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Citogenética

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A citogenética é o campo da genética que estuda os cromossomos, sua estrutura, composição e papel na evolução e no desenvolvimento de doenças.

A história da citogenética começa em 1903, quando o americano Walter Sutton e o alemão Teodor Boveri estabeleceram a Teoria Cromossômica da Herança, propondo que o material genético está nos cromossomos. Sutton e Boveri deram início a uma revolução científica que permitiu a caracterização de numerosas síndromes malformativas antes não explicadas e o surgimento de novas especialidades na Genética Humana com aplicações na prevenção, no diagnóstico e na terapêutica médica. Também estão no escopo da citogenética pesquisas sobre a biodiversidade, estudos de melhoramento genético de plantas e animais, e até estudos de fertilidade, tanto humana como animal.

O professor Manoel Ayres, fundador do atual Instituto de Ciências Biológicas da UFPA, criou, em meados da década de 1970, o Laboratório de Citogenética da UFPA. Os primeiros trabalhos de Manoel Ayres à frente do Laboratório foram os estudos citogenéticos em tartarugas, realizadas juntamente com a doutora Regina Barros. Posteriormente, Regina Barros se dedicou ao estudo de mamíferos, desenvolvendo a citogenética de roedores na UFPA.

Atualmente, o corpo de pesquisadores do Laboratório de Citogenética é composto por três doutores: Julio Cesar Pieczarka, Cleusa Yoshiko Nagamachi e Edivaldo Herculano Corrêa de Oliveira, que desenvolvem pesquisas em mamíferos (primatas, roedores, marsupiais e quirópteros), aves, peixes, anfíbios e em citogenética humana, com estudos como a “Caracterização Citogenética e Molecular de Tumores do Sistema Nervoso Humano (SNH)”, no qual são analisadas amostras cedidas pelo Hospital Ofyr Loyola. Por meio desse estudo, os pesquisadores buscam identificar e validar marcadores moleculares que possam ser úteis no diagnóstico e prognóstico do câncer, contribuindo para o entendimento dos processos biológicos responsáveis pela iniciação, transformação e progressão dos tumores.

O laboratório é dividido em três módulos: Biotecnologia, equipado com controle ambiental para cultura de tecidos e manipulação genética. Nesse módulo, um tecido cultivado pode durar até 20 anos, compondo um banco de células vivas; módulo de Preparação, equipado com balanças de precisão, banhos-maria, bancadas, vidrarias e estufas de secagem. Nesse módulo as lâminas são preparadas para análise, com marcação da amostra que será estudada; essas amostras serão analisadas e registradas no módulo de Microscopia, dotado de sistemas para captura, tratamento e impressão em alta resolução de imagens digitalizadas. O Instituto também oferta o Programa de Pós-Graduação em Genética e Biologia Molecular, no qual a citogenética está inserida.

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No Brasil, os principais centros de pesquisa em citogenética ficam no estado de São Paulo, na USP e na UNESP. “Fora de São Paulo, existe o grupo da UFRGS em Porto Alegre, a UFPE em Recife e os grupos de citogenética da UFPA, onde nosso laboratório é pioneiro nacional no estudo de pintura cromossômica”, diz o professor Julio Cesar Pieczarka, vice-coordenador do ICB.

Pintura Cromossômica auxilia análises

A Pintura Cromossômica é uma técnica utilizada para marcar ou “pintar” a amostra de cromossomo que se quer analisar. As amostras marcadas com material fluorescente são chamadas “sondas” de DNA, em analogia às sondas que viajam pelo espaço. Como os cromossomos são dispostos aos pares, a sonda formará um híbrido com seu par correspondente, que será facilmente identificado pela cor. Este procedimento é conhecido como hibridização in situ fluorescente (FISH).

“Essa técnica é pouco conhecida no Brasil, pois exige um laboratório com um nível de sofisticação acima daqueles que temos no nosso país”, afirma Pieczarka, justificando o pioneirismo da UFPA.

A hibridização in situ começou a ser desenvolvida na UFPA na segunda metade dos anos 90 e ganhou impulso por meio de convênios com o Instituto de Antropologia e Genética Humana de Munique, na Alemanha (2000), e com a Universidade de Cambridge, na Inglaterra (2004). Pieczarka explica que “com essa técnica é possível mapear o genoma de diversos organismos, contribuindo para o conhecimento da biodiversidade brasileira e principalmente da Amazônia. Essas informações são úteis também para estudos evolutivos e de classificação biológica. Um outro aspecto importante dessa técnica é sua possibilidade de ser usada para estudos de alterações genéticas em doenças como o câncer”.

As conquistas do Laboratório de Citogenética da UFPA incluem a implantação de técnicas inéditas no Brasil e a descoberta do cariótipo de várias espécies, além da reconstrução da filogenia de diversos grupos animais da Amazônia.

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A citogenética é uma ciência de base, responsável pela caracterização de muitas espécies amazônicas.

Contudo, Pieczarka alerta para o número muito baixo de pesquisadores em citogenética na região: “Um dos aspectos extraordinários dos estudos em citogenética na Amazônia é a imensa biodiversidade, que garante material para estudo de diversas gerações de pesquisadores. Se o número de pesquisadores em citogenética na Amazônia quintuplicasse, ainda assim haveria material de sobra para estudos e, naturalmente, com cinco vezes mais pesquisadores, haveria pelo menos cinco vezes mais resultados!”.

Augusto Rodrigues

Fonte: ufpa.br

Citogenética

Citogenética é o estudo dos cromossomos, da sua estrutura e da sua hereditariedade.

Atualmente, a análise dos cromossomos e do genoma tornou-se um procedimento diagnóstico muito importante na medicina clínica.

A análise cromossômica é indicada como um procedimento diagnóstico de rotina para uma série de situações clínicas, como problemas precoces de crescimento e desenvolvimento, perdas reprodutivas, problemas de infertilidade, história familiar e gestação em idade avançada.

De acordo com a literatura, os distúrbios citogenéticos estão presentes em quase 1% de todos os nativivos, em cerca de 2% de todas as gestações em mulheres com mais de 35 anos que se submetem a um diagnóstico pré-natal, e em praticamente a metade de todos os abortos espontâneos do primeiro trimestre.

Quase todas as neoplasias estão associadas a uma ou mais alterações cromossômicas e a avaliação dos cromossomos pode auxiliar no diagnóstico, tratamento e prognóstico.

Aspectos históricos

As primeiras idéias sobre cromossomos surgiram no fim do século XIX, quando os primeiros estudos sobre mitose foram realizados. Em 1866, Haeckel propôs que o núcleo celular era o principal agente responsável pela divisão das células. O primeiro cientista, entretanto, a descrever o processo da divisão celular mitótica de forma clara foi o zoólogo alemão Anton Schneider, em 1873.

Posteriormente, outros pesquisadores ampliaram os estudos sobre mitose. Contribuições importantes foram dadas por Strasburger, em 1875 e por Flemming, de 1879-1882, este último o responsável pelo termo “mitose”. A partir disso, a divisão mitótica foi melhor compreendida em animais e vegetais.

Em 1880, Balbiani descobriu a existência dos cromossomos politênicos do díptero Chironomus, bastante comuns em insetos. Em 1881, Flemming descobriu os cromossomos plumosos nos ovócitos do anfíbio Siredon.

Embora os estudos com cromossomos tenham se tornado freqüentes, a idéia de que estavam envolvidos com herança somente surgiu em 1887, nos trabalhos de Weismann, que os introduziu na teoria de herança.

Esta incluía os seguintes pontos:

1. A “substância nuclear” controla a forma e a função de cada célula, e se divide (mitose) gerando produtos iguais a si.
2.
Ovos precisam perder metade da sua “substância nuclear” no corpúsculo polar antes da fertilização, e precisam ser completados com exatamente a mesma quantidade de “substância nuclear” proveniente do espermatozóide.
3.
Pelo fato de a reprodução sexuada depender da junção dos núcleos do ovo e do espermatozóide em cada geração, é preciso que a “substância nuclear” das células germinativas de ambos, macho e fêmea, tenham sido reduzidas à metade. (Esta proposição foi formulada depois do entendimento do processo da meiose).
4.
Não há diferenças substanciais na “substância nuclear” de células de ovos e espermatozóides.
5.
A reprodução sexuada pode ser entendida como produtora de variabilidade entre os indivíduos, onde a seleção natural pode atuar.

A Teoria de Weismann considera todos estes pontos (passíveis de observação na natureza), mesmo tendo sido formulada com total ignorância das leis de Mendel. Estas foram redescobertas apenas em 1900, por três cientistas: Correns, de Vries e Tschermak, em uma série de estudos de citologia. Com o renascimento das leis de Mendel, surgiu a Teoria da herança cromossômica, que relaciona os cromossomos com as leis mendelianas de herança.

Este foi um marco para o estudo dos cromossomos, onde a citologia e a genética passaram a sobrepor seus conhecimentos numa área posteriormente denominada Citogenética.

Os cromossomos e o DNA

Na grande maioria das vezes em que é observado o termo cromossomos, este está relacionado com cromossomos mitóticos metafásicos de eucariotos. Entretanto, muito da nossa informação sobre a estrutura e os mecanismos de replicação do DNA veio de estudos em procariotos.

