¿Qué es el cariotipo?

El término cariotipo tiene dos acepciones, por un lado define la dotación cromosómica de un individuo u organismo y por otro lado también se utiliza para referirse a una técnica utilizada en el diagnóstico clínico mediante la cual se analizan los cromosomas a partir de una muestra biológica. ¿Quieres saber más acerca del cariotipo y de cómo se realiza? ¡Sigue leyendo!  

De los cromosomas al cariotipo

Antes de explicar en qué consiste un cariotipo, es importante tener claro qué son los cromosomas. Como ya has podido leer en otros artículos de nuestro blog, el ADN es nuestro mapa genético de la vida y se encuentra dentro de nuestras células, conteniendo todas las instrucciones necesarias para el correcto funcionamiento del organismo 

El ADN es una molécula formada por 4 letras A, C, G y T con forma de escalera de caracol o doble hélice, que se encuentra dentro del núcleo celular. ¿Sabías que si estiramos la molécula de ADN de una sola célula llegaría a ocupar más de dos metros de longitud? Para poder albergar todo el ADN dentro de las células, éste se encuentra empaquetado y compactado en una estructura denominada cromatina. Pues bien, cuando las células se dividen, el ADN alcanza su mayor grado de compactación, formando los cromosomas. 

Si hacemos referencia a la primera acepción de cariotipo, podemos decir que los humanos presentan un cariotipo formado por 23 pares de cromosomas, de cada par, uno de los cromosomas es heredado de nuestro padre y otro de nuestra madre. Los primeros 22 pares de cromosomas se denominan autosómicos y el par número 23 son los cromosomas sexuales, y son diferentes según el sexo biológico de la persona.

Cabe destacar que la dotación cromosómica es una característica propia de cada especie. Como hemos visto, la dotación cromosómica de los humanos es de 23 pares de cromosomas, lo que hace un total de 46 cromosomas, mientras que la dotación cromosómica de los perros es de 78 cromosomas o la de los elefantes de 56. 

En resumen, podemos decir que los cromosomas son paquetes de ADN lo más compactados posibles, un grado que solo se alcanza durante la división celular.

El cariotipo en el laboratorio

Como hemos mencionado, el cariotipo también hace referencia al análisis cromosómico de las células de un individuo. Esta prueba nos permite detectar alteraciones en el número o en la estructura de los cromosomas, que se asocian con distintas patologías. A continuación, vemos un ejemplo de un cariotipo humano:

Como puedes ver en la imagen, en los 22 pares de cromosomas autosómicos ambas copias son iguales, mientras que en el par 23 existen dos cromosomas diferentes, X e Y, por eso en este caso el cariotipo corresponde a una persona de sexo biológico masculino. Si el par 23 fuera X/X, el cariotipo correspondería a una persona de sexo biológico femenino. 

¿Cómo se realiza el cariotipo? 

En primer lugar, debemos contar con una muestra de células del paciente. Dependiendo de a quién se le realice la prueba, las células generalmente se obtienen de la sangre en un adulto o de líquido amniótico o vellosidades coriales si se realiza el estudio a un feto.

Como hemos dicho anteriormente, el ADN de las células solo se encuentra empaquetado en cromosomas durante la división celular o mitosis, por lo que el primer paso para realizar un cariotipo es cultivar las células. Este proceso suele durar unos días, hasta que el cultivo celular ha producido un suficiente número de células en división. 

Una vez tenemos un número apropiado de células se comienza a aplicar una serie de sustancias que tienen distintos objetivos. En primer lugar, es necesario detener la mitosis en un punto conocido como metafase para poder visualizar los cromosomas, para ello se utiliza una sustancia específica que interfiere con una estructura propia de la división celular llamada huso mitótico. A continuación, se somete a las células a un choque hipotónico mediante el cual conseguimos que la célula aumente su volumen sin romperse para facilitar la visualización de los cromosomas. Finalmente se realiza una fijación celular que rompe las membranas citoplasmáticas y fija los cromosomas, eliminando membranas, citoplasmas y diferentes orgánulos para obtener una muestra únicamente con núcleos sin alterar ni deformar su contenido. Durante este proceso es muy importante controlar las concentraciones y tiempos de exposición a las distintas sustancias, ya que pueden alterar la calidad del cariotipo.

