otras anomalías esqueléticas menos frecuentes son la displasia congénita de cadera, malformaciones espinales, escoliosis, anomalías costales, sindactilias o alteración en la implantación en los dedos de los pies. Las anomalías gonadales y del desarrollo sexual afectan al 37% de los varones y al 3% de las mujeres y consisten en hipogonadismo, criptorquidia, hipospadias, útero bicorne, aplasia de útero o vagina, etc. La diferencia de incidencia podría explicarse por la facilidad de diagnóstico en varones y dificultad en mujeres, pudiendo estas manifestaciones pasar inadvertidas en ellas. Las mujeres pueden tener un retraso en la menarquia, ciclos menstruales irregulares y disminución de la fertilidad. La menopausia a menudo ocurre en la tercera o cuarta década. También los varones tienen disminuida la producción de espermatozoides y la fertilidad. En el 25% de los casos se encuentra alguna anomalía cráneo-facial u otros rasgos fenotípicos a este nivel como microcefalia, microftalmia, raíz nasal ancha, implantación anómala del pelo, implantación baja de las orejas o retromicrognatia. En el 23% existe alguna anomalía renal del tipo de agenesia, malposición o riñón en herradura. El retraso mental no es tan frecuente como se sugirió en un principio y sólo un 13% de los pacientes lo presentan. El 6% pueden tener defectos cardíacos sobre todo al nivel de los tabiques que separan las cavidades, válvulas y ductus. El 4% de los pacientes pueden presentar malformaciones gastrointestinales de distinta gravedad que pueden requerir tratamiento quirúrgico precoz. 131 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico Cada célula en cada órgano de un paciente con AF puede fallar en su misión encomendada genéticamente. Como consecuencia esta enfermedad puede afectar a todos los tejidos del organismo. 4.3.4.4Endocrinopatíasyfalloenelcrecimiento Se encuentran hasta en el 80% de los niños estudiados. Consisten en baja talla, déficit de hormona de crecimiento, hipotiroidismo, intolerancia a la glucosa, hiperinsulinismo y diabetes mellitus19. La baja talla es producto de diversos hechos consecuencia de un “hipotálamo hipoactivo”; es una insuficiencia en hormona de crecimiento (GH), resistencia a la acción de la GH e hipotiroidismo. El 50% están en un percentil menor de 3. La edad ósea está retrasada y ello hace que la talla final sea algo mayor de la esperada Al iniciar la pubertad hay una mayor resistencia a la acción de la GH. El mecanismo íntimo responsable de la baja talla no se conoce. Ni las cifras de GH ni las del factor de crecimiento similar a la insulina, (IGF-1, insuline-like growth factor), están tan afectadas como para justificar el retraso de talla en estos niños. Los pacientes pertenecientes a los grupos FANCA y FANCG son relativamente más altos que los pertenecientes a los demás grupos y los del grupo FANCC son los más bajos. La sustitución hormonal no corrige la talla de estos niños en la medida de lo esperado. Algunos no tienen déficit hormonales detectables que justifiquen la baja talla y un pequeño porcentaje de pacientes con AF tiene talla normal. 4.3.4.5Tumoressólidos El riesgo de desarrollar tumores sólidos aumenta especialmente a partir de los 20 años de vida. Las mujeres tienen riesgo de desarrollar tumores de mama, cuello de útero y vulva. En ambos sexos, a cualquier edad, pero sobre todo en varones a partir de 132 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria los 40 años, especialmente si son fumadores, existe riesgo de desarrollar cáncer de cabeza, cuello, y esófago. También se han descrito tumores hepáticos generalmente en pacientes que reciben tratamiento con andrógenos 4.3.4.6Manifestacioneshematológicas La AF se caracteriza por un fallo medular progresivo que origina una pancitopenia en sangre periférica21, responsable de la astenia, anorexia, infecciones y síntomas de sangrado. Una vez iniciada la alteración hematológica, los pacientes evolucionan hacia la pancitopenia en una mediana de 3 años. Un número pequeño de los pacientes inicia la alteración hematológica con la presencia de una hemopatía grave, fundamentalmente síndromes mielodisplásicos (SMD) en el 5% de los casos y leucemia mieloide aguda (LMA) en el 10%. La tendencia a presentar hemopatías malignas en el curso de la evolución es muy alta, en torno al 50% con una mediana de tiempo de aparición de 7 años. Más de la mitad de los pacientes fallecen antes de alcanzar la pubertad. El 98% de los pacientes que alcanzan los 40 años de edad presentan alteraciones hematológicas graves El diagnóstico de AF debe sospecharse en aquellos pacientes con determinadas anomalías físicas, fallo medular, mielodisplasia y leucemia mieloide aguda. La confirmación del diagnóstico se realiza mediante los tests clásicos de sensibilidad citogenética, roturas cromosómicas, utilizando agentes como el DEB, que induce enlaces cruzados entre las cadenas de DNA, o MMC El test de DEB debe realizarse por parte de un laboratorio experimentado en citogenética y cultivo celular. Los linfocitos T de la sangre se ponen en cultivo en presencia y ausencia de DEB. Posteriormente los cultivos se exponen a colchicina siguiendo los métodos citogenéticos convencionales. Finalmente un citogenetista experimentado analizará microscópicamente un mínimo de 25 metafases por cultivo. En el estudio se tiene en cuenta el número, tipo de roturas cromosómicas detectadas en cada célula y la distribución de éstas. Se debe calcular el porcentaje de células con roturas, el porcentaje de células multiaberrantes, el número medio de roturas por célula y el número medio de roturas por célula aberrante. Este análisis detallado nos permite confirmar el diagnóstico y detectar mosaicismos, es decir, la presencia de dos subpoblaciones celulares en los cultivos tratados con DEB, una sin roturas cromosómicas y otra con muchas roturas por célula23,24. En ocasiones los pacientes con mosaicismos presentan falsos negativos con el test DEB. En aquellos pacientes con alta sospecha clínica de AF y negatividad del test DEB, éste debe repetirse en otro tipo celular como los fibroblastos de la piel para establecer el diagnóstico. Los pacientes heterocigotos para AF no pueden ser detectados con este test. La MMC induce la detención del ciclo celular en la fase G2 y esta detención puede ser cuantificada por citometría de flujo. En este test los fibroblastos de la piel son expuestos a la acción de la MMC y el porcentaje de células obtenido en esta fase será muy útil para el diagnóstico Los datos de laboratorio asociados a la AF son el progresivo descenso en los recuentos celulares de sangre periférica, trombopenia, leucopenia y anemia. La primera manifestación morfológica suele ser la macrocitosis con poiquilocitosis, anisocitosis moderada, aumento de antígeno i eritrocitario, persistencia de hemoglobina fetal e incremento de concentración sérica de eritropoyetina, EPO. 133 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico La primera manifestación cuantitativa es la trombopenia aislada en más de la mitad de los pacientes. La médula ósea inicialmente es normocelular, progresivamente se convierte en hipoplásica y finalmente en aplásica. Los pacientes con AF presentan a menudo clones anómalos que pueden ser detectados en los estudios de médula ósea. Un clon anómalo es un cambio en la estructura o número de los cromosomas en algunas células del paciente. Algunos clones desaparecen o son reemplazados por otros diferentes. Muchos pacientes con clones anómalos permanecen estables durante años sin transformación leucémica. Por otro lado, un clon es en ocasiones el primer estadío en la progresión a LMA o SMD. Los investigadores no se ponen de acuerdo en el significado de estos clones pero la mayoría están de acuerdo en que pueden indicar una fase avanzada o agresiva de la enfermedad. En los cultivos celulares se constata una disminución de colonias formadores de unidades eritrocitarias (CFU-E) y colonias formadores de unidades granulocíticas y monocíticas (CFU-GM) como expresión de la alteración de ambas series eritropoyética y granulopoyética, anomalía de respuesta de CFU-GM por alteración en la stem-cell pluripotencial, aumento en la producción de eritropoyetina (EPO) y aumento de Factor de necrosis tumoral alfa (TNF-a) en relación con disminución de interleukina 6 (IL-6). 4.3.4.7Diagnosticogenéticomolecular Conocer el grupo de complementación de Fanconi, es decir determinar el gen implicado, es muy importante. En primer lugar facilita la realización de estudios posteriores para determinar las mutaciones en dicho gen. Una vez determinada la mutación es posible detectar la presencia de portadores de la enfermedad entre familiares y realizar estudios de diagnóstico prenatal. También posibilita la determinación del carácter pronóstico para cada una de las mutaciones en relación con la severidad de la enfermedad. Para determinar cuál es el gen afectado en los pacientes con AF se realizan estudios de fusión de sus células con células de Fanconi en las que se conoce cuál es el gen mutado. Cuando las células de Fanconi se fusionan con células de un individuo sano desaparece la inestabilidad cromosómica de las células de Fanconi por la función aportada por los genes homólogos de las células sanas. Para determinar si un determinado paciente pertenece al grupo de complementación FANCA sus células se fusionan con células deficientes en este gen. Si el defecto celular no se corrige con esta fusión y sí por la fusión con otras líneas celulares, la conclusión es que el paciente corresponde al grupo de complementación FANCA. Ensayos análogos con líneas celulares deficientes en otros genes se realizan para determinar la adscripción de pacientes a otros grupos de complementación. El desarrollo reciente de técnicas de transferencia génica en células humanas mediada por vectores retrovirales, ha permitido establecer una nueva y más eficaz metodología para caracterizar el grupo de complementación al que pertenecen los pacientes con AF. Estos ensayos tienen su fundamento en la inserción de los genes clonados de AF en una muestra de linfocitos periféricos de los pacientes utilizando virus modificados genéticamente. Una vez insertados los diferentes genes en las células de los pacientes afectos de AF, se estudia la fragilidad cromosómica de las mismas. Si tras la inserción de un determinado gen el fenotipo de las células de Fanconi revierte, quiere decir que dicho paciente pertenece a ese determinado grupo de complementación. 134 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria Se han asociado genotipos y manifestaciones clínicas. Los pacientes FANCG presentan citopenias más severas y mayor incidencia de leucemias. Las anomalías somáticas son de menor prevalencia en el FANCC y más frecuentes en los grupos FANCD, FANCE y FANCF. Los pacientes FANCA homocigotos para mutaciones nulas manifiestan anemia severa a una edad más temprana y mayor incidencia de leucemia que aquellos pacientes cuya mutación produce una proteína FANCA anómala. En el grupo FANCC la mutación más frecuentemente detectada en este grupo, típica de los judíos ashkenazis, se correlaciona con una aparición muy precoz de las anomalías congénitas y múltiples defectos al nacimiento, mientras que en este mismo grupo otras mutaciones se correlacionan con escasas malformaciones congénitas y tardía progresión hacia el fallo medular. 4.3.4.8Diagnósticoprenatal El diagnóstico prenatal está indicado en los embarazos en los que el feto tiene un riesgo del 25% de padecer la enfermedad. El consejo genético es la parte más importante de cualquier procedimiento de diagnóstico prenatal. La familia que tiene un miembro diagnosticado de AF debe conocer perfectamente el modo de herencia de la enfermedad y la posibilidad del diagnóstico prenatal con los riesgos que el procedimiento conlleva. El diagnóstico se realiza con los tets de fragilidad cromosómica clásicos realizados en muestras de vellosidades coriónicas hacia las 10-12 semanas de gestación o Amniocentésis a las 16-18 semanas de gestación. La ecografía puede poner de manifiesto malformaciones descritas en AF aunque nunca es diagnóstica de la enfermedad; además muchas malformaciones no son detectadas por este método. 4.3.4.9Diagnósticogenéticopreimplantacional El diagnóstico genético preimplantacional consiste en adelantar el diagnóstico de alteraciones cromosómicas y alteraciones hereditarias graves al estado de embrión, obtenido mediante fertilización in vitro, permitiendo seleccionar los embriones sanos para su transferencia al útero materno. El objetivo es obtener descendencia sana en una pareja con altas posibilidades de concebir descendencia afecta de enfermedades de base genética. En el caso de la AF es preciso conocer la alteración genética específica que presenta la familia afecta. El diagnóstico genético preimplantacional por sí mismo no aumenta el riesgo de ninguna complicación obstétrica en particular, con la posible excepción de placenta previa El diagnóstico genético preimplantacional también ha sido utilizado para seleccionar embriones HLA compatibles no afectos de enfermedad para la obtención de progenitores hematopoyéticos para trasplante a partir de un nuevo hijo sano. El diagnóstico diferencial se debe realizar con otros síndromes de inestabilidad cromosómica, enfermedades o síndromes que pueden presentar características clínicas comunes y con enfermedades hematológicas Los síndromes de inestabilidad cromosómica como el síndrome de ataxiatelangiectasia, síndrome de Bloom, xeroderma pigmentosum, etc. pueden presentar un alto índice de roturas cromosómicas espontáneas, sin embargo sólo la AF las presenta en presencia de DEB 135 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico Síndromes que pueden presentar similitudes clínicas con la AF son: - Neurofibromatosis tipo 1 - Facomatosis que presenta manchas cutáneas café con leche35 - Síndrome TAR, - Trombopenia con ausencia de radio36 - Síndrome VACTERL( acrónimo inglés: V-vertebral, A-anal, C-cardiac, Tthoracic, E-esophagus, R-renal, L-limbs)37 - Síndrome Holt-Oram, - Malformaciones cardíacas y extremidades inferiores etc. La AF es la causa genética más frecuente de fallo medular. El diagnóstico diferencial debe hacerse con todos los síndromes o enfermedades congénitas o adquiridas que produzcan fallo medular o citopenias aisladas severas Entre las enfermedades congénitas que producen aplasia medular hay que tener en cuenta la disqueratosis congénita que es otro síndrome de fragilidad cromosómica, el estado de preleucemia, mielodisplasia o monosomía y otras aplasias medulares familiares. El síndrome de Schwachman-Diamond es una insuficiencia pancreática exocrina con neutropenia en la que aproximadamente el 25% desarrollan anemia aplástica y el 5-10% leucemia. La disgenesia reticular y el síndrome de Kostman son citopenias severas de la serie blanca. La trombopenia amegacariocítica a menudo evoluciona hacia una anemia aplásica o leucemia. El síndrome de TAR es una citopenia severa de la serie plaquetar. El síndrome de Blackfan –Diamond es la aplasia pura de la serie roja. Las aplasias medulares adquiridas pueden ser idiopáticas, como la eritroblastopenia transitoria infantil, púrpura trombocitopénica inmune, neutropenia crónica benigna, etc. o secundarias a radiaciones, drogas y sustancias químicas, virus, enfermedades inmunológicas, timomas, hemoglobinuria paroxística noctura, preleucemia, etc. El tratamiento de la AF tiene como objetivo conseguir la máxima supervivencia en las mejores condiciones clínicas posibles. El tratamiento va a estar dirigido a las anomalías físicas, al fallo medular y a las enfermedades malignas relacionadas 30. 4.3.4.10Tratamientodelasanomalíasfísicas La evaluación inicial de un enfermo afecto de AF incluye: una ecografía renal y del tracto urinario, una valoración auditiva y una valoración del desarrollo psicomotor especialmente importante al comenzar a caminar y en los primeros años de escolarización. Todos los pacientes deben ser remitidos a servicios especializados en oftalmología, ortopedia, endocrinología y genética. Las actuaciones quirúrgicas indicadas sobre los defectos ortopédicos no deben demorarse ya que una vez instaurado el fallo medular, las condiciones para realizarlas serán menos favorables. El crecimiento y la pubertad deben ser vigilados muy estrechamente. 4.3.4.11Tratamientodelfallomedular Todos los pacientes diagnosticados de AF deben de ser controlados y tratados en una unidad de hematología pediátrica. Ante un nuevo diagnóstico de AF, una vez 136 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria conocida la situación hematológica y bioquímica del paciente, se debe realizar el estudio de los antígenos mayores de histocompatibilidad, HLA, del paciente, hermanos y padres para conocer la existencia o no de un donante para un transplante de progenitores hematopoyéticos. Todos los pacientes con AF inevitablemente sufrirán algún grado de fallo medular. El seguimiento del paciente debe ser muy cercano para iniciar el tratamiento de soporte sin demora una vez instaurado el fallo medular. Algunos pacientes mantienen durante años una situación de aplasia moderada que no precisa ningún tratamiento y otros pacientes en muy poco tiempo deben ser sometidos a un régimen transfusional9,10. El objetivo del tratamiento es mantener una situación hematológica que permita una calidad de vida aceptable. En general los parámetros sanguíneos que indican la necesidad de iniciar el tratamiento son la presencia de uno, dos o tres de los siguientes parámetros y la repercusión clínica en el paciente: hemoglobina < 8 g%; plaquetas < 30000/mm3 y/o neutrófilos < 500/mm3. Si el paciente tiene donante compatible el tratamiento de elección es el trasplante alogénico de progenitores hematopoyéticos (TPH). Si no existe esta posibilidad se inicia tratamiento escalonado con andrógenos, citoquinas o régimen transfusional. El algoritmo del tratamiento se recoge en la tabla 2. Andrógenos. Se han utilizado en la AF desde 1959. Son hormonas masculinas que estimulan la producción de células sanguíneas durante un período de tiempo determinado Corticoides. Oxymetholona a dosis de 2 mg/kg/día vía oral o nandrolona decanoato: 1-2 mg/kg/semanal, intramuscular con precaución en el lugar de inyección por la trombopenia. Inicialmente el 50-75% de los pacientes responde a este tratamiento. La serie roja en uno o dos meses muestra un aumento de reticulocitos y hemoglobina. Posteriormente son los leucocitos los que aumentan aunque es más irregular la respuesta. Las plaquetas pueden mostrar respuesta pero escasa a partir de los 6-12 meses. Esta mejoría de la médula ósea es temporal y dosis dependiente. Se debe incrementar la dosis hasta que deja de responder. Si no existe respuesta en 3 ó 4 meses, en ausencia de infección intercurrente, debe suspenderse el tratamiento. Los efectos secundarios son importantes: aceleración del ritmo de crecimiento, aumento de la masa muscular, virilización, hirsutismo, acné, hepatopatía en forma de enfermedad obstructiva, adenoma o carcinoma. Excepto este último, los demás problemas son reversibles al suprimir el fármaco. El seguimiento incluye monitorización de la función hepática, incluyendo la alfafetoproteína, cada 2 ó 3 meses y ecografía anual. Se utilizan corticoides siempre asociados a los andrógenos y a dosis bajas de 510 mg/día (no se usa la dosis en miligramos por kilogramo de peso). Los corticoides contrarrestan el efecto androgénico evitando la detención madurativa de las líneas de crecimiento celular y mejoran la fragilidad capilar. La indicación absoluta para su utilización en la AF es el hipopituitarismo y la insuficiencia suprarrenal. Citoquinas. Son factores de crecimiento hematopoyéticos presentes en el organismo de forma fisiológica que han podido ser fabricados en laboratorio y han demostrado ser eficaces en la producción de células sanguíneas. Disponemos de tres: G-CSF, factor estimulante de colonias granulocíticas; GM-CSF, factor estimulante de colonias granulo-monocíticas; y EPO, eritropoyetina, estimulante de la serie roja. Si la neutropenia es aislada o la respuesta medular a los andrógenos ya no es suficiente para mantener una situación hematológica aceptable para el paciente, debemos iniciar el tratamiento con los factores de crecimiento hematopoyético. 137 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico Ambos, G-CSF y GM-CSF, se han mostrado eficaces para incrementar los neutrófilos. La dosis inicial recomendada para el G-CSF es 5 mg/kg/día aunque hay pacientes que mantienen cifras de neutrófilos por encima de 1000/mm3 con la mitad de dosis y a días alternos. La dosis recomendada de GM-CSF es 2,5-10 mg/kg/día. Ambas citoquinas se deben suspender si no existe una respuesta en 8 semanas. No están indicadas ante una anomalía genética clonal en la médula ósea y por ello se recomienda realizar aspirados medulares cada 6 semanas durante este tratamiento, ya que si en un momento se detecta una alteración clonal, el tratamiento con citoquinas debe de ser suspendido. Si un paciente tiene una alteración clonal en la médula ósea y presenta un proceso infeccioso severo, el tratamiento debe de ser individualizado, porque podría estar indicada la utilización de factores de crecimiento. Para que las citoquinas sean eficaces requieren una hematopoyesis residual, actúan sobre todo sobre la serie blanca, son dosis dependientes y precisan de una administración continuada. Tienen efectos secundarios fácilmente controlables como fiebre, cefalea, malestar, mialgias, etc., pero se han comunicado casos de mielodisplasia y leucemia. 4.3.4.12LaAtaxiaTelangiectasia La Ataxia Telangiectasia es una rara y hereditaria (a través de genes recesivos), enfermedad progresiva y compleja que causa invalidez severa y muerte temprana. Hoy por hoy no hay ninguna cura y/o tratamiento. Sus rasgos principales son: deterioro neurológico, deficiencias del sistema inmunológico y una susceptibilidad mayor para desarrollar cáncer, principalmente leucemia y linfoma. La A-T, por consiguiente, limita la calidad y la esperanza de vida. La mayoría de los niños afectados son de complexión delgada. A-T se ve en todas las poblaciones, y afecta igualmente a varones y hembras. Los síntomas de A-T (también conocido como síndrome de Louis-Bar) normalmente empiezan en la infancia Muchos niños con A-T también presentan en una edad temprana deficiencias del sistema inmunológico. Tambalearse, babear, tener problemas de dicción y sentir demasiado el frío también es corriente en muchos niños afectados. Algunos niños, sobre todo varones, pueden parecer niños torpes. Sólo si estos síntomas duran y empeoran con el tiempo se puede esperar que el niño desarrolle telangiectasias 4.3.4.13Telangiectasias: Telangiectasias son los vasos sanguíneos, aparentemente extras, que tienen los niños con A-T. Pueden verse en el blanco de los ojos que parecen inyectados en sangre, en la parte de atrás de los hombros, cuello, en las curvas de los codos y en la parte de atrás de las rodillas. Recientemente nosotros nos hemos dado cuenta que las telangiectasias también pueden estar presentes dentro del cuerpo. 4.3.4.14DeficienciasdelSistemaInmunológico: La severidad y naturaleza de las deficiencias del sistema inmunológico varían en cada afectado. Algunos niños pueden no tener ninguna deficiencia, otros pueden requerir simplemente antibióticos de modo esporádico, mientras unos terceros pueden necesitar con regularidad infusiones de inmunoglobulina. Normalmente se encuentran deficiencias en los IgA, IgG y anticuerpos de IgG2 (una clase de proteínas sanguíneas cuya función es ayudar en la lucha contra virus y bacterias) y también hay deficiencias en los linfocitos (células sanguíneas blancas que intervienen en la lucha contra las infecciones). 138 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria Complejidad de la Enfermedad: La A-T es una enfermedad compleja que afecta a la coordinación muscular. Conlleva ataxia, babear, arrastrar las palabras, dificultades para masticar y tragar, control dificultoso de movimientos de manos y ojos. Los niños con A-T son incapaces de examinar el texto y enfocar rápidamente al leer y por ello les resulta tedioso hacerlo y lo hacen lentamente. Muchos niños crecen más despacio de lo habitual y están delgados. La pubertad puede tardar o ser incompleta. La mayoría necesitará usar una silla de ruedas sobre la edad de 10 años y requerirán un profesor de apoyo a jornada completa en la escuela. Los niños pueden ser muy sensibles a la luz del sol y a las quemaduras, suelen tener la piel fina y pueden padecer envejecimiento prematuro de la piel. Muchos padecen movimientos incontrolados en todo el cuerpo, que suelen ser fuertes y angustiosos. Diagnóstico genético y Prenatal: A-T es un desorden recesivo. Ambos padres son portadores de una copia anormal del gen de AT. Trasmiten ambas copias al hijo. Hay una posibilidad de cada 4 en cada embarazo para transmitir la AT al hijo. El diagnóstico prenatal ya está disponible, pero sólo puede hacerse cuando una familia ya tiene un hijo con A-T y los padres saben que son portadores. No hay ninguna prueba en la actualidad para determinar portadores en la población general. Susceptibilidad al Cáncer: Los pacientes con A-T tienen un mayor riesgo de desarrollar cánceres, en particular leucemia y linfoma (cáncer de las glándulas linfáticas). Se cree que entre un 10 a un 30% de los afectados desarrollarán cáncer. Riesgos en la salud de portadores: Se cree que las madres de niños con A-T pueden tener un riesgo levemente incrementado de desarrollar cáncer. Éste tema ha sido ha sido un asunto controvertido durante algunos años. El gen defectuoso de A-T también puede estar implicado en otros tipos de leucemia que se da en personas mayores. Causas de A.T. Un gen defectuoso (ATM es decir Ataxia-Telangiectasia Mutado) en el cromosoma 11 es la causa de la A-T. Este gen fue identificado en 1995 por el investigador israelita Dr. Yossi Shiloh de la Universidad de Tel Aviv. La proteína que produce el gen es abundante pero se pierde en los casos clásicos de A-T. En las formas más suaves de A-T se produce un poco de proteína. Esta proteína parece estar muy involucrada con la reparación del ADN. Los niños con A-T tienen una especial sensibilidad a las radiaciones ionizantes, sus cromosomas parecen alterarse fácilmente al exponerlos a los Rayos X y, por ello, hay que usarlos con cuidado. Las radiaciones normalmente no se usan en el tratamiento de cáncer en A-T. La A-T presenta deterioro neurológico, deficiencias del sistema inmunológico y cáncer. Hay investigadores dedicados a la A-T por todo el mundo, por ejemplo Francia, Italia, Japón, Australia, Israel, Reino Unido y sobre todo en U.S.A dónde hay una 139 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico organización para recaudación de fondos muy activa que dirige Brad Margus que tiene dos niños con la enfermedad. El Dr. E. Boder que en 1957, dio el nombre a la A-T, dijo: "A-T no es sólo una enfermedad rara. Se ha vuelto el centro de la investigación internacional porque presenta rasgos que son de gran interés en la medicina actual: la susceptibilidad al cáncer, la inmunodeficiencia, el deterioro neurológico progresivo y el envejecimiento prematuro. Esperamos que la investigación sobre A-T nos ayude a revelar conexiones entre estos síntomas". La complejidad de la enfermedad es grande y la investigación todavía está intentando entender los elementos básicos en ella, sobre todo el papel de la proteína en el cuerpo, lo que hace y cómo lo hace y por qué su ausencia causa los enormes problemas que vistos en la A-T. En la actualidad no contamos con ningún tratamiento para curar la enfermedad, pero no debemos perder la esperanza. Alteraciones cromosómicas que puede presentar el cariotipo de personas que padecen La Ataxia Telangiectasia. 140 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 4.4 Enfermedades relacionadas con las Mutaciones en los distintosCromosomas 4.4.1EnfermedadesDebidasaMutacionesenelCromosoma1 Locus Enfermedad 1p Susceptibilidad a la anorexia nerviosa 1p Enfermedad de Parkinson 1p Susceptibilidad a la psoriasis 1p Coreoatetosis paroxística con ataxia episódica 1p13 Reflujo vesicouretral 1p21 Anemia hemolítica por deficiencia de piruvato kinasa de los eritrocitos 1p21 Carcinoma del tiroides con neoplasia papilar renal 1p21 Dermatitis atópica 1p22 Dihidropirimidinuria 1p24 Sordera 1p, 11q23, 3p26-p25 Feocromocitoma 1p11 Meningioma inducido por radiación 1p31 Enfermedad arterial oclusiva 1p31 Susceptibilidad a las enfermedades autoinmunes 1p32 Leucemia linfocítica aguda de células T 1p32 Lipofuscinosis ceroide 1p32.1 Disfunción de la proteína precursora de unión al b-amiloide (Alzheimer) 1p34 Fucosidosis 1p34 Síndrome de Van der Woude 1p36 Ataxia cerebrospinal 1p36 Enfermedad inflamatoria intestinal 1p36.1 Exóstosis múltiple familiar 1pter-p36.13 Cataratas congénitas, Volkmann 1p36.32-p36.13 Distonía idiopática de tipo torsión 1p36.2-p36.1 Glaucoma infantil primario 1q21 Picnodisostosis 1q21, 19q13 hemocromatosis tipo 2 (juvenil) 141 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 4.4.2EnfermedadesDebidasaMutacionesenelCromosoma2 Locus Enfermedad 2p23.3 leucoencefalopatía con desvanecimiento de sustancia blanca 2p21 Sitoesterolemia 1p32 Susceptibilidad al asma 2p16.1 Anemia de Fanconi 2q11 Acromatopsia 2q22-q23 Enfermedad de Parkinson 2q31 Condrodisplasia rizomélica 2q33-q34 Deficiencia en caspasa 2q33-qter Xantomatosis cerebrotendinosa 2q35 Síndrome de Waardenberg 142 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 4.4.3EnfermedadesDebidasaMutacionesenelCromosoma3 Locus Enfermedad 3p25 Anemia de Fanconi 3p22-p21 Cáncer de pulmón 3p21-3p22 Cáncer de colon 3p21 Síndrome de Chanarin-Dorfman Síndrome de von Hippel 3p12 Almacenamiento del glucógeno 3p12 Coproporfiria 3q25.1 Leucemia mieloide aguda 3q27 Linfoma de células B 3q26 Encefalopatía familiar con cuerpos de inclusión 3q26 Cáncer de ovario 3q26.3 Síndrome de Cornelia de Lange-Brachmann 3q28 Lipoma. Leucemia mieloide 143 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 4.4.4EnfermedadesDebidasaMutacionesenelCromosoma4 Locus Enfermedad 4p16.3 Mucopolisacaridosis 4p16.3 Enfermedad de Huntingdon 4p16, 4p16 Síndrome de Ellis-van Creveld 4p16.1-p15.3 Distonía cerebral 144 4p15.31 Fenilcetonuria debido a deficiencia de dihidropteridina reductas 4p15.1 Lipodistrofia famiiar 4p14 Enfermedad de Parkinson familiar 4q12 Distrofia muscular 4q11-q12 Leucemia mieloide aguda 4q12 Susceptibilidad a la enfermedad de Graves 4q21-q23 Polidistrofia seudo Hurler 4q21 Ácidosis renal tubular 4q21 Síndrome de Fraser 4q22-q24 Abetaproteinemia 4q25-q27 Síndrome del QT largo 4q27 Síndrome de Bardet-Biehl 4q28 Disfibrinogenia 4q28 Oftalmoplejia externa progresiva 4q35 Deficiencia del factor de Fletcher LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 4.4.5EnfermedadesdebidasaMutacionesenelCromosoma5 Locus Enfermedad 5p12 Síndrome de Cokayne 5p15.2 Retraso mental en el síndrome "cri-du-chat" 5p Albinismo oculocutáneo 5q Miopatía distal 5q32-q33.1 Protección frente al daño oxidativo 5q11-q13 Síndrome de Maroteaux-Lamy 5q11.2 Síndrome del ovario poliquístico 5q11-q12 Carcinoma de endometrio 5q21-q22 Adenopoliposis familiar 5q23 Síndrome de Ehlers-Danlos 5q23-q31 Susceptibilidad a la osteoporosis 5q23-q31 Trombocitopenia neonatal aloinmune 5q31.1 Aracnodactilia congénita contractural 5q31-q34 Susceptibilidad al asma 5q31 Distrofia muscular tipo I 5q32 Síndrome de Netherton 5q35 Enfermedad de Paget del hueso 145 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 4.4.6EnfermedadesdebidasaMutacionesenelCromosoma6 Locus Enfermedad 6p23 leucemia no linfocítica 6p23 ataxia espinocerebelosa 6p21.3 hemocromatosis Chr.6, 6p22.3 esquizofrenia 146 6p21.3 panbronquiolitis 6p21.3 hiperplasia adrenal congénita por deficiencia de 21-hidroxilasa 6p21.3 susceptibilidad a la malaria 6p21.3 síndrome similar al Ehlers-Danlos- 6p21.3 síndrome linfocítico tipo I 6p21.3 resistencia al síndrome de Kreuztfeld-Jakob 6p22-p21 anemia de Fanconi 6p21-p12 xeroderma pigmentosum 6p21.2 demencia presenil con quistes 6p21 distrofia de los conos 6p12 hipermetioninemia 6p12 retinopatía diabética 6q13 sordera 6q23-q24 Síndrome de Zellweger 6q24 epilepsia 6q27 desorden mieloproliferativo 6q7 susceptibilidad a enfermedad coronaria LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 4.4.7EnfermedadesdebidasaMutacionesenelCromosoma7 Locus Enfermedad 7p15 Síndrome de Charcot-Marie-Tooth 7p15-p13 Deficiencia en glucoquinasa (diabetes) 7p22 Hiperaldosteronismo familiar tipo II 7p21 Síndrome de Saethre-Chotzen 7p21 Osteopenia, osteoporosis 7p21 Craneosinostosis 7p Síndrome de Goldenhar 7q11.2 Aneurisma intracraneal 7q11.23 Síndrome de Williams 7p21.3-p15.1 Ataxia cerebeloespinal 21 7q22-q31.1 Diarrea familiar secretora 7q31 Sordera (síndrome de Pendred) 7q33 Cordoma 7q Distrofia muscular del cinturón escapular 7q Hiperreflexia 7q31.2 Fibrosis cística 7q31.3-q32 Retinitis pigmentaria 7q31.3 Obesidad por deficiencia de leptina 7q31-q32 Carcinoma de células basales esporádico 7q36 Síndrome acropectoral 7q36 Polidactilia 147 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 4.4.8EnfermedadesdebidasaMutacionesenelCromosoma8 Locus Enfermedad 8pter-p22 Lipofuscinosis ceroide 8p23 Microcefalia 8p23.1 Histiocitoma fibroso maligno 8p22. 