Os procariotos são monoplóides, enquanto muitos dos animais e vegetais superiores são diplóides, tendo dois conjuntos de genes, um de cada progenitor. Há também várias plantas poliplóides, carregando várias cópias do genoma. A informação genética da maioria dos procariotos é armazenada em um único cromossomo. Além dos eucariotos excederem em muitas vezes o número de cópias do genoma quando comparados aos procariotos, este DNA também está organizado em vários cromossomos e estes cromossomos podem estar presentes na célula em duas (diplóide) ou várias (poliplóide) cópias. A citogenética tem como objeto de estudo principal os cromossomos de eucariotos.

Os cromossomos de eucariotos são organizados de maneira particular. Na composição química da cromatina constam proteínas, DNA e RNA (este último em menor quantidade).

As proteínas são de duas classes:

1) proteínas básicas, chamadas histonas; e
2)
proteínas ácidas, chamadas de proteínas cromossômicas não-histônicas.

As histonas desempenham um importante papel na estruturação do cromossomo. Tanto que sua proporção no núcleo é de 1:1 (peso/peso) em relação ao próprio DNA. Cada cromossomo é uma molécula de DNA.

A estrutura da cromatina dos eucariotos é composta de subunidades repetidas chamadas nucleossomos. Estes consistem de um segmento de DNA de 146 pares de nucleotídeos de comprimento, enrolado em torno da superfície um tanto cilíndrica do octâmero de histonas, produzindo uma estrutura aproximadamente elipsóide.

Pelo menos cinco níveis de condensação são necessários para empacotar o DNA no cromossomo de eucariotos em uma estrutura metafásica de poucos micros de comprimento, como indicado na figura abaixo:

Citogenética

1. O primeiro envolve o empacotamento do DNA como uma espiral em nucleossomos de aproximadamente de 10nm de diâmetro. Este passo envolve um octâmero de histonas (b).
2.
O segundo envolve a estrutura de solenóide, um segundo nível de epiralamento, produzindo uma fibra de 30nm (c).
3.
O terceiro são os “loops” de solenóides, ligados a um esqueleto central protéico. Esta estrutura tem aproximadamente 300nm de diâmetro (d).
4.
O quarto são “loops” do esqueleto protéico, formando uma estrutura gigante, super enrolada, com 700nm (e).
5.
Por fim, na sua máxima condensação, a cromátide cromossômica conta com cerca de 1400nm de diâmetro (f).

Estrutura e tipos de cromossomos

O cromossomo metafásico típico é formado por duas cromátides irmãs, uma delas oriunda do processo de duplicação da cromatina. As cromátides se encontram presas por um região delgada, chamada constrição primária ou centrômero. O centrômero divide a cromátide em dois braços cromossômicos, ou pode estar localizado na região terminal de um braço, formando um cromossomo com um braço apenas. Em alguns cromossomos pode ser visualizada ainda uma constrição secundária, outra região de condensação diferenciada no cromossomo. O segmento seccionado pela constrição secundária e anterior ao telômero (extremidade dos braços cromossômicos) é conhecido como satélite.

A maioria dos cromossomos são monocêntricos, ou seja, possuem um centrômero apenas. Na natureza podem ser encontrados cromossomos dicêntricos, tricêntricos, acêntricos, etc. Os cromossomos acêntricos (sem centrômero) geralmente são perdidos durante a divisão celular, uma vez que no centrômero está o cinetócoro, estrutura responsável pela fixação das fibras do fuso, as quais direcionam os cromossomos durante o ciclo celular. Os cromossomos com mais de um centrômero são passíveis de quebras, uma vez que as fibras do fuso mitótico podem direcionar as cromátides de maneira aleatória. Entretanto, estes cromossomos podem ser mantidos na natureza por meio de um mecanismo de inativação de um dos centrômeros ou de alguns centrômeros. Estes passam a ser chamados de centrômeros latentes. Quando as fibras do fuso se ligam na extensão da cromátide, o cromossomo é chamado holocêntrico, por não possuir uma única região centromérica.

Com base na localização dos centrômeros são feitas as classificações dos tipos cromossômicos. Um exemplo é a classificação de Levan et al. (1964), que considera 4 tipos cromossômicos em relação à razão de braços.

A razão é calculada dividindo-se a medida do maior braço (q) pela do braço menor (p):

Citogenética
cromossomo metacêntrico

Citogenética
cromossomo submetacêntrico

Citogenética
cromossomo acrocêntrico

As constrições secundárias também são regiões particulares dos cromossomos. Nelas geralmente estão as Regiões Organizadoras de Nucléolo (RONs). Nas RONs estão localizados os genes responsáveis pela produção de rRNAs, os quais constituem parte do nucléolo. A sua importância está em justamente produzir e processar os RNAs necessários para sintetizar todas as proteínas da célula. Os genes ribossômicos estão presentes em múltiplas cópias no genoma, ou seja, é um tipo de DNA repetitivo.

Os telômeros possuem seqüências próprias de DNA, conservada em várias espécies, com algumas poucas exceções.

Em muitos eucariotos os telômeros consistem de repetições de um hexanucleotídeo: TTAGGG, mas uma variedade de outras pequenas seqüências curtas têm sido observadas em algumas espécies.

Estas repetições tem um papel importante na conservação da estrutura do cromossomo. Isso acontece porque a cada ciclo celular, em que o cromossomo é duplicado, não é possível chegar ao fim da molécula de DNA. A repetição desta seqüência de bases evita o encurtamento indefinido, que pode excluir do cromossomo genes ativos. Esta região também não é suscetível ao ataque de nucleases.

A partir da forma e do número de cromossomos de uma espécie, é estabelecido seu cariótipo. Sobretudo os cromossomos mitóticos, em fase de metáfase, são utilizados para a descrição do cariótipo da espécie. A representação do cariótipo pode ser um cariograma (imagem dos cromossomos) ou um idiograma (esquema dos cromossomos), e é ele quem fornece as informações substanciais para o estabelecimento das relações entre espécies, com respeito à organização dos cromossomos. Além das colorações ditas como convencionais (Giemsa, Orceína Acética, reativo de Schiff, hematoxilina/eosina, etc.), podem ser aplicadas nos cromossomos metodologias que identificam “bandas”. Os bandamentos (C, G, Q, R, Ag-RON) são importantes para a identificação de cromossomos homólogos e homeólogos, e na caracterização de polimorfismos ou de relações de parentesco entre espécies próximas, distinguindo possíveis rearranjos cromossômicos. Mais recentemente, com a advento de diversas técnicas em Biologia Molecular, a citogenética tem acumulado refinamentos, sobretudo os relacionados com a localização de genes ou de seqüências de DNA repetitivo. Estes estudos são possíveis com as Hibridações Fluorescentes in situ, ou FISHs.

Além destas, a hibridação de genomas inteiros, através de GISH (Hibridação Genômica in situ), tem fornecido interessantes dados sobre o estudo de híbridos e espécies proximamente relacionadas.

Karine Kavalco

Bibliografia

Guerra, M. (1988). Introdução à Citogenética Geral. Ed. Guanabara Koogan: Rio de Janeiro-RJ. 142p.
Sumner, A.T. (2003). Chromosomes – Organization and Function. Blackwell Publishing: United Kingdon-UK. 287p.
White, M. J. D. (1977). Os Cromossomos. Companhia Editora Nacional, São Paulo – SP. 196p.

Fonte: biociencia.org

Citogenética

A Citogenética humana clínica é o estudo dos cromossomos, sua estrutura e sua herança, aplicado à prática da genética médica. Por quase 50 anos, tem sido evidente que as anomalias cromossômicas – alterações microscopicamente visíveis no número e/ou na estrutura dos cromossomos – poderiam ser responsáveis por uma série de condições clínicas denominadas distúrbios cromossômicos, que constituem uma categoria de doenças genéticas constitucionais ou adquiridas.

Atualmente, a análise cromossômica – agora com resolução e precisão acentuadamente aumentadas tanto nos níveis citológico quanto genômico – constitui um importante procedimento diagnóstico em diversas áreas da medicina clínica.

As alterações cromossômicas podem ser numéricas ou estruturais e envolvem um ou mais cromossomos autossomos, cromossomos sexuais ou ambos. As alterações numéricas afetam o número do complemento cromossômico normal da espécie humana, podendo resultar em aumento ou diminuição. As alterações estruturais modificam a morfologia normal de um ou mais cromossomos. Tais anomalias cromossômicas podem afetar cromossomos inteiros ou segmentos cromossômicos.

Anomalias cromossômicas específicas são responsáveis por centenas de síndromes identificáveis na análise e estudo do cariótipo. Elas são responsáveis por uma grande proporção de perdas reprodutivas, malformações congênitas e retardo mental, desempenhando um importante papel na patogênese de doenças hematológicas malignas, quando adquiridas durante a vida, associadas a neoplasias e, nestes casos, os estudos dos distúrbios cromossômicos são importantes para auxiliar o diagnóstico, prognóstico, conduta terapêutica e monitoração de tratamento dos pacientes que apresentam tais alterações.

INFORMAÇÕES IMPORTANTES – COLETA

Para serem examinadas na citogenética por análise cromossômica para propósito clínico terapêutico, as células devem estar vivas e serem capazes de crescer e de se dividir rapidamente in-vitro. E para preparar uma cultura celular que seja adequada, é muito importante manter todos os fatores favoráveis para o sucesso do crescimento celular.

