Genómica de los trastornos del desarrollo neurológico / Genomics of neurodevelopmental disorders

Introduction: Neurodevelopmental disorders (NDD) are featured by a delay in the acquisition of motor functions, cognitive abilities and speech, or combined deficits in these areas with the onset before the age of 5 years. Genetic causes account for approximately a half of all NDD cases. Objective: to describe alterations of the genome implied in neurodevelopmental disorders and some aspects of their genetic counseling. Methods: Bibliographic search in Medline, Pubmed, Scielo, LILACS and Cochrane, emphasizing in the last five years, the relationship between the various genetic factors that may be involved in neurodevelopmental disorders. Results: Multiple genetic factors are involved in neurodevelopmental disorders, from gross ones such as chromosomal aneuploidies to more subtle ones such as variations in the number of copies in the genome. Special emphasis is placed on microdeletion-micro duplication syndromes as a relatively frequent cause of NDDs and their probable mechanisms of formation are explained. Final Considerations: Genetic aberrations are found in at least 30-50 percent of children with NDD. Conventional karyotyping allows the detection of chromosomal aberrations encompassing more than 5-7 Mb, which represent 5-10 percent of causative genome rearrangements in NDD. Molecular karyotyping (e.g. SNP array/array CGH) can significantly improve the yield in patients with NDD and congenital malformations(AU)

Introducción: Los trastornos del neurodesarrollo están caracterizados por retardo en la adquisición de las funciones motoras, habilidades cognitivas para el habla o el déficit combinado en estas áreas; se presenta en niños menores de 5 años de edad. Las causas genéticas están implicadas en más de la mitad de los pacientes con estos trastornos Objetivo: Examinar las alteraciones del genoma implicados en los trastornos del neurodesarrollo y algunos aspectos de su asesoramiento genético. Métodos: Búsqueda bibliográfica en Medline, Pubmed, Scielo, LILACS y Cochrane con énfasis en los últimos cinco años, acerca de la relación entre los variados factores genéticos que pueden estar involucrados en los trastornos del neurodesarrollo. Resultados: Los factores genéticos involucrados pueden ser groseros como las aneuploidías cromosómicas hasta los más sutiles como las variaciones en el número de copias en el genoma. Se describen los síndromes de microdeleción-micro duplicación como una causa relativamente frecuente de los trastornos del neurodesarrollo y se explican sus probables mecanismos de formación. Se relacionan las aneuploidías cromosómicas y las variaciones en el número de copia como causas de estos trastornos. Consideraciones finales . Las aberraciones genéticas se encuentran en 30-50 por ciento de los niños con trastornos del neurodesarrollo. El cariotipo convencional permite la detección de aberraciones cromosómicas que abarcan más de 5-7 Mb, lo que representa 5-10 por ciento de los reordenamientos genómicos causales en estos trastornos. El cariotipo molecular (por ejemplo, una matriz de SNP/ CGH de matriz) puede mejorar significativamente la certeza del diagnóstico en pacientes con trastornos del neurodesarrollo y malformaciones congénitas(AU)

Características del diagnóstico prenatal por hibridación fluorescente in situ en Cuba / Features of the prenatal diagnosis by fluorescence in situ hybridization in Cuba

