Post on 01-May-2015
Citogenetica : analisi dei cromosomi
NUMERO , MORFOLOGIA e….
• CROMATINA : contenuto granulare del nucleo (DNA e proteine)
- eterocromatina (elementi ripetitivi)
- eucromatina (sequenze trascritte)
• CROMOSOMI : 46 molecole di DNA duplicate e spiralizzate
visibili durante la divisione cellulare (metafase)
- n° caratteristico per ogni specie
- lunghezza e morfologia definite
- bandeggio caratteristico con sostanze coloranti
(Giemsa, Quinacrine)
1956Tijo e Levan46 cromosomi umani
1959Anomalie di numerotrisomia 21: s. di Down45, X : s. di Turner47, XXY : s. di Klinefelter
1960Anomalie di strutturaCromosoma di Philadelphia (LMC)
1968CasperssonBandeggio cromosomico
Trattamento di cellule inmetafase con soluzione ipotonica
t(7;11)(p15;p15)
Linfociti T
PHA
Colchicina
Blocco in metafase
Soluzione ipotonicae fissazione
FISH (1982)ibridazione fluorescente in situdenaturazione del DNA cromosomicoe ibridazione con sonda fluorescente
microscopio ottico - bandeggio G
Analisi convenzionale del cariotipo
ideo
gram
mi
p = braccio cortoq = braccio lungo
numerazione delle bande dal centromero al telomero
Analisi convenzionale (microscopio ottico)
Come si riconoscono i singoli cromosomi ?
Posizione delcentromero
metacentrico acrocentrico
p
q
p
q
Analisi convenzionale (microscopio ottico)
telomero
telomero
centromero
Bandeggio G caratteristico
bande GCHIARE
ricche in GCmolti geni
bande GSCURE
ricche in ATpochi geni
risoluzione cariotipo: 400 550 850 ( n. bande totali per corredo aploide )
Cromosoma 7
Diverse risoluzioni di bandeggio G
16 bande 24 bande 46 bande
Bandeggio C(eterocromatina)
Notare le grandi regioni eterocromatiche deicromosomi 1 e 9
Analisi convenzionale (microscopio ottico)
9
9
1
1
Indicazioni all’analisi del cariotipo
• Cariotipo costituzionale :– sospetto clinico di patologia cromosomica– ritardo di crescita o di sviluppo, facies dismorfica,
malformazioni multiple– ritardo mentale– genitali ambigui o disgenesia gonadica– sterilità e coppie con aborti ripetuti– storia famigliare positiva per anomalie
cromosomiche• Aborto spontaneo, morte alla nascita o neonatale• Gravidanze con età materna > 35 anni• Neoplasie (ematologiche)
Anomalie del cariotipo
• Anomalie di numero :– Trisomie (21, 13, 18, X, Y)
– Monosomie (45, X)
– Tri- Tetra-ploidie (3N, 4N con N=23)
• Anomalie di struttura :– Traslocazioni (bilanciate e non)
– Inversioni, cromosomi ad anello, isocromosomi
– Delezioni, duplicazioni
• Sindromi da instabilità cromosomica e siti fragili :– Atassia-Telangiectasia, Anemia di Fanconi, S. di Bloom..
– X fragile
• Citogenetica oncologica :– Traslocazioni cromosomiche caratteristiche..
Incidenza di anomalie cromosomiche da screening neonatali (68.159 nati vivi)
Crom. sessuali in MASCHI 1 / 360
Crom. sessuali in FEMMINE 1 / 580
Aneuploidie degli autosomi 1 / 700
Anomalie strutturali (autosomi, X e Y) 1 / 375
Tipo di anomalia Incidenza
Totale anomalie = 442 1 / 154
Hsu et al. (1998) in: Milunski A. (ed) Genetic disorders and the fetus.
Incidenza di anomalie cromosomiche da screening neonatali (68.159 nati vivi)
Crom. sessuali in MASCHI (43.612) 1 / 36047,XXY 1 / 1.00047,XYY 1 / 1.000altre aneuploidie X o Y 1 / 2.350
Crom. sessuali in FEMMINE (24.547) 1 / 58045,X 1 / 4.00047,XXX 1 / 900altre aneuploidie X 1 / 2.700
Tipo di anomalia Incidenza
Totale anomalie = 442 1 / 154
Hsu et al. (1998) in: Milunski A. (ed) Genetic disorders and the fetus.
