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What Are Chromosomal Abnormalities?

A chromosomal abnormality, or chromosomal aberration, is a genetic disorder characterized by a morphological or numerical alteration in single or multiple chromosomes, affecting autosomes, sex chromosomes or both. Chromosomes are the structures that hold genes which determine how bodies function and develop.

Abnormalities can be either structural or numerical. Numerical abnormalities are when someone is missing one of the chromosomes from a pair, or has more than two chromosomes, instead of the pair. Structural abnormalities means that the chromosome is malformed in some way.

Types of Chromosomal Abnormalities

People usually have 23 pairs of chromosomes. But, sometimes a person is born with a different number. Having an extra chromosome is called trisomy. Missing a chromosome is called monosomy.

People with Down syndrome have an extra copy of chromosome 21. This extra copy changes the body’s and brain’s normal development and causes intellectual and physical problems for the person. Some disorders are caused by having a different number of sex chromosomes. People with Turner syndrome usually have only one sex chromosome, an X. Women with Turner syndrome can have problems with growth and heart defects.

Changes in Chromosomes

Sometimes chromosomes are incomplete or shaped differently than usual. Missing a small part of a chromosome is called a deletion. A translocation is when part of one chromosome has moved to another chromosome. An inversion is when part of a chromosome has been flipped over.

People with Williams syndrome are missing a small part of chromosome 7. This deletion can result in intellectual disability and a distinctive facial appearance and personality.

Sickle cell disease is an autosomal single gene disorder. It is caused by a mutation in a gene found on chromosome 11. Sickle cell disease causes anemia and other complications. Fragile X syndrome, on the other hand, is an X-linked single gene disorder. It is caused by a change in a gene on the X chromosome. It is the most common known cause of intellectual disability and developmental disability that can be inherited (passed from one generation to the next).

Other types of chromosomal abnormalities include Cri du chat syndrome, triple x syndrome, trisomy 21, trisomy 18, trisomy 13,  Wolf-Hirschorn syndrome, Klinefelter syndrome,  DiGeorge syndrome, Smith-Magenis syndrome, Rett syndrome and microdeletion syndrome.

Causes of Chromosomal Abnormalities

Chromosomal abnormalities are another cause of genetic disorders. People usually have 23 pairs of chromosomes. But, sometimes a person is born with a different number. Having an extra chromosome is called trisomy. Missing a chromosome is called monosomy.

People with Down syndrome have an extra copy of chromosome 21. This extra copy changes the body’s and brain’s normal development and causes intellectual and physical problems for the person. Some disorders are caused by having a different number of sex chromosomes. People with Turner syndrome usually have only one sex chromosome, an X. Women with Turner syndrome can have problems with growth and heart defects.

Sometimes chromosomes are incomplete or shaped differently than usual. Missing a small part of a chromosome is called a deletion. A translocation is when part of one chromosome has moved to another chromosome. An inversion is when part of a chromosome has been flipped over. People with Williams syndrome are missing a small part of chromosome 7. This deletion can result in intellectual disability and a distinctive facial appearance and personality.

A complex disease is caused by both genetic changes and environmental factors. Complex diseases also are called multifactorial. Most chronic diseases,  some cases of cancer are associated with inherited genetic changes—such as Lynch syndrome and hereditary breast and ovarian cancer, the majority most likely are caused by changes in several genes acting together with environmental exposures.

Chromosome abnormalities usually occur when there is an error in cell division. There are two kinds of cell division, mitosis and meiosis.

  • Mitosis results in two cells that are duplicates of the original cell. One cell with 46 chromosomes divides and becomes two cells with 46 chromosomes each. This kind of cell division occurs throughout the body, except in the reproductive organs. This is the way most of the cells that make up our body are made and replaced.
  • Meiosis results in cells with half the number of chromosomes, 23, instead of the normal 46. This is the type of cell division that occurs in the reproductive organs, resulting in the eggs and sperm.

In both processes, the correct number of chromosomes is supposed to end up in the resulting cells. However, errors in cell division can result in cells with too few or too many copies of a chromosome. Errors can also occur when the chromosomes are being duplicated.