16q23.3-q24.1, 13q12.11, 9q32, 3p22-p21.3, 3p22 Carcinoma esofágico de células escamosas 148 8p22 Susceptibilidad al cáncer de próstata 8p22-p21.3 Carcinoma papilar de tiroides 8p22-p21.3 Lipogranulomatosis de Farber 8p21.1 Escorbuto 8p12-p11.2 Síndrome de Werner 8p12 Síndrome de Wolf-Hirschhorn 8p22-p11 Susceptibilidad a la esquizofrenia 8p11.2 Hiperplasia lipoide adrenal 8q21-q22 Acromatopsia 8q21.3-q22 Linfoma no Hodgkin 8q24 Anemia hemolítica debida a deficiencia de glutatonreductasa 8q24.1 Carcinoma renal 8q24.11-q24.13 Condrosarcoma 8q24.12 Síndrome tricorinofalángico 8q24.3 Neuropatía hereditaria, tipo Lom 8q24.3 Síndrome de Rothmund-Thomson 8q24 Linfoma de Burkitt 8q24 Enfermedad de Paget juvenil LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 4.4.9EnfermedadesdebidasaMutacionesenelCromosoma9 Locus Enfermedad 9p21 Melanoma maligno 9p22 Leucemia mieloide/lifoide o mixta 9p12-p11 Miopatía con cuerpos de inclusión 9p Susceptibilidad al mesotelioma maligno 9p11 Síndrome de Melkersson-Rosenthal 9q Paraplejia espástica 9q34 Esclerosis tuberosa 9q34 Citrulinemia 9q34 Síndrome de retinitis pigmentaria y sordera 9q34 Esclerosis lateral amiotrófica juvenil 9q34.1 Síndrome de Walker-Warburg 9q34.1 Síndrome de Rendu-Osler-Weber 149 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 4.4.10EnfermedadesdebidasaMutacionesenelCromosoma10 Locus Enfermedad 10p15 Hipoparatiroidismo 10pter-p11.2 Enfermedad de Refsum 10p12.1 Anemia megaloblástica tipo I 10q11.2 Miastenia grave, infantil 10q21 Carcinoma papilar del tiroides 10q22.1 Leucodistrofia metacrómica 10q21-q22 Síndrome de Usher, tipo F 10q23.1 Síndrome de Hermansky-Pudlak 10q23.31 Síndrome de Ruvalcaba-Myhre-Smith 10q24-q25 Meduloblastoma 10q24 Síndrome de Dubin-Johson 10q24.3 Hiperplasia adrenal 10q24.3 Epidermólisis ampollosa 10q24-q26 Susceptibilidad al fallo cardíaco congestivo 10q24-q25 Enfermedad de Wolmanº 10q25.2-q26.3 Porfiria congénita eritropoyética 150 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 4.4.11EnfermedadesdebidasaMutacionesenelCromosoma11 Locus Enfermedad 11p13 Síndrome de Omenn 11q13.1 Paragangliomas 11q13 Distrofia macular de Best 11q13 Acromegalia 11q13 Vitreoretinopatía 11q13 Mútiples displasias endocrinas (MEN-1) 11q13 Diabetes mellitus 11q14 Lupus eritematoso sistémico 11q22.3 Ataxia teleangiectasia 11q23.3 Hipoalfalipoproteinuria 11q25 Histiocitosis de Faisalabad 151 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 4.4.12EnfermedadesdebidasaMutacionesenelCromosoma12 152 Locus Enfermedad 12p13.3 Síndrome de Zellweger 12p13 Pseudohipoaldosteronismo 12p13 Hipertensión esencial 12p13.2 Fiebre períodica familiar 12q11-q13 Ictiosis ampollosa de Siemens 12q13 Paquioniquia congénita tipo Jadassohn-Lewandowsky 12q13 Moniletrix 12q13 Miopatía congénita 12q13.1-q13.2 Liposarcoma mixoide 12q14 Mucopolisacaridosis 12q13-q15 Glioma Chr.12 Amiloidosis renal 12q22 Córnea plana congénita 12q23-q24.1 Enfermedad de Darier-White (queratosis folicular) 12q23-q24.3 Cardiomiopatía hipertrófica 12q24.1 Linfoma de celulas B no-Hodgkin 12q24 Esquizofrenia 12q24 Susceptibilidad a la leucemia crónica linfática Chr.12 Leucoencefalopatía LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 4.4.13EnfermedadesdebidasaMutacionesenelCromosoma13 Locus Enfermedad 13q11 Cataratas zonulares 13q11-q12 Síndrome de leucemia/linfoma de células madres 13q12.11 Carcinoma esofágico 13q12 Distrofia muscular, similar a la ded Duchenne 13q12 Ataxia autosómica recesiva espástica de Charlevoix-Saguenay 13q12.3 Cáncer de mama 13q12.3 Síndrome de Troyer 13q14.1 Rabdomiosarcoma alveolar 13q14.3-q21.1 Enfermedad de Wilson 13q32 Holoprosencefalia 13q33 Malabsorción biliar primaria 13q34 Carcinoma escamoso de la cabeza 13q34 Ataxia cerebelosa 13q34 Diabetes mellitus no dependiente de insulina 13q34 Esquizofrenia 13q34 Deficiencia de Factor VII 13q34 Enfermedad de Oguchi 153 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 4.4.14EnfermedadesdebidasaMutacionesenelCromosoma14 154 Locus Enfermedad 14q11-q12 Apoptosis celular, temperatura dependiente 14q11.1-q11.2 Retinitis pigmentaria 14q11-q21 Paraplejia espástica 14q13.1 Síndrome de Nezelof 14q13 Bocio familiar 14q21-q22 Enfermedad de Hers 14q24 Leucoencefalopatía 14q24.3 Enfermedad de Niemann-Pick 14q24.3 Microftalmia, cataratas y displasia del iris 14q24.3 Tirosinemia, tipo Ib 14q31 Enfermedad de Krabbe 14q Carcinoma papilar del tiroides 14q32.1 Enfermedad oclusiva cerebrovascular 14q32.1 Leucemia/linfoma de células T 14q32 Anemia megalobástica tipo noruego 14q32.3 Melanoma cutáneo 14q32.33 Agammaglobulinemia LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 4.4.15EnfermedadesdebidasaMutacionesenelCromosoma15 Locus Enfermedad 15q11-q13 Síndrome de Prader-Willi 15q11-q13 Albinismo oculocutáneo 15q11-q13 Síndrome de Angelman 15q14 Esquizofrenia 15q15 Sordera por déficit de estereocilina 15q15 Esferocitosis 15q15-q21.1 Síndrome de Bartter 15q15.1-q21.1 Distrofia muscular 15q15.3 Hipotiroidismo congénito 15q21.1 Ginecomastia familiar 15q21 Síndrome de Griscelli 15q21.1 Síndrome de Marfan 15q22.1 Cardiomiopatía hipertrófica familiar 15q22.31-15q25.3 Enfermedad de Tay-Sachs 15q22.3-q23 Síndrome de Bardett-Biedl 15q22.3-q23 Artritis piogénica estéril 15q23-q25 Tirosinemia, tipo I 15q25 Oftalmoplegia progresiva 15q26.1 Síndrome de Bloom 155 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 4.4.16EnfermedadesdebidasaMutacionesenelCromosoma16 156 Locus Enfermedad 16pter-p13.3 Talasemia 16pter-p13.3 Hepatoma carcinocelular 16p Mucolipidosis III 16p13.3 Síndrome de Rubenstein-Taybi 16p13.3-p13.13 Xeroderma pigmentoso 16p13.3-p13.13 Hipertensión esencial 16p13.11-p12.3 Sordera, autosómica dominante 16p12-p11.2 Colestasis familiar progresiva 16p12-p11.2 Glucosuria renal 16p11 Linfoma difuso de células B 16q12 Síndrome de Blau 16q12-q13 Cilindromatosis familiar 16q12.1 Síndrome de Towes-Brocks 16q13 Síndrome de Gitelman 16q13 Retinitis pigmentaria autosómica recesiva 16q22.1-q22.3 Tirosinemia. Síndrome de Richner-Hanhart 16q22 Distrofia corneal macular 16q22 Hipertensión debida a exceso de mineral corticoide 16q23.3-q24.1 Carcinoma esofágico de células escamosas 16q24.3 Mucopolisacaridosis tipo IVa 16q24.3 Paraplejia espástica LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 4.4.17EnfermedadesdebidasaMutacionesenelCromosoma17 Locus Enfermedad 17p13.3 Retinitis pigmentaria 17p13.3 Hemorragias por un defecto del receptor a ADP de las plaquetas Chr.17 Síndrome miasténico 17p13 Diabetes mellitus no-insulina dependiente 17p13.1 Eritroderma ictiosiforme congénito no-ampolloso 17p13.2 Lisencefalia de Miller-Dieker 17p13-p12 Insuficiencia hepática 17p11.2 Síndrome de van Buchem 17p11.2 Síndrome de Birt-Hogg-Dube 17q11-q12 Inmudeficiencia de células T, alopecia y distrofia de las uñas Chr.17 Tumores del estroma endométrico 17q11.2 Enfermedad de Alzheimer 17q11.2 Leucemia aguda promielocítica 17q21-q22 Nevo esponjoso blanco 17q21 Enfermedad de Naxos 17q21 Narcolepsia 17q21 Síndrome de Sanfilippo tipo 2 17q21.32 Trombastenia de Glanzmann 17q22 Cáncer de mama precoz 17q22-q23 Enanismo de Mulibrey 17q22-q23 Síndrome de Meckel-Gruber 17q24-q25 Síndrome de Usher 17q25 Leucemia mieloide aguda 17q25 Retinitis pìgmentaria 17q25 Sarcoma alveolar 157 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 4.4.18EnfermedadesdebidasaMutacionesenelCromosoma18 158 Locus Enfermedad 18p11.3 Holoprosencefalia 18p11.31-p11.2 Enfermedad de Parkinson 18p11.2 Deficiencia en glucocorticoides 18p11.2 Sarcoma sinovial 18q11-q12 Síndrome de Niemann-Pick 18q11.2-q12.1 Polineuropatía amiloide 18q12 Hipertricosis localizada 18q12.1-q12.2 Queratosis palmoplantar 18q21.1 Cáncer pancreático. Poliposis juvenil 18q21 Linfoma MALT 18q21.3 Protoporfiria eritropoyética 18q21.3-q22 Deficiencia combinada de los factores V y VIII 18q21.3 Linfoma/Leucemia de células B 18q21.3 Cáncer colorectal 18q22 Obesidad autosómica dominante 18q23 Metahemoglobinemia debida a deficiencia de citocromo b5 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 4.4.19EnfermedadesdebidasaMutacionesenelCromosoma19 Locus Enfermedad 19p13.3 Síndrome de Peutz-Jeghers 19p13.3-p13.2 Síndrome del conducto de Muller persistente 19p13.3 Leucemia mieloide aguda 19p13.3 Enfermedad de Hirschsprung 19p13.2 Criptorquidismo idiopático 19p13.3-p13.2 Susceptibilidad a la malaria cerebral 19p13.2-p13.1 Enfermedad poliquística hepática 19p13.2-p12 Hipotiroidismo congénito 19q13.2 Arteriosclerosis 19p13.1 Susceptibilidad a infecciones por Salmonella y micobacterias 19p13 Carcinoma mucoepidermoide de la glándula salivar 19cen-q12 alpha-manidosis 19q13.1 Leucemia mieloide aguda 19q13 Hemocromatosis juvenil 19q13.1 Nefrosis congénita 19q13.1-q13.2 Carcinoma ovárico 19q13.1-q13.2 Orina con olor a jarabe de arce 19q13.1-q13.2 Neuropatía de Dejerine-Sottas 19p13.2-p13.1 CADASIL 19q13.3 Distrofia muscular congénita 19q13.3-q13.4 Cáncer colorectal. Leucemia linfoblástica de células T 19q13.4 Cataratas corticales pulverulentas 19q13.4 Retinitis pigmentaria 19q13.4 Progresión al SIDA 159 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 4.4.20EnfermedadesdebidasaMutacionesenelCromosoma20 160 Locus Enfermedad 20p13 Síndrome de Kindler 20p13-p12.3 Síndrome de Hallervorden-Spatz 20p13 Diabetes insípida 20p11.2 Trombofilia por deficiencia de trombomodulina 20p11.2 Angiopatía cerebral amiloide 20q12-q13 Cáncer de colon 20q13.11 Anemia hemolítica debida a exceso de adenosindeaminasa 20q13.1 Galactosialidosis 20q13.11-q13.13 Hipertensión esencial 20q13.1-q13.2 Susceptibilidad a la resistencia insulínica 20q13.13-q13.2 Síndrome de Duane 20q13.2 Susceptibilidad a la obesidad severa 20q13.3 Cardiomiopatía hipertrófica 20q13.2-q13.3 Epilepsia 20q13.33 Síndrome de hipertricosis, linfedema LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 4.4.21EnfermedadesdebidasaMutacionesenelCromosoma21 Locus Enfermedad 21q21 Deficiencia de enterokinasa 21q21 Enfermedad de Alzheimer 1 21q22.1 Esclerosis lateral amiotrófica debida a deficiencia de superóxido dismutasa 21q22.1-q22.2 Síndrome de Jervell y Lange-Nielsen 21q22.3 Homocistinuria 21q22.3 Cataratas zonulares 21q22.3 Epilepsia mioclónica progresiva 21q22.3 Poliendocrinopatía autoinmune 21q22.3 Anemia hemolítica fosfofructokinasa 21q22.3 Síndrome de Knobloch 21q22.3 Miopatía de Bethlem 21q22.3 Sordera autosómica recesiva 21q22.3 Leucemia mieloide aguda debida a deficiencia de 161 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 4.4.22EnfermedadesdebidasaMutacionesenelCromosoma22 Locus Enfermedad 22q11 Enfermedad de Schindler 22q13.32-qter Síndrome de encefalomiopatía mioneurogastrointestinal 22q13 Cardioencefalomiopatía infantil por deficiencia de citocromo oxidasa 22q12.3-qter, 10q23.31 Meningioma 162 22q13 Cáncer colorectal 22q13 Leucodistrofia metacromática 22q13 Leucemia megacarioblástica 22q12.3-q13.2 Síndrome de inmunodeficiencia neutrofílica 22q12.2-q13.1 Proteinosis alveolar pulmonar 22q12.3 Esquizofrenia 22q12.1-q13.2 Distrofia de Sorsby 22pter-q13 Susceptibilidad a los desórdenes bipolares 22q11.1-q11.2 Glutationuria 22q11 Síndrome de Bernard-Soulier 22q11.21 Leucemia mieloide crónica 22q11.2 -q12.2 Síndrome de Hermansky-Pudlak 22q11 Trombofilia debida a deficiencia del cofactor II de la heparina 22q12 Sarcoma de Ewing 22q12.1 Síndrome de Li-Fraumeni 22q12.2 Neurofibromatosis tipo 2 22q12.2 Susceptibilidad a la Esclerosis lateral amiotrófica 22q21 Síndrome de DiG LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 4.4.23EnfermedadesdebidasaMutacionesenelCromosomaX Locus Enfermedad Xp11 Susceptibiidad a la enfermedad de Graves Xp11.2 Paraplejia espástica complicada Xp11.23-p11.22 Síndrome de Wiskott-Aldrich Xp21.2 Distrofia muscular de Duchenne Xp21 Síndrome de Snyder- Xp22 Síndrome de Aicardi Xp22 Síndrome de Simpson-Golabi-Behmel tipo 2 Xp22.13 Retraso mental Xp22.1 Hemoglobinuria paroxistica nocturna Xp22.2-p22.1 Síndrome de Coffin-Lowry Xp22.31 Síndrome de Goltz-Gorlin Xp22.3 Condrodisplasia punctata Xq13.1-q13.3 Anemia, sideroblástica con ataxia espinocerebelosa Xq13.2-q13.3 Síndrome de Menkes Xq22.3 Síndrome de Alport Xq21 Síndrome de Allan-Herndon-Dudley Xq26, Xp22 Neuropatía de Charcot-Marie-Tooth Xq26.1 Síndrome de Lesh-Nyhan Xq26 Síndrome de Gustavson Xq26.3 Síndrome de Borjeson-Forssman-Lehmann X Susceptibilidad a la migraña, tipo familiar X Síndrome de Roifman X Trombocitosis familiar ligada a X X Hipoplasia del iris con glaucoma X Síndrome toracoabdominal X Síndrome BRESHECK o BRESEK X Edema angioneurótico hereditario testicular de células germinales Xq28 Miopía ligada a X (enfermedad de Bornholm) Xq28 Adrenoleucodistrofia Xq28 Hemofilia A Xq28 Síndrome de Rett Xq28 Homosexualidad en el varón colores Xq28 Pseudoobstrucción intestinal crónica idiopática Robinson Xq27 Tumor Xq28, Ceguera para los 163 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 4.4.24EnfermedadesdebidasaMutacionesenelCromosomaY Locus Enfermedad Yp11.3 Disgenesia gonadal Yq Azospermia 164 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 4.4.25ADNMitocondrialhumano También llamado cromosoma mitocondrial, es una molécula circular de DNA de un tamaño de 16569 pares de bases (bp) (8000 veces menor que el cromosoma medio). Este tamaño de 16569 bp corresponde al primer ADN secuenciado (secuencia Cambridge) aunque existen otras variantes con un número de pares de bases que oscila entre 16559 y 16570. En cada mitocondria existen varias copias de este ADN, de modo que el número de cromosomas mitocondriales en cada célula puede ser de varios miles. Cuatro o cinco cromosomas mitocondriales se agrupan formando los llamados nucleoides El ADN mitocondrial es muy parecido al del los cromosomas bacterianos, estando formado por dos cadenas complementarias, cada una con 16569 pares de bases, pero con un peso molecular diferente: la cadena pesada H (peso molecular, 5.168.726 daltons) contiene muchas más G que la cadena ligera L (peso molecular, 5.060.609 daltons). La mayor parte de la cadena H constituye el molde para la transcripción de la mayor parte de los genes, mientras que la cadena L es la cadena codificadora El genoma mitocondrial contiene un total de 37 genes de los cuales 13 genes que codifican para ARNs mensajeros, y por lo tanto para 13 proteínas, 22 genes que codifican para 22 tARNs (ARNs de transferencia, que se representan simbólicamente como hojas de trebol) y 2 genes que codifican para dos rRNAs mitocondriales (RNAs ribosómicos). Además de las proteínas que la mitocondria puede sintetizar por si misma, necesita importar algunas otras sintetizadas en el núcleo. De igual forma, los lípidos que forman las membranas externa e interna de la mitocondria son importadas. Las mutaciones de algunos de los genes mitocondriales enfermedades en el hombre. Se conocen las siguientes mutaciones: ocasionan MELAS: (miopatía mitocondrial con encefalopatía, ácidosis láctica y episodios similares al ictus). Se debe a una disfunción el complejo I de la cadena respiratoria mitocondrial debida a un cambio de bases en el par 3243 de la cadena pesada MERRF: (epilepsia mioclónica, fibras rojas deshilachadas): se debe sobre todo a una mutación del gen que codifica el t-ARN de la lisina por un cambio de bases en la posición 8344 de la cadena pesada. Este cambio produce una disfunción del complejo V de la cadena respiratoria NARP (neuropatía, ataxia, retinitis pigmentaria): se debe a una mutación del gen que codifica el complejo V de la cadena respiratoria (ATP-asa 6) LHON (neuropatía hereditaria de Leber): se debe a multiples mutaciones en los genes que codifican el complejo I (NADH-deshidrogenasa) Adicionalmente se han encontrado estas y otras mutaciones de los genes mitocondriales en muchos otros desórdenes (p. ejemplo, sordera, síndrome de Ham, etc) 165 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 4.5Principalessíndromescromosómicos 4.5.1SíndromedeDown En 1866, un médico inglés llamado John Langdon Haydon Down describió un determinado tipo de retraso mental que padecían algunas personas. Por ser el primero que escribió sobre ello, el trastorno pasó a conocerse como síndrome de Down. Sin embargo, el Dr. Down no sabía cuál era exactamente su causa. Casi 100 años después, un genetista francés llamado Dr. Jerome Lejeune descubrió que el síndrome de Down ocurre por un problema con el número de cromosomas que tiene la persona. El síndrome de Down es una de las causas genéticas más comunes de retraso mental o de desarrollo. Esto significa que es causado por un problema relacionado con los cromosomas, donde están situados los genes que hacen que cada persona sea única. Generalmente, las personas con síndrome de Down sufren retraso mental de leve a moderado. Algunas tienen un retraso de desarrollo y otras tienen un retraso grave. Cada persona con síndrome de Down es distinta. El Dr. John Down trabajaba en un hospital que tenía muchos pacientes con retraso mental. Cuando el Dr. Down escribió sobre este trastorno, intentó describir el aspecto que tenían las personas que lo padecían. Las describió como personas que tenían determinados rasgos físicos al nacer. Sin embargo, su descripción no era del todo correcta porque no todas las personas con síndrome de Down tienen el mismo aspecto. El síndrome de Down es una condición genética causante de la mayoría de los casos de retraso mental en Occidente. Aparece con una frecuencia de 1 de cada 700 nacimientos vivos y no tiene distinción de ambiente geográfico o de clase social Esto es mucho menor que la tasa de concepción, debido a la alta incidencia de los abortos quirúrgicos y espontáneos. El incremento de la incidencia a medida que aumenta la edad de la madre es bien conocida, pero lo que comúnmente no se dice es que la mayoría de los niños con síndrome de Down nace de madres que tienen menos de 30 años. Esto es debido al gran número de embarazos que se producen en este grupo de edad en comparación con grupos mayores. Su elevada incidencia en la población hace del síndrome de Down el más llamativo de todos los síndromes humanos de origen genético. No es contagioso, de modo que no puedes contraer el síndrome de otra persona y es imposible contraerlo después de haber nácido. Un individuo con síndrome de Down presenta un cuadro con distintas anomalías que abarcan varios órganos y sistemas, debido a un desbalance que afecta a númerosos genes Los signos y síntomas más importantes son: 166 Retraso mental Corta estatura corporal Hipotonía muscular marcada (flaccidez muscular) Marcado pliegue epicántico de los ojos LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria Abertura palpebral sesgada hacia arriba y afuera Rasgos faciales aplanados Cuello corto y piel abundante en la nuca Hipoplasia maxilar y del paladar que determinan la protrusión de la lengua Dedos cortos con hipoplasia de la falange media del quinto dedo y pliegues anormales en las manos (surco o pliegue simiesco en la palma de la mano) Pies con una amplia abertura entre el primer y el segundo dedo, con un surco que se extiende proximalmente en la superficie plantar Alteraciones cardíacas congénitas (en un 40% de los casos), generalmente por defectos del tabique ventricular, conducto arteriosos permeable Aresia o estenosis duodenal En caso de ojos claros, aparición de manchas de Brushfield (manchitas blancas colocadas en forma concéntrica en el tercio más interno del iris) Riesgo elevado de desarrollar cataratas u otros trastornos visuales relacionados con defectos de los cristalinos Elevado nivel de purinas (posible causa de los defectos neurológicos) Deficiencias en el sistema inmunitario Incremento de la susceptibilidad a las infecciones Aumento (20 a 50 veces) del riesgo de padecer leucemia. Los bebés con síndrome de Down tienden a desarrollarse más lentamente que otros bebés. Empiezan a caminar más tarde. Cuando crecen, tienden a ser más petizos que los otros miembros de la familia y pueden ser más bien robustos o de constitución ancha. En muchos casos, tienen los párpados ligeramente hacia arriba. Podrían tener pequeños pliegues de piel en el rabillo interior de los ojos. Sus narices pueden ser un poco aplanadas y las orejas pueden ser pequeñas y con forma anormal. Asimismo, pueden tener una separación más grande de lo normal entre el primer y el segundo dedo del pie. Casi la mitad de los bebés con síndrome de Down tienen defectos cardíacos. Algunos defectos son de poca importancia y pueden ser tratados con medicamentos, pero hay otros para los que se requiere cirugía. Todos los bebés con síndrome de Down deben ser examinados por un cardiólogo pediátrico, un médico que se especializa en las enfermedades del corazón de los niños, y ser sometidos a un ecocardiograma durante los 2 primeros meses de vida para permitir el tratamiento de cualquier defecto cardíaco que puedan tener. Cerca del 10 por ciento de los bebés con síndrome de Down nacen con malformaciones intestinales que tienen que ser corregidas quirúrgicamente. Más del 50 por ciento tiene alguna deficiencia visual o auditiva. Entre los problemas visuales más 167 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico comunes se encuentran el estrabismo (ambliopía), la miopía o hipermetropía y las cataratas. La mayoría de los casos pueden ser tratados con anteojos, con cirugía o mediante otros métodos. Se debe consultar a un oftalmólogo pediátrico, por lo general durante los primeros seis meses de vida del niño. Los niños con síndrome de Down pueden tener deficiencias auditivas por causa de la presencia de líquido en el oído medio, de un defecto nervioso o de ambas cosas. Los bebés con síndrome de Down deben ser sometidos a exámenes al nacer o antes de los 3 meses de edad para detectar la pérdida de audición. Todos los niños con síndrome de Down deben ser sometidos a exámenes de visión y audición en forma regular para permitir el tratamiento de cualquier problema y evitar problemas en el desarrollo del habla y de otras destrezas. Los niños con síndrome de Down tienden a resfriarse mucho y a tener infecciones de oído y, además, suelen contraer bronquitis y neumonía. También tienen un riesgo mayor de tener problemas de tiroides y leucemia. Los niños con este trastorno deben recibir atención médica regularmente, incluidas las vacunaciones infantiles habituales. Los niños nácidos con síndrome de Down también son más propensos a padecer determinados problemas de salud. Es más probable que contraigan infecciones, como algunas enfermedades respiratorias (problemas de pulmón y respiratorios). Cuando padecen infecciones, suelen tardar más en curarse. También pueden tener problemas de oído o digestivos como el estreñimiento. Algunos bebés con síndrome de Down tienen también problemas de estómago u obstrucción intestinal que impide la adecuada digestión de los alimentos. Cerca de la mitad nace con defectos en el corazón, lo que significa que algo fue diferente durante el desarrollo del corazón. Algunos desarrollan leucemia, un tipo de cáncer. Pero cada persona con síndrome de Down es distinta y puede sufrir uno, varios o todos estos problemas. Las personas con síndrome de Down a menudo tiene la boca abierta y la protusión habitual en la lengua hace que los labios estén bañados por la saliva y más tarde pueden tornarse secos y fisurados; la boca se mantiene abierta porque tiene la nasofaringe estrecha y la amígdalas muy grandes. En la lengua tiene surcos profundos e irregulares, a partir delos dos años tiene su aspecto característico con papilas linguales muy desarrolladas.- Debido a la falta de tono muscular tiene tendencia a salirse fuera de la boca. La dentición de leche es algo más tardía que en el niño normal; suele ser irregular e incompleta, la forma de los dientes es a veces anómala y tiene alteraciones en el esmalte.- La mucosa es engrosada y fibrótica; la laringe parece estar situada más allá de lo habitual; la voz es gutural y su articulación difícil. Su nariz suele ser ancha y rectangular; el dorso se presenta aplanado debido a una escasa formación de los huesos nasales. Sus ojos presentan un pliegue de la piel en la esquina interna de los ojos (llamado epicanto).Las orejas tienen una configuración extraña, están poco desarrolladas, a veces son pequeñas y su borde superior se encuentra con frecuencia plegado, los conductos auditivos son estrechos. El cuello suele ser corto y ancho. 168 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria La estatura y desarrollo óseo sigue un ritmo normal hasta la pubertad y posteriormente la estatura permanece detenida a unos centímetros por debajo de la normalidad.- Su pecho tiene una forma peculiar: el esternón puede sobresalir o presentar una depresión, en el niño con dilatación de corazón, el pecho puede aparecer más lleno en ese lugar.-El cráneo es pequeño, su parte posterior está ligeramente achatada, las zonas blandas del cráneo son más amplias y tardan más en cerrarse.- En la línea media, donde confluyen los huesos hay frecuentemente una zona blanda adicional, algunos presentan áreas e que falta el cabello. Extremidades: tiene por lo general un aspecto normal, sus brazos y piernas son cortos en relación con el resto del cuerpo: su crecimiento general está atrofiado. Manos: en las palmas de las manos muestran un único pliegue transversal, con dedos cortos que se curvan hacia adentro. Pies: las plantas de los pies presentan un pliegue desde el talón hasta los dos primeros dedos, la separación entre el primer y el segundo dedo es superior a lo normal. Piel: generalmente se seca y se agrieta con facilidad.-debido a la menor tonicidad muscular, pueden parecer “blandos”. A menudo el niño o adulto con síndrome de Down es bajo y sus articulaciones son particularmente flexibles. La mayoría de los niños con síndrome de Down presentan algunas de estas características, pero no todas. Algunas personas con síndrome de Down también pueden tener una condición conocida como Inestabilidad Atlantoaxial (Atlantoaxial Instability), una desalineación de las primeras dos vértebras del cuello. Esta condición causa que estos individuos sean más propensos a las heridas si participan en actividades durante los cuales pueden extender demasiado o encorvar el cuello. A los padres se les pide un examen médico en este respecto, para determinar si al niño se le debe prohibir los deportes y actividades que puedan dañar el cuello. A pesar de que esta desalineación puede ser una condición seria, un diagnóstico correcto podría ayudar en la prevención de las heridas serias. En muchos casos los niños con síndrome de Down son propensos a subir de peso con el tiempo. Además de las implicaciones sociales negativas, este aumento de peso amenaza la salud y longevidad de estos individuos. Una dieta controlada y un programa de ejercicio podrían presentar una solución a este problema. Casi la mitad de los bebés con síndrome de Down tienen defectos cardíacos. Algunos defectos son de poca importancia y pueden ser tratados con medicamentos, pero hay otros para los que se requiere cirugía. Algunos desarrollan leucemia, un tipo de cáncer. Pero cada persona con síndrome de Down es distinta y puede sufrir uno, varios o todos estos problemas. Cerca del 10 por ciento de los bebés con síndrome de Down nacen con malformaciones intestinales que tienen que ser corregidas quirúrgicamente. Más del 50 por ciento tiene alguna deficiencia visual o auditiva. Entre los problemas visuales más comunes se encuentran el estrabismo (ambliopía), la miopía o hipermetropía y las 169 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico cataratas. La mayoría de los casos pueden ser tratados con anteojos, con cirugía o mediante otros métodos. Los niños con síndrome de Down pueden tener deficiencias auditivas por causa de la presencia de líquido en el oído medio, de un defecto nervioso o de ambas cosas. Los bebés con síndrome de Down deben ser sometidos a exámenes al nacer o antes de los 3 meses de edad para detectar la pérdida de audición. Todos los niños con síndrome de Down deben ser sometidos a exámenes de visión y audición en forma regular para permitir el tratamiento de cualquier problema y evitar problemas en el desarrollo del habla y de otras destrezas. Los niños con síndrome de Down tienden a resfriarse mucho y a tener infecciones de oído y, además, suelen contraer bronquitis y neumonía. También tienen un riesgo mayor de tener problemas de tiroides y leucemia. Cuando padecen infecciones, suelen tardar más en curarse. También pueden tener problemas digestivos como el estreñimiento. Algunos bebés con síndrome de Down tienen también problemas de estómago u obstrucción intestinal que impide la adecuada digestión de los alimentos. Aun cuando el síndrome de Down no es una enfermedad médica, hay una cantidad de procesos patológicos que son más comunes en personas que tienen esta condición. Periodo neonatal Inmediatamente después del nacimiento, el niño debe ser examinado completamente para confirmar el diagnóstico y para identificar cualquier problema médico inmediato. Consultar al pediatra es apropiado en la mayor parte de los casos. Cardiaco: Enfermedades congénitas del corazón, usualmente en la forma de cojín endocardiaco, afecta el 40% de los bebés y deben ser examinados con una ecocardiografìa pronto luego del nacimiento o puede ser más difícil de detectar. Defectos de tabique y tetralogía de Fallot también pueden ocurrir. El descubrimiento de malformaciones congénitas severas a menudo da lugar a la determinación de cuan interventivo se debe ser. Se debe enfatizar que se deben usar exactamente los mismos tratamientos médicos y quirúrgicos en un niño con síndrome de Down que en un niño sin el desorden cromosómico. Enfermedades severas al corazón se mantienen como la mayor causa de muerte en niños con síndrome de Down, a pesar de los avances en los tratamientos 170 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria quirúrgicos. En ausencia de defectos congénitos del corazón, la mayoría de los niños puede esperar vivir hasta la sexta década. Gastrointestinal: La anormalidad congénita más común del tracto gastrointestinal asociada con el síndrome de Down es la atresia duodenal, no obstante que se han reportado estenosis Pilarica, mal de Hirschsprung y fístula tracheooesophageal. Nuevamente, la intervención quirúrgica se debe evaluar sin referencia al desorden cromosómico. La incidencia total de malformaciones gastrointestinal es de alrededor de 12%. Vista: Tres por ciento de los nácidos con síndrome de Down tendrán cataratas congénitas densas, las que deben ser removidas en forma temprana. El Glaucoma también es más común. Alimentación: La hipotonía es una característica constante en los recién nácidos con síndrome de Down. Esta flacidez puede interferir con la lactancia materna y puede ser necesaria la participación de un consejero experimentado en lactancia para asegurar el éxito del proceso. La succión tiende a tomar más tiempo y puede haber problemas para asegurar el contacto debidos a la lengua protuberante. Algunos bebés experimentan dificultad para mantener la temperatura y pueden necesitar mayor abrigo durante la alimentación. Las constipaciones son más comunes debido a la hipotonía de su musculatura intestinal. Hipotiroidismo congénito: Esta condición s ligeramente más prevaleciente en bebés con síndrome de Down. Ella será detectada en los test de rutina efectuados a todos los recién nácidos. Dislocación congénita de cadera: La laxitud de la articulación y la hipotonía pueden combinarse para aumentar la incidencia de la dislocación de caderas, no obstante la verdadera dislocación congénita es rara. Se debe tomar especial cuidado durante el examen neonatal de rutina. Infancia Detectados en el periodo neonatal además de la supervisión de problemas adquiridos tales como visuales o auditivos. Contacto temprano y regular con consejeros apropiadamente experimentados deben comenzar en el primer año. Problemas de aprensión son más comunes en los niños con síndrome de Down (aproximadamente 10%) y pueden ocurrir desde temprana edad. Estos se relacionan habitualmente con la tonicidad. Las personas con síndrome de Down reducida su inmunidad y por eso, los bebés en particular están más predispuestos a sufrir infecciones respiratorias. La obstrucción de las vías respiratorias superiores es también más común debido a la hipertrofia de las amígdalas y adenoides. Esta alteración en la inmunidad también ha sido relacionada con el incremento observado de la leucemia en personas con síndrome de Down, no obstante el vínculo no es claro. En términos prácticos, la menor inmunidad tiene poco impacto. Los programas de vacunación deben ser comenzados en el tiempo normal. La filosofía de "intervención temprana" ha sido aceptada como portadora de beneficios para el niño y la familia. Esto se refiere a tratamientos en casa o en centros especializados del niño discapacitado por una variedad de profesionales de la salud 171 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico tales como terapeutas ocupacionales, fisioterapeutas y fonoaudiòlogos desde una muy temprana edad. Los padres también son involucrados como terapeutas. Aquellos programas reconocidos y auspiciados por el gobierno tienden a ser preferibles a los de aquellos llamados terapeutas "independientes" ("fringe") quienes pueden llegar a agotar los recursos paternos sin producir muchos resultados. Niñez A medida que el niño crece a través de la edad preescolar se hará cada vez más evidente que su desarrollo esta globalmente retrasado. El desarrollo físico se vera retrasado a causa de la hipotonía y la laxitud de las articulaciones, el lenguaje mostrara dificultades y la socialización será más tardía. La evaluación psicometría muestra que la mayoría de los niños con síndrome de Down poseen un funcionamiento intelectual en el rango de moderadamente discapacitado, pero el rango es enorme. En ese momento será de ayuda asistir a los padres para que reconozcan que el conjunto de logros obtenidos son relevantes para ese niño y que comparar ese progreso con aquel de los hermanos no será de mucha ayuda. La comparación de logros con otros niños con síndrome de Down puede ayudar, pero se debe recordar que cada niño tiene su propio patrón de desarrollo. Es importante no hacer muchas predicciones sobre que tan lejos o que tan rápido se desarrollara el niño, pero lo normal será mantener expectativas razonablemente optimistas para cada niño. La relación de largo plazo del médico con el niño se desarrollara bien en esta etapa. La familiaridad con lo que es normal para este niño permitirá el reconocimiento temprano de cualquier problema de salud, tanto como el conocimiento de aquellas condiciones médicas más comunes. Más allá de esto, el médico astuto recordará que el niño con síndrome de Down es susceptible del mismo rango de problemas de la niñez que cualquier otro niño y que no todos los síntomas serán debidos al síndrome. La aproximación que debe tener el médico general al niño con síndrome de Down debe ser la misma que hacia cualquier otro niño. Los padres son usualmente fuentes de información invaluable sobre el niño y después de varios años de duro trabajo se transformarán en firmes defensores. Sus opiniones deben ser tratadas con la debida consideración. Habiéndose tratado en forma temprana y en programas preescolares. La mayoría de los niños con síndrome de Down están bien equipados para ingresar a la escuela normal a la edad usual. Enfermedades congénitas del corazón: Malformaciones severas que no pueden ser tratadas definitivamente siguen siendo la mayor causa de morbilidad y mortalidad durante la niñez. Se debe mantener un contacto cercano con un pediatra cardiólogo. Déficit sensorial: Un empeoramiento auditivo significativo suele ocurrir en la mayoría de los niños con síndrome de Down. Se recomienda una audiometría anual y una consulta con un especialista. También es común un empeoramiento visual debido a errores refractivos o estrabismo, los que deben ser chequeados anualmente. A menudo se desarrollan cataratas, pero usualmente estas se ubican fuera del eje visual. Hipotiroidismo: con una incidencia de algo más del 30%, el hipotiroidismo debe ser chequeado regularmente. Aunque en la mayoría de los casos se desarrolla durante la adolescencia, se recomienda una revisión bianual de los niños más jóvenes. Si se 172 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria detecta cualquier síntoma de enfermedad a la tiroides es esencial una investigación y tratamiento temprano. Inestabilidad atlantoaxial: Se ha desarrollado una importante controversia sobre cual es la aproximación correcta al problema. Sobre el 15% de los niños con síndrome de Down presentan evidencia de inestabilidad de la articulación atlantoaxial, pero en sólo unos pocos casos esta inestabilidad afectará la columna vertebral con signos neurológicos como resultado. La controversia aparece sobre si se debe monitorear Radiológicamente a todas las personas con síndrome de Down, y de ser así, cuando. Si la inestabilidad es detectada, ¿será apropiado limitar los deportes y actividades recreacionales para prevenir las raras complicaciones con daño a la columna vertebral? Algunos signos neurológicos sutiles son difíciles de detectar en las personas con síndrome de Down y la cirugía necesaria para estabilizar la articulación es mayor. El consenso actual esta marginalmente a favor de los exámenes radiológicos antes de entrar al colegio, principalmente para tranquilizar a los padres de la mayoría de los niños, quienes encontrarán que tienen una articulación atlantoaxial estable. Si se detecta alguna inestabilidad o anormalidad anatómica, se debe aconsejar cuidadosamente asegurándose que las actividades se modifiquen apropiadamente sin restringir al niño innecesariamente. Una vigilancia neurológica es esencial. Crecimiento físico: El desarrollo físico esta invariablemente retardados en los niños con síndrome de Down y hay disponible tablas de percentiles modificadas para un monitoreo exacto. La tendencia a la obesidad requiere una atención especial sobre una dieta sana y los hábitos de ejercicio en este grupo. Cuidado dental: Los dientes de los niños con síndrome de Down tienden a ser más pequeños, irregularmente espaciados y a veces no aparecen. Se requiere un cuidado dental temprano y frecuente para asegurar una adecuada dentición para la vida adulta. Adolescencia El tener síndrome de Down no protege contra los desordenes hormonales que usualmente acompañan a la adolescencia. Todo el proceso y tormentos de esta potencialmente dificultosa fase del desarrollo deben ser negociadas. Esto incluye el intento del adolescente por establecer su propia identidad, búsqueda de algún espacio de privacidad y perseguir sus propios intereses. Las personas con impedimentos son seres sexuados y aquellos con síndrome de Down no son una excepción. Es una grave injusticia mantener el estereotipo de que la gente con síndrome de Down son "eternos niños felices", como cualquier padre estará de acuerdo. Los adolescentes con síndrome de Down están sujetos a su temperamento, deseos y emociones como cualquier otro, aunque ellos están a menudo más frustrados en su expresión. Algunas condiciones médicas específicas que necesitan atención: Menstruación y sexualidad: La menarquia esta usualmente solo levemente retrasada en las niñas con síndrome de Down. La menstruación se establece en períodos regulares y aunque muchos ciclos serán anovulatorios, se debe presumir la fertilidad. Hay aproximadamente treinta casos en la literatura mundial de mujeres con síndrome de Down que han sido embarazadas. 