O impacto do diagnóstico citogenético num hospital terciário

Abstract

A citogenética humana surgiu no século XIX, no entanto foi na segunda metade do século XX que se deu pela primeira vez a sua associação à clínica. A descoberta da alteração cromossómica numérica como causa de patologia na Síndrome de Down, juntamente com a necessidade de descobrir a origem de outras patologias que ocorrem durante a gestação e/ou ao longo da vida do indivíduo, motivou o desenvolvimento da citogenética clínica laboratorial, permitindo que várias outras síndromes de origem cromossómica fossem identificadas. Estas alterações podem ocorrer de novo no indivíduo ou serem herdadas. As alterações cromossómicas podem ser numéricas, se a anomalia envolver a perda ou ganho de cromossomas, ou estruturais se alterarem a organização de um cromossoma em resultado de rearranjos na sua estrutura. O desenvolvimento de novas tecnologias, juntamente com a necessidade de melhorar os padrões de resolução da citogenética convencional (3-10 Mb), levou ao nascimento de novas técnicas moleculares. As metodologias de citogenética molecular e biologia molecular com grande capacidade de resolução como a técnica de Fluorescence In Situ Hybridization (FISH), o Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification (MLPA) e o array Comparative Genomic Hybridization (aCGH), permitem uma maior resolução na deteção das alterações cromossómicas. Embora muito vantajosas, as técnicas moleculares também apresentam limitações que foram parcialmente ultrapassadas com o nascimento da genómica. O desenvolvimento das técnicas de sequenciação massiva, designada Next Generation Sequencing (NGS), permite hoje detetar alterações a larga escala com várias aplicações, não só ao nível do diagnóstico de patologias, mas também na oncologia e na medicina de precisão.O principal objetivo deste trabalho é a avaliação retrospetiva dos resultados das análises realizadas em 3357 casos clínicos, no Laboratório de Citogenética do Serviço de Genética do Hospital Pediátrico de Coimbra, obtida através do levantamento de bases de dados internas. Os dados anonimizados foram organizados de acordo com os achados clínicos em: Indivíduos com problemas reprodutivos, Indivíduos com malformações e problemas do crescimento/desenvolvimento e/ou endócrino e Indivíduos para estudos familiares por portador de cromossomopatia. Posteriormente fez-se a correlação entre o quadro clínico (fenótipo) com os resultados patológicos (genótipo) tendo por base a literatura. No número total de casos analisados, foram encontradas 301 amostras com alterações, sendo que 161 doentes apresentaram alterações numéricas (53,7%), 67 associadas a mosaicismo, 135 revelaram alterações estruturais (45,3%) e apenas 5 indivíduos apresentaram alterações dos gonossomas discordantes de fenótipo (<1%).A citogenética convencional continua a ser essencial na resposta à procura etiológica das diversas patologias, desde o período Pré ao Pós-natal, embora as técnicas moleculares sejam cada vez mais requisitadas. É solicitada sobretudo em casos de portadores de alterações equilibradas (associados ou não a distúrbios reprodutivos), assim como nas perturbações do desenvolvimento ligadas aos cromossomas sexuais. Permanece também como teste de segunda linha para a caracterização de rearranjos cromossómicos e é fundamental nas situações de mosaicismo. Continua a ser uma área fundamental na interpretação dos mecanismos biológicos associados aos rearranjos cromossómicos e ao risco de recorrência familiar.

Human cytogenetics appeared in the 19th century, however it was in the second half of the 20th century that was associated with the clinic. The discovery of numerical chromosome alteration as a cause of pathology in Down Syndrome, together with the need to discover the origin of other pathologies that occur during pregnancy and/or through the individual's life, motivated the development of clinical laboratory cytogenetics, allowing several other syndromes of chromosome origin to be identified. Chromosomal abnormalities can be numerical, if the abnormality involves the loss or gain of chromosomes, or structural if they modify the organization of a chromosome as a result of rearrangements in its structure. The development of new technologies, together with the need to improve the resolution standards of conventional cytogenetics (3-10 Mb), has led to the birth of new molecular techniques. High resolution molecular cytogenetic and molecular biology methodologies such as Fluorescence In Situ Hybridization (FISH), Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification (MLPA) and array Comparative Genomic Hybridization (aCGH) allow for higher resolution in the detection of chromosomal abnormalities. Although very advantageous, molecular techniques also have limitations that have been overcome with the birth of genomics. The development of massive sequencing techniques, known as Next Generation Sequencing (NGS), now allows the detection of large-scale changes with various applications, not only in the diagnosis of pathologies, but also in oncology and precision medicine.The main objective of this work is the retrospective evaluation of the results of the analyses performed in 3357 clinical cases in the Cytogenetics Laboratory of the Genetics Department of Coimbra Children's Hospital, obtained from internal databases. The anonymized data were organized according to clinical findings into: Individuals with reproductive problems, Individuals with malformations and growth/developmental and/or endocrine problems, and Individuals for family studies by chromosomal carrier. After that, the correlation between the clinical profile (phenotype) and the pathological results (genotype) was made based on the literature. In the total number of cases analyzed, 301 samples with alterations were found, 161 patients presented numerical alterations (53.7%), 67 associated with mosaicism, 135 revealed structural alterations (45.3%) and only 5 individuals presented gonosome alterations discordant with the phenotype (<1%).Conventional cytogenetics continues to be essential in the answer to the etiological search for various pathologies, from the prenatal to the postnatal period, although molecular techniques are increasingly in demand. It is mainly requested in cases of carriers of balanced alterations (associated or not with reproductive disorders), as well as in developmental disorders linked to sex chromosomes. It also remains a second-line test for the characterization of chromosomal rearrangements and is essential in situations of mosaicism. It remains a fundamental area in the interpretation of the biological mechanisms associated with chromosomal rearrangements and the risk of familiar recurrence.