Other factors that can increase the risk of chromosome abnormalities are:

  • Maternal Age: Women are born with all the eggs they will ever have. Some researchers believe that errors can crop up in the eggs' genetic material as they age. Older women are at higher risk of giving birth to babies with chromosome abnormalities than younger women. Because men produce new sperm throughout their lives, paternal age does not increase risk of chromosome abnormalities.
  • Environment: Although there is no conclusive evidence that specific environmental factors cause chromosome abnormalities, it is still possible that the environment may play a role in the occurrence of genetic errors.

Risk Factors for Chromosomal Abnormalities

Factors such as maternal age (35 or older at the time of delivery), a family history of genetic abnormalities, an abnormality in the chromosomes of either the mother or father, a previous baby with a birth defect, and a history of genetic abnormalities.

Most chromosome abnormalities occur as an accident in the egg or sperm. In these cases, the abnormality is present in every cell of the body. Some abnormalities, however, happen after conception; then some cells have the abnormality and some do not. 

Chromosome abnormalities can be inherited from a parent (such as a translocation) or be "de novo" (new to the individual). This is why, when a child is found to have an abnormality, chromosome studies are often performed on the parents.

Screening for & Preventing Chromosomal Abnormalities

Las pruebas genéticas buscan cambios, a veces llamados mutaciones o variantes, en el ADN. Las pruebas genéticas son útiles en muchas áreas de la medicina y podrían cambiar la atención médica que usted o su familiar reciben. Por ejemplo, las pruebas genéticas pueden proporcionar un diagnóstico de una afección genética como el síndrome del cromosoma X frágil o información sobre su riesgo de desarrollar cáncer.

Hay muchos tipos diferentes de pruebas genéticas. Las pruebas genéticas se realizan por medio de una muestra de sangre o saliva, y los resultados suelen estar listos en unas pocas semanas. Debido a que compartimos ADN con los miembros de nuestra familia, si se descubre que usted tiene un cambio genético, es posible que los miembros de su familia tengan el mismo cambio. El asesoramiento genético antes y después de las pruebas genéticas ayuda a garantizar que usted sea la persona adecuada en su familia para hacerse una prueba genética, que se esté haciendo la prueba correcta y que comprenda los resultados.

Una buena manera de entender las pruebas genéticas es imaginando que le estamos haciendo una pregunta al ADN. A veces, no obtenemos una respuesta porque no formulamos la pregunta correcta o porque, simplemente, la ciencia todavía no tiene la respuesta.

Razones para realizarse las pruebas genéticas

  • Para saber si tiene una condición genética hereditaria antes de tener síntomas
  • Para conocer la probabilidad de que un bebé de un embarazo actual o futuro tenga una condición genética
  • Para diagnosticar una condición genética si usted o su hijo presentan síntomas
  • Para ayudarle a comprender y guiarle en su plan de tratamiento o prevención del cáncer

Después de aprender más sobre las pruebas genéticas, podría decidir que no son adecuadas para usted. Algunas razones podrían ser que no son relevantes para usted o que no cambiarán su atención médica, que son demasiado costosas y que los resultados pueden generarle preocupación o ansiedad.

There are several types of screening procedures to determine whether you may be at risk of having a baby with genetic disorders. There is no single genetic test that can detect all genetic conditions. The approach to genetic testing is individualized based on your medical and family history and what condition you’re being tested for. Talk with a fertility specialist about your screening and diagnostic test options.

  1. Exámenes genéticos prenatales: mediante el uso de muestras de sangre materna y ecografías, se puede determinar el riesgo de trastornos genéticos específicos como el síndrome de Down (trisomía 21) y defectos de nacimiento como la espina bífida.
  2. Noninvasive prenatal testing (NIPT): Also known as a “cell-free DNA screening,” blood is drawn from the placenta to check the DNA structure. This test is common in high-risk pregnancies, such as those of advanced maternal age. This blood test can show any evidence of chromosomal abnormalities 
  3. detección de portadores: Mediante una muestra de saliva o sangre, esta prueba puede determinar cualquier predisposición a trastornos cromosómicos. La mayoría de los futuros padres prefieren realizar esta prueba antes del embarazo, pero también puede realizarse durante el embarazo.