Utilizar tubo a vácuo estéril ou seringa estéril e com apenas um tipo de anticoagulante, Heparina sódica líquida – Liquemine ( 0,1 mL de heparina sódica para 2 a 5 mL de sangue periférico ou medula óssea). Se for coletado em seringa não transferir para tubo e não dobrar a agulha, apenas trocar a agulha por uma nova e estéril, e enviá-la encapada e vedada, não permitindo que haja contaminação bacteriana.

O protocolo de um exame citogenético possui etapas básicas e invariáveis. O tempo de cultivo é específico para cada tecido.

Para todos os exames realizados por método citogenético é fundamental o acompanhamento de dados clínicos, hipótese diagnóstica, relato do paciente ou responsável.

Fonte: www.biocod.com.br

Citogenética

A citogenética clínica é o estudo dos cromossomos, de sua estrutura e sua herança aplicado à prática da genética médica.

A análise cromossômica, o cariótipo, com uma resolução e precisão muitíssimo melhoradas, é um procedimento diagnóstico cada vez mais importante em várias áreas da medicina.

Os distúrbios cromossômicos formam uma importante categoria de doenças genéticas.

Eles contribuem para uma grande proporção de todas as perdas reprodutivas, malformações congênitas e retardo mental, tendo um importante papel na patogenia da malignidade.

As anomalias cromossômicas específicas são responsáveis por mais de 100 síndromes identificáveis. Os distúrbios citogenéticos estão presentes em quase 1% dos nativivos, em cerca de 2% das gestações de mulheres com mais de 35 anos que tiveram diagnóstico pré-natal e em metade de todos os abortos espontâneos de primeiro trimestre.

Fonte: www.geneticamedica.com.br

Citogenética

O estudo dos cromossomos humanos é tão recente que suas primeiras descobertas não têm meio século, por isso, é um ramo da biologia que tende a crescer, explorar novas áreas e servir de veículo para o auxílio para vários fenômenos que acontecem nos cromossomos.

CITOGENÉTICA HUMANA

CONCEITOS

Para um melhor entendimento do assunto aqui abordado, faz-se necessário um conhecimento prévio dos termos aqui utilizados.

Cariótipo: conjunto de cromossomos característicos de uma espécie.

Cromossomos: longa molécula de DNA associada com proteínas (histona).

Cromossomos Autossomos: são os cromossomos que equivalem nos indivíduos masculinos e femininos. (22 pares)

Cromossomos Sexuais ou Heterossomos: são os cromossomos que se diferem nos indivíduos masculinos e femininos (1 par X e Y).

Aberração Cromossômica: qualquer modificação no cariótipo, podem ser numéricas ou estruturais.

CARIÓTIPO HUMANO NORMAL

Tjio e Levan estabeleceram, em 1956, que o número diplóide correto de cromossomos do cariótipo hunamo era 46, sendo composto de 23 pares de cromossomos homólogos: 22 pares autossomos + XY (no sexo masculino) ou XX (no sexo feminino). Três anos mais tarde, foi descoberta uma alteração no cariótipo normal, era um trissomia em indivíduos portadores da síndrome de Down (comentada a seguir), descoberta por Lejeune.

Foi a partir de então que foi possível explicar aproximadamente 12 síndromes congênitas humanas e demonstrar que cerca de 5 entre 1000 recém-nascidos apresentam algum tipo de aberração cromossômica.

TÉCNICAS DE CARIOTIPAGEM

Diversas técnicas são usadas no estudo do cariótipo humano, são empregadas culturas de fibroblastos de medula óssea, sangue periférico e pele. As mitoses são bloqueadas com colchicina (substância que bloqueia a formação dos microtúbulos do fuso) durante a metáfase. O cariótipo é habitualmente obtido através de fotomicrografia.

Cada cromossomo é recortado e alinhado com o seu homólogo em uma ordem decrescente de tamanho. Esta técnica é facilitada pela determinação do índice centromérico, razão entre os comprimentos dos braços longos e curtos do cromossomo.

É possível a obtenção de células para cariotipagem e diagnóstico de aberrações cromossômicas mesmo antes do nascimento da criança. Isto é possível através da amniocentese, ou seja, punção da parede uterina com uma agulha para obtenção do fluido amniótico, que é analisado para determinar se o feto possui alguma aberração e até mesmo o sexo deste.

CROMOSSOMOS SEXUAIS

Um dos sexos possui um par de cromossomos sexuais idênticos (XX), no caso do ser humano é o sexo feminino; o outro pode ter um único cromossomo sexual, que pode encontrar-se não-pareado (XO) ou pareado com um cromossomo Y (XY), no caso do ser humano é o sexo masculino.

Os gametas humanos não são idênticos no que diz respeito aos cromossomos sexuais. Os indivíduos do sexo masculino (XY) produzem 50% de gametas que transportam o cromossomo X e 50% gametas que transportam o cromossomo Y, enquanto os indivíduos do sexo feminino (XX) só produzem gametas que transportam o cromossomo X, por esta razão, os indivíduos do sexo masculino são chamados de sexo heterogamético e eles que determinam o sexo da prole.

CROMATINA X

Em 1949, Barr e Bertram descobriram que no núcleo interfásico de células de indivíduos do sexo feminino existe um pequeno corpúsculo de cromatina que não aparece nas células do sexo masculino. Este corpúsculo foi chamado de cromatina sexual ou corpúsculo de Barr e a partir da confer6encia de Paris, cromatina X.

A cromatina X pode ser encontrada em diferentes posições no núcleo, ela deriva de um dos cromossomos X presentes na célula, o número de cromatina X é dado por: nX – 1, ou seja, número de cromossomos X menos uma unidade. Por exemplo, um indivíduo normal do sexo feminino (XX) possui apenas 1 cromatina X. nX = 2.

CROMATINA Y

Estudos realizados com cromossomos Y revelaram que grande parte do cromossomo Y é heterocromático, e aparece na intérfase como um um corpúsculo altamente fluorescente, denominado cromatina Y. O número de cromatina Y é igual ao número de cromossomos Y, por exemplo um indivíduo XYY tem 2 cromatina Y.

ANOMALIAS CROMOSSÔMICAS

O funcionamento normal do sistema genético depende da estabilidade do material genético contido nos cromossomos. O cariótipo pode modificar-se levando a alterações genéticas, tais alterações podem ser no número de cromossomos quanto na sua estrutura.

As alterações no número de cromossomos pode levar a euploidia ou aneuploidia.

EUPLOIDIAS

Você já aprendeu anteriormente que as células somáticas apresentam dois genomas, sendo, portanto, diplóides (2n). Quando ocorre um aumento ou uma diminuição do número de genomas em uma célula, temos uma euploidia.

Os casos mais importantes de euploidia são os seguintes: Monoploidia – Quando as células somáticas são haplóides (n), apresentam apenas um genoma. O exemplo característico é o do zangão, que se origina de partenogênese do óvulo posto por uma rainha, o qual germinará sem ter sido fecundado. Triploidia – A triploidia caracteriza-se pela presença de três genomas (3n) nas células somáticas de um indivíduo. A triploidia é pouco freqüente, mas ocorre, por exemplo, com as células do endosperma das sementes, representando uma reserva nutritiva para o embrião do vegetal. Poliploidia – Ocorre quando as células apresentam quatro ou mais genomas e normalmente resulta da interferência humana, como no caso de plantas cultivadas, como o café (4n), o trigo (6n) e outras.

ANEUPLOIDIAS

Neste tipo de mutação, ocorre um aumento ou uma diminuição de um ou mais cromossomos no genoma, alterando o cariótipo daqueles que a apresentam.

Alguns dos importantes casos de aneuploidias são: Nulissomia (2n – 2) – Quando está ausente um dos pares de cromossomos homólogos. Devido ao grande número de disfunções e malformações surgidas pela ausência de um par de cromossomos, este tipo de mutação é freqüentemente letal. Monossomia (2n – 1).

Quando falta um cromossomo de um dos pares do conjunto diplóide, ficando o indivíduo com 45 cromossomos. A síndrome de Turner é um caso clássico na espécie humana e se caracteriza pela ausência de um dos cromossomos do par sexual. Esta síndrome apresenta uma freqüência de 1/5000 recém-nascidos do sexo feminino com um cariótipo 44A + X0. Trissomia (2n + 1) – Neste tipo de mutação ocorre a presença de um cromossomo a mais de um dos pares do lote diplóide, ficando os indivíduos com 47 cromossomos.

Um caso bastante conhecido na espécie humana é a síndrome de Down ou mongolismo, que apresenta uma freqüência de 1/800 recém-nascidos independentemente do sexo. Ela caracteriza-se pela presença de um cromossomo a mais no par 21, ficando os indivíduos com os cariótipos 45A + XY = 47 ou 45A + XX = 47. Outra trissomia autossômica conhecida é a síndrome de Edwards, com um cromossomo a mais no par 18. Ela apresenta uma freqüência de 1/6000 nascimentos. Mais uma trissomia bastante conhecida é a síndrome de Klinefelter, com uma freqüência de 1/900 recém-nascidos do sexo masculino, os quais apresentam um cromossomo X a mais no par sexual, ficando com o cariótipo 44A + XXY. As principais causas conhecidas para o surgimento destas e de outras síndromes humanas são, principalmente, a gestação com idade materna avançada, a predisposição genética familiar, além da ação de radiações, drogas e vírus.

ALTERAÇÕES NA ESTRUTURA DOS CROMOSSOMOS

A aberração cromossômica é uma desorganização na estrutura cromossômica que pode ser observada ao microscópio. Quando ocorre uma mutação gênica, ocorre alteração na seqüência de bases do DNA; tais alterações podem ser observadas através da expressão do gene, e podem ser intra ou intercromossômicas.

