Array CGH: qué detecta el microarray cromosómico

Durante casi medio siglo, la única forma de mirar los cromosomas fue el microscopio. El cariotipo con bandeo G sigue siendo un estudio valioso, pero tiene un límite físico: solo detecta lo que alcanza a verse, y buena parte de las alteraciones que causan enfermedad son demasiado pequeñas para eso. El array CGH resolvió ese problema y, en varios escenarios clínicos, pasó a ser el estudio citogenético de primera línea. En esta nota explicamos qué es, qué detecta, qué no detecta y cuándo se indica.

Qué es el array CGH

Array CGH significa hibridación genómica comparativa en microarreglo. También se lo conoce como microarray cromosómico o, por su sigla en inglés, CMA (chromosomal microarray analysis).

La idea es sencilla. El ADN del paciente y un ADN de referencia se marcan con fluoróforos de distinto color y se hibridan sobre un soporte que contiene decenas o cientos de miles de sondas distribuidas a lo largo de todo el genoma. En cada punto se mide la proporción entre ambas señales: si hay más señal del paciente, hay una ganancia (duplicación); si hay menos, una pérdida (deleción). El resultado es un mapa de variaciones en el número de copias —las CNV, por copy number variants— a lo largo de los 46 cromosomas.

Existe además una variante tecnológica, los arrays de SNP, que además de las CNV detectan regiones de homocigosidad y permiten identificar consanguinidad, disomía uniparental y triploidías. Muchas plataformas actuales combinan los dos enfoques.

La diferencia con el cariotipo: una cuestión de resolución

Un cariotipo con bandeo G analiza cromosomas condensados en metafase. Su límite práctico está en el orden de los 5 a 10 millones de pares de bases: por debajo de eso, la alteración simplemente no se ve. El array trabaja sobre ADN, no sobre cromosomas visibles, y llega a resoluciones cientos de veces más finas, del orden de decenas de miles de pares de bases según el diseño de la plataforma.

Esa diferencia se traduce en números concretos. El consenso del International Standard Cytogenomic Array Consortium, publicado en American Journal of Human Genetics tras revisar 33 estudios con 21.698 pacientes analizados por microarray, estimó un rendimiento diagnóstico del 15% al 20% en personas con retraso del desarrollo o discapacidad intelectual sin causa aclarada, trastornos del espectro autista o anomalías congénitas múltiples, frente a cerca del 3% del cariotipo con bandeo G en esa misma población (excluyendo el síndrome de Down y otros síndromes cromosómicos reconocibles). Sobre esa base, el documento recomendó el microarray en reemplazo del cariotipo como estudio citogenético de primera línea en ese grupo de pacientes.¹

Lo que el array no detecta

Un estudio de mayor resolución no es un estudio que ve todo. El array mide cantidad de material genético, y hay alteraciones que no cambian esa cantidad:

• Reordenamientos balanceados: en una translocación o una inversión balanceada, el material se reubica pero no se pierde ni se gana. El array las pasa por alto; el cariotipo las ve.
• Mosaicismo de bajo nivel: cuando la alteración está presente solo en una fracción pequeña de las células, la señal puede quedar por debajo del umbral de detección.
• Variantes puntuales: cambios de una o pocas bases dentro de un gen. Para eso hacen falta la secuenciación de paneles o el exoma clínico.
• Triploidías, salvo cuando la plataforma incorpora sondas de SNP.

El propio consenso de 2010 aclara que los reordenamientos verdaderamente balanceados y el mosaicismo de bajo nivel explican menos del 1% de los fenotipos alterados en esa población, y que el cariotipo debe reservarse para pacientes con un síndrome cromosómico evidente, antecedentes familiares de reordenamiento cromosómico o historia de abortos a repetición.¹ Es decir: los dos estudios conviven, con indicaciones distintas. Lo desarrollamos también en la nota sobre el cariotipo en fertilidad masculina.

