Aplicación de nuevas tecnologías para la detección de reordenamientos genómicos en pacientes con retraso del neurodesarrollo y anomalías congénitas

El retraso del neurodesarrollo o discapacidad intelectual (DI) es una de las causas de minusvalías más frecuente en niños, afecta a cuatro de cada mil nacidos vivos en su forma más grave, aunque el retraso leve podría afectar a 1-3% de la población. La mayoría de los casos de DI son de origen desconocido. Las variantes de número de copias (CNVs) son una causa importante de discapacidad intelectual sindrómica. A lo largo de estos años se han desarrollado diferentes herramientas para el estudio genético de la discapacidad intelectual sindrómica, tales como la FISH (hibridación in situ fluorescente), el MLPA (multiplex ligation-dependent probe amplification) o la CGH-array (Hibridación genómica comparada sobre arrays). La hipótesis es que los reordenamientos genómicos son una causa importante de retraso del neurodesarrollo y anomalías congénitas. La aplicación de diferentes tecnologías nos va a permitir evaluar qué método es el más adecuado para su detección y aplicación en la práctica clínica. El objetivo general de este trabajo es evaluar la aplicabilidad de las diferentes tecnologías (FISH, MLPA y CGH-array) para la detección de reordenamientos genómicos desequilibrados en pacientes con retraso psicomotor y anomalías congénitas. Se ha estudiado una serie de 202 pacientes con retraso del neurodesarrollo asociado a anomalías congénitas, antecedentes familiares de DI y/o abortos de repetición, mediante FISH y MLPA de regiones subteloméricas y dos tipos de arrays genómicos (basado en BACs y en oligonucleótidos). Uno de los grandes retos de este trabajo ha sido la interpretación de la repercusión clínica de las CNVs detectadas. Inicialmente se utilizaron diferentes criterios, clasificando las CNVs en patológicas si habían surgido de novo o presentaban un tamaño mayor de 1Mb y polimórficas si habían sido heredadas de un progenitor sano o se habían descrito en población general. A lo largo de este trabajo, se ha puesto de manifiesto que no existen criterios únicos con validez universal para establecer el carácter patológico o polimórfico de las CNVs, hoy por hoy, la interpretación es muy dinámica, y está sujeta al conocimiento disponible en cada momento. La frecuencia de reordenamientos considerados patológicos detectados mediante FISH y MLPA ha sido similar, aproximadamente del 10%, siendo la técnica del MLPA la más indicada de las dos para el rastreo de reordenamientos subteloméricos, por ser más económica y menos laboriosa. Mediante la CGH-array se han detectado un mayor número de CNVs patológicas, un 12% mediante el array basado en BACs y un 25% mediante el array basado en oligonucleótidos. Por otra parte, el array de oligonucleótidos presenta una mayor especificidad, sensibilidad y posibilidad de automatización. Con estos resultados concluimos que la CGH-array basada en oligonucleótidos es la técnica más apropiada para la detección de reordenamientos genómicos desequilibrados en todo el genoma. El número de CNVs patológicas detectadas presentan una buena correlación con el tamaño del cromosoma, sugiriendo una distribución uniforme, salvo en los cromosomas X, 16 y 22 que presentan una mayor tasa de alteraciones en relación a su tamaño. Finalmente, para poder ofrecer un asesoramiento genético adecuado a las familias tras la detección de CNVs patológicas, es conveniente realizar estudios complementarios mediante la técnica del FISH para detectar reordenamientos genómicos equilibrados y translocaciones intersticiales en los progenitores.

Neurodevelopmental delay or intellectual disability (ID) is one of the most common causes of disability in children (4/1000). The majority of ID cases have an unknown origin. Copy number variants (CNVs) are a cause of syndromic intellectual disability. In these last years, new tools have been developed for the genetic study of ID, such as FISH (fluorescence in situ hybridization), the MLPA (multiplex ligation -dependent probe amplification) or CGH-array (Comparative genomic hybridization arrays). The hypothesis is that genomic rearrangements are an important cause of neurodevelopmental delay and congenital anomalies. The application of different technologies will allow us to evaluate which method is best suited for detection and application in clinical practice. The objective of this work is evaluate the applicability of these technologies for detecting unbalanced genomic rearrangements in patients with syndromic ID. We have studied 202 patients with neurodevelopmental delay associated with congenital abnormalities, family history of ID and / or repeat abortions, by subtelomeric FISH and MLPA and two types of genomic arrays (based on BACs and oligonucleotides). One of the great challenges of this work was the clinical interpretation of the CNVs detected. Initially different simple criteria were used in classifying pathogenic CNVs if they had arisen de novo or had a size larger than 1Mb and polymorphic if they were inherited from a healthy parent or had been described in general population. In this work, it has been shown that there are no unique criteria with universal validity to establish the pathogenic or polymorphic character of CNVs. Today the interpretation is very dynamic and is subject to the knowledge available at the time. The pathogenic CNVs frequencies detected by FISH and MLPA were similar (10 %), but the MLPA technique was better for subtelomeric rearrangements screening, being cheaper and less laborious. By CGH-array was detected a greater number of pathogenic CNVs, 12% by BACs array and 25% by oligonucleotide array. Moreover, the oligonucleotides array was a higher specificity, sensitivity and automation possibility. With these results, we concluded that the CGH-array based on oligonucleotide is the most appropriate technique for the detection of genomic rearrangements unbalanced. A good correlation of the number of CNVs and the size of the chromosomes suggests a uniform distribution, except for chromosomes X, 16 and 22, which have a higher rate of changes in relation to its size. Finally, in order to offer appropriate genetic counseling to families following the detection of pathogenic CNVs, it is advisable to perform additional studies using FISH technique to detect genomic rearrangements and interstitial balanced translocations in parents.