Centro de Genética Médica y Molecular - Instituto de Investigación Oncológico Hospitalet de Llobregat, Barcelona
Proyecto de Investigación sobre Ataxias hereditarias de aparición tardía
Investigador principal: Victor Volpini Bertran.
Técnicos: Jordi Corral Seija. Isabel Banchs Escribá
Introducción
Las ataxias hereditarias de aparición tardía constituyen un grupo de enfermedades neurodegenerativas caracterizadas por un transtorno de la coordinación motora por patología cerebelosa o espinocerebelosa, siendo la ataxia de la marcha el signo más característico, además de ser su principal forma de comienzo. Su incidencia se estima en 5X10EXP(-5). El inicio semiológico comprende desde los 15 a los 70 años, soliendo debutar en la década de los 30 ó 40. Neuropatológicamente se observa atrofia y pérdida neuronal en areas y centros grises de la corteza cerebelar (células de Purkinje), tronco encefálico, ganglios basales y médula (OPCA, atrofias olivo ponto cerebelosas). La clasificación más aceptada ha resultado ser la propuesta por A Harding (1983) que situa tres grupos fundamentales denominados ADCA tipos I-III. ADCAI incluye el grupo clínicamente más heterogéneo, en el que junto a la ataxia de la marcha se citan otras características adicionales como disartria, disfagia, oftalmoplejía, atrofia óptica, amiotrofia, demencia, distonía, temblor, rigidez, espasticidad, neuronopatía etc.... Constituye el grupo más prevalente de los tres. ADCAII recoge los casos en el que se añade la degeneración retiniana (retinitis pigmentosa) y macular, con atrofia óptica y pérdida de la agudeza visual o ceguera. ADCAIII se refiere al grupo en el que la ataxia de la marcha destacaría como signo progresivo y supuestamente único ("ataxia pura"). El síndrome atáxico hereditario comparte una etiología genética común consistente en un aumento del número de repeticiones de una secuencia genómica (CAG)n, característica de todos los genes responsables de estas enfermedades descritos hasta ahora. Dicha secuencia nucleotídica está ubicada en todos los casos en regiones exónicas y codifica para secuencias peptídicas de poliglutaminas. Los individuos enfermos presentan uno de los alelos del gen con la referida mutación y la transmiten a la mitad de sus descendientes. Es especialmente característico que dicha secuencia pueda aumentar de tamaño generación trás generación, expandiéndose así progresivamente, por lo que se habla de "mutaciones expansivas dinámicas". De ese modo, en las ADCAI se han aislado los genes SCA1 en 6p22-23; SCA2 en 12q24 y SCA3/MJD (enfermedad de Machado-Joseph) en 14q32.1; además el grupo incluye el loci SCA4 en 16q22.1 (una forma con neuronopatía periférica), cuyo gen aún no se ha clonado. En las ADCAII se ha clonado el gen SCA7 en 3p14-p21 y en las ADCAIII se citan los loci SCA5 en 11cen, en el que el gen todavía no se ha aislado y SCA6 en 19p13. Otra forma relacionada de ataxia que también presenta expansiones CAG es la atrofia dentato-rubro-pálido-Luisiana (DRPLA).
Bibliografía
H.T. Orr et al. Expansion of an unstable trinucleotide CAG repeat in espinocerebellar ataxia type 1. Nature Genetics 1993. 4:221-226.
S. M. Pulst et al. Moderate expansion of a normally biallelic trinucleotide repeat in spinocerebellar ataxia type 2. Nature Genetics. 1996. 14: 269-276.
Yoshiya Kawaguchi et al. CAG expansions in a novel gene for Machado-Joseph disease at chromosome 14q32.1. Nature Genetics. 1994. 8: 221-227.
K. Flanigan et al. Autosomal Dominant Spinocerebellar Ataxia with Sensory Axonal Neuropathy (SCA4): Clinical Description and Genetic Localization to Chromosome 16q22.1. Am. J. Hum. Genet. 59:392-399.1996.
