GENETICA

INTRODUCCIN

El diagnstico gentico preimplantacional (DGP) se presenta como una forma muy precoz de diagnstico que, apoyndose en las nuevas tcnicas de reproduccin asistida, hace posible el estudio gentico en los embriones antes de ser transferidos al tero y, por tanto, antes de que se haya producido la implantacin.El DGP se ha desarrollado gracias a los avances en las tcnicas de reproduccin asistida y la aplicacin de las tcnicas de biologa molecular, como la reaccin en cadena de la polimerasa (PCR) y la hibridacinin situfluorescente (FISH) para el estudio de anomalas gnicas y cromosmicas en una nica clula (blastmero). De este modo, en un ciclo de fecundacinin vitro(FIV) se obtienen varios embriones, en los cuales se analizan 1 o 2 blastmeros obtenidos mediante biopsia, lo que permite la transferencia de los embriones caracterizados como sanos o cromosmicamente normales.La idea de un anlisis gentico preimplantacional no es reciente. Ya en 1968, Edwards y Gardner pudieron determinar el sexo en clulas del trofoectodermo de blastocistos de conejo, basndose en la observacin de la cromatina sexual. Sin embargo, los primeros intentos de DGP en embriones humanos tuvieron que esperar al desarrollo de la tcnica de PCR a principios de los aos ochenta. Los primeros casos de embarazos fueron publicados en 1990. Se trataba de parejas con enfermedades de herencia ligada a los cromosomas sexuales, y la identificacin del sexo embrionario se realiz mediante la amplificacin de una secuencia de ADN especfica del cromosoma Y. En la actualidad, la PCR se aplica en el DGP para enfermedades monognicas.Posteriormente, se introdujo la tcnica de FISH para la identificacin de los cromosomas sexuales en la determinacin del sexo embrionario. Actualmente, esta tcnica se utiliza adems para el estudio de anomalas estructuralesy de las aneuploidas ms frecuentes.Desde que en 1990 se publicaron los primeros casos de nios nacidos tras DGP, la European Society for Human Reproduction and Embryology (ESHRE), a travs de su consorcio de DGP, ha recopilado los resultados y la evolucin de ms de 2.000 ciclos realizados en 37 centros que han dado lugar a 279 recin nacidos. Estos datos confirman que el DGP se puede presentar en la actualidad como un tratamiento eficaz, con unas posibilidades de embarazo similares a las que ofrece un ciclo de FIV convencional.Las indicaciones actuales del DGP de anomalas cromosmicas mediante FISH coinciden en parte con los casos en que es posible realizar un diagnstico gentico prenatal. Por otro lado, y de forma creciente, los laboratorios de FIV estn incorporando estas tcnicas con objeto de mejorar los resultados en grupos concretos de pacientes, como en el caso de un fallo repetido de implantacin y el aborto recurrente de causa desconocida.

OBJETIVOS

Al finalizar el presente seminario, los alumnos sern capaces de:1. Definir de forma clara y precisa el diagnostico implantacional.2. Definir de forma clara y precisa el cdigo gentico

DIAGNOSTICO PREIMPLANTACIONAL

Tcnica asociada a un ciclo de FIV que permite detectar anomalas genticas en el embrin antes de su transferencia al interior del tero. Se basa en la extraccin de una de las clulas del embrin en sus primeras fases de desarrollo para estudiar determinadas caractersticas genticas o cromosmicas. El estudio que se realiza durante el DGP es dirigido y por lo tanto solamente detecta la presencia de la anomala cromosmica o gentica concreta que se est estudiante. El DGP es una poderosa herramienta para evitar la transmisin de enfermedades o anomalas genticas a los futuros hijos (hasta el momento la nica alternativa era de diagnstico prenatal y el aborto teraputico en caso de anomala), evitar en muchos casos abortos espontneos y mejorar la eficiencia de los programas de Fecundacin In Vitro. En aquellos ciclos de FIV donde es posible una doble seleccin de los embriones a transferir morfolgica y cromosmicamente-, el porcentaje de gestacin mejora sustancialmente respeto a una nica seleccin. El DGP permite tambin descartar para la congelacin aquellos embriones caracterizados como anmalos y que solamente por su valoracin morfolgica hubieran sido congelados. Se debe destacar que cuanto mayor sea el nmero de embriones disponibles para realizar el DGP mas posibilidades habr de encontrar embriones no anmalos para su posterior transferencia. Aun cuando la fiabilidad de la tcnica es muy alta, existen algunos errores de diagnstico debidos a limitaciones tcnicas y a la existencia en algunos casos de un fenmeno denominado mosaicismo (presencia de clulas con diferente dotacin gentica en un mismo embrin). Por este motivo y dada la trascendencia que un error podra tener, el DGP no elimina la necesidad de realizar el diagnstico prenatal.

