Test del cariotipo

Uno dei metodi di ricerca citogenetica volti allo studio dei cromosomi è il cariotipo. L'analisi ha diverse indicazioni applicative e diverse tipologie.

Il cariotipo è l'insieme dei cromosomi umani. Descrive tutte le caratteristiche dei geni: dimensioni, quantità, forma. Normalmente, il genoma è composto da 46 cromosomi, 44 dei quali sono autosomici, ovvero responsabili dei caratteri ereditari (colore dei capelli e degli occhi, forma delle orecchie, ecc.). L'ultima coppia è costituita dai cromosomi sessuali, che determinano il cariotipo: 46XX per le donne e 46XY per gli uomini.

Durante il processo diagnostico vengono identificate eventuali anomalie genomiche:

• Cambiamenti nella composizione quantitativa.
• Violazione della struttura.
• Violazione della qualità.

Il cariotipo viene solitamente eseguito sui neonati per individuare anomalie genetiche. L'analisi è indicata anche per le coppie sposate che stanno pianificando una gravidanza. In questo caso, lo studio permette di identificare una discrepanza genetica, che può causare la nascita di un bambino con patologie ereditarie.

Tipi di cariotipo molecolare:

1. Mirato

Viene prescritto per confermare diverse anomalie e sindromi. Permette di determinare le cause di perdita di gravidanza: feto congelato, aborto spontaneo, interruzione di gravidanza per motivi medici. Determina l'eziologia di un set cromosomico aggiuntivo in caso di triploidia. L'analisi viene eseguita su micromatrici con 350.000 marcatori concentrati in aree cromosomiche clinicamente significative. La risoluzione di questo studio è di 1 milione di bp.

2. Standard

Rileva anomalie genomiche di rilevanza clinica. Diagnostica sindromi da microdelezione e patologie associate a malattie autosomiche dominanti. Determina le cause di anomalie cromosomiche nelle sindromi indifferenziate in pazienti con anomalie dello sviluppo, difetti congeniti, ritardo dello sviluppo psicomotorio e autismo.

Permette di rilevare anomalie cromosomiche nel periodo prenatale. Il metodo determina aneuploidie, microdelezioni patologiche nel feto. Lo studio viene condotto su una micromatrice con 750.000 marcatori ad alta densità, che coprono tutte le aree significative del genoma. La risoluzione dell'analisi del cariotipo standard è di 200.000 bp.

3. Esteso

Permette di stabilire le cause delle anomalie cromosomiche nelle sindromi indifferenziate nei bambini. Individua delezioni patogene, ovvero la scomparsa di sezioni cromosomiche e duplicazioni, ovvero copie aggiuntive di geni. Diagnostica le sezioni con perdita di eterozigosi, causa di patologie autosomiche recessive.

L'analisi del microarray cromosomico espanso viene eseguita utilizzando un microarray ad alta densità, che contiene oltre 2,6 milioni di singoli marcatori ad alta densità. La risoluzione di questo studio consente la copertura dell'intero genoma e varia da 50.000 a 10.000 bp. Ciò consente di studiare tutte le sezioni del codice genetico con estrema precisione, rendendo possibile l'identificazione delle più piccole anomalie strutturali.

Di norma, l'analisi del cariotipo viene eseguita secondo le indicazioni di un genetista. A seconda delle indicazioni del medico, può essere prescritto uno dei tipi sopra menzionati. Il test standard è più economico, ma viene prescritto molto raramente, poiché non rivela numerose anomalie cromosomiche. Il cariotipo mirato è un'analisi più costosa, quindi viene prescritto in presenza di segni clinici di sindromi e altre anomalie. La diagnostica avanzata è la più costosa e la più informativa, poiché consente uno studio completo di tutti i 23 set di cromosomi.

Dove posso fare un esame del cariotipo?

L'analisi del microarray cromosomico viene eseguita su richiesta di un genetista. Lo studio è finalizzato a studiare il genoma del paziente e a identificare eventuali anomalie nella sua struttura.

I cromosomi sono filamenti di DNA, il cui numero e la cui struttura sono specifici per ogni specie. Il corpo umano contiene 23 coppie di cromosomi. Una coppia determina il sesso: le donne hanno 46 cromosomi XX e gli uomini 46XY. I restanti geni sono autosomi, cioè non sessuali.

