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Diagnóstico genético preimplantacional

El conocimiento acerca del Genoma Humano a través del Proyecto Genoma Humano (PGH), ha impactado profundamente en la medicina. La medicina en la era genómica se va tornando cada vez más preventiva que curativa. Este estudio ha permitido desarrollar tests de diagnóstico genético que pueden aplicarse a personas ya enfermas o a aquellas que todavía no han desarrollado una particular afección genética.

El conocimiento acerca del Genoma Humano a través del Proyecto Genoma Humano (PGH), ha impactado profundamente en la medicina. La medicina en la era genómica se va tornando cada vez más preventiva que curativa. Este estudio ha permitido desarrollar tests de diagnóstico genético que pueden aplicarse a personas ya enfermas o a aquellas que todavía no han desarrollado una particular afección genética (diagnóstico presintomático). También estos tests pueden aplicarse para el diagnóstico antenatal y embrionario preimplantacional de enfermedades genéticas. En la aplicación de estos tests el Consejo Genético, en su calidad de acto médico, tiene un rol esencial.
Los tests genéticos preventivos tienen un rol preponderante, ya que permiten realizar un screening de las mutaciones que posee una determinada persona, para informarle de los riesgos específicos de contraer patologías específicas en el futuro o, incluso, detectar enfermedades antes del nacimiento, desde el estado embrionario y fetal. En este escenario, que ya está teniendo lugar para variadas alteraciones genéticas conocidas, el Consejo Genético y sus implicancias bioéticas juegan un rol central.

DEFINICIÓN

El Diagnóstico Genético Preimplantacional es el diagnóstico de alteraciones genéticas y cromosómicas en los embriones, antes de su implantación, para lograr que los hijos nazcan libres de enfermedades hereditarias. Esta técnica de reproducción asistida requiere siempre un tratamiento de Fecundación in Vitro (FIV) con Microinyección espermática (ICSI), para disponer de los embriones en el laboratorio.
Las características biológicas observables, normales o patológicas, de un ser humano (fenotipo), tales como el color de los ojos, la forma del pelo, la estatura, el coeficiente intelectual, la presión arterial, entre tantos otros, están determinadas por los genes –que se reciben de los padres– y el ambiente en el cual se desarrolla. El conjunto de genes de un individuo corresponde al genotipo. La totalidad de la información genética contenida en una célula humana es lo que se llama genoma humano.
Los seres humanos estamos formados por trillones de células (unidades básicas de todos los tejidos y órganos). Cada célula posee un citoplasma y un núcleo donde reside la información genética, distribuida en 46 cromosomas. El desarrollo de los seres humanos comienza en el momento de la fecundación cuando un espermatozoide (gameto masculino) fecunda a un óvulo (gameto femenino) originando una primera célula (cigoto), que, a su vez, originará todas las células de los organismos adultos. El espermatozoide aporta 23 cromosomas, el óvulo los otros 23 cromosomas, y después de la fecundación el cigoto los contiene todos (46).
Los cromosomas poseen muchos genes que corresponden a las unidades de herencia. La información genética se encuentra codificada en pequeños trozos de la molécula de ADN. El ADN (ácido desoxirribonucleico) es una molécula simple y de aspecto semejante a una escalera doblada en forma de hélice. Los “largeros” de la escalera están formados por moléculas de azúcar unidas a moléculas de fosfato y los “peldaños” por moléculas denominadas bases nitrogenadas (o “letras”). Existen cuatro bases nitrogenadas en el ADN: A (adenina); G (guanosina); T (timina) y C (citosina). Siempre A se une con T y G con C, por tanto existen sólo dos tipos de peldaños: A-T y G-C. El ADN es una molécula extraordinariamente simple y, no obstante, toda la información genética reside en estas cuatro letras que se disponen en una ordenación particular (o “secuencia”) en un trozo de ADN. Las células humanas poseen alrededor de un metro y medio de ADN que está dividido en 46 trozos (los 46 cromosomas) en forma muy empaquetada.

¿QUÉ ENFERMEDADES PUEDE CORTAR EL DGP?

Si bien la enfermedad cromosómica más conocida es el Síndrome de Down, que se da porque el embrión tiene el cromosoma 21 triplicado en vez de un 21 del padre y otro 21 de la madre, ésta no es la enfermedad más frecuente en los DGP realizados en España. Las enfermedades más frecuentes en las parejas que recurren a IVI son el Síndrome X-frágil – retraso mental en varones-, la Enfermedad de Huntingon –transtorno motor- y la Distrofia Muscular- trastorno severo de los músculos.

