Microarray cromosómico e hibridación genómica comparada

La hibridación genómica comparada (CGH) y el análisis de microarray cromosómico son métodos citogenéticos moleculares que detectan ganancias y pérdidas del número de copias genómicas al comparar un genoma de prueba con una referencia. Al trasladar la comparación a un array de miles de dianas genómicas, los enfoques basados en microarrays mapean deleciones y duplicaciones en todo el genoma con resoluciones mucho más finas que el bandeo cromosómico, lo que los convierte en una herramienta de alta resolución para detectar desequilibrios submicroscópicos.

Definition

El microarray cromosómico con hibridación genómica comparada es un método de análisis del número de copias en el que el ADN de prueba y de referencia, marcados diferencialmente, compiten para hibridar con dianas genómicas definidas, de modo que las proporciones de fluorescencia revelan ganancias y pérdidas de material genómico en todo el genoma.

Scope

Este tema cubre el principio de la hibridación competitiva subyacente a la CGH, su evolución desde la CGH en metafase hasta la CGH en array y los arrays de SNP, la información sobre el número de copias que proporcionan estas plataformas y su limitación característica con respecto a los reordenamientos equilibrados. Es una referencia metodológica y no proporciona orientación sobre el manejo clínico.

Core questions

• ¿Cómo revela la hibridación competitiva del ADN de prueba y de referencia los cambios en el número de copias?
• ¿Qué cambió la transición de la CGH en metafase a las plataformas basadas en arrays con respecto a la resolución?
• ¿En qué se diferencian la CGH en array y los arrays de SNP en la información que proporcionan?
• ¿Por qué el microarray no puede detectar reordenamientos equilibrados o mosaicismo de bajo nivel?

Key concepts

• Variación del número de copias (CNV)
• Hibridación competitiva (por proporción)
• CGH en metafase versus CGH en array
• Array de polimorfismos de un solo nucleótido (SNP)
• Resolución genómica y densidad de sondas
• Perfilado del número de copias a nivel genómico
• Detección de regiones de homocigosidad (arrays de SNP)
• Limitación para reordenamientos equilibrados

Mechanisms

En la hibridación genómica comparada, el ADN de prueba y de referencia se marcan con diferentes fluoróforos y se hibridan juntos a una diana común; donde el genoma de prueba presenta una ganancia o pérdida del número de copias, la proporción de fluorescencia se desvía del valor de referencia equilibrado, mapeando el desequilibrio. En el método original, la diana era una extensión de metafase normal, lo que limitaba la resolución; su reemplazo por un array de clones genómicos mapeados u oligonucleótidos (CGH en array) aumentó la resolución en órdenes de magnitud y permitió la localización precisa de ganancias y pérdidas. Los arrays de SNP interrogan adicionalmente sitios polimórficos, proporcionando información de genotipo que puede revelar regiones de homocigosidad y ayudar a la detección de disomía uniparental. Debido a que estas plataformas miden solo la cantidad relativa de material genómico, detectan cambios desequilibrados (deleciones y duplicaciones) con alta resolución, pero no pueden detectar reordenamientos equilibrados que no alteran el número de copias, y tienen una sensibilidad limitada para el mosaicismo de bajo nivel.

Clinical relevance

El microarray cromosómico se utiliza para identificar ganancias y pérdidas submicroscópicas del número de copias en la evaluación de la discapacidad del desarrollo, anomalías congénitas y ciertos cánceres, detectando muchos desequilibrios por debajo de la resolución del cariotipado. Las guías de consenso lo han recomendado como una prueba de primera línea para la discapacidad del desarrollo o anomalías congénitas inexplicables, señalando que el cariotipado o FISH sigue siendo necesario cuando se sospecha un reordenamiento equilibrado. Esta entrada describe cómo se generan los hallazgos del microarray; no es una base para decisiones diagnósticas o de tratamiento individuales.

Evidence & guidelines

Una declaración de consenso internacional liderada por Miller y colaboradores (2010) recomendó el microarray cromosómico como una prueba diagnóstica clínica de primera línea para individuos con discapacidades del desarrollo o anomalías congénitas, reconociendo al mismo tiempo el papel continuo del cariotipado para los reordenamientos equilibrados. Los hallazgos del número de copias se informan utilizando las convenciones del Sistema Internacional de Nomenclatura Citogenómica Humana (ISCN).

History

La hibridación genómica comparada fue introducida por Kallioniemi y colaboradores en 1992 como una forma de investigar los cambios en el número de copias en el genoma de tumores sólidos utilizando una única hibridación a cromosomas en metafase. Solinas-Toldo y colaboradores en 1997 demostraron la CGH basada en matriz (array), reemplazando la diana de metafase con un array de clones genómicos y mejorando enormemente la resolución. La CGH en array y, posteriormente, los arrays de SNP se convirtieron entonces en herramientas rutinarias de alta resolución, y para 2010 el consenso había posicionado el microarray cromosómico como una prueba diagnóstica de primera línea en entornos clínicos definidos.

Key figures

• Anne Kallioniemi
• Daniel Pinkel
• Joe W. Gray
• Peter Lichter
• David T. Miller

Seminal works

• kallioniemi-1992
• solinas-toldo-1997
• miller-2010

Frequently asked questions

¿Cuál es la principal ventaja del microarray cromosómico sobre el cariotipado?

Detecta ganancias y pérdidas del número de copias en todo el genoma con una resolución mucho mayor que el bandeo cromosómico, identificando muchas deleciones y duplicaciones submicroscópicas que un cariotipo no puede visualizar.

¿Por qué el microarray puede pasar por alto una translocación equilibrada?

El microarray y la CGH miden la cantidad relativa de material genómico, por lo que detectan ganancias y pérdidas, pero no reordenamientos que mueven material sin cambiar el número de copias; por lo tanto, una translocación equilibrada requiere cariotipado o FISH para su detección.