L.P.W. Ranum et al. Spinocerebellar ataxia type 5 in a family descended from the grandparents of President Lincoln maps to chromosome 11. Nature Genetics. 1994: 280-284.
O. Zhuchenko et al. Autosomal dominant cerebellar ataxia (SCA6) associated with small polyglutamine expansions in the a1A-voltage- dependent calcium channel. Nature Genetics. 1997. 5: 62-68.
G. David et al. Cloning of the SCA7 gene reveals a highly unstable CAG repeat expansion. Nature Genetics. 1997. 17: 65-70.
Harding AE. Classification of the hereditary ataxias and paraplegias. Lancet 1983; i: 1151-1153.
Polo JM, Calleja J, Combarros O, Berciano J. Hereditary ataxias and paraplegias in Cantabria, Spain. An epidemiological and clinical study. Brain 1991; 114: 855-866.
Objetivos
Identificar y caracterizar molecularmente las mutaciones causantes de las heredoataxias dominantes. Estudiar la repercusión fenotípica de las mutaciones. Incidencia, prevalencia y distribución geográfica de las mutaciones en España (ámbito de estudio). Origen poblacional de las mutaciones.
Hipótesis
- Existen otras expansiones CAG correspondientes a otros tantos loci SCA.
- En la consecución del fenotipo atáxico final intervienen relaciones epistáticas de otros loci SCA.
- Existen efectos fundadores relacionados con la distribución geográfica de las mutaciones.
Métodos
Sujetos de estudio: enfermos con ataxia de aparición tardía y familiares relacionados.
- Empleo de la PCR con los cebadores correspondientes a las regiones flanqueantes de las descritas mutaciones CAG de los diversos loci SCA 1-3, SCA 6-7 y DRPLA.
- Identificar mutaciones no descritas por las técnicas RED y DIRECT.
- Análisis de ligamiento genético: métodos Lod Score o IBD.
- Análisis de desequilibrio de ligamiento.
Publicaciones
- T. Matilla, V. Volpini, D. Genís, J. Rosell, J. Corral, A. Dávalos, A. Molins, X. Estivill. Presymptomatic analysis of spinocerebellar ataxia type 1 (SCA1) via the expansion of the SCA1 CAG-repeat in a large pedigree displaying anticipation and parental male bias. Human Molecular Genetics. 1993. 5: 254-258.
- D. Genís, A. Dávalos, A. Molins, J. Rosell, V. Volpini. Ataxias y paraplejias hereditarias. Aspectos clínicos y genéticos. 1993. 175-177. Ediciones Argón
- V. Volpini, T. Matilla, D. Genís, I. Banchs, J. Corral, X. Estivill. Genetic mutation, linkage & heterogeneity analysis in Spanish pedigrees and isolated cases of autosomal dominant Spinocerebellar Ataxia (SCA). Am. J. Hum. Genet., 1994; 55 Supplement A1448.
- A. Matilla Dueñas. Estudio genético y molecular de las ataxias espinocerebelosas de herencia autosómico dominante (ADCA): Análisis molecular del gen SCA1 y su producto: la ataxina-1. TESIS DOCTORAL, 1995.
- D. Genís, T. Matilla, V. Volpini, J. Rosell, A. Dávalos, I. Ferrer, A. Molins, X. Estivill. Clinical, neuropathologic, and genetic studies of a large spinocerebellar ataxia type 1 (SCA1) Kindred: (CAG)n expansion and early premonitory signs and symptoms. NEUROLOGY. 1995; 45: 24-30.
- M.A. Pujana, V. Volpini, X. Estivill. Cloning (CAG/GTC)n STSs by an Alu-(CAG/GTC)n PCR method: an approach to human Chromosome 12 and spinocerebellar ataxia 2 (SCA2). 1996. Nucleic Acid Research. 24: 3651-3652.
