El mosaicismo cromosómico, que consiste en la presencia de líneas celulares con diferente dotación cromosómica, es un fenómeno frecuente en embriones derivados de ciclos de fecundación in vitro (FIV). En este contexto, el mosaicismo confinado a la placenta (MCP) se refiere a la presencia de estas alteraciones cromosómicas únicamente en las células de la placenta, sin afectar al feto en desarrollo.
¿Cómo se Detecta el Mosaicismo Confinado a la Placenta?
Para la detección del mosaicismo en embriones de FIV, estos han de dejarse en cultivo hasta día 5 o 6. Seguidamente se realiza una biopsia embrionaria del trofoectodermo y un análisis genético para todos los cromosomas mediante técnica array-CGH.
Estudio de vellosidades coriales
Desde inicios de los años 80 las vellosidades coriales se utilizan en estudios citogenéticos. Estos pueden realizarse a través de biopsias de corion obtenidas de gestaciones en curso o de muestras de gestaciones interrumpidas. Para los estudios prenatales la extracción se realiza durante el primer trimestre de gestación, preferiblemente entre las 10 y las 13 semanas.
En los estudios citogenéticos de las vellosidades, tradicionalmente se han ido realizando 2 cultivos celulares en paralelo: el cultivo corto o directo, que permite analizar las células del citotrofoblasto, células que provienen de la masa celular externa, y el llamado cultivo largo, que analiza las células que provienen del mesodermo extraembrionario, es decir de la masa celular interna. Así pues, al realizar los 2 cultivos en paralelo es posible obtener 2 cariotipos fetales, de 2 linajes celulares distintos.
La técnica del cultivo corto es idónea durante el primer trimestre de gestación, cuando las células del citotrofoblasto tienen el índice mitótico más alto.
Tipos de Mosaicismo Confinado a la Placenta
Los MCP fueron definidos y clasificados por primera vez por Kalousek y Dill. Se describen 3 tipos de MCP, 3 tipos de mosaicos verdaderos fetales (MVF) y solamente un tipo de mosaico confinado al feto (MCF).
La distribución de las líneas celulares depende del momento de la gestación en que se produce el error de división celular, del linaje celular afectado y del tipo de error que lo ha producido. Los errores de segregación que generan los mosaicos confinados tanto pueden ser mitóticos como meióticos.
Según Hahnemann et al., un mosaico en vellosidades coriales se define como:
- Presencia de por lo menos 2 metafases con idéntica anomalía cromosómica coexistiendo con una línea normal o con otra anomalía cromosómica en el cultivo corto, en el cultivo largo o en los dos.
- Presencia de una anomalía cromosómica en línea pura en el cultivo corto coexistiendo con una línea pura normal o con otra anomalía cromosómica en el cultivo largo o viceversa.
Los mosaicos se forman a partir de errores de la división celular o errores de segregación que pueden generar una segunda línea celular y así originar un cariotipo en mosaico. Estos errores pueden ser: no-disyunción, retraso de anafase, duplicación poscigótica, reorganizaciones cromosómicas por errores en G2 (isocromosoma de origen poscigótico), o deleción/duplicación de un mismo fragmento cromosómico, etc.
El conocimiento de la proporción entre las líneas celulares divergentes nos ayudará a distinguir entre mosaicos verdaderos y seudomosaicos. Para que un mosaico se considere verdadero debe observarse como mínimo en 3 metafases si es una monosomía y en 2 metafases si es una trisomía.
Es importante diferenciar los mosaicos de las discrepancias fetoplacentarias.
En el estudio citogenético de las vellosidades podemos obtener cariotipos en mosaico que pueden tener un origen in vivo (mosaicos generalizados, mosaico confinados o mosaicos raros) o un origen in vitro (contaminaciones maternas, limitaciones propias de la técnica o artefactos de cultivo).