Caratteristiche del cariotipo:

• L'analisi viene effettuata una sola volta, poiché il corredo cromosomico non cambia nel corso della vita.
• Permette di determinare le cause dei problemi riproduttivi nei coniugi.
• Diagnostica molteplici difetti dello sviluppo nei bambini.
• Rileva anomalie genetiche.

Il cariotipo viene prelevato in un laboratorio medico specializzato o in un centro genetico. Lo studio è condotto da un medico qualificato. Di norma, i test sono disponibili entro 1-2 settimane. I risultati vengono interpretati da un genetista.

Indicazioni per la procedura test del cariotipo

La procedura di cariotipo viene prescritta ai neonati per identificare anomalie genetiche e patologie ereditarie, nonché a uomini e donne nella fase di pianificazione della gravidanza. Esistono anche diverse altre indicazioni per l'analisi:

• Infertilità maschile e femminile di origine sconosciuta.
• Infertilità maschile: oligozoospermia grave e non ostruttiva, teratozoospermia.
• Interruzione spontanea della gravidanza: aborti spontanei, feto congelato, parto prematuro.
• Amenorrea primaria.
• Storia di morti neonatali precoci.
• Bambini con anomalie cromosomiche.
• Bambini con malformazioni congenite multiple.
• I genitori hanno più di 35 anni.
• Molteplici tentativi falliti di inseminazione artificiale (FIVET).
• Malattia ereditaria in uno dei futuri genitori.
• Disturbi ormonali nelle donne.
• Spermatogenesi di eziologia sconosciuta.
• Matrimoni tra consanguinei.
• Ambiente di vita ecologicamente sfavorevole.
• Contatto prolungato con sostanze chimiche, radiazioni.
• Cattive abitudini: fumo, alcol, droghe, tossicodipendenza.

Il cariotipo dei bambini viene eseguito nei seguenti casi:

• Malformazioni congenite.
• Ritardo mentale.
• Ritardo nello sviluppo psicomotorio.
• Microanomalie e ritardo nello sviluppo psico-linguistico.
• Anomalie sessuali.
• Interruzione o ritardo dello sviluppo sessuale.
• Ritardo della crescita.
• Prognosi sulla salute del bambino.

La diagnosi è raccomandata a tutti i coniugi nella fase di pianificazione della gravidanza. L'analisi può essere effettuata anche durante la gravidanza, ovvero tramite la ricerca cromosomica prenatale.

Come si svolge l'esame del cariotipo?

L'insieme delle caratteristiche di un corredo completo di cromosomi è un cariotipo. Per sistematizzare le analisi cromosomiche, viene utilizzata la Nomenclatura Citogenetica Internazionale, che si basa sulla colorazione differenziale del genoma per una descrizione dettagliata di tutte le sezioni dei filamenti di DNA.

Lo studio consente di identificare:

• Trisomia: c'è un terzo cromosoma in più nella coppia.
• Monosomia: manca un cromosoma in una coppia.
• L'inversione è l'inversione di una regione del genoma.
• La traslocazione è lo spostamento di sezioni.
• L'eliminazione è la perdita di una regione.
• La duplicazione è il raddoppio di un frammento.

I risultati dell'analisi vengono registrati secondo il seguente sistema:

1. Il numero totale dei cromosomi e l'insieme dei cromosomi sessuali sono 46, XX; 46, XY.
2. Vengono indicati i cromosomi in più e quelli mancanti, ad esempio 47, XY, + 21; 46, XY -18.
3. Il braccio corto del genoma è indicato con il simbolo p, quello lungo con q.
4. La traslocazione è t e la delezione è del, ad esempio 46,XX,del(6)(p12.3)

L'analisi del cariotipo finale si presenta così:

• 46, XX – donna normale.
• 46, XY – maschio normale.
• 45, X – Sindrome di Shereshevsky-Turner.
• 47 XXY – Sindrome di Klinefelter.
• 47, XXX – trisomia del cromosoma X.
• 47, XX (XY), + 21 – Sindrome di Down.
• 47, XY (XX), + 18 – Sindrome di Edwards.
• 47, XX (XY), + 13 – Sindrome di Patau.

