ESTUDIO GENÉTICO DE ENFERMEDADES

NEURODEGENERATIVAS HEREDITARIAS BASADAS EN LAS EXPANSIONES DE TRI Y TETRA

NUCLEÓTIDOS

SARA VALDERRAMA SANZ

FIR-1 ANÁLISIS CLÍNICOS

HOSPITAL VIRGEN DE LOS LIRIOS, ALCOY

1) INTRODUCCIÓN- DEFINICIÓN

Grupo de enfermedades producidas por mutaciones originadas por la expansión de tripletes en el ADN. Estas mutaciones se caracterizan por ser altamente inestables, lo que las convierte en un proceso de mutación dinámica que se transmite con un inusual patrón de herencia no mendeliano. Este grupo diverso de patologías se presentan con degeneración neuronal y muscular, y difieren en la secuencia de la unidad repetida y en la localización de la repetición respecto al gen afectado.

1) INTRODUCCIÓN- DEFINICIÓN

Se han caracterizado cuatro tipos de repeticiones trinucleótidas con capacidad de expansión y que pueden producir enfermedades:

• CGG/GCC• CAG/GTC• CTG/GAC• GAA/CTT

El tamaño de la expansión frecuentemente se correlaciona con la edad de inicio y con la gravedad de los síntomas . La edad de aparición de la enfermedad es menos y la severidad peor en generaciones sucesivas, lo que se correlaciona con el número de tripletes.

1) INTRODUCCIÓN- CLASIFICACIÓN

Según la ubicación de la expansión nucleótida dentro de la estructura génica, estos trastornos se clasifican en dos:

― La mutación se localiza en secuencias génicas NO CODIFICADORAS.

― La mutación se localiza en secuencias génicas CODIFICADORAS.

INTRODUCCIÓN- CLASIFICACIÓN Las enfermedades producidas por mutaciones en regiones

no codificadoras, son típicamente trastornos multisistémicos que involucran la disfunción o degeneración de diferentes tejidos. En estas patologías, el tamaño y la variación de las expansiones repetitivas es mucho mayor que en las que ocurren en las regiones codificadoras.La ausencia o disminución de la transcripción es el mecanismo por el cuál la expansión de trinucleótidos causa pérdida de la función génica.

Las enfermedades producidas por mutaciones en regiones codificadoras en donde se traducen típicamente como segmentos expandidos de poliglutamina, producen ganancia de función. Existe evidencia de que estas secuencias adoptan una conformación diferente que en algunas vías contribuye a su toxicidad.

1) INTRODUCCIÓN- CLASIFICACIÓN

2) ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS

TRASTORNOS CAUSADOS POR MUTACIONES EN REGIONES NO CODIFICADORAS:

• Síndrome del X-Frágil (FRAXA)• Ataxia de Friedreich (FRADA)• Distrofia miotónica

TRASTORNOS CAUSADOS POR MUTACIONES EN REGIONES CODIFICADORAS:

• Enfermedad de Huntington (HD), Corea de Huntington

• Atrofia muscular espinobulbar (SBMA) o enfermedad de Kennedy

• Ataxia dentadorrubropalidoluysiana (DRPLA)• Ataxia espinocerebelosas

2) ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS- MUTACIONES EN REGIONES NO CODIFICADORAS

SÍNDROME DEL X-FRÁGIL (FRAXA):

Herencia DOMINTANTE ligada al cromosoma X

2) ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS- MUTACIONES EN REGIONES NO CODIFICADORAS

SÍNDROME DEL X-FRÁGIL:

Se expresa en casi todos los tejidos, pero en mayor cantidad en cerebro, placenta y gónadas.

La mutación es una amplificación de trinucleótidos CGG en la región no traducible 5´del gen FMR1.El producto del gen FMR1 está involucrado en los procesos de regulación tradicional, aparentemente con funciones inhibitorias dentro del complejo de traducción proteica.

ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS- MUTACIONES EN REGIONES NO CODIFICADORAS

La expansión está asociada a una hipermetilación de la zona repetitiva, lo que conlleva a una falta de transcripción del gen y una ausencia de proteína (FMRP), siendo esta ausencia la causante final del síndrome.