173 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico Es difícil justificar la supresión involuntaria de la menstruación o esterilización a menos que haya una indicación médica mayor. Una decisión reciente de la Corte ha entregado a la familia la responsabilidad de consentir los procedimientos de esterilización en niños. La mayoría de los estados tienen legislación que da a los adultos intelectualmente discapacitados la misma protección a través de una junta de protección. Los adolescentes hombres con síndrome de Down usualmente experimentan el mismo camino sexual y frustraciones que sus pares. Los genitales son usualmente más pequeños y menos desarrollados, aunque que esto no es de ninguna manera invariable. Algunos hombres tienen dificultad para alcanzar una erección total y la eyaculación no es siempre posible. Aunque el semen de los hombres con síndrome de Down muestra escasa cantidad de espermios y con formas anormales, existe al menos un caso registrado de un niño engendrado por un hombre con síndrome de Down. Es esencial una educación para una sexualidad apropiada. Uno de los grandes obstáculos una expresión sexual saludable para las personas con síndrome de Down es la falta de información que en el caso de otros adolescentes obtienen de una gran variedad de fuentes comunitarias. Clínicas de Planificación Familiar y centros sanitarios de la mujer pueden ser a menudo de ayuda para las familias y los médicos generales. Hipotiroidismo: la mayor parte de los casos de hipotiroidismo en personas con síndrome de Down se desarrolla entre los 10 y los 20 años. Será necesario incrementar a un examen anual del funcionamiento de la tiroides, incrementando el nivel de sospecha como si esta condición pudiera esconderse detrás de condiciones clínicas inusuales. Piel: La piel de los niños con síndrome de Down tiende a ser seca y susceptible al eccema. Durante la adolescencia la foliculitis y furúnculos son más comunes. La alopecia areata es una manifestación común del desorden de autoinmunidad que puede acompañar al síndrome de Down. Edad Adulta Cambios en la aproximación a las personas con síndrome de Down en la última parte de este siglo ha derivado en un incremento en su expectativa de vida. Un cuidado médico mejor y más activo sumado a la vida en comunidad han sido en gran parte los responsables de esto. Ha sido sólo en las últimas décadas que las personas con síndrome de Down han podido razonablemente llegar a la adultez... Si los primeros cinco años de vida (donde ocurren la mayor parte de las muertes cardiacas) son superados con vida, una persona con síndrome de Down tiene un 80% de probabilidad de alcanzar la tercera década y un 60% de vivir más allá de los cincuenta. La edad promedio de muerte para una persona con síndrome de Down es entre los cincuenta y sesenta años. Esto significa que los médicos generales deben emplear las mismas habilidades preventivas que para el resto de la comunidad ya que la gente con síndrome de Down puede ser saludable hasta avanzada edad. Un hombre de veinticinco años no debe ser llamado "niño". El habitualmente se ha ido de la casa de los padres y trabaja en un cetro como adulto. El probablemente esta capacitado para responder preguntas relacionadas con su salud y se le debe dar la oportunidad de hacerlo. El es un adulto y debe ser tratado como tal. Los procedimientos médicos se le deben explicar en lenguaje apropiado y los consentimientos deben ser obtenidos de la manera usual. 174 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria La cantidad de información científica acerca la fertilidad en hombres con el síndrome está limitada. Hay siquiera dos casos documentados en que la paternidad de un hombre con dicho síndrome fue confirmada. Es probable que se presenten casos adicionales, especialmente en cuanto mas hombres tengan la oportunidad de vivir en la comunidad y desarrollar relaciones intimas. No se sabe si los hijos de hombres con el síndrome Down son más propensos a tener dicho síndrome u otras anomalías. Lo que sí parece claro es que, en general, hombres con el síndrome Down tienen un índice de fertilidad mas bajo que el de otros de su edad. La fertilidad de un individuo puede evaluarse con un análisis del semen, pero tal vez no sean definitivos los resultados. Por esta razón, si una pareja desea prevenir el embarazo, debe usar anticonceptivos siempre Las mujeres con síndrome de Down son fértiles. La menstruación en las niñas no es diferente a la de sus compañeras de la población general. En promedio, comienzan su menstruación a la edad de 12 y medio, pero pueden comenzar tan temprano como a los 10 o tardarse hasta los 14 años. La mayoría de las niñas con el síndrome Down tienen ciclos regulares con las mismas irregularidades menores que se presentan en su grupo generacional. Cambios en un ciclo previamente regular pueden deberse al proceso normal de la maduración física, o puede ser señal del comienzo del hipertiroidismo. Irregularidades persistentes del ciclo menstrual exigen un examen médico. La descendencia de una persona que tiene síndrome de Down se ajusta a las predicciones teóricas, puesto que aproximadamente el 50% de sus hijos son normales, y el otro 50% es trisómico por transmisión de un cromosoma 21 excedente. El viejo término "mongolismo" (alguna vez utilizado para referirse a este trastorno) refleja el aspecto en cierto modo oriental del semblante que producen los pliegues epicánticos característicos y las fisuras palpebrales "achinadas". En la actualidad, el término se considera inapropiado y no debería utilizarse. El retraso mental es el signo mayor en el síndrome de Down. Tal como en la población normal, hay gran variedad en cuanto al nivel de las habilidades mentales, comportamiento, y el desarrollo de los individuos con síndrome de Down. Aunque el grado de retraso puede variar entre leve y severo, la mayor parte de los individuos con síndrome de Down caen bajo la categoría de leve a moderado y los estudios sugieren que, con la intervención adecuada, menos del 10 por ciento de ellos tendrá un retraso mental grave. No hay manera de predecir el desarrollo mental de un niño con síndrome de Down en función de sus características físicas. Usualmente los adultos tienen un coeficiente intelectual (CI) de 25 a 50, pero se considera que el nivel alcanzable puede variar de acuerdo con los estímulos que recibe de sus familiares y de su entorno. Esta discapacidad intelectual es consecuencia de la disgenesia o alteración del desarrollo, que en este caso concierne al desarrollo del cerebro. Pero el cerebro no es un órgano cualquiera que posea unas células igualitas, pegadas unas a otras. El cerebro es el órgano de estructura más compleja de todo el organismo. Posee un tipo de célula fundamental, la neurona, aparte de otras complementarias, la neuroglia. Pero las neuronas son tan diferentes entre sí y, sobre todo, muestran tal disparidad en su ubicación, en su actividad, en sus funciones y en su capacidad de conectarse unas con otras, que solamente se entiende la formación del cerebro (su organogénesis) si aceptamos la existencia de unos mecanismos delicadísimos y armoniosos que regulen 175 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico la formación de las neuronas, su capacidad de migrar, es decir, de desplazarse desde el sitio en que nacen hasta el lugar en donde han de quedar finalmente ubicadas, y su capacidad de diferenciarse, es decir, de adoptar sus características definitivas. Es por ello imposible que exista un solo cromosoma humano cuyos genes intervengan en el mantenimiento de ese desarrollo armónico del cerebro. Por eso, la ausencia de cualquiera de ellos o la presencia de uno de más (como es el caso de la trisomía del par 21 o síndrome de Down) indefectiblemente redunda en una alteración del desarrollo del cerebro y en la consiguiente aparición de la discapacidad intelectual. Ahora bien, conviene tener muy en cuenta varios principios. a) La intensidad de la alteración del cerebro en una determinada persona no guarda relación con la que pueda aparecer en cualquier otro de sus órganos. Es decir, una persona puede tener unos rasgos faciales muy acusados, o una malformación congénita grave (por ejemplo, en el corazón) y sin embargo el daño cerebral ha podido ser menor. b) En la disgenesia cerebral no sólo influye el cromosoma 21 extra sino también el juego de fuerzas y relaciones que se haya establecido entre los genes de ese cromosoma y los demás cromosomas, que dependen de la herencia de los padres. c) Si la herencia juega un papel evidente, ninguna función del organismo se encuentra tan sometida a la influencia del ambiente, es decir, de la educación, como la función intelectual. Por tanto, una buena base genética con una escasa formación o ambiente para poco sirve; una base genética alterada con una formación enriquecedora y constante, consigue superarse. d) Como consecuencia de lo anterior, nadie está en condiciones de poder afirmar, ni en el momento del nacimiento ni muchos meses después, hasta qué nivel cognitivo podrá avanzar y llegar un niño con síndrome de Down. El esfuerzo que la familia, bien dirigida por los profesionales, ha de poner debe ser constante y esencialmente optimista. Si de entrada aceptamos que uno de nuestros hijos no podrá llegar a hacer esto o lo otro (sin perder realismo, claro está), jamás intentaremos conseguirlo y nuestro hijo no lo conseguirá. Ha sido, precisamente, el empuje de muchos padres que no hacían caso de los malos augurios el que ha ido derribando murallas en el avance cognitivo de las personas con síndrome de Down. 4.5.1.1LasalteracionescerebralesenelsíndromedeDown En el síndrome de Down apreciamos varias alteraciones cerebrales que explican las dificultades con que determinados grupos neuronales pueden expresarse. Estas alteraciones parecen deberse tanto a problemas de desarrollo -disgenesia- como a la presencia de factores tóxicos que pueden lesionar la vida neuronal. El cerebro y sus principales áreas corticales. 176 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria Como consecuencia de ello observamos: a) una disminución de determinados tipos de neuronas situadas en la corteza cerebral, quizá las neuronas que mejor sirven para asociar e integrar la información; b) una alteración en la estructura y una disminución en el número de las espinas dendríticas que conforman parte del aparato receptor de la neurona; c) una reducción en el tamaño de ciertos núcleos y áreas cerebrales, como es el caso del hipocampo, del cerebelo y de algunas áreas de la corteza prefrontal; d) una menor eficacia en la organización bioquímica por la cual las señales que recibe la neurona se integran para originar una respuesta Parte de estas alteraciones se han podido apreciar en ciertas áreas de asociación de la corteza cerebral, hipocampo y cerebelo; es decir, zonas que tienen por función la de almacenar, recapitular, integrar, cohesionar la información para, a partir de ahí, organizar la memoria, la abstracción, la deducción, el cálculo. En consecuencia, las órdenes que recibe ese cerebro serán más lentamente captadas, lentamente procesadas, lentamente interpretadas, incompletamente elaboradas. Así se explica la demora y la lentitud del desarrollo psicomotor del bebé y el niño, la lentitud en el desarrollo del lenguaje y la dificultad de expresión verbal, la morosidad en entender ciertas órdenes y retener las secuencias, la resistencia para cambiar de tareas o modificar una opción ya tomada, la dificultad para elaborar pensamiento abstracto y comprender el cálculo, la dificultad para el aprendizaje de tareas complejas. Que existan dificultades no significa que no se llegue a realizar muchas de estas tareas, sino que habrá que enseñarle con mayor constancia, precisión, paciencia. Como ya hemos dicho, existe una enorme variabilidad entre las personas con síndrome de Down en cuanto al número de funciones cerebrales afectadas y en cuanto a la intensidad de esta afectación. Lógicamente, se hace preciso analizar cuáles son los puntos más débiles en una persona concreta para poder, en cambio, desarrollar otras posibilidades. La Atención temprana trata, precisamente, de compensar y superar estas limitaciones, de aprovechar a tiempo la plasticidad neuronal, de extraer al máximo lo que la realidad genética de ese individuo permita. Y así, si la información auditiva deja menos huella o es menos eficaz que la visual, habrá que aprovechar la visual, o habrá que combinar ambas. Esa labor ha de ser constante, paciente y, sobre todo, creativa, ajustada a la auténtica realidad que tenemos en ese bebé o ese niño. La respuesta será variable en una misma persona: habrá épocas en que el avance sea rápido y tangible; otras, en cambio, mostrarán un estancamiento desesperante. Pero si se trabaja sin desánimo, siempre habrá avance. La capacidad de aprender no cesa ni a los 15, ni a los 20, ni a los 30 años. Y las oportunidades se aprovechan mejor cuando se está cerca, cuando se está conviviendo, cuando se observa con inteligencia, con picardía. Los profesionales cumplen el gran papel de saber analizar, interpretar, aconsejar. La aplicación de las recetas y hasta la posibilidad de adaptarlas recaen en los grandes protagonistas de la educación de las personas con síndrome de Down: quienes con ellas más conviven. 177 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico Por lo general, los niños con síndrome de Down pueden hacer la mayoría de las cosas que hace cualquier niño, como caminar, hablar, vestirse e ir solo al baño. Sin embargo, generalmente comienzan a aprender estas cosas más tarde que otros niños. No puede pronosticarse la edad exacta en la que alcanzarán estos puntos de su desarrollo. Sin embargo, los programas de intervención temprana que se inician en la infancia pueden ayudar a estos niños a alcanzar antes los diferentes sucesos propios del desarrollo. Una persona con síndrome de Down es una persona como cualquier otro con un par de problemas adicionales que debe enfrentar. Y a veces -igual que tú- lo que necesita es una mano amiga y unas palabras de ánimo. Se ha observado que los individuos que superan la edad de 35 años desarrollan en el cerebro el mismo tipo de placas seniles y de nudos neurofibrilares microscópicos anormales que las personas que mueren por la enfermedad de Alzheimer, la forma más frecuente de demencia presenil. El promedio de vida de los individuos afectados, gracias a los adelantos de la atención médica, se ha pasado de los 9 años de vida media en 1929 a por ejemplo los 30 años en 1980. La supervivencia de los pacientes de DS depende básicamente de la gravedad de las malformaciones viscerales que pueden tener. Estas malformaciones determinan el fallecimiento de muchos en los primeros años, de modo que los mayores de 5 años tienen expectativas de vida razonablemente largas. Actualmente, un 25% alcanza la edad de 50 años El síndrome de Down no lo causa algo que hacen la madre o el padre antes de que nazca el niño. Cualquiera puede tener un niño con síndrome de Down. Pero cuanto mayor sea la madre, mayor es el riesgo de tener un bebé con síndrome de Down. A lo largo de la historia mas reciente diversas teorías han sido propuestas para explicar la aparición de individuos afectados con el síndrome de Down: hasta 1909 se atribuía la aparición del síndrome por malformaciones de las glándulas endocrinas, o porque los progenitores estaban afectados por tuberculosis o sífilis. En 1909, tras la observación de que un número importante de niños con síndrome de Down eran los últimos vástagos de familias númerosas, se sugirió que era consecuencia del "agotamiento uterino" (G. E. Shuttleworth). En 1930, Adrian Bleyer y P. J. Waardenburg observaron el comportamiento anómalo de los cromosomas de la planta llamada primavera tardía, en la que una separación incorrecta de los cromosomas provocaba la aparición de individuos estériles con 15 cromosomas (en lugar de los 14 normales). Se sugirió por primera vez que el síndrome de Down podría estar relacionado con la no disyunción (la no disyunción es el fracaso en la separación de los cromosomas durante la meiosis). En 1950 se determinó que el número normal de cromosomas en el hombre es de 46 (Joe Hin Tjio y Albert Levan) y se verificó la relación entre síndrome de Down y no disyunción. La observación de cariotipos de individuos con síndrome de Down (Jerôme Lejeune, Marthe Gauthier y Raymond Turpin) determinó que la causa era una trisomía del cromosoma 21 como consecuencia de un efecto de no disyunción (véase dibujo "No disyunción durante la primera y segunda división meiótica"). 178 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 4.5.1.2LasdistintasformasdeTrisomía21 El tipo más común de síndrome de Down es la trisomía 21 libre o simple en alrededor del 95% de todas las personas síndrome de Down presenta trisomía para el cromosoma 21, (En lugar de tener dos cromosomas 21, tiene tres de ellos) que se produce por la no disyunción meiótica del par cromosómico 21. Los últimos estudios señalan que en el 10 a 15 % de los casos el cromosoma 21 extra es aportado por el espermatozoide y en el 85-90 % de los casos por el óvulo. Por consiguiente, la alteración aparece antes de la concepción, cuando se están formando los óvulos y los espermatozoides. Está establecida la relación entre la edad materna y el riesgo de dar a luz a un trisómico. Este riesgo aumenta aproximadamente 40 veces entre la edad de 20 años y las edades mayores de 45 años. Véase en la gráfica "Síndrome de Down y edad materna" como la frecuencia frente a la edad se mantiene lineal hasta aproximadamente los 32 años y luego va aumentando de manera exponencial; a la edad de mayor riesgo (más de 45 años) la frecuencia no excede del 3% (comparada con una frecuencia cercana al 0.07% a los 20 años). Esta relación entre edad materna y trisomía sugiere inmediatamente que el origen de esta anomalía estriba en la meiosis materna. Y efectivamente, la trisomía 21 se origina preponderantemente por no disyunción en la meiosis de la madre (véase esquema de la meiosis materna). La frecuencia de no-disyunción aumenta correlativamente con la edad de la mujer, en la cual todos los ovocitos ya están formados al nacimiento, y algunos de ellos se van activando en los ciclos menstruales sucesivos hasta la menopausia. La edad materna asociada a errores en meiosis materna I es de 31.2 años, y dan cuenta de un 77.5% de errores meióticos maternos del total de errores en la meiosis, y del 68% de todos los ejemplos de trisomía 21 libre. Los errores en la meiosis materna II constituyen el 22.5% de los errores de origen materno y el 20% de todos los casos de trisomía 21 libre. La edad materna media de estos errores es de 32.5 años. 179 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico El riesgo de síndrome de Down aumenta con la edad de la mujer como se muestra en la siguiente tabla: 180 Edad materna Ocurrencia de Síndrome de Down 20 1/1,667 21 1/1,667 22 23 1/1,429 1/1,429 24 1/1,250 25 1/1,250 26 1/1,176 27 28 1/1,111 1/1,053 29 1/1,000 30 31 1/952 1/909 32 1/769 33 34 1/602 1/485 35 1/378 36 37 1/289 1/224 38 1/173 39 40 1/136 1/106 41 1/82 42 1/63 43 1/49 44 45 1/38 1/30 46 1/23 47 48 1/18 1/14 49 1/11 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria Contrariamente, la producción de espermatocitos es continua durante la vida adulta del varón, lo cual no significa que el varón esté totalmente libre de que ocurra no-disyunción en sus espermatocitos. Si bien la mayoría de las trisomías 21 ocurren debido a no-disyunción materna, una minoría (sólo el 6.7%) es debida a no disyunción durante la espermatogénesis en el padre). En el caso del número total de familias en las que no había separación de los cromosomas paternos durante la gametogénesis, hay mas errores en meiosis II que errores en meiosis I (62% y 38% de errores en meiosis paterna II y I, respectivamente). Las edades maternas y paternas medias en esta categoría son similares a la edad media reproductiva en sociedades occidentales. La no-disyunción es esencialmente un suceso esporádico, de manera que si una mujer ha tenido un hijo con DS por trisomía, el riesgo de tener otro está solamente relacionado con su edad. 181 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico En un 5.5% de la trisomía 21 libre, el HC21 extra parece ser resultado de un error en la mitosis. En estas familias la edad materna media es de unos 28 años, la cual es similar a la edad materna reproductiva media. Como era de esperar, no hay preferencia por la que el HC21 se duplique en errores mitóticos, y el cromosoma extra puede igualmente que derive de cualquiera de los padres. 182 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria Alrededor de un 3,5 % de personas con síndrome de Down presentan 2 cromosomas del par 21 completos (lo normal) más un trozo más o menos grande de un tercer cromosoma 21 que generalmente se encuentra pegado o adherido a otro cromosoma de otro par (el 14, el 22 o algún otro, aunque generalmente es el 14) Esto es a lo que se llama trisomía por traslocación. Translocación Cromosómica que desemboca en trisomía Hay varios tipos de translocaciones que dan lugar al síndrome de Down; prácticamente todas son de tipo robertsoniano. Las más frecuentes son las que involucran un acrocéntrico grande (del grupo D) y el número 21, y las que involucran dos acrocéntricos pequeños. Un 4% de los pacientes con síndrome de Down tienen 46 cromosomas, uno de los cuales constituye una translocación robertsoniana entre el cromosoma 21q y el brazo largo de uno de los otros cromosomas acrocéntricos, generalmente el cromosoma 14 o 22. Las translocaciones observadas en el síndrome de Down que involucran siempre cromosomas acrocéntricos ocurren de la siguiente forma: dos cromosomas acrocéntricos sufren rupturas cerca del centrómero, y se recomponen en dos nuevos cromosomas: uno compuesto por los dos brazos largos y el otro por los dos brazos cortos; este último es un cromosoma muy pequeño y compuesto por heterocromatina, que generalmente se pierde sin efectos fenotípicos. El otro cromosoma derivado de esta translocación robertsoniana es un cromosoma diferente de los normales, metacéntrico o submetacéntrico, que como contiene casi todo el material genético de los cromosomas que intervinieron en la translocación, no expresa tampoco efectos fenotípicos en la célula original o en su clon de descendientes: se trata de una translocación balanceada, porque no sobra ni falta material (salvo el pequeño trozo de 183 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico heterocromatina perdida). Se denomina balanceada cuando no hay trisomía o monosomía parcial, es decir, que el cromosoma derivado representa a los dos acrocéntricos, y la célula tiene además los homólogos íntegros que no intervinieron en la translocación. El problema puede suscitarse cuando una célula germinal que lleva este cromosoma translocado entra en meiosis, luego de la cual un gameto (espermatozoide u óvulo) lleva el cromosoma translocado y uno de los homólogos. Como el cromosoma translocado representa el material de dos cromosomas, este gameto lleva un cromosoma redundante, y en la fertilización producirá una trisomía virtual porque el paciente tendrá el número normal de 46 cromosomas, pero en realidad el cromosoma translocado son dos cromosomas, por lo cual hay una trisomía del brazo largo del 21. Por consiguiente, los enfermos de Down con translocación, tienen 46 cromosomas, y su progenitor, si es portador, tiene 45 cromosomas. Así, un portador de una translocación robertsoniana que incluya los cromosomas 14 y 21 posee sólo 45 cromosomas; faltan un cromosoma y un 21, que están reemplazados por el cromosoma de translocacion, t (14q21q). Los gametos que se muestran en la ilustración (ver gráfica "Gametos que puede producir un portador de una translocación robertsoniana t (14q21q)") nos indican los diferentes gametos que puede formar un portador. En teoría, existen seis tipos posibles de gametos, pero parece que tres de éstos no pueden generar descendencia viable. De los tres tipos viables, uno es normal, uno resulta equilibrado, y el otro, desequilibrado, este último con ambos cromosomas 21, el de la translocación y el normal. En combinación con un gameto normal, esto puede generar un niño con DS por translocación. En teoría, los tres tipos de gametos se producen en cantidades iguales y, por lo tanto, el riesgo teórico de un niño con síndrome de Down será de 1 de cada 3. Sin embargo, extensos estudios poblacionales han mostrado que los complementos cromosómicos desequilibrados aparecen sólo en el 15% de la descendencia de madres portadoras y en muy pocos de los descendientes de padres portadores de translocaciones que incluyen el cromosoma 21. A diferencia de la trisomía 21 estándar, el DS por translocación no muestra relación con la edad materna, pero presenta un riesgo de recurrencia relativamente alto en las familias cuando un progenitor, especialmente la madre, es portador de la translocación. Por esta razón, el cariotipo de los padres y posiblemente de otros parientes es necesario antes de proporcionar un consejo genético. Cuando la translocación involucra los dos cromosomas 21, que forman un cromosoma compuesto por los dos brazos largos, es decir, t (21q, 21q), su portador solo puede producir gametos anormales: La mitad de los gametos irán con su dosis doble de material genético del cromosoma 21, siendo la descendencia potencial trisómica (afectados de DS). La otra mitad carecerá de este cromosoma t (21,21), siendo la descendencia potencial monosómica, que casi nunca es viable. Es decir, un individuo suficientemente desafortunado como para tener este defecto tiene un 100% de riesgo de producir un hijo con síndrome de Down, siendo incapaz de procrear hijos normales, y solo engendrará hijos afectados de DS. Este es uno de los pocos casos de riesgo total en las enfermedades genéticas. 184 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria En un total de 24 casos examinados de transposición t (14; 21) de trisomía 21 de novo, el cromosoma 21 extra es de origen materno. En la mayoría (14 de 17 casos) de transposición t (21; 21) de novo de trisomía 21, el cromosoma anormal es un isocromosoma (dup21q) más que el resultado de una transposición causada por una fusión entre dos cromatinas heterólogas (translocación robertsoniana). Sobre la mitad de los isocromosomas estudiados eran de origen paterno, y la mitad de origen materno. El dup21q está formado probablemente por un fallo de separación, bien de las cromátidas en meiosis II o bien de una cromátida hermana en una meiosis temprana. Finalmente, todas las transposiciones t (21; 21) verdaderamente de novo son de origen materno, similar a la t (14; 21). 185 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 186 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 187 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico El mosaicismo aparece en el 1,5 % de los niños con síndrome de Down. Corresponde a la situación en que óvulo y espermatozoide poseen los 23 cromosomas normales, y por tanto la primera célula que se forma de la fusión de ambos es normal y posee sus 46 cromosomas. Pero a lo largo de las primeras divisiones de esa célula y de sus hijas surge en alguna de ellas el mismo fenómeno de la no-disyunción o noseparación de la pareja de cromosomas 21 que antes comentábamos, de modo que una célula tendrá 47 cromosomas, tres de los cuales serán del par 21. A partir de ahí, todos los millones de células quede deriven de esa célula anómala tendrán 47 cromosomas (serán trisómicas), mientras que los demás millones de células que se deriven de las células normales tendrán 46, serán también normales. Dependiendo de cuándo haya aparecido la no-disyunción en el curso de divisiones sucesivas, así será el porcentaje final de células trisómicas y normales que el individuo posea. Cuanto más inicialmente aparezca la anomalía, mayor será el porcentaje de trisómicas y viceversa. Como se entiende fácilmente, si las trisómicas están en escasa proporción, la afectación patológica resultante será menos Con muy poca frecuencia, el síndrome de Down se diagnostica en un paciente en el que sólo una parte del brazo largo del cromosoma 21 está presente por triplicado (trisomía parcial), e incluso más raramente se identifica un paciente con síndrome de Down con anomalías cromosómicas no visibles desde el punto de vista citogenético. Estos pacientes son de particular interés porque pueden mostrar qué región del cromosoma 21 es probable quegenere el fenotipo del síndrome de Down (la "región crítica") y qué regiones pueden triplicarse sin provocar el fenotipo. La detallada caracterización citogenética y molecular de dichos enfermos ha reducido el segmento crítico a la banda cromosómica 21q22. Se supone que esta región contiene al menos de 50 a 100 genes. Los intentos para correlacionar la dosis triple de genes específicos con aspectos particulares del fenotipo del síndrome de Down hasta ahora han resultado infructuosos. Un problema es que, aunque pocos pacientes tienen triplicación sólo de un segmento muy pequeño del cromosoma 21, la mayoría de los pacientes presentan trisomía para el cromosoma completo y no sólo para la región crítica. Tiempo atrás, cuando el gen de la enfermedad familiar de Alzheimer se mapeó en el cromosoma 21, se supuso una 188 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria conexión causal, porque los cambios patológicos característicos de esta enfermedad también se observan en pacientes con síndrome de Down. Si bien es posible que estos cambios se deban a la presencia del gen de la enfermedad de Alzheimer en dosis triple, hoy se sabe que este gen se encuentra fuera de la región crítica para el síndrome de Down. Una tarea futura será separar los genes cruciales para la expresión del síndrome de Down de aquellos que sólo son sintéticos con respecto a éstos en el cromosoma 21. Trisomía en Mosaico Los intentos para correlacionar la dosis triple de genes específicos con aspectos particulares del fenotipo del síndrome de Down hasta ahora han resultado infructuosos. Un problema es que, aunque pocos pacientes tienen triplicación sólo de un segmento muy pequeño del cromosoma 21, la mayoría de los pacientes presentan trisomía para el cromosoma completo y no sólo para la región crítica. Tiempo atrás, cuando el gen de la enfermedad familiar de Alzheimer se mapeó en el cromosoma 21, se supuso una 189 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico conexión causal, porque los cambios patológicos característicos de esta enfermedad también se observan en pacientes con síndrome de Down. Si bien es posible que estos cambios se deban a la presencia del gen de la enfermedad de Alzheimer en dosis triple, hoy se sabe que este gen se encuentra fuera de la región crítica para el síndrome de Down. Una tarea futura será separar los genes cruciales para la expresión del síndrome de Down de aquellos que sólo son sinténicos con respecto a éstos en el cromosoma 21. La “región critica” generalmente, está asociado triplicaciones con esta región a la manifestación del DS. Es muy raro encontrar pacientes con trisomía parcial en el HC21. Los estudios sugerían que hay una región de 4 Mb entre los marcadores de DNA D21S17 y ETS2. Se observó que la triplicación de esta región estaba frecuentemente asociada a las siguientes características del DS: Puente nasal llano. Lengua saliente. Bóveda alta o paladar estrecho. Orejas plegadas. Manos anchas y cortas. Clinodactilia del quinto dedo. Extensas uniones entre el primer y segundo dedo. Hiperlaxilidad. Hipotonía muscular. Baja estatura. Retraso mental. Por esto, dicha región fue denominada como región crítica del síndrome de Down (DSCR). Sin embargo, se ha observado que triplicaciones de la zona comprendida entre los marcadores BCEI incluyen características adicionales tales como: Fisura de los ojos oblicua. Sitios de Brushfield. Pliegues palmares transversales. Señales dermoglíficas anormales. Hay tres pacientes conocidos con triplicaciones proximales del 21q (no se extiende al DSCR) y presentan las siguientes características fenotípicas: 190 Microcefalia. Baja estatura. Hipotonía. Dermatoglifos anormales. Retraso mental. Características faciales. LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria Estos datos parecen ir en contra de que una única región cromosómica sea responsable de muchas de estas características. Los datos conflictivos podrían ser explicados por una DSCR como se describía en la parte distal del 21q. Muchos más casos son necesarios para determinar la contribución de varias regiones 21q a los fenotipos del DS y su preciso mapeado. Un defecto característico del DS que es el canal atrioventricular ha sido mapeado a lo largo de la región de 5 a 6 Mb entre D21S267 y MX1. Se define actualmente DSCR como la región entre D21S17 y ETS2. En la literatura médica se han descrito varios casos de pacientes con fenotipo concordante con Síndrome de Down, pero con cariotipo normal. Para explicar esta incongruencia, se ha propuesto la existencia de nuevos síndromes con fenotipo similar pero diferente etiología, mosaicismos de bajo grado no identificables en tejidos fácilmente accesibles como sangre o piel y duplicaciones submicroscópicas del cromosoma 21 en la región q22 (1, 3-4, 9-10). Aunque el Síndrome de Down con cariotipo normal es raro, cuando se presenta un caso clínico como todos los descritos hasta el momento, es factible realizar estudios complementarios o proponer un diagnóstico diferencial. Sin embargo cuando el estudio es prenatal, se hace muy difícil suponer el diagnóstico de esta situación, aún en casos como éste, donde existía evidencia ecográfica sugestiva de una anormalidad cromosómica. Como se ha dicho antes el origen del síndrome de Down radica en una trisomía del cromosoma 21 o en una trisomía parcial como resultado de que se haya producido una translocación en dicho cromosoma. El uso de técnicas moleculares ha supuesto un gran avance en el estudio de esta anomalía genética. Esto es así porque con el uso de estas técnicas se podrá descubrir que genes están implicados y poder en alguna medida mejorar la calidad de vida de los individuos afectados por estas anomalías cromosómicas. Durante muchos años se ha tratado de ver que genes están implicados en el síndrome de Down para esto se han seguido una serie de estrategias. Un paso previo antes de saber que genes están implicados ha sido el estudio de los cromosomas. El cromosoma 21 es un cromosoma acrocéntrico, cuyo brazo largo (21q) tiene una longitud aproximada de 37 Mb constituyendo así el 1 % del genoma humano. El brazo pequeño de este cromosoma (21p) presenta una gran homología con la de los otros cromosomas acrocéntricos. Se ha observado que la información genética presente en el brazo pequeño es mínima, en caso de haber, ya que no se han observado fenotipos clínicos asociados a la trisomía por translocación debido a la t (21; 21) en el cual