Tests Genéticos en el Diagnóstico Prenatal · •No es útil en rearreglos balanceados...
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Escuela de Medicina
medicina.uc.cl
Tests Genéticos en el
Diagnóstico Prenatal
Dra. Marcela Lagos
Unidad de Biología Molecular y Citogenética
Departamento de Laboratorios Clínicos
Pontificia Universidad Católica de Chile
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Test prenatales
Screening
en sueroLíquido
amniótico
Screening
en suero
Ultrasonido
SCREENING/TAMIZAJERiesgo: análisis bioquímico y
estadísticas poblacionales
DIAGNÓSTICOResultados en base a
test genéticos
CVS
DIAGNÓSTICOSCREENING
Cariotipo FISH aCGH
PPNI
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Muestras (test diagnósticos)
Vellosidades coriales
• Procediemiento: CVS (chorionic villus sampling), biopsia de
vellosidades coriales
• Después de las 10-11 semanas hasta las 13-14
• Riesgos
Líquido amniótico
• Procedimiento: amniocentesis
• Desde las 15 semanas
• Riesgos
Sangre fetal
• Procedimiento: cordocentesis
• Desde las 15 semanas
• Riesgos
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Tipo Frecuencia Ejemplo
Genómicas o cromosómicas 1 cada 25 a 50 meiosis aneuploidías
Cromosómicas estructurales o regionales
1 cada 1700 divisiones celulares
deleciones
Génicas 1 cada 10.000.000 bp sustituciones
Clasificación de las mutaciones
(variantes patogénicas)
• Clasificación por tamaño (otras clasificaciones
son por consecuencias en la expresión génica)
• Conceptualmente útil
Thompson & Thompson, Genetics in Medicine 8th edition 2016
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Alteraciones cromosómicas
numéricas (aneuploidias euploidia)
• tradicional: cariotipo
• más recientes: FISH
• nuevos: a nivel molecular: QF-PCR
MLPA
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Mutaciones Genómicas
Alteración del número de
cromosomas en la célula: ANEUPLOIDIA
Aumento o disminución del número de cromosomas
• Un cromosoma
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Trisomía 21 (47,XY,+21)
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Trisomía 18 (47,XX,+18)
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Trisomia 13
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Monosomía X (45,X)
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Mutaciones Genómicas
Alteración del número de
cromosomas en la célula: EUPLOIDIA
Aumento o disminución del número de cromosomas
• Set completo (tri-tetraploidías)
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Triploidía (69,XXX)
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Cultivo linfocitos
Colchicina:
•arresto mitótico
•disolución del
huso
Solución
hipotónica:
•Calidad de
metafases
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Cultivo linfocitos
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Cariotipo en muestra de líquido
amniótico
• Cultivo: 7- 14 días
• Células fetales de la piel, tracto digestivo y urinario
• Gold standard
Ventajas:
• Todas los cromosomas
• Mosaicos de …. (25%)
Desventajas:
• Tiempo de respuesta
• Mosaicos bajos
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Cariotipo en muestra de sangre
• Cultivo 72 horas, luego…
• En urgencias 48 horas
• Gold standard
Ventajas:
• Todas los cromosomas
• Identificación exacta del tipo de alteración
• Mosaicos de ….
Desventajas:
• Tiempo de respuesta
• Mosaicos bajos
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Cromosoma 21
Cromosoma XCromosoma 13
Cromosoma 21
Cromosoma 13
Cromosoma Y
Cromosoma 18
Normal
Cromosoma X
Cromosoma 18
FISH núcleos interfásicos
Detección de aneuploidías (trisomía 21)
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Reacción en cadena de la polimerasa
(PCR)
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Regiones altamente polimórficas (STR) con 15 a 20 alelos en cada locus Aplicación: diagnóstico de aneuploidías (13,18,21, X e Y)
AATG
7 repeticiones
8 repeticiones
AATG AATG
Marca fluorescente
QF-PCR
Estudio de regiones polimórficas cortas, repetidas en tandem
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Disomía normal Homocigoto
Trisomía trialélicaTrisomía dialélica
Resultados
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AMXY
X22HPRT D21S1414
D18S391D21S1411
D18S390
D13S634
D18S535D13S258
D18S386
D21S1437 D21S1446 DXYS218
D13S305
D135631
QF-PCR
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D13S5258
Trisomía 13 por QF-PCR en LA
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Trisomía 21 por QF-PCR en LA
AMXY X22 HPRT D21S1414 SRY
D18S391 D13S631 D21S1411 D18S390 D13S634
D18S535 D13S258 D18S386
D21S1437 D21S1446 DXYS218 D13S305
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Multiplex Ligation-dependent Probe
Amplification (MLPA
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21 18 13 X
MLPA
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MLPA
• Trisomía 21 (XY,+21)
21 18 13 X Y
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QF PCR y MLPA
Tests de screening, debe confirmarse con cariotipo u otro
Ventajas:
• Rapidez
• Automatización
• Menos operadores
• Sensibilidad menos muestra
• Especificidad alta
Desventajas
• Mosaicos 20-30%
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Alteraciones cromosómicas
estructurales
• tradicional: cariotipo
• más recientes: FISH
• nuevos: estudios moleculares: CGH (array)
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Alteración de la
estructura de uno
o más cromosomas
en la célula
Altera expresión de
cientos de genes
Alt. Estructurales (cromosómicas)
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Deleción 5p 46,XX,del(5)(p14)
Sd Cri du Chat
•Deleción terminal 5p15
• Llanto como gato
•Retraso mental
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Cariotipo
Sensibilidad
alteraciones
estructurales > 5-10 Mb
Resto igual