SÍNDROME DEL X-FRÁGIL:

El FMRP es una proteína relacionada con el ARN y parece regular la traducción de aproximadamente el 4% de los mensajes neuronales. FMRP es una proteína clave en la regulación de los cambios estructurales neuronales, particularmente en la selección de las conexiones neuronales.

2) ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS- MUTACIONES EN REGIONES NO CODIFICADORAS

SÍNDROME DEL X-FRÁGIL:

2) ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS- MUTACIONES EN REGIONES NO CODIFICADORAS SÍNDROME DEL X-FRÁGIL:

2) ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS- MUTACIONES EN REGIONES NO CODIFICADORAS

ATAXIA DE FRIEDREICH:

2) ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS- MUTACIONES EN REGIONES NO CODIFICADORAS

ATAXIA DE FRIEDREICH:

2) ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS- MUTACIONES EN REGIONES NO CODIFICADORAS ATAXIA DE FRIEDREICH:

2) ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS- MUTACIONES EN REGIONES NO CODIFICADORAS ATAXIA DE FRIEDREICH

El diagnóstico de la FDRA se basa en hallazgos clínicos que pueden ser confirmados por pruebas genéticas:

Ánalisis de la expansión del triplete GAA del gen FXN por PCR-screening consistente en la amplificación de la región que contiene los tripletes GAA, siendo el tamaño del fragmento directamente proporcional al número de repeticiones.

Amplificación mediante la técnica de TP-PCR.

Southern blot para distinguir mutaciones completas.

2) ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS- MUTACIONES EN REGIONES NO CODIFICADORAS ATAXIA DE FRIEDREICH:

2) ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS- MUTACIONES EN REGIONES CODIFICADORAS

Este grupo de enfermedades están causadas por la expansión de tripletes CAG en regiones exónicas. Estos trastornos tienen algunas características comunes:

Cursan con una progresiva degeneración del SNC, con disfunción y pérdida neuronal 10 a 20 años después de iniciada la enfermedad.

Los tripletes de poliglutamina confieren una ganancia de función cuando se expanden, lo que sugiere un mecanismo patogénico común.

La enfermedad se desarrolla cuando el número ininterrumpido de glutaminas excede las 35 unidades.

Aunque estos genes tienen una amplia expresión en todo el cerebro, sólo ciertos tejidos o neuronas se alteran en cada una de estas enfermedades.

2) ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS- MUTACIONES EN REGIONES CODIFICADORAS

2) ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS- MUTACIONES EN REGIONES CODIFICADORAS

Trastornos del movimiento (corea)

Distonía

Falta de persistencia motora e incoordinación

Alteraciones cognitivas y conductuales: Pérdida de memoria, cambios de personalidad, neurosis, apatía, depresión, manía y psicosis.

ENFERMEDAD DE HUNTINGTON, Corea de Huntington

2) ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVASMUTACIONES EN REGIONES CODIFICADORAS

ENFERMEDAD DE HUNTINGTON

Las proteínas con poliglutaminas son propensas a malos plegamientos y a formar cuerpos de inclusión por agregados amiloides. Estos cuerpos de inclusión se han localizado tanto en el núcleo como en el citoplasma de las neuronas, y proyecciones neuronales del cuerpo estriado, córtex cerebral, cerebelo y médula espinal.

Es transcrito en numerosos tejidos, pero es particularmente transcrito y expresado en el cerebro.

2) ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVASMUTACIONES EN REGIONES CODIFICADORAS

ENFERMEDAD DE HUNTINGTON

3) TÉCNICAS Existe una variedad de técnicas y metodologías que

permiten detectar la repetición de tri- y tetra-nucleótidos, con implicaciones clínicas y hereditarias.

Cuando la expansión es de varios o cientos de nucleótidos, no se puede obtener producto tras la reacción de PCR, por lo que es necesario llevar a cabo un análisis mediante Southern blot, a pesar de que la estimación del tamaño del alelo expandido no puede hacerse con gran precisión con esta técnica.

Las técnicas de TP-PCR y QP-PCR, que permiten una detección fluorescente de la región amplificada de las repeticiones, son cada vez más utilizadas en los laboratorios para verificar la presencia de un alelo expandido en el rango patogénico, pero no cuantifican el tamaño de la expansión.

MUCHAS GRACIAS