el brazo 21p es eliminado de los cromosomas translocados y cuyo fenotipo no presenta diferencia con la de los individuos con trisomía en el cromosoma 21. El brazo 21p no es considerado importante en la contribución al síndrome de Down. Un feto trisómico como norma general no suele sobrevivir y los que lo logran sufren múltiples alteraciones bioquímicas y físicas. La alta frecuencia de trisomías del cromosoma 21 se debe a su pequeño tamaño. El cromosoma 21 está compuesto por 33,5 millones de pares de bases en su brazo largo y por 285 mil en su brazo corto, con una longitud ligeramente superior a la del cromosoma 22. Uno de los hallazgos más llamativos ha sido el pequeño número de genes que parecen ubicarse en su interior cuando se compara con el de otros cromosomas. Se calculaba que en él habría entre 500 y 1000 genes, pero sólo se han encontrado 225 (127 ya conocidos y 98 previsibles), más 59 pseudogenes. Esta cifra contrasta con la del 191 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico cromosoma 22 que, siendo de tamaño parecido, posee 545 genes. Hay quien ha dicho que el cromosoma 21 es una especie de "páramo" o "desierto"; de hecho hay una región de 7 megabases que sólo posee un gen. Si el número de genes existentes en los cromosomas 21 y 22 fuera un índice de los que hubiera en el resto de los cromosomas, tendríamos que recalcular a la baja el total de genes de nuestro genoma, hasta unos 40.000 en lugar de los 100.000 inicialmente previstos. Bien es verdad, sin embargo, que hay regiones en otros cromosomas que poseen una densidad mucho mayor de genes por unidad de longitud. Dentro del cromosoma 21 la ubicación de los genes es muy irregular, siendo la densidad más alta cuanto más nos alejamos al extremo del brazo largo. En el brazo corto sólo se ha aislado hasta ahora un gen. Esta relativa escasez de genes en el cromosoma 21 puede explicar la mayor viabilidad y esperanza de vida de las personas engendradas y nacidas con trisomía del cromosoma 21, en comparación con las que son engendradas con trisomías de otros cromosomas. En efecto, cuantos más genes haya en un cromosoma, su triple presencia en caso de trisomía (tres copias por gen en lugar de dos) ocasionará muchos más problemas y errores de desarrollo que si el cromosoma tiene pocos genes. Por eso, muchos fetos con síndrome de Down son viables y, una vez que nacen, las personas alcanzan una media de vida de alrededor de 56 años; mientras que fetos con trisomías en otros cromosomas no suelen ser viables o mueren prematuramente. Las funciones que cumplen los genes ya conocidos del cromosoma 21 son múltiples y de gran trascendencia. Existen no menos de 10 kinasas, 5 moléculas de adhesión celular, 5 implicados en vías de ubiquitinación, varios factores de transcripción, varios receptores entre los que destacan 5 de la familia del interferón, varios canales iónicos, además de proteínas estructurales relacionadas con el colágeno. Sin duda, la secuenciación recién conseguida ha de facilitar la identificación de todos los genes presentes y la dilucidación de su función. La secuenciación de la región codificante de las proteínas del HC21 y en el 21q en particular es probable que tenga una importancia más inmediata que la secuenciación del DNA extragénico, por razones médicas y por otro tipo de razones. Mucho "pre-HC21 secuenciado" esfuerzo de las investigaciones de los últimos 5 años se han dirigido a la secuenciación de genes en general, en especial de los genes de la región crítica del Síndrome de Down (DSCR) y otras regiones del HC21 involucradas en desórdenes monogénicos. La longitud del brazo largo es el 1 % de la longitud de todos los cromosomas. El genoma humano contiene entre 70,000-100,000 genes, asumiendo esto el 21q contiene del orden de 700-1000 genes. Pero, la densidad génica no es constante a través de todo el genoma y hay dos tipos de regiones: regiones ricas en genes o genrich y otras regiones pobres en genes o gen-poor. También se pueden encontrar cromosomas ricos en genes y otros pobres en genes. El mapeado de 13,048. Esto nos proporciona una mayor precisión del contenido en genes del HC21; en el HC21 se han localizado 105 genes y el número total de genes podría ser de 560 a 800 genes. En la tabla que se muestra más adelante se muestra que genes habían sido clonados en el año 1997. Muchos de estos genes están situados en el 21q22.3 y muy pocos en el 21q21; esto confirmaría que la cantidad de genes no es constante en todo el cromosoma, pero también podría reflejar una actividad transcripcional diferente entre diferente regiones cromosómicas. La función de algunos de estos genes y la 192 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria contribución al fenotipo del síndrome de Down y otros fenotipos está bajo investigación. Porcentaje Genes clonados 12 Unigene ESTs 8 ESTs 43 Se han hecho estos cálculos asumiendo que el número total de genes es de 700 genes en el HC21. En la base de datos Unigene ETSs hay parcialmente secuenciados en torno a 55 secuencias que suponen un 8 % del total de genes que se cree que está presente en el HC21. Se ha observado que la densidad de los exones en la DSCR es de 1 en 5 Kb. 193 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico Pero nos queda todavía un largo camino por recorrer: comprender cuál es la función biológica que todos los genes desempeñan, y, sobre todo, cuál es la alteración concreta que provocan cuando el organismo dispone de tres copias en lugar de dos. Por ejemplo, desconocemos cuáles son los genes del cromosoma 21 que participan en el desarrollo del cerebro y en el despliegue de sus múltiples funciones. Y menos sabemos todavía por qué tres copias de un determinado gen provoca una determinada alteración patológica. Para responder a estas preguntas nos valemos de diversos abordajes de investigación, destacando entre ellos la utilización de ratones a los que quitamos o añadimos genes que sabemos que se encuentran también en el cromosoma 21 humano. De este modo, analizando lo que tales manipulaciones provocan en la vida y actividad del ratón podemos inferir lo que puede ocurrir en la especie humana. La secuenciación ha confirmado la coincidencia de amplias zonas del cromosoma 21 humano con la del cromosoma 16 del ratón. Por eso está resultando tan útil el modelo de ratón con trisomía parcial del cromosoma 16 que se está analizando en varios laboratorios, entre ellos el de la Universidad de Cantabria, para comprender distintos fenómenos del síndrome de Down. Además de la importancia del cromosoma 21 en la patogenia del síndrome de Down, se conocen mutaciones de genes en este cromosoma que contribuyen a la aparición de otras enfermedades monogénicas. Así, por ejemplo, diversas mutaciones en el gen APP producen formas familiares de enfermedad de Alzheimer; en el gen SOD1 la esclerosis lateral amiotrófica; en el gen AIRE una enfermedad poliglandular autoinmune; en el gen CBS la homocistinuria; en el CSTB la epilepsia mioclónica progresiva. Guardan relación con alteraciones de genes del 21 (aunque no han sido clonados) unos tipos de sordera recesiva (genes DFNB8 y DFNB10), el síndrome de Usher tipo I (USH1E), la predisposición a ciertas leucemias (AML1), la holoprosencefalia (HPE1). Es posible que también algún gen del 21 participe en la depresión con componente maníaco. Se sabe desde hace tiempo que ciertas leucemias infantiles son algo más frecuentes en el síndrome de Down. En cambio, es posible que en este cromosoma exista un gen supresor de tumores, y que ello explique la menor incidencia de tumores sólidos que se aprecia en el síndrome de Down. Que en el síndrome de Down existan tres copias de cromosoma 21 no significa que existan tres copias de todos sus genes en todos los individuos, ni que todos ellos se expresen de la misma manera. Eso explica la extraordinaria heterogeneidad entre las distintas personas con síndrome de Down, en sus características biológicas, en sus potencialidades y en sus logros individuales. Como personas que son, su rica biografía es el resultado de la interacción entre su dotación genética y el ambiente en el que está inmerso. Nuestro reto es dotarle de un ambiente capaz de extraer el cien por cien de su potencialidad genética. No existe cura para el síndrome de Down. Es algo que tendrá toda su vida. 4.5.2 SíndromedeTurner En el año 1938 Henry Turner describió por primera vez en la revista Endocrinology, un grupo de siete mujeres con edades comprendidas entre los 15 y los 23 años, que presentaban una serie de alteraciones físicas que llamaron su atención y que hizo que las agrupara en un nuevo síndrome: el síndrome de Turner. Los rasgos 194 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria mas característicos que destacó Henry Turner fueron tres: infantilismo sexual, cuello alado o Pterigium colli y deformidad del codo o cubitus valgus Es una afección genética que ocurre sólo en las mujeres. Las células de las mujeres normalmente tienen dos cromosomas X, pero en el síndrome de Turner, a las células de las niñas les falta un cromosoma X o parte de un cromosoma X. Esta condición puede ocasionar muchos signos y síntomas, pero los más comunes son la baja estatura, la falta de desarrollo de los ovarios y la infertilidad. Los seres humanos tienen 46 cromosomas que contienen todos los genes y el ADN. Dos de estos cromosomas, los cromosomas sexuales, determinan el género de una persona y ayudan a la persona a desarrollar la fertilidad y las características sexuales de su género. En el síndrome de Turner, la niña no posee el par usual de los dos cromosomas X completos El síndrome de Turner se presenta en casi 1 por cada 2.000 bebés que nacen con vida, y al menos en el 10% de los abortos espontáneos. El síndrome de Turner se puede diagnosticar al momento del nacimiento o durante la niñez, la pubertad o la edad adulta y también se puede diagnosticar antes del nacimiento realizando un cariotipo como parte de un examen prenatal. Se pueden realizar los siguientes exámenes: Un cariotipo para observar los cromosomas Un ultrasonido para detectar órganos reproductores femeninos pequeños o subdesarrollados. Un ultrasonido del riñón para evaluar las anomalías renales Un examen ginecológico para observar si hay resequedad del recubrimiento de la vagina. Los niveles de la hormona luteinizante sérica pueden estar elevados. Los niveles de la hormona foliculoestimulante sérica pueden estar elevados. Frecuentemente se realiza un ecocardiograma (ultrasonido del corazón) y una IRM del pecho después del diagnóstico, para evaluar posibles defectos en el corazón. Esta enfermedad puede alterar también los resultados de los siguientes exámenes: Estriol en orina Estriol en suero Estradiol Complicaciones Defectos cardíacos Anomalías renales Presión sanguínea alta 195 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico Obesidad Diabetes Tiroiditis de Hashimoto Cataratas Artritis Escoliosis (en adolescentes) Las infecciones del oído medio son comunes si existen anomalías en la trompa de Eustaquio Enelmomentodelnacimiento 196 Ya en el momento del nacimiento las niñas con síndrome de Turner suelen ser más pequeñas, tanto en peso como en longitud. Incluso ya durante el embarazo el médico puede apreciar un crecimiento lento de la niña. Suelen nacer con el dorso de las manos y los pies hinchados o linfedema probablemente proviene de cambios en el drenaje del sistema linfático. Esta hinchazón suele ser pasajera y va mejorando con los años. Estas niñas suelen tener cuello ancho y corto. A veces puede aparecer un "exceso de piel" o "aletas" que unen el cuello con la clavícula y que se denomina Pterigium colli. Henry Turner lo denomino cuello alado. El cuello alado se puede corregir con cirugía. El tórax es ancho, con las aureolas mamarias y los pezones mas separados de lo normal. Este tórax se denomina tórax en escudo. Las orejas suelen estar ligeramente rotadas y el pelo tiene la línea de crecimiento muy baja en la parte posterior de la cabeza. Todos estos rasgos, aunque llamativos, no acarrean ningún tipo de complicación en la salud de la niña. No dejan de ser estéticos, y por lo tanto podrán ser corregidos mediante cirugía plástica, si así lo deciden los padres y la niña. Es importante destacar que no está afectado el sistema nervioso y por lo tanto, este síndrome no produce deficiencia mental. Estas niñas no son diferentes al resto de las niñas de su edad, a excepción de algunos problemas de tipo físico. Pueden presentar otras malformaciones más importantes como malformaciones cardíacas (coartación de la aorta), riñón en herradura, etc. El 30% de las mujeres con este síndrome presentan defectos cardíacos congénitos LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria Malformación Porcentaje Baja estatura 95% Fallo ovárico 90% Otitis 60% Pérdida de audición 50% Baja implantación de las orejas 30‐50% Malformaciones congénitas cardíacas 30% Malformaciones congénitas renales 30% Hipotiroidismo 10‐30% Escoliosis 10% Hipertensión frecuente Problemas de visión (estrabismo) frecuente Predisposición a la obesidad frecuente Entrelosdosañosylaadolescencia Conforme pasan los años cada vez es mas evidente la talla baja de la niña, su tronco ancho y mamilas separadas. Alrededor de los cinco años empiezan a aparecer pecas y lunares en el tronco. Antebrazo se sitúa hacia fuera desde el codo cubitus valgus Al presentar un tórax en escudo y talla baja, la apariencia en general de estas niñas es de una constitución robusta y un cierto acortamiento de las piernas con respecto al tronco. La pubertad no suele iniciarse de forma espontánea, ni el estirón que va relacionado con ella. Como resultado, estas niñas presentan un aspecto físico más infantil que el resto de sus amigas. Cada vez los rasgos Turner son más marcados y especialmente la talla baja queda más en evidencia. Pero también dentro del síndrome de Turner podemos encontrar niñas que no presentan prácticamente ninguna de las alteraciones que acabamos de detallar. Aunque no está muy claro, se cree que ello es debido, en parte, al tipo de error cromosómico, o a la presencia de mosaicismo. No es lo mismo haber perdido todo un cromosoma X que solo parte de el. Y no es lo mismo tener un 1% que un 99% de células 45, X. Por lo menos aparentemente, ya que existen excepciones. Hay niñas con cariotipo 45, X que no muestran ningún rasgo físico que recuerde al síndrome y por eso no son diagnosticadas hasta la madurez. Edadadulta Aunque desde niñas hayan sido tratadas con hormonas femeninas, estas mujeres presentan ovarios poco desarrollados o en cintillas y esterilidad en la edad adulta. La talla baja y la esterilidad son los rasgos más frecuentes y traumáticos en este síndrome. Aunque se les trata con hormona de crecimiento desde los 12-13 años, la talla final suele estar por debajo de la media. 197 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico También en la talla existen excepciones que no podemos explicar, al menos por ahora. Se cree que el gen implicado en el crecimiento es el gen SHOX, entre otros. La presencia de una sola copia del gen, en lugar de dos, provoca una talla por debajo de la media. Sin embargo sabemos que hay casos de niñas 45, X que miden 1,70. Desgraciadamente no podemos decir que esto sea lo corriente, sino mas bien lo contrario, es un caso excepcional. La inteligencia de las niñas con síndrome de Turner varía tanto como la de la población mundial y por lo general está dentro del promedio normal. Hay mujeres con síndrome de Turner médicos, abogados, secretarias, enfermeras, cuidadoras de niños, artistas, etc. Lo que si es característico de estas niñas es su dificultad en la comprensión de los conceptos abstracto, numérico y espacial. Por esta razón, durante la etapa escolar suelen tener problemas con el dibujo y con las matemáticas. Debemos señalar que el síndrome de Turner es una condición altamente variable. Cada niña con síndrome de Turner es UNICA y no hay ninguna generalización que sea aplicable para todas ellas. Hay una serie de rasgos que parecen repetirse en estas niñas: Su capacidad intelectual es normal, aunque presentan una especial dificultad para entender el concepto de espacio-forma y el concepto numérico. Presentan una dificultad especial en las pruebas de percepción espacial y sentido direccional (arriba-abajo, derecha-izquierda, etc.). Presentan dificultad en el cálculo aritmético. Pueden presentar un retraso en su madurez emocional, pero suele ser reflejo de una sobreprotección familiar ya que se les suele tratar conforme a su talla y no a su edad. Los rasgos físicos más traumáticos para ellas suelen ser la talla baja y la infertilidad. Una baja autoestima puede ser el resultado de una mala aceptación y comprensión del síndrome. En general el fenotipo psicológico suele ser complejo, pero varia ampliamente de unas mujeres a otras. La talla baja es uno de los rasgos más característicos del síndrome de Turner, junto con el escaso desarrollo sexual. Afecta al 95% de las mujeres con este síndrome y suele ser uno de los rasgos que hacen sospechar antes al medico. Se ha localizado una región del cromosoma X responsable del crecimiento; por este motivo, cuando un cromosoma X esta alterado o falta, origina alteraciones en el crecimiento. El crecimiento en las niñas con síndrome de Turner se caracteriza porque sigue un patrón característico: 198 Ya durante el desarrollo intrauterino, durante el embarazo, el médico percibe un lento crecimiento de la niña, de forma que, al nacer, su talla es aproximadamente entre dos y tres centímetros , menor que la de las demás niñas. LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria Conforme van pasando los años, el crecimiento es cada vez más lento, y cuando llegan a los 12 años la diferencia de talla con respecto a sus amigas es notorio. Pero la mayor diferencia se encuentra en el momento de la pubertad, ya que no aparece el estirón de crecimiento propio de esta época de la vida. La mayoría no producen las hormonas necesarias para el inicio de la pubertad y como consecuencia, se hace más evidente el retraso del crecimiento. Generalmente las niñas con ST tienen una edad ósea retrasada, lo cual quiere decir que sus huesos son más parecidos a los de las niñas menores que ellas. La pubertad en las niñas generalmente comienza cuando la edad de los huesos es de aproximadamente 11 años. Las hormonas femeninas (los estrógenos) producidas por los ovarios durante la pubertad (o tomadas por la niña en forma de pastillas) aceleran la madurez ósea. El crecimiento físico se detiene cuando las placas de crecimiento de los huesos se fusionan, lo cual sucede a la edad de huesos de aproximadamente 15 años. La mayor parte de las niñas con síndrome de Turner que no son tratadas hormonalmente no presentan el estirón puberal y podrán continuar creciendo de una manera lenta hasta que lleguen a sus 20 años. La talla media alcanzada al final de su crecimiento es variable, pero se encuentra aproximadamente alrededor del 1,40 cm. si la niña no ha sido tratada con hormona de crecimiento (GH) y de 1,52 si la niña ha seguido el tratamiento adecuadamente. La estatura de los padres afecta a la altura final de la hija (una niña con padres altos naturalmente va a ser mas alta que una niña que tenga unos padres bajos). Aunque se sabe que las niñas Turner no carecen de hormona de crecimiento (GH), se ha comprobado que el tratamiento con esta hormona aumenta la velocidad de crecimiento y su talla final. En la actualidad, la hormona de crecimiento que se administra, es exactamente igual a la hormona natural humana y se obtiene por ingeniería genética. El tratamiento consiste en la administración diaria, por vía subcutánea (entre el músculo y la piel), de dosis elevadas de esta hormona. El tratamiento con GH puede iniciarse tan pronto como la estatura de la niña llegue a menos del 5 percentil en un cuadro gráfico de control de crecimiento normal. Diferentes estudios han demostrado que una dosis pequeña de andrógenos (hormona de tipo masculino, normalmente producida tanto por hombres como por mujeres) junto con oxandrolona y administrada conjuntamente con la GH, aumenta la velocidad de crecimiento de las niñas con síndrome de Turner sin causar señales de excesivos andrógenos (tales como acné o vello facial). Por lo general los andrógenos son suministrados a niñas con síndrome de Turner que tienen más de 9 años de edad, cuando los niveles de andrógenos deberían subir normalmente. Los andrógenos no deben usarse solos (sin GH) porque no mejoran la estatura adulta por sí solos. Los estrógenos (hormonas de tipo femenino) no son efectivas en cuanto al crecimiento. Una vez que la niña comience a tomar estrógenos para inducir su pubertad, su edad ósea avanza más rápidamente y deja de crecer. Los ovarios de las niñas y mujeres con síndrome de Turner son rudimentarios, y no producen óvulos. Son ovarios en cintillas no funcionales. Sus caracteres sexuales están poco desarrollados y de forma natural no llegarían a tener menstruaciones. Por lo tanto son estériles. Cuando llegue a la edad de la pubertad, el medico la tratara con 199 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico hormonas sexuales de tal forma que su cuerpo desarrolle igual al de cualquier otra adolescente Pero hay excepciones. En el 5-10% de las pacientes, el grado de función ovárica residual es suficiente para iniciar el desarrollo de las glándulas mamarias en la pubertad, y un pequeño número de estas pacientes tienen una o dos menstruaciones espontáneas. Finalmente unas pocas (probablemente menos del 1%) tienen una función ovárica ovuladora durante los años fértiles, habiéndose observado algunos embarazos. Estos casos suelen ser mujeres con mosaicismo (combinación de diferentes líneas celulares). Las niñas Turner pueden presentar todas las alteraciones que hemos citado en el apartado anterior (talla baja, cuello alado, deformidad del codo, etc.) o ninguna de ellas. Por eso puede ocurrir que el médico no tenga ninguna dificultad en diagnosticar a la recién nacida, o puede ser que nadie note nada raro. Se ha dado el caso de mujeres a las que se les diagnostica síndrome de Turner en la edad adulta, cuando quieren tener un hijo y no pueden. En cualquier caso, es muy importante que el estudio cromosómico se realice lo antes posible, ya que un retraso en el diagnostico implica un retraso en el tratamiento. Actualmente el diagnóstico del síndrome de Turner es mas exacto que hace unos años. Consiste en el estudio del cariotipo (estudio de los cromosomas) a partir de una pequeña muestra de sangre. Si la paciente presenta un solo cromosoma X en todas o en parte de sus células, o si uno de los cromosomas X esta alterado, se habla de síndrome de Turner Cuando la sospecha clínica existe se debe ampliar los estudios genéticos con la técnica de Hibridación in situ FISH con sondas especificas para los cromosomas X e Y. Los trabajos de investigación que se han hecho, demuestran que para un buen diagnóstico es necesario aplicar técnicas de biología molecular. El empleo rutinario de la técnica de FISH permite detectar mosaicos de muy bajo porcentaje y también permite detectar el origen de fragmentos cromosómicos, anillos, deleciones, derivados del cromosoma Y, etc. Cuando por medio de un estudio del cariotipo se detecta pequeños fragmentos cromosómicos de origen desconocido, es imprescindible la aplicación de la técnica de PCR estudio molecular del cromosoma Y Aunque el cariotipo más frecuente en el síndrome de Turner es el 45, X, ello no implica que sea el único. Por ejemplo, también están relacionados con el síndrome de Turner los cromosomas en anillo r(X), es muy poco frecuente los casos mas preocupantes dentro del síndrome de Turner la presencia de pequeños anillos cromosómicos derivados del X puede estar relacionado con deficiencia mental. Tenemos que destacar sobre este tema dos hechos fundamentales, primero, que la presencia de estos anillos en el síndrome de Turner es excepcional, y segundo, es el único caso en el que este síndrome puede cursar con deficiencia mental, el isocromosomas (iXq), o deleciones parciales de uno de los brazos del cromosoma X (del Xp-, del Xq-). El síndrome de Turner puede ser también el resultado de un mosaicismo, es decir, de la presencia de dos o más líneas celulares distintas como por ejemplo 45, X y 46, XX o también 45, X y 46, XY. 200 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria La frecuencia de estos cariotipos en el síndrome de Turner queda reflejada en la siguiente Tabla: Cariotipo Porcentaje 45,X 55% 45,X/46,X,i(Xq) 7% 45,X/46,XX 9,4% 45,X/46,X,+r(X) 5,5% 45,X/46,XY 4,7% 45,X/47,XXX 2,3% 46,X,del(Xp) 2,3% 46,X,del(Xq) 2,3% 45,X/46,X,del(Xp) 0,8% 45,X/46,X,del(Xq) 0,8% 45,X/46,X,+mar(X) 0,8% 1,6% otros Como podéis observar, el cariotipo más frecuente es el 45, X seguido del 45, X/46, XX. Ambos suelen estar relacionados con un físico "típico" del síndrome: talla baja, disgenesia gonadal, ovarios en cintillas, cuello alado, coartación de la aorta, etc. aunque varía profundamente de unas personas a otras. Pese a su baja frecuencia (aproximadamente un 5%), uno de los cariotipos mas "problemáticos" en el síndrome de Turner es cuando aparecen células 46, XY junto con las ya características 45, X. La presencia de restos del cromosoma Y en pacientes con síndrome de Turner predispone la formación de cáncer de ovarios o gonadoblastoma. El riesgo de desarrollo de este cáncer es del 10% (unos autores afirman que es del 30%, otros hablan de un 10%) y se confirma que se incrementa con la edad; así, se estima que es del 2% alrededor de los 10 años y puede alcanzar hasta un 30% en la edad adulta. Hoy en día la única manera de evitar totalmente el riesgo de desarrollo del gonadoblastoma es mediante la cirugía o gonadectomía (extirpación de las gónadas). Si por el motivo que sea la persona, o los padres si la niña es menor, deciden no realizar la gonadectomía, se recomienda un seguimiento regular y detallado por su ginecólogo, teniendo siempre en cuenta que el riesgo se incrementa con la edad del paciente. Cuando se sospecha la presencia de restos del cromosoma Y, es imprescindible el empleo de la técnica de FISH (Hibridación in situ fluorescente) con sondas para el cromosoma Y que permitan definir con exactitud el fragmento cromosómico. Generalmente se emplean dos sondas: la del centrómero (o sonda centromérica) y la del gen SRY. La sonda centromérica se emplea porque el gen (o genes) responsables del desarrollo de este cáncer se localiza en esta zona. A este gen se le conoce como gen GBY. 201 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico Las pacientes Turner que no tienen restos del cromosoma Y tienen el mismo riesgo de desarrollo de cáncer de pecho, ovarios o útero que cualquier otra mujer. Por este motivo no se recomienda la gonadectomía en estas niñas. El gen SRY no parece estar implicado en el desarrollo del gonadoblastoma pero sí juega un papel fundamental en la diferenciación gonadal masculina y por ello se considera necesario su estudio. De hecho se han dado casos de desarrollo masculino en presencia de un cariotipo 45, X debido a la traslocación de este gen a otro cromosoma (durante la meiosis masculina puede producirse una "traslocación" de este gen del cromosoma Y al cromosoma X). Por este motivo existen niños y niñas con el mismo cariotipo 45, X/46, XY. En varones aparece en muy raras y excepcionales ocasiones, y esta siempre implicado el cromosoma Y, al menos en parte de las células del organismo. En varones pueden aparecer algunos de los rasgos del síndrome de Turner como la talla baja, ligado a otro síndrome de origen genético diferente, y denominado síndrome de Noonan. 202 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria Como cualquier otro síndrome cromosómico, si los padres presentan un cariotipo normal, el síndrome de Turner no es hereditario y por lo tanto podemos decir que ha sido fruto del "azar". No es algo que podamos evitar, ni se debe a algo que haya ocurrido durante el embarazo. En este sentido no hay nada que los padres hayan hecho para causar o aumentar el riego del síndrome de Turner en sus hijas, ni nada que puedan hacer para prevenirlo. 203 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico Existen dos teorías que intentan explicar esta anomalía cromosómica (pérdida de uno de los cromosomas sexuales): A. La teoría meiótica dice que durante la formación del óvulo o los espermatozoides (gametogénesis), alguno de ellos pudo haber sufrido un error y llevar, por esta razón, un cromosoma sexual menos. Si el óvulo, o bien el espermatozoide, ha sufrido esta perdida cromosómica, el individuo que se forme a partir de la fertilización portará este error cromosómico. B. La teoría mitótica afirma que la perdida de uno de los cromosomas no se produce en los gametos (óvulo o espermatozoide) sino que se origina mas tarde, durante el primer periodo del desarrollo embrionario (en las primeras semanas de gestación). Las investigaciones más recientes apoyan esta última teoría y no la primera Como hemos comentado anteriormente el síndrome de Turner no se hereda, por lo tanto, todas las madres tienen la misma posibilidad de tener una niña con síndrome de Turner, es decir uno de 5.000. El hecho de tener ya una niña con síndrome de Turner no incrementa la probabilidad de tener otra, son dos hechos independientes, a no ser que alguno de los padres padezca alguna alteración en sus cromosomas sexuales, razón por la cual deberían consultar a su medico. Síndrome de Turner (45, X0) 4.5.3SíndromedeKlinefelter En 1942, el Dr. Harry Klinefelter y sus compañeros de trabajo en el Hospital General de Massachusetts en Boston publicaron un reporte de nueve hombres que tenían pechos desarrollados, vello escaso en el cuerpo y en la cara. Testículos pequeños y la incapacidad de producir esperma. 204 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria Para finales de los 50, investigadores descubrieron que los hombres con Síndrome de Klinefelter, con este grupo de síntomas fueran conocidos porque tenían un cromosoma sexual extra, XXY en vez de la usual notación masculina de XY. A principios de los 70, investigadores alrededor del mundo buscaban identificar varones que tuvieran el cromosoma extra en una gran cantidad de niños recién nácidos. Uno de los más grandes de estos estudios, hecho por el Instituto Nacional de Salud de Niño y Desarrollo de Humano (NICHD), revisó los cromosomas de más de 40.000 niños. Basado en estos estudios, el desarreglo del cromosoma XXY parece ser una de las anomalías genéticas conocidas más comunes, ocurriendo tan frecuentemente como 1 en 500 o 1 en 1.000 nacimientos de varones. Aunque la causa del síndrome, el cromosoma sexual extra, es generalizada, el síndrome mismo -la colección de síntomas y características que puede resultar de tener un cromosoma extra- no es común. Muchos hombres viven sus vidas sin sospechar que tienen el cromosoma adicional. "Yo nunca me refiero a bebés recién nácidos como que tienen Klinefelter, por que ellos no tienen un síndrome," dice Arthur Robinson¸ un pediatra en la Universidad de Colorado de la Escuela Médica de Denver y el director del estudio por NICHD de varones XXY. "Presumiblemente algunos van a crecer para desarrollar el síndrome que el Dr. Klinefelter describió, pero muchos de ellos no. Por esta razón, el termino "Síndrome de Klinefelter" ha caído en desuso entre investigadores médicos. Muchos prefieren para describir hombres y niños con el cromosoma extra como "varones XXY." Porque frecuentemente no parecen diferentes de los demás, muchos varones XXY probablemente nunca sepan de su cromosoma extra. Pero, si ellos son diagnosticados, hay mas oportunidades que sea en una de las siguientes etapas en la vida: antes o poco después del nacimiento, niñez temprana, adolescencia, y en tiempo de adulto (como resultado de algún examen de infertilidad). La siguiente oportunidad para un diagnóstico es cuando el niño empieza la escuela. Un médico puede sospechar que un niño es un varón XXY si tarda en aprender a hablar y tiene dificultades con la lectura y escritura. Los niños XXY pueden nacer altos y delgados y un poco pasivos y tímidos. Pero no siempre, no hay garantías. Algunos de los niños que van con esta descripción puede tener los cromosomas XXY, pero muchos otros no los tienen. Algunos varones XXY son diagnosticados en la adolescencia, cuando el desarrollo excesivo de los pechos los fuerza a que reciban atención médica. Como algunos varones de cromosoma normal, muchos varones XXY desarrollan un poco de agrandamiento de los pechos en la pubertad. De estos, sólo un 10 por ciento de varones XXY del total, van a tener pechos suficientemente grandes para avergonzarlos. La última oportunidad para un diagnóstico es en la edad adulta, como resultado de un examen de infertilidad. En este tiempo, un médico examinador puede notar la característica de testículos de tamaño reducido de un varón XXY. En adición a los exámenes de infertilidad, el médico puede ordenar exámenes para detectar niveles elevados de hormonas conocidas como gonadotropinas, común en varones XXY. 205 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico Adicionalmente al desarrollo de pechos, falta de vello en la cara y cuerpo, y tipo de cuerpo redondo, los varones XXY tienden más a desarrollar sobrepeso, y suelen ser más altos que sus padres y hermanos. La mayor parte de estos síntomas se pueden tratar. Cirugía cuando sea necesario, puede reducir el tamaño de los pechos. Hormonoterapia de sustitución de la hormona masculina testosterona, comenzando desde la pubertad, pueden promover fuerza y crecimiento de vello en la cara, también como tener un tipo de cuerpo mas musculoso. Pero un síntoma mucho mas serio, es uno que no siempre es muy aparente. A pesar de no ser retardados mentales, muchos varones XXY tienen algún grado de problemas de lenguaje. Como niños, frecuentemente aprenden a hablar mucho mas tarde que otros niños y pueden tener dificultades aprendiendo a leer y escribir. Y aunque ellos de todos modos aprenden a hablar y conversar normalmente, la mayoría tienen una tendencia de tener algún grado de dificultades con el lenguaje de por vida. Si no es tratada esta dificultad de lenguaje puede traer fracasos en la escuela y la perdida de confianza en sí mismo. Pero, afortunadamente, este impedimento de lenguaje usualmente puede estar compensado. Las oportunidades de éxito son más grandes si se empieza en edades tempranas. No todas estas manifestaciones se dan en un mismo individuo El signo clave de este Síndrome es la hialinización del epitelio testicular, con el consiguiente déficit de producción de testosterona, que explicaría toda la clínica: 206 Talla elevada Mayor acumulación de grasa subcutánea Dismorfia facial discreta Alteraciones dentarias En ocasiones criptorquidia, micropene, malformaciones en los genitales. Esterilidad por azoospermia. Ginecomastia uni o bilateral Vello pubiano disminuido Gonadotrofinas elevadas en la pubertad Disminución de la libido Retraso en el área del lenguaje, lectura y comprensión Lentitud, apatía. Trastornos emocionales, ansiedad, depresión, etc. Falta de autoestima. escroto hipoplásico o LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria El 10% de los Síndromes de Klinefelter son mosaicos y en estos casos, los pacientes suelen tener oligoespermia con la consiguiente capacidad de engendrar hijos. 207 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 4.5.3.1ObjetivosdeltratamientodelsíndromedeKlinefelter - Evitar el daño psicológico y social. - Desarrollar y mantener los caracteres sexuales secundarios - Optimizar el crecimiento. - Asegurar libido y potencia sexual normales. - Tratar las anomalías asociadas Para prevenir y/o tratar las anomalías asociadas: - Osteoporosis: desde niños sería necesario realizarles densitometrías periódicas para comprobar los niveles de calcio en huesos pudiendo así evitar una descalcificación prematura. - Obesidad: control regular del peso. - Hiperlipemia: control periódico de los niveles de lípidos en sangre (colesterol, triglicéridos...). - Insulinorresistencia: control periódico del nivel de azúcar en sangre. - Tiroiditis autoinmune: control periódico de hormonas tiroideas. - Neoplasia: mayor control de diferentes tipos de cáncer, como el de mama o células extragonadales. - Taurodontismo: control periódico del aspecto buco dental por posibles malformaciones y por mayor probabilidad de caries desde pequeños por tener menor índice de esmalte en los dientes. 