Cariotipo, array y exoma: cuál responde qué

	Cariotipo	Array CGH	Exoma / paneles
Qué analiza	Cromosomas al microscopio	Número de copias en todo el genoma	Secuencia de los genes
Resolución	5–10 millones de pares de bases	Decenas de miles de pares de bases	Una sola base
Detecta	Aneuploidías, translocaciones balanceadas y desbalanceadas, inversiones, mosaicismos	Microdeleciones y microduplicaciones, aneuploidías	Variantes puntuales, pequeñas inserciones y deleciones
No detecta	Alteraciones submicroscópicas	Reordenamientos balanceados, variantes puntuales	Grandes reordenamientos estructurales
Requiere cultivo celular	Sí	No	No

Si te interesa el escalón siguiente, la secuenciación, lo contamos en la nota sobre paneles genéticos y exoma clínico.

Cuándo se indica

Las indicaciones más establecidas del microarray cromosómico son:

• Retraso del desarrollo o discapacidad intelectual sin causa identificada.
• Trastornos del espectro autista con rasgos dismórficos o anomalías asociadas.
• Anomalías congénitas múltiples y rasgos dismórficos.
• Diagnóstico prenatal ante anomalías estructurales detectadas por ecografía.
• Estudio de abortos a repetición y análisis de restos ovulares, donde no depende de que las células crezcan en cultivo.
• Talla baja, epilepsia o convulsiones sin causa aclarada asociadas a otros hallazgos.

El array en diagnóstico prenatal

El estudio de referencia es el ensayo multicéntrico publicado en New England Journal of Medicine en 2012, con 4406 embarazadas derivadas a diagnóstico prenatal en 29 centros. Cada muestra se dividió en dos: una mitad fue a cariotipo y la otra a microarray. Los resultados:³

• El microarray fue exitoso en el 98,8% de las muestras fetales, y el 87,9% se pudo procesar sin cultivo celular —lo que acorta mucho los tiempos.
• Identificó todas las aneuploidías y todos los reordenamientos desbalanceados que había detectado el cariotipo.
• En muestras con cariotipo normal, agregó deleciones o duplicaciones clínicamente relevantes en el 6,0% de los casos con anomalía estructural en la ecografía y en el 1,7% de los estudiados por edad materna avanzada o cribado positivo.
• No detectó translocaciones balanceadas ni triploidías fetales.

Conviene no confundirlo con el NIPT: el test prenatal no invasivo es un cribado sobre sangre materna que estima riesgo y siempre requiere confirmación, mientras que el array se realiza sobre una muestra del propio feto —líquido amniótico o vellosidades coriales— y es un estudio diagnóstico. Podés ver todo el circuito en estudios prenatales.

Cómo se informa un resultado

Acá aparece la parte más delicada. Un array puede encontrar CNV cuyo significado clínico no está establecido. Los estándares técnicos de ACMG y ClinGen, publicados en Genetics in Medicine en 2020, definen un sistema de puntuación basado en evidencia que clasifica cada variante en cinco categorías: patogénica, probablemente patogénica, de significado incierto (VUS), probablemente benigna y benigna.²

Cuando aparece una VUS, la conducta habitual es estudiar a los padres: si la variante está presente en un progenitor sano, en general resta peso a su relevancia clínica; si surgió de novo, lo aumenta. Esta es una de las razones por las que el array se informa siempre en el marco de un asesoramiento genético y no como un dato aislado. La misma lógica de clasificación por evidencia que aplicamos a las variantes de secuencia, que explicamos en la nota sobre variantes germinales y somáticas, se aplica a las CNV.

Otro punto a conversar antes del estudio son los hallazgos incidentales: al mirar todo el genoma, el array puede revelar información no buscada, como una predisposición a una enfermedad de aparición tardía. Eso también forma parte del consentimiento informado.

Cómo se hace

La muestra depende de la indicación: sangre periférica en el estudio posnatal, líquido amniótico o vellosidades coriales en el prenatal, y tejido en el análisis de restos ovulares. No requiere ayuno. La ventaja operativa frente al cariotipo es importante: como el array trabaja directamente sobre el ADN, no necesita que las células crezcan en cultivo, lo que reduce tanto los tiempos como el riesgo de que el estudio falle por un cultivo que no prospera.⁴

En Laboratorio Aclimu

En Laboratorio Aclimu (Marcelo T. de Alvear 2337, Recoleta, CABA) realizamos Array CGH dentro del área de genética y genómica, junto con MLPA, cariotipo, paneles de genes, exoma clínico y secuenciación Sanger. Las variantes se clasifican según las guías ACMG/AMP y el laboratorio participa de control de calidad externo EMQN.