INDICACIONES

Pacientes infrtiles con historia previa de abortos espontneos: Muchos abortos de repeticin estn provocados por la presencia de alteraciones cromosmicas en los embriones detectables mediante DGP.

Portadores de translocaciones, inversiones u otras anomalas cromosmicas: En pacientes portadores de estas reordenaciones es posible diferenciar los embriones generados que son normales y equilibrados de los embriones desequilibrados para los cromosomas implicados en la reordenacin, y reducir as probables fallos de implantacin o abortos. Pacientes con fallos repetidos de implantacin: Los fallos de implantacin, o lo que es el mismo, la ausencia de embarazo tras repetidas transferencias embrionarias en FIV, desanima mucho a la pareja. Esta situacin todava crea ms desconcierto cuando la morfologa de los embriones transferidos es satisfactoria. La seleccin de embriones mediante DGP permite aumentar las posibilidades de embarazo, puesto que evita transferir embriones cromosmicamente anormales que tienden a no implantar.

Pacientes con embarazos previos trismicos: El DGP permitira detectar la trisoma y realizar la transferencia con los embriones no afectados.

Pacientes portadores de enfermedades monognicas: Es posible detectar mutaciones gnicas responsables de enfermedades como la fibrosis qustica, hemofilia A, cromosoma X frgil, talasemia, atrofia muscular espinal, Anemia de Fanconi y muchas otras.

Hombres con anomalas meiticas diagnosticadas mediante biopsia testicular: El DGP permite descartar anomalas numricas en los cromosomas analizados, pero no en el resto. Esta limitacin, junto con una frecuencia superior de embriones con mala morfologa en estos casos, hace que los beneficios aportados por el DGP para esta indicacin no sean tan destacables como en otras causas.

Pacientes con edad avanzada: Con la edad, la proporcin de ovocitos que produce la mujer con una dotacin cromosmica incorrecta aumenta de forma notable. De este modo, un tercio de los embriones con buena morfologa generados por mujeres de 35 a 39 aos son cromosmicamente deficientes; a partir de los 40 aos ya lo son ms de la mitad. La incidencia de anomalas cromosmicas en los embriones con morfologa deficiente, puede superar el 80%.

En definitiva, la seleccin de embriones mediante DGP permite aumentar las posibilidades de embarazo en una FIV puesto que evita transferir embriones cromosmicamente anormales, que tienden a no implantar o a producir abortos de forma espontnea.

METODOLOGA

Todo DGP se lleva a cabo durante un ciclo de Fecundacin In Vitro. Una vez caracterizados los embriones tras el DGP, se descartarn aquellos que son portadores de anomalas y se seleccionarn para la transferencia aquellos en los que el estudio manifieste su normalidad.

Etapas del DGP: Biopsia embrionaria Estudio gentico: Estudio cromosmico: mediante FISH Estudio gnico: mediante amplificacin por PCR y aplicacin de diferentes tcnicas de anlisis

BIOPSIA EMBRIONARIA Es la extraccin de una clula (blastmero) del embrin. Se realiza normalmente tres das despus de la recuperacin de los ovocitos, cuando los embriones estn habitualmente formados por 6 o 8 blastmeros. En este estadio, la extraccin de una o dos de las clulas del embrin no perjudica su posterior desarrollo. La biopsia se realiza slo sobre aquellos embriones que presentan una morfologa y estadio de divisin aceptable. La biopsia requiere mucha experiencia y un equipo sofisticado de micromanipulacin. El proceso se lleva a cabo realizando un pequeo agujero en la zona pelcida del embrin (la cubierta externa) y aspirando a travs de l una o dos de sus clulas mediante un finsimo capilar. La clula extrada ser procesada adecuadamente para poder aplicar sobre ella un estudio a nivel cromosmico o gentico en funcin de la anomala que se pretenda estudiar.