208 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria - sistema nervioso Puede aparecer ataxia. Entre un 20 y un 50% pueden tener un- temblor intencional. - sistema venoso La enfermedad varicosa y las úlceras de extremidades inferiores pueden ser los primeros síntomas de los-varones 47, XXY. Idealmente, los jóvenes XXY deben empezar el tratamiento de testosterona cuando entran en la pubertad. Los varones XXY diagnosticados en fase de adultos también pueden beneficiarse del tratamiento de la hormona. Una rutina regular de tratamiento con testosterona va a aumentar el poder y el tamaño muscular, y promover el crecimiento de vello en la cara y cuerpo. Los padres de niños XXY a veces están preocupados porque sus hijos pueden crecer homosexuales. Esta preocupación no tiene rezón de ser; no hay evidencia que varones XXY sean más inclinados hacia la homosexualidad que otros hombres. De hecho, la única diferencia significativa entre hombres XXY y jóvenes y otros varones de su edad es que los varones XXY pueden tener menos interés por el sexo. Administraciones regulares de la hormona sexual masculina testosterona puede dar energía sexual hasta llegar a niveles normales. En algunos casos, administraciones de testosterona pueden traer un sentimiento falso de seguridad: Después de recibir la hormona por un tiempo, varones XXY pueden concluir que ya recibieron todo el beneficio que es posible y abandonar el tratamiento. Pero al hacer esto, su interés en el sexo casi siempre disminuye hasta que comienza de nuevo su administración. Nadie sabe qué es lo que pone a una pareja en riesgo de concebir un niño XXY. La edad avanzada de la madre aumenta el riesgo de cromosoma XXY, pero solo un poco. Estudios recientes conducidos por NICHD Terry Hassold¸ un genetista de la Universidad de Case Western Reserve de Cleveland, Ohio, enseña que la mitad de las veces, el cromosoma extra proviene del padre. El Dr. Hassold explica que las células destinadas para la producción de esperma u óvulos pasan por un proceso conocido como meiosis. En este proceso, los 46 cromosomas en la célula se separan, produciendo dos células nuevas que tienen 23 cromosomas cada una. Pero, antes que la meiosis se cumpla, los cromosomas se emparejan con sus cromosomas correspondientes e intercambian piezas de material genético. En mujeres, cromosomas X se emparejan; en hombres, el cromosoma de X e Y se emparejan. Después del intercambio, los cromosomas se separan, y la meiosis continúa. En algunos casos, los “X”, o el cromosoma “X” y cromosoma “Y” fallan en emparejarse y fallan al intercambiar material genético. En ocasiones, esto resulta en el movimiento de ambos a la misma célula produciendo un huevo con dos “X” o el esperma que tiene ambos cromosomas de “X” e “Y”. Cuando el esperma tiene ambos cromosomas de “X” e “Y” fertiliza un huevo que tiene un cromosoma singular de “X” o un esperma normal que tiene “Y” fertiliza un huevo que tiene dos cromosomas “X”, un varón “XXY” es concebido. La fórmula 47 XXY es debida a la no-disyunción del cromosoma X durante la primera o segunda división meiótica de la gametogénesis o por no-disyunción mitótica del zigoto. 209 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico Un Cariotipo es usado para confirmar el diagnóstico. En este proceso, se toma una muestra de sangre. Las células blancas de la sangre son separadas de la muestra, combinadas con un medio de textura de tejido, incubado, y revisado para anormalidades de cromosoma, como el cromosoma X extra. De vez en cuando pueden ocurrir variaciones de la cuenta de cromosoma XXY, lo mas común es el mosaico de XY / XXY. En estas variaciones algunas de las células en el cuerpo masculino puede tener un cromosoma adicional de X, y los demás puede tener la cuenta cromosómica normal de XY. El porcentaje de células conteniendo el cromosoma extra puede variar de un caso a otro. En algunas instancias, los mosaicos de XY / XXY pueden tener suficientes células funcionando normalmente en los testículos para permitir tener hijos. En algunos casos los varones tienen dos, o a veces tres cromosomas adicionales de X también están documentados en la literatura médica. En estos individuos, las características clásicas de Síndrome de Klinefelter pueden estar exageradas, el desarrollo sexual es más deficiente con C.I. bajo o moderado hasta severo, ocurriendo también retraso mental. Curiosamente se ha encontrado un sorprendente parecido entre los individuos con cariotipo 49, XXXXY y las personas con síndrome de Down En instancias raras, el individuo puede poseer un par de cromosomas de X adicional e Y adicional. La literatura médica describe masculinos XXYY teniendo retraso mental leve hasta moderado. Ellos pueden a veces ser agresivos o violentos. Aunque pueden tener un tipo de cuerpo redondo y energía sexual reducida, los expertos no están de acuerdo si las hormonoterapias de sustitución de testosterona son apropiadas para todos ellos. Un grupo de investigadores comenta que después de recibir testosterona el varón XXYY acabó con sus fantasías violentas de sexo y terminó sus asaltos a jovencitas. Por el contrario, Dr. Robinson encontró que la testosterona parece haber hecho más agresivo a un niño XXYY que él estaba tratando. Los científicos admiten, sin embargo, que porque estos casos son muy raros, no se ha estudiado mucho de ellos. La mayoría de los varones XXYY que han sido estudiados fueron referidos para tratamiento porque fueron violentos y tuvieron problemas con la ley. No es conocido si los varones XXYY son agresivos por herencia por naturaleza, o si sólo unos pocos individuos extremos llamaron la atención de investigadores precisamente porque son agresivos. 210 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 211 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 4.5.4SíndromedeEdwards El síndrome de Edwards o Trisomía 18 (trisomía: cromosoma adicional en uno de los pares de cromosomas), se trata de una enfermedad rara, cromosómica caracterizada por la presencia de un cromosoma adicional en el par 18. Su prevalencia se estima entre 1/6000 - 1/13000 nácidos vivos. Ocurre en todas las razas y zonas geográficas. La proporción de sexos es de un varón por cada 4 mujeres. Los pacientes fallecen tempranamente y sólo se han descrito 14 casos con supervivencia prolongada. El examen de la mujer embarazada puede mostrar polihidramnios (líquido amniótico adicional). Al nacer el niño, se puede observar una placenta inusualmente pequeña Las trisomías constituyen la anomalía cromosómica más frecuente y, dentro de estas, las más conocidas son la trisomía 21 (síndrome de Down), la trisomía 18 (síndrome de Edwards) y la trisomía 13 (síndrome de Patau). Solo los niños con síndrome de Down sobreviven hasta la edad adulta, mientras que los que tienen trisomías 18 y 13 mueren por lo general antes del primer año. No se conoce la causa exacta de esta enfermedad, pero se relaciona con la edad materna, es más frecuente en madres de edad avanzada; a partir de los 35 años la frecuencia aumenta progresivamente desde 1/2.500 hasta 1/500 a los 43 años. En mujeres mayores a 35 años de edad, o con un hijo anterior con trisomía 18 debe hacerse diagnóstico prenatal mediante Amniocentésis (procedimiento obstétrico mediante el cual se extrae una pequeña cantidad de líquido amniótico para su posterior análisis). Clínica - Retraso de crecimiento pre y postnatal* (Peso medio al nacer: 2340 g) - Nacimiento postérmino* - Panículo adiposo y masa muscular escasa al nacer - Hipotonía inicial que evoluciona a hipertonía* - Craneofacial: microcefalia*, fontanelas amplias, occipucio prominente* con diámetro bifrontal estrecho, defectos oculares (opacidad corneal, catarata, microftalmía, coloboma de iris), fisuras palpebrales cortas, orejas displásicas* de implantación baja*, micrognatia*, boca pequeña, paladar ojival, labio/paladar hendido - Extremidades: mano trisómica* (posición de las manos característica con tendencia a puños cerrados, con dificultad para abrirlos, y con el segundo dedo montado sobre el tercero y el quinto sobre el cuarto), uñas de manos y pies hipoplásicas*, limitación a la extensión (>45º) de las caderas, talón prominente con primer dedo del pie corto y en dorsiflexión, hipoplasia/aplasia radial, sindactilia 2º-3er dedos del pie, pies zambos - Tórax-Abdomen: mamilas hipoplásicas, hernia umbilical y/ó inguinal, espacio intermamilar aumentado, Onfalocele - Urogenital: testes no descendidos, hipoplasia labios mayores con clítoris prominente, malformaciones uterinas, hipospadias, escroto bífido - Malformaciones renourológicas: riñón en herradura*, ectopia renal, hidrone- frosis, duplicidad ureteral, riñón poliquístico - Cardiovascular: cardiopatía congénita* presente en 90% de casos (comunicación interventricular con afectación valvular múltiple*, 212 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria conducto arterioso persistente, estenosis pulmonar, coartación de aorta, transposición de grandes arterias, tetralogía de Fallot, arteria coronaria anómala) - Tracto gastrointestinal: divertículo de Meckel*, páncreas ectópico*, fijación incompleta del colon*, ano anterior, atresia anal - Sistema Nervioso Central: hipoplasia/ Aplasia de cuerpo calloso, agenesia de septum pellucidum, circunvoluciones cerebrales anómalas, hidrocefalia, espina bífida - Piel: cutis marmorata, hirsutismo en espalda y frente - Signos radiológicos: esternón corto* con núcleos de osificación reducidos*, pelvis pequeñas, caderas luxadas. (*) Anomalías más frecuentes, que han demostrado su utilidad en el diagnóstico clínico y que se considera que están presentes en >50% de casos. Mortalidad del 95% en el primer año de vida. El 5% restante suele sobrevivir más tiempo (La tasa de mortalidad en los supervivientes es del 2% a los 5 años de vida). Las niñas presentan mayor tasa de supervivencia. La causa principal de fallecimiento: cardiopatía congénita, apneas, y neumonía y los problemas más frecuentes en los supervivientes son: – Dificultades en la alimentación: La mayoría necesitarán alimentación por sonda. Puede ser necesario recurrir a la gastrostomía. No obstante algunos consiguen tomar bien el biberón, y se ha conseguido lactancia materna en casos aislados. Muy pocos serán capaces de comer solos. 213 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico – Escoliosis: Puede afectar mucho la calidad de vida de los supervivientes. No parecen ser de utilidad los aparatos ortopédicos, lo mejor y más cómodo es usar almohadones o respaldos de madera que se coloca en la cuna ó en el carrito para modificar la postura del niño – Estreñimiento: Precisarán enemas – Infecciones: Neumonía, otitis media, e infecciones urinarias Desarrollo psíquico/motor: Importante retraso. En un grupo de supervivientes con edad media cronológica de 8 años, la edad de desarrollo media fue de 6.8 meses. Pueden llegar a ser capaces de utilizar 4 ó 5 palabras Trisomía de toda ó gran parte del cromosoma 18. El 95-96% de casos corresponden a trisomía completa producto de no-disyunción, siendo el resto trisomía por traslocación. La trisomía parcial y el mosaicismo para trisomía 18 suelen presentar un fenotipo incompleto, con ausencia de algunas de las anomalías típicas del S. de Edwards. No se ha identificado una región cromosómica única, crítica, responsable del síndrome. Parece que es necesaria la duplicación de dos zonas, 18q12-21 y 18q23 para que se produzca el fenotipo típico de S. de Edwards, con una zona, 18q12.3-q21.1 con fuerte influencia en el retraso mental. La trisomía 18 suele darse de forma aislada en familias por otra parte normales. En estos casos el riesgo de recurrencia estimado es del 0.55%. En los casos de trisomía por traslocación, los padres deben ser remitidos a un Servicio de Genética para estudio citogenético. Es más frecuente en madres de edad avanzada. A partir de los 35 años la frecuencia aumenta progresivamente desde 1/2500 nácidos vivos a los 36 años hasta 1/500 a los 43. En mujeres de edad >35 años, ó con hijo anterior con trisomía 18 debe ofrecerse diagnóstico prenatal mediante Amniocentésis en los siguientes embarazos. Existe gran variabilidad en el desarrollo físico y psíquico en los supervivientes a medio-largo plazo. Los pocos pacientes que alcanzan largas supervivencias tienen marcadas limitaciones psicomotoras. 214 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 215 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 4.5.5SíndromedePatau El síndrome de Patau es la tercera cromosomopatía en orden de frecuencia y a su vez la más letal de las trisomías autosómicas viables. La primera descripción clínica se realizó en 1657 por Bartholin. El 9 de abril de 1960, en las páginas 790 a 793 de la revista médica The Lancet, Klaus Patau (de Berlín), David W Smith (de Baltimore), Eeva Therman (de Helsinki), Stanley L Inhorn (de Nueva York) y Hans P Wagner (de Berna), publicaron un original titulado múltiple congenital anomaly caused by an extra autosome. En él exponían el hallazgo en un niño y en una niña, afectados ambos por graves malformaciones (de la línea media facial, cardiopatía, polidactilia, defectos cerebrales, anoftalmía...), de una trisomía autosómica -hasta aquel momento sólo se conocía de ellas el S. de Down-, que identificaron como del grupo D (pares 13,14 y 15) en un estudio cromosómico de médula ósea. Se había dado otro paso fundamental en el conocimiento de las causas de los síndromes polimalformativos. 40 años después, seguimos como espectadores del cuadro clínico denominado actualmente trisomía 13 o síndrome de Patau, sin recursos para evitarlo ni para corregirlo. Se calcula que 1 de cada 5.000, 1/12.000 o 1/20.000 niños (las cifras son de estadísticas distintas) nacen con esta anomalía, si no se realiza en la población un programa de diagnóstico prenatal citogenético, pues en tal caso la incidencia disminuye debido a los abortos inducidos, y ello es debido a que aunque la edad media de las madres de estos niños y niñas es 31.3 a 31.6 años (la del padre 33.7 a 34.5a), el 40% tienen más de 35 años (que es la edad a partir de la cual se oferta generalmente la opción diagnóstica) (Grouchy, Baty, Wyllie). En las que no superan los 35 años, la ecografía obstétrica puede hacer sospechar muchas de estas cromosomopatías, pues se acompañan de crecimiento intrauterino retrasado, microcefalia, cardiopatías severas… Distribución de la edad materna en la trisomía 13. La gráfica está realizada dividiendo el número de afectados por el de nácidos totales en madres de la misma edad. (Baty y cols) Los que nacen son la punta del iceberg de los concebidos, pues la gran mayoría de los embriones se eliminan a poco de ser creados. Se ha evaluado que la frecuencia en abortos espontáneos con trisomía 13 es 100 veces superior a la de los recién nácidos vivos, o sea: 1/50 a 1/120 (Goodman y Gorlin). Asimismo, que por cada 179 diagnósticos prenatales en líquido amniótico (entre las semanas 14 y 16) de S. de Down, se hacen 49 de trisomía 18 y 12 de S. de Patau, siendo por tanto la relación: 15-4-1 (Schreinemachers y cols), lo que indica la baja tasa del síndrome que tratamos, probablemente debido a su aborto muy precoz y a su dificultad de identificación. 216 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria Bajo peso para la edad gestacional, microcefalia, malformaciones cráneo-faciales, máxime en línea media de la cara (fisuras complejas labio-alveolo-palatinas), polidactilia, pies en "mecedora"... son los rasgos sugerentes del Síndrome de Patau y cols. La vida media de los nácidos es 90 días, 2/3 mueren en los 6 primeros meses de vida y solamente el 20% superan el 1º año de vida, falleciendo el 95% del total antes de los 3 años, aunque hay casos excepcionales. Wolf y Cols refieren una niña de 11 años con trisomía 13 pura (no mosaico) y refieren otros dos pacientes de la literatura médica de mayor edad: 19 y 22 años. La supervivencia de los casos con traslocación parece ser superior a la de la trisomía regular. En todos los casos el retraso psicomotor es grave, impidiendo la adquisición de las funciones básicas del desarrollo (sedestación, deambulación, lenguaje, etc.). El cociente intelectual medio de los pacientes con trisomía 13 es muy bajo, y tiende a disminuir con la edad. A pesar de todo, la mayoría suelen ser capaces de ir aprendiendo cosas a lo largo de su vida, e incluso algunos pacientes logran adquirir funciones como caminar o pedir sus necesidades. Tras una gestación habitualmente a tiempo normal (el 20% lo hacen con menos de 38 semanas y el 3% con más de 42), nacen con bajo peso, longitud y perímetro cefálico, mostrando rasgos faciales malformativos fundamentalmente en la línea media en forma de fisura labial que se extiende al paladar, con grave repercusión en la conformación nasal y en las cuencas oculares en donde la microftalmía y otras graves alteraciones oftálmicas son comunes, llegando a situaciones extremas como la ciclopia y siendo la manifestación externa de una frecuente holoprosencefalia. Además nos encontramos con hexadactilia en las 4 extremidades como rasgo más característico de las manos, que además suelen tener los dedos flexionados y cabalgados de tal forma que sus pliegues de flexión distal son poco marcados o inexistentes, siendo la uñas estrechas, relativamente largas e hiperconvexas. El esternón es corto. Los pies suelen adoptar la forma de "mecedora" con prominencia del talón (en "piolet" de alpinista). Hexadactilia, dedos montados en hiperflexión, uñas estrechas e hiperconvexas, pies en "secatintas". 217 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico Imágenes de manos, dedos y pies de niños y niñas con el S. de Patau. Recién nácido mortinato con trisomía 13 que mostraba polidactilia, deformidad de orejas, onfalocele... y ambigüedad genital (escroto bífido). Internamente la patología es múltiple: en el cerebro (en el 100%), corazón (en el 80% y de variada tipología, considerando Moerman y cols. que está invariablemente presente), riñon y vías urinarias (del 30 al 50%) con la consideración de que la displasia quística renal es común, alteración displásica pancreática (prácticamente patognomónica (Moerman), digestivas (la más frecuente es la malrotación intestinal, la posibilidad de un onfalocele), genitales... (Grouchy). Funcionalmente se expresan por una vitalidad muy pobre, con alteración del tono muscular, frecuentes crisis convulsivas (la hypsarritmia es común si sobreviven), dificultad importante de succión y deglución... y crisis de apnea, que es la causa más importante de su fallecimiento (Wyllie). Todo ello les lleva irremisiblemente a la muerte precoz. Un primer síntoma puede ser la historia de preeclampsia2 y la placenta puede ser anormal o mostrar cambios similares a una mola parcial.2, 10 Las manifestaciones clínicas son características en este síndrome, sin embargo, estas pueden ser variables, se puede apreciar bajo peso, por debajo de 2600g. ó 2480g.2, 9 La trisomía 13 tiene un amplio espectro de manifestaciones clínicas que compromete diferentes sistemas, entre ellos el sistema cardíaco, músculo esquelético, genitourinario, sistema nervioso y defectos de la línea media con alteraciones en la conformación de las estructuras de la cara, entre ellas la cavidad oral y las órbitas con compromiso del globo ocular y estructuras perioculares, 18 con o sin compromiso de la masa encefálica. Se describieron casos con alteraciones gastrointestinales y vasculares 218 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria Malformaciones congénitas por sistemas descritas en el Síndrome de Patau Alteraciones craneales Frecuencia de presentación Caso Microcefalia >50% Ausente Plagicefalia Rara Ausente Hendidura labial 60 - 80 % Ausente Hendiduras palatinas 60 - 80 % Ausente Anoftalmia < 50 % Ausente Microoftalmia < 50 % Ausente Micrognatia Rara Ausente Aplasia cutis < 50 % Ausente Persistencia de conducto arterioso 80 % Ausente Defectos del septo ventricular 80 % Ausente Defectos del septo atrial 80 % Ausente Dextrocardia 24 % Ausente Poco frecuente Ausente Hernias umbilicales 67 % Ausente Arteria umbilical única 40 % Ausente Hernia inguinal 40 % Ausente Poco frecuente Ausente Criptorquidia 100 5 Ausente Hidronefrosis 25 % Ausente Útero bicome 12 % Ausente Riñón poliquístico 70 % Ausente Duplicación de uréteres 12 % Ausente Polidactilia postaxial 76 5 Ausente Pliegue palmar único 64 % Ausente Ectrodactilia Rara Ausente Oligodactilia Rara Ausente Talipes 89 % Ausente Holoprosencefalia 70 % Ausente convulsiones 25 % Ausente Apnea 58 % Ausente Alteración Alteraciones cardiacas Alteraciones abdominales Onfalocele Diástasis de rectos Alteraciones genitourinarias Alteraciones músculo esqueléticas Alteraciones del SNC 219 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico Al igual que otras trisomías humanas, la mayoría de los casos de trisomía 13 se deben a una no-disyunción cromosómica durante la meiosis, principalmente en el gameto materno. En estos embarazos la edad materna y paterna media están algoincrementadas (31.3 y 33.7 años respectivamente). El cariotipo demuestra la trisomía 13 libre en el 80% de los niños y niñas (afecta por igual a unas y otros), siendo el 20% restante formas en mosaico (*) o translocaciones de las que las más frecuentes son la t (13; 14) y la t (13; 13). (*): La sintomatología clínica de los mosaicos (hay tanto células normales como trisómicas 13) está atenuada en virtud de la cuantía de unas y otras, y por ello estos pacientes tienen supervivencia mayor. En los padres de los niños que muestran alguno de estos hallazgos, el cariotipo puede ser normal (la mayoría) o encontrarse en uno de ellos una translocación por fusión céntrica (*) (también llamada robertsoniana) balanceada: la fórmula sería por Ej. 45, XX, t (13; 14) o 45, XY, t (13,13). Las fusiones céntricas se originan por la rotura en los centrómeros de dos cromosomas acrocéntricos, y la unión entre ambos por ese punto de rotura, dando lugar a la formación de un cromosoma metacéntrico (la longitud de los dos brazos es similar como en las translocaciones dentro los del grupo D) o submetacéntrico (los dos brazos tienen longitud diferente, como ocurre en la t (14; 21) por ejemplo). Así, al contar los cromosomas vemos 45 cuando en realidad son 46, y de ahí la fórmula de 45 X. Estas personas son normales pero tienen riesgo de que en su meiosis se origine un desequilibrio que da lugar a espermatozoides (en el varón) o óvulos (en la mujer) que tanto pueden ser normales como patológicos, y de éstos se concebirán trisomías o monosomías, que en la mayoría serán abortados precoz y espontáneamente, con lo que el riesgo práctico (el trascendente: que el embarazo prosiga o el niño/a llegue a nacer), es muy bajo: 1 a 2% (Clusellas, Magenis y Hecht) aunque algunos lo elevan hasta el 5% (Cruz). Si el cariotipo de los padres es normal, significa que la anomalía de su hijo surgió como un accidente concepcional y el riesgo de recurrencia se da 220 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria fundamentalmente en relación a la edad de la madre: 1% si tiene menos de 35 años, 2% si entre 35 y 40 años y superior si sobrepasa tal edad. Baty ha calculado el global, independientemente de la edad en 0.55% Si el hallazgo es la translocación balanceada (o equilibrada porque no le faltan ni le sobran cromosomas, sino que los tiene descolocados) (*), el riesgo del desequilibrio meiótico implica que en cada embarazo habrá un riesgo de repetición que se evalúa en un 1 a 2% para la t (13; 14) y para la t (13; 15), y del 100% para la t (13; 13). Este último se debe a que todos los gametos del portador (espermatozoide o óvulo) llevarán unidos los dos cromosomas 13, que al unirse con el único cromosoma 13 del cónyuge llevarán irremisiblemente a la formación de una trisomía manifestada en forma de aborto precoz o acaso del nacimiento de otro hijo con trisomía 13: solamente podrán tener un hijo sin ella recurriendo a técnicas de fecundación asistida. (*) Se calcula que 1/500 personas de la población general es portador de un reordenamiento cromosómico equilibrado, bien sea una translocación o una inversión. En aquellas parejas en las que en uno de los dos haya aparecido la translocación, la precocidad del diagnóstico intrauterino se justifica por el mayor riesgo de recurrencia, por lo que se puede acudir al diagnóstico prenatal invasivo (biopsia corial o liquido amniótico) 4.5.5.1Tiposdetrisomía13 1. Trisomía 13 clásica. En la trisomía 13 clásica, el óvulo o el espermatozoide reciben una copia extra del cromosoma 13 en el momento de su formación. La forma clásica es la manifestación más común y es la que ocurre en el 75% de los casos 2. Trisomía 13 por translocación. Este tipo de Trisomía 13 representa el 20% de los casos. En este caso, un pedazo extra o una copia completa extra del cromosoma 13, se adhiere a otro cromosoma, lo que da como resultado 3 copias de un cromosoma en las células (trisomía). En tres cuartas partes de los casos, son eventos accidentales pero en el resto, la translocación proviene de uno de los padres que presenta una forma balanceada. Trisomía 13 en mosaico. Los bebés con Trisomía 13 en mosaico, tienen dos grupos distintos de células: células con los 46 cromosomas típicos y células con una copia extra del cromosoma 13. Los dos tipos de células se forman después de la unión del óvulo con el espermatozoide. Las características y los problemas del la Trisomía 13 pueden ser más leves puesto que no todas las células son portadoras de un cromosoma extra. Este grupo representa al 5% de las personas con Trisomía 13. Los recién nácidos con trisomía 13 suelen necesitar asistencia médica desde el mismo momento del nacimiento debido a que 2/3 de los casos obtienen puntuaciones inferiores a 7 en el test de Apgar al primer minuto, cifra que desciende a 1/3 a los 5 minutos de vida. Dado que las anomalías cardiacas representan la causa principal de morbimortalidad en la trisomía 13, se plantea el problema ético de si su reparación quirúrgica está indicado dado el pésimo pronóstico del cuadro tanto desde el punto de vista físico como intelectual. Alrededor de 2/3 de los pacientes son dados de alta y precisan de atención especializada en el domicilio, requiriendo la intervención de un equipo multidisciplinar. Los padres han de ser previamente entrenados para la realización de determinadas tareas y maniobras que pueden ser de importancia vital 221 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico para la supervivencia del paciente. Actualmente existen tablas de crecimiento percentiladas para niños con trisomía 13 hasta los 3 años de vida. En los casos de mayor gravedad el tratamiento es sintomático, para mantener lo más confortablemente posible al recién nácido, pues dado el infausto pronóstico y el corto plazo de vida, no se justifican medidas extraordinarias. Por tanto, se mantiene al niño o niña nutricionalmente (incluso con "discusión de valoración" de intervención quirúrgica si tuviera una atresia digestiva), temperatura, sedación (si convulsiones)... pero sin recurrir a tecnología de mantenimiento vital tal como el uso de un respirador si mostrara periodos de apnea. Por supuesto que uno de los problemas más serios es el contar a sus padres la realidad de su hijo. Como en otras situaciones de la medicina pediátrica, se precisa ser "mucho médico humanista" para dar la información y la explicación de lo acontecido. Lo más adecuado es centrar la prioridad de la atención en su hijo (al que en casos extremos tales como ciclopias, cebocefalias... parece aconsejable que no lo vean) y en valorar con ellos los límites de la actuación médica. Luego vendrá la desculpabilización y la información sobre el bajo riesgo habitual -con la excepción de los portadores de la t (13; 13)-, para futuros hijos, con la opción del diagnóstico prenatal si lo desearan 222 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 223 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 4.5.6SíndromedeXfrágil El síndrome X frágil (SXF), también conocido como síndrome de Martin & Bell, es un trastorno que ocasiona retraso mental. Es la primera causa hereditaria de retraso mental y la segunda asociada a factores genéticos luego del síndrome de Down, siendo este último de origen congénito (no necesariamente heredado). Es un síndrome desconocido para la población en general, y no bien conocido para la mayoría de profesionales relacionados con la salud y la educación, por lo que su diagnostico suele ser tardío y a veces erróneo. Se transmite de generación en generación En la última década, el síndrome de X frágil ha surgido como una de las causas más importantes de discapacidad. El número de personas afectadas se cree que es de 1 de cada 1200 varones y 1 de cada 2000 mujeres, siendo portadores/as sin llegar a estar afectados 1 de cada 700 personas Es responsable de aproximadamente el 30% de todas las formas de deterioro cognitivo y supone un 10% de la población de varones deficientes psíquicos (la proporción es inferior en mujeres).También se ha establecido que este síndrome, aún cuando afecta más severamente a los varones, puede afectar tanto a varones como a mujeres. El SXF impacta negativamente sobre el desarrollo y deriva en dificultades de aprendizaje discapacitantes, incluido retraso mental severo; también se manifiestan problemas de atención, hiperactividad y conductas autistas. Ya en el siglo XIX, datos epidemiológicos habían constatado un excedente cercano al 25 por ciento en el número pacientes hombres entre la población de retrasados mentales ingresados en instituciones. Esto se debe en gran medida a la incidencia de entidades patológicas ligadas al cromosoma X que causan retraso mental. Tradicionalmente, el desconocimiento de esta enfermedad ha conducido a la determinación de diagnósticos erróneos. Aún hoy, a pesar de ser una de las enfermedades genéticas más comunes en humanos, el síndrome X frágil no es correctamente diagnosticado en un enorme porcentaje de casos. Este síndrome fue descrito por primera vez en 1943 por J. Purdon Martin y Julia Bell. Su origen genético no se descubrió hasta el año 1969, cuando se encontró que individuos que mostraban ciertas características mentales y físicas, tenían en su cromosoma X un trozo parcialmente roto. En 1991, los científicos descubrieron el gen FMR1 1 (acrónimo inglés de Fragile X linked Mental Retardation type 1), que causa el X frágil, impulsando la investigación médica y psicopedagógica. Los aportes más importantes han sido la mejora en el diagnóstico prenatal y la identificación de portadores y afectados mediante un análisis de sangre efectuado con equipamiento especial. El nombre de este síndrome provino de la forma en que se observa citogenéticamente el cromosoma X en los pacientes que tienen la enfermedad, al estudiar los cromosomas. Cuando se obtienen células de un paciente con esta alteración y se cultivan bajo condiciones especiales (en un medio deficiente en ácido fólico), la expansión del triplete de nucleótidos produce una particularidad en una región de los cromosomas, cerca del extremo del brazo largo. Ésta se muestra descondensada y elongada, y se rompe fácilmente al ser examinada en el microscopio. De hecho, esta parte del cromosoma no es particularmente frágil en el paciente. El fenómeno de ruptura del cromosoma X en realidad aparece sólo in vitro cuando se observa la muestra en el microscopio. 224 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria En la actualidad, el síndrome de X frágil es identificado clínicamente por pruebas sanguíneas de ADN. Se trata de un método muy exacto, que puede informar tanto sobre los afectados como sobre los portadores no afectados; además, puede usarse para el diagnóstico prenatal. Este trastorno ocasiona una clase de mutación poco habitual: una secuencia reiterada de tres letras del código del ADN, llamada repetición de triplete. Cuanto mayor sea el número de estas secuencias repetidas, más alta será la probabilidad de que el afectado sufra alteraciones graves. El descubrimiento del gen FMR1 fue un esfuerzo internacional que involucró a los laboratorios de Stephen Warren en Atlanta, David Nelson en Baylor, y Ben Oostra en Holanda, y fue descrito por Verkerk y sus colaboradores, en 1991. El SXF resulta, en particular, de un defecto en el gen FMR1. El defecto en este gen es una repetición del trinucleótido CGGn (triplete Citosina-Guanina-Guanina), el cual se expande considerablemente en individuos con una mutación completa. Los individuos en la población general tienen de 6 a 50 repeticiones, y los individuos portadores de la premutación X frágil tienen entre 54 y 200 repeticiones, pero son generalmente considerados no afectados. Cuando el número de repeticiones se incrementa a cantidades mayores a 200, el individuo es usualmente afectado por el síndrome de X frágil y el gen FMR1 es metilado se extingue la expresión del gen o, en otras palabras, se apaga el gen, de tal modo que la producción de la proteína no ocurre. Es la ausencia, o deficiencia de la proteína que produce el gen FMR1 (FMRP) la que causa el síndrome de X frágil Localización del gen FMR1 Ubicación del gen FMR1 en el cromosoma X, en la posición 27.3 del brazo largo (q): el locus citogenético es Xq27.3. Este gen ocupa los pares de bases 146.699.054 a 146.738.156 del cromosoma. Distribución de exones en el gen FMR1, y posición del triplete (CGG)n (señalado por flecha). La repetición sobreabundante de este trinucleótido, impide la codificación de la proteína FMRP, lo que ocasiona el SXF 225 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico También es posible tener el síndrome por una supresión (deleción) del gen FMR1 o por una mutación puntual que produce una FMRP no-funcional. Los individuos que son citogenéticamente positivos por el sitio frágil en Xq27.3, pero son negativos por la expansión de CGG (lo cual está asociado con la mutación FRAXA), pueden tener una mutación más distal, incluyendo FRAXE o FRAXF. [6] El FMRP es una proteína vinculada al ARN y parece regular la traducción de aproximadamente el 4% de los mensajes neuronales. Hay una hipótesis en la que el FMRP es una proteína clave en la regulación de los cambios estructurales neuronales y en la maduración mediante la estimulación ambiental, particularmente en la selección de las conexiones neuronales. Actualmente el diagnóstico se realiza con técnicas moleculares (Southern blot o PCR). En ellas se analiza el ADN del paciente, cuantificándose el número de trinucleótidos CGG del gen FMR1, localizado en el locus Xq27.3 (lugar frágil visible en el estudio citogenético). Con estas técnicas se detectan más del 99% de los casos. El resto (<1%) son deleciones o mutaciones puntuales dentro del gen. El test molecular también permite determinar el estado de metilación del gen FMR1. El análisis con Southern detecta la presencia de premutaciones y mutaciones completas y permite una cuantificación aproximada del número de CGGs, mientras que la PCR cuantifica los alelos normales y las premutaciones, pero no las mutaciones completas con alto número de repeticiones. Aunque el estudio del cariotipo sigue siendo necesario en pacientes con retraso mental no catalogado, hoy no se utiliza para el diagnóstico del SXF Actualmente se está trabajando en el estudio de la expresión de la proteína FMRP en el citoplasma de linfocitos de sangre periférica. Este método es técnicamente más sencillo, más barato y sólo se precisan unas gotas de sangre del paciente (obtenidas por una pequeña punción en la yema de un dedo). Los pacientes afectados muestran una ausencia completa de proteína. Es probable que en un futuro próximo sea el método de elección para despistaje del SXF en individuos con retraso mental de causa no aclarada. 