Citogenética

As principais aberrações cromossômicas são:

Deleção ou deficiência: envolve a perda de material cromossômico;
Duplicação:
um segmento do cromossomo é representado duas ou mais vezes, se o fragmento duplicado incluir o centrômero ele pode ser incorporado ao cariótipo como um cromossomo extra;
Inversão:
envolve a inversão de 180° de um segmento cromossômico

Fonte: www.biomania.com.br

Citogenética

O estudo da citogenética humana teve início há mais de 40 anos com a descoberta de que as células somáticas humanas continham 46 cromossomos1. Entre 1956 e 1959, as bases genéticas para muitas síndromes previamente conhecidas foram determinadas1.

As anormalidades cromossômicas são responsáveis por 0,5 a 1% dos casos de nascimentos de crianças com múltiplas anomalias e, ainda, por 4 a 7% das mortes perinatais2. Dentre as aberrações cromossômicas, as anormalidades numéricas (p.ex. aneuploidia) são as mais comuns vistas na prática clínica. As trissomias dos cromossomos 13, 18 e 21 são as únicas aneuploidias de significância nos recém- nascidos1.

As malformações congênitas associadas à trissomia do cromossomo 13 foram primeiramente descritas em 1960 por Patau et al3.

A incidência da síndrome de Patau varia em diferentes estudos, desde 1 para 5000 até 1 para 25000 nascimentos1,4,5, sendo a menos comum das trissomias autossômicas maiores devido a sua alta mortalidade intra-uterina. Jacobs et al.6 documentaram que a síndrome de Patau era a causa mais comum de abortos espontâneos dentre as trissomias autossômicas, perfazendo 8% destes.

A sobrevida desses indivíduos, em geral, não ultrapassa o primeiro ano1, e as malformações que mais chamam a atenção à primeira vista são: fendas lábio-palatinas, anormalidades oculares, polidactilia, punhos cerrados e plantas dos pés arqueadas4.

Segue-se uma revisão bibliográfica sobre a síndrome de Patau, englobando seus dados epidemiológicos, manifestações clínicas, diagnóstico pré-natal e suas bases citogenéticas.

HISTÓRICO

Como já citado anteriormente, a síndrome da trissomia do cromossomo 13 foi relatada por Patau em 1960, adjacente à descrição original da trissomia do cromossomo 18 (Edwards et al.). Nesta primeira descrição de síndrome de Patau, observou- se a presença de um cromossomo acrocêntrico extra do grupo D, juntamente com microcefalia, anoftalmia ou microftalmia, fenda lábio-palatina bilateral e polidactilia. Notavelmente, a criança portadora dessa anomalia, sobreviveu até os 13 meses de idade. O fenótipo dessa síndrome é bastante rico e intrigante, tendo sido o enfoque de detalhados relatos de casos em séculos anteriores5.

CONCEITO

A Síndrome de Patau, ou Trissomia do Cromossomo 13, é uma doença genética que se caracteriza por inúmeras malformações fetais envolvendo sistema nervoso central, sistema cardiovascular, sistema urogenital, entre outros. Com freqüência os fetos portadores da trissomia do 13 não chegam a termo, e os que vêm a nascer geralmente têm uma sobrevida extremamente curta, com raríssimas exceções. Apenas 2,5% dos conceptos com trissomia do 13 nascem vivos, e a incidência desta síndrome entre os nascidos vivos é em torno de 1 para 70005.

EPIDEMIOLOGIA

As trissomias são as alterações cromossômicas mais comuns, estando presentes em até 20% dos abortos espontâneos que tiveram os cariótipos analisados.

Porém, menos de 1% dos nascidos vivos são portadores de trissomias, dentre as quais as mais importantes são as que envolvem os cromossomos 21, 18 e 135.

A trissomia do 13 é menos freqüente que a do 18 e que a do 21. Um estudo feito para analisar diagnóstico pré-natal de trissomias detectou 27 fetos portadores de trissomias, sendo 12 portadores da trissomia do 21 (Síndrome de Down), 11 portadores de trissomia do 18 (Síndrome de Edwards) e apenas 4 portadores de trissomia do 13 (Síndrome de Patau)7. Já um outro estudo que analisou diagnóstico pré-natal através de amniocenteses identificou 96 fetos com trissomia do21; 33 fetos com trissomia do 18; e 6 fetos com trissomia do cromossomo 138.

A grande maioria de todos os conceptos com trissomias morre durante o período embrionário.

Comparações entre as taxas de nascidos vivos com a trissomia do 13 e as taxas observadas em amostras de vilosidades coriônicas e amniocentese confirmam que a freqüência dessa trissomia em embriões e fetos é superior à freqüência em nascidos vivos. Calcula-se que apenas algo em torno de 2,5% dos conceptos com a trissomia do 13 cheguem a termo.

A maioria das mortes intrauterinas ocorrem precocemente na gravidez, ou seja, nos primeiros meses, sendo que a sobrevida até o segundo trimestre é de apenas 5%5,7.

A trissomia do 13 é muito rara em crianças que nascem vivas. Somente um pequeno número dessas crianças sobrevive ao primeiro ano e há poucos casos relatados de sobrevida longa9.

Há diferentes dados a respeito da incidência da trissomia do 13 entre os nascidos vivos de acordo com o ano. Bond e Chandley , em 1983, calcularam que a incidência de trissomia do 13 foi de 1 em 21.000 nascimentos; Hook, em1992, inferiu que essa trissomia ocorreu em 1 para 12.500 nascimentos; Carothers, no ano de 1994, concluiu que a taxa de incidência foi de 1 em cada 21.700 nascimentos5.

Sabe-se que, atualmente, a incidência da trissomia do 13 está em constante variação devido a vários fatores, como, por exemplo: o impacto do diagnóstico pré-natal feito através de rastreamento por testes sorológicos e ultrassonografia; e o aumento do número de gestações por mulheres de idade avançada.

No ano de 1990, em uma grande maternidade de Tóquio, um estudo acompanhou 27.472 nascimentos consecutivos. Desse total, foram identificados apenas 5 casos de crianças com a trissomia do cromossomo 13, resultando em uma prevalência em torno de 1:1100010.

Um estudo realizado no Hawaii analisou casos de Síndrome de Patau entre 1986 e 1997. Nesse período foram identificados 47 pacientes portadores da síndrome, e a prevalência total foi de 1,91 para cada 10.000 nascimentos. Nesse mesmo estudo, foi estabelecida uma taxa de mortalidade no primeiro ano de 89,5%.11.

A mortalidade pós-natal associada com a trissomia do 13 é excepcionalmente alta, sendo que mais de 80% das crianças afetadas morrem durante o primeiro mês, e menos de 5% das crianças que nascem sobrevivem até atingir um ano de idade.

A média de sobrevida varia muito na literatura: segundo alguns autores, é de 2,5 dias5; em outros estudos chega a 130 dias12.

Existe uma possibilidade muito remota, mas não insignificante, de uma criança com síndrome de Patau ter uma sobrevida relativamente longa, especialmente se não forem detectadas malformações cardíacas e cerebrais severas. Essa possibilidade deve sempre ser mencionada para os pais após o diagnóstico pré ou pós-natal de trissomia do 13 em seu filho. O tempo de sobrevida depende parcialmente dos achados citogenéticos presentes (trissomia livre do 13 ou mosaicismo de trissomia do 13) e parcialmente das malformações somáticas graves9. Há também estudos que dizem que pacientes com translocação robertsoniana sobrevivem mais do que pacientes com trissomia livre do 1312.

Alguns relatos de sobrevida longa podem ser citados, como por exemplo: uma menina de 11 anos com trissomia livre do 13 e sem malformações cardiovasculares e cerebrais graves9; uma menina de 19 e um menino de 11 anos, ambos negros, com trissomia livre do 1312.

Um grupo de autores analisou a sobrevida em 21 pacientes portadores da Síndrome de Patau. Desses, 11 eram meninas e 10 eram meninos; 15 tinham trissomia livre do 13 e 6 eram portadores de translocação robertsoniana. Do total, 19 pacientes faleceram, sendo que tiveram uma média de 97,05 dias de sobrevida. Os pacientes com translocação sobreviveram por mais tempo que os pacientes com trissomia livre. Apenas dois se mantiveram vivos (uma menina com 19 e um menino com 11 anos), ambos com trissomia livre do 1312.

Assim como na maioria das outras trissomias, a trissomia do 13 associa-se à idade materna avançada4. Verifica-se que 63% dos fetos portadores de trissomias são de mães com idade acima de 35 anos7

CITOGENÉTICA E GENÉTICA MOLECULAR DA TRISSOMIA DO 13

Embora existam numerosos distúrbios cromossômicos raros nos quais se relatou o ganho ou perda de um segmento ou de todo um cromossomo, há apenas três trissomias bem definidas compatíveis com sobrevida pós-natal: trissomia do 21, do 18 e do 13, os quais correspondem a trissomia de um autossomo inteiro.