Ciertos trastornos genéticos pueden detectarse mediante una prueba diagnóstica que se realiza durante el embarazo. Estas pruebas detectan el síndrome de Down, la fibrosis y defectos como la espina bífida. La amniocentesis (una prueba del segundo trimestre en la que se toma una muestra del líquido amniótico del útero) y la muestra de vellosidades coriónicas (una prueba del primer trimestre en la que se toma una muestra de tejido de la placenta) son pruebas de rutina y, en ocasiones, conllevan un pequeño riesgo de complicaciones que, en casos excepcionales, pueden provocar el riesgo de pérdida del embarazo.

Las pruebas de gen único buscan cambios en un solo gen. Estas se realizan cuando su médico cree que usted o su hijo o hija tienen síntomas de una afección o síndrome específico. Algunos ejemplos son la distrofia muscular de Duchenne o la enfermedad de células falciformes. Las pruebas de gen único también se utilizan cuando existe una mutación genética conocida en una familia.

Una prueba de panel de genes busca cambios en muchos genes en una única prueba. Los paneles generalmente se agrupan en categorías según diferentes tipos de preocupaciones médicas. Algunos ejemplos de pruebas de panel son el tono muscular bajo, la estatura baja o la epilepsia. También se pueden agrupar en genes que están asociados con un mayor riesgo de desarrollar ciertos tipos de cáncer, como el cáncer de mama o colorrectal (de colon).

Pruebas genéticas o genómicas a gran escala. Existen dos tipos de pruebas genéticas a gran escala.

  • La secuenciación del exoma analiza todos los genes del ADN (exoma completo) o solo los genes relacionados con afecciones médicas (exoma clínico).
  • La secuenciación del genoma es la prueba genética más completa y analiza todo el ADN de una persona, no solo los genes.

Los médicos solicitan la secuenciación del exoma y del genoma a personas con un historial médico complejo. Las pruebas genómicas a gran escala también se utilizan en la investigación para obtener más información sobre las causas genéticas de las enfermedades. Estas pruebas pueden tener hallazgos no relacionados con el motivo por el que se solicitó la prueba en primer lugar (hallazgos secundarios). Algunos ejemplos de hallazgos secundarios son los genes asociados con una predisposición al cáncer o enfermedades cardiacas raras cuando se busca un diagnóstico genético para explicar las discapacidades del desarrollo de un niño.

Tipos de resultados de pruebas genéticas

  • Resultado positivo: La prueba detectó una alteración genética conocida por causar enfermedades.
  • Negativo: La prueba no detectó ninguna alteración genética conocida que cause enfermedad. A veces, un resultado negativo se produce cuando se solicitó la prueba incorrecta o no existe una causa genética para los síntomas de la persona. Un "verdadero negativo" se da cuando existe una alteración genética conocida en la familia y la persona analizada no la heredó. Si los resultados de su prueba son negativos y no hay ninguna alteración genética conocida en su familia, un resultado negativo puede no ser concluyente. Esto se debe a que es posible que no se le haya realizado la prueba para detectar la alteración genética presente en su familia.
  • Incierto: Una variante de significado desconocido o incierto significa que no hay suficiente información sobre ese cambio genético para determinar si es benigno (normal) o patógeno (que causa enfermedad).

Pruebas de cambios que no son genéticos

  • Cromosomas: El ADN se empaqueta en estructuras llamadas cromosomas. Algunas pruebas buscan cambios en los cromosomas en lugar de cambios en los genes. Ejemplos de estas pruebas son el cariotipo y los microarrays cromosómicos.
  • Expresión génica: Los genes se expresan, o activan, a distintos niveles en diferentes tipos de células. Las pruebas de expresión génica comparan estos niveles entre células normales y células enfermas, ya que conocer la diferencia puede proporcionar información importante para el tratamiento de la enfermedad. Por ejemplo, estas pruebas pueden utilizarse para guiar el tratamiento de quimioterapia en el cáncer de mama.