226 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria El fenotipo de los varones con una mutación en el gen FMR1 depende del tipo de mutación, mientras que en mujeres depende tanto del tipo de mutación como de la inactivación aleatoria del cromosoma X Todas las madres de un hijo/a con mutación completa son portadoras obligadas de una expansión del gen FMR1 (premutación). Ellas y sus familiares tienen un mayor riesgo de tener descendientes con SXF y deben ser informados al respecto. Se les indicará la posibilidad de determinar su situación de portador/a con el correspondiente estudio molecular, lo que permitirá una estimación precisa de su riesgo de recurrencia. El diagnóstico prenatal es posible gracias al estudio del ADN fetal en células obtenidas por Amniocentésis o por biopsia de vellosidades coriales Varones con premutación: Se denominan también "varones transmisores normales". La premutación la heredan todas sus hijas y ninguno de sus hijos. Cuando las premutaciones son transmitidas por el padre, se producen pequeños incrementos en el número de trinucleótidos CGG, que nunca llegan a mutaciones completas. Todas las hijas de varones transmisores son portadoras no afectadas. Sin embargo, hay que recordar que todos los nietos y nietas de los varones transmisores tienen riesgo de padecer SXF. Mujeres con premutación: Son portadoras sanas y tienen un riesgo de un 50% de transmitir una premutación o mutación completa en cada embarazo. El riesgo de tener un descendiente afectado (mutación completa) oscila entre 7-50% para hijos varones y entre 3.5-25% para hijas Individuos con mutación completa: a) Varones: Los que tienen una mutación completa completamente metilada tiene retraso mental y en general no se reproducen; b) Mujeres: Tengan o no tengan manifestaciones clínicas, tienen un 50% de riesgo de transmitir su mutación completa en cada embarazo. Los hijos varones que heredan la mutación completa tendrán retraso mental, mientras en las hijas el riesgo de retraso mental es del 50%. 227 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico Diagrama de herencia ligada al cromosoma X dominante (madre afectada). La transmisión genética del SXF, en particular, sigue estos patrones mendelianos pero se torna más compleja, debido a la injerencia de otros factores, como su penetrancia incompleta, reducida en mujeres 4.5.6.1CaracterísticasFísicas Las características físicas que a continuación se detallan tan solo pueden servir como orientación ya que todas no están presentes en todos los casos ni con la misma intensidad (por ejemplo, en las mujeres la afectación es mas leve y variada, pero nos pueden servir para sospechar de este trastorno). En varones: En los recién nácidos las características físicas que más destacan son: Macrocefalia (mayor perímetro craneal), orejas grandes y/o separadas y, en algunos casos, prolapso de la válvula mitral. Las orejas casi nunca son deformes, sin embargo muestran una hendidura en la parte superior del lóbulo. En el niño los rasgos que destacan, además de los anteriores, son: cara alargada y estrecha, estrabismo, paladar ojival (alargado y muy arqueado), laxitud articular, piel laxa y pies planos. , presentando usualmente retardo en el lenguaje o síntomas de desatención. Todos los niños que presentan retardo mental o autismo de etiología desconocida deberían ser testeados para el síndrome de X frágil. También deberían ser estudiados los individuos con significativas deficiencias de aprendizaje, con características físicas o conductuales del síndrome de X frágil. Al menos 25-30% de los niños pequeños pueden no tener las características típicas faciales del síndrome de X frágil. Algunas veces estos niños son diagnosticados como afectados de otras enfermedades, tales como autismo, síndrome de Sotos (gigantismo cerebral), síndrome de Tourette, síndrome de Prader Willi o síndrome de Pierre Robin (también llamado complejo o secuencia de Pierre Robin). Aproximadamente el 15 al 30% de los niños con X frágil tienen autismo y aproximadamente el 6% de los varones autistas tienen el síndrome de X frágil. En el joven, la macrocefalia no suele ser evidente, la cara continúa alargada y estrecha con la mandíbula inferior saliente y paladar ojival, con dientes apelotonados. 228 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria El macroorquidismo (aumento del tamaño de los testículos) se empieza a hacer evidente con la llegada de la pubertad y se cree que puede ser debido a la estimulación de las gonadotropinas. La laxitud articular es mas frecuente en las articulaciones de los dedos produciéndose una hiperextensibilidad que se detecta al doblar los dedos hacia atrás en dirección a los nudillos produciéndose un ángulo de 90º o superior, aunque también ocasiona debilidad en otras articulaciones como el tobillo o la muñeca. En el varón adulto la macrocefalia ya no se detecta, continúan las orejas grandes y/o prominentes, mandíbula inferior saliente, paladar ojival y dientes apelotonados. La laxitud articular continua en igual proporción que en el varón joven y aumenta en frecuencia el macroorquidismo. El 80% de los varones adultos presentan prolapso de la válvula mitral (en ocasiones se produce una regurgitación de la sangre a través de la válvula durante la sístole). Síndrome de l X frágil 229 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico En mujeres: Las mujeres son menos fáciles de identificar por los rasgos físicos típicos, ya que tienen la cara larga y estrecha y las orejas grandes, asociado con el retraso en el aprendizaje o leve retraso mental. También se suelen dar, a veces, hiperextensibilidad en las articulaciones, paladar ojival y prolapso de la válvula mitral. Las rabietas son comunes en la niñez temprana. Los comportamientos explosivos o de agresión pueden ser un problema en la adolescencia para aproximadamente un 30%. Los cambios neuroanatómicos en el cerebro de individuos con el síndrome de X frágil incluyen un agrandamiento del núcleo caudado, del hipocampo, y ventrículos laterales. El vermis cerebeloso es más pequeño de lo normal. El tamaño del cerebelo está correlacionado con el nivel cognitivo, incluyendo la función ejecutiva. [8] Ciertos diagnósticos psiquiátricos, incluyendo el Síndrome de Asperger, trastornos evitativos de la niñez, trastorno esquizoide de la personalidad y mutismo selectivo, también deben ser considerados para pruebas de ADN. 4.5.6.2CaracterísticasPsíquicas Las características de conducta más frecuentes en los varones son: hiperactividad, trastornos de atención, timidez extrema, evitación de la mirada, lenguaje repetitivo, estereotipias con aleteos o morderse la mano, angustia, hipersensibilidad a los estímulos, resistencia a los cambios, etc. En las mujeres: angustia, timidez y dificultades en áreas como las matemáticas. El retraso mental depende de la afectación que tenga el individuo pudiendo ser desde leve hasta severo. La hiperactividad: Prestan poca atención y tienen dificultad en concentrarse en un sólo tema. Su atención va desde un tema a otro de forma impulsiva normalmente asociado con un incremento del nivel de actividad. Esta impulsividad se observa en el lenguaje, que se caracteriza por un pobre mantenimiento de temas y un desorden de ideas y pensamientos comunicados de forma rápida y a veces incomprensible. A menudo el diagnóstico se hace cuando el niño se estudia debido a la hiperactividad o a la falta de lenguaje después de los dos años. Impulsividad: No esperan las cosas, las quieren inmediatamente. Primero hacen, después piensan. Falta de atención: Notables problemas de concentración, no fijándose nunca en un juego o un trabajo durante un mínimo y necesario tiempo Ansiedad Social: Aversión a mantener contacto visual, evitando la mirada atenta de otros (particularmente cuando el niño se encuentra en situaciones muy estresadas). Imitación: Tendencia a los comportamientos de imitación, a las frases insultantes y a un lenguaje muy grosero. Retención de memoria: Generalmente reducida, pero puede ser excelente y conservarse por un período de tiempo largo en un tema en que el interés del niño sea primordial. Preferencia por las rutinas: Los niños pueden turbarse cuando las rutinas establecidas se rompen. 230 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria Comportamiento repetitivo: Pueden darse comportamientos de aletear y agitar las manos o mordérselas Las niñas con X frágil usualmente presentan timidez, ansiedad social, dificultades con las matemáticas en la escuela, y problemas de atención El escaso mantenimiento de la mirada, la timidez o problemas de interacción social, los aleteos de las manos, son signos que confunden con casos de autismo. La diferencia entre el x frágil y el autista es que los primeros son extremadamente sociables. La mayoría de los niños x frágil son cariñosos aunque los rasgos autistas interfieran en la relación social. Los niños con el síndrome de x frágil, frecuentemente muestran estos modelos de comportamiento que tienden a moderarse a medida que se van haciendo mayores. Hay un amplio espectro de compromiso en pacientes X frágil. Las mujeres con mutación completa son usualmente de mejor funcionamiento que los varones con mutación completa. Aproximadamente el 70% de las mujeres con la mutación completa tienen un déficit cognitivo en el límite o en el rango de retardo mental, mientras que aproximadamente el 85% de los varones con la mutación completa son retardados mentales. Los varones que tienen un funcionamiento mejor e incluso no retardados usualmente tienen una variación molecular, por ejemplo un mosaico (algunas células con premutación y otras con mutación completa) o una falta de metilación de una mutación completa. Algunas veces un individuo con una variante del patrón molecular puede ser citogenéticamente negativo en el testeo cromosómico, pero positivo al testeo de ADN. Es importante testear a todos los miembros de una familia que sufran riesgo de ser portadores o levemente afectado por el síndrome de X frágil en el árbol familiar después que el caso índice (afectado) ha sido diagnosticado. Es en los familiares donde se pueden encontrar estas variantes de los patrones moleculares. La variación del compromiso en mujeres con mutación completa se relaciona con el rango de activación o el porcentaje de células que tienen el X normal como X activo. Aproximadamente el 30-50% de las niñas con mutación completa tienen un cociente intelectual (IQ) en el rango normal, pero tienen problemas de aprendizaje Hoy por hoy, el Síndrome del Cromosoma X frágil no tiene tratamiento médico curativo, pero si tratamiento paliativo de algunos de sus síntomas. El tratamiento ha de seguir dos vías esenciales, por un lado un tratamiento médico y por otro un tratamiento educativo. El tratamiento médico debe ser impartido por especialistas y en general deben ir encaminados a mejorar determinados problemas, siendo los más usuales: Frecuentes infecciones en el oído medio (Otitis). Este problema requiere antibióticos y frecuentemente drenajes mediante tubos de polietileno para ventilar el oído medio. Si este problema no se soluciona puede dar lugar a perdidas de audición produciendo secuelas en el lenguaje. Pies planos. Este problema, originado por la laxitud articular, se corrige mediante ortopedia y/o fisioterapia. 231 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico Estrabismo. Este problema se corrige mediante ejercicios para los músculos motores oculares, parches y en último caso cirugía. Prolapso de la válvula mitral. Convulsiones. Normalmente son convulsiones motoras parciales y por regla general suelen desaparecer en la adolescencia. Hiperactividad. La mayoría de los niños y aproximadamente 1/3 de las niñas afectadas tienen déficit de atención, frecuentemente asociados a hiperactividad, aunque no siempre. La medicación mediante estimulantes es eficaz porque estimula la dopamina y el sistema del neurotransmisor de la norepinefrina y este efecto mejora la atención, la hiperactividad, la inhibición y la coordinación visual motora. Mediante este tratamiento se facilita la concentración del niño en las tareas académicas, se siente ordenado y con mayor control de la impulsividad disminuyendo sus frustraciones y rabietas con lo cual mejora su propia imagen. Esta medicación es eficaz en un 60-70% de niños en edad escolar siendo menos eficaz en adolescentes o preescolares. La ingestión de estimulantes presenta efectos secundarios tales como taquicardia, aumento de la tensión arterial, disminución del apetito, problemas para dormir y empeoramiento de tics motores. Sin embargo pequeñas dosis de estimulantes tienen buena acción terapéutica sin efectos secundarios. El ácido fólico es un tratamiento controvertido, se utiliza generalmente en niños pequeños en los que no se debe utilizar estimulantes por no tener efectos secundarios. ¡Ojo! no automedique a su hijo, hágalo siempre bajo la supervisión de un médico especialista, es quien mejor le puede asesorar. Cambios de humor. Este es un problema frecuente en jóvenes y adolescentes apareciendo algunos casos de agresividad física u oral. Cuando el tratamiento psicológico de modificación de conducta no ha funcionado se suelen administrar antisicóticos. Generalmente los cambios de conducta se producen por una sobreestimulación en sujetos que tienen una labilidad emocional. En mujeres levemente afectadas por el síndrome aparecen frecuentes depresiones así como cambios de humor, sobre todo si sus hijos tienen trastornos de conducta importantes. Ansiedad y comportamientos obsesivos. Este problema es frecuente, sobre todo ante situaciones nuevas así como crisis de pánico. Se suelen utilizar tranquilizantes a dosis bajas y de forma intermitente por sus efectos secundarios adictivos. Existen tranquilizantes que no producen adicción pero menos efectivos para las crisis de pánico. El tratamiento educativo debe empezar desde el momento del nacimiento del niño. Debemos tener en cuenta que como en cualquier síndrome, en el X Frágil, no todos los rasgos asociados están siempre presentes en todos los que lo padecen, siendo por tanto necesario en primer lugar saber las necesidades y habilidades del niño. Con frecuencia estos pacientes tienen habilidades para la imitación, la memoria 232 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria visual, el humor y son prácticos a la hora de resolver un problema y aprender. La debilidad más frecuente es la incapacidad para organizar la información y actuar sobre la misma de una forma efectiva. Teniendo en cuenta esto, los niños X frágil, necesitan apoyo en unas áreas determinadas: 1. Atención, hiperactividad e impulsividad. 2. Aprendizaje. 3. Habla y lenguaje. 4. Incapacidad para procesar la información sensorial de manera efectiva y habilidades motoras escasamente desarrolladas. 5. Problemas de comportamiento. Se observan grandes dificultades en el proceso auditivo, procesos secuenciales, razonamiento abstracto y habilidades aritméticas. La generalización es difícil y muchas veces una tarea o un concepto tiene que ser enseñado de varias formas para que el niño lo aprenda y sea capaz de manejar la información con sentido. Las recomendaciones mas frecuentes son: Control médico para los problemas de atención y comportamiento. Técnicas de autogobierno del comportamiento, que incluyen: fijar la meta, autocontrol, autorreforzamiento y ajuste de metas. Ayudar a los padres a entender los retrasos en el desarrollo de sus hijos, que en ocasiones es la tarea más difícil, así como sus comportamientos anormales. Debemos enseñarlos para que utilicen estrategias para estructurar el entorno, fomentar y facilitar la producción de habla y lenguaje, prevenir la sobreestimulación, utilizar técnicas terapéuticas calmantes y técnicas de reforzamiento positivo de la conducta. Terapia tanto para el habla como para el lenguaje, así como terapia para desarrollar el vocabulario y el lenguaje social. Estos niños presentan lenguaje acelerado, con ritmo desordenado, dispraxia verbal, articulación pobre, perseverancia, habla tangencial, falta de sencillez y naturalidad. Técnicas de integración sensorial. Servicios de educación especial, incluyendo un entorno educativo de apoyo que permita la modificación del formato instructivo y del plan de estudios (diseño curricular). Utilizar materiales visuales que el niño pueda usar para aprender nuevas habilidades y rutinas. Utilizar materiales y temas que tengan gran interés para el niño, y así aprenderá con los objetos que realmente le gusten, se deben usar además objetos o fotografías de la vida real y dejar tiempo para que el niño responda y formule preguntas. Hacer que el niño participe en actividades de pequeños grupos. La imitación es buena para que adquiera un lenguaje social y un comportamiento adecuado. Además esta es una cualidad casi constante en ellos. 233 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico Las dificultades en el proceso auditivo deben considerarse y la información que se le trasmite al niño tiene que ser en frases cortas y simples. Debemos ir modificando el material pedagógico para que siempre esté a la altura del desarrollo del niño y que le de el apoyo suficiente para que consiga el éxito por el que esta trabajando. La demostración y la repetición de las áreas son muy útiles para enseñar nuevas habilidades y rutinas. Lo mas importante de todo es que todas aquellas personas que estén trabajando con el niño deben perseguir el mismo objetivo, por lo que es fundamental una coordinación en el trabajo entre los padres, profesores, médicos y psicólogos, conociendo al niño y aprovechando todas aquellas cualidades que le pueden ser útiles e intentando modificar las que le interfieran con un buen funcionamiento psico-social. 234 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 4.5.7SíndromedeCriduChat El síndrome del maullido del gato, es una enfermedad cromosómica rara, congénita (que se evidencia en el nacimiento), También conocido como "Cri du Chat", su descripción original, fue idea de uno de los fundadores de la moderna citogenética el que fuera jefe de la unidad de citogenética del hospital pediátrico Necker de Paris Jérôme Lejeune (1927-1994). En una breve comunicación leída ante la Academia de Ciencias de París en 1963, el grupo francés encabezado por Lejeune presentó los tres primeros casos conocidos de lactantes con una anomalía cromosómica por supresión o eliminación parcial del brazo corto del cromosoma 5, cuyo llanto recordaba a quien lo oía el inconfundible maullido de un gato: Se estima que tiene una frecuencia de 1/20.000-50.000 nacimientos y predomina en las niñas. Alrededor del 1% de los pacientes ingresados en instituciones con retraso mental tienen esta alteración. Los niños con 5p menos, se caracterizan, al nacimiento, por se bebés de bajo peso y tener un llanto muy agudo. Este es el primer dato que suele llevar al diagnóstico. El llanto de los niños con este síndrome presenta los mismos registros acústicos que el de los gatos el cual se va modificando con el tiempo y es causado por una hipoplastía de la laringe que puede detectarse a través de una laringoscopia. 4.5.7.1Síntomas Llanto de tono alto similar al de un gato Peso bajo al nacer y crecimiento lento Cabeza pequeña (microcefalia) 235 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico Ojos separados (hipertelorismo) Inclinación palpebral de los ojos (fisuras palpebrales) Quijada pequeña (micrognacia) Orejas de implantación baja (pueden estar malformadas) Turgencia cutánea justo delante de la oreja Dedos de las manos y pies parcialmente unidos por membranas Un solo pliegue en la palma de la mano (pliegue simiano) Retardo mental Desarrollo lento o incompleto de las habilidades motoras Clínicamente se caracteriza por retraso mental y del crecimiento, microcefalia (cabeza inusualmente pequeña) y aspecto facial característico: hipertelorismo (aumento de la separación de los ojos), pliegues palpebrales antimongoloides (el canto externo del ojo más bajo que el canto interno), epicantus (pliegue de la piel que cubre el ángulo interno y carúncula de los ojos), orejas displásicas (displasia es el desarrollo anómalo de tejidos u órganos) y de implantación baja y micrognatia (mandíbula subdesarrollada pequeña). Al nacimiento suele llamar la atención el tamaño pequeño del cráneo, que contrasta con la cara redonda y llena, el bajo peso y la hipoplasia (desarrollo incompleto o defectuoso) laríngea, que provoca el llanto característico de estos niños. Menos frecuentemente presenta: convulsiones, cuello corto, raíz nasal prominente, paladar ojival (paladar en forma de bóveda), maloclusión dental, estrabismo (desviación de uno de los ojos de su dirección normal, por lo que los ejes visuales no pueden dirigirse en un mismo tiempo al mismo punto), anomalías del iris, filtrum (surco vertical en el centro del labio superior) corto, encanecimiento prematuro; alteraciones de las extremidades: manos pequeñas, clinodactilia (arqueamiento permanente de un dedo), sindactilia (fusión congénita o accidental de dos o más dedos entre sí), pliegue simiesco (un solo pliegue, profundo de las palmas de las manos), otras anomalías de los dermatoglifos (dibujos formados por las crestas y los surcos de las manos y los pies), uñas hiperconvexas y deformidades de los pies. Son frecuentes las malformaciones cardiacas entre que las destaca el ductus arterioso persistente (persistencia anormal después del nacimiento del conducto desde la arteria pulmonar a la aorta presente en el feto); alteraciones músculo esqueléticas: luxación (dislocación de una articulación) de cadera, hipotonía (tono anormalmente disminuido del músculo), hernia (protrusión de un órgano a través de un orificio) inguinal, diástasis (separación permanente de dos superficies articulares pertenecientes a dos huesos habitualmente paralelos) de rectos y escoliosis (curvatura oblicua anormal de la columna dorsal). Son poco frecuentes: labio leporino (fisura del labio superior), paladar hendido (cierre incompleto de la bóveda del paladar), hipotelorismo (disminución de la separación de los ojos), exoftalmos (protrusión anormal del globo del ojo), mal rotación intestinal, megacolon (dilatación del colon transverso, superior a 6 cm), hipospadias (apertura urinaria o meatus, que se puede colocar anormalmente en el superficie inferior del pene), criptorquidia (uno o ambos testículos no pueden descender al escroto) y anomalías renales. Otro hecho fundamental y constante, es la oligofrenia 236 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria Los bebés que nacen con este raro defecto genético requerirán, generalmente, mucho apoyo de parte de los padres y un equipo de profesionales de la medicina, la terapia y la educación para ayudarlos a alcanzar su máximo potencial. La mitad de los niños adquieren las habilidades verbales suficientes para comunicarse. Este síndrome se vuelve menos evidente a medida que pasa el tiempo. Las complicaciones dependen del grado del retraso mental y de las anomalías físicas, y pueden abarcar: Incapacidad de valerse por sí solo Incapacidad de desenvolverse socialmente La mayoría de los niños con 5p- tienen dificultades en el área del lenguaje. Algunos pueden expresarse con frases cortas, otros usan algunas palabras básicas, gestos o lenguaje manual, generalmente, amistosos y disfrutan de la interacción social. Con una educación temprana y consistente, y la adecuada terapia física y de lenguaje, los niños con síndrome 5p- alcanzan su potencial y pueden tener una vida plena y significativa. La esperanza de vida está disminuida, aunque muchos alcanzan la edad adulta (alrededor de los 50 años). Suelen presentar infecciones respiratorias de repetición, otitis media y dificultades para alimentarse La causa de esta rara supresión cromosómica se desconoce, pero se cree que la mayoría de los casos se debe a la pérdida espontánea de una parte del cromosoma 5 durante el desarrollo de un óvulo o de un espermatozoide. Es probable que se supriman múltiples genes en dicho cromosoma. Uno de los genes suprimidos llamado transcriptasa inversa de la telomerasa (TERT, por sus siglas en inglés) está comprometido en el control del crecimiento celular y puede jugar un papel en la forma como se desarrollan algunas de las características de este síndrome. El tamaño del fragmento faltante puede variar, pero eso no afecta las características de la persona La deleción no aparece en mosaico, lo que significa que todos los niños tienen el mismo grado de limitaciones. Una minoría (aproximadamente un 20 %) de estos casos se debe a que uno de los padres es portador de un rearreglo del cromosoma 5 denominado traslocación. Generalmente de la madre. Los padres de un niño con este síndrome deben buscar asesoramiento genético y someterse a una prueba de cariotipo con el fin de determinar si uno de ellos tiene un rearreglo del cromosoma 5. 237 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 238 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria El diagnostico prenatal mediante ecografía es difícil. La anomalía cromosómica, que confirma el diagnóstico, se evidencia en células fetales obtenidas mediante Amniocentésis (procedimiento obstétrico mediante el cual se extrae una pequeña cantidad de liquido amniótico para su posterior análisis), o biopsia (operación que consiste en extirpar en el individuo vivo un fragmento de órgano o de tumor con objeto de someterlo a examen microscópico) de corion. Alrededor del 80-85% de los casos son de aparición esporádica y el 10-15% restante, son hijos de portadores de una translocación siendo éstos casos más severos que los casos esporádicos. El síndrome del maullido de gato se debe a una deleción en el brazo corto del cromosoma 5 (5p15.2-5p15.3), siendo el paciente heterocigoto (individuo en el cual los dos cromosomas de un par llevan, en la misma situación, dos genes diferentes) para la deleción, ya que el homozigoto es inviable, es decir incompatible con la vida. 4.6Protocoloytécnicasdelcariotipoensangreperiférica 4.6.1 Citogenética en cultivo de Linfocitos (Sincronización con Timidina) a) Extraccióndesangre - La extracciones se deberán hacer los lunes o martes, excepto en los casos de urgencia con riesgo de fallecimiento - Desinfectar la zona precordial o venosa con alcohol. NO utilizar ningún preparado que lleve yodo (el yodo es un potente inhibidor del cultivo celular). Dejar secar - Extraer unos 5ml de sangre periférica en un tubo de heparina- sodio estéril b) Siembra - En recién nácidos y en sangre de cordón hacer frotis para ver el % de eritroblastos. - Centrifuga la sangre a 600 rpm durante 10 minutos (en caso de que no se aprecie bien la capa de leucocitos volver a centrifugar a 1500 rpm durante 10 minutos) - Desechar el plasma y recoger la primera capa de leucocitos y hematíes y añadirlo al medio de cultivo. Homogeneizar y hacer contaje en contador hematológico. (En el recuento es conveniente que la hemoglobina este entre 2-4 gr/dl). 239 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico - Sembrar alrededor de 2x106 de linfocitos en tubo Leighton en medio de cultivo reconstituido - Añadir Phitohemaglutinina (PHA).- Mitógeno que estimula la división de los linfocitos adhiriéndose a la pared celular- dependiendo de la cantidad de hemoglobina y del porcentaje de linfocitos totales. - Tapar los tubos y mezclar bien invirtiéndolos varias veces, e introducirlos en estufa de 37º C colocándolos ligeramente inclinados sobre una pipeta, con la cara plana del tubo hacia abajo c) Cultivo Incubar a 37º c durante 48 horas. Agitar y homogeneizar bien todos los días al principio y al final de la mañana. d) Bloqueenfasedesíntesis(sincronización) Al final de la mañana del segundo DIA de cultivo añadir la timidina “alta concentración”. La timidina frena la división celular en fase de síntesis. Homogeneizar bien y continuar la incubación 17 horas más. e) Desbloqueo - Homogeneizar, centrifugar y eliminar el medio de cultivo. (Los tubos Leightonn se deben colocar en la centrifuga con la cara plana hacia fuera) - Añadir el medio de lavado, homogeneizar y volver a centrifugar. - Eliminar el sobrenadante y añadir el medio de cultivo reconstituido e incubar durante 4 horas en baño maría a 37º C. f) Paradaenmetafase Pasadas las cuatro horas añadir la colchicina, (que bloqueara la división celular en la fase de metafase) y homogeneizar g) Choquehipotónico - Durante la incubación, prepararemos los tubos necesarios con la solución hipotónica (CLK) y los introduciremos e el baño maría. - Centrifugar los cultivos durante 7 minutos. - Eliminar el medio de cultivo y agitar con cuidado pero insistentemente el botón celular. - Con pipeta pasteur añadir 2ml de solución hipotónica precalentada a 37º C homogeneizando bien. - Completar con el resto de cloruro potásico, homogeneizar y dejar actuar durante 2 minutos h) Fijación - Centrifugar durante 7 minutos - Eliminar el sobrenadante y agitar con cuidado pero insistentemente el botón celular. 240 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria - Añadir la solución de fijador (metanol/acético 3 a1) poco a poco pipeteando hasta unos 6 ml. (Verificar que no tiene grumos). - Dejar actuar durante 10 minutos. - Centrifugar y eliminar el sobrenadante. - Repetir esta operación tres veces. - Agitar el botón celular y añadir unos 6ml de fijador. Guardar en la nevera. i) Extensiones - Generalmente se hacen al día siguiente, pero se pueden hacer varios días después. Incluso se puede guardar la suspensión celular sobrante en el congelador durante meses y hacer extensiones adicionales cuando se precisen. - Dar tres pases de fijador recién preparado. - Eliminar el último fijador, agitar y añadir fijador hasta conseguir una suspensión celular ligeramente turbia. - Durante este proceso prepararemos la canastilla de portas en metanol al 80 %. La dejaremos a temperatura ambiente. - Coger un porta de la canastilla y secar con un papel de filtro por ambas caras. - Es muy importante que las extensiones salgan bien, por lo que es conveniente dedicar una mañana cada semana a esta tarea. Si las metafases están muy cerradas enjuagar los portas en agua destilada, tirar la gota desde más altura, facilitar secado rápido en placa caliente o soplar ligeramente. Incluso se puede aumentar la concentración de ácido acético para conseguir abrirlas. Si las metafases están muy abiertas utilizar portas fríos, poca altura, o añadir una gota de metanol por cada dos de suspensión celular, o echar la gota sobre porta humedecido en metanol. - Dejar caer una gota de la suspensión celular desde 1-3 cm de altura y dejar secar al aire. - Teñiremos una extensión de cada estudio. (Extensión de prueba). Lavado de Portas - Introducir los portas, separados, en un cristalizador con agua y detergente, de 15 a 30 minutos. - Cepillar los portas, por ambas caras y colocarlos en cunitas. - Colocar las cunitas nuevamente en detergente, de 15 a 30 minutos. - Enjuagar a chorro, abundantemente. - Introducirlas cunitas en mezcla sulfocromica (que se renovará como mínimo cada dos semanas) durante dos horas. - Enjuagar varias veces y dejar enjuagando a chorro hasta el día siguiente. 241 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico - Pasar las cunita a n recipiente con metanol hay meter en la nevera hasta que se vayan a usar. j) Tinción - Teñir aproximadamente 4 minutos con Wright 1/3 en tampón fosfato Sorensen, a un pH 6,8 - Lavar a chorro de agua corriente, enjuagar con agua destilada y dejar secar. Bandeo y Envejecimiento (Bandas G) - Después de haber hecho las extensiones se deben desteñir pasándolas por una batería de alcoholes compuesta por: 1. Metanol absoluto 2. Metanol al 70 % 3. Metanol al 70 % 4. Metanol al 95% con CLH 1N 5% 5. Metanol absoluto - . Una vez hecho esto se introducirán los portas en la estufa de 60º C durante 48 horas para su envejecimiento. - En general, salen bandas directamente, pero si a la hora de hacer l estudio al microscopio queremos mejorar la calidad e la tinción, deberemos pasar la extensión de nuevo, por la batería de alcoholes. - Importante: si hemos utilizado aceite de inmersión debemos eliminarlo antes de desteñir pasando los portas por Xilol (2 baños de 5 minutos)- Terminado todo el proceso podremos pasar ya a la tinción como se ha indicado previamente, más o menos tiempo, según se deseen destacar más las bandas claras o las oscuras. - Las extensiones ya estarán listas para hacer os estudios al microscopio. Bandas C (demostración de centrómeros y del cromosoma Y) - Extensiones viejas 2-3 días a 60º C - Tratar con CLH o, 2 N (se prepara en el día a partir de CLH 1 N: 0,2 ml de CLH 1 N + 0,8 ml de agua destilada), durante 60 minutos con preparación invertida. - Lavar en agua destilada dejando la preparación hacia arriba, en placa de petri. - Tratar con hidróxido de bario a saturación (2,5 gr en 50 ml de agua destilada (preparado en el día y filtrado, durante 5 minutos a 37º C - Lavar en agua corriente (a chorro suave) y enjuagar en agua destilada - Tratar con 2SSC durante una hora a 60-65ºC. - Teñir con giemsa al 2% media hora. 242 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria Notas: - 2SSC (NaCL 17,53 gr, Citrato Sódico 8,82 gr y agua destilada hasta 1000 ml) - También se puede teñir con Wright, como habitualmente y obtendremos bandas C y G conjuntamente - Cuanto más vieja sea la extensión, menor el tiempo de tratamiento con Bario. 4.6.2SincronizaciónconMethotrexate a) Extraccióndesangre - La extracciones se deberán hacer los lunes o martes, excepto en los casos de urgencia con riesgo de fallecimiento - Desinfectar la zona precordial o venosa con alcohol. NO utilizar ningún preparado que lleve yodo (el yodo es un potente inhibidor del cultivo celular). Dejar secar - Extraer unos 5ml de sangre periférica en un tubo de heparina- sodio estéril b) Siembra - En recién nácidos y en sangre de cordón hacer frotis para ver el % de eritroblastos - Centrifuga la sangre a 600 rpm durante 10 minutos (en caso de que no se aprecie bien la capa de leucocitos volver a centrifugar a 1500 rpm durante 10 minutos) - Desechar el plasma y recoger la primera capa de leucocitos y hematíes y añadirlo al medio de cultivo. Homogeneizar y hacer contaje en contador hematológico. (En el recuento es conveniente que la hemoglobina este entre 2-4 gr/dl). - Sembrar alrededor de 2x106 de linfocitos en tubo Leighton en medio de cultivo reconstituido - Añadir Phitohemaglutinina (PHA).- Mitógeno que estimula la división de los linfocitos adhiriéndose a la pared celular- dependiendo de la cantidad de hemoglobina y del porcentaje de linfocitos totales. - Tapar los tubos y mezclar bien invirtiéndolos varias veces, e introducirlos en estufa de 37º C colocándolos ligeramente inclinados sobre una pipeta, con la cara plana del tubo hacia abajo c) Cultivo Incubar a 37º C. Agitar y homogeneizar bien todos los días al principio y al final de la mañana. 