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Testes Cromossómicos

Testes Cromossómicos

Os testes cromossómicos podem ser realizados por várias técnicas que permitem identificar anomalias cromossómicas. A cariotipagem (uma técnica que envolve a coloração, organização e visualização dos cromossomas) é usada para identificar aneuploidias e alterações estruturais significativas. Esta técnica não é sensível na identificação de pequenas anomalias e é um processo trabalhoso. A análise cromossómica microarray é uma técnica comparativa que utiliza fluorescência para identificar e quantificar sequências genéticas específicas e é muito mais sensível na identificação de variantes do número de cópias, como microdeleções ou microduplicações. No entanto, esta técnica não é útil na identificação de certas variações, como as translocações balanceadas. A hibridização fluorescente in situ (FISH, pela sigla em inglês) utiliza sondas fluorescentes para identificar e localizar genes específicos nos cromossomas. Em comparação com o cariótipo, a FISH é muito mais sensível e específica na deteção de várias anomalias (exceto mutações pontuais), mas é limitada pelas sondas genéticas atualmente disponíveis.

Última atualização: Aug 9, 2022

Responsibilidade editorial: Stanley Oiseth, Lindsay Jones, Evelin Maza

Conteúdo

Descrição Geral

Revisão da terminologia utilizada em genética médica

Aberrações cromossómicas numéricas:

  • Aneuploidia: número incorreto de cromossomas individuais
  • Poliploidia: múltiplos sets de cromossomas
  • Mosaicismo: a presença de ≥ 2 populações de células dentro de um organismo, cada uma com genomas diferentes

Aberrações cromossómicas estruturais:

  • Deleções: a perda de uma secção cromossómica específica
  • Duplicações: multiplicação de secções cromossómicas individuais
  • Inversões: rotação de 180° de uma secção cromossómica e subsequente reintegração no cromossoma original
  • Translocações:
    • Troca de fragmentos entre cromossomas não homólogos
    • Podem ser equilibradas (igual) ou desequilibradas (desigual)

Testes citogenéticos

  • Análise de uma amostra para alterações/anomalias cromossómicas
  • Mais frequentemente utilizados para:
    • Rastreio pré-natal e diagnóstico de doenças cromossómicas
    • Identificação de anomalias cromossómicas associadas à malignidade
  • Incluem:
    • Cariótipo
    • Análise cromossómica microarray (ACM)
    • Hibridização in situ fluorescente (FISH, pela sigla em inglês)

Vídeos recomendados

02:41
Chromosomal Mutations

Cariótipo

Definição

A cariotipagem, também conhecida como análise cromossómica, é um método comum de produção de imagem dos cromossomas de um indivíduo para deteção de:

  • Alterações extensas estruturais nos cromossomas
  • Aneuploidias
  • Poliploidias

Procedimento

  • A análise cromossómica pode ser realizada com vários tipos de amostras, incluindo:
    • Sangue
    • Medula óssea
    • Líquido amniótico
    • Tecido de placenta
  • Método:
    • As células de uma amostra são cultivadas e estimuladas à divisão.
    • A colchicina é adicionada às células cultivadas → interrupção do ciclo celular na metafase → os cromossomas apresentam contração máxima (mais fácil de reconhecer os padrões em bandas)
    • Os cromossomas são então:
      • Corados (permite a visualização de padrões em bandas e identificação de cromossomas)
      • Ordenados
      • Numerados (23 pares)
    • Os cromossomas são analisados de acordo com:
      • Morfologia
      • Tamanho
      • Proporção do comprimento do braço
      • Padrões em bandas
Mitosis

Revisão dos estadios da mitose: profase, prometafase, metafase, anafase e telofase: durante a análise cromossómica, o ciclo celular é interrompido na metafase, geralmente pela adição de um agente como a colchicina (inibe a polimerização dos microtúbulos para interromper a mitose).

Imagem por Lecturio.

Usos

A análise cromossómica é útil para identificar e diagnosticar:

  • Trissomias e monossomias (e.g., síndrome de Down/trissomia 21)
  • Distúrbios dos cromossomas sexuais (e.g., síndrome de Klinefelter/47, XXY)
  • Anomalias estruturais dos cromossomas (e.g., cromossoma Filadélfia/translocação recíproca (9;22)(q34;q11))
Nhgri human male karyotype

Cariótipo de um homem normal: o cariótipo é uma técnica laboratorial em que os cromossomas de um indivíduo são emparelhados e fotografados.

Imagem: “NHGRI human male karyotype” por National Human Genome Research Institute.. Licença: Domínio Público
21 trisomy - down syndrome

Cariótipo da trissomia 21 (síndrome de Down): num indivíduo com síndrome de Down, geralmente são visíveis 3 cópias do cromossoma 21 (caixa vermelha e seta).

Imagem: “21 trisomy – Down syndrome” por U.S. Department of Energy Human Genome Program. Licença: Domínio Público
Philadelphia chromosome

Cariótipo parcial de uma célula mielóide da medula óssea de um indivíduo com leucemia mielóide crónica: a imagem revela a translocação t(9:22), também conhecida como cromossoma Filadélfia (a porção inferior do cromossoma 22 e do cromossoma 9 estão trocadas (setas)) .

