Cariotipo - Esame del Sangue

Generalità

Il cariotipo è un esame che permette di studiare il numero e/o la struttura dei cromosomi di un individuo. Lo scopo di quest'analisi consiste nell'individuare le eventuali anomalie responsabili di diverse malattie, ereditarie e non.  
L'esame del cariotipo si esegue su un campione di sangue venoso prelevato dal braccio o sulle cellule raccolte tramite un agoaspirato del midollo emopoietico. Nelle donne in gravidanza, invece, la valutazione dell'assetto cromosomico fetale può essere eseguita su un campione di liquido amniotico o di villi coriali.


cariotipo

Cos'è

Il cariotipo consiste nell'analisi dei cromosomi. Questi elementi sono presenti nel nucleo delle cellule.

I cromosomi contengono il patrimonio genetico di un individuo e sulla loro struttura si trovano, in successione lineare, i geni.
I geni rappresentano l'unità fondamentale dell'informazione genetica: i geni sono, infatti, costituiti da tratti di materiale ereditario, il DNA, ossia la molecola che contiene tutte le informazioni necessarie per la “costruzione” dell'individuo (dalle caratteristiche fisiche ereditarie della persona alle direttive per la crescita, lo sviluppo ed il funzionamento dell'intero organismo).
I cromosomi si trovano in tutte le cellule del corpo in un numero fisso: di regola, nella specie umana sono 46, di cui 44 autosomi e 2 cromosomi sessuali, identici nella femmina (XX) e diversi nel maschio (XY).
L'analisi del cariotipo permette di evidenziare, esaminando le cellule del sangue, le anomalie di numero (come trisomie e monosomie) e struttura (traslocazioni, delezioni, inversioni ecc.) a carico dei cromosomi.

Eventuali alterazioni cromosomiche possono causare malformazioni e difetti congeniti, aborti ripetuti o altri tipi di condizioni (come patologie del sangue e del sistema linfatico).  


Cosa sono i cromosomi?

  • Il corredo cromosomico di una persona deriva per il 50% dalla madre (gamete femminile: cellula uovo) e per il 50% provengono dal padre (gamete maschile: spermatozoo).
  • Durante il concepimento, uno spermatozoo con 23 cromosomi si unisce con un ovulo, che ne contiene altri 23, per dare vita ad un essere umano dotato di 46 cromosomi. Se il gamete maschile porta il cromosoma X nascerà una femmina, mentre se porta il cromosoma Y nascerà un maschio.
  • Il cariotipo di una femmina normale sarà, quindi, 46,XX, mentre quello di un maschio 46,XY.

Sinonimi

L'esame del cariotipo è detto anche analisi citogenetica o mappa cromosomica.

Anomalie cromosomiche: possibili conseguenze

Le anomalie cromosomiche possono essere di tipo numerico o strutturale.

  • Anomalie numeriche: qualsiasi variazione del numero di cromosomi (46, 23 coppie) può comportare dei problemi di salute e sviluppo.
  • Anomalie strutturali: la gravità delle conseguenze dipende dal tipo di cromosoma interessato. In ogni caso, la stessa anomalia cromosomica può determinare problemi di gravità differente in diverse persone.

Perché si Misura

L'esame del cariotipo consente la ricerca di eventuali malattie cromosomiche, tramite l'osservazione del numero e della struttura dei cromosomi.
Quest'informazione supporta la diagnosi di alcune anomalie a carico del feto, che possono compromettere la crescita e lo sviluppo psicomotorio (es. sindrome di Down) o determinare infertilità/sterilità (es. sindromi di Turner e Klinefelter).
Lo studio del cariotipo può essere richiesto anche per rilevare anomalie cromosomiche acquisite in pazienti con neoplasie ematologiche (leucemia, linfoma, mieloma e mielodisplasia), anemia refrattaria o altri tipi di cancro caratterizzati da riarrangiamenti “tumore specifici”.

Quando è indicato l'esame?

L'analisi del cariotipo viene proposta dal medico principalmente in caso di:

  • Portatori di una patologia genetica;
  • Genitori e familiari (fratelli e sorelle) di soggetti con anomalie cromosomiche;
  • Poliabortività o sterilità in coppie o singoli soggetti;
  • Sospetto di anomalie cromosomiche acquisite in pazienti con anemia refrattaria, leucemia, linfoma, mieloma, o altri tipi di cancro.

Valori normali

Il risultato atteso dall'analisi coincide con il cariotipo normale, ossia:

  • 46, XX per un soggetto di sesso femminile;
  • 46, XY per un soggetto di sesso maschile.

Qualsiasi risultato diverso da quanto sopra riportato, non è necessariamente causa di malattia, ma dev'essere spiegato; per questo l'indicazione alla consulenza genetica verrà segnalata sul referto.

Cariotipo Alterato - Cause

Tra le patologie cromosomiche identificabili con l'analisi del cariotipo sono comprese:

  • Sindrome di Down (trisomia 21): è caratterizzata dalla presenza di un cromosoma 21 sovrannumerario (47,XX/XY,+21); quest'anomalia si può riscontrare in tutte o nella maggior parte delle cellule dell'organismo.
  • Sindrome di Edwards (trisomia 18): è una patologia associata a grave ritardo mentale, in cui si osserva la presenza di un cromosoma 18 sovrannumerario.
  • Sindrome di Klinefelter: è la più comune anomalia associata ai cromosomi sessuali nei maschi, dovuta alla presenza di un cromosoma X sovrannumerario (47,XXY, invece di 46,XY).
  • Sindrome di Turner: è causata dalla perdita di un cromosoma X nelle femmine (45,X).
  • Sindrome di Patau (trisomia 13): il cromosoma 13 è sovrannumerario.
  • Leucemia mieloide cronica: questa patologia ematologica è caratterizzata dalla presenza del cromosoma Philadelphia, che origina dallo scambio (traslocazione) di materiale genico fra il cromosoma numero 9 e il cromosoma numero 22.