243 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico d) Sincronización Al final del segundo día de cultivo, añadir la solución de trabajo de MTX, a cada tubo de cultivo. Envolver los tubos en papel de aluminio e incubar hasta el día siguiente a 37º C. A la mañana siguiente lavar dos veces y añadir la Timidina (a bajas dosis) a cada tubo incubar a 37º C durante 4 a 7 horas Pasado este tiempo añadir la colchicina y dejar actuar 30 minutos e) Choquehipotónico - Durante la incubación, prepararemos los tubos necesarios con la solución hipotónica (CLK) y los introduciremos e el baño maría. - Centrifugar los cultivos durante 7 minutos. - Eliminar el medio de cultivo y agitar con cuidado pero insistentemente el botón celular. - Con pipeta pasteur añadir 2ml de solución hipotónica precalentada a 37º C homogeneizando bien. - Completar con el resto de cloruro potásico, homogeneizar y dejar actuar durante 2 minutos f) Fijación - Centrifugar durante 7 minutos - Eliminar el sobrenadante y agitar con cuidado pero insistentemente el botón celular. - Añadir la solución de fijador (metanol/acético 3 a1) poco a poco pipeteando hasta unos 6 ml. (Verificar que no tiene grumos). - Dejar actuar durante 10 minutos. - Centrifugar y eliminar el sobrenadante. - Repetir esta operación tres veces. - Agitar el botón celular y añadir unos 6ml de fijador. Guardar en la nevera. g) Extensiones - Generalmente se hacen al día siguiente, pero se pueden hacer varios días después. Incluso se puede guardar la suspensión celular sobrante en el congelador durante meses y hacer extensiones adicionales cuando se precisen. - Dar tres pases de fijador recién preparado. - Eliminar el último fijador, agitar y añadir fijador hasta conseguir una suspensión celular ligeramente turbia. - Durante este proceso prepararemos la canastilla de portas en metanol al 80 %. La dejaremos a temperatura ambiente. - Coger un porta de la canastilla y secar con un papel de filtro por ambas caras. 244 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria - Es muy importante que las extensiones salgan bien, por lo que es conveniente dedicar una mañana cada semana a esta tarea. Si las metafases están muy cerradas enjuagar los portas en agua destilada, tirar la gota desde más altura, facilitar secado rápido en placa caliente o soplar ligeramente. Incluso se puede aumentar la concentración de ácido acético para conseguir abrirlas. Si las metafases están muy abiertas utilizar portas fríos, poca altura, o añadir una gota de metanol por cada dos de suspensión celular, o echar la gota sobre porta humedecido en metanol. - Dejar caer una gota de la suspensión celular desde 1-3 cm de altura y dejar secar al aire. - -Teñiremos una extensión de cada estudio. (Extensión de prueba). h) Tinción - Teñir aproximadamente 4 minutos con Wright 1/3 en tampón fosfato Sorensen, a un pH 6,8 - Lavar a chorro de agua corriente, enjuagar con agua destilada y dejar secar. 4.6.3Técnicaestándar a) Extraccióndesangre - La extracciones se deberán hacer los lunes o martes, excepto en los casos de urgencia con riesgo de fallecimiento - Desinfectar la zona precordial o venosa con alcohol. NO utilizar ningún preparado que lleve yodo (el yodo es un potente inhibidor del cultivo celular). Dejar secar - Extraer unos 5ml de sangre periférica en un tubo de heparina- sodio estéril b) Siembra - En recién nácidos y en sangre de cordón hacer frotis para ver el % de eritroblastos. - Sembrar 0,25 ml de sangre total - Verificar que haya como mínimo 750.000 linfocitos. Se puede incrementar la siembra hasta 0,5 ml. c) Bloqueoenmetafase Añadir colchicina, homogeneizar y meter en estufa de 37º c durante 2 horas d) Choquehipotónico - Durante la incubación prepararemos los tubos necesarios con la solución hipotónica y la dejaremos a temperatura ambiente. - Centrifugar los cultivos. - Eliminar el medio de cultivo y agitar con cuidad pero insistentemente el botón celular 245 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico - Con pipeta pasteur añadir unos 2 ml de la solución hipotónica a temperatura ambiente, homogeneizando bien - Completar el resto de la solución hasta los 8 ml, homogeneizar y dejar actuar 10 minutos e) Fijación - Centrifugar durante 7 minutos - Eliminar el sobrenadante y agitar con cuidado pero insistentemente el botón celular. - Añadir la solución de fijador (metanol/acético 3 a1) poco a poco pipeteando hasta unos 6 ml. (Verificar que no tiene grumos). - Dejar actuar durante 10 minutos. - Centrifugar y eliminar el sobrenadante. - Repetir esta operación tres veces. - Agitar el botón celular y añadir unos 6ml de fijador. Guardar en la nevera. f) Extensiones - Generalmente se hacen al día siguiente, pero se pueden hacer varios días después. Incluso se puede guardar la suspensión celular sobrante en el congelador durante meses y hacer extensiones adicionales cuando se precisen. - Dar tres pases de fijador recién preparado. - Eliminar el último fijador, agitar y añadir fijador hasta conseguir una suspensión celular ligeramente turbia. - Durante este proceso prepararemos la canastilla de portas en metanol al 80 %. La dejaremos a temperatura ambiente. - Coger un porta de la canastilla y secar con un papel de filtro por ambas caras. - Es muy importante que las extensiones salgan bien, por lo que es conveniente dedicar una mañana cada semana a esta tarea. Si las metafases están muy cerradas enjuagar los portas en agua destilada, tirar la gota desde más altura, facilitar secado rápido en placa caliente o soplar ligeramente. Incluso se puede aumentar la concentración de ácido acético para conseguir abrirlas. Si las metafases están muy abiertas utilizar portas fríos, poca altura, o añadir una gota de metanol por cada dos de suspensión celular, o echar la gota sobre porta humedecido en metanol. - Dejar caer una gota de la suspensión celular desde 3-4 cm de altura y dejar secar al aire. - Teñiremos una extensión de cada estudio. (Extensión de prueba). 246 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria g) Tinción - Teñir aproximadamente 4 minutos con Wright 1/3 en tampón fosfato Sorensen, a un pH 6,8 - Lavar a chorro de agua corriente, enjuagar con agua destilada y dejar secar. 4.6.4ReciénNácidosySangredeCordón - En recién nácidos y en sangre de cordón se hará un frotis para ver el porcentaje de eritroblastos. - Sembrar 2,5 ml de sangre total o un mínimo de 500.000 linfocitos - Se sembrarán dos cultivo, uno estándar y otro cultivo de sincronización con Timidina (a altas dosis) pero con sangre total. 4.6.5ConductaaSeguiranteunMortinato - Avisar inmediatamente al neonatólogo y al genetista. - Se hará rápidamente una extracción de sangre por punción cardiaca para cariotipo y/o analítica. - Se hará un examen físico minucioso con vistas a la detección de malformaciones. - Si las hubiera, se solicitará fotografía al servicio de fotografía del hospital. - Se solicitará una radiografía globo del recién nácido. - Se solicitará la autopsia, que deberá incluir la placenta. - Se abrirá una historia donde se archivarán todos los datos que se vayan obteniendo. 4.7 Prevención de las anomalías cromosómicas. Diagnóstico prenatal Los progresos alcanzados en los últimos años en el diagnóstico de las anomalías congénitas (anomalías presentes al nacimiento), nos han llevado a establecer planes adecuados para su diagnóstico en todas las gestantes. Toda mujer que se embaraza debe recibir una evaluación del estado fetal entre las semanas 11 y 14 del embarazo independientemente de su edad o condición social. El objetivo del Diagnóstico Prenatal es la identificación de gestaciones con una alteración, en un período gestacional lo suficientemente precoz para que sea posible tomar una decisión sobre la continuidad o no de la gestación, dentro de los marcos admitidos por la legislación vigente. En la mujer, la calidad y la cantidad de óvulos disminuye progresivamente después de los 30 años, y drásticamente después de los 40 (Mas tarde, la Fecundación in vitro con Óvulos Donados te podría dar la oportunidad de tener un bebé). Se conoce que las mujeres mayores de 35 años tienen más de 60 % de óvulos con anomalías cromosómicas, y que las mujeres mayores de 40 años tienen más de 80 % de óvulos 247 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico con anomalías cromosómicas y que este porcentaje aumenta con la edad. El endometrio o tejido interno del útero también desmejora con la edad, porque se hace menos receptivo, menos especializado para recibir a los embriones, permitir la implantación y el desarrollo normal del embarazo. Todo esto causa: Menor tasa de embarazo: Menos del 10 % Mayor tasa de abortos: El 70 % de los abortos ocurren por causa genética. Los estudios han revelado que las alteraciones en el número de cromosomas son bastantes frecuentes Mayor tasa de bebés nácidos con anomalías cromosómicas: más bebés nácidos con síndrome de Down, trisomía 18, trisomía 13 y alteraciones de los cromosomas sexuales X e Y, que en mujeres jóvenes menores de 40 años. En el caso del hombre, científicos de la Universidad de California analizaron el semen de 100 hombres y descubrieron que la concentración y la movilidad espermáticas disminuyen 0,7 % cada año (Eskenazi 2003, Wyrobek 2003). Biólogos de la Universidad de Washington en Seattle encontraron que el daño al material genético de los espermatozoides aumenta con la edad, esto se ha asociado con una mayor frecuencia de abortos y de anomalías como dientes y labios asimétricos (Singh 2003). Los defectos estructurales se presentan en 1% de todas las mujeres embarazadas y de ellos más de la mitad son cardiacos. Su identificación temprana permite establecer su asociación con cromosomopatías y/o establecer un pronóstico de la calidad de vida del feto. Recientemente un mayor número de procedimientos de tamizaje para alteraciones cromosómicas se puede realizar durante el primer trimestre del embarazo. Al mismo tiempo, existen más mujeres que se embarazan después de los 35 años de edad. El ofrecer cariotipo directo a este grupo de "alto riesgo" incrementaría las pérdidas fetales asociadas a procedimientos invasivos. Los diferentes métodos de tamizaje pueden variar el riesgo de base y por lo tanto la conducta clínica. La medición de la translucencia nucal (TN) es el factor más importante en la detección de fetos con riesgo de cromosomopatías. Una TN por arriba del percentil 95 detecta a 70% de fetos con síndrome de Down con una tasa de falsos positivos (FP) de 5%. Cuando la TN se asocia con marcadores séricos maternos como la fracción beta de gonadotrofina coriónica (beta-GCh) y la proteína específica asociada al embarazo (PAPP-A) la detección se incrementa hasta 90% con 5% de FP. Informes preliminares muestran que la TN, más marcadores séricos y la evaluación del hueso nasal mejoran la detección hasta 95% con 5% de FP. La biopsia de vellosidades coriales (BVC) realizada después de la semana 10 tiene el mismo riesgo que la Amniocentésis en el segundo trimestre del embarazo. Los mosaicos placentarios identificados por la BVC pueden ser asociados a retraso temprano en el crecimiento fetal y a insuficiencia placentaria. La evaluación completa de toda mujer embarazada debe realizarse entre las 11-14 semanas. En los casos en que se realice una BVC los resultados pueden estar listos dentro de las siguientes 72 horas. Toda mujer que se embaraza presenta un riesgo de complicaciones durante el embarazo, las alteraciones estructurales y las cromosómicas (AC) son parte de este riesgo. La mayoría se presentan sólo durante ese embarazo y se denominan de novo y son asociadas a una no disyunción durante la meiosis ovular. La edad materna es el 248 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria factor predisponente más importante, a mayor edad el riesgo de no disyunción aumenta y por lo tanto el riesgo de AC. Esto último no sucede con las alteraciones en sexo-cromosomas en las cuales el riesgo no cambia en relación con la edad materna. En un pequeño porcentaje de fetos afectados se puede identificar la presencia de translocaciones balanceadas en alguno de los padres debido a lo cual, al tener un feto con alguna alteración cromosómica el riesgo para un siguiente embarazo se incrementa en 0.75%. Así mismo, la tasa de abortos espontáneos es mayor a menor edad gestacional. Esto es debido a que los embriones con AC fallecen durante las primeras semanas del embarazo. Después de los 35 años el riesgo de AC es de 1 en 200 y a los 38 años 1 en 100. Sin embargo, la mayoría de las mujeres se embarazan antes de los 30 años y son ellas las que presentan el mayor número de recién nácidos afectados (70%). Las tasas de embarazo en relación a la edad materna se han modificado durante los últimos años y el número de embarazos en mujeres de más de 30 años aumenta cada día. En la década de los setenta, 5% de mujeres embarazadas tenían más de 35 años, con un riesgo de 1 en 200 a las semana 20 de gestación. En ese entonces se optó por ofrecer diagnóstico invasivo (Amniocentésis) a todas ellas. Sin embargo, bajo esta política sólo se identificó a 30% del total de fetos con trisomía 21 (T-21), con un riesgo de aborto posprocedimiento de 1%. De tal forma que por cada feto con T-21 dos fetos sanos se pierden. En la actualidad al ofrecer diagnóstico invasivo a mujeres de más de 35 años se incluye a 10% de todas las embarazadas (doble número de procedimientos invasivos) con una sensibilidad de 45%. Las tasas de aborto posprocedimiento y de frecuencia de T-21 se mantienen fijas, de tal forma que la relación no cambia (dos fetos sanos por uno con T-21) sin embargo en números totales más fetos sanos se pierden. Las políticas de selección de población basadas únicamente en la edad materna no son aplicables en la actualidad. La edad materna y la edad gestacional representan el riesgo de base de cada mujer embarazada, los diferentes métodos de tamizaje pueden utilizarse para modificar dicho riesgo. Translucencia nucal (TN). Sin duda la medición de la TN ha sido el factor más importante que ha permitido la búsqueda de fetos con riesgo de AC en el primer trimestre. El riesgo se modifica con base en la medición de la TN. Con el objetivo de estandarizar el método y mejorar la reproducibilidad en los resultados, Nicolaides y colaboradores han propuesto y descrito una técnica estandarizada de medición que mejora la reproducibilidad de los resultados. Cuando la medición de la TN es mayor al percentil 95, la sensibilidad de la prueba es de 75% (IC 95% 72-82%) con 5% de procedimientos invasivos. Algunas críticas mencionan que el aumento en la sensibilidad a esta edad gestacional esta dado por los fetos afectados que se perderán en cuanto avance el embarazo. Aproximadamente 30% de fetos identificados en el primer trimestre y 20% en el segundo con AC morirán antes del final del embarazo. Sin embargo es imposible saber con certeza cuál de ellos continuará o no. Fetos con un valor en la TN por arriba del percentil 95 y con cromosomas normales presentan un riesgo elevado de alteraciones estructurales, defectos cardiacos, síndromes genéticos y pérdida del embarazo. En un informe de Souka y colaboradores se menciona que aproximadamente 15% (200/1320) presentará alguna complicación, de las cuales 81% (162/200) pueden ser identificadas durante el embarazo y el resto en la etapa posnatal. 249 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico En 85% de fetos con TN aumentada, ésta se resolverá a las 20 semanas, sin embargo, en fetos con una TN mayor a 6.5 mm el riesgo de complicaciones en el embarazo es de aproximadamente 40.9%. El riesgo de un síndrome genético diagnosticado en el etapa neonatal en relación con una TN aumentada en el primer trimestre es de 2.5% (83/ 3885). La prevalencia de defectos cardiacos en fetos con una TN aumentada es de 5%, (IC95% 2.5-7%). En el caso de fetos con una TN aumentada en el primer trimestre y AC pero que no son sometidos a diagnóstico invasivo, 50% de ellos presentará un defecto cardiaco que puede ser identificado por ultrasonido (USG) a la semana 20. El aumento en la TN modificará el riesgo de cromosomopatías en relación con la edad materna y con la edad del embarazo. Dicho riesgo puede ser aún bajo si la madre es muy joven. En este caso se debe asesorar a la madre en relación con la probabilidad de síndromes genéticos, cardiopatías, alteraciones estructurales, riesgo de muerte intrauterina e infecciones perinatales. Dicho feto requerirá estudios USG detallados, eco cardiografía y tamizaje para búsqueda de infecciones. Cuando la TN es menor al percentil 95 el riesgo disminuye. En mujeres embarazadas de más de 38 años una medición normal de la TN puede no disminuir el riesgo en menos de 1 en 250 y por lo tanto será considerada como de alto riesgo. En general cuando el riesgo es mayor a 1 en 100 se considera alto riesgo, sin embargo en algunos centros el punto de corte se establece en 1 en 200 o 1 en 250. Esto es particularmente importante cuando una computadora establece el riesgo de forma automática. Así, una mujer con un riesgo en 1 en 251 será considerada como de bajo riesgo y otra con 1 en 249 de alto riesgo. Es responsabilidad del médico el asesorar a la paciente de acuerdo con sus antecedentes y con sus expectativas en el embarazo. El riesgo no puede eliminarse y dependerá de la pareja o de la mujer embarazada cuál debe ser la conducta a seguir. Hueso nasal. Informes recientes señalan que la ausencia del hueso nasal en conjunto con la TN a las 11-14 semanas mejora la sensibilidad en selección de casos con cromosomopatía hasta en 92% con 5% de falsos positivos, o sensibilidad de 86% con 1% de falsos positivos (reducción en cinco veces del número de procedimientos invasivos). Ausencia del hueso nasal 250 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria Se han mencionado otros marcadores en el primer trimestre tales como el grosor del cordón umbilical, el tamaño del saco vitelino o el flujo Doppler en el conducto venoso. Ninguno de ellos ha mostrado consistencia y en general su utilidad se asocia con una TN aumentada. Es posible identificar desde la semana 11 diversos marcadores ultrasonográficos como: holoprosencefalia, onfalocele, bradicardia/taquicardia, retraso en el crecimiento intrauterino temprano y polidactilia asociados todos ellos con trisomías 18 y 13. Se pueden también identificar defectos no asociados con AC pero que pueden comprometer la vida del feto tales como: acranea, craneorraquisquisis, síndrome de bandas amnióticas, alteraciones esqueléticas, artrogroposis, displasias óseas La medición de la translucencia nucal y la observación detallada del feto permiten seleccionar de forma más objetiva a la población candidata a diagnóstico invasivo. Marcadores bioquímicos. En el primer trimestre la fracción beta de gonadotropina coriónica humana (beta-GCh) y la proteína plasmática A asociada al embarazo (PAPP-A) (doble marcador) son los mejores marcadores séricos maternos para la selección de fetos en riesgo de alteraciones cromosómicas. Utilizando únicamente PAPP-A la sensibilidad es de 40% con 5% de falsos positivos. En conjunto con la edad materna la sensibilidad aumenta hasta 50% y agregando beta-GCh a 60%. En T-21 beta-GCh se encuentra elevada y PAPP-A reducida, en T-13 y T-18 ambas se encuentran disminuidas. Al combinar marcadores independientes (TN y tamizaje bioquímico) se alcanza una sensibilidad de 80-85% con 5% de procedimientos invasivos. Al agregar la evaluación del hueso nasal la sensibilidad aumenta hasta 90% y el número de procedimientos disminuye hasta 2-3%. La ecografía ha demostrado ser una técnica muy asequible, totalmente inocua tanto para la madre como para el feto y de gran rentabilidad diagnóstica. La ecografía del 2º trimestre, también llamada de las veinte semanas o de alta resolución, es una de las tres ecografías consideradas imprescindibles en el seguimiento de un embarazo. Actualmente se emplea como técnica de diagnóstico prenatal pero también para el estudio del bienestar fetal y, cuando se emplea asociada a la técnica de Doppler color, sirve también para el estudio de la circulación sanguínea entre la madre y su feto. Se estima que entre un 3% y un 6% de los recién nácidos tendrán algún tipo de anomalía. De éstas, aproximadamente un 12% corresponden a alteraciones de los cromosomas de las células, las llamadas cromosomopatías; un 28% corresponden a enfermedades genéticas complejas; y un 60% a anomalías o defectos de las estructuras o de los órganos del feto. Es importante señalar que esta técnica no puede diagnosticar ni las alteraciones de los cromosomas (como el síndrome de Down o mongolismo) ni las enfermedades genéticas. Para la correcta identificación de estas anomalías se 251 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico precisan otro tipo de técnicas como la Amniocentésis o extracción de líquido amniótico de la madre para estudiar el cariotipo del feto. Por lo tanto, esta ecografía sirve para detectar las malformaciones de los órganos del feto. La ecografía de alta resolución permite el diagnóstico de hasta el 85% de las malformaciones que tengan una cierta manifestación estructural o morfológica. Permite asimismo identificar lesiones incompatibles con la vida, lo que podrá llevar a los padres a tomar la decisión de interrumpir el embarazo por esta causa. Permite, por último, identificar lesiones fetales que pueden recibir tratamiento intrauterino o en el momento del nacimiento. Esta técnica, como todas las pruebas usadas en Medicina, tiene sus limitaciones Muchas anomalías aparecen de modo tardío, como la hidrocefalia o agrandamiento del tamaño de la cabeza del feto, infecciones del feto, etc. por lo que no podrán ser diagnosticadas hasta que aparezcan. Algunos órganos, como los riñones, no se pueden visualizar en el segundo trimestre y, en su ausencia, las cápsulas suprarrenales con frecuencia ocupan la posición dejada por éstos, simulando su presencia. Algunos órganos comienzan a formarse en el segundo trimestre, terminando su desarrollo al final del embarazo, como el llamado cuerpo calloso, estructura que comunica ambos hemisferios cerebrales, por lo que no será posible diagnosticar su falta de desarrollo. Se recomienda realizar el diagnóstico de malformaciones fetales con un ecógrafo de alta resolución equipado con otra técnica llamada Doppler color. Incluso con equipos de alta resolución, ciertas anomalías son demasiado pequeñas para poder ser visualizadas, como pueden ser pequeñas comunicaciones entre los ventrículos del corazón. Se hace necesaria la alta cualificación y experiencia del ginecólogo para poder realizar esta técnica. Los ultrasonidos, elemento fundamental de la ecografía, se ralentizan en el tejido graso (con respecto del medio líquido o el tejido muscular), por lo que la obesidad empeora la calidad de la imagen. Las limitaciones expuestas determinan que la ecografía de alta resolución puede detectar hasta el 70%-85% de las malformaciones. Las anomalías del corazón son las más difíciles de detectar (aproximadamente se detecta una de cada tres). Las alteraciones de los cromosomas (ejemplo el síndrome de Down) no pueden ser diagnosticadas por esta ecografía, pero ciertas anomalías ecográficas son típicas de algunos síndromes por lo que pueden servir de marcadores indirectos e inducirnos a recomendar otras técnicas Esta prueba debe realizarse entre las semanas 18 y 20 de la gestación. Es en este momento cuando se ha demostrado que pueden descubrirse la mayor parte de las anomalías fetales incompatibles con la vida. Antes de la semana 18 el reducido tamaño del feto impide una adecuada visualización de sus órganos. Por otra parte, la legislación vigente permite la interrupción voluntaria del embarazo por malformaciones del feto hasta la semana 22 de gestación, por lo que si 252 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria se detecta alguna alteración importante se puede plantear dicha interrupción dentro de los plazos establecidos por la ley. Se trata de una técnica que se practica por vía abdominal y permite la visualización del feto y su entorno, es decir, la placenta, el líquido amniótico, etc. Es necesario que la ecografía de las 20 semanas se practique por médicos ginecólogos con la suficiente capacitación ecográfica (habitualmente acreditada en España por el llamado Nivel III de ecografía) mediante un ecógrafo de alta resolución, equipada con otra técnica llamada sistema Doppler. La prueba puede llevar al médico unos veinte minutos. Generalmente se solicita a la madre que firme un documento de consentimiento informado, es decir, un documento en el que el médico explica a la paciente en qué consiste la prueba, qué se puede esperar de ella y sus limitaciones y la embarazada acepta o consiente hacérsela. Decíamos que esta ecografía sirve también para estudiar el bienestar fetal mediante la determinación de distintas medidas del feto, lo que permite la valoración del crecimiento, así como la estimación de su peso al nacimiento. La determinación del llamado perfil biofísico fetal valora el estado de salud general del feto. Por último, la realización de la técnica Doppler color materno-fetal permite la detección de alteraciones en la circulación materno-fetal y es útil en algunas enfermedades de la madre como en la diabetes o en la hipertensión arterial, en las que se podría ver afectada la circulación y comprometer el crecimiento del feto. En cualquier caso, aunque la ecografía de alta resolución orienta sobre la condición fetal, no tiene por sí sola un valor absoluto para asegurar el bienestar de aquél. De forma selectiva, cuando la ecografía de alta resolución común no nos permite efectuar un diagnóstico de seguridad, se utiliza la ecografía tridimensional. La denominada ecografía tridimensional, con una técnica extraordinariamente sofisticada, permite la reconstrucción gráfica informatizada del feto en los tres planos del espacio. Esta visión volumétrica, en conjunto con determinados recursos de los equipos actuales (visión de la superficie corporal, visión específica del esqueleto, etc.) posibilita el diagnóstico de algunas malformaciones y anomalías de difícil detección mediante la ecografía normal. Los principales criterios que hacen pertinente el diagnóstico prenatal invasivo son: 1. las pruebas presuntivas arrojan un valor positivo (superior al 1/250 o 1/270) 2. Infertilidad previa. Los defectos congénitos son solo un aspecto del fracaso de la reproducción. También en algunos casos de abortos de repetición existe una alteración cromosómica en los padres, o una tara heredada genéticamente. Por esta razón debe ser sometido a especial vigilancia todo feto concebido después de abortos o pérdidas fetales habituales 3. Nacimiento anterior de un hijo con síndrome de Down o cualquier otra anomalía cromosómica. Muchos estudios han demostrado que si una pareja tiene un hijo con síndrome de Down u otra anomalía cromosómica, el riesgo de que el hecho se 253 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico repita es de alrededor del 1%. A causa de este incremento del riesgo, la mayoría de los genetistas y asesores genéticos recomiendan el diagnóstico prenatal a estas familias. 4. Translocación equilibrada de cromosomas en uno de los padres. Por ejemplo, si un cromosoma 21 se encuentra pegado al 14, hay una probabilidad del 50% de que este progenitor transfiera esta translocación 14/21 a su descendencia. Por tanto, este progenitor tiene un riesgo mayor de tener más de un hijo con síndrome de Down. Este incremento de riesgo que va asociado con la translocación equilibrada de cromosomas depende del tipo de translocación, a qué cromosomas afecta, y si el portador es el padre o la madre. Generalmente, el riesgo de que un portador de translocación tenga un hijo con síndrome de Down oscila entre el 2 y el 100%. Por ejemplo, si un progenitor tiene una translocación 21/21 y el embarazo continúa hasta el final, la probabilidad de que el hijo tenga síndrome de Down es del 100%. Si la translocación en la madre es 14/21, la probabilidad es del 8-10%. Si el portador de esta translocación es el padre, el riesgo es algo menor. 5. Padres con alteraciones cromosómicas. Aunque la mayoría de las personas que tienen una anomalía cromosómica de importancia no tendrán probablemente hijos, algunos pueden tenerlos. Por ejemplo, si uno de los padres tiene un síndrome de Down por mosaicismo con porcentaje bajo (es decir, sólo un pequeño porcentaje de sus células tienen un cromosoma 21 extra y la persona es por lo demás "normal"), tendrá un mayor riesgo de concebir un hijo con síndrome de Down. Si una persona con síndrome de Down tiene capacidad reproductora, la probabilidad en cada embarazo de que el hijo tenga síndrome de Down es del 50%. Existen en la literatura unos 30 casos documentados de mujeres con síndrome de Down que tuvieron hijos, mientras que sólo se ha descrito un caso de varón con síndrome de Down que tuviera un hijo. 6. Riesgo de enfermedad monogénica Se incluye en este grupo aquellas gestantes cuyos antecedentes familiares hacen pensar en una herencia autosómica (dominante o recesiva) o ligada al sexo. Desde e punto de vista del diagnostico prenatal el grupo mas importantes corresponde a los llamados “”errores innatos del metabolismo”. 7. Los cambios del ADN (espontáneos o inducidos) que supongan una modificación irreversible en la de la información en el contenida, es decir, una mutación, van a pasar a la generación siguiente, observando unos modelos de transmisión simples establecidos ya hace bastante tiempo por Mendel 8. Estas enfermedades moleculares se presentan alrededor de una vez por cada cien recién nácidos vivos, siendo además responsables del 8,5 % de la mortalidad infantil 9. Historia familiar de malformación. Sabemos hoy que la mayoría de las malformaciones congénitas tiene una base multifactorial, cuyo factor genético es un sistema poli génico. Casi siempre son el producto de la interrelación entre un factor genético y un factor exógeno. Solo excepcionalmente se identifica una herencia Autosómica definida. 10. Exposición a factores teratógenos durante el primer trimestre. La posibilidad de inducción de una determinada anomalía congénita depende en gran parte de la época de exposición al teratógeno, ya que existen unos periodos críticos. 254 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria Estos teratógenos pueden ser en líneas generales de tres tipos: farmacológicos, infecciosos y radioactivos 11. Enfermedad crónica materna. Especialmente deben vigilarse las gestantes con diabetes y distiroidismo. En diabéticas, se ha descrito mayor incidencia de anemcefalia y displasias caudales. El peligro malformativo es especialmente importante si hay lesión vascular, o la gestante diabética ha sido mal controlada (hemoglobina glicosilada superior a 8%).En los casos de hiper o hipotiroidismo diversos autores han observado mayor frecuencia de anormalidades cromosómicas en los hijos La obtención de las células se realiza mediante las siguientes técnicas: Las vellosidades coriales derivan del trofoectodermo, poseen la misma constitución genética que el feto reflejando por tanto la situación cromosómica, bioquímica y genética del mismo. La biopsia de vellosidad corial (BVC) fue primero realizada al final de la década de los 60 mediante histeroscopia (Hahnemann y cols 1.968), pero esta técnica se asoció con bajo éxito en la obtención de adecuado material para la realización del cariotipo y fue abandonada en favor de la Amniocentésis. En los años 70 el deseo de un diagnóstico precoz hizo que se reviviera la BVC, la cual fue inicialmente realizada mediante aspiración a través de una cánula que era introducida " a ciegas " dentro de la cavidad uterina por vía transcervical (Grupo Tietung 1.975). Posteriormente fue introducida la guía ecográfica para la toma de la muestra transcervical (Kazy y cols 1.982) o transabdominal (Smidt - Jensen & Hahnemann 1.984) utilizando diferentes tipos de cánulas y agujas. La biopsia de vellosidades coriales es la técnica de elección para realizar estudio citogenético prenatal precoz, es decir, en las 14 primeras semanas de gestación, porque a esta fecha el embrión está rodeado de trofoblasto, el cual cubre aproximadamente 50% de la cavidad uterina y, por lo tanto, es accesible por varios puntos. Se puede hacer desde las 11 semanas de amenorrea, o sea, desde los dos meses y medio, una madre puede saber si su hijo tiene síndrome de Down u otra anomalía cromosómica. La semana 12 es muy favorable, porque la placenta tiene el grosor adecuado, se puede sacar por vía abdominal o transcervical y se pueden hacer cultivos a corto y largo plazo, cuyo resultados se obtienen en 48 a 72 horas; es decir, se puede tener un resultado genético en tres días, que por lo general es normal, lo que permite que la tensión del embarazo se disipe. El procedimiento acarrea cierto riesgo, porque la introducción de una aguja en el útero puede ocasionar rotura de las membranas o desprendimiento de placenta, lo que ocurre en 1% a 2 % de los casos. Por eso, se debe hacer en un centro de referencia donde normalmente se exige que el personal realice 60 procedimientos supervisados antes de hacerlo solo, es decir, debe ser personal experimentado. Indicaciones - Riesgo de cromosomopatía. - Riesgo de enfermedad monogénica. - Riesgo de infección intrauterina. - Diagnóstico mediante técnicas de biología molecular. - Determinaciones bioquímicas y enzimáticas. 255 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico Técnica Se realiza entre las 10 y las 13 semanas. Existen fundamentalmente dos tipos de técnicas: 1. Vía transcervical. 2. Vía transabdominal. Biopsia corial transcervical 4.7.1BVCTransabdominal - Paciente en decúbito supino. - Exploración Ecográfica minuciosa (localización del trofoblasto, inserción funículo, vitalidad embrionaria, etc…) - Identificación Ecográfica del lugar de punción más adecuado. Se posiciona adecuadamente el transductor. - Aseptización de la zona y tallado estéril del campo (infiltración anestésica optativa) Aceite estéril sobre el campo. - Articulación del adaptador de punción al transductor ecográfico utilizado envuelto con un material estéril (por ejemplo un guante). Nuevo control ecográfico. Puede también hacerse sin adaptador. - Introducción a través del adaptador o directamente, de una aguja de calibre 20-G. Se controla ecográficamente su progresión hasta llegar al trofoblasto - Extracción del mandril de la aguja, y conexión de esta al sistema de aspiración - Aspiración con una presión de 400-600 mm. Hg bajo continúo control ecográfico hasta que, aparentemente el material sea suficiente (20-40 mg) y de calidad adecuada (estereomicroscopio), se retira la aguja sin presión negativa. - Recogida de la muestra en medio de cultivo, separando las vellosidades de los coágulos sanguíneos. - Control ecográfico para verificar la actividad embrionaria. 256 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria - Alta a la paciente, aconsejándole un cierto reposo durante las 24 horas siguientes. Si existe incompatibilidad Rh, se administrará gammaglobulina anti-D Contraindicaciones - Presencia de miomas. - Interposición de asas intestinales. - Útero en posición de marcada retroflexión. 4.7.2BVCTranscervical - Posición de litotomía. - Exploración Ecográfica previa, con la misma técnica y objetivos que en el caso de la vía abdominal. - Introducción de un especulo o una valva posterior para visualizar el cuello uterino. - Asepsia de cerviz uterino (povidona yodada) – introducción del instrumento de biopsia elegido: a. Catéter (por ejemplo Porter) o cánula b. Aguja (Silverman). c. Pinza de biopsia (Store, 8591-A) Haciéndole progresar con suavidad, guiado por ecografía. - Una vez superado el orificio cervical interno, el extremo del instrumento debe dirigirse hacia el lugar previamente elegido por ecografía (inserción del cordón), deslizándolo cuidadosamente entre la pared uterina y las membranas. - Una vez el extremo del instrumento en posición, se procede a la aspiración (cánula, catéter, aguja), o a la apertura y cierre rápido de la pinza. - Extracción cuidadosa del instrumento. - Reconocimiento del tejido obtenido. Si la cantidad no es suficiente, las maniobras se repetirán hasta superar por lo menos los 15 mg. En todo caso, se procurará no sobrepasar el número de tres intentos. - Reaseptizaxión de cuello uterino y retirada del especulo. - Control posterior y consejos a la paciente, de un cierto reposo durante las 24 horas siguientes Contraindicaciones: - Infección cérvico vaginal activa. - La vía a utilizar depende fundamentalmente de tres factores: - Localización placentaria. - Existencia de una contraindicación. - Experiencia del operador en una u otra técnica. 