Aneuploidiile umane

Aneuploidia înseamnă un număr anormal al unui anumit cromozom, nu schimbarea întregului set cromozomial. O trisomie apare când există trei copii ale unui cromozom în loc de două; o monosomie, când există una. Aceste situații pot apărea prin nedisjuncție, adică separarea greșită a cromozomilor sau cromatidelor în timpul formării gameților ori după fecundație. Efectele diferă mult după cromozomul implicat. Unele aneuploidii sunt incompatibile cu dezvoltarea, altele permit supraviețuirea cu particularități variabile.

Trisomia 21 este un exemplu cunoscut, dar persoanele cu aceeași aneuploidie nu au identic aceleași nevoi sau capacități. Există și aneuploidii ale cromozomilor sexuali. Un rezultat de screening prenatal arată un risc estimat, nu confirmă singur diagnosticul; testele diagnostice au alt rol. Când rezolvi o schemă, numără cromozomii individuali, nu genele. Separă aneuploidia de poliploidie, unde se schimbă numărul de seturi complete. Lecțiile Determinarea cromozomială a sexului, Poliploidia la plante și Diagnosticul prenatal ajută la aceste distincții. Numărul cromozomilor trebuie interpretat împreună cu structura lor și cu datele clinice.

Nedisjuncția în meioza I afectează separarea omologilor, iar în meioza II pe cea a cromatidelor surori. Unele aneuploidii pot apărea postzigotic și genera mozaicism. Cariotipul poate detecta schimbări numerice mari; alte teste au domenii diferite. Interpretarea clinică depinde de cromozom, mozaicism și context. Manifestările clinice diferă și între persoanele cu același cariotip.

Exemple de aneuploidii umane sunt sindromul Down (trisomia 21: $47,XX,+21$ sau $47,XY,+21$), Edwards (trisomia 18: $47,XX,+18$ sau $47,XY,+18$), Patau (trisomia 13: $47,XX,+13$ sau $47,XY,+13$), Turner ($45,X0$) și Klinefelter ($47,XXY$). Trisomia înseamnă un cromozom suplimentar într-o pereche, iar monosomia lipsa unuia; formulele cariotipice arată numărul total și cromozomii sexuali.

Manifestările diferă între persoane. Sindromul Down se asociază cu particularități ale dezvoltării și cu un risc crescut de unele probleme cardiace; Edwards poate asocia creștere redusă, malformații cardiace și pumni strânși cu degete suprapuse; Patau poate asocia malformații ale creierului și inimii, polidactilie și despicături labio-palatine. În Turner sunt frecvente statura mică și funcția ovariană redusă; în Klinefelter pot apărea testicule mici, testosteron redus și dificultăți de fertilitate. Aceste semne nu apar identic la fiecare persoană și nu înlocuiesc analiza cariotipului.

Frecvențele la naștere sunt: sindromul Down aproximativ 1 la 700, Klinefelter aproximativ 1 la 500–1 000 de băieți, Turner aproximativ 1 la 2 500 de fete, Edwards aproximativ 1 la 5 000 și Patau aproximativ 1 la 10 000. Riscul de trisomie crește cu vârsta mamei, pentru că ovocitele rămân blocate în profaza I a meiozei din viața fetală până la ovulație: la 20 de ani riscul de sindrom Down este de aproximativ 1 la 1 500, la 35 de ani de aproximativ 1 la 350, iar la 40 de ani de aproximativ 1 la 100. Cea mai mare parte a aneuploidiilor autozomale nu este compatibilă cu viața și duce la avort spontan în primul trimestru; monosomia X (Turner) este singura monosomie viabilă. Sindromul Down poate rezulta și dintr-o translocație robertsoniană (fuziunea cromozomului 21 cu alt cromozom acrocentric, de exemplu 14): purtătorul are 45 de cromozomi, dar fenotip normal, iar descendenții pot moșteni material suplimentar al cromozomului 21.

Exemplu rezolvat 1: nedisjuncția în meioza I, în ovogeneză. Ovocitul primar are perechea 21 de omologi.

1. Dacă cei doi omologi nu se separă în anafaza I, ambii merg în aceeași celulă-fiică; ovocitul secundar are 24 de cromozomi (23 + 1) sau 22 (23 − 1).
2. Gameții cu 24 de cromozomi (cu doi cromozomi 21) fecundați de un spermatozoid normal dau un zigot cu 47 de cromozomi: trisomie 21.
3. Gameții cu 22 de cromozomi (fără cromozom 21) dau, după fecundare, monosomie 21 (45 de cromozomi), care nu supraviețuiește.
4. Dacă nedisjuncția are loc în meioza II, se separă cromatidele surori; dintre cei patru gameți, doi sunt normali, unul cu cromozom în plus și unul cu cromozom lipsă.

Exemplu rezolvat 2: citirea cariotipurilor. În $47,XX,+18$: 47 de cromozomi, femeie, cromozom 18 în plus (sindrom Edwards). În $45,XY,rob(14;21)$ numărul este 45, dar nu este o monosomie: cromozomii 14 și 21 sunt fuzionați într-unul singur, iar purtătorul are tot materialul genetic. În $46,XY,rob(14;21),+21$ numărul pare normal, dar există trisomie 21 prin translocație. În $45,X0$ lipsește al doilea heterozom (Turner).

Greșeli frecvente

• Greșit: Aneuploidia înseamnă schimbarea unor seturi complete de cromozomi.
  Corect: Aneuploidia privește unul sau câțiva cromozomi; poliploidia privește seturi complete.
• Greșit: Un screening prenatal pozitiv confirmă diagnosticul.
  Corect: Screeningul estimează riscul; confirmarea cere teste diagnostice.
• Greșit: Persoana cu 45 de cromozomi are sigur o monosomie.
  Corect: Poate avea o translocație robertsoniană, caz în care are 45 de cromozomi, dar nu lipsește material genetic; verificarea se face prin cariotip.

Înainte și după