Alcuni esempi di tumori associati ad anomalie cromosomiche non casuali

Tumori ematologici

Anomalia/e comune/i

Leucemia mieloide cronica

t(9;22)(q34;q11)

Leucemia acuta mieloblastica

t(8;21)(q22;q22.2)

Leucemia acuta promielocitica

t(15;17)(q22;q11.2-12)

Tumori solidi

 

Linfoma di Burkitt

t(8;14)(q24;q32)

Meningioma

-22

Retinoblastoma

del(13q14)

Tumore di Wilms

del(11p13)

t = traslocazione; del = delezione; +/- = acquisizione o perdita del cromosoma


Come si misura

  • L'esame del cariotipo su sangue periferico viene effettuato raccogliendo un campione ematico dal braccio. I cromosomi vengono estratti dai globuli bianchi, una delle componenti cellulari del sangue; una volta posti su un vetrino da microscopio, il materiale viene osservato per verificarne il corretto numero e la struttura.

Per studiare i cromosomi è necessario utilizzare opportune tecniche di coltura, in quanto è possibile visualizzarli solo durante la metafase della divisione cellulare; al microscopio ottico, questi sono facilmente riconoscibili al microscopio come strutture simili a bastoncelli.  

  • In caso di diagnosi prenatale, i cromosomi possono essere allestiti dalle cellule fetali prelevate mediante villocentesi o amniocentesi.
  • La ricerca di variazioni che possano essere indicative della presenza di malattie ematologiche o del sistema linfatico (come leucemia, mieloma o linfoma) può essere eseguita anche su campione tissutale o di midollo osseo.

Ricerca delle anomalie cromosomiche

Durante l'accrescimento cellulare, il materiale genetico (DNA) si presenta come un ammasso disorganizzato non analizzabile. Al momento della divisione, questo si condensa in strutture ordinate, i cromosomi.

Per l'analisi del cariotipo, le cellule vengono bloccate in un momento particolare della divisione: la metafase. In questa fase, i cromosomi si presentano come strutture ben definite, facilmente individuabili e riconoscibili al microscopio.
L'esame del cariotipo prevede, quindi, le seguenti fasi:

  • Prelievo del campione e crescita in coltura in un terreno arricchito, tale da promuovere la divisione cellulare in vitro.
  • Isolamento dei cromosomi dal nucleo delle cellule e posizionamento degli stessi su un vetrino.
  • Colorazione con sostanze specifiche che si fissano selettivamente a determinate zone cromosomiche, dando luogo a un caratteristico aspetto a bande (Q, G o R, secondo la tecnica utilizzata).
  • Osservazione al microscopio: i cromosomi vengono contati, analizzati e fotografati.
  • Ricostruzione, in maniera analoga a quanto viene fatto per un puzzle, dell'immagine dei cromosomi. Le coppie vengono appaiate a due a due, in base alle dimensioni (dal più grande al più piccolo), alla posizione del centromero (strozzatura del cromosoma) e al bandeggio.
  • Nell'immagine ricostruita i cromosomi devono essere posti in verticale, da 1 a 22, posizionando in fondo la coppia di cromosomi sessuali (numero 23). Ciascun cromosoma ha l'aspetto di un bastoncello a strisce. Per ciascun di questi, è possibile identificare un braccio corto (indicato con la lettera “p”) e uno lungo (indicato con la lettera “q”), una zona maggiormente colorata posta nel mezzo del cromosoma, detta centromero, e una serie di bande orizzontali chiare e scure. La lunghezza delle braccia e la posizione delle bande permette di discriminare la sommità del cromosoma dalla base.
  • Si arriva così alla determinazione del cariotipo: dopo la ricostruzione dell'immagine, il laboratorista specializzato valuta l'assetto cromosomico e identifica le anomalie eventualmente presenti.

Preparazione

L'esame del cariotipo viene prescritto dal medico specialista di settore (ginecologo, endocrinologo, pediatra, urologo o genetista medico).
Prima del prelievo, non è necessario il digiuno.

Interpretazione dei Risultati

  • L'analisi del cariotipo esamina l'assetto cromosomico di una persona per verificare la presenza dell'esatto numero e l'assenza di anomalie strutturali.
  • L'interpretazione dei risultati richiede la presenza di personale esperto in analisi citogenetiche: alcune alterazioni sono piuttosto evidenti, altre posso risultare complesse da valutare.
  • Di solito, le aberrazioni cromosomiche congenite sono associate a segni caratteristici, ma gli effetti e la gravità della patologia correlata possono variare da persona a persona.
  • L'analisi citogenetica può essere eseguita anche per studiare i tumori, sia ematologici (es. leucemie), che solidi (es. polmone, mammella, fegato, vescica ecc.). Attualmente, sono noti oltre 100 riarrangiamenti cromosomici caratteristici di diversi tipi di tumori. In tal caso, l'esame del cariotipo può essere un utile strumento per la valutazione diagnostica e/o prognostica della malattia.
  • L'esame del cariotipo non consente di individuare le mutazioni responsabili di malattie genetiche (come fibrosi cistica, distrofia, emofilia e talassemia), che devono essere studiate mediante specifiche tecniche di biologia molecolare.