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Citogenética - Aula 01 > DNA e Divisão Celular: - O DNA é a molécula mais estável dos cromossomos, e a ela associam-se proteínas chamadas de histonas e protaminas, e são o que define a estrutura do cromossomo. -> A fita de DNA (composta por Adenina, Timina, Citosina e Guanina) se associa e se enrola em histonas (H1, H2, H3 e H4), que são ricas em lisina e arginina. Essa junção de DNA com proteínas (histonas) vão formar a cromatina. Essa cromatina começa a se juntar e se enrolar formando as nucleossomas, que é a primeira estrutura de condensação composta pelas histonas. Essa fita de nucleossoma é chamada de solenoide, que se condensam e formam uma fibrila. Essa fita de fibrila se associa com um arcabouço proteico, que viram alças e quando condensadas formam um cromossomo. - As cromatinas podem ser diferenciadas em duas formas, a Eucromatina e a Heterocromatina. -> Eucromatina: regiões cromossômicas que coram normalmente, onde encontramos genes que normalmente são funcionantes. -> Heterocromatina (no geral): é a região densamente corada do cromossomo devido a grande condensação de DNA. -> Heterocromatina Constitutiva: é quando está sempre inativa e condensada, é encontrada na região próxima ao centrômero. Possui um papel estrutural, são sequencias repetidas de DNA. -> Heterocromatina Facultativa: são as que se encontram ativadas em algumas células, e em outras não participam da síntese de proteínas. - Divisão Celular: o processo de divisão celular leva a formação de duas células, geneticamente equivalentes na mitose. -> A maior fase da divisão celular na mitose é a intérfase. A intérfase é dividida em 3 fases, a G1 que é onde ocorre a síntese de lipídeos, proteínas e glicídios, a fase S que ocorre a síntese de DNA e histonas, e a fase G2 que repara o DNA. -> A menor fase, é chamada de fase M (mitose), onde ocorre 4/5 etapas. Essas etapas seriam: prófase, prometáfase, metáfase, anáfase e telófase. -> Os tipos de Células da divisão celular são: + Diploides (2n): são as células que possuem dois conjuntos cromossômicos (46), ou seja, os cromossomos são encontrados em pares. Exemplo: células sanguíneas, óssea e fibroblastos. + Haploides (n): são as células que possuem apenas um conjunto cromossômico (23). Exemplo: Gametas - A meiose é uma forma de divisão celular, no entanto, aqui, são formadas 4 células filhas. -> Meiose I: a meiose I começa com uma célula diploide, e passa pelas fases de prófase I, metáfase I, anáfase I e telófase I, que geram 2 células haploides. -> Meiose II: a meiose II começa com as duas células haploides e passa pelas fases Prófase II, metáfase II, anáfase II e termina na telófase II Citogenética – Aula 02 > Doenças genéticas: são as doenças causadas por alguma alteração feita no DNA, de forma permanente, que compromete o gene e consequentemente, uma proteína, que afetam o desenvolvimento e/ou funcionamento do organismo. Essas doenças podem ser genéticas (mutações no DNA), hereditárias (mutações passadas de geração em geração), congênitas (se manifesta no nascimento ou na gestação) ou de novo. *nem toda doença congênita é genética* > Etiologia das doenças congênitas: -> Ambiental: podem ocorrer por agentes teratógenos (físico, químico ou biológico). -> Genético: podem ser cromossômicas, multifatoriais ou mendeliana. > Quando suspeitar de uma doença genética? -> Caso haja um conjunto de características dismórficas -> Quando há um histórico familiar positivo -> Quando o desenvolvimento neurológico apresenta alguma suspeita durante a primeira infância -> Quando há infertilidade e aborto recorrente. > Características dismórficas: -> As características dismórficas são anomalias leves que não atrapalham a vida, por isso, anomalias. -> Faciais e membros: são anomalias que afetam o rosto e os membros. + Pode ser os olhos mais afastados ou mais pertos. + Podem causar pregas epicânticas mais acentuadas. + Podem ser a presença de fenda palatina ou fenda palpebral obliqua. + Podem apresentar macroglossia (língua em um tamanho maior que o normal). + Podem haver alterações no mento (na face). Pode ser prognatismo ou retrognatismo. + Podem ocorrer polidactilia (presença adicional de dedos) nas mãos e nos pés (congênita). + Podem ocorrer oligodactilias (falta de dedos) nas mãos e nos pés. + Pode ocorrer pectus excavatum, que é quando há uma deformidade na parede torácica, que gera um “fundo no peito”. + Pectus carinatum: é quando há uma deformidade torácica que eleva a cartilagem do esterno. > Histórico Familiar Positivo: é importante saber do seu histórico familiar pois muitas doenças são hereditárias. Sabendo sobre este histórico, é possível que durante o pré natal, isso seja monitorado. > Desenvolvimento neurológico durante a primeira infância: Na primeira infância, ocorrem avanços notáveis na formação de circuitos cerebrais. Durante esse período, as crianças desenvolvem habilidades fundamentais, como a aquisição da linguagem, habilidades motoras e capacidades sociais. Sabendo disso, a percepção e o acompanhamento do desenvolvimento da criança são essenciais. > Importância do conhecimento da citogenética: a citogenética possibilita a correlação entre a clínica do paciente e as alterações cromossômicas que podem estar presentes. Uma vez que uma doença é diagnosticada, pode se buscar tratamentos e formas de melhorar a qualidade de visa do paciente. > DNA e condensação do cromossomo: - As mulheres possuem 46 pares de cromossomos, sendo os sexuais XX – 46, XX - Os homens possuem 46 pares de cromossomos, sendo os sexuais XY – 46, XY - Os gametas masculinos são 23 pares cada, sendo 23, X e 23, Y - Os gametas femininos são 23 pares, sendo 23, X - O conjunto de cromossomos é chamado de cariótipo, e são 22 pares de cromossomos homólogos e 2 sexuais. > Identificação dos cromossomos: - Os cromossomos possuem uma constrição primária, que é denominada de centrômero. Os centrômeros dividem os cromossomos em dois braços curtos (p) e braço longo (q). - Os cromossomos são identificados morfologicamente através da posição do centrômero. Citogenética – Aula 03 > Identificação dos cromossomos: - A identificação dos cromossomos é feita com base no centrômero, no tamanho, e de acordo com as bandas. - A classificação dos centrômeros é dividida da seguinte forma: + Metacêntrico: é quando o centrômero está no meio, em posição mediana, no cromossomo. + Submetacêntrico: quando está acima da posição mediana. +Acrocêntrico: próximo da extremidade, com os braços curtos muito pequenos. > Técnicas de bandeamento: - Método de coloração Q (mostarda de quinacrina): são os primeiros métodos de diferenciação longitudinal. Essa coloração é feita com um corante fluorescente (mostarda de quinacrina) que irá se ligar a regiões do DNA ricas em AT. A observação é feita através da fluorescência emitida usando a luz ultravioleta. Os cromossomos irão se corar e formar um padrão específico de bandas brilhantes ou turvas. Os cromossomos não necessitam de nenhum tratamento prévio o que possibilita a melhor preservação da sua morfologia, o que torna esta técnica útil na identificação de heteromorfismos que são alterações genéticas entre indivíduos de uma mesma espécie. Entretanto, a fluorescência desvanece muito rapidamente, dificultando a visualização. - Bandeamento G (Giemsa): no bandeamento G os cromossomos são submetidos a ação de uma enzimaproteolítica, como a tripsina e logo em seguida são corados com a coloração Giemsa. Assim teremos um padrão de bandas clara e escuras, sendo as bandas escuras definidas como bandas G. Essa coloração é a mais utilizada em laboratórios, pois é um método simples e a sua coloração é permanente. - Bandeamento R (reverse): é o oposto do bandeamento G. Neste caso, ocorre uma desnaturação do DNA, nas regiões ricas em AT (adenosina e timina) através do calor e em solução salina, somente depois são corados pelo Giemsa. Assim é obtido bandas claras e escuras típicas de cada cromossomo, inverso do que ocorre no bandeamento G. - Bandeamento C: o bandeamento C evidencia a heterocromatina constitutiva, presente nas regiões centroméricas dos cromossomos. Há uma desnaturação dos cromossomos com a solução de hidróxido de bário e depois utiliza-se à coloração de Giemsa. Normalmente utiliza-se desta técnica quando querem estudar o polimorfismo região justa-centromérica . - Bandeamento Nor: neste bandeamento, os cromossomos são corados em regiões satélites dos cromossomos acrocêntricos. Para corara são utilizados Prata como corante, denominando o método como