Introducción: El diagnóstico prenatal mediante la hibridación fluorescente in situ disminuye el tiempo de diagnóstico al no ser necesario el cultivo celular. Objetivo: Describir las características y experiencias del diagnóstico prenatal por hibridación fluorescente in situ en Cuba. Método: En amniocitos in situ se aplicaron sondas CEP y LSI para la detección de aneuploidías de los cromosomas 21,18,13, X y Y y sondas LSI para la detección de deleciones asociadas a síndromes de microdeleción. Resultados: Se remitieron al Centro Nacional de Genética Médica 629 casos de alto riesgo genético. Prevaleció la indicación de alteraciones fetales detectadas por ecografía. En 612 (97 por ciento) casos se obtuvo un diagnóstico satisfactorio, entre ellos, 50 (8,1 por ciento) casos positivos, con predominio del síndrome Down en 26 casos. Se corroboraron por citogenética convencional 312 casos con 98 por ciento de concordancia con los resultados obtenidos por hibridación fluorescente in situ. Se utilizó el líquido amniótico refrigerado para corroborar casos de diagnóstico dudoso obtenido por citogenética y se detectaron 3 fetos con mosaicos cromosómicos, el origen de un cromosoma marcador y la definición del sexo fetal en un caso. Conclusiones: Con la tecnología por hibridación fluorescente in situ el diagnóstico prenatal logra una segura opción de análisis en aquellos casos de embarazos de alto riesgo genético. Debido a limitaciones tecnológicas, la prueba por hibridación fluorescente in situ en células amnióticas en interfase, se ha adaptado a nuestras condiciones, para lograr siempre un diagnóstico seguro con el menor perjuicio posible a la embarazada, el feto y su familia(AU)

Introduction: Prenatal diagnosis by fluorescent in situ hybridization decreases the time of diagnosis not being necessary the cell culture. Objective: To describe the characteristics and experiences of prenatal diagnosis by fluorescent in situ hybridization in Cuba. Method: In in situ amniocytes CEP catheters were applied and LSI for the detection of aneuploidies of the 21,18,13, X and Y chromosomes, and LSI catheters for the detection of deletions associated with microdeletion syndromes. Results: 629 cases of high genetic risk were referred to the National Center of Medical Genetics. There was a prevalence of the indication of fetal abnormalities detected by ultrasound. In 612 (97 percent) cases the diagnosis was achieved in a satisfactory form, among them 50 (8.1 percent) positive cases, with predominance of Down syndrome in 26 cases. There were corroborated 312 cases by conventional cytogenetics with 98 percent of agreement with the results obtained by fluorescent in situ hybridization. It was used the cooled amniotic fluid to corroborate cases of uncertain diagnosis obtained by cytogenetics and there were detected 3 fetuses with chromosomal mosaics, the origin of a marker chromosome and the definition of fetal sex in one case. Conclusions: With the technology by fluorescent in situ hybridization, the prenatal diagnosis achieved a safe analysis option in cases of genetic high-risk pregnancies. Due to technological limitations, the test by fluorescent in situ hybridization in amniotic cells in interphase has adapted to the conditions in order to always achieve a safe diagnosis with the less possible damage to the pregnant women, the fetus and its family(AU)

Algoritmo para el diagnóstico de pacientes con trastornos del neurodesarrollo y sospecha de un síndrome genético / Algorithm for the diagnosis of patients with neurodevelopmental disorders and suspicion of a genetic syndrome

El amplio espectro de aberraciones cromosómicas observable en los trastornos del neurodesarrollo no siempre puede ser caracterizado por análisis cromosómico. El objetivo del trabajo fue determinar la etiología genética de estos trastornos en pacientes con afecciones neurológicas congénitas y sospecha clínica de un síndrome genético, aplicando un algoritmo de estudio clínico-molecular. En 71 de 111 niños analizados, se hallaron aberraciones submicroscópicas asociadas a síndromes de microdeleción-microduplicación: DiGeorge (22 casos), Prader-Willi (26 casos), Angelman (2 casos), Williams-Beuren (17 casos), Smith-Magenis (1 caso), Miller-Dieker (1 caso) y síndrome cri du chat (1 caso). Adicionalmente, se detectó una inserción desbalanceada de novo de la región 17p12p11.2, en el punto 5p13.1, en un niño de tres años. La utilización del método clínico unido a técnicas moleculares, como hibridación fluorescente in situ, ha permitido, en la mayoría de los casos, el diagnóstico certero de pacientes y/o familias con trastornos del neurodesarrollo.