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22q11.2 LSITUPLE1(Spectrum orange)
22q13LSI ARSA (Spectrum Green)
Sondas Cromosoma 22
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Cariotipo Sensibilidad: 5 MB FISH Sensibilidad: 40 a 250 Kb,
dirigido
Sensibilidad para
deleciones/ duplicaciones
Hibridación genemica
comparativa Chromosomal
microarray Sensibilidad: 30 Kb
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Hibridación Genómica Comparativa (aCGH)
•Deteción de: DELECIONES y DUPLICACIONES
•No es útil en rearreglos balanceados (translocaciones e
inversiones)
•En el genoma humano se identifican tres tipos de CNVs
(variación en el número de copias)
Patogénico
Benignos
Significado desconocido (VOUS)
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Hibridación genómica comparativa array
(aCGH) (cariotipo molecular)
Sharkey et al. Arch Dis Child 2005;90:1264-1269
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Comparación Cariotipo /CGH
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Características
• Análisis de número de copias de genoma completo
• Mayor densidad de sondas en regiones conocidamente
asociadas a enfermedades genéticas:
Arrays: 180, 400 o mas sondas (oligos) cobertura genoma
Exones: 1700 a 4000 genes asociados a enfermedades
Regiones pericentroméricas (marcadores)
Regiones subteloméricas
Esqueleto. Cobertura: (30 Kb)
Confirmación: FISH o CGH a los padres
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Utilidad clínica del CGH
Test de primera línea en:
Retraso del desarrollo psicomotor/Discapacidad
intelectual (RDS/DI)
Malformaciones congénitas múltiples
Desórdenes del Espectro Autista
Miller et al. Consensus statement: chromosomal microarray is a first-tier clinical diagnostic test for
individuals with developmental disabilities or congenital anomalies. Am J Hum Genet. 2010 May 14;
86(5): 749–764
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aCGH
• Mayor sensibilidad (cariotipo), identifica alt. <10 Mb
• Alto número de enfermedades simultáneamente (FISH o MLPA)
• Identifica base genética de condiciones difíciles de diagnosticar clínicamente : Ej: Fenotipos leves o atípicos
• Deleciones y duplicaciones simultáneamente
• Mosaicos > 10-20%
• No identifica rearreglosbalanceados(translocaciones, inversiones)
• No identifica alteraciones mas pequeñas como : mutaciones puntuales deleciones/duplicaciones pequeñas
• No identifica mosaicos < 10%
• Detecta variantes polimorficas(CNV benignas)
• Alto costo
• Tiempo respuesta similaracariotipo
Ventajas Desventajas
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Utilidad clínica
RDS/DI
Cariotipo: 3-4%
•FISH regiones subteloméricas: 2,5-3,5%
•aCGH (CMA): 15-20%
Prenatal
• = al cariotipo en alt. desbalanceadas
• CNV clínicamente relevantes no vistas en cariotipo: 6-8%
• Microdeleciones en conjunto son mas frecuentes que las trisomías clásicas
Miller et al. Am J Hum Genet. 2010 May 14; 86(5): 749–764
Evans et al. Am J Obstet Gynecol. 2016 Apr 27. pii: S0002-9378(16)30114-4. doi: 10.1016/j.ajog.2016.04.029
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Análisis de microarrays cromosómico es igualmente eficaz que el
cariotipo en la identificación de aneuploidías y reordenamientos
desbalanceados, pero proporciona información adicional clínicamente
significativa
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medicina.uc.clWapner RJ et al. N Engl J Med 2012;367:2175-2184
Chromosomal Microarray versus
Karyotyping for Prenatal Diagnosis
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Mutaciones génicas
• Tradicional:
• Más recientes:
• Actuales: PCR fluorescente
MLPA
Secuenciación de ácidos nucleicos
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Distrofia Muscular de Duchenne MLPA
Predicción de severidad del cuadro
Ligado al X (Xp21) Distrofina79 exones
8-44
52
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Secuenciación de ácidos nucleicos
Sanger
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Acondroplasia/Hipocondroplasia
•Crecimiento óseo
anormal/talla baja
•Autosómica Dominante
•Mutación de novo en
gen FGFR3
(19 exones) 95%
mutación puntual c.1138G>A p.Gly380Arg
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DisplasiaTanatofórica
Displasia Tanatofórica tipo I
p.Arg248Cys (55%)
p.Tyr373Cys (24%)
p.Ser249Cys (6%)
Displasia Tanatofórica tipo II
p.Lys650Glu (100%)
85%
c.742C>Tp.Arg248Cys
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Síndrome de Noonan
No disponibles datos epidemiológicos precisos
Prevalencia: 1:1,000 -2,500 RNV (gravemente afectados)
Autosómico dominante
Desorden Clínicamente heterogéneo caracterizado por:
•Talla baja
•Dismorfias faciales
•Amplio espectro de defectos cardíacos
congénitos
Cariotipo normal
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PTPN11
Tartaglia et al,. Nature Genetics 29: 465 – 468 (2001)
Gen PTPN11: Non-receptor-type protein tyrosine phosphatase: SHP-2
Fue identificado como el primer gen asociado a NS 1782 bp 594 aa
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Exon 3317ACD106A
Asp106Ala
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Next Generation Sequencing (NGS)
https://www.abmgood.com/marketing/knowledge_base/next_generation_sequencing_introduction.php
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Secuenciación de nueva/siguiente
generación
• Masiva
• Distintas plataformas
• Dificultades
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Next Generation Sequencing (NGS)
NGS en DxPrenatal:
• Nuevas Técnicas No Invasivas de Diagnóstico
Prenatal (NIPT)
• ADN fetal libre en sangre materna
• Identificación de trisomías 13, 18, 21 y aneuploidías
de los cromosomas sexuales
• Deleciones y duplicaciones (solo algunas
plataformas y validez cuestionable)
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Gracias