Signs & Symptoms of Chromosomal Abnormalities

Los médicos de cabecera deben ser capaces de reconocer los síntomas mediante un examen físico y una revisión del historial familiar que sugieran la presencia de un síndrome o trastorno genético que ayude en el diagnóstico y tratamiento de los pacientes potencialmente afectados. Las afecciones típicas que buscan los médicos son rasgos dismórficos, anomalías coexistentes en un paciente, deterioro neurocognitivo inexplicable y un historial familiar de enfermedades.

Signos de trastornos genéticos en recién nacidos, bebés y niños

  • Lengua grande o pequeña
  • Manchas blancas de cabello
  • Ojos con forma inusual
  • Rasgos faciales diferentes a los de otros miembros de la familia
  • Cabello excesivo o quebradizo/ralo
  • Different colored eyes
  • Problemas respiratorios
  • Deficiencias cognitivas
  • Retraso en el desarrollo

En el caso de los padres que acceden a un asesoramiento genético antes del embarazo, proporcionar un historial familiar preciso de tres generaciones es crucial a la hora de realizar las pruebas de detección de síndromes genéticos. Algunos elementos importantes son la edad y el sexo de los miembros de la familia, cuándo se vieron afectados por alguna enfermedad o cuándo fallecieron, el origen étnico y si hay antecedentes de parentesco consanguíneo entre los padres.

La detección temprana de los factores de riesgo genéticos puede facilitar la toma de decisiones sobre las pruebas diagnósticas correctas y más rentables, el asesoramiento genético apropiado y la derivación oportuna a los mejores subespecialistas.

If screening is being conducted during pregnancy, determining approximate weight, height, and head circumference of the fetus can help determine abnormalities. The interpupillary distance (the distance between the center of the pupils) and the size of the limbs are also measured to monitor development.

La ausencia o presencia de ciertas características en miembros de una familia puede indicar que dicha cacterística es un signo potencial de una anomalía o simplemente una variante familiar o étnica. Por ejemplo, los pliegues epicánticos internos (pequeños pliegues de piel sobre los ojos) suelen aparecer en personas con síndrome de Down. También, son un síntoma que se presenta en más de 50 síndromes adicionales, como el síndrome de Noonan, el síndrome de Rubinstein-Taybi y el síndrome de Smith-Lemli-Opitz. Sin embargo, los pliegues epicánticos también son una característica de muchas personas de ascendencia asiática o nativa americana. Además, algunas afecciones son más comunes en ciertas etnias, como la enfermedad de Tay-Sachs en personas de ascendencia judía asquenazí y la anemia falciforme en personas de ascendencia africana.

El deterioro neurocognitivo relacionado con enfermedades genéticas puede ser sintomático y diagnosticarse en la infancia, pero otras, como la enfermedad de Huntington o algunos tipos de enfermedad de Charcot-Marie-Tooth, así como la enfermedad de Parkinson y la enfermedad de Alzheimer, suelen manifestarse mucho más adelante.

Diagnosing Chromosomal Abnormalities

Early screening tests can detect chromosomal abnormalities. Doctors conducting genetic counseling may recommend a quadruple screen, a cell-free DNA analysis or an early risk assessment (with or without sequential screening). 

Quadruple screen: A blood test conducted between 15 and 21 weeks of pregnancy that detects between 75 and 80 percent of fetuses with Down syndrome and roughly 65 percent of incidents of trisomy 18. 

Cell-free DNA analysis (cfDNA): This blood test looks at pieces of DNA found in the blood of a pregnant woman. This test can estimate chances of Down syndrome, trisomy 18, trisomy 13 and sex chromosome abnormalities.  

Early risk assessment or sequential screen (ERA): This screen combines blood work and an ultrasound to look at the fluid behind the neck of the fetus, called the “nuchal translucency.” Fetuses with chromosome abnormalities may have larger amounts of nuchal fluid than healthy babies.

El asesoramiento genético proporciona información sobre cómo las afecciones genéticas pueden afectarlo a usted o a su familia. El asesor genético u otro profesional de la salud recopilará su historial médico personal y familiar. Pueden usar esta información para determinar la probabilidad de que usted o un miembro de su familia tenga una afección genética. A partir de esta información, el asesor genético le ayudará a decidir si una prueba genética podría ser adecuada para usted o su familiar.