The wide range of chromosome aberrations seen in neurodevelopmental disorders may not always be characterized by means of a chromosome analysis. The objective of this study was to determine the genetic etiology of these disorders in patients with congenital neurological conditions and clinical suspicion of a genetic disorder using a clinical and molecular testing algorithm. Among 111 studied children, 71 showed submicroscopic chromosome aberrations associated with microdeletion/microduplication syndromes: DiGeorge (22 cases), Prader-Willi (26 cases), Angelman (2 cases), Williams-Beuren (17 cases), Smith-Magenis (1 case), Miller-Dieker (1 case), and cri du chat syndrome (1 case). Additionally, a de novo trisomy 17p12p11.2 due to an unbalanced insertion into 5p13.1 was identified in a 3-year-old child. In most cases, the use of a clinical method together with molecular techniques, such as fluorescence in situ hybridization, has allowed to make an accurate diagnosis in patients and/or families with neurodevelopmental disorders.

Trastornos neurológicos graves y malformaciones en una niña con monosomía del cromosoma 21 / Severe neurological disorders and malformations in a girl with mo- nosomía of the chromosome 21

Se presenta el caso de una niña de 7 años de edad, que fue remitida a la Consulta de Asesoramiento Genético, por presentar malformaciones congénitas severas y rasgos dismórficos, asociado a un retardo del neurodesarrollo. Al nacer se diagnosticó una comunicación interauricular, lo cual fue corregido mediante operación cardiaca. Se le realizó estudio por técnicas de citogenética convencional obteniéndose como resultado una monosomía del cromosoma 21. El estudio de citogenética molecular por técnica FISH detectó una inserción de la zona crítica del 21 en la región subtelomérica del 6p.

The case of a 7-year-old girl is showed. She was referral to the Genetic Advice Session, for presenting severe congenital malformations and dysmorphisms, associated with a neurological delay. A canal inter auricle was diagnosed at birth, which was corrected through heart surgery. The conventional cytogenetic analyzed showed a 21 chromosome monosomy. The study of molecular cytogenetic detected an insertion of the critical region of 21 in the subteloméric 6p region.

Inversión inusual del cromosoma 21 en una paciente abortadora habitual / Chromosome 21 Inversioninusual in a Recurrent Abortion Patient

Las inversiones pericéntricas están entre los reordenamientos cromosómicos balanceados más usuales, con una frecuencia de un 1-2 %. Al laboratorio de citogenética del Centro Nacional de Genética Médica se remite una paciente con múltiples abortos del primer trimestre del embarazo. Se realizó el cariotipo en sangre periférica a una resolución de 450 bandas. La paciente presentó una inusual inversión pericéntrica del cromosoma 21 con la fórmula cromosómica 46,XX,inv (21) (p11.2 q21.1). Se discuten los posibles gametos resultantes de la segregación meiótica en esta paciente y se valoran los riesgos de abortos e hijos malformados teniendo en cuenta los puntos de ruptura en el 21.

Pericentric inversions are among the most frequent chromosomal rearrangements with a frequency of 1-2 %. A woman with repeated first trimester pregnancy loss was referred to cytogenetic laboratory of The National Center of Human Genetics. A karyotype conventional banding technique at resolution of ~450 was made. The patient presented an unusual pericentric inversion 46,XX,inv (21)(p11.2 q21.1). The possible gametes as result of crossover events (during the pachytene stage of meiosis I) were discussed. The risk of miscarriages and malformed children were evaluated according the breakpoint in 21 chromosome.

Enfoque de los principales factores causales en los trastornos reproductivos / Approach of the main causal factors in reproductive disorders

Los trastornos de la reproducción pueden ser causados por esterilidad, que es la incapacidad de concebir en la mujer y de fecundar en el hombre, o por infertilidad que es la falta de descendencia por el aborto repetido y/o habitualmente la muerte del recién nacido. En esta revisión se abordan las principales causas de los trastornos de la fertilidad y se enfocan los factores genéticos que influyen, dentro de estos los cromosómicos. Los estudios de las parejas con trastornos reproductivos deben ser enfocados por un equipo médico multidisciplinario para conocer origen, realizar pronóstico y brindar la opción reproductiva según corresponda.