TÉCNICAS DE DGP:
En las parejas cuya indicación es una enfermedad monogénica, el diagnóstico molecular permite identificar qué embriones son genéticamente normales o estarán afectados por la enfermedad motivo de estudio. En las parejas cuya indicación es un estudio cromosómico, el diagnóstico citogenético molecular permite identificar embriones normales o equilibrados para aquellos cromosomas incluidos en el estudio. Para el estudio de anomalías cromosómicas numéricas se pueden utilizar dos técnicas: técnica de FISH (Hibridación “In situ” fluorescente) y técnica de arrays de CGH. 
FISH
El estudio de FISH en espermatozoides, previo al tratamiento de reproducción asistida, permite evaluar la presencia de anomalías cromosómicas en los espermatozoides y determinar el riesgo de transmisión a la descendencia. Esta técnica va destinada a pacientes con mayor riesgo de presentar alteraciones cromosómicas, parejas con abortos de repetición o parejas sin éxito en RA a causa de una anomalía paterna. En estos casos se suelen analizar los cromosomas 13,18, 21, X e Y, cuyas anomalías podrían dar lugar a abortos o a recién nacidos vivos con enfermedades cromosómicas.
La hibridación in situ fluorescente (FISH) consiste en marcar con sondas de ADN fluorescentes cromosomas específicos en el núcleo de los espermatozoides para determinar si presentan una alteración cromosómica. El FISH resulta de gran utilidad para asesorar a las parejas que consultan a algún especialista por un problema de infertilidad.

ARRAYS DE CGH
Hay un buen número de pacientes que recurren a la medicina reproductiva, bien por haber sufrido una serie de abortos de repetición o bien porque tienen la sospecha de que pueden portar un problema cromosómico. Todas estas parejas y aquellas mujeres que hayan superado los 40 años y no consigan gestar de manera natural son candidatas a recurrir a un DGP con arrays de CGH a través del cual se podrán revisar los 23 pares de cromosomas, con la finalidad de que puedan embarazarse de un bebé sano.
Hace apenas unos años, el Diagnóstico genético del embrión sólo permitía ver 9 de los 23 pares de cromosomas. Gracias a los arrays de CGH se ponen a examen los 23 pares de cromosomas para descartar aneuploidías antes de que se produzca la implantación. Las anueploidías son alteraciones en la dotación cromosómica que pueden producir fallos de repetición en ciclos de reproducción asistida, abortos espontáneos y cromosómicos en recién nacidos. Esta tecnología permite identificar en el laboratorio qué preembrión es sano y cuál no. El DGP con arrays de CGH está indicado para pacientes de aborto recurrente y parejas con riesgo de presentar anomalías cromosómicas en la descendencia pero también para aquellas pacientes que hayan superado los 40 años y vayan a gestar sus óvulos propios.
 
PROCEDIMIENTOS:
  1. FECUNDACION IN VITRO PARA LA OBTENCION DE LOS EMBRIONES
  2. Biopsia embrionaria. La biopsia embrionaria se realiza a las 72-76 horas posteriores a la recuperación de los óvulos, cuando el embrión se encuentra en estadio de 6-8 células. Consiste en extraer una célula del embrión sin que por ello se comprometa su desarrollo normal. Una vez realizada la biopsia, el embrión es devuelto al incubador del Laboratorio, donde se mantendrá en cultivo in Vitro con las condiciones ambientales adecuadas para continuar su desarrollo hasta el momento de la transferencia al útero de la paciente.
  3. Análisis genético diagnóstico. La célula obtenida mediante biopsia es procesada para su análisis y sometida a estudio genético.
  4. Transferencia embrionaria. El resultado del análisis genético se transmite al equipo de reproducción asistida mediante informe detallado y se decide qué embriones van a ser transferidos en función de la dotación cromosómica y de las características morfológicas de viabilidad embrionaria.
La transferencia se realiza inmediatamente después del análisis, habitualmente 4 o 5 días después de la recuperación de los óvulos.
¿Se puede dañar el embrión por extraerle una célula?
En el momento en que se realiza la biopsia cada célula del embrión contiene toda la información genética, la extracción de una célula no afecta al correcto desarrollo del resto de las células del embrión.
Esta técnica requiere una gran precisión, realizada por expertos no altera la evolución del embrión. El riesgo de bloqueo embrionario es del 0,67%.
¿Qué tipos de Diagnóstico Genético Preimplantacional (DGP) se pueden realizar?
Se pueden realizar básicamente tres tipos de DGP:
  • DGP para el estudio de aneuploidias: en los casos de esterilidad, es frecuente realizar este tipo de análisis en los embriones. Se estudia la dotación cromosómica del embrión, es decir, el número de cromosomas que tiene el embrión. Esto permite seleccionar solo aquellos embriones con el número correcto de cromosomas. Se recomienda cuando:
    • La mujer tiene más de 38 años: edad materna avanzada
    • La pareja ha tenido 2 o mas abortos: abortadoras de repetición
    • Alteraciones cromosómicas en los espermatozoides: FISH en espermatozoides
    • Alteraciones en el proceso de la meiosis masculina: estudio de meiosis alterado
    • Dos o más ciclos realizados de Fecundación in Vitro sin embarazo: Fallos de implantación
  • DGP para el estudio de anomalías cromosómicas: cuando uno de los dos miembros de la pareja es portador de una anomalía cromosómica en el cariotipo (por ejemplo: translocación, inversión,…). En estos casos se analizan los embriones con el objetivo de seleccionar aquellos que son sanos o equilibrados para la anomalía cromosómica estudiada.
  • DGP para el estudio de enfermedades hereditarias monogénicas: cuando uno de los dos miembros de la pareja es portador de una enfermedad hereditaria monofónicas (por ejemplo: fibrosis quística, distrofia muscular,…)
Listado de enfermedades monogénicas

