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 varie parti dei 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).
Mosaicismo: 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)
Bendaggio
Ibridazione fluorescente in situ
Analisi cromosomica con microarray (ibridazione genomica comparativa in array)
(Vedi anche Tecnologie di sequenziamento di ultima generazione.)
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 e Prelievo dei villi coriali). 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 (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 (1). 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), la trisomia 13, la trisomia 18 e l'aneuploidia del cromosoma sessuale. Lo screening prenatale non invasivo è stato utilizzato come test di screening per le sindromi da microdelezione 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