Reproductive disorders may be caused by sterility, which is the inability to conceive in women and the inability to fertilize in man, or by infertility which is the lack of children by repeated abortion and / or death usually newborn. This review will address the main causes of fertility disorders and influencing genetic factors within this chromosomal focus. Studies of sexual couples with reproductive disorders need to be addressed by a multidisciplinary medical team to know causes, conduct, and provide prognostic reproductive choice accordingly.

Variantes de la heterocromatina y la eucromatina en el diagnóstico prenatal citogenético / Variants of heterochromatin and euchromatin in cytogenetic prenatal diagnosis

Algunos cambios en la morfología de los cromosomas, detectados durante el análisis citogenético, no están asociados con defectos clínicos, representan un dilema para el asesor genético principalmente durante la realización de un estudio prenatal; por esta razón es que una apropiada discriminación entre una variante inocua y una verdadera anomalía resulta crucial para llevar a cabo un asesoramiento genético preciso. Los polimorfismos de la heterocromatina son identificados usualmente por técnicas de bandeo específicas y consideradas como variaciones mendelianas sin una significación clínica. De igual modo, en la literatura se expone la presencia de variantes en regiones eucromáticas que después de un análisis detallado resultan ser de naturaleza benigna. Debido a la importancia de este tema en la actualidad se hace necesario proponer un protocolo a seguir en los laboratorios cada vez que una variante cromosómica sea detectada en el diagnóstico prenatal. El objetivo de este trabajo es presentar una revisión de la literatura acerca de los pasos que se siguen ante la aparición de una variante cromosómica y las sugerencias que se brindan para un manejo más adecuado.

Some changes in chromosome morphology, which are detected in cytogenetic diagnostics, are not associated with clinical defects presenting a dilemma for the genetic counsellor, especially during prenatal diagnosis; this is the reason why a proper discrimination between innocuous variants and true anomalies is crucial to allow precise counselling. Polymorphisms of heterochromatin are identified usually by specific banding techniques and considered as Mendelian variations without a clinical significance. Likewise, it has been exposed in the literature the presence of variants in euchromatic regions that after a detailed analysis turns out to be of benign nature. Due to the current importance of this issue it is necessary to propose a protocol to follow in our laboratories every time a chromosome variant is detected while performing a prenatal analysis and supported by experienced specialist in our field. The goal of this work is to present a review of the literature about how a finding of a chromosome variant is handled and the suggestions given for a more proper management.

Diagnóstico prenatal citogenético mediante la hibridación in situ con fluorescencia / Cytogenetic prenatal diagnosis by means of in situ hybridization with fluorescence

La utilización de la técnica de hibridación in situ con fluorescencia aplicada al diagnóstico prenatal citogenético es una vía rápida para establecer un nexo entre los genes y los cromosomas sin necesidad de realizar cultivos celulares, permitiendo la detección de anomalías cromosómicas en células en interfase. El objetivo del presente trabajo fue evaluar los resultados obtenidos en la introducción de este método para el diagnóstico prenatal de aneuploidías en embarazos de alto riesgo. Se examinaron 40 casos prenatales de alto riesgo por la técnica de hibridación in situ, se obtuvieron resultados satisfactorios en 34. Se corroboró con el resultado obtenido de la citogenética convencional en el 97 por ciento de los casos. Se realizó el diagnóstico de aneuploidías de los cromosomas 18, 21 y 13, el 80 por ciento de los núcleos examinados, presentó 3 señales. En los casos normales no existieron discrepancias con la citogenética respecto a los cromosomas sexuales, el número de cromosomas autosómicos (21,13 y 18) y los marcajes observados por FISH. Esta técnica debe ser aplicada en casos de alto riego de aneuploidías de los cromosomas 21, 13, 18 y X, casos con elevada ansiedad materna, y/o cuando una determinada situación clínica así lo demande. Esta técnica debe ser complementada mediante el examen cromosómico de las células fetales