ESTUDIO GENTICO

Estudio cromosmico Cuando con el DGP se pretende analizar la presencia y cantidad de determinados cromosomas en la clula, se usa una tcnica denominada FISH ( Fluorescense In-Situ Hybridization). Esta tcnica utiliza sondas, es decir, pequeos fragmentos de DNA que se unirn a los cromosomas que se quieran analizar. Las sondas llevan asociadas unas marcas fluorescentes de un color diferente para cada cromosoma buscado, de forma que al aplicar las sondas sobre los ncleos de las clulas se pueden distinguir y contar el nmero de copias presentes de cada uno de los cromosomas analizados. La valoracin se realiza en un microscopio de fluorescencia por personal altamente especializado.

Estudio gnico Cuando con el DGP se pretende analizar la presencia de una alteracin (mutacin) en un gen que puede ser la causante de alguna enfermedad hereditaria, se utiliza una tcnica llamada PCR ( Polimerase Chain Reaction) junto con otras tcnicas de anlisis de DNA. La PCR permite disponer de millones de copias del gen analizado a partir de una nica copia presente en la clula. Esto facilita el anlisis de las mutaciones o alteraciones genticas del gen mediante un amplio abanico de tcnicas moleculares analticas.

CONSEJO GENETICOSe han utilizado indistintamente los trminos informacin, orientacin, asesoramiento y consejo gentico. Los trminos consejo o asesoramiento gentico son los ms adecuados. Segn la American Society of Human Genetics el Consejo Gentico (CG) es un proceso de comunicacin que trata de problemas humanos asociados con la produccin o riesgo de produccin de un trastorno gentico en una familia. La mejor definicin para el CG, es aquella que indica que el CG es un proceso por el que un paciente o familiares del mismo con riesgo de un trastorno que puede ser hereditario, son advertidos de las consecuencias de dicho tras- torno, de la probabilidad de tenerlo y/o transmitirlo y de la forma en que esto puede ser evitado o mejorado.

CONSEJO GENTICO. ASPECTOS PRINCIPALES

Los 2 aspectos ms importantes del CG son la historia clnica y familiar y la exploracin clnico- diagnstica. Estas 2 acciones parecen sencillas, pero deben tenerse en cuenta diferentes aspectos que pueden influir en el clculo de riesgo.

En lo que a la historia clnica se refiere, debemos siempre considerar el rbol genealgico o familiar. A travs del rbol genealgico podemos saber si existe algn patrn hereditario de alguna enfermedad en la familia, aun- que en casos de mutaciones de novo, solo nos queda el diagnostico clnico. El rbol genealgico y la historia familiar pueden orientarnos en la etiologa del proceso que estamos valorando. En la historia clnica personal y familiar hay que considerar el periodo pre- natal, el periodo neonatal con el estado neonatal, el periodo de lactancia donde se considerar la alimentacin, la ganancia ponderal, los posibles signos neurolgicos de alerta, los olores especiales de la orina y las posibles infecciones (sobre todo del sistema nervioso central [SNC]). Debemos tener presente la historia evolutiva del paciente, considerando su salud general, el crecimiento y desarrollo (fsico y motor) y valorar el comportamiento y personalidad.

La exploracin clnica tiene que ser ordenada y sistematizada para evitar que se escapen pequeos detalles. Tiene que ser una exploracin clnica general y adems una exploracin dismorfolgica (destinada a la bsqueda de rasgos dismrficos). Adems de los aspectos morfolgicos, tenemos que considerar ciertos aspectos de comportamiento y personalidad. En la gentica clnica debemos tener siempre presente el llamado fenotipo comportamental. As, en algunos sndromes que deben ser conocidos por el pediatra, existen ciertas actitudes que son muy caractersticas de los mismos y pueden sugerirnos el diagnstico. Esto sucede con la risa fcil, excesiva e inadecuada en los pacientes con sndrome (S.) de Angelman, con los episodios de hiperexcitabilidad y bulimia en los pacientes con S. de Prader Willi y con el contacto hipersocial y familiar de los pacientes con S. de Williams-Beuren.