Se considera un mosaico generalizado cuando observamos un cariotipo en mosaico en los 2 estudios de las vellosidades y también en los tejidos fetales. Los porcentajes pueden ser diferentes para cada cultivo. En estos casos, el error de la división celular se produce muy al inicio del desarrollo embrionario y, por lo tanto, afecta tanto a las células progenitoras del embrión (masa celular interna) como a las progenitoras de la placenta (masa celular externa).
Algunas anomalías únicamente se pueden encontrar en mosaico, ya que su presencia en línea pura es letal in utero, como puede suceder con las trisomías 8 y 9 o la tetrasomía de 12p y la trisomía 20.
Sin embargo, si el mosaico se localiza en un tejido concreto, hablamos de mosaicos confinados; pudiendo ser mosaicos confinados a la placenta (MCP), mosaicos verdaderos fetales (MVF) o mosaicos confinados al feto (MCF).
Uno de los problemas que pueden originar los mosaicos de origen meiótico son la disomías uniparentales (DUP). La presencia de MCP alerta de posibles disomías uniparentales y un resultado normal en muestras de líquido amniótico no excluye que el feto pueda estar afectado de alguna.
En los casos en que se produce un rescate de la trisomía después de un error de segregación de origen meiótico, hay un 33,3% de posibilidades de que se produzca una disomía uniparental.
Clínicamente se ha observado que los MCP están asociados a un amplio espectro de manifestaciones clínicas que van desde gestaciones normales hasta gestaciones con muerte intrauterina. Algunos autores los relacionan con abortos espontáneos de primer trimestre o con pérdidas fetales de segundo o tercer trimestre, otros con restricción del crecimiento intrauterino, con malformaciones congénitas, con variaciones de peso al nacer o simplemente con una pequeña restricción del desarrollo perinatal.
El significado clínico que tienen los MCP depende de varios factores: del tipo de mosaico, es decir, de la distribución en los linajes celulares, también del origen mitótico o meiótico de la segunda línea celular, del porcentaje de células patológicas respecto a las normales, así como del par cromosómico que participa. Todos estos factores interactúan a la vez, haciendo que el asesoramiento genético de los mosaicos confinados sea complejo.
Otro grupo de cariotipos en mosaico son los mosaicos raros, por tener una frecuencia muy baja: debidos a gemelos reabsorbidos (vanishing twin) o a translocaciones múltiples simultáneas (jumping translocation) (TMS).
A veces los cariotipos en mosaico se generan in vitro (falsos cariotipos en mosaico), pudiendo ser debidos a contaminaciones con células maternas, artefactos del cultivo o a limitaciones propias de las técnicas.
Únicamente los cultivos de fibroblastos (cultivo largo de vellosidades y cultivo de restos fetales) tienen riesgo de contaminación materna, pues en los cultivos cortos, por ser de tiempo reducido, las posibles células maternas que hubiera no tendrían suficiente tiempo para crecer.
Además, los cultivos largos tienen cierta tendencia a producir artefactos del cultivo como los seudomosaicos, sobre todo si son lentos. Por esta razón la Guía de Protocolos y Calidad de la European Cytogenetics Association (ECA) sugiere realizar 2 cultivos largos en paralelo y así poder discernir entre un mosaico verdadero y un seudomosaico.
Una limitación propia de la técnica en cultivo corto es la longitud reducida de los cromosomas que se obtienen (150bjh -bandas por juego haploide), pudiendo no observarse ninguna alteración cromosómica sutil. Sin embargo, con el cultivo largo se obtiene una longitud de los cromosomas parecida a los cromosomas del líquido amniótico.
Implicaciones Clínicas del Mosaicismo Confinado a la Placenta
El mosaicismo confinado a la placenta puede tener diversas implicaciones clínicas, que van desde gestaciones normales hasta complicaciones como:
- Restricción del crecimiento intrauterino
- Abortos espontáneos
- Parto prematuro
- Disomía uniparental fetal
Es importante destacar que la mayoría de los casos de MCP no afectan el desarrollo fetal y resultan en bebés sanos. Sin embargo, es crucial realizar un seguimiento exhaustivo del embarazo y considerar pruebas diagnósticas adicionales para descartar posibles complicaciones.