A trissomia do cromossomo 13 corresponde, na maioria dos casos, a uma alteração cromossômica numérica na qual o indivíduo apresenta três cópias do cromossomo 13 autônomas (trissomia livre). Em um menor número, aproximadamente 20% dos casos4, a alteração cromossômica é de ordem estrutural, sendo resultado de uma translocação para cromossomo acrocêntrico (translocação Robertsoniana). Por fim, uma situação mais rara de trissomia do cromossomo 13 é o processo de mosaicismo, no qual o indivíduo afetado apresenta uma linhagem celular normal e outra trissômica para o cromossomo 13.

TRISSOMIA LIVRE

É um tipo de alteração cromossômica numérica na qual um cromossomo possui três cópias ao invés das duas habituais.

Dentre os processos que determinam a trissomia estão as não disjunções, que correspondem a não separação de dois cromossomos homólogos ou de duas cromátides-irmãs, caso ocorram na meiose I ou meiose II respectivamente. Caso na anáfase da meiose I não ocorra a separação dos dois membros de cada bivalente, dois cromossomos homólogos serão puxados para o mesmo pólo da célula, fazendo com que a igual divisão de cromossomos para os pólos opostos da célula fique prejudicada. Haverá, portanto, a formação de uma célula com 24 cromossomos e de outra com 22, que posteriormente, na meiose II, formarão os gametas do indivíduo. A trissomia surgirá, portanto, a partir da união de um gameta haplóide normal de um dos progenitores com aquele gameta possuidor de 24 cromossomos do progenitor que sofreu o processo de não-disjunção. Caso o processo ocorra na anáfase da meiose II, haverá a não separação de cromátides-irmãs, originando, da mesma maneira, um gameta com 24 cromossomos e o outro com 22. Porém, neste caso, a origem das cromátides não separadas será só materna ou só paterna, ao contrário da não disjunção da meiose I, pois, cromossomos homólogos não separados, um será de origem materna e o outro de origem paterna.

Hassold et al.13 demonstraram que o cromossomo extra na trissomia livre do 13 é de origem materna em aproximadamente 90% dos casos, os quais se mostram dependentes de idade avançada, como referiu Magenis et al.14. Robinson15 também mostrou que, na maioria dos casos estudados de trissomia autossômica, a origem do erro de segregação provinha da meiose I materna, e que somente um pequeno número de casos era de origem paterna. Estes últimos distinguiam-se por serem primariamente devidos a erros na meiose II ou na mitose15.

Outro processo que pode determinar a trissomia livre de um cromossomo é uma alteração que ocorre na mitose depois da fecundação e da formação do zigoto.

Neste caso, têm-se um zigoto normal com 46 cromossomos, que devido a um erro na primeira divisão mitótica, gera, por um processo de não-disjunção, uma célula com 45 cromossomos (monossômica para o cromossomo 13, e portanto, inviável) e outra com 47 cromossomos (trissômica para o cromossomo 13; viável). Esta última dá continuidade aos processos de duplicação celular e, dessa forma, dá origem a um indivíduo com cariótipo 47,XX ou XY, +13 (Fig.II), que manifestará fenotipicamente a trissomia deste cromossomo.

TRANSLOCAÇÃO ROBERTSONIANA

A taxa de indivíduos carreadores de translocações Robertsonianas balanceadas (13q14q) encontrada na população em geral é menor do que 1 para 10005. Esta translocação rob(13q14q) é a mais comum das translocações Robertsonianas para o cromossomo 1315. A translocação é dita balanceada, pois indivíduo contém duas cópias completas e com função preservada de todo o material cromossômico2. Esses indivíduos possuem um risco baixo de apresentar prole não equilibrada para esta translocação, tanto para carreadores maternos quanto para paternos de rob (13q14q)15. Este dado contrasta com a translocação Robertsoniana envolvendo o cromossomo 21, para qual a carreadora mulher apresenta um risco aumentado de prole não equilibrada, especialmente a trissomia do 2115.

Os indivíduos com Síndrome de Patau possuem um dos genitores com este tipo específico de translocação balanceada, na qual ocorre um rearranjo entre dois cromossomos acrocêntricos que se unem pela região centromérica. Para que haja essa fusão, ambos os acrocêntricos perdem seus braços curtos. Esta perda não é deletéria ao indivíduo, pois as cópias múltiplas de genes do RNAr contidas nestes braços, estão também presentes nos braços curtos dos demais cromossomos acrocêntricos. Desta forma, apesar do indivíduo ter 45 cromossomos em seu cariótipo, ele geralmente apresenta um fenótipo normal, pois sua translocação é do tipo balanceada.

Este indivíduo, portanto, tem risco de apresentar uma prole com anormalidade, devido a mal segregação do cromossomo translocado. Há a possibilidade de que o gameta com o cromossomo translocado forme, após a fecundação, um zigoto trissômico para, no caso da Síndrome de Patau, o cromossomo 13. O zigoto formado terá, portanto, dois cromossomos 13 normais (um de cada progenitor) mais o braço longo do cromossomo 13 translocado. A origem do cromossomo extra difere, portanto, daquela vista na trissomia livre do 13, sendo então chamada de Síndrome de Patau por translocação, na qual o indivíduo portador terá um cariótipo com 46 cromossomos porém manifestando anormalidades fenotípicas.

MOSAICISMO

O indivíduo com Síndrome de Patau pode ter a origem de sua alteração no processo de mosaicismo. Uma causa comum de mosaicismo é a não-disjunção numa divisão mitótica que ocorre pós-fertilização em células somáticas, na qual algumas linhagens celulares permanecerão com o número normal de cromossomos, enquanto outras apresentarão trissomia ou monossomia2,16. Este processo então dá origem a duas linhagens de células distintas, formando um cariótipo, no caso da Síndrome de Patau, 47,XX ou XY, +13 / 46,XX ou XY provindas, respectivamente, da célula com o problema de não-disjunção e das células originais normais16,17,18.

A linhagem celular

Geralmente os neonatos que são mosaicos para uma dada trissomia, por exemplo a Síndrome de Patau, apresentam uma expressão clínica parcial do fenótipo, ou seja, uma expressão parcial do padrão das anormalidades vistas na trissomia completa. Entretanto, esses indivíduos podem ter qualquer grau de variação fenotípica entre a o mais próximo da normalidade e a síndrome completa1,2,19.

OUTRAS FORMAS DE TRISSOMIA DO 13

Isocromossomo: Este cromossomo é formado somente pelo braço curto ou somente pelo braço longo de um cromossomo. No caso de trissomia do 13, o isocromossomo é formado pelos dois braços longos do 13, devido à errônea separação centromérica transversal em vez da longitudinal, que ocorre normalmente, durante a meiose II de um dos progenitores.

Em um estudo, foi verificado que a presença de homozigozidade próxima ao centrômero seria compatível tanto com translocação Robertsoniana devido à não- disjunção na meiose II, quanto por um isocromossomo – dois casos de trissomia t(13,13) Neste mesmo estudo, observou-se que a probabilidade de um isocromossomo de origem pós-meiótica era maior do que a de translocação.

RISCO DE RECORRÊNCIA

Uehara e Yaegashi20 avaliaram o risco de recorrência de fetos com aberrações cromossômicas em mulheres que tiveram filhos com anormalidades cromosssômicas numéricas. O estudo envolveu mulheres que já tinham filhos com as trissomias do 21, do 18 e do 13. Os resultados mostraram que a trissomia do 21 tem risco de recorrência proporcional à idade materna, enquanto que as trissomias do 18 e do 13 têm um risco de recorrência muito baixo, bem menor do que o da trissomia do 21. Das 46 mulheres que tinham filhos com a trissomia do 13, não foi observado recorrência em nenhuma15.

Os dados a respeito do risco de recorrência de trissomia do 13, após o diagnóstico em fetos ou crianças, são exíguos. Em análise feita por Baty (1994)5, foram vistos 200 casos de trissomia do 13 e do 18, nos quais não foram observados recorrências. Por outro lado, Hook (1992)5 relatou evidências de que algumas mulheres têm uma predisposição geral para desenvolver aneuploidias autossômicas, concebendo fetos com trissomia do 13, do 18 e do 21 em sucessivas gestações.

Desta forma, para a maioria das trissomias nas quais há um cromossomo extra livre, o risco de recorrência é baixo, aproximadamente 1 a 2%2. Quando se avalia o risco de recorrência de acordo com a idade materna, nota-se que mães jovens possuem um risco de cerca de 1% para a recorrência de qualquer trissomia livre autossômica viável, enquanto que para mulheres com idade mais avançada, o risco aumenta em proporção a idade específica5. Dados recentes indicam um real aumento do risco de ter uma criança com trissomia para mulheres com 35 anos ou mais21.

No caso da trissomia ter origem numa translocação, os riscos de recorrência são baseados na possibilidade de um dos pais ser carreador de uma translocação balanceada2. Então, se um dos pais é carreador para rob(13q14q), estima-se um baixo risco (1%) para fetos ou neonatos com síndrome de Patau. Neste caso, não há relação do risco de recorrência com a idade materna.

CLÍNICA

As anomalias freqüentemente encontradas na Síndrome de Patau envolvem o trato urogenital, o sistema cardiovascular, craniofacial e o sistema nervoso central.

Observou-se que essas anomalias podem ser devidas a uma superexpressão de importantes gens localizados no cromossomo 1322.

