Cariotipo

Qué es el cariotipo

La palabra cariotipo fue acuñada por el botánico ruso Grigory Levitsky en 1924, a partir de las raíces griegas κάρυον (káryon, "nuez", "núcleo") y τύπος (týpos, "tipo", "modelo"). Levitsky la empleó para designar el aspecto morfológico del juego cromosómico de una especie, y el término se incorporó rápidamente a la citogenética humana cuando, en 1956, los investigadores Joe Hin Tjio y Albert Levan determinaron que la especie humana posee 46 cromosomas, corrigiendo el número de 48 que se había aceptado durante casi tres décadas.

Conviene distinguir dos acepciones que coexisten en la práctica clínica. Como sustantivo descriptivo, el cariotipo se refiere a la dotación cromosómica completa de un individuo o de una especie. Como procedimiento de laboratorio, designa la técnica citogenética mediante la cual se obtiene, se tiñe y se ordena esa dotación para analizarla. La imagen resultante, con los cromosomas alineados por parejas, recibe a veces el nombre específico de cariograma.

Obtención del cariotipo en el laboratorio

Para obtener un cariotipo se necesita una muestra de células en división. Lo más habitual es trabajar con linfocitos de sangre periférica, aunque también pueden utilizarse células de líquido amniótico (obtenido por amniocentesis), vellosidades coriónicas, médula ósea o tejido tumoral.

Las células se cultivan en presencia de un mitógeno, la fitohemaglutinina en el caso de los linfocitos, para estimular su entrada en mitosis. Cuando están dividiéndose activamente, se añade colchicina (o su derivado colcemida), que bloquea la polimerización de los microtúbulos del huso mitótico y detiene la división en metafase, el momento en que los cromosomas alcanzan su máxima condensación. A continuación, las células se someten a un choque hipotónico que las hincha, se fijan y se extienden sobre un portaobjetos.

El paso decisivo es la tinción con técnicas de bandeo. La más extendida es el bandeo G (Giemsa), que produce un patrón de bandas claras y oscuras propio de cada cromosoma, como un código de barras biológico. Existen también otras técnicas (bandeo Q con quinacrina, bandeo R, bandeo C para heterocromatina centromérica) que ofrecen información complementaria en situaciones concretas. El citogenetista fotografía las metafases, recorta digitalmente cada cromosoma y los ordena según las convenciones internacionales del sistema ISCN (International System for Human Cytogenomic Nomenclature). El resultado entre la toma de la muestra y el informe suele oscilar entre dos y cuatro semanas.

Nomenclatura y lectura del cariotipo

El informe citogenético sigue la notación ISCN, que se estructura en tres elementos: número total de cromosomas, constitución de los cromosomas sexuales y, si las hay, las anomalías detectadas. Un varón sin alteraciones se describe como 46,XY; una mujer, como 46,XX.

Cuando existe una anomalía, se añade al final. Por ejemplo, 47,XX,+21 indica una mujer con un cromosoma 21 adicional (la trisomía 21, base citogenética del síndrome de Down). 45,X describe una monosomía del cromosoma X, propia del síndrome de Turner. Las anomalías estructurales (translocaciones, deleciones, inversiones) tienen sus propios códigos. El sistema no es intuitivo para quien lo ve por primera vez, pero su estandarización permite que cualquier genetista del mundo interprete un cariotipo redactado en otro laboratorio sin ambigüedad.

Anomalías cromosómicas detectables

El cariotipo convencional distingue dos grandes categorías de anomalías. Las numéricas implican ganancia o pérdida de cromosomas enteros: las trisomías (un cromosoma de más), las monosomías (un cromosoma de menos) y las poliploidías (dotaciones cromosómicas completas adicionales). Las estructurales suponen reorganizaciones del material dentro de los cromosomas o entre ellos, sin que el número total varíe necesariamente: deleciones, duplicaciones, inversiones, translocaciones e isocromosomas son las más frecuentes.

Existe una limitación técnica que conviene conocer. El cariotipo convencional tiene una resolución de unas 5 a 10 megabases: solo detecta alteraciones visibles al microscopio óptico tras la tinción. Las mutaciones puntuales, las microdeleciones y las variaciones de número de copia inferiores a esa resolución quedan fuera de su alcance. Para detectarlas se requieren técnicas moleculares como el array de hibridación genómica comparativa (CGH-array), la FISH (hibridación in situ fluorescente) o la secuenciación del genoma.

Contextos clínicos del estudio del cariotipo

Las indicaciones más habituales del cariotipo se distribuyen en varios ámbitos. En la genética prenatal, se solicita cuando la ecografía detecta hallazgos sugestivos de cromosomopatía, ante edad materna avanzada o tras un resultado de cribado bioquímico alterado. En pediatría, se indica ante malformaciones congénitas múltiples, retraso del desarrollo de causa no explicada o ambigüedad genital.

En el estudio de la infertilidad, tanto masculina como femenina, el cariotipo forma parte del estudio básico cuando existen pérdidas gestacionales de repetición o cuando otros estudios no han identificado la causa. En hematología, el cariotipo de la médula ósea aporta información pronóstica y orienta la clasificación de leucemias y síndromes mielodisplásicos; la presencia del cromosoma Filadelfia (una translocación entre los cromosomas 9 y 22) en la leucemia mieloide crónica es quizá el ejemplo más conocido.

Preguntas frecuentes

¿De dónde viene la palabra cariotipo?

Del griego κάρυον (káryon), "nuez" o "núcleo", y τύπος (týpos), "tipo" o "modelo". Fue acuñada en 1924 por el botánico ruso Grigory Levitsky para referirse al patrón cromosómico característico de una especie.

¿Es lo mismo cariotipo que cariograma?

Estrictamente, no. El cariotipo designa el conjunto de cromosomas de un individuo o la prueba que los analiza. El cariograma es la imagen ordenada y clasificada de esos cromosomas, el producto visual del análisis. En la práctica clínica, muchos profesionales usan ambos términos de forma indistinta.

¿El cariotipo detecta todas las enfermedades genéticas?

No. Solo detecta alteraciones visibles a nivel cromosómico: cambios en el número de cromosomas o reorganizaciones estructurales lo bastante grandes para identificarse con el microscopio óptico. Las mutaciones puntuales, las microdeleciones y las variantes de un solo nucleótido requieren técnicas de mayor resolución, como la secuenciación genética o el array-CGH.

¿Cuánto tarda en obtenerse el resultado de un cariotipo?

Entre dos y cuatro semanas en la mayoría de los laboratorios. El tiempo se debe al cultivo celular necesario para obtener metafases suficientes. Los cariotipos de médula ósea pueden ser algo más rápidos porque las células hematopoyéticas se dividen de forma espontánea.

Referencias

1. MedlinePlus. Prueba de cariotipo.
2. National Human Genome Research Institute (NHGRI). Cariotipo - Glosario parlante de términos genómicos.
3. Lab Tests Online. Estudio cromosómico (cariotipo).
4. MedlinePlus. Cariotipado - Enciclopedia médica.