Incidenza di anomalie cromosomiche da screening neonatali (68.159 nati vivi)
Aneuploidie degli autosomi 1 / 700Trisomia 21 1 / 830Trisomia 18 1 / 7.500Trisomia 13 1 / 22.700altre aneuploidie 1 / 34.000
Anomalie strutturali (autosomi, X e Y) 1 / 375Bilanciate ( Non Robertsoniane ) 1 / 885Bilanciate ( Robertsoniane ) 1 / 1.100
Sbilanciate ( Non Robertsoniane) 1 / 1.800Sbilanciate ( Robertsoniane ) 1 / 13.600
Tipo di anomalia Incidenza
Hsu et al. (1998) in: Milunski A. (ed) Genetic disorders and the fetus.
Incidenza di anomalie cromosomiche in stadi diversi di vita fetale e neonatale
incidenza 1 / 2 1 / 50 1 / 160
Anom. numeriche 96 % 85 % 60 %
Anom. strutt. Bilanciate --- 10 % 30 %
Anom. strutt. Sbilanciate 4 % 5 % 10 %
aborti feti di madri >35 1° trimestre amniocentesi nati vivi
Hsu et al. (1998) in: Milunski A. (ed) Genetic disorders and the fetus.
Frequenza di anomalie cromosomiche in aborti spontanei con cariotipo anomalo ( su 8.841 aborti spontanei non selezionati )
AneuploidieTrisomie autosomiche 52 %Monosomie autosomiche < 1%45,X 19 %
Triploidie 16 %
Tetraploidie 6 %
Altre 7 %
Tipo di anomalia % sul totale delle anomalie
Hsu et al. (1998) in: Milunski A. (ed) Genetic disorders and the fetus.
Esito di 10.000 concepimenti
Triploidie / Tetraploidie 170 170 100 % ---- 45,X 140 139 99 % 1Trisomia 13 112 112 100 % ----Trisomia 18 20 19 85 % 1Trisomia 21 45 35 78 % 10Altre trisomie 209 208 99.5% 1Riarrang. Sbilanciati 27 23 85 % 447,XXY 47,XXX 47,XYY 19 4 21 % 15
Aborti spontanei Concepimenti N. % nati vivi
Hsu et al. (1998) in: Milunski A. (ed) Genetic disorders and the fetus.
Cariotipo Normale 9.200 750 8 % 8.450Cariotipo Anomalo 800 750 94 % 50
Totale 10.000 1.500 15 % 8.500
Anomalie Cromosomiche
• numeriche– trisomie (cromosoma aggiuntivo)– monosomie (perdita di un cromosoma)– poliploidie (multipli di 23 crom. aggiuntivi)– ESAC (cromos. anomalo sovrannumerario)
http://www.waisman.wisc.edu/cytogenetics/CaseOfTheMonth/Karyotypes/CoMSept98karyo.html
Trisomia 13
47, XY, +13
CARIOTIPO TRIPLOIDE 69,XXY
Trisomia 21
47, XY,+ 21
Sindrome di Down (1/800)
• Facies caratteristica
• brachicefalia, occipite piatto, collo corto
• bassa statura, ipotonia
• mani corte e larghe, piega palmare, clinodattilia
• ritardo mentale (QI: 30-60)
• cardiopatie (30-35%), atresia duodenale, fistolaTE
• rischio aumentato di leucemie
• prematura senilità, segni Alzheimer-like
95% : trisomie libere (ND materna - meiosi 1: 90%)
4% : traslocazioni robertsoniane rob(14;21) rob(21;22)
< 1% : isocromosoma 21, mosaici, trisomie parziali
Sindrome di Down:Trisomia 21 libera da NON disgiunzione meiotica
90% dei casimaterna
10% dei casipaterna o materna
rischio empirico di ricorrenza per la coppia : 1%
Incidenza della sindrome di Down
15-19 1/1250
20-24 1/1400
25-29 1/1100
30 1/900
33 1/625 1/420 1/370
35 1/385 1/250 1/250
37 1/225 1/150 1/175
40 1/100 1/70 1/80
42 1/65 1/40 1/30
44 1/40 1/25 1/25
Età materna Alla nascita Amniocentesi Villocentesi 16ma sett. 9-11ma set t.
Hsu et al. (1998) in: Milunski A. (ed) Genetic disorders and the fetus.
Sindrome di Down:Trisomia 21 da traslocazione “robertsoniana” (4%)
rob (14;21)rob (21;22)i (21;21)
Trisomia cromosoma 21
Trisomia cromosoma 21
Traslocazione robertsoniana: t(13;15)
Cugina di I° grado con figlia Down,rischio per la gravidanza in corso ?