Investigaciones Recientes sobre la Genética de la Placenta
El primer análisis genómico detallado de la placenta humana confirma que este tejido contiene múltiples anomalías genéticas y revela la presencia de patrones de mutaciones encontrados de forma común en cánceres pediátricos.
La placenta es un órgano esencial para el desarrollo embrionario de mamíferos. Conecta el feto en desarrollo a las paredes del útero materno, proporciona oxígeno y nutrientes y libera hormonas importantes para el embarazo. Pese a su relevancia, a diferencia de otros órganos y tejidos, hasta el momento no se había analizado en profundidad su arquitectura genética.
Los resultados del trabajo muestran a la placenta como un tejido formado por “parches” de poblaciones de diferente composición genética, que los investigadores identifican como expansiones clonales, poblaciones celulares derivadas de una misma célula ancestral.
Los investigadores también destacan la presencia de una tasa mutacional mayor que en otros tejidos, firmas mutacionales únicas en tejidos no tumorales y frecuentes cambios en el número de copias de fragmentos de ADN.
“Nuestro estudio confirma por primera vez que la placenta está organizada de forma diferente a cualquier otro órgano humano y que, de hecho, se parece a una tela de retales de tumores”, señala Steve Charnock-Jones, investigador de la Universidad de Cambridge y uno de los directores del trabajo.
Interesantemente, algunos de los perfiles de mutaciones presentes en las células de la placenta son comunes en tumores pediátricos, lo que apunta a semejanzas en los mecanismos de formación de la placenta y dichos tumores.
A partir de la comparación de la composición genética de las muestras de placenta y de cordón umbilical los investigadores han reconstruido parcialmente la historia de cambios genéticos ocurridos en la placenta de cada embarazo evaluado.
Mediante esta aproximación han estimado que los linajes celulares de la placenta se separan genéticamente de los que darán lugar al embrión y otras estructuras extraembrionarias a través de cuellos de botella poblacionales.
“Estos cuellos de botella podrían representar rutas del desarrollo a través de las cuales las células anormales citogenéticamente se separan espacial y filogenéticamente”, señalan los autores del trabajo.
El equipo pone como ejemplo de estos cuellos de botella un caso de rescate cromosómico identificado en el estudio. Los investigadores detectaron la presencia de una trisomía del cromosoma 10 en una de las muestras de una placenta.
A partir del análisis genético el equipo estima que, en el momento de la fecundación, el óvulo tenía dos copias diferentes del cromosoma 10, que sumadas al cromosoma 10 paterno presente en el espermatozoide daban lugar a una trisomía.
“Fue fascinante observar cómo un defecto genético tan grave como un error en el número de copias de cromosomas era limado por el bebé, pero no por la placenta”, destaca Gordon Smith, investigador de la Universidad de Cambridge y uno de los directores del trabajo.
No obstante, en otras regiones de este órgano y en las células del cordón umbilical se observaban únicamente dos copias del cromosoma 10, ambas maternas.
Los investigadores describen la placenta como un tejido heterogéneo a nivel genético, lo que explica las dificultades que han tenido estudios previos a la hora de evaluar los efectos de las alteraciones genéticas de la placenta en la función de este órgano y en la aparición de complicaciones durante el embarazo.
El tamaño de la muestra no ha permitido que el equipo de investigadores pudiera relacionar alteraciones genéticas de la placenta con el desenlace de los embarazos estudiados.
“La placenta es semejante al salvaje oeste del genoma humano, completamente diferente en su estructura a cualquier otro tejido humano sano”, señala Sam Behjati, investigador en el Wellcome Sanger Institute y uno de los directores del trabajo.