Terminado el proceso de preparación de la muestra, el último paso para poder analizar los cromosomas es la extensión en un portaobjetos, un pequeño dispositivo de cristal que nos permite colocar la muestra para poder verla en un microscopio. Para facilitar la tarea de análisis la muestra se somete a un proceso de tinción que permite diferenciar un patrón de bandas oscuras y claras específico de cada cromosoma, denominado bandeo G. Gracias al bandeo cada cromosoma puede ser ordenado y agrupado con su cromosoma homólogo. La nomenclatura se basa en el tamaño y se ordenan de mayor a menor, por ello en el cariotipo la pareja de cromosomas 1 es la más grande y la pareja de cromosomas 22 la más pequeña. 

La resolución del cariotipo estándar está entorno a las 5 megabases (Mb), es decir, el especialista no podrá identificar alteraciones que sean de un tamaño menor a 5 Mb. Esto se debe a que el tamaño de las bandas en los cromosomas metafásicos oscila entre las 5-10 megabases (Mb) y se identifican unas 400-550 bandas. En caso de ser necesario, es posible realizar un cariotipo de alta resolución, deteniendo el ciclo celular en otro punto conocido como prometafase. En este caso los cromosomas son más largos y las bandas se desdoblan en sub-bandas, lo que permite alcanzar una resolución de 3Mb, pudiéndose identificar unas 850 bandas.

Organismos internacionales como la ACMG o CAP, entre otros, recomiendan que el cariotipo de alta resolución se emplee en casos de sospecha de alteraciones específicas que necesiten una resolución mayor. Además, este tipo de cariotipo también se emplea para confirmar los resultados obtenidos previamente mediante cariotipo convencional y para definir los puntos de ruptura de la alteración de manera precisa.  

Tipo de alteraciones cromosómicas detectables con el cariotipo

Anomalías cromosómicas numéricas

Cuando se detectan un número mayor o menor de cromosomas. Existen distintos tipos:

• Trisomía: existe una copia adicional de un cromosoma determinado. Esto es lo que ocurre por ejemplo en el caso del síndrome de Down donde el individuo presenta 3 copias del cromosoma 21.
• Monosomía: falta una copia de un cromosoma. El síndrome de Turner se trata de una monosomía que afecta únicamente al sexo femenino, ya que en estos casos sólo presentan una copia del cromosoma X. 
• Triploidía: todos los cromosomas están triplicados, por lo que en lugar de 46 cromosomas, las células presentan una dotación cromosómica de 69 cromosomas. 

Alteraciones estructurales

El cariotipo también permite detectar determinados tipos de alteraciones estructurales, siempre teniendo en cuenta que deben ser de un tamaño mínimo determinado, ya que pequeñas alteraciones estructurales no podrían verse mediante un cariotipo. Dentro de este grupo distinguimos las más frecuentes:

• Deleciones y duplicaciones. Se trata de una pérdida o ganancia (respectivamente) de fragmentos de ADN.
• Translocaciones. Se producen cuando un fragmento de un cromosoma se une a otro cromosoma, estas podrán ser balanceadas si no existe pérdida o ganancia de material genético o no balanceadas si existe una pérdida o ganancia de material genético.
• Inversiones. Un fragmento de un cromosoma está invertido, es decir, una parte del cromosoma cambia de sentido dentro del propio cromosoma. 

¿Cuándo se realiza un cariotipo? 

El estudio del cariotipo está indicado en situaciones clínicas específicas. Se utiliza en el campo de la oncología, en el ámbito prenatal y postnatal, en casos de infertilidad en la pareja, entre otros. Es una prueba que debe prescribir el especialista cuando exista una indicación médica para ello.

Cabe destacar, que el cariotipo, incluyendo el de alta resolución, no puede detectar cualquier tipo de alteración, de hecho, no se detectan alteraciones pequeñas menores de 3Mb. Gracias al avance de la ciencia, hoy en día existen otras técnicas como los microarrays basados en hibridación genómica comparada que pueden detectar alteraciones con mayor resolución.

Además, también existen pruebas de biología molecular basadas en la secuenciación. Esta técnica nos permite ver más allá de los cromosomas, es decir, nos permite leer las letras que componen el ADN, pudiendo detectar alteraciones de una sola base que pueden estar implicadas en el riesgo a padecer ciertas enfermedades. Desde Veritas ponemos a tu disposición nuestro equipo médico de asesores genéticos expertos para cualquier consulta médica. Ellos valoran cada caso de forma minuciosa y durante la consulta evalúan si es necesario alguna prueba genética y cuál sería la más apropiada. Si quieres más información, no dudes en contactar con nosotros.