? 37 35 33
Rara possibilità di Down “ereditario” se trisomia NON libera:R = 4% (rarissimo mosaicismo germinale con RR solo per la coppia)
4%
2%
1%0.5%
0.25%
0.125%
Rischio per età : a 29 anni 1/1100a 37 anni 1/225
D. cromosoma ad anello
E. traslocazioni
NA
reciproche
N A AN
robertsoniane
N N A
F. sito fragileAN
A. delezioniinterstiziale
N A
terminale
N A
B. duplicazionitandem
N A
invertita
N A
C. inversioniparacentrica pericentrica
N A AN
TRASLOCAZIONE 10q;11q
10 10 der 11 11 der
Conseguenze delle anomalie cromosomiche di struttura
• perdita / acquisizione di materiale genetico– monosomie parziali– trisomie parziali
• interessamento di un gene/i nel punto di rottura– perdita di funzione di un gene– formazione di un gene di fusione– difetto di imprinting
• nessuna conseguenza in termini quantitativi o di funzione genica ma:– inattivazione della X normale nelle t (X;A)– segregazione sbilanciata alla meiosi o mitosi– predisposizione ad ulteriori riarrangiamenti
https://hcforum.imag.fr/H_A/index.html
17/03/2004
7 sett
8 sett
2 2
Sindrome di Miller-Dieker
Genitore sano: inv. peric. crom.17
Figlio con M-D:dup (17q), del (17p)
Sonde:LIS-1 (17p13.3)RAR(17q12)
Caso 510/02 madre
PAINTING CROM. 9
510/02
Madre a mosaico e unica linea nella figlia
SP510/02
SONDA BCR(22q11)-ABL(9q34)
crom. 22
crom. 22
crom. 9
crom. 9
NEGATIVA
presenzadi un cromosoma Filadelfia
presenzadi un doppiocromosoma Filadelfia
Sonda:
DiGeorge 22q11.2 (gene Tuple1)
Controllo 22q13.3 (gene ARSA)
Sindrome da delezione 22q11.23 fenotipi, anche nella stessa famiglia:
• sindrome di DiGeorge (in neonati):– difetto cell. T (ipoplasia timo)– ipo-calcemia (ipoparatirodismo)
• sindrome Velo-Cardio-Faciale (di Shprintzen):– anomalie cranio-faciali e del palato– bambini con voce nasale
• Cardiopatia tronco-conale (sindrome di Takao):– predominano le anomalie cardiache– tetralogia di Fallot, interruzzione arco aortico (tipo B)– tronco arterioso, destropos. arco aortico, art. succl. destra aber.
Fenotipo “CATCH”:Cardiac Abnormality, T cell defect, Clefting, Hypocalcemia
Sindrome da delezione 22q11.2
• Incidenza : 1/2000-4000 nati• 5% dei neonati con difetti cardiaci• > 40% di Tetralogia di Fallot + atresia v. polmonare• > 60% di Tetralogia di Fallot + assenza di v. polmonare
3 Mb
delezionesindrome del 22q11.2
duplicazionesindrome “cat eye”
Sonde:
• Williams 7q11.23
• controllo 7q31
Sindromedi Williams
Delezione 7q11.23
Sindrome di Williams-Beuren
Volto caratteristico:
ripienezza peri / supra orbitale (specie supero-laterale),sopraciglia e ciglia rade nella regione mediana, gote gonfie ribassate….
Volto caratteristico:
…. naso corto con sella nasale schiacciatafiltro liscio e lungoiride stellata
Difetto cardiaco:stenosi aortica sopra-valvolare
Ritardo mentale con personalità estroversa
A volte ipercalcemia nell’infanziasinostosi radio-ulnare (10% dei casi)
Delezioni sub-telomeriche
Sonda cromosoma-
specifica
nucleo in interfase
cromosomi in metafase
FISH su nuclei in interfase
Normale Trisomia 21
Anomalie cromosomiche multiple (cromos. 1, 3, 6 e 11)
Traslocazione complessa 1, 3, 6, 11
Traslocazione complessa 1, 3, 6, 11
Traslocazione complessa 1, 3, 6, 11
“ ChromosomePainting “
CGHComparative Genome
Hybridization
Identificazione diregioni cromosomiche
perse oamplificate
Cellule tumorali Cellule normali
Estrazione del DNAe marcatura con
fluorocromi
Ibridazione
metafasi Piastre dicloni genomici