Le alterazioni cromosomiche causano differenti malattie. Le anomalie che colpiscono gli autosomi (le 22 coppie di cromosomi che sono uguali nei maschi e nelle femmine) sono molto più frequenti rispetto a quelle che colpiscono i cromosomi sessuali (X e Y).
Le anomalie cromosomiche vengono suddivise in diverse categorie, ma in generale si possono distinguere in numeriche o strutturali. Le anomalie numeriche possono coinvolgere una parte del o l'intero cromosoma.
Le anomalie numeriche comprendono
Trisomie (un cromosoma sovrannumerario)
Monosomia (un cromosoma mancante)
Le anomalie strutturali comprendono
Traslocazioni (anomalie in cui l'intero cromosoma o i parti di cromosomi si uniscono impropriamente con altri cromosomi)
Delezioni e duplicazioni di diversi parti di cromosomi
Terminologia
Nell'ambito della genetica, alcuni termini specifici sono importanti per descrivere anomalie cromosomiche:
Aneuploidia: l'anomalia cromosomica più frequente causata da un cromosoma supplementare o mancante.
Cariotipo: l'intero assetto di cromosomi presente nelle cellule di un soggetto.
Genotipo: la costituzione genetica determinata dal cariotipo.
Fenotipo: il quadro clinico di una persona che comprende aspetto esteriore, aspetti biochimici, fisiologici e conformazione fisica che sono determinati dal genotipo e dai fattori ambientali (vedi Principi generali di genetica medica Panoramica sulla genetica Un gene, l'unità di base dell'eredità, è un segmento di DNA che contiene tutte le informazioni necessarie per sintetizzare un polipeptide (proteina) o una molecola di RNA funzionale. La sintesi... maggiori informazioni ).
Mosaicismo Mosaicismo Alcune situazioni rappresentano l'eredità aberrante, spesso perché i geni o i cromosomi sono alterati. Tuttavia, alcune di queste alterazioni, come il mosaicismo, sono molto frequenti; altre... maggiori informazioni : la presenza di ≥ 2 linee cellulari che differiscono per il genotipo in una persona che si è sviluppata da un singolo uovo fecondato.
Diagnosi delle anomalie cromosomiche
Analisi cromosomica (cariotipo)
Striscia
Ibridazione fluorescente in situ
Analisi cromosomica con microarray (ibridazione genomica comparativa in array)
(Vedi anche Tecnologie di sequenziamento di ultima generazione Tecniche di diagnosi genetica Le tecniche di diagnosi genetica sono in rapido miglioramento. Una piccola quantità di DNA può essere amplificata utilizzando il processo di reazione a catena della polimerasi (PCR), che può... maggiori informazioni .)
Per l'analisi cromosomica generalmente si usano i linfociti, ad eccezione che in epoca prenatale, durante la quale vengono usati gli amniociti o i villi coriali della placenta (vedi Amniocentesi Amniocentesi Le procedure prenatali che forniscono una diagnosi definitiva delle malattie genetiche sono invasive e comportano un certo rischio fetale. Le donne possono scegliere di avere procedure prenatali... maggiori informazioni e Prelievo dei villi coriali) Prelievo di villi coriali Le procedure prenatali che forniscono una diagnosi definitiva delle malattie genetiche sono invasive e comportano un certo rischio fetale. Le donne possono scegliere di avere procedure prenatali... maggiori informazioni . L'analisi del cariotipo richiede di bloccare le cellule durante la metafase della mitosi e di colorare i cromosomi condensati. I cromosomi delle singole cellule sono fotografati, e le loro immagini organizzate a formare un cariotipo.
Si utilizzano molte tecniche per delineare meglio i cromosomi:
Nel bandeggio classico (p. es., g [Giemsa], Q [fluorescente] e C-banding), viene utilizzato un colorante per evidenziare le bande sui cromosomi.
L'analisi cromosomica ad alta risoluzione utilizza metodi di coltura speciali al fine di ottenere un'elevata percentuale di diffusione di cellule in profase e prometafase. I cromosomi risultano meno condensati rispetto all'analisi di routine delle metafasi, e il numero di bande identificabili può essere aumentato, consentendo un'analisi del cariotipo più sensibile.