Fluorescence in situ hybridization applied to the cytogenetic prenatal diagnosis is a rapid way to stablish a nexus between genes and chromosomes without celular culture and allows detection of chromosomal abnormalities on interphase cells. The aim of the present study was to evaluate this method as a tool in prenatal diagnosis of aneuploidies in high risk pregnancies. Prenatal diagnosis was carried out in 40 high-risk pregnancies using fluorescence in situ hybridization, 34 had successuful results. The 97 percent the cases were confirmed by conventional cytogenetic results. The diagnosis of 18, 21 and 13 chromosome aneuploidies showed three hybridization signals in 80 percent of the scored nuclei. The results of fluorescence in situ hybridization were in conformity with the results of cytogenetic analysis in all the normal cases (sex and autosomic chromosomes). This technique should be applied in high risk cases of chromosomes aneuploidies (21,18, 13 and X), high maternal anxiety, or when significant clinical situation is present. It should be employed as an adjunctive tool to the examination of fetal chromosomes

Resultados del diagnóstico prenatal cromosómico en Ciudad Habana: período octubrede 1996-abril de 1999 / Results of prenatal chromosomal diagnoses in the City of Havana

Durante el período comprendido desde octubre de 1996 hasta abril de 1999 se realizaron un total de 1 191 estudios cromosómicos prenatales. La indicación más frecuente fue la avanzada edad materna (70,36 porciento del total de casos). Se diagnosticaron 47 fetos con anomalías cromosómicas, incluyendo 17 casos con síndrome de Down, 10 con reordenamientos cromosómicos estructurales y 13 mosaicos, entre otros. Aunque la mayor cantidad de resultados positivos se encontraron en el grupo de gestantes con avanzada edad, los grupos de mayor riesgo fueron los que se estudiaron por ser un padre portador de reordenamiento cromosómico balanceado y también por hallazgos ultrasonográficos de malformaciones fetales frecuentemente asociadas con enfermedades cromosómicas. La totalidad de parejas en las que se encontraron resultados de fetos con desbalances cromosómicos optaron por realizarse interrupciones de los embarazos, después de recibir la información correspondiente en consultas especializadas, siguiendo el principio del asesoramiento genético no directivo

Mosaicismo inusual en un caso de diagnóstico prenatal citogenético / Unusual mosaicism in a case of cytogenetic prenatal diagnosis

Se detecta prenatalmente un paciente con una translocación recíproca entre los brazos largos de los cromosomas 13 y 18, que aparentemente era balanceada. El cariotipo de ambos padres en la sangre periférica fue normal y deciden no correr el riesgo de tener un niño afectado. En el análisis de corroboración del diagnóstico prenatal, que se realizó en el tejido fetal, se observó un mosaicismo, al aparecer la misma translocación verificada prenatalmente en el cultivo de piel y un complemento cromosómico normal 46,XX en el cultivo de sangre fetal. Por lo inusual de este mosaicismo se recomienda tener en cuenta casos como éste en las consultas de asesoramiento genético

Cromodat: sistema automatizado de gestión de datos sobre pacientes de diagnóstico pre y posnatal citogenético

En el Departamento de Citogenética del Centro Nacional de Genética Médica, donde se realiza diagnóstico prenatal citogenético (DPC) y estudio cromosómico a parejas con sospecha de cromosomopatías, se ha creado un programa nombrado Cromodat, implementado en Foxpro, que recoge en una base de datos de 4 tablas diferentes (ficheros con estensión DBF), según el tipo de muestra que posibilita la obtención del cariotipo, los datos clínicos de interés, nombre y dirección de cada paciente con el resultado de su examen, y que permite de forma sencilla y rápida, realizar operaciones como: añadir nuevos pacientes a la base de datos, localizar los ya incorporados por varias vías de acceso, completar la información sobre cada uno, listarlos de acuerdo con diferentes condiciones de búsqueda, e imprimir en una planilla los resultados de su estudio. Es posible también confeccionar e imprimir informes generales que correspondan a un intervalo de tiempo preseleccionado.