A fácies típica da Síndrome de Patau inclui fronte inclinada, hiper ou hipotelorismo ocular, posição mongolóide das fendas palpebrais, microftalmia anoftalmia, micrognatismo23. Além disso, apresenta outras características clínicas importantes, como holoprosencefalia, deficiência de crescimento, coloboma de íris, malformações do ouvido, hemangioma glabelar, defeitos parieto-occipitais, polidactilia pós-axial, hiperconvexidade de unhas, proeminência de calcâneo, defeitos cardíacos congênitos, fissura labiopalatina (freqüentemente bilateral e severa) baço acessório, criptorquidismo, útero bicornado e hipoplasia de ovário5

Anomalias do Sistema Nervoso Central (SNC)

Em pacientes com trissomia do cromossomo 13, a anomalia cerebral mais comumente encontrada é a holoprosencefalia, ocorrendo em aproximadamente 80% dos casos dessa doença24. A holoprosencefalia é um defeito cerebral resultante de uma divisão incompleta do cérebro anterior do embrião. Foram encontrados 121 casos em um total de 1035386 nascidos vivos e fetos mortos, resultando em uma prevalência da holoprosencefalia de 1,2 para cada 10000 nascimentos.

Desses casos, 41% (50/121) tinham anormalidade cromossômica, mais comumente trissomia do 13. Aproximadamente 46% de todos os casos tinham prosencefalia alobar, a forma mais severa de malformação do cérebro anterior. Em geral, o fenótipo facial não predizia a severidade do defeito cerebral, embora a severidade tenha sido inversamente correlacionada com o tempo de sobrevida25.

A holoprosencefalia é freqüentemente associada com dismorfismo facial. Juntas, podem estar associadas com várias anomalias extracefálicas e sabidamente podem ocorrer tanto na trissomia do 13 como em outras síndromes26.

Os defeitos do tubo neural são raramente relatados. Numa revisão de 267 pacientes com defeito do SNC e trissomia do 13, foram encontrados apenas 6 pacientes com defeitos no tubo neural, na região lombossacra. De 34 necropsias com cariótipo de Síndrome de Patau, 3 pacientes apresentavam espinha bífida27.

Outras anomalias do SNC presentes na Síndrome de Patau: arrinencefalia; abalos motores, muitas vezes acompanhados de traçado eletroencefalográfico do tipo da hipsarritimia; crises de apnéia durante os primeiros meses de vida; atraso mental grave28.

Anomalias Cardíacas

Existe uma alta incidência de defeitos cardíacos na Síndrome de Patau (em torno de 80% dos casos), em particular defeitos dos septos interatrial e interventricular e persistência do conduto arterial. São comuns distúrbios na posição cardíaca, incluindo a dextrocardia, sugerindo um controle por parte de gens do cromossomo 13 sobre o desenvolvimento da lateralidade5,28.

Um estudo analisou a presença de anormalidades cardiovasculares em fetos com alterações cromossômicas, incluindo a Síndrome de Patau. Nesta síndrome, foi determinada a presença de defeitos nos septos interatrial e interventricular; anormalidades valvulares; e estreitamento ao longo do cajado da aorta29

Osso Temporal (ouvido)

Em um estudo de 14 ossos temporais de crianças com a trissomia do 13, foi observado que as principais anomalias no ouvido médio e interno presentes nessa síndrome são: achatamento da crista do canal horizontal; ausência ou abertura da válvula utricular endolinfática; pequeno nervo facial; e uma angulação obtusa da área geniculada para o nervo facial. Cada ouvido demonstrou mais de uma dessas anomalias30.

Devido a malformações no órgão de Corti, parece haver surdez em alguns casos28.

Características do Sono

Foram analisadas entre crianças portadoras da Síndrome de Patau as características do sono através de um estudo eletroencefalográfico, e constatou-se que não existiam anormalidades consistentes nas características do sono. Essas crianças tinham apenas dificuldade em organizar os ciclos do sono, especialmente durante o período neonatal. Depois de uma a duas semanas, houve uma tendência à organização dos ciclos do sono. Outras características anormais do sono freqüentemente observadas foram um aumento do sono indeterminado e um decréscimo do sono quieto31.

Tumor de Wilms

Um menino negro, de 4 anos de idade, portador da trissomia do 13 apresentava uma história de infecções urinárias de repetição, rim em ferradura, com disúria e hematúria. Ao exame, foi detectada uma massa abdominal, que foi ressecada cirurgicamente. O exame anatomopatológico da peça cirúrgica revelou tumor de Wilms. Dada a concordância de trissomia do 13 e tumor de Wilms e a presença de outros casos na literatura, há motivos para suspeitar que exista um locus no cromossomo 13 que afete a probabilidade do desenvolvimento de tumor de Wilms. Dada a possibilidade, embora remota, de uma sobrevida relativamente longa em portadores de trissomia do 13, os médicos devem estar cientes da possibilidade do desenvolvimento de doença maligna renal nesta população de pacientes32.

Alterações Oculares

Para avaliar as alterações oculares presentes na Síndrome de Patau, foi realizada uma análise dos olhos de 28 fetos e recém-nascidos mortos portadores desta síndrome. Foram observadas malformações oculares em 89% dos fetos. As malformações típicas e mais freqüentemente encontradas foram a microftalmia, o coloboma de íris, displasia de retina, persistência e hiperplasia do corpo vítreo primário, catarata e luxação do cristalino33. Freqüentemente a retina possui ilhotas de tecido cartilaginoso28.

Mãos e Pés

Apresentam em mais de 50% dos casos as seguintes alterações: polidactilia das mãos e às vezes dos pés; saliência da porção posterior do calcanhar; trirrádio palmar axial distal; prega simiesca; unhas estreitas e de convexidade exagerada; flexão dos dedos, com ou sem superposição ou campodactilia28.

Hematologia

Pode haver aumento dos apêndices nucleares dos neutrófilos. Também pode haver persistência anômala da hemoglobina de tipo embrionário e/ou fetal28.

PATOLOGIA

Achados patológicos associados com a trissomia do 13 têm sido descritos detalhadamente por vários autores.

As anomalias internas típicas são: defeitos nos septos interatrial e interventricular, com ducto arterioso evidente; exomphalus; rotação intestinal incompleta ou malrotação com mesentério solto; rins aumentados e lobulados com cistos no córtex e medula; baço acessório; e lobulação hepática anormal. O marcador específico da trissomia do 13 é a displasia pancreática microscópica. Em contrasate com a trissomia do 18, o divertículo de Meckel está raramente presente na trissomia do 13.

A microcefalia é um achado comum, e a holoprosencefalia está presente em torno de 66% dos casos. A face freqüentemente, mas não sempre, prediz o cérebro, com sinoftalmia ou hipotelorismo e agenesia pré-maxilar predizendo holoprosencefalia. O hipotelorismo pode ser alobar ou semilobar. Microcefalia ou hidrocefalia sem fenda facial podem refletir holoprosencefalia lobar. As malformações cerebrais mais freqüentemente constituem-se de um cérebro monoventricular sem corpo caloso, septo pelúcido ou fórnice. A fossa craniana posterior também pode ser anormal, com malformações cerebelares e heterotopias; anormalidades microscópicas com hipoplasia do trato piramidal e defeitos do tubo neural também foram descritas.

Um estudo detalhado do córtex cerebral (área motora) tem revelado uma variedade de anormalidades estruturais que talvez tenham relação com o retardo intelectual e motor presentes na trissomia do 135.

Os achados anatômicos e histopatológicos em 12 casos de trissomia do 13 ( 9 com trissomia clássica e 3 com translocação robertsoniana 13/13) são relatados por Moerman34. A ênfase é dada nos defeitos cerebrais, anomalias cardiovasculares e displasia histológica nos órgãos. Oito pacientes mostraram desenvolvimento anormal do cérebro anterior e estruturas faciais da linha média (holoprosencefalia). As alterações cardiovasculares estiveram invariavelmente presentes, sendo a malformação principal um defeito no septo interventricular, freqüentemente em combinação com a dextroposição da aorta e anormalidades nas válvulas semilunares.

Anormalidades histológicas evidenciando displasias nos órgãos são observadas no SNC, olhos, pâncreas, rim e ovários. Displasia cística renal foi uma característica constante em todos os casos. Focos de blastema renal nodular foram encontrados em 6 casos. A displasia pancreática parece ser patognomônica de trissomia do 13.

Essas observações ilustram a importância dos estudos patológicos no reconhecimento de anomalias cromossômicas e, mais especificamente, da trissomia do 13. Baseado em dados de autópsia, a trissomia do 13 pode ser diagnosticada ou excluída com certeza, mesmo na ausência da cariotipagem34.

Há alguns achados histopatológicos particulares no osso temporal de crianças com trissomia do 13 e ciclopia. Nesses casos, o osso temporal pode ser histopatologicamente caracterizado por displasia dos labirintos ósseos e membranosos e do SNC. No ouvido esquerdo, há um pequeno espaço para a cóclea, um órgão de Corti malformado, uma inesperada carreira oblíqua através da escala timpânica, um formato peculiar da mácula utricular e do canal posterior da crista, e um processo de ossificação atrasado da cápsula ótica. É observado nos dois ouvidos um pobre desenvolvimento do 7° e 8° pares cranianos e seus respectivos gânglios (o tipo de anomalia pode ser classificado como Mondini ou Mondini-Alexander). As várias anomalias poderiam envolver os órgãos que iniciam o desenvolvimento durante o período da 5ª a 8ª semanas de gestação35.