- M.A. Pujana, L. Martorell, V. Volpini, J. Valero, A. Labad, E. Vilella, X. Estivill. Analysis of amino acid and nucleotide variants in the spinocerebellar ataxia type 1 (SCA1) gene in schizophrenic patients. 1997. Human Genetics 99: 772-775.
- D. Genís, V. Volpini. Machado Joseph disease, spinopontine atrophy, and SCA3. 1997. NEUROLOGY 48: 1137-1138.
- L. Martorell, M. A. Pujana, V. Volpini, A. Sánchez, J. Joven, E. Vilella, X. Estivill. The Repeat Expansion Detection (RED) Method in the Analysis of Diseases with CAG/CTG Repeat Expansion: Usefulness and Limitations. 1997. Human Mutation 10: 486-488.
- M.A. Pujana, M. Gratacós, J. Corral, I. Banchs, A. Sánchez, D. Genís, C Cervera, V. Volpini, X. Estivill. Polymorphisms at thirtteen expressed human sequences containing CAG/CTG repeats and analysis in Autosomal Dominant Cerebellar Ataxia (ADCA) patiens. 1997. Human Genetics 101: 18-21.
- MA Pujana, V Volpini, M Gratacós, J Corral, I Banchs, A Sánchez, D Genís, C Cervera, X Estivill. Uncloned expanded CAG/CTG repeat sequences in Autosomal Dominant Cerebellar Ataxia (ADCA) by the Repeat Expansion Detection (RED) method. 1998. Journal of Medical Genetics 35:99-102.
- L. Martorell, M. A. Pujana, J. Valero, J. Joven, V. Volpini, A. Labad, X. Estivill, E. Vilella. Anticipation is Not Associated with CAG Repeat Expansion in Parent-Offspring Pairs of Patiens Affected with Schizophrenia. 1998. American Journal of Medical Genetics (en prensa).
- MA Pujana, V Volpini, X Estivill. Large CAG/CTG repeat templates produced by PCR: application to clone the SCA3/MJD repeat expansion by a modified DIRECT method. 1998 Nucleic Acids Research (en prensa).
DIAGNÓSTICO MOLECULAR Y ASESORAMIENTO GENÉTICO DE ATAXIAS HEREDITARIAS
La detección de una mutación expansiva constituye un diagnóstico molecular etiológico e identifica una enfermedad neurodegenerativa hereditaria, clasificándola por el tipo molecular de mutación hallada y permitiendo un diagnóstico diferencial con procesos afines. Adicionalmente, la caracterización molecular de las mutaciones expansivas y su procedencia paterna o materna, son un elemento pronóstico relevante del inicio, gravedad y grado de progresión de la enfermedad neurodegenerativa atáxica, confirmándose un modo particular de imprinting o herencia "influida por el sexo parental", en la transmisión y desarrollo de estas enfermedades.
En las ADCAs, actualmente es posible ofrecer con garantías diagnósticos prenatales y de portadores no penetrantes (presintomáticos), cuando se solicitan y valoran convenientemente, en el ámbito de un adecuado asesoramiento genético.
De tratarse de individuos sanos, los estudios de portadores constituyen diagnósticos pre-sintomáticos de la enfermedad. El conocimiento de tal circunstancia por parte de los mencionados sujetos puede comportarles severos disturbios psicológicos que aconsejan tomar las precauciones adecuadas antes de la exposición de los resultados por parte del asesor genético. El asesoramiento, de efectuarse, debe hacerse tras un estudio psiquiátrico previo de la personalidad de los consultantes y con un seguimiento y apoyo posterior; habida cuenta que se trata de unas enfermedades de aparición en la edad adulta, de curso progresivo y para las que no existen unos tratamientos efectivos.