El array no es un estudio de toma directa: la muestra, los tiempos y el alcance del análisis dependen de la indicación clínica, así que primero hay que comunicarse con el laboratorio para coordinar el turno y solicitar el presupuesto. Recomendamos que la indicación venga de un profesional y que el resultado se converse en el marco de un asesoramiento genético.

Preguntas frecuentes

¿Qué es el array CGH y qué detecta?

El array CGH (hibridación genómica comparativa en microarreglo), también llamado microarray cromosómico o CMA, compara el ADN del paciente con un ADN de referencia a lo largo de todo el genoma para detectar ganancias y pérdidas de material genético: las variaciones en el número de copias o CNV. Detecta microdeleciones y microduplicaciones demasiado pequeñas para verse en un cariotipo convencional.

¿En qué se diferencia del cariotipo?

En la resolución y en el tipo de alteración que ve cada uno. El cariotipo detecta cambios de varios millones de pares de bases y sí identifica reordenamientos balanceados, como las translocaciones. El array llega a resoluciones cientos de veces más finas, pero por diseño no ve reordenamientos balanceados ni el mosaicismo de bajo nivel, porque no hay ganancia ni pérdida de material.

¿Cuánto rinde el array CGH frente al cariotipo?

En personas con retraso del desarrollo o discapacidad intelectual sin causa aclarada, trastornos del espectro autista o anomalías congénitas múltiples, el consenso internacional publicado en American Journal of Human Genetics estimó un rendimiento diagnóstico del 15% al 20% para el microarray, frente a cerca del 3% del cariotipo con bandeo G. Por eso se recomienda como estudio citogenético de primera línea en esa población.

¿Qué es una variante de significado incierto en un array?

Es una ganancia o pérdida de material genético cuyo efecto clínico no se puede definir con la información disponible. Los estándares técnicos de ACMG y ClinGen clasifican las CNV en cinco categorías: patogénica, probablemente patogénica, de significado incierto, probablemente benigna y benigna. Ante una variante incierta suele estudiarse a los padres para ver si es heredada o apareció de novo, lo que ayuda a interpretarla.

¿Sirve para el diagnóstico prenatal?

Sí, sobre líquido amniótico o vellosidades coriales. En el estudio multicéntrico publicado en New England Journal of Medicine con 4406 embarazos, el microarray identificó todas las aneuploidías que detectaba el cariotipo y agregó hallazgos clínicamente relevantes en el 6,0% de los casos con anomalía estructural en la ecografía y cariotipo normal. No detecta translocaciones balanceadas ni triploidías.

¿Es lo mismo que un NIPT?

No. El NIPT es un estudio de cribado en sangre materna: estima el riesgo y un resultado positivo siempre requiere confirmación. El array CGH es un estudio diagnóstico que se hace sobre una muestra del propio feto (líquido amniótico o vellosidades coriales) o del paciente, y da un resultado definitivo sobre las variantes que analiza.

Referencias

1. ISCA Consortium (Am J Hum Genet, Miller DT et al.). Consensus statement: chromosomal microarray is a first-tier clinical diagnostic test for individuals with developmental disabilities or congenital anomalies (2010). pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20466091
2. ACMG/ClinGen (Genetics in Medicine, Riggs ER et al.). Technical standards for the interpretation and reporting of constitutional copy-number variants: a joint consensus recommendation of ACMG and ClinGen (2020). pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31690835
3. New England Journal of Medicine (Wapner RJ et al.). Chromosomal microarray versus karyotyping for prenatal diagnosis (2012). pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23215555
4. Fertility and Sterility (Levy B, Wapner R). Prenatal diagnosis by chromosomal microarray analysis (2018). pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29447663

Este artículo fue revisado por el equipo bioquímico de Laboratorio Aclimu. La información tiene fines orientativos y no reemplaza la consulta con tu médico o profesional de la salud.