La ricerca citogenetica rivela diverse anomalie nella struttura dei filamenti di DNA. L'analisi diagnostica anche la predisposizione a numerose patologie: patologie endocrine, ipertensione, danni articolari, infarto del miocardio e altre.

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Preparazione

L'analisi del cariotipo utilizza le cellule del sangue, quindi è molto importante prepararsi adeguatamente alla diagnosi.

La preparazione per un test cromosomico inizia 2 settimane prima dell'esecuzione e consiste nell'eliminare l'impatto dei seguenti fattori sull'organismo:

• Malattie acute e croniche.
• Assumere farmaci.
• Uso di alcol e droghe, fumo.

Per l'analisi vengono utilizzati 4 ml di sangue venoso. Il sangue viene raccolto a stomaco vuoto.

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Tecnica test del cariotipo

Il genoma umano non è visibile a occhio nudo; i cromosomi sono visibili solo al microscopio in determinate fasi della divisione cellulare. Per determinare il cariotipo, vengono utilizzati leucociti mononucleati, fibroblasti cutanei o cellule del midollo osseo. Le cellule in metafase della mitosi sono adatte allo studio. Il fluido biologico viene posto in una provetta con litio ed eparina. Il sangue viene coltivato per 72 ore.

La coltura viene quindi arricchita con sostanze speciali che bloccano la divisione cellulare nella fase necessaria per la diagnosi. La coltura viene utilizzata per preparare i vetrini da sottoporre all'esame. Ulteriori informazioni sullo stato del genoma si ottengono mediante colorazione. Ogni cromosoma presenta una striatura chiaramente visibile dopo la colorazione.

In uno studio cromosomico classico, la colorazione viene eseguita con diversi coloranti e le loro miscele. Il colorante si lega in modo diverso alle singole parti del genoma, rendendo la colorazione non uniforme. Per questo motivo, si forma un complesso di segni trasversali, che riflettono l'eterogeneità lineare del cromosoma.

Metodi di tintura di base:

• Q – fornisce immagini altamente dettagliate. Questo metodo è chiamato colorazione di Kaspersson con chinacrina-iperite con diagnostica al microscopio a fluorescenza. Viene utilizzato per analizzare il sesso genetico, identificare traslocazioni tra X e Y, tra cromosomi Y e autosomi, e per lo screening del mosaicismo con i cromosomi Y.
• G – Metodo Romanovsky-Giemsa modificato. Ha una maggiore sensibilità rispetto al Q. Utilizzato come metodo standard per l'analisi citogenetica. Rileva piccole aberrazioni e cromosomi marcatori.
• R – viene utilizzato per rilevare regioni omologhe G e Q negative. Il genoma viene trattato con colorante arancione di acridina.
• C – analizza le regioni centromeriche dei cromosomi con eterocromatina costitutiva e parte distale variabile di Y.
• T – utilizzato per analizzare le regioni telomeriche dei filamenti di DNA.

Le cellule colorate e fissate vengono fotografate al microscopio. Dall'insieme di fotografie risultante si forma un insieme numerato di coppie di autosomi, ovvero un cariotipo sistematizzato. L'immagine dei filamenti di DNA è orientata verticalmente, la numerazione dipende dalle dimensioni, con la coppia di cromosomi sessuali a chiudere l'insieme.

I preparati ematici vengono analizzati al microscopio in 20-100 piastre metafase per identificare aberrazioni quantitative e strutturali.

• Le aberrazioni quantitative sono alterazioni nel numero di geni. Questo si osserva nella sindrome di Down, quando il cromosoma 21 è in più.
• Le aberrazioni strutturali sono cambiamenti nei cromosomi stessi. Possono essere la perdita di una sezione del genoma, il trasferimento di una parte a un'altra, una rotazione di 180 gradi, ecc.

La tecnica del cariotipo è un processo che richiede molto lavoro. Lo studio viene eseguito da specialisti altamente qualificati. Diagnosticare il genoma di una persona può richiedere un'intera giornata lavorativa.

Analisi del cariotipo dei coniugi

Al momento del matrimonio, molte coppie si trovano ad affrontare il problema del concepimento. L'analisi citogenetica è indicata per risolvere i problemi riproduttivi. Il cariotipo dei coniugi permette di identificare anomalie nella struttura del genoma che impediscono di avere figli o ne interrompono il processo. È impossibile modificare il cariotipo, ma grazie alla diagnostica è possibile stabilire le vere cause dell'infertilità e dell'interruzione di gravidanza e trovare soluzioni.