Imagem : “BONE MARROW: CHRONIC MYELOID LEUKEMIA: PHILADELPHIA CHROMOSOME” por The Armed Forces Institute of Pathology (AFIP)

Vantagens

  • Pode ser visualizado de uma só vez todo o genoma.
  • Boa sensibilidade e especificidade para condições específicas
  • Pode ser utilizada uma grande variedade de amostras.

Desvantagens

  • Só consegue detetar grandes anomalias (e não pequenas alterações)
  • A interpretação é dependente do operador.
  • Processo intensivo de trabalho

Análise Cromossómica Microarray

Definição

A análise cromossómica microarray é uma técnica de alta resolução que utiliza marcadores fluorescentes para identificar pequenos desequilíbrios cromossómicos.

Procedimento

  • Pode cobrir todo o genoma ou pode apresentar alvos específicos (e.g., para doenças conhecidas)
  • Uma grelha de vidro ou silicone é coberta com milhares de sequências específicas de ácidos nucleicos (sondas).
  • A amostra e o controlo (ou comparativo) de DNA são:
    • Cortados em fragmentos
    • Identificados com diferentes marcadores fluorescentes
    • Adicionados à lâmina
  • As sondas e as amostras podem hibridizar via ligação complementar com as sondas
  • Um scanner deteta a expressão genética relativa com base na cor e intensidade da fluorescência (↑ expressão → ↑ intensidade).

Usos

  • A ACM fornece informação genética abrangente para anomalias não detetadas durante a cariotipagem:
    • Variantes do número de cópias:
      • Microdeleções (e.g., síndrome de DiGeorge/microdeleção em 22q11.2)
      • Microduplicações
      • Translocações desequilibradas
    • Polimorfismos de nucleótido único
  • Também consegue detetar aneuploidias
  • Utilidade em:
    • Rastreio pré-natal
    • Diagnóstico de doenças genéticas
    • Análise forense
    • Estudo de doenças e terapias

Vantagens

  • Consegue traçar o perfil da expressão de milhares de genes simultaneamente
  • Consegue detetar anomalias cromossómicas muito pequenas

Desvantagens

  • Translocações balanceadas, inversões e inserções podem não ser detetadas.
  • O mosaicismo pode afetar a deteção.
  • Cara

Vídeos recomendados

06:26
Microarray Analysis – Analytical Techniques in Biotechnology

Hibridação In Situ Fluorescente

Definição

Uma técnica em que é utilizada uma sonda fluorescente de ácido desoxirribonucleico (DNA, pela sigla em inglês) (ou ácido ribonucleico (RNA, pela sigla em inglês)) para identificar e localizar genes específicos nos cromossomas

Procedimento

  • É utilizada uma sonda de DNA de cadeia simples com um corante fluorescente para ligação a um local genético específico.
  • As sondas são hibridizadas com os cromossomas da amostra numa lâmina.
  • É usada microscopia de fluorescência para deteção de sinais.
Cromossomosalupeixe

Cariótipo humano feminino submetido a FISH com uma sonda para a sequência Alu (verde) e contrastada para DNA (vermelho)

Imagem: “ChromossomesAluFish” por Dietzel65. Licença: CC BY 2.5

Usos

  • A FISH pode auxiliar na visualização direta de várias anomalias cromossómicas, incluindo:
    • Aneuploidias
    • Inserções
    • Translocações
    • Microdeleções (e.g., síndrome cri du chat/microdeleções no braço curto do cromossoma 5)
    • Microduplicações
  • Para detetar genes associados a malignidade (e.g., HER2 no cancro da mama)

Vantagens

  • Maior sensibilidade e especificidade em comparação com o cariótipo clássico
  • Pode ser utilizada para células em divisão e que não se dividem
  • Podem ser utilizadas várias sondas.

Desvantagens

  • Não é possível detetar mutações pontuais ou anomalias muito pequenas
  • Nem todas as regiões cromossómicas têm uma sonda disponível (atualmente).
  • Deve ser escolhida a sonda correta para o diagnóstico.

Referências

  1. The New York-Mid-Atlantic Consortium for Genetic and Newborn Screening Services. (2009). Understanding Genetics: A New York, Mid-Atlantic Guide for Patients and Health Professionals. Genetic Alliance; Washington (DC). Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23304754
  2. Gonzales, P.R., Carroll, A.J., Korf, B.R. (2016). Overview of Clinical Cytogenetics. Curr Protoc Hum Genet. 89, 8.1.1-8.1.13. Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27037488
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  7. Corbitt, H., Morris, S.A., Gravholt, C.H., et al. (2018). TIMP3 and TIMP1 are risk genes for bicuspid aortic valve and aortopathy in Turner syndrome. PLos Genet. 14(10), e1007692. Retrieved from https://journals.plos.org/plosgenetics/article?id=10.1371/journal.pgen.1007692
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