DIAGNÓSTICO DIFERENCIAL

Young e Madders (1987)5 descreveram um natimorto cariotipicamente normal, que apresentava holoprosencefalia, agenesia pré-maxilar, microftalmia, defeitos cardíacos congênitos, e polidactilia pós-axial. Subseqüentemente, foi esclarecido que uma doença autossômica recessiva, às vezes relatada como pseudotrissomia do 13, pode ter um quadro que se confunde com a trissomia do 13. Nos casos em que estudos citogenéticos são normais ou não são realizados, a consangüinidade entre os pais deve levantar suspeita para esse diagnóstico5.

O termo pseudotrissomia do 13 vem sendo utilizado para designar casos com as características clínicas da Síndrome do Patau, porém sem trissomia do cromossomo 13, ou seja, com cariótipo normal. A freqüência com que esses casos resultam de casamentos consangüíneos ajuda a sugerir que esta seja uma alteração autossômica recessiva36.

Outros diagnósticos diferenciais que devem ser considerados em casos de holoprosencefalia, defeitos cardíacos e polidactilia sem evidências cariotípicas de trissomia do 13 são as síndromes de Meckel, Pallister-Hall, Smith-Lemli-Opitz tipo 2 e a síndrome hidroletal5. A Síndrome de Meckel apresenta sintomatologia semelhante, porém combinada com encefalocele geralmente occipital e rins policísticos, e análise cromossômica normal23.

Por outro lado, foi verificado em crianças com diagnóstico de Síndrome de Rubinstein-Taybi a presença de trissomia do cromossomo 13 no cariótipo, sugerindo que a Síndrome de Patau pode, por vezes, mimetizar essa síndrome. Por isso, estudos citogenéticos devem ser considerados para todos os pacientes com diagnóstico clínico de Síndrome de Rubinstein-Taybi37.

DIAGNÓSTICO PRÉ-NATAL

Há vários meios para identificar anormalidades fetais durante a gravidez, desde os métodos de rastreamento, como a ultrassonografia, dosagem de alfafetoproteína e outros marcadores, até análise de cariótipos a partir de amostras de amniocentese, cordocentese e amostras das vilosidades coriônicas.

Teste de rastreamento

1.Ultrassonografia

Fetos com cariótipo anormal são geralmente caracterizados por múltiplas malformações. Deve ser enfatizado que não há uma única anomalia que seja patognomônica para um dado defeito cromossômico, entretanto a constelação de anormalidades externas e internas pode sugerir uma aberração cromossômica mais que outra. Por exemplo, fetos com trissomia do 13 tendem a ter sobretudo defeitos faciais, cardíacos e do sistema nervoso central38.

Um aproximadamente 50% de todos os defeitos estruturais fetais, e 75% de todas as aneuploidias38.

Para determinar o tipo e a prevalência dos achados ultrassonográficos em fetos com a Síndrome de Patau, foram analisadas 33 ultrassonografias em fetos com cariótipo de trissomia do 13. Uma ou mais anormalidades foram encontradas em 30 fetos (91%). A maioria das anomalias detectada inclui holoprosencefalia (39%) ou outra anomalia do SNC (58%), anomalias faciais (48%), renais (33%) e cardíacas (48%). Crescimento retardado também foi detectado em 48% dos fetos. Com isso, pode-se dizer que a ultrassonografia pré-natal ajuda a detectar uma ou mais anomalias na maioria dos fetos com trissomia do 13; portanto os achados ultrassonográficos podem indicar quando o cariótipo deve ser testado39.

Farina estabeleceu que o teste ultrassonográfico tem uma acurácia de 88% para diagnóstico de trissomia do 13, sendo que o principal achado é a holoprosencefalia40.

Um estudo retrospecivo analisou casos de trissomia do 13 entre 1982 e 1995 com o objetivo de determinar os achados neurossonográficos que podem estar presentes nessa síndrome. Nesse período, foram admitidos 9 pacientes com trissomia do 13 e, desses, 4 foram submetidos à ultrassonografia da cabeça. Em todos os 4 foi observado um padrão de ecogenicidade linear e ramificada no tálamo e núcleos da base, e através do doppler, foi confirmado que essa ecogenicidade era de origem vascular. Até então, esse foi o primeiro estudo a avaliar a ocorrência desses achados na trissomia do 1341.

2.Translucência Nucal

Para definir a relação entre tranlucência nucal espessada entre a 10ª e a 13ª semanas de gestação e o risco de ter um feto com trissomia, 560 fetos com translucência nucal com espessamento entre 3 e 9mm foram submetidos à cariotipagem. A incidência de trissomias do 21, 18, ou 13 foi de 18% (102 de 560 casos).Fazendo uma análise entre a incidência dessas trissomias que seria esperada em mulheres normais de acordo com a idade e a incidência encontrada no estudo , concluiu-se que essa incidência foi 4 vezes maior que a esperada quando havia um espessamento nucal de 3mm; quando o espessamento foi maior que 3mm, a incidência de trissomias foi 29 vezes maior que a esperada42.

Em um outro estudo que também avaliou a relação entre o espessamento nucal e a incidência de trissomias, foi observada uma translucência nucal maior ou igual a 3mm em 86% dos fetos com trissomias contra 4,5% dos fetos cromossomicamente normais. O número de trissomias observado no grupo com translucência nucal menor de 3mm foi aproximadamente 5 vezes menor que o esperado com base na idade materna . Já nos grupos com translucência nucal de 3mm e maior de 3mm, o número de trissomias foi aproximadamente 5 vezes e 24 vezes superior, respectivamente, ao número esperado com base na idade materna43.

Assim, pode-se dizer que o espessamento nucal está relacionado com a presença de trissomias no cariótipo, além de outras alterações fetais.

3.Testes Sorológicos

Em um estudo de 47 casos de trissomia do cromossomo 13, verificou-se que os níveis séricos de beta-HCG livre (gonadotrofina coriônica) e da proteína plasmática A (PAPP-A) estão significativamente diminuídos e que a translucência nucal está significativamente aumentada. Com a combinação entre material sérico (beta-HCG e PAPP-A) e a translucência nucal, é possível diagnosticar 90% dos casos de trissomia do 13, para 0,5% de falso-positivos. Portanto, ambos devem ser usados no primeiro trimestre de gravidez como rastreamento de aneuploidias44.

Foram medidos os níveis séricos da PAPP-A e da glicoproteína beta-1 (SP1) para detecção de trissomias. Observou-se entre a 10ª e 13ª semanas que os níveis séricos de PAPP-A e SP1 aumentavam com a gravidez nos grupos controles e que, nas trissomias, os níveis séricos de ambos hormônios eram reduzidos, embora os níveis de SP1 não tenham sido significativamente diferentes entre os grupos. Em 70% das gestações, os níveis séricos de PAPP-A foram a quinta parte do normal. Assim, verificou-se que o PAPP-A pode ser usado no primeiro trimestre para demonstrar um prognóstico de risco para trissomia45.

Yaron46 confirmou que a medida do fragmento beta-core (BCF) urinário da gonadotrofina coriônica humana é um teste promissor de screenig não apenas para a síndrome de Down, como já se sabia, mas também é altamente sensível para a detecção de trissomia do 13 e do 18.

A alfa feto proteína geralmente se encontrada com seus níveis aumentados no soro de gestantes com fetos portadores de malformações do tubo neural4.

A expressão da estearase D, localizada no braço longo do cromossomo 13, tem sido investigada no músculo e no rim de pacientes com trissomia do 13. Mais do que o dobro da expressão da estearase D foi achada no rim de pacientes com essa síndrome. Porém, a superexpressão não foi vista no tecido muscular desses fetos22.

Testes específicos

Os critérios geralmente aceitos para encaminhar mulheres grávidas ao diagnóstico pré-natal por amniocentese, cordocentese ou coleta de amostras de vilosidades coriônicas (CAVC) baseiam-se em evidências de que o risco do feto ser anormal é pelo menos tão alto quanto o risco de aborto provocado pelo procedimento.

Os critérios para indicar esses procedimentos são

Idade materna avançada (no mínimo 35 anos);
Criança anterior com anormalidade cromossômica;
Presença de anormalidade cromossômica em um dos pais;
História familiar de algum defeito genético, que pode ser diagnosticado ou
Excluído por análise bioquímica do DNA;
Risco de um defeito no tubo neural4.

As amostras obtidas através desses procedimentos são utilizadas para a análise do cariótipo fetal, que dá o diagnóstico das aneuploidias com total precisão.

Através da reação em cadeia da polimerase (PCR), é possível a identificação direta da mutação. Esta técnica é rápida e sensível, tanto para detecção de trissomia do 13, como a do 18 e 21, particularmente quando o número de células obtidas para o diagnóstico pré-natal é limitado ou quando a cultura de célula falha47.

A hibridização fluorescente in situ (FISH) aplicada diretamente em cromossomos interfásicos pode diminuir o tempo necessário para identificação de aneuploidias, embora esse método tenha algumas limitações, como a ocorrência de resultados falso-positivos e falso-negativos. As decisões clínicas podem ser tomadas com base na concordância do FISH e de anormalidades na ultrassonografia48.

CONCLUSÃO

O nascimento de uma criança com alguma anormalidade cromossômica, resultando em sérios problemas físicos e mentais, é um momento devastador e marcante para a família. Dessa forma, é importante que a identificação da etiologia seja feita para que, através dela, o manejo mais adequado possa ser estabelecido pela equipe médica. Além disso, essa identificação é importante para o esclarecimento à família, tanto no que se refere ao prognóstico deste bebê, quanto ao risco de recorrência da anormalidade em gestações futuras.