257 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico Seguridad: - Los niveles de obtención de la muestra alcanzan el 98 % (directamente relacionado con la experiencia del operador) - La tasa de fallos del cultivo es del 1-2 %. Complicaciones: Aborto: Aumento del riesgo de 0.8% con respecto a la Amniocentésis. Relacionado con: - Experiencia del operador. - Número de punciones necesarias. - Vía utilizada. Descritas mayores pérdidas por vía transcervical. Hemorragia: Suele ser de poca importancia. - < 1 % Vía transabdominal. - 15-25 % Vía transcervical. Pérdida de Líquido amniótico: 0.4 % Infección: Poco frecuente 0.3 %. Sensibilización Rh. Síndrome de anomalía reduccional: Se ha descrito en biopsias de vellosidad corial realizadas antes de las 9 semanas. Fiabilidad. Existen a este respecto dos situaciones inconvenientes: 1. Contaminación con células maternas Característica de muestras escasas y precoces ya que en estas el punto de toma se sitúa en íntimo contacto con la decidua. 2. Mosaicismos Los mosaicismos confinados a la placenta tienen una incidencia del 1 % y su origen corresponde a una mutación del trofoblasto o de las células del mesodermo extraembrionario. Ha sido descrito un aumento en la morbi-mortalidad perinatal en estos embarazos asociada a aparición de retraso de crecimiento intrauterino y pérdida fetal. En cualquier caso ante la presencia de un mosaico es mandatorio la confirmación en líquido amniótico. Envío de la muestra - Al efecto de que la muestra pueda ser adecuadamente procesada en el laboratorio, deben cumplirse los siguientes requisitos - Adecuada selección de la muestra, tanto en cantidad (15 mg como mínimo), como en calidad (observación y limpieza mediante estereomicroscopio). - Colocación de la muestra en un tubo estéril con tapón de rosca que contenga 9 ml de medio. El tubo utilizado deberá ser abierto inmediatamente antes de su uso y ser cerrado rápidamente, (Los tubos deben de estar guardados en la nevera a 4º C y recordar que caducan a los dos meses.) 258 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria - El tubo debe ser etiquetado correctamente (nombre de la paciente, fecha y hora de la extracción, centro de procedencia), adjuntando al mismo un informe resumido del caso (semanas de gestación, antecedentes, motivo del estudio, diagnostico que se pretende). - Debe remitirse al laboratorio tan pronto sea posible (en todo caso, el mismo dia de la extracción). Si esta exigencia no es factible, la muestra debe guardarse en la nevera a 5º C. - El transporte puede realizarse a temperatura ambiente, salvo que demore mucho tiempo, o la temperatura sea extrema. En estos casos debe utilizarse un termo. No congelar Es importante que toda la manipulación de la muestra sea efectuada de forma esteril para evitar contaminaciones Preparación del medio 100 ml de RPMI 1640 (GIBCO) 1% de antibiótico (penicilina-estreptomicina GIBCO). 1% de heparina (Heparina Leo al 1%) La técnica de Amniocentésis fue descrita en 1882 como posible tratamiento de polihidramnios; posteriormente se utilizó en el diagnóstico de isoinmunización Rh. En el 1952 se practicó, por primera vez, la Amniocentésis, para determinar la relación entre el líquido amniótico, los niveles de bilirrubina, y la severidad de la anemia fetal en la enfermedad hemolítica Rh. En 1956 se demostró la posibilidad de identificar el sexo en fase prenatal en las células del líquido amniótico por la identificación de la cromatina X. En 1965 se seña-ló la utilidad del líquido amniótico para errores innatos del metabolismo. Después de este año, gracias a la creación y perfeccionamiento de la Amniocentésis se logró hacer el diagnóstico prenatal en el primer trimestre del embarazo. En 1967 se informó el primer diagnóstico intrauterino de una anomalía cromosómica y, finalmente, a partir de la práctica de la Amniocentésis transabdominal se diagnosticó el síndrome de Down, la galactosemia y la mucopolisacaridosis. Desde entonces se sigue utilizando esta técnica para el diagnóstico prenatal de algunas enfermedades, incluidas las genéticas Esta técnica facilita el estudio de algunas enfermedades hereditarias al nivel de DNA, mediante técnicas de genética molecular o bioquímica genética, lo que implica que la tecnología que se va a utilizar sea aún más compleja y laboriosa. Es conveniente aclarar que un número creciente de cuadros graves que no se detectan por medio de técnicas enzimáticas se conocen gracias a un conjunto de tecnologías de DNA recombinante. Es conveniente aclarar, que la tendencia actual al nivel mundial es la de sustituir estas técnicas invasivas por las no invasivas, como el ultrasonido, que es una técnica que apoya la Amniocentésis al ofrecer información sobre la estructura o la función del feto, útero o placenta. 259 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico La Amniocentésis consiste en la punción de la cavidad amniótica con fines diagnósticos o terapéuticos. Esta última se utiliza para la evacuación de hidramnios agudos y la transfusión fetal intraútero en pacientes con sensibilización al factor Rh. Las indicaciones de esta técnica con fines diagnóstico deben realizarse después de un estudio preliminar que detecte previamente alguna alteración no visualizada por ultrasonido, por ejemplo, la alfafetoproteína alta o baja, que es un indicador masivo que permite seleccionar el grupo a quienes se les va a aplicar un ultrasonido más específico y selectivo. En este sentido, el falso positivo de la alfafetoproteína es muy elevado debido a embarazo gemelar, amenaza de aborto, madres Rh negativas sensibilizadas y otros, y la Amniocentésis se aplicaría, en estos casos, para determinar el cariotipo fetal. La aplicación de la Amniocentésis implica riesgos, por eso el médico debe explicar a la pareja los riesgos potenciales posibles y las ventajas, de forma que se pueda hacer una valoración de los beneficios sobre las desventajas que el procedimiento lleva implícito. Estos riesgos maternos incluyen: metrorragias, infección microbiana, punción de la víscera abdominal, hemorragia feto-materna e isoinmunización. Los riesgos fetales implican pérdidas fetales o abortos, lesión fetal por punción, que se derivan de la pérdida de líquido amniótico, complicaciones del parto, complicaciones neonatales y tardías. Según la literatura, se han detectado o producidos abortos posteriores a la aplicación de la técnica y a su vez daños fetales, ya que del 1 al 3 % de los casos el feto debe ser tocado por la aguja, asimismo han aparecido casos de gangrena del vaso por lesión vascular, fístula íleo-cutánea, exanguinación por punción del cordón y otros. En la actualidad, gracias al concurso de la ecocardiografía, este procedimiento es muy seguro y prácticamente inocuo. Terzic MM et al sugieren que si se realiza la técnica correctamente, llega a ser exitosa y disminuyen los riesgos. La Amniocentésis se lleva a la práctica, en una misma embarazada, a modo de confirmar sobre algún diagnóstico dudoso, sobre todo cuando el resultado del cultivo celular de otras técnicas de diagnóstico como la biopsia de vellosidades coriónicas indique mosaicismo. Cabe señalar que en la Amniocentésis el riesgo de mosaicismo disminuye, ya que apenas se arrastran células maternas. En la actualidad, de acuerdo con la literatura revisada, la Amniocentésis no puede ser asumida con la misma seguridad y exactitud que otras técnicas. Esta técnica se realiza en régimen ambulatorio, y durante todo el período de gestación. De acuerdo con la semana de gestación en que se realicen existen 3 tipos de Amniocentésis, las 2 primeras son las de mayor utilidad en el diagnóstico prenatal. Amniocentésis precoz Se realiza antes de la semana 20 y su finalidad suele ser un diagnóstico de enfermedades cromosómicas o hereditarias Las indicaciones de las Amniocentésis precoz, Nadler las agrupa en 5 puntos: 1. Progenitor con translocaciones cromo-sómicas. 2. Hijo anterior con anormalidades cromosómicas. 260 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 3. Familias con enfermedades recesivas autosómicas ligadas al sexo, cuyo diagnóstico sea posible a partir del líquido amniótico. 4. Hijo anterior con defecto del tubo neural. 5. Marcadores de DP positivo Amniocentésis intermedia Entre las semanas 20 a 35, justificada, sobre todo, por un problema de inmunización Rh. Amniocentésis tardía Después de la semana 35, suele tener por objeto la evaluación de la madurez de la gestación y del posible sufrimiento fetal. Una vez definida la indicación de la Amniocentésis, previamente a la punción se aplica una exploración ultrasónica simultánea para diagnosticar o conocer: 1. Gestaciones múltiples. 2. Viabilidad fetal. 3. Edad gestacional. 4. Localización de la placenta, así como del polo cefálico fetal. 5. Malformaciones fetales, así como la existencia de una mola o enfermedad genética. Posteriormente, se comprueban los datos obtenidos y se procede a realizar una punción a través de la pared abdominal materna (Amniocentésis transabdominal) para obtener el líquido amniótico apto para ser analizado. En este sentido se han encontrado los mejores resultados alrededor de las 14 a las 16 semanas, ya que antes de esa fecha la punción es difícil y existen pocas células fetales descamadas en el líquido amniótico con un riesgo menor de 0,5 % de pérdida gestacional. Anthony JD y Lynn GM recomiendan que no se realice la Amniocentésis antes de la semana 16, ya que en este tiempo gestacional no es palpable el fondo del útero, la técnica transvaginal permite obtener líquido amniótico desde la semana 10 de gestación, pero se aúnan un elevado índice de complicaciones. Después de esa fecha la técnica resulta cada vez más fácil, pero dado el tiempo que se precisa para conseguir el cultivo celular, hasta 3 semanas, resulta de poca utilidad práctica. En general, en la literatura se establece una correlación entre el volumen del líquido amniótico, la edad del feto, y las mediciones morfométricas; se explica que en las primeras 15 semanas, el líquido amniótico representa el 66 %, como promedio, del producto de la concepción. Nelson y Emery demostraron que el mayor porcentaje de células viables se obtiene durante las semanas 13 a la 16 del embarazo, por lo que sugieren que sea el plazo óptimo para extraerlo. La cantidad de líquido amniótico existente hacia la semana 16 de amenorrea es de 180 mL aproximadamente, de ellos son necesarios solamente 2 mL para el cultivo de células fetales pero existen especialistas que extraen 10 mL tras desechar el primero, para evitar arrastrar células maternas; otros autores recomiendan 20 ml 261 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico La punción se realiza en condiciones asépticas, con agujas desechables, la esterilización de la epidermis y la vejiga urinaria vacía de ser posible, las agujas deben tener un calibre de 18-22 cm y de 15-20 cm (3" a 5"). Cuando la Amniocentésis es precoz, el fondo del útero no alcanza la misma altura que el útero de 16 a 18 semanas, lo que incrementa el peligro de que un asa intestinal obstruya el trayecto de la aguja. En caso de ocurrir esta complicación, habrá que planificar una nueva Amniocentésis. Todo este procedimiento se realiza bajo vigilancia continua por ultraso-nido. La presencia ininterrumpida del celoma extraembrionario o la fusión incompleta del corión y amnios puede impedir la penetración del saco amniótico y esta complicación, que ha sido llamada "efecto de tienda", puede disminuir si se introduce directamente la aguja una vez que se ha atravesado el miometrio. Si se desechan los primeros 0,5 a 1,0 mL de líquido disminuye el riesgo de contaminación por células maternas: también se pueden usar los 2 mL iniciales para medir alfafetoproteína, el volumen a extraer no debe exceder 1 mL por semana de gestación. No debe intentarse más de 2 inserciones de aguja en cada sesión y en caso de fallar la técnica, se deben esperar 7 días para un segundo intento. Antes de realizar esta técnica deben conocerse el tipo sanguíneo y el estado Rh de la mujer, en caso necesario se le administra globulina anti-Rh. Entre las 15 y 20 semanas de gestación se pueden extraer con seguridad hasta 36 mL de líquido amniótico, el 5 % del volumen total; se utiliza anestésico local al comenzar la punción. Al alcanzar la profundidad requerida, se retira al fiador y debe fluir algo de líquido con una jeringa, si no es satisfactorio, se coloca de nuevo el fiador y se observa si el conjunto se desplaza con los movimientos fetales y de ser posible se observará por ecografía la profundidad a que se encuentra la punta de la aguja. Se recoge el líquido y se fracciona la extracción en 2 jeringas y 2 tubos de vidrio estériles para disminuir el riesgo de contaminación, y se envía al laboratorio. Después de extraer la aguja, se debe comprobar la viabilidad fetal y se sugiere a la paciente acudir rápidamente a la consulta en caso de sufrir metrorragias, contracciones uterinas intensivas o fiebres. El riesgo de pérdida fetal es menor del 1 %. Envío de la muestra - En al momento de la extracción, desechar el primer ml. Y enviar 20 ml aproximadamente al laboratorio. - Depositar el líquido en dos tubos estériles de tapón de rosca y fondo cónico. En uno de los tubos se colocarán 15 ml, y en el otro, los 5ml restantes. Los tubos solo pueden ser abiertos en el momento de introducir la muestra, cerrándose inmediatamente. - Etiquetado correcto del tubo (nombre de la paciente, fecha y hora de extracción, centro de procedencia) y diligencia del impreso - Introducción del tubo en el sobre ad hoc facilitado por el laboratorio, y envío al mismo tan pronto como sea posible. - El transporte puede hacerse a temperatura ambiente. Solo en caso de largas distancias, o temperaturas extremas, puede ser necesario el termo. No congelar 262 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria - Es importante que toda manipulación de la muestra sea efectuada de forma estéril para evitar contaminaciones. 4.8 Análisis de laboratorio del líquido amniótico o vellosidadcorial Los análisis que se realizan de los diversos componentes del líquido amniótico o vellosidad corial separados mediante centrifugación, son 4: 4.8.1DiagnosticoBioquímico Permite el diagnóstico de algunos trastornos endocrinos fetales, como el síndrome adrenogenital, esto posibilita la detección de los defectos del tubo neural, ya que la mayor parte de sus anomalías especialmente los defectos abiertos se acompañan de una elevación muy significativa de los niveles de alfa-fetoproteína en el líquido amniótico o de acetilcolinesterasa. También se ha encontrado la presencia de determinadas concentraciones de zinc relacionadas con el defecto del tubo neural durante el segundo trimestre. En los casos que existe el defecto del tubo neural las concentraciones de zinc son mayores, estadísticamente, que las del grupo control. Se ha encontrado que existe relación entre el volumen de líquido amniótico presente y la maduración del pulmón fetal. 4.8.2CitologíadelLíquidoAmniótico Se aplica principalmente para determinar, de forma prenatal, el sexo (prueba de Barr) y es de mucha importancia en el curso de enfermedades ligadas con el sexo. 4.8.3CultivoCelular Las células amnióticas crecen en cultivo y esto puede ser utilizado para el estudio citogenético, lo que hace posible diagnosticar mediante la práctica de un cariotipo cualquier alteración que presente el feto al nivel cromosomial, así resulta fácil el diagnóstico de trisomías, entre las que se destacan la 21 (síndrome de Down), la única limitación de este procedimiento es que el cultivo requiere unas 3 semanas; se reporta un 1 % de fracasos (crecimiento escaso, contaminación, etcétera). 263 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 4.8.4HibridacióninsituporFluorescencia(FISH) Permite la identificación rápida de anomalías cromosómicas en las células. Mediante esta técnica, se marca el ADN con moléculas fluorescentes que se fijan a una región específica situada en el cromosoma que se desea estudiar, y, después de teñirla se visualiza mediante microscopio de fluorescencia. Con sondas específicas de cromosoma un especialista puede determinar rápidamente la presencia de un cromosoma 21 extra; observará tres señales fluorescentes en lugar de las dos normales (una por cada cromosoma 21), lo que indica que el feto tiene síndrome de Down QF-PCR: Las muestras de células se obtienen de modo similar a las descritas (amniocentésis, vellosidades coriónicas), pero la QF-PCR muestra las siguientes ventajas: - no requiere cultivo de células - realiza el diagnóstico de las aneuploidías y otras importantes anomalías cromosómicas en 24-48 horas - tiene alta sensibilidad - muestra alta especificidad - al haberse automatizado, permite analizar gran número de muestras de forma simultánea, reduciendo el costo. 4.8.5TécnicaPCR Consigue multiplicar con rapidez porciones del ADN de los cromosomas (por ejemplo, el 21), cuando estas porciones han sido previamente elegidas y, por así decir, fijadas o sujetadas por unos elementos que se llaman primeros. Esta multiplicación en cadena se consigue mediante la acción de una enzima que se llama polimerasa cuya función es la de promover la proliferación del ADN (de ahí el nombre: reacción de polimerasa en cadena). La cantidad final de esa porción de ADN previamente elegida, merced al proceso de multiplicación, será proporcional a la cantidad inicial de ADN que exista. Es decir, si las células fetales tienen 3 cromosomas 21 en lugar de 2 (trisomía 21), la cantidad final de ADN propio del cromosoma 21 será mayor que si sólo hubiese habido 2 cromosomas 21. La cuantificación del ADN se consigue mediante la técnica de la fluorescencia (quantitative fluorescence). De ahí que en conjunto la técnica se llame QF-PCR. 4.8.6Citologíadelascélulascultivadas Por medio del examen de la actividad enzimática de las células cultivadas del líquido amniótico es posible el diagnóstico prenatal de los denominados “errores innatos del metabolismo”, teóricamente diagnosticable por este procedimiento dada su rareza y dificultades, como son: lentitud de los cultivos previos a las determinaciones no químicas, etc. En esta técnica es posible hacer un diagnóstico del bienestar fetal y la determinación de la madurez pulmonar del feto. Podemos concluir diciendo que la técnica de amniocentésis se realiza en régimen ambulatorio y durante todo el período de gestación, aunque algunos especialistas recomiendan que no se realice antes de la semana 16, pues en ese tiempo no es palpable el fondo del útero y el riesgo es mucho mayor. 264 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria A pesar de ser una técnica que implica alto costo, riesgo obstétrico y gran complejidad, es de enorme utilidad en muchos casos en que no se logra un diagnóstico claro de determinadas anomalías, pues permite hacer un diagnóstico que ayude a la madre a decidir sobre su futura descendencia. 4.8.7Amniocentésisenelembarazogemelar Se ha demostrado una mayor incidencia de defectos congénitos en los embarazos gemelares, tanto cromosómicos como no cromosómicos, considerándose así que la edad crítica materna para proceder al estudio del cariotipo son los 33 años; en este momento el riesgo para síndrome de Down en el segundo trimestre en uno y otro gemelo es de 1: 234. La importancia de la monitorización ecográfica continua es máxima cuando la amniocentésis debe realizarse en un embarazo gemelar. En estos casos es imprescindible una cuidadosa identificación de cada muestra por obvias razones. Sin embargo la identificación correcta de la muestra pasa por el diagnóstico de corionicidad. En general, puede aceptarse que en los embarazos monocoriónicos es suficiente obtener la muestra de uno de los dos sacos. No debemos olvidar primero que los gemelos monocoriónicos pueden tener cariotipos diferentes y segundo que la determinación ecográfica de la corionicidad tiene una sensibilidad del 80 al 97 %, lo cual obliga a obtener muestras de ambos sacos. Se han descrito distintos métodos para asegurar que las muestras no procedan del mismo compartimento; desde la inyección de un colorante vital (índigo carmin o azul de evans) hasta la de aire para dibujar la membrana. Sin embargo en la mayoría de los casos, con la resolución de los equipos ecográficos actuales, es posible visualizar la membrana sin dificultades, asegurando así la procedencia de la muestra En cuanto a la técnica en sí, se adapta en general a la normativa del European Study Group on Prenatal Diagnosis, sin embargo por las características propias del embarazo gemelar, se emplean distintas variaciones técnicas. Clásicamente la punción se realiza con dos agujas, una para cada saco. En la primera punción se obtiene la muestra del primer saco y se inyecta el colorante vital o el aire. Se realiza luego la segunda punción, y en el caso del colorante claro del líquido asegurará la procedencia del mismo. Recientemente Jeanty ha descrito una técnica en la que se obtiene la muestra de ambosd compartimentos mediante una inserción única de la aguja. Bajo visualización directa de la membrana se introduce la aguja en el primer compartimento, tras obtener la muestra se atraviesa la membrana y se aspira 1ml que se desecha, posteriormente se aspira la cantidad precisa de líquido amniótico del segundo compartimento. 265 BIBLIOGRAFÍA LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria Bibliografía - March of Dimes Birth Defects Foundation - American Academy of Family Physicians - Atlas of Genetics and Cytogenetics in Oncology and Haematology. American College of Obstetricians and Gynecologists - Wapner, R., et al. First-trimester screening for trisomies 21 and 18. New England Journal of Medicine, volumen 349, número 15, 9 de octubre de 2003, págs. 1405-1413. - Ganniats TG. Justifying prenatal screening and genetic amniocentesis programs by cost effectiveness analyses: a re-evaluation. Med Decis Making 1996: 16 (1): 45-50. - Asociación Catalana para el Síndrome de Prader-Willi - Asociación Madrileña para el Síndrome de Prader-Willi - Knudson AGJR. Mutation and cancer: Statistical study of retinoblastoma. - Baena N. Guitart M. Registre de Defectes Congènits del Vallès. Hospital Parc Taulí. Sabadell. (Datos no publicados.Comunicación personal. 1999). - Benacerraf BR, Frigoletto FD, Lane A, Laboda RDMS. Sonographic diagnosis of Down syndrome in the second trimester. Am J Obstet Gynecol 1985; 153:49-52. - Benacerraf BR, Nadel A, Brromley B. Identification of second trimester fetuses with autosomal trisomy by the use of sonografic scoring index. Radiology 1994; 193:135-40. - Benacerraf BR. Should sonographic screening for fetal Down Syndrome be applied to low risk women? Ultrasound Obstet Gynec 2000; 15:451-55. - Bermejo E, Martínez Frias ML. Vigilancia epidemiológica de anomalías congénitas. Boletín del Estudio Colaborativo Español de Malformaciones Congénitas (1998). Serie 4. nº 3. - Bernardino F, Cardoso R, Montenegro N, Bernardes J, de Sa JM. Semiautomated ultrasonographic measurement of fetal nuchal translucency using a computer software - Fortuni Estivill A, Borrell Vilaseca A, Cortés León M, Gallo Vallejo M, González de Agüero Laborda R, González Gónzalez A, et al. Screening de cromosomopatías fetales. En: Documentos de Consenso S.E.G.O 2000; 139-77. - Suárez Rodríguez MA, Ordoñez Bayón MJ. Diagnóstico prenatal. En: Brines Solanes J, Crespo Hernández M, Cruz Hernández M, Delgado Rubio A, Garagorri Otero JM, Hérnandez Rodriguez M, et al. Manual del Residente de Pediatria y sus Áreas Específicas. Guía formativa. - Salamanca Ballesteros A, Padilla Vinuesa MC, López-Jurado R. Diagnóstico prenatal de las malformaciones congénitas. Una orientación para el Médico de Familia. En: Gallo Vallejo FJ, et al. Manual del Residente de Medicina de Familia y Comuitaria. 2ª ed. Barcelona: semFYC, 1997; 973-81. - U.S. Preventive Services Task Force. Guía de Medicina Clínica Preventiva. Edición Española. Barcelona: Medical Trends, 1998. 269 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico - Fernández Fernández I, Franch Nadal J, Martín Manzano JL, Navarro Pérez J, Orozco Beltrán D, Vázquez Garrido P. Programas Básicos de Salud. Programa del Adulto. Volumen 2. Diabetes Mellitus. Madrid: Doyma, 1998. - Arribas Mir L, Bailón Muñoz E, Galvez Ibañez M, Marzo Castillejo M, Melguizo Jiménez M, Navarro Martín JA, et al. Programas Básicos de Salud. Programa de la Mujer. Volumen 1. Manejo de los problemas de salud en el embarazo. Madrid: Doyma, 2000. - Martínez Fernández AR, Fuentes Corripio I, Rodríguez Ferrer M, Domingo Fernández CJ. Toxoplasmosis. Medicine 1998; 81: 3760-6. - Centers for Disease Control and Prevention. Sensivity of the test for antibody to hepatitis B surface antigen. Unites States. MMWR 1993; 42: 707-10. - Grosheide PM, Wladimiroff JW, Heijtink RA, Mazel JA, Christiaens GCML, Nuijten ASM, et al. Proposal for routine antenatal screening at 14 weeks for hepatitis B surface antigen. BMJ 1995; 311 (4): 1197-9. - Larsen SA, Kraus SJ, Winttington WL. Diagnostic test. En: Larsen SA, Hunter EF, Kraus SJ, EDS. A manual of test for syphilis. Washington DC. American Public Health Association, 1990. - Zaaijer HL, Exel-Oehlrss PV, Kraaijeveld T, Altena E, Lelie PN. Early detection of antibodies to HIV-1 by third- generation assays. Lancet 1992; 340: 770-2. - Ades AE, Sculpher MJ, Gibb DM, Gupta R, Ratcliffe J. Cost effectiveness analysis of antenatal HIV screening in United Kingdom. BMJ 1999; 319 (7219): 1230-4. - Pareja Bezares A, Álvarez Pasquín MJ, Batalla Martínez C, Comín Bertrán E, Gómez Marco JJ, Niño Martín V, et al. Prevención de las enfermedades transmisibles. Atención Primaria 1999; 24 Suppl 1: 99-114. - Gilson GJ, Christensen F, Romero H, Bekes K, Silva L, Qualls CR. Prevention of group B streptococcus early-onset neonatal sepsis: comparision of the Center for Disease Control and prevention screening-based protocol to a risk-based protocol in infants at greater than 37 week's gestation. J Perinatol 2000; 20 (8 Pt 1): 491-5. - Montero Alonso R, Barbadillo Izquierdo F, Anso Olivan S, Marrero Calvo M, Carpintero Martín I, Sastre Huerta E, et al. Neonatal sepsis caused by Streptococcus agalactiae. What should be done? An Esp Pediatr 1998; 48 (3): 288-92. - Group B stretococcal disease prevention practices of obstetrician-gynecologist. Obstet Gynecol 2001; 98 (1): 7-13. - Cate S. Maternal serum triple analyte screening in pregnancy. Am Fam Phys 2000; 62 (4): 738-40. - Taipale P, Hilesmaa V, Salonen R, Ylöstalo P. Increased nuchal translucency as a marker for fetal chromosomal defects. N Engl J Med 1997; 337: 1654-8. - Programa atención a la mujer. Atención Primaria Insalud. Area 9. Madrid 1999. 270 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria - Vintzileos AM, Ananth CV, Fisher AJ, Smulian JC, Day-Salvatore D, Beazoglou T, et al. An economic evaluation of second trimester genetic ultrasonography for prenatal detection of down syndrome. Am J Obstet Gynecol 1998; 179: 1214-9. - Kuppermann M, Goldberg JD, Nease RF, Washington AE. Who should be offered prenatal diagnosis? The 35-year old question. Am J Public Health. 1999; 89 (2): 160-3. - Wald NJ, Watt HC, Hackshaw AK. Integrated screening for Down´s syndrome based on tests performed during the first and second trimesters. N Engl J Med 1999; 341: 461-7. - Bricker L, Crowley P, Neilson J, O'Dowd T. Antenatal care of low risk pregnancies: ultrasound. Clinical Evidence 2000; 4: 781-92 (BMJ publishing group). - Roberts T, Mugford M, Piercy J. Choosing options for ultrasound screening in pregnancy and comparision cost effectiveness: A decision analysis approach. Br J Obstet Gynaecol 1999; 106 (4): 397-8. - Cusick W, Vintzileos AM. Fetal Down syndrome screening: a cost effectiveness analysis of alternative screening programs. J Matern Fetal Med 1999; 8 (6): 2438. - Vintzileos AM, Anauth CV, Smulian JC, Beazoglou T, Knupple RA. Routine second-trimester ultrasonography in United States: A cost-benefit analysis. Am J Obstet Gynecol 2000; 182 (3): 655-60. - Hayashi M, Kozu H, Takei H. Maternal urinary free b-subunit of human corionic gonadotrophin: creatinine ratios and fetal chromosomal abnormalities in the second trimester of pregnancy. Br J Obstet Gynaecol 1996; 103: 577-80. - Torgerson DJ. The impact of maternal age on the cost effectiveness of Down´s syndrome screening. Br J Obstet Gynaecol 1996; 103 (6): 581-3. - Vintzileos AM, Anauth CV, Fisher AJ, Smulian JC, Day-Salvatore D, Beazoglou T, et al. An economic evaluation of prenatal strategies for detection of trisomy 18. Am J Obstet Gynecol 1998; 179 (5): 1220-4. - Bach Vallmajor C. Diagnóstico prenatal: cribado serológico de malformaciones congénitas. JANO 2000; 58 (1333): 857-64. - Ginecol Obstet Méx 2002; Vol. 70(12): 607-612 - Fundació Santiago Dexeus Font, - Medwave. Curso: Crecimiento, Desarrollo y Patologías del Feto y el Recién Nacido. Dr. Waldo Sepúlveda L., Departamento de Obstetricia y Ginecología, Especialidad Medicina Materno-Fetal, Clínica Los Condes - Las causas del síndrome de Down. David Patterson. Investigación y Ciencia 133, 28-35 (1987) - 10 Years of Genomics, Chromosome 21, and Down Syndrome. - Stylianos E. Antonarakys (e-mail: [email protected]). - Genomics 51, 1-16 (1998) - Article no. GE985335 271 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico - Genética en medicina. Thompson y thompson 208 – 213 - Hodes ME, Cole J, Palmer CG, Reed T. Clinical experience with trisomies 18 and 13. J Med Genet 1978; 15:48-60 - Boghosian-Sell L, Mewar R, Harrison W, et al. Molecular mapping of the Edwards syndrome to two noncontiguous regions on chromosome 18. Am J Med Hum Genet 1994; 55:476-83 - Marion RW, Chitayat D, Hutcheon G, et al. Trisomy 18 score: A rapid, reliable diagnostic test for trisomy 18. J Pediatr 1988; 113:45-8 - Baty B, Blackburn B, Carey J. Natural history of trisomy 18 and 13: I. Growth, physical assessment, medical histories, survival and recurrence risk. Am J Med Genet 49:175-188, 1994 - Baty B, Jorde L, Blackburn B, Carey J. Natural history of trisomy 18 and 13: II. Psychomotor - Sotos JF. Genetic disorders associated with overgrowth. Clin Pediatr 1997; 36:3949 - Smyth CM, Bremner WJ. Klinefelter syndrome. Arch Intern Med 1998; 158:13091314 - ASDOWN (Asociación de síndrome de Down Cádiz y bahía) - Del cromosoma al gen. Corporación Sanitaria Clinic.Institut de Bioquímica Clinica - Cromosomopatias humanas. G.H. Valentine - Genetica Humana. Mc Kusick. Universidad Johns Hupkins - Diagnostico prenatal. J.M. Carrera y colaboradores - Genetica medica. J Egozcue, J. Antich, F. Ballesta, V. Gollanes, L. Izquierdo, M. Tamparillas, A. tavares - Manual de diagnostico prenatal para sanitarios 272 CUESTIONARIO LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria Cuestionario 1. La Timidina: a. Frena la división celular en fase de síntesis b. Aumenta la división celular c. Inhibe la síntesis de células 2. La mitosis es: a. La división celular en el tejido gonadal b. Una de sus fases es la profase I c. Es la división celular en el que cada célula da lugar a dos células hijas 3. En el “crossing over” se produce: a. Una recombinación genética b. La configuración en ramillete de los cromosomas c. El acercamiento de los cromosomas homólogos 4. El cariotipo humano consta de: a. 45 cromosomas b. 46 cromosomas c. 23 cromosomas 5. Los cromosomas metacéntricos: a. Tienen los brazos corto y largo de aproximadamente de la misma longitud b. Tienen los brazos corto y largo de longitudes desiguales c. Tienen un brazo corto muy pequeño 6. El cariotipo es el ordenamiento de los cromosomas de una célula metafísica de acuerdo a su: a. Tamaño y morfología b. Función c. Ubicación 7. El cariotipo femenino normal se escribe: a. 46 XY b. 47 XY c. 46 XX 8. Las deleciones son: a. Reordenamientos balanceados b. Pérdidas de segmentos de un cromosoma c. Las dos son correctas 275 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 9. El síndrome de Prader Willi es una alteración genética, en la que esta implicado el cromosoma numero: a. 16 b. 15 c. 17 10. Todas las personas con síndrome de Down a. Tienen el mismo aspecto b. Es posible que lo hayan contraído después de nacer c. Tienen rasgos faciales aplanados 11. El signo que aparece en el cromosoma 21 para el síndrome de Down es que: a. Presenta trisomía b. Presenta trisomía y el cromosoma extra es siempre aportado por el espermatozoide c. Presenta trisomía y el cromosoma extra es siempre aportado por el óvulo 12. El síndrome de Turner es una alteración cromosómica que afecta a: a. Hombres y mujeres b. Sólo mujeres c. Sólo hombres 13. Los rasgos característicos que presentan las mujeres que padecen Síndrome de Turner son: a. Infantilismo sexual b. Deformidad del codo c. Ambas son correctas 14. Los varones que tienen el síndrome de Klinefelter: a. Abundante vello en el pubis y otras zonas b. Trastornos emocionales, ansiedad, depresión c. Aumento de la libido 15. El síndrome de Edwards: a. Afecta al cromosoma número 20 b. Los niños que lo padecen suelen morir antes de cumplir su primer año c. Los que lo padecen no presentan dificultades en la alimentación 16. El síndrome de Patau es: a. Una alteración cromosómica numérica que afecta al cromosoma numero 13 b. La tercera cromosopatía en orden de frecuencia y la más letal c. Las dos son correctas 17. La trisomía 13 por traslocación: a. Se presenta en el 20% de los casos b. Es la más común y se da en más del 75% de los casos c. Es la menos común, menos del 5% de los casos 276 LaboratoriodeGenética.GenéticaHereditaria 18. El síndrome de X frágil: a. Se transmite de generación en generación b. Es un síndrome muy conocido c. Las dos son correctas 19. El síndrome de cri du Chat: a. También es llamada “síndrome del maullido del gato” b. Afecta a cromosoma 5 y predomina en las niñas c. Ambas son correctas 20. El síndrome de cri du Chat se caracteriza: a. Por el llanto agudo de los niños, similar al maullido de un gato b. Por el elevado peso al nacer c. Por tamaño de cabeza elevado 21. En las extracciones de sangre para la realización de un cariotipo: a. Se puede utilizar yodo como desinfectante b. Se deben extraer unos 10ml de sangre periférica c. Ninguna es correcta 22. El cultivo: a. Se debe realizar la incubación a 37º C durante 24h b. Se debe realizar la incubación a 37º C durante 48h c. Se debe incubar a 27º C durante 24h 23. Para visualizar mejor los centrómeros y el cromosoma Y se utilizan: a. Las bandas C b. Las bandas G c. Las bandas H 24. En el Diagnóstico Prenatal que se establece a todas las gestantes se deduce que, en la mujer, la calidad y la cantidad de óvulos: a. No disminuye después de los 30 años b. Disminuye progresivamente después de los 30 años c. Disminuye drásticamente después de los 30 años 25. En el caso del hombre la concentración y la movilidad de los espermas: a. Disminuyen 0.7% aproximadamente cada año b. Se mantienen constantes hasta los 50 años c. Desaparecen a partir de los 50 años 26. Después de los 35 años el riesgo de las alteraciones cromosómicas: a. Es el mismo que a los 20 b. Es de 1 en 200 c. Es de 1 en 100 277 TécnicoSuperiorSanitarioLaboratoriodeDiagnósticoClínico 27. La ecografía de alta resolución: a. Se le realiza a la embarazada a las 10 semanas de gestación b. Se le realiza a la embarazada a las 20 semanas de gestación c. Es inocua para la madre pero no para el feto 28. La biopsia de la vellosidad corial se debe realizar: a. A las 20 semanas de gestación b. En la 12 semana de gestación c. Después de la 3ª semana de gestación 29. El procedimiento de la biopsia de las vellosidades coriales: a. No comporta ningún riesgo b. Provoca desprendimiento de placenta la mayoría de las veces c. Provoca desprendimiento de placenta del 1 al 2% de los casos 30. La técnica de la amniocentésis: a. Se puede realizar durante todo el período de gestación b. La amniocéntesis precoz y la intermedia son las más útiles en el diagnóstico prenatal c. Las dos son correctas 278