A program called Cromodat has been created at the Cytogenetics Department of the National Center of Medical Genetics, where the cytogenetic prenatal diagnosis (CPD) is made and the chromosomatic study of couples suspected of chromosomopathies is conducted. This program is implemented in Foxpro, and includes in a database of 4 different tables (files with DBF extension), according to the type of sample that allows the obtention of the karyotype, the clinical results of interest, and the name and address of each patient with the result of the examination. It also makes possible in an easy and fast way to perform operations such as: to add new patients to the database, to localize those already incorporated by several ways of access, to complete the information on each one, to list them according to different search conditions, and to print in a form the results of the study. It is possible to make and print general reports corresponding to a preselected time interval, too.

Inversión paracéntrica del brazo largo del cromosoma 3: Reporte de un caso

Se realizó diagnóstico prenatal citogenético por cultivos de líquido amniótico, a una paciente embarazada de 37 años de edad con 16 semanas de gestación y el antecedente de un hijo previo con retraso mental. Como resultado del análisis se diagnosticó una inversión paracéntrica del brazo largo del cromosoma 3: 46,XX,inv(3)(q13.1 q23). Los estudios cromosómicos de los padres reflejaron resultados normales. Ante esta situación la pareja decidió llevar a término el embarazo. El diagnóstico se corroboró después del parto. La niña hasta sus 3 primeros años de edad ha tenido un desarrollo normal. Se reportan los puntos de ruptura y reunión que explican la aparición de este reordenamiento balanceado de novo.

Hallazgos cromosómicos en parejas susceptibles al diagnóstico prenatal citogenético / Chromosomal findings in couples susceptible to cytogenetic perinatal diagnosis

En la Ciudad de la Habana, paralelamente con el programa de Diagnóstico Prenatal Citogenético, se realizan estudios cromosómicos en sangre periférica a las parejas que presentan hijos con síndrome de Down, abortos espontáneos recurrentes, hijos previos con malformaciones múltiples y otros. Se presentan los resultados de los análisis cromosómicos realizados en el año 1986 y la relación de estos pacientes con el Diagnóstico Prenatal Citogenético. Se estudiaron 164 pacientes en los cuales se encontró 1 aberración numérica, 1 estructural y 5 variantes cromosómicas normales

Diagnóstico prenatal citogenético en 8 pacientes con embarazos gemelares / Cytogenetic perinatal diagnosis in eight patients with twin pregnancies

Se reporta que en el período comprendido entre junio de 1984 y marzo de 1987 se estudiaron 8 embarazos gemelares en pacientes con avanzada edad materna. La localización de los sacos amnióticos fue determinada por ultrasonido que arrojó 3 monoamnióticos y 5 bioamnióticos. Se realizaron las amniocentesis bajo control ultrasonográfico y los estudios cromosómicos en bandas GTG de rutina. En un gemelar monoamniótico se produjo el aborto posterior a la amniocentesis y en otro se detectó por ultrasonido una muerte fetal. Se destaca que los resultados cromosómicos fueron normales, excepto un caso gemelar biamniótico, donde se detectó un feto con síndrome de Down y el otro normal, ambos del mismo sexo, por lo que se corroboran los resultados posteriores al aborto terapéutico. Se discute acerca del asesoramiento genético en caso de detección de aberraciones cromosómicas en gemelos, además de las aberraciones cromosómicas en gemelos, como la conducta que se seguiria y las posibilidades obstétricas de la interrupción selectiva