É importante salientar, ainda, o papel do diagnóstico pré-natal para tais anomalias, visto que são relativamente freqüentes nos nascimentos em geral. Atualmente, este papel se limita a diagnosticar tais defeitos; porém, num futuro próximo, espera-se que a citogenética evolua ao ponto de, não apenas detectar as aberrações cromossômicas, mas também ao ponto de alterar o curso natural dessas anormalidades congênitas.

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Fonte: ufcspa.edu.br

Citogenética

Os primórdios da genética clínica datam de 1877, com a descrição dos cromossomos pelo médico britânico Alexander Fleming. A introdução da citogenética como um novo campo de estudo se deve ao trabalho de Tjio e Levan, em 1956. Estes pesquisadores descreveram os 46 cromossomos específicos da espécie humana com suas características importantes.

Citogenética é o estudo, em microscópio óptico, dos cromossomos e suas variações, tanto de número quanto de estrutura. É atualmente considerada uma pesquisa biológica importante em todas as áreas da genética clínica e molecular.

Para este tipo de análise, cromossomos obtidos a partir de células nucleadas com origem em diferentes tecidos são submetidos a métodos de preparação citológica direta ou a técnicas de cultura em laboratório. A escolha entre os diferentes tecidos, como sangue periférico, sangue fetal, líquido amniótico, material biológico de aborto, medula óssea e tumores sólidos, vai depender da indicação clínica.

A identificação em cromossomos metafásicos e/ou prometafásicos é efetuada por marcação através de técnicas de bandeamento G, Q, R, C, NOR. As três primeiras, G, Q e R, envolvem o tratamento com agentes físicos (calor) ou químicos (enzimas, tampões, corantes), que provocam o aparecimento de regiões claras e escuras para as bandas G e R, e brilhantes e não-brilhantes para as bandas Q, com padrões constantes para cada par de cromossomos homólogos.

O bandeamento C resulta na coloração das regiões de heterocromatina constitutiva, localizada nos centrômeros, principalmente dos cromossomos 1, 9 e 16 e na porção distal do braço longo do cromossomo Y. As bandas NOR são específicas para as regiões organizadoras de nucléolo, observadas nos braços curtos dos cromossomos acrocêntricos. Estas técnicas permitem a identificação precisa de anomalias numéricas e de rearranjos intra e intercromossômicos.

Após o pareamento dos cromossomos homólogos, a montagem do cariótipo é feita de acordo com o tamanho e o padrão de bandas, segundo o Sistema Internacional de Nomenclatura para Citogenética Humana. (1995).

Fonte: sergiofranco.com.br

Citogenética

GENOMA HUMANO

O genoma humano, na sua forma diplóide, consiste em aproximadamente 6 a 7 milhões de pares de bases de DNA organizados linearmente em 23 pares de cromossomos. Pelas estimativas atuais, o genoma contém 50.000 a 10.000 genes (os quais codificam um número igual de proteínas) que controlam todos os aspectos da embriogênese, desenvolovimento, crescimento, reprodução e metabolismo-essencialmente todos os aspectos do que faz o ser humano um organismo funcionante.

A caracterização e conhecimento dos genes e sua organização no genoma têm um impacto enorme na compreensão dos processos fisiológicos do organismo humano na saúde e na doença e, por conseguinte, na prática da medicina em geral.

ESTRUTURA DOS CROMOSSOMOS

A molécula de DNA do cromossomo existe como um complexo com uma família de proteínas básicas denominadas histonas e com um grupo heterogêneo de proteínas ácidas não-histonas que estão bem menos caracterizadas.

Existem cinco tipos principais de histonas (h6, H2A, H2B, h2, h2) que desempenham um papel crucial no acondicionamento apropriado da fibra de cromatina.

Durante o ciclo celular, os cromossomos passam por estágios ordenados de condensação e descondensação. Quando condensado ao máximo, o DNA dos cromossomos mede cerca de 1/10.000 do seu comprimento natural.

Quando as células completam a mitose ou meiose, os cromossomos se descondensam e retornam ao seu estado relaxado como cromatina no núcleo em interfase, prontos para recomeçar o ciclo.

CLASSES DE DNA

O DNA das células eucariontes apresenta três frações caracterizadas pelo grau de repetição:

DNA Singular ou de Cópia Única

Constitui a maior parte do DNA no genoma. As sequências que codificam proteínas (isto é, a porção codificadora dos genes) compreendem apenas uma pequena proporção do DNA de cópia única. A maior parte do DNA de cópia única encontra-se em extensões curtas, entremeadas com diversas famílias de DNA repetitivo. Proporção do genoma: 75% .

DNA Repetitivo Disperso

Consiste em sequências relacionadas que se espalham por todo o genoma, em vez de ficarem localizadas.

Os elementos repetidos dispersos mais exatamente estudados pertencem à família Alu e à família L1.

Família Alu

Tem essa denominação porque a maioria dos seus membros é clivada por uma endonuclease de restrição bacteriana denominada Alu I, instrumento importante da tecnologia do DNA recombinante.

Os membros dessa família têm um comprimrnto de cerca de 300 pares de bases e são relacionados uns aos outros, mas não exibem uma sequência idêntica. No total existem cerca de 500.000 membros da família Alu no genoma, estimando-se que constituam 3% do DNA humano.

Família L1

Constituem sequências repetidas longas encontradas em cerca de 10.000 cópias por genoma. Assim, embora haja muito menos cópias nessa família do que na Alu, seus membros são bem mais longos e a contribuição para a constituição do genoma é cerca de 3% também.

DNA Satélite

Envolve sequências repetidas (em tandem) agrupadas em um ou em alguns locais, intercaladas com sequências de cópia única ao longo do cromossomo.

As famílias de DNA satélite variam quanto à localização no genoma, comprimento total da série em tandem, comprimrnto das unidades repetidas que constituem a série.

TÉCNICAS DE ANÁLISE DOS CROMOSSOMOS

O estudo dos cromossomos, sua estrutura e sua herança denomina-se citogenética. A ciência da citogenética humana moderna data de 1956, quando Tjio e Levan criaram técnicas eficazes para análise dos cromossomos e estabeleceram que o número normal de cromossomos é de 46.

Os cromossomos de uma célula humana em divisão são mais facilmente analisados no estágio de metáfase. Nestes estágios, os cromossomos aparecem ao microscópio como uma dispersão cromossômica e cada cromossomo apresenta duas cromátides, unidas pelo centrômero.

Cultura Celular

As células para análise cromossômica devem ser capazes de crescimento e divisão rápida em cultura. As células mais acessíveis são os leucócitos, especificamamente linfócitos T.

O procedimento abaixo, mostra como preparar, a curto prazo, uma cultura destas células adequadas para análise:

Obtém-se uma amostra de sangue periférico e acrescenta-se heparina para evitar coagulação;
A amostra é em seguida centrifugada a uma velocidade que permita aos leucócitos se sedimentarem como uma camada distinta;
Os leucócitos são colhidos, colocados em meio de cultura tecidual e estimulados a dividir-se pelo acréscimo de um agente mitogênico (estimulante da mitose), a fito-hemaglutinina.
A cultura é incubada por cerca de 72 horas, até que as células estejam se multiplicando rapidamente;
Acrescenta-se, então, uma solução diluída de colchicina, para impedir a conclusão da divisão celular inibindo a formação de fusos e retardando a separação dos centrômeros. Em consequência, células paradas na metáfase acumulam-se na cultura;
Em seguida, adiciona-se uma solução hipotônica para causar tumefação nas células, lisando-as e liberando os cromossomos, mas mantendo os centrômeros intactos;
Os cromossomos são fixados, espalhados em lâminas e corados por uma de várias técnicas e prontos para análises.

Identificação dos Cromossomos

Os métodos de coloração originalmente disponíveis não permitiam a identificação dos 24 tipos de cromossomo. Contudo com as técnicas atualmente empregadas, identificam-se todos os cromossomos.

Vários métodos de bandeamento são empregados rotineiramente nos laboratórios de citogenética para identificação dos cromossomos e análise da estrutura cromossômica.

Bandeamento G

Os cromossomos são inicialmente tratados com tripsina, para a desnaturação das proteínas cromossômicas e em seguida são corados com o corante Giemsa. Cada par de cromossomos cora-se num padrão típico de bandas claras e escuras.

Bandeamento Q

Os cromossomos são tratados com quinacrina-mostarda ou compostos semelhantes e em seguida examinados por microscopia de fluorescência. Os cromossomos coram-se num padrão específico de bandas brilhantes e opacas (bandas Q); as bandas brilhantes correspondem quase exatamente às bandas G escuras.

Bandeamento R

Os cromossomos recebem pré-tratamento com calor antes da coloração Giemsa . Nesse caso, as bandas claras e escuras resultantes (bandas R) são o inverso das produzidas por bandeamento G ou Q.

Bandeamento C

Envolve a coloração da região centrômérica de cada cromossomo e outras regiões que contenham heterocromatina.

Bandeamento de alta resolução

Esse tipo de bandeamento cora cromossomos preparados num estágio inicial da mitose (prófase ou prometáfase) que estão ainda em uma condicão relativamente não-condensada.

Citogenética molecular

Podem-se usar sondas de DNA específicas para cromossomos ou regiões cromossômicas particulares ou diagnosticar rapidamente a existência de um número anormal de cromossomos no material clínico.

Fonte: Escola Paulista de Medicina

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