Enfermedades Autosómicas Recesivas
  • Atrofia Muscular Espinal
  • Fibrosis Quística
  • β-Talasemia
  • Defecto de la Glicosilación (CDG1A)
  • Sordera congénita neurosensorial no sindrómica
  • Poliquistosis renal (ARPKD)
  • Leucodistrofiametacromática
  • Deficit 21-Hidroxilasa
  • Enfermedad Gaucher
  • Tirosinemia tipo 1
  • Linfohistiocitosis familiar
  • Acidemiapropiónica A
  • Acidemiapropiónica B
  • Mucopolisacaridosis IIIA (SanFilippo A)
  • Displasia hidrótica ectodérmica, Síndrome de Clouston
  • Déficit L-CHAD
  • Osteopetrosis,
  • Inmunodeficiencia combinada severa, alinfocítica

Enfermedades Autosómicas Dominantes
  • Distrofia Miotónica, Steinert
  • Huntington
  • Poliquistosis Renal, AD. Ligada a PKD1
  • Neurofibromatosis tipo 1
  • Charcot-Marie-Tooth 1A
  • Ataxia Espinocerebelar, SCA1, SCA3
  • Esclerosis tuberosa tipo 1
  • Exostosis múltiple hereditaria
  • Neoplasia Múltiple Endocrina 2A
  • Cáncer colon hereditario, no polipósico (S. Lynch)
  • Poliposisadenomatosa familiar
  • Esclerosis tuberosa tipo 2
  • Síndrome Von HippelLindau
  • Paraparesia espástica familiar
  • Poliquistosis Renal, AD. Ligada a PKD2
  • Retinosis Pigmentaria
Enfermedades con herencia ligada al cromosoma X
  • Síndrome de X frágil
  • Hemofilia A
  • Distrofia Muscular Duchenne/Becker
  • S. Alport
  • Incontinencia Pigmenti
  • Déficit OrnitinTranscarbamilasa
  • Enfermedad de Norrie
  • Mucopolisacaridosis II
  • Mucopolisacaridosis IIIA
  
EN QUE MOMENTO SE REALIZA EL PGD:
Existen tres estadios en los que puede realizarse el procedimientos
  • Biopsia del corpúsculo polar del ovocito (antes de ser fertilizado). Una vez realizada la aspiración de ovocitos se extraen los cuerpos polares de los ovocitos y se realiza la evaluación genética de los mismos. Los resultados, que generalmente se obtienen durante el transcurso de menos de 24 horas, determinan cuáles son los ovocitos que se fertilizarán, es decir, aquellos que no portan enfermedades genéticas.miento.
  • Biopsia de blastómera. Cuando los embriones alcanzan el tercer día de desarrollo in Vitro contando con cerca de ocho células, llamadas blastómeras, se extrae una de ellas de cada embrión y se realiza el diagnóstico genético para evaluar las contribuciones de los padres. Finalmente, se transfieren al útero los embriones cuyo resultado indica que no portan enfermedades genéticas.
  • Biopsia de blastocisto. Esta técnica es similar a la biopsia de blastómera, pero en este caso se realiza extrayendo una pequeña porción de trofoectodermo (fragmento del embrión que dará origen a la placenta y membranas), lo cual permite el estudio de un número mayor
Conclusiones
El Diagnóstico Genético de Preimplantación es la estrategia reproductiva de elección para parejas con alto riesgo de descendencia afectada por desórdenes genéticos, tanto cromosómicos como monogénicos. El Screening o Tamizaje Genético de Preimplantación es una herramienta no sólo diagnóstica sino también terapéutica para pacientes con abortos recurrentes o fallas repetidas de implantación en procedimientos de fertilización asistida
 
BIBLIOGRAFÍA:
www.ivi.es
www.pgdcem.com
www.procrearte.com
www.fivclinic.es

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Autores: Mª José Sánchez González y Concepción Muñoz de la Nava Zamorano

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