L'analisi del cariotipo spettrale (denominata anche pittura del cromosoma) utilizza tecniche di ibridazione fluorescente in situ, tecniche che migliorano la visibilità di alcuni difetti, comprese le traslocazioni e inversioni.
L'analisi cromosomica con microarray (anche chiamata array Comparative Genomic Hybridization [aCGH]) è una tecnica che con un singolo passaggio sottopone a scansione l'intero genoma alla ricerca di anomalie nel numero di cromosomi, comprese le maggiorazioni (duplicazioni) o le riduzioni (delezioni), che possono anche essere indicative di traslocazioni sbilanciate. L'analisi di microarray per polimorfismi a singolo nucleotide ha la capacità addizionale di rilevare regioni omozigosi, che si possono trovare nei casi in cui i genitori condividono antenati comuni (consanguineità), e anche quando vi è una disomia uniparentale Disomia uniparentale Alcune situazioni rappresentano l'eredità aberrante, spesso perché i geni o i cromosomi sono alterati. Tuttavia, alcune di queste alterazioni, come il mosaicismo, sono molto frequenti; altre... maggiori informazioni (ossia, entrambe le copie di un cromosoma, o parte di un cromosoma, vengono ereditate da un genitore, invece di 1 copia dalla madre e 1 copia dal padre). È importante notare che l'analisi cromosomica con microarray non rileva i riarrangiamenti bilanciati (p. es., traslocazioni, inversioni) che non sono associati a delezioni o duplicazioni.
Screening
I metodi di screening prenatale non invasivo sono utilizzati per i test di screening genetico prenatale Test di screening fetale prenatali non invasivi Lo screening prenatale non invasivo per disturbi genetici, a differenza dei test invasivi, non comporta alcun rischio di complicanze correlate al test. Lo screening materno non invasivo può... maggiori informazioni (1 Riferimenti relativi allo screening Le alterazioni cromosomiche causano differenti malattie. Le anomalie che colpiscono gli autosomi (le 22 coppie di cromosomi che sono uguali nei maschi e nelle femmine) sono molto più frequenti... maggiori informazioni ). Questi metodi comportano l'ottenimento di sequenze di DNA fetale libero da cellule da un campione di sangue materno, principalmente per la trisomia 21 (sindrome di Down Sindrome di Down (trisomia 21) La sindrome di Down è un'anomalia del cromosoma 21, che può causare invalidità intellettuale, microcefalia, bassa statura e facies caratteristica. La diagnosi è suggerita da anomalie fisiche... maggiori informazioni ), la trisomia 13 Trisomia 13 La trisomia 13 è causata da un cromosoma 13 sovrannumerario e causa anomalie nel proencefalo, nel massiccio medio-facciale e nello sviluppo degli occhi; grave ritardo mentale; difetti cardiaci... maggiori informazioni , la trisomia 18 Trisomia 18 La trisomia 18 è causata un da un cromosoma 18 sovrannumerario ed è generalmente associata a disabilità intellettiva, basso peso neonatale e varie anomalie congenite, compresa microcefalia grave... maggiori informazioni e l'aneuploidia del cromosoma sessuale. Lo screening prenatale non invasivo è stato utilizzato come test di screening per le sindromi da microdelezione Sindromi da microdelezione e da microduplicazione Le sindromi da microdelezione e microduplicazione sono malattie causate da delezioni submicroscopiche o da duplicazioni di geni contigui su porzioni particolari dei cromosomi. La diagnosi post-natale... maggiori informazioni comuni (p. es., 22q11 delezione). È importante notare che la sensibilità e la specificità variano per le diverse anomalie cromosomiche. Si raccomanda che qualsiasi anomalia rilevata tramite screening prenatale non invasivo debba essere confermata con un test diagnostico.
Riferimenti relativi allo screening
1. American College of Obstetricians and Gynecologists’ Committee on Practice Bulletins—Obstetrics; Committee on Genetics; Society for Maternal-Fetal Medicine: Screening for fetal chromosomal abnormalities: ACOG Practice Bulletin, Number 226. Obstet Gynecol 136(4):e48-e69, 2020. doi: 10.1097/AOG.0000000000004084