Χαρακτηρισμός Υπεράριθμων Χρωμοσωμάτων - Δεικτών Στον Προγεννητικό Έλεγχο

Abstract

Τα μικρά υπεράριθμα χρωμοσώματα-δείκτες (sSMCs) ορίζονται ως δομικές χρωμοσωμικές ανωμαλίες, μεγέθους ίσου ή μικρότερου από το χρωμόσωμα 20 που δεν μπορούν να χαρακτηρισθούν και να ταυτοποιηθούν με τις κλασικές κυτταρογενετικές τεχνικές. Ένα sSMC μπορεί να εμφανίζεται σε καρυότυπο με (1) 46 φυσιολογικά χρωμοσώματα, (2) αριθμητικές ανωμαλίες (π.χ. Turner syndrome ή Down syndrome), ή (3) δομικές ισοζυγισμένες ανωμαλίες. Τα sSMCs εμφανίζονται με συχνότητα 0.075% σε μη επιλεγμένα περιστατικά προγεννητικού ελέγχου ενώ μόνο 0.044% σε μεταγεννητικά περιστατικά. Η συχνότητα των sSMC στα περιστατικά προγεννητικού ελέγχου με υπερηχογραφικές ανωμαλίες είναι τουλάχιστον πέντε φορές μεγαλύτερη από ότι στα νεογνά και τουλάχιστον τρεις φορές υψηλότερη από ότι στα μη επιλεγμένα προγεννητικά περιστατικά. Επίσης 0.288% των ασθενών με αναπτυξιακή/νοητική υστέρηση έχουν ένα sSMC. Περίπου το 70% των de novo sSMC δεν έχει φαινοτυπικές επιπτώσεις. Ο κίνδυνος για φαινοτυπικές ανωμαλίες σε περιπτώσεις προγεννητικής εντόπισης ανέρχεται περίπου στο 13%. Αυτό εξαρτάται τόσο από την προέλευση του χρωμοσώματος-δείκτη, όσο και από το εάν εμφανίζεται για πρώτη φορά στο έμβρυο (de novo), ή είναι οικογενής (familial). Ο κίνδυνος μπορεί να κυμαίνεται από 7% όταν το de novo sSMCs προέρχεται από τα χρωμοσώματα 13, 14, 15, 21 και 22, έως το 28% για τα μη ακροκεντρικά χρωμοσώματα. Επίσης, περισσότερα από 98% των κληρονομούμενων sSMC είναι χωρίς φαινοτυπικές επιπτώσεις. Στον προγεννητικό έλεγχο το 16% των sSMC έχει κλινικές επιπτώσεις. Πιο συγκεκριμένα ο κίνδυνος για φαινοτυπικές ανωμαλίες ανέρχεται στο 10.9% για τα sSMC που προέρχονται από ακροκεντικά χρωμοσώματα και φθάνει στο 14% για τα μη ακροκεντρικά sSMC.Δεν γνωρίζουμε πάρα πολλά σχετικά με τον ακριβή τρόπο σχηματισμού των sSMC και είναι ιδιαίτερα ασαφές, πού, γιατί και πότε δημιουργείται ένα sSMC, κατά την διάρκεια της γαμετογένεσης ή της εμβρυογένεσης. Πάντως, υπάρχουν διάφορα μοντέλα του πώς δημιουργούνται οι διάφορες μορφές sSMC. Αυτές οι θεωρίες βασίζονται στα ευρήματα από το UPD και στην παρατήρηση ότι τα sSMCs μπορεί να δημιουργούνται από ατελή διόρθωση της τρισωμίας. Συνολικά, ένα sSMC σχηματίζεται από τον συνδυασμό δύο ή περισσοτέρων συμβάντων κατά της διάρκεια της γαμετογένεσης ή της εμβρυογένεσης.Κλασικά, η παρουσία ενός sSMC σε ένα ασθενή τεκμηριώνεται με την ζώνωση και ανάλυσή των χρωμοσωμάτων, είτε στο περιφερικό αίμα, είτε στο αμνιακό υγρό ή στις χοριακές λάχνες. Εάν με την κυτταρογενετική ανάλυση παρατηρηθεί ένα sSMC, τότε αυτό πρέπει να χαρακτηρισθεί περαιτέρω με μοριακές κυτταρογενετικές τεχνικές. Σήμερα με την ανάπτυξη της μοριακής κυτταρογενετικής και την χρήση των array-CGH μπορούν να χαρακτηριστούν σχεδόν όλες οι χρωμοσωμικές ανισοζυγίες.