Los conocimientos que se derivan de las investigaciones sobre estas enfermedades ayudan a clarificar su etiología y fisiopatología, pudiendo incidir en una terapia más eficaz, posiblemente aún paliativa. Los rápidos avances obtenidos en la investigación de estas enfermedades dan esperanzas de que se consigan abordar tratamientos etiológicos en un futuro no tan lejano, y así se logre aliviar definitivamente a estos enfermos de sus dolencias.
LA ENFERMEDAD DE CHARCOT-MARIE-TOOTH
Investigador responsable: Victor Volpini Bertran
Técnico: Isabel Banchs Escribá.
La enfermedad de Charcot-Marie-Tooth (CMT) es una de las enfermedades hereditarias más frecuentes, afectando a 1 entre 2500 personas. Se encuentra repartida por todo el mundo, sin diferencias apreciables geográficas o raciales. Fue originariamente descrita en 1986 por los médicos Jean-Marie Charcot, Pierre Marie y Howard-Henry Tooth; pero su causa no se ha comenzado a dilucidar hasta nuestros días. Los pacientes aprecian una lenta y progresiva incapacidad en el uso y movimientos de las manos, los brazos, las piernas y los pies, como consecuencia de una degeneración de los nervios de las extremidades. Los músculos afectados se atrofian, especialmente el peroneal, con la consiguiente merma en la realización de sus funciones. A diferencia de las distrofias, el defecto primario no es propiamente muscular, sino de la inervación.
Uno de los primeros signos de la enfermedad es el pie exageradamente arqueado o pie cavo, que va acentuándose con el tiempo. Se afectan asimismo los dedos, que resultan agarrotados o "en martillo". Son frecuentes los tropiezos, las caidas y las torceduras de tobillos. La progresiva disfunción muscular causa dificultades en la deambulación y en el mantenimiento del equilibrio. La debilidad muscular se exiende en ocasiones a los brazos. La función de las manos se afecta por la progresiva atrofia, repercutiendo fundamentalmente en movimientos de precisión como la escritura, que se ve así dificultada. Las anteriores alteraciones funcionales se acompañan asimismo de una merma en la sensibilidad tactil y témica (sensación frío-calor) en las areas afectadas. La gravedad y la evolución del cuadro puede variar mucho de un paciente a otro, incluso dentro de una misma familia. Un hijo puede estar menos gravemente afectado que el progenitor del que heredó la enfermedad, y viceversa.
La herencia de la enfermedad corresponde a una transmisión generalmente autosómico-dominante, de forma que un progenitor afectado tiene un 50% de probabilidades de transmitirla a sus hijos. Existen casos de herencia dominante ligada al sexo, en los que las mujeres afectadas la transmiten a la mitad de sus hijos o hijas, mientras que los varones afectados la pasan a todas sus hijas pero a ninguno de sus hijos. Asimismo se han descrito algunos casos de herencia autosómico-recesiva, en la que los padres asintomáticos, pero portadores de la enfermedad, la transmiten a la cuarta parte de sus hijos.
El diagnóstico de la enfermedad de CMT se fundamenta en la semiología clínica; exploración de los reflejos miotáticos, generalmente disminuidos o abolidos y en la evaluación de la atrofia muscular. Son asimismo muy importantes los estudios electromiográficos, midiendo la velocidad de conducción nerviosa, sensitiva y motora. Es imprescindible recabar datos acerca de otros familiares afectados, elaborándose una reconstrucción genealógica en donde poder observar la transmisión hereditaria de la enfermedad. Actualmente es posible efectuar un diagnóstico genético-molecular de índole etiológico, por la detección de mutaciones en los genes involucrados en la herencia de estos procesos.
Existen distintos tipos de CMT, clasificados según su gravedad, evolución y datos acerca de la velocidad de conducción nerviosa. El más común es el tipo 1A, que depende en más de un 70% de los casos de la herencia de una duplicación a escala molecular que afecta al gen PMP22 (proteína mielínica periférica), situado en la región cromosómica 17p11.2. El CMT tipo 1 es de inicio precoz, con marcada disminución de la velocidad de conducción, a diferencia del tipo 2, de inicio más tardío y con velocidad de conducción normal. Las formas recesivas son mucho más graves y de curso más invalidante, ocupando un lugar intermedio las formas ligadas al sexo.