L'analisi microarray cromosomica viene eseguita per identificare anomalie nella struttura e nel numero di filamenti di DNA che potrebbero essere la causa di malattie ereditarie nel futuro bambino o di infertilità dei coniugi. Esistono standard internazionali per l'esecuzione di analisi nei futuri genitori:

• Patologie cromosomiche in famiglia.
• Storia di aborto spontaneo.
• La donna incinta ha più di 35 anni.
• Effetti mutageni a lungo termine sull'organismo.

Oggi vengono utilizzati i seguenti metodi di cariotipo:

1. Analisi dei cromosomi nelle cellule del sangue.

Permette di identificare casi di infertilità, quando la possibilità di avere un figlio è significativamente ridotta o completamente assente per uno dei coniugi. L'esame determina anche il rischio di instabilità genomica. Per trattare le deviazioni, ai pazienti possono essere prescritti antiossidanti e immunomodulatori, che riducono i fallimenti del concepimento.

Per lo studio, viene prelevato sangue venoso. I linfociti vengono isolati dal fluido biologico, stimolati in provetta, trattati con una sostanza specifica, colorati e studiati. Ad esempio, nella sindrome di Klinefelter, che si manifesta con l'infertilità maschile, il cariotipo contiene un cromosoma 47 XX in più. È possibile rilevare anche alterazioni strutturali del genoma: inversione, delezione, traslocazione.

2. Ricerca prenatale.

Determina patologie cromosomiche del feto nelle prime fasi della gravidanza. Tale ricerca è necessaria per la diagnosi di malattie genetiche o difetti dello sviluppo che portano alla morte fetale intrauterina.

Per condurre la ricerca si possono utilizzare i seguenti metodi:

• Non invasivo: sicuro per la madre e il feto. La diagnosi viene effettuata tramite ecografia del bambino e un'analisi biochimica dettagliata del sangue della donna.
• Invasivi: biopsia del corio, cordocentesi, placentocentesi, amniocentesi. Per l'analisi, vengono prelevate cellule placentari o coriali, liquido amniotico o sangue del cordone ombelicale. Nonostante l'elevata accuratezza diagnostica, i metodi invasivi presentano un rischio maggiore di complicanze, pertanto vengono eseguiti solo su rigorose indicazioni mediche: patologie fetali rilevate tramite ecografia, età della madre superiore ai 35 anni, anomalie cromosomiche dei genitori, alterazioni dei marcatori biochimici del sangue.

Non solo il sangue, ma anche l'eiaculato può essere utilizzato per la ricerca citogenetica. Questo metodo si chiama Tunel e permette di determinare una delle cause più comuni di infertilità maschile, a condizione che il cariotipo sia normale: la frammentazione del DNA spermatico.

Se vengono rilevate mutazioni genetiche o aberrazioni cromosomiche in uno dei coniugi, il medico discuterà i possibili rischi e la probabilità di avere un figlio con anomalie. Poiché le patologie genetiche sono incurabili, i coniugi prendono la propria decisione: utilizzare materiale di donazione (sperma, ovulo), rischiare di partorire o rimanere senza figli.

Se durante la gestazione vengono rilevate deviazioni nel genoma, sia nella donna che nell'embrione, i medici raccomandano di interrompere la gravidanza. Ciò è dovuto all'aumentato rischio di nascita di un bambino con deviazioni gravi e, in alcuni casi, incompatibili con la vita. Un genetista è coinvolto nell'esecuzione dei test e nell'interpretazione dei risultati.

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Esame del sangue per il cariotipo

Il più delle volte, il cariotipo viene eseguito analizzando il sangue venoso mediante coltura cellulare. Tuttavia, anche altri materiali biologici possono essere utilizzati per condurre ricerche citogenetiche:

• Cellule del liquido amniotico.
• Placenta.
• Cellule embrionali.
• Materiale per l'aborto.
• Midollo osseo.