Ο σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν να διερευνηθούν πλήρως τα sSMCs που εντοπίζονται σε δείγματα προγεννητικού ελέγχου, προκειμένου να δοθεί σωστή πρόγνωση και γενετική συμβουλευτική. Απώτερος στόχος της μελέτης ήταν να γίνει συσχέτιση του γονότυπου με το φαινότυπο, και ειδικότερα με τα υπερηχογραφικά ευρήματα αλλά και την κλινική εικόνα του νεογνού σε περιπτώσεις συνέχισης της κύησης. Συγκεκριμένα, η μελέτη εστιάστηκε στο χαρακτηρισμό και ταυτοποίηση των χρωμοσωμάτων δεικτών σε δείγματα προγεννητικού ελέγχου και συγχρόνως στη μελέτη της παρουσίας ή όχι ευχρωματικής περιοχής, εφαρμόζοντας τεχνικές κλασικής κυτταρογενετικής και τεχνικές μοριακής κυτταρογενετικής (φθορίζων in situ υβριδισμός, FISH και array-CGH).Παράλληλα μελετήθηκε η παρουσία ή όχι μονογονεϊκής δισωμίας (UPD), εστιάζοντας στα χρωμοσώματα δείκτες των οποίων η προέλευσή ήταν από χρωμοσώματα που εμπλέκονται σε μονογονεϊκή δισωμία. Για το σκοπό αυτό έγινε μοριακή ανάλυση για την ύπαρξη ή όχι μονογονεϊκής δισωμίας στα περιστατικά με υπεράριθμο μικρό χρωμόσωμα-δείκτη που έχουν αυξημένο κίνδυνο για UPD. Χαρακτηρίσθηκαν επιτυχώς 42 χρωμοσώματα δείκτες που εντοπίσθηκαν σε περίπου 50.000 προγεννητικά δείγματα αμνιακού υγρού και χοριακών λαχνών. Τα αποτελέσματα της παρούσας διδακτορικής διατριβής, ανέδειξαν τη συμβολή των μοριακών κυτταρογενετικών τεχνικών (FISH και array-CGH) στον ακριβή χαρακτηρισμό των μικρών χρωμοσωμάτων – δεικτών μετά τον εντοπισμό τους στον προγεννητικό έλεγχο. Χρησιμοποιώντας τεχνικές FISH και array-CGH στην παρούσα μελέτη κατορθώσαμε να χαρακτηρίσουμε επιτυχώς και τα 42 sSMCs που ανιχνεύθηκαν με την κλασσική κυτταρογενετική. Εκτός από την χρωμοσωμική προέλευση του sSMC προσδιορίσθηκε η παρουσία ή όχι ευχρωματίνης, το μέγεθος αυτής και ο αριθμός των γονιδίων που περιέχει. Συνολικά 19/42 (45%) περιπτώσεις από την συγκεκριμένη μελέτη συνδέονται με σημαντικά κλινικά ευρήματα. Αποτέλεσμα αυτών είναι να δοθούν σωστές γενετικές συμβουλές στα ζευγάρια.Στη παρούσα μελέτη εάν χρησιμοποιείτο μόνο η τεχνική array-CGH δεν θα είχαν ανιχνευθεί 16 περιπτώσεις sSMCs που αποτελούντο αποκλειστικά από ετεροχρωματικό υλικό. Στις 12/16 περιπτώσεις τo sSMC προέρχονταν από χρωμοσώματα όπως το 14 ή το 15 που ήταν απαραίτητη η ανάλυση UPD. Αντίθετα η μη χρησιμοποίηση των array-CGH δεν θα αποκάλυπτε την πολυπλοκότητα κάποιων sSMCs ούτε τον λεπτομερή χαρακτηρισμό αυτών των sSMCs, με αποτέλεσμα να μην υπάρχει σαφής εικόνα για την πρόγνωση και την γενετική συμβουλευτική. Η εκτεταμένη εφαρμογή του array-CGH αποκαλύπτει περισσότερες εκπλήξεις και πιθανόν να διαφοροποιηθεί η άποψη σχετικά με τη σύνθεση των υπεράριθμων χρωμοσωμάτων δείκτων. Συμπερασματικά η μοριακή κυτταρογενετική (FISH, array-CGH) σε συνδυασμό με άλλες μοριακές τεχνικές (UPD) μπορεί να παράσχει πολύτιμες πληροφορίες σχετικά με την χρωμοσωμική προέλευση και τη σύνθεση των χρωμοσωμάτων δεικτών στην προγεννητική διάγνωση. Με τη νέα τεχνολογία array-CGH είναι δυνατό να χαρακτηριστεί πλήρως το γενετικό περιεχόμενο του κάθε δείκτη και, σε ειδικές περιπτώσεις, να περιγραφεί και να προβλεφθεί ο πιθανός κλινικός φαινότυπος.