Ag-NOR-banding. Citogenética – Aula 04 > Tipos de amostras utilizadas: - Sangue Periférico: é o mais utilizado em testes pós-natais, devido a simplicidade de seu cultivo e a grande variedade de casos clínicos que podem ser elucidados. + São utilizados, mais especificamente, os linfócitos. + É um exame de baixo custo, e não é invasivo. -> Mosaicismo: é uma condição genética que um indivíduo recebe dois materiais genéticos diferentes provindos do mesmo zigoto. Considerado alta frequência quando há um índice maior que 50%, e baixa frequência quando é menor do que 10%. - Quimerismo: O quimerismo acontece devido à fusão de dois zigotos (embriões no início do desenvolvimento humano) em um só. É quando uma pessoa possui células originadas de duas fontes distintas, resultando em dois tipos diferentes de DNA no corpo humano. - Medula óssea: utilizamos a medula quando há suspeita de leucemias, síndromes mielodisplásicas, linfomas, mielomas, plaquetopenia, e outras desordens hematológicas. + O exame é feito a partir do aspirado medular. + Auxilia na classificação, no diagnóstico, prognóstico; monitoramento terapêutico e do transplante. - Fibroblastos (pele): são utilizados quando há casos de mosaicismo cromossômico de baixa frequência, ou de doença genética confinada ao tecido, ou em casos de óbito neonatal. + É utilizada células de fibroblastos do tecido conjuntivo. + Utilizado para diagnóstico da Síndrome de Pallister-Killian. - Vilosidade Coriônica: é uma amostra coletada na idade gestacional entre 11 e 14 semanas de gestação. + As células analisadas são do trofoblastos. + Esse exame é indicado quando mulheres grávidas já tem idade avançada, quando há alterações na ultrassonografia ou translocação cromossômica no casal, em casos de doenças genéticas em gestações anteriores ou em histórico de perdas fetais. - Líquido Amniótico (Amniocentese): Esse exame corre na idade gestacional entre 15 e 20 semanas de gestação. + São obtidas células suspensas no líquido amniótico por descamação do epitélio (fibroblastos). + Esse exame é indicado quando são observadas anomalias na ultrassonografia fetal ou transluscência nucal, pais com rearranjo cromossômico, histórico familiar ou filho anterior com cromossomopatia, idade materna avançada (35 anos ou mais). - Cordocentese: A cordoncentese é a punção feita do cordão umbilical a partir da 18ª semana de gestação. + Aqui também se utiliza dos linfócitos. + Faz se este exame quando há suspeita de alguma síndrome genética ou doenças que não foram identificadas através da ultrassonografia ou da amniocentese. + A cordoncentese é um exame invasivo, que apresenta muitos riscos como o aborto, a perda de sangue, diminuição nos batimentos cardíacos e risco de parto prematuro. - Material de aborto: -> Quando o aborto ocorre até a 11ª semana de gestação, o material coletado para a análise é a vilosidade coriônica, ou o saco gestacional; -> Quando o aborto ocorre da 12ª semana até a 16ª de gestação, o material coletado para a análise é a vilosidade coriônica, ou um pequeno fragmento de pele fetal/cordão umbilical; -> Quando o aborto a partir da 17ª semana de gestação, o material coletado para a análise é um fragmento de pele ou um fragmento do cordão umbilical; + O feto deve pesar até 499g e é analisado os fibroblastos ou os trofoblastos. > Processo de coleta e confecção da lâmina (análise do cariótipo de sangue): - 1º passo - Coleta: É coletado sangue venoso, em uma seringa heparinizada ou com um tubo à vácuo com heparina sódica. A heparina vai impedir que esse sangue coagule. + Em adultos o volume coletado é de 5 a 10ml + Em crianças o volume coletado é de 2 a 5ml + Assim que coletado, a amostra tem até 72h para chegar ao laboratório + Ser transportada na temp. de 2 – 8ºC - 2º passo – Recebimento da amostra: as amostras devem ser identificadas com um código único que acompanhará as amostras por todo processo. Também deve acompanhar um formulário de requisição de exames com o máximo de informações possíveis. + Pode ser rejeitadas amostras com anticoagulante inadequado, amostras congeladas, ou amostra insuficiente. + Pode ser restringidas amostras com excesso de anticoagulante, com volume inferior ao solicitado, com a temperatura de transporte inadequada, amostra sem a correta identificação, falta de