There are different stages in your life when you might be referred for genetic counseling:

  • Planificación del embarazo: el asesoramiento genético antes de quedar embarazada puede abordar inquietudes sobre factores que podrían afectar a su bebé durante la infancia o la niñez o su capacidad para quedar embarazada; por ejemplo:
    • Condiciones genéticas que se transmiten en su familia o en la familia de su pareja
    • Historia de infertilidad, numerosos abortos espontáneos o mortinato
    • Embarazo previo o hijo afectado por un defecto congénito o una condición genética
    • Opciones de tecnología de reproducción asistida (TRA)
  • Durante el embarazo: el asesoramiento genético durante el embarazo comprende ciertas pruebas que se puedan realizar durante el embarazo y aborda cualquier problema detectado o afecciones que puedan afectar a su bebé durante la infancia o la niñez, entre ellas:
    • Historia de infertilidad, numerosos abortos espontáneos o mortinato
    • Embarazo previo o hijo afectado por un defecto congénito o una condición genética
    • Resultados anormales de pruebas, como análisis de sangre, ecografía, muestra de vellosidades coriónicas (CVS) o amniocentesis
    • Infecciones maternas, como citomegalovirus (CMV), y otras exposiciones como medicamentos, fármacos, productos químicos y rayos X
    • Pruebas de detección genéticas recomendadas para todas las mujeres embarazadas para detectar fibrosis quística, enfermedad de células falciformes y cualquier afección presente en su familia o en la familia de su pareja
  • Atención médica a los niños: el asesoramiento genético puede abordar inquietudes si su hijo o hija muestra signos y síntomas de un trastorno que podría ser genético; por ejemplo:
    • Resultados anómalos de pruebas de detección en recién nacidos
    • Defectos de nacimiento
    • Discapacidad intelectual o discapacidades del desarrollo
    • Trastornos del espectro autista (TEA)
    • Problemas de visión o audición
  • Manejo de su salud: el asesoramiento genético para adultos comprende áreas de especialidad como la cardiovascular, la psiquiátrica y el cáncer. El asesoramiento genético podría ser útil si tiene síntomas de una afección o tiene un historial familiar de una afección que lo hagan más propenso a tenerla, como:
    • Síndrome de cáncer hereditario de mama y ovario
    • Síndrome de Lynch (cáncer colorrectal hereditario y otros tipos de cáncer)
    • Hipercolesterolemia familiar
    • Distrofia muscular y otras enfermedades musculares
    • Trastornos hereditarios del movimiento, como la enfermedad de Huntington
    • Trastornos sanguíneos hereditarios, como la enfermedad de células falciformes

Después de la sesión de asesoramiento genético, es posible que decida hacerse una prueba genética. El asesoramiento genético posterior a la prueba le ayudará a comprender mejor los resultados de la prueba y las opciones de tratamiento, a afrontar las preocupaciones emocionales y derivarlo a otros proveedores de atención médica y grupos de apoyo y defensa.

Treating Chromosomal Abnormalities

Chromosomal abnormalities cannot be treated or prevented, but receiving genetic counseling and prenatal testing gives potential parents all information they may need to decide whether or not to continue their pregnancy upon detection of chromosomal abnormalities.

Vivir con anomalías cromosómicas

Although genetic conditions and chromosomal abnormalities have the potential to have significant negative consequences for individuals' lives, having a genetic condition does not necessarily entail poor quality of life, or an individual's sense of overall well-being encompassing physical, psychological, emotional, social and spiritual dimensions. Evidence demonstrates that factors beyond the physical manifestations of the disease, such as psychological well-being, coping and type of illness and their own perceptions of their diagnosis, influence quality of life. Some children don’t have serious problems living normal lives, while some may struggle with intellectual and developmental disabilities—problems with how the brain works that cause delays. 

Depending on the severity of the diagnosis and condition, many chromosomal problems are incompatible with life and cause miscarriage. More than half of miscarriages are caused by chromosomal conditions. Some babies with serious genetic disorders may only live into childhood. Mild cases show individuals may live into adulthood and have a normal lifespan if related health issues are managed.