Il materiale prelevato per la diagnosi dipende dal motivo e dallo scopo dell'analisi. Algoritmo approssimativo per l'esame del sangue:

• Un piccolo volume di liquido viene posto in un mezzo nutritivo a una temperatura di 37˚C per 72 ore.
• Poiché i cromosomi sono visibili nella fase di metafase della divisione cellulare, all'ambiente biologico viene aggiunto un reagente che arresta il processo di divisione nella fase richiesta.
• La coltura cellulare viene colorata, fissata e analizzata al microscopio.

L'analisi del sangue per il cariotipo consente la rilevazione con elevata accuratezza di qualsiasi anomalia nella struttura dei filamenti di DNA: riarrangiamenti intracromosomici e intercromosomici, modifiche nell'ordine dei frammenti del genoma, ecc. L'obiettivo principale della diagnostica è identificare le malattie genetiche.

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Analisi genetica per il cariotipo

La diagnostica citogenetica volta a studiare le dimensioni, il numero e la forma dei cromosomi è il cariotipo genetico. L'analisi ha le seguenti indicazioni per l'implementazione:

• Rilevazione di difetti congeniti.
• Rischio di avere un figlio con patologie ereditarie.
• Sospetta infertilità.
• Anomalia dello spermiogramma.
• Cattiva amministrazione.
• Elaborazione di un piano di trattamento per determinati tipi di tumori.

Inoltre, l'analisi genetica del cariotipo è inclusa nell'elenco degli esami obbligatori per i coniugi che intendono avere figli.

Nella maggior parte dei casi, lo studio rivela le seguenti patologie:

1. L'aneuploidia è un'alterazione del numero di cromosomi, che può essere in aumento o in diminuzione. Uno squilibrio porta ad aborti spontanei e alla nascita di bambini con gravi patologie congenite. L'aneuploidia a mosaico causa la sindrome di Down, la sindrome di Edwards e altre malattie spesso incompatibili con la vita.
2. Riorganizzazione del cariotipo: se i cambiamenti sono bilanciati, il corredo cromosomico non è danneggiato, ma semplicemente ordinato in modo diverso. In caso di cambiamenti sbilanciati, sussiste il rischio di mutazioni genetiche, particolarmente pericolose per le generazioni future.
3. La traslocazione è una struttura anomala dei filamenti di DNA, ovvero la sostituzione di un frammento del genoma con un altro. Nella maggior parte dei casi, è ereditaria.
4. Il disturbo della differenziazione sessuale è una patologia cromosomica estremamente rara che non sempre si manifesta con sintomi esterni. L'incongruenza con il sesso fenotipico può essere una delle cause di infertilità.

L'analisi del cariotipo viene eseguita nei laboratori genetici da genetisti qualificati.

Analisi del cariotipo con aberrazioni

Le aberrazioni sono alterazioni nella struttura dei cromosomi causate dalla loro rottura e ridistribuzione con perdita o duplicazione del materiale genetico. Il cariotipo con aberrazioni è uno studio volto a identificare eventuali cambiamenti nella struttura del genoma.

Tipi di aberrazioni:

• Quantitativa: violazione del numero di cromosomi.
• Strutturale: interruzione della struttura del genoma.
• Regolari: si trovano nella maggior parte o in tutte le cellule del corpo.
• Irregolari: si verificano a causa dell'impatto di vari fattori sfavorevoli sul corpo (virus, radiazioni, esposizione a sostanze chimiche).

L'analisi stabilisce il cariotipo, le sue caratteristiche e i segni dell'impatto di vari fattori negativi. La ricerca cromosomica con aberrazioni viene eseguita nei seguenti casi:

• Infertilità nel matrimonio.
• Aborti spontanei.
• Storia di natimortalità.
• Mortalità infantile precoce.
• Gravidanza congelata.
• Malformazioni congenite.
• Disturbo della differenziazione sessuale.
• Sospette anomalie cromosomiche.
• Ritardo nello sviluppo fisico e mentale.
• Esame prima della fecondazione in vitro, dell'ICSI e di altre procedure riproduttive.

A differenza del cariotipo classico, questa analisi richiede più tempo ed è più costosa.

Analisi del cariotipo per un bambino

Secondo le statistiche mediche, le patologie congenite rappresentano una causa significativa di morte nei bambini piccoli. Per individuare tempestivamente anomalie genetiche e malattie ereditarie, il bambino viene sottoposto a un'analisi del cariotipo.