“Nos ayuda a protegernos de defectos en nuestro código genético, pero permanece como una carga elevada de enfermedad asociada a la placenta.
En el congreso de la Sociedad Europea de Genética Humana (ESHG) que se celebrará este año en Barcelona, la Dra. R. Morales, B. Lledó, J. Ortiz, H. Blanca, J. Ll. Aparicio, R. Fátima, presentarán un estudio sobre los resultados de los ciclos FIV con transferencia de embriones portadores de mosaicismo.
Para determinar su importancia y qué hacer ante su detección, en este trabajo realizado por el equipo de Instituto Bernabeu Biotech se han evaluado los resultados de los ciclos FIV con transferencia de embriones portadores de mosaicismo.
Los últimos avances en genética y su aplicación en reproducción asistida de la técnica (PGT-A) screening de aneuploidias nos ha permitido poder seleccionar y mejorar los resultados reproductivos y de niño sano en casa. Desde la aplicación del estudio genético en los embriones y el desarrollo de técnicas más sensibles y específicas al inicio como el array de CGH y posteriormente el NGS (secuenciación masiva) ha originado que no sólo podamos determinar el embrión sano o alterado sino que comencemos a poder recibir en los informes de genética el reporte de embriones mosaico. Esto suscita muchas dudas y opiniones en contra o a favor de su uso para una posible transferencia.
Muchos laboratorios a nivel mundial de Fecundación In Vitro cultivan sus embriones hasta estado de blastocisto para poder seleccionar el embrión que tiene un desarrollo embrionario más competente y es en este estado donde se realiza el estudio genético biopsiando células del trofoectodermo con la intención de la búsqueda de aneuploidias. En este estado la incidencia de mosaicismo recogido usando la metodología NGS se ha visto que varía entre clínicas con un intervalo que oscila entre un 2 % hasta un 40 %.
La primera pregunta que surge antes esta variabilidad es. ¿A qué puede ser debido?
- Condiciones de laboratorio así como experiencia del embriólogo que realiza la biopsia. El número ideal de células de trofoectodermo biopsiadas es de 5 y la técnica elegida para biopsiar son factores que determinan resultado. Es importante previo a cualquier tratamiento que el paciente conozca los posibles resultados de un estudio genético para evitar sorpresas y dudas posteriores.
- El mosaicismo debe clasificarse de forma simplificada como de bajo y alto grado. De bajo grado cuando ese porcentaje es menor de un 40 % y de alto grado cuando ese porcentaje es mayor al 40 % llegando hasta un 80 %.
Desde que en 2015 el grupo italiano de Greco reportó que el 30 % de embriones mosaico transferidos daban lugar a un niño sano numerosos estudios posteriores han confirmado un porcentaje de embarazo desde un 30-53 %. Estos hechos y últimos resultados van confirmando que debe considerarse la transferencia de embriones mosaico por el potencial que tienen de implantación resultando en el nacimiento de bebés sanos.
Definición y manejo de mosaicismo cromosómico en blastocistos humanos
Tabla 1: Discrepancias feto-placentarias
| Tipo | Descripción |
|---|---|
| Mosaicismo Confinado a la Placenta (MCP) | Anomalía cromosómica presente solo en la placenta. |
| Mosaicismo Verdadero Fetal (MVF) | Anomalía cromosómica presente tanto en la placenta como en el feto. |
| Mosaicismo Confinado al Feto (MCF) | Anomalía cromosómica presente solo en el feto. |
Tabla 2: Clasificación de los Mosaicos Confinados a la Placenta (MCP)
| Tipo de MCP | Descripción |
|---|---|
| Tipo I | Anomalía presente en el cultivo corto pero ausente en el cultivo largo y en el feto. |
| Tipo II | Anomalía presente en el cultivo largo pero ausente en el cultivo corto y en el feto. |
| Tipo III | Anomalía presente tanto en el cultivo corto como en el cultivo largo, pero ausente en el feto. |