Aportació del microarray cromosòmic a l’estudi prenatal dels fetus diagnosticats de retard de creixement precoç, translucència nucal patològica i/o malformacions fetals majors

Abstract

En aquests moments el Diagnòstic Prenatal està subjecte a una evolució frenètica, que permet cada dia un abordatge més complet en relació amb dues aproximacions: les tècniques d’imatge i les noves tecnologies de laboratori, especialment aquestes últimes, que estan entrant en els algoritmes diagnòstics de forma contundent.

Actualment per a l’estudi cromosòmic fetal fem servir tècniques invasives com biòpsia de còrion i l’amniocentesi. Fins ara, abordàvem aquest estudi mitjançant la realització d’un cariotip amb bandes G en cultiu de cèl·lules fetals. Aquest cariotip convencional de les cèl·lules fetals obtingudes mitjançant proves prenatals invasives s’ha utilitzat des de fa dècades per identificar anomalies cromosòmiques estructurals. Aquest cariotip és capaç de detectar qualsevol aneuploïdia o reordenament genòmic estructural amb una mida d’entre 5 i 15 Mb. Aquest estudi té les seves limitacions: no identifica defectes que escapen a la seva resolució (<3-10000000 de parells de bases) i requereix de cultiu cel·lular, amb el retard en el resultat que això comporta. L’ús de la hibridació in situ fluorescent (FISH) i la QF-PCR han permès reduir el temps per obtenir un resultat, però només poden detectar un nombre limitat de defectes cromosòmics.

La matriu d’hibridació genòmica comparada (aCGH) pot superar aquestes limitacions. Aquesta capacitat d’aCGH per detectar canvis molt petits en els resultats del genoma ens dóna una major taxa de detecció d’anomalies en comparació amb els sistemes convencionals. Existeixen diferents tipus de microarray (de dosi, d’expressió, de metilació, de micro-RNA), però els que probablement estan exercint un paper més determinant en la medicina assistencial són els arrays de dosi (array comparative genomic Hybridization). Aquesta tècnica compara el contingut genòmic (ADN) d’un pacient (objectiu) amb la d’un individu control normal (o individus) i detecta, no només aneuploïdies i grans canvis estructurals, sinó també els guanys i pèrdues submicroscòpiques, i reordenaments desequilibrats.

Amb l’arribada de la hibridació genòmica comparativa basada en micromatriu en el diagnòstic prenatal, una proporció major d’anormalitats cromosòmiques clínicament rellevants poden ser identificades. La resolució de les alteracions detectables millora, des d’aproximadament 10 Mb o reordenaments de major grandària, a uns pocs kb de grandària amb l’anàlisi de microarrays. En aquests casos, sobretot, si l’objectiu de les proves prenatals invasives és identificar anomalies cromosòmiques davant d’una patologia fetal, considerem que aquesta prova s’esdevé bàsica per al diagnòstic d’alteracions genètiques en els fetus.

Donat que l’experiència en aquest tema és limitada, considerem la necessitat d’incloure l’anàlisi de microarray cromosòmic com a part de l’estudi genètic prenatal en situacions com el retard de creixement precoç i en aquells fetus afectes de malformacions majors o translucència nucal incrementada.

Actualmente para el estudio cromosómico fetal usamos técnicas invasivas como biopsia de corion y la amniocentesis. Hasta ahora, abordábamos este estudio mediante la realización de un cariotipo con bandas G en cultivo de células fetales. Este cariotipo convencional de las células fetales obtenidas mediante pruebas prenatales invasivas se ha utilizado desde hace décadas para identificar anomalías cromosómicas estructurales. Este cariotipo es capaz de detectar cualquier aneuploidía o reordenamiento genómico estructural con un tamaño de entre 5 y 15 Mb. Este estudio tiene sus limitaciones: no identifica defectos que escapan a su resolución (<3-10000000 de pares de bases) y requiere de cultivo celular, con el retraso en el resultado que esto conlleva. El uso de la hibridación in situ fluorescente (FISH) y la QF-PCR han permitido reducir el tiempo para obtener un resultado, pero sólo pueden detectar un número limitado de defectos cromosómicos.

La matriz de hibridación genómica comparada (aCGH) puede superar estas limitaciones. Esta capacidad de aCGH para detectar cambios muy pequeños en los resultados del genoma nos da una mayor tasa de detección de anomalías en comparación con los sistemas convencionales. Existen diferentes tipos de microarray (de dosis, de expresión, de metilación, de micro-RNA), pero los que probablemente están desempeñando un papel más determinante en la medicina asistencial son los arrays de dosis (array comparative Genomic Hybridization). Esta técnica compara el contenido genómico (ADN) de un paciente (objetivo) con la de un individuo control normal (o individuos) y detecta, no sólo aneuploidías y grandes cambios estructurales, sino también las ganancias y pérdidas submicroscópicas, y reordenamientos desequilibrados.

Con la llegada de la hibridación genómica comparativa basada en micromatriz en el diagnóstico prenatal, una proporción mayor de anormalidades cromosómicas clínicamente relevantes pueden ser identificadas. La resolución de las alteraciones detectables mejora, desde aproximadamente 10 Mb o reordenamientos de mayor tamaño, a unos pocos kb de tamaño con el análisis de microarrays. En estos casos, sobre todo, si el objetivo de las pruebas prenatales invasivas es identificar anomalías cromosómicas ante una patología fetal, consideramos que esta prueba sucede básica para el diagnóstico de alteraciones genéticas en los fetos.

Dado que la experiencia en este tema es limitada, consideramos la necesidad de incluir el análisis de microarray cromosómico como parte del estudio genético prenatal en situaciones como el retraso de crecimiento precoz (RCIUp) y en aquellos fetos afectos de malformaciones mayores o translucencia nucal incrementada.

At the moment, Prenatal Diagnosis is subject to a fast evolution, which allows a more complete approach related to imaging techniques and laboratory technologies.

We currently use invasive techniques such as chorionic villus sampling and amniocentesis for fetal chromosome study. Until now, we approached this study by conducting a G-band karyotype in fetal cell culture. This conventional karyotype of fetal cells obtained by invasive prenatal testing has been used for decades to identify structural chromosomal abnormalities. This karyotype is capable of detecting any aneuploidy or structural genomic rearrangement with sizes from 5 to 15 Mb. This study has its limitations: it does not identify defects that escape its resolution (<3-10000000 base pairs) and requires cell culture, with the delay in the result that this entails. The use of fluorescent in situ hybridization (FISH) and QF-PCR have reduced the time to obtain a result, but they can only detect a limited number of chromosomal defects.

The comparative genomic hybridization array (aCGH) can overcome these limitations. The ability aCGH has to detect very small changes in genome results gives us a higher rate of anomaly detection compared to conventional systems. There are different types of microarray (dose, expression, methylation, micro-RNA), but the array comparative genomic hybridization will probably play a more decisive role in healthcare medicine. This technique compares the genomic of a patient with that of a healthy individual. It detects not only aneuploidies and major structural changes, but also submicroscopic gains and losses, and unbalanced rearrangements.

Array comparative genomic hybridization allows the diagnosis of a greater proportion of clinically relevant chromosomal fetal abnormalities.

The experience in this area is limited, so we consider the need to include chromosomal microarray analysis as part of prenatal genetic study. Specially, in situations such as early growth retardation, fetal malformations and increased nuchal translucency.