• Nella maggior parte dei casi, ai bambini viene diagnosticata la trisomia, la sindrome di Down. Questa patologia si verifica in 1 neonato su 750 e si manifesta con vari tipi di anomalie nello sviluppo fisico e intellettivo.
• Il secondo disturbo più comune è la sindrome di Klinefelter, caratterizzata da un ritardo dello sviluppo sessuale nell'adolescenza e che colpisce 1 neonato maschio su 600.
• Un'altra patologia genetica diagnosticata in 1 bambina su 2.500 è la sindrome di Shereshevsky-Turner. Durante l'infanzia, questa malattia si manifesta con un aumento della pigmentazione della pelle, gonfiore di piedi, mani e stinchi. Durante la pubertà, si verificano l'assenza di mestruazioni, la presenza di peli sotto le ascelle e sul pube e l'assenza di sviluppo delle ghiandole mammarie.

Il cariotipo è necessario non solo per i neonati con anomalie visibili, poiché permette di sospettare problemi genetici e di iniziare la loro correzione. L'analisi viene eseguita presso un centro di genetica medica. A seconda dell'età del bambino, il sangue può essere prelevato dal tallone o da una vena. Se necessario, il genetista può richiedere ai genitori di sottoporsi a un'analisi del cariotipo.

Analisi del cariotipo di un neonato

Lo screening neonatale è il primo esame eseguito sui neonati. Viene eseguito in maternità tra il 3° e il 4° giorno di vita, per i neonati prematuri al 7° giorno. L'analisi precoce del cariotipo consente di identificare anomalie genetiche e alterazioni della struttura del DNA prima che si manifestino sintomi patologici visibili.

Il sangue prelevato dal tallone del neonato viene utilizzato per la diagnosi precoce. I test citogenetici mirano a identificare patologie comuni tra i neonati, come:

• La fenilchetonuria è una malattia ereditaria caratterizzata dalla ridotta attività o dall'assenza dell'enzima che scompone l'amminoacido fenilalanina. Col progredire, porta a disturbi del funzionamento cerebrale e a ritardo mentale.
• Fibrosi cistica: colpisce le ghiandole che producono secrezioni, succhi gastrici, sudore, saliva e muco. Causa problemi ai polmoni e al tratto gastrointestinale. La malattia è ereditaria.
• L'ipotiroidismo congenito è un disturbo della tiroide che comporta una produzione insufficiente dei suoi ormoni. Porta a un ritardo nello sviluppo fisico e mentale.
• La sindrome adrenogenitale è una condizione patologica in cui la corteccia surrenale produce quantità insufficienti di ormoni. Ciò causa un'alterazione dello sviluppo dei genitali.
• La galattesemia è una patologia in cui la trasformazione del galattosio in glucosio è alterata. Il trattamento consiste nell'astenersi dai latticini. Senza una diagnosi tempestiva, può causare cecità e morte.

Se i risultati dell'analisi del cariotipo rivelano deviazioni o anomalie nel neonato, vengono eseguiti ulteriori esami per chiarire la diagnosi. Una diagnosi così precoce consentirà di individuare tempestivamente eventuali problemi nell'organismo del bambino e di iniziare il trattamento.

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Quanto tempo ci vuole per eseguire un esame del cariotipo?

La durata dello studio cromosomico varia dai 10 ai 21 giorni. Il tempo necessario per ottenere i risultati dipende dal tipo di analisi, ad esempio con aberrazioni o cariotipo classico.

L'analisi del cariotipo completata contiene le seguenti informazioni:

• Numero di cromosomi.
• Ci sono cambiamenti nella struttura dei cromosomi?
• Ci sono delle anomalie nell'ordinamento del genoma?

I risultati vengono decifrati e interpretati da un genetista. Se vengono rilevate anomalie, il medico fornisce raccomandazioni per ulteriori accertamenti diagnostici o indicazioni terapeutiche.

Prestazione normale

I cariotipi normali per gli esseri umani sono 46, XX o 46, XY. Di norma, il loro cambiamento avviene nelle fasi iniziali dello sviluppo dell'organismo:

• Nella maggior parte dei casi, la patologia si verifica durante la gametogenesi (sviluppo pre-embrionale), quando le cellule germinali parentali producono il cariotipo dello zigote. L'ulteriore sviluppo di tale zigote porta alla presenza di un genoma anomalo in tutte le cellule dell'embrione.
• Il disturbo può verificarsi nelle fasi iniziali della divisione dello zigote. In questo caso, l'embrione contiene diversi cloni cellulari con cariotipi diversi. Si sviluppa cioè il mosaicismo, ovvero una molteplicità di cariotipi dell'intero organismo e dei suoi organi.