Otro aspecto de gran importancia para el CG es conocer la naturaleza de los diversos defectos congnitos. Tenemos que tener presente los defectos congnitos menores (son aquellos que no ponen en peligro la vida del individuo que las padece y no suelen precisar de una intervencin mdica ni quirrgica inmediata) por los siguientes motivos : a) pueden servir como indicadores de una morfognesis alterada, b) pueden implicar defectos estructurales ms serios, c) representan un importante valor diagnostico de S. malformativos, y d) pueden ser la mnima manifestacin de un S. dominante.

Otro aspecto que tenemos que tener presente en el consejo gentico son las Fenocopias. Este es el fenmeno, por el cual ciertos factores ambientales producen diversos defectos congnitos que imitan o remedan un sndrome gentico. Entre ellos tenemos la Talidomida que origina defectos de reduccin de extremidades y otros defectos congnitos que imitan tanto el S. de Roberts (de herencia AR) como el S. de HoltOram (de herencia AD); la aminopterina (antagonista del acido flico) que produce una serie de DC que imitan a la trisoma 18; los anti- coagulantes dicumarnicos que dan lugar a manifestaciones clnicas que imitan a la condrodisplasia punctata (herencia dominante ligada al X); el misoprostol que imita el cuadro clnico de la anomala de Moebius y el fluconazol que produce una serie de manifestaciones clnicas que imitan el cuadro clnico del S. de Antley-Bixler (de herencia autosmica recesiva). No debemos olvidar que todos estos frmacos son agentes ambientales que pueden originar un cuadro clnico que imita un S. gnico o cromosmico y por tanto no tienen riesgo de recurrencia. Este riesgo s existira si fuera un S. gentico.

LOS ESTUDIOS DE LABORATORIO Y AVANCES TECNOLGICOS PARA EL CONSEJO GENTICO

Con los avances tecnolgicos y moleculares que se han producido en los ltimos aos, es- tos 2 pasos (historia familiar y exploracin- diagnstico) se han complicado, pues se de- ben tener presentes otros aspectos tales como la Citogentica de alta resolucin, la Citogentica molecular, los nuevos hallazgos moleculares y la Epigentica.Los estudios cromosmicos de alta resolucin (cariotipos de resolucin de ms de 550 bandas y hasta 1.000-1.200 bandas), nos permiten llegar al diagnostico en un gran nmero de pacientes con rasgos dismrficos y/o retraso mental (RM). Por todo ello, ante todo paciente con rasgos dismrficos, defectos congnitos y/o RM se deben realizar un estudio cromosmico de alta resolucin aunque tuviera realizado uno o ms cariotipos (de resolucin estndar) norma- les. Igualmente el desarrollo de las tcnicas de citogentica molecular, tales como la hibridacin fluorescente in situ (FISH) y la hibridacin genmica comparada (CGH) nos permiten el diagnstico de anomalas cromosmicas crpticas (no visibles a la resolucin del microscopio ptico). Ello nos posibilita el diagnstico y por tanto el CG en determinados pacientes cuyo cuadro clnico era de etiologa incierta.

CONCLUSIONES

El Diagnstico Gentico Preimplantacional es el diagnstico de alteraciones genticas y cromosmicas en los embriones, antes de su implantacin, para lograr que los hijos nazcan libres de enfermedades hereditarias. Esta tcnica de reproduccin asistida requiere siempre un tratamiento de Fecundacin in Vitro (FIV) con Microinyeccin espermtica (ICSI), para disponer de los embriones en el laboratorio.

El consejo gentico como aquel proceso de comunicacin en el que se tratan cuestiones mdicas, genticas y sociolgicas asociadas al riesgo de aparicin de una enfermedad hereditaria, es decir, una enfermedad que est escrita en los genes de una familia.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

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