El tratamiento de la enfermedad depende de medidas quirúrgicas u ortopédicas, así como de fisioterápia; observándose una mejoría con la práctica de una actividad física moderada. No existe un tratamiento etiológico que solucione definitivamente la enfermedad.
La investigacion de las causas de la enfermedad de Charcot-Marie-Tooth esta siendo llevada a cabo por muchos laboratorios de neurogenética-molecular nacionales y extrangeros. Los resultados que se obtengan permitirán conocer mejor la enfermedad para así idear terapias futuras más eficaces. Es tarea de toda la sociedad el impulsarla, siendo imprescindible la colaboración de las familias afectadas en un ámbito sanitario coordinado.
La neuropatía tomaculosa o neuropatía con susceptibilidad a la parálisis por presión (HNPP) se refiere a una enfermedad hereditaria caracterizada por repentinas parálisis musculares o parestesias secundarias generalmente a la compresión de un tronco o plexo nervioso. La parálisis generalmente se recupera tras un lapso de tiempo breve aunque a veces se prolonga días o meses. La enfermedad se transmite de forma autosómica dominante y recientemente se ha demostrado que en la mayoría de los casos la etiología corresponde a una deleción en la región 17p11.2 que afecta al gen PMP22. Empleando la misma tecnología que para CMT es posible detectar dichas mutaciones y de ese modo ofrecer un asesoramiento genético en esas familias. El conocimiento de ser portador de la mencionada deleción como factor predisponente, puede prevenir al sujeto de comportamientos que lleven a comprimir estructuras nerviosas periféricas y así evitar la subsiguiente parálisis. Su diagnóstico molecular se realiza utilizando la misma tecnología que en CMT.
El diagnóstico molecular de Charcot-Marie-Tooth o de neuropatía tomaculosa, se basa fundamentalmente en la detección de duplicaciónes o deleciones, respectivamente, en 17p11.2, mayoritarias en estos pacientes. El resto de mutaciones son de difícil y costosa detección, labor que puede conllevar mucho tiempo y que generalmente es infructuosa.
El asesoramiento genético de estas enfermedades se basa en el estudio familiar de su transmisión, de acuerdo con los patrones citados anteriormente, en la evaluación de los estudios clínicos de los pacientes afectados y en la detección de las mutaciones causantes de la enfermedad. Este último aspecto constituye un diagnóstico molecular etiológico de la enfermedad, esclarece un diagnóstico diferencial, identifica portadores asintomáticos en los que la enfermedad no se ha manifestado (no penetrantes) y permite un diagnóstico prenatal en el ámbito de una adecuada planificación familiar.
Solicitud de análisis molecular DE CHARCOT-MARIE-TOOTH O DE ATAXIA
Nuestro laboratorio de genética-molecular lleva a cabo dichas determinaciones, precisando para su realización efectiva:
- Solicitud de la prueba analítica por parte de un facultativo.
- Compromiso de pago por parte de la administración del centro emisor. Envío de muestras de sangre periférica (15 cc) recogidas con el anticoagulante EDTA y remitidas siempre a temperatura ambiente. Las muestras pueden conservarse circunstancialmente en nevera a 4º C; pero no deben congelarse.
- Es conveniente adjuntar copias de las historias e informes clínicos de los pacientes y familiares relacionados en estudio.
Las peticiones deben dirigirse al Dr. Victor Volpini Bertran del CENTRE DE GENÈTICA MÈDICA I MOLECULAR- Institut de Recerca Oncològica. Hospital Duran i Reynals, Autovía de Castelldefels km 2,7. 08907- l'Hospitalet de Llobregat, Barcelona. Spain.
Tel.: (34) 93 - 2607775
FAX: (34) (9)3- 2607776
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