requisição médica ou sem dados clínicos; - 3º passo – Cultura: -> Em suspensão: para a cultura é utilizada linfócitos de sangue periférico, cordão ou medula. A cultura dura em média de 48 a 72 horas. -> Cultura de camada única ou dependente de ancoragem: para essa cultura é utilizada células epiteliais, fibroblastos ou tumores sólidos. É uma cultura de longa duração, dura em média de 10 a 15 dias. Citogenética – Aula 05 > Continuação Aula 04: - Fitohemaglutinina: ocorre por agente miogênico, adiciona-se a amostra ao meio RPMI1640 na hora que irá entrar em cultura. Essa forma estimula os linfócitos a fazerem desdiferenciação. + A amostra fica em uma estufa a 37º (temperatura aproximada do corpo humano) durante 72h. + 30min antes de terminar o período/ciclo de incubação, adiciona-se a Colchicina. - 4º passo – Hipotônica: é a etapa onde as células irão ser expostas a uma solução salina para aumentar o seu volume, o que permitirá um melhor espalhamentos destes cromossomos na lâmina. + O tempo que a amostra fica exposta é crítico. Se ficar um tempo muito elevado, irá lisar as células antes do espalhamento. Quando o tempo é muito baixo a célula não vai turgir e o espalhamento será de muita baixa qualidade. + Apesar de existir uma enorme variedade de soluções hipotônicas, a mais utilizada é a de cloreto de potássio (KCl). + A maioria das células utilizadas costumam ter uma boa resposta entre 10 e 20 minutos de exposição. - 5º passo – Fixação: A fixação ocorre com Metanol e Ácido Acético. + Dessa forma a água da célula é removida, as células morrem através da desidratação. Isso irá preservar e endurecer as membranas e a cromatina, preparando assim os cromossomos para bandeamento. + Após o primeiro fixador, as células devem ficar em repouso overnight para endurecerem. + Depois de 24h as células são lavadas com no mínimo 3 trocas de fixador. + Após o processo defixação, as células podem ser armazenadas por longos períodos, se necessário, a 4ºC. - 6º passo – Lâminas: Primeiro controlamos a temperatura e a umidade do ambiente onde a lâmina será feita. + Lava-se as lâminas e resfria em água fria ou em um recipiente com gelo seco. + As células frágeis e turgidas entram em contacto com a lâmina, o fixador começa a espalhar-se e a evaporar. + A velocidade de evaporação é crítica para um espalhamento de qualidade: • Temperatura elevada e baixa umidade: aumenta a velocidade e vai deteriorar o espalhamento e a lâmina fica suja com fundo citoplasmático. • Temperatura baixa e elevada umidade: diminui a velocidade, pode favorece o espalhamento, mas pode quebrar a metáfase e estreita-las. - 7º passo – Coloração: normalmente, utiliza-se o bandeamento G, por ser um método simples e que deixa as lâminas durarem por meses. + É utilizado uma solução de tripsina (enzima) aquecida até 37ºC que vai digerir as proteínas cromossômicas (lisina-arginina). + Para que interrompa a ação da tripsina, as lâminas são mergulhadas em uma solução tampão fosfato, com ph 6,8 à 37ºC e lavadas com água destilada. + Posteriormente as lâminas são coradas com Giemsa, diluído com água destilada (20%) de 3 a 5 minutos. - O que analisar no cariótipo de sangue? -> Anomalias cromossômicas, maiores que 5Mb, alterações constitucionais, alterações numéricas. - Resultam na variação do número de cromossomos: -> Alterações estruturais que são originadas por quebras cromossômicas que causam alteração morfológica do cromossomo. > Morfologia do cromossomo: - O cromossomo metafásico é constituído por duas cromátides irmãs. - Podem ser distinguidos em: -> Centrômeros -> Regiões organizadoras de nucléolos (NOR) -> Telômeros Citogenética – Aula 06 > Como identificar as bandas: + A numeração das bandas e regiões é realizada de forma crescente do centrômero para as extremidades; + O centrômero é designado como a região 10, a direção voltada ao braço curto é designada como p10 e a região voltada para o braço longo q10; + As regiões cromossômicas referem-se às áreas situadas entre dois marcos distintos (bandas bem marcadas) e são divididas em bandas, que são subdivididas em subbandas. + Para descrever uma localização específica de uma alteração ou gene, deve-se considerar o número do cromossomo, o símbolo do braço, o número da região e o número da banda dentro dessa região.