Le alterazioni del genoma si manifestano in diverse patologie e difetti. Consideriamo le anomalie più comuni del cariotipo:

• 47,XXY; 48,XXXY – Sindrome di Klinefelter, polisomia del cromosoma X nei maschi.
• 45X0; 45X0/46XX; 45.X/46.XY; 46,X iso (Xq) – Sindrome di Shereshevsky-Turner, monosomia del cromosoma X, mosaicismo.
• 47,XXX; 48,XXXX; 49,ХХХХХ – polisomia sul cromosoma X, trisomia.
• 47,XX,+18; 47,ХY,+18 – Sindrome di Edwards, trisomia del cromosoma 18.
• 46,XX, 5p- – Sindrome del Cri du chat, delezione del braccio corto della quinta coppia del genoma.
• 47,XX,+21; 47,ХY,+21 – Sindrome di Down, trisomia del cromosoma 21.
• 47,XX,+13; 47,ХY,+13 – Sindrome di Patau, trisomia del cromosoma 13.

La ricerca citogenetica ha lo scopo di determinare lo stato dei filamenti di DNA, identificandone difetti e anomalie. Qualsiasi deviazione dagli indicatori normali è motivo di un esame approfondito dell'organismo.

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Il dispositivo per l'analisi

Per decifrare il cariotipo, si utilizza il metodo del sequenziamento. Questo metodo è stato sviluppato nel 1970 e si basa sulla determinazione della sequenza degli amminoacidi nel DNA. I dispositivi di sequenziamento utilizzano reazioni enzimatiche cicliche interattive con successiva elaborazione e confronto dei risultati ottenuti.

Le funzioni principali dei sequencer:

• Studio primario completo di genomi, esomi e trascrittomi sconosciuti.
• Cariotipo.
• Paleogenetica.
• Metagenomica e diversità microbica.
• Risequenziamento e mappatura.
• Analisi della metilazione del DNA.
• Analisi del trascrittoma.

Nella prima fase, il dispositivo crea una libreria di sequenze casuali di filamenti di DNA. Successivamente, crea ampliconi tramite PCR, che vengono utilizzati come campioni. Nella fase finale, viene determinata la struttura primaria di tutti i frammenti.

L'ultima generazione di sequenziatori è completamente automatizzata e ampiamente utilizzata nelle analisi genomiche, riducendo al minimo la possibilità di risultati errati dovuti a errori umani.

Decifrare i risultati di un'analisi del cariotipo

Un genetista interpreta i risultati di uno studio citogenetico. Di norma, l'analisi è pronta in 1-2 settimane e può apparire così:

• 46XX(XY), raggruppato in 22 coppie e 1 coppia di geni sessuali. Il genoma ha dimensioni e struttura normali. Non sono state rilevate anomalie.
• Il genoma è interrotto, vengono rilevati più/meno di 46 cromosomi. La forma e le dimensioni di uno/più cromosomi sono anomale. Le coppie di genomi sono interrotte/raggruppate in modo errato.

Per quanto riguarda le deviazioni patologiche del cariotipo, si distinguono i seguenti disturbi comuni:

• Trisomia - un cromosoma somatico in più. Sindrome di Down, sindrome di Edwards.
• La monosomia è la perdita di un cromosoma.
• Delezione - assenza di una regione genomica. -46, xx, 5p - Sindrome del cri du chat.
• La traslocazione è lo spostamento di una parte del genoma in un'altra.
• La duplicazione è il raddoppio di un frammento.
• L'inversione è una rotazione di un frammento cromosomico.

Sulla base dei risultati dell'analisi del cariotipo, il medico trae una conclusione sullo stato del genotipo e sul grado di rischio genetico. In caso di minimi cambiamenti nella struttura dei filamenti di DNA, vengono prescritti ulteriori esami. Le anomalie identificate potrebbero non manifestarsi in alcun modo, ma aumentano il rischio di avere figli con anomalie genetiche.