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Sindrome de Angelman Maria del Carmen Fernandez, Claudia Arberas, Ana Maria Tello Introduccion En 1965, el Dr Harold Angelman describio en lnglaterra a tres niiios con un cuadro de retraso madurativo severo, trastornos del lenguaje, marcha ataxica temblorosa con movimientos anormales de 10s miembros, microcefalia progresiva, convulsiones y un fenotipo conductual caracteristico con excitabilidad y "estallido de risas".' Se publicaron otros casos sim~lares,aunque se estimo que se trataba de una rara entidad.2-R Los primeros reportes americanos surgen en la decada de 1980.9-'8 Este cuadro es reconocido ahora como sindrome de Angelman (SA). Se calcula una incidencia de 1 en 15.000 a 1 en 30.000 recien nacidos.lg (Ilamada proteina P) que es crucial en la sintesis de la melanina. En ocasiones, la hipopigmentacion es tan importante que permite sospechar albinismo. En nihos con disomia uniparental o con delecion muy pequeria, el gen no se ha perdido, y la piel es normal y 10s ojos estan pigmentados. Los nirios con hipopigmentacion son muy sensibles al sol, por lo cual el uso de protectores es i m p ~ r t a n t e . ~ ~ - ~ ' Las primeras anomalias observadas son un retraso en la adquisicion de pautas madurativas e hipotonia muscular. Aproximadamente el 50% de 10s pacientes desarrollan microcefalia hacia 10s 2 arios. Los movimientos temblorosos y el aumento de 10s reflejos tendinosos profundos pueden notarse hacia el aho de vida. En la mayoria de 10s casos, el SA se debe a la delecion materna del cromosoma 15 q11.2q13, aunque se reconocen otros mecanismos en la etiopatogenia, como la disomia uniparental paterna, las mutaciones del centro de imprinting, las mutaciones del gen UBE3A y otros reordenamientos cromosomicos menos tipicos que incluyen la region mencionada. El gen UBE3A es el candidato responsable del SA. Las convulsiones aparecen entre el primero y el tercer aiio, con cambios electroencefalograficos tipicos, con descargas paroxisticas de ondas lentas hipervoltadas que se provocan con el cierre ocular. La epilepsia suele ser polimorfa e incluye variantes de petit ma1 y de Lennox-Gastaut. La heterogeneidad causal del SA representa un desafio para el diagnostic0 y el consejo genetic0 familiar, respecto a riesgos de recurrencia, segun el mecanismo subyacente inv~Iucrado.~~-~~ En promedio, 10s niiios adquieren la marcha entre 10s 30 meses y 10s 6 arios, cuya caracteristica es la rigidez, el temblor y la espasticidad al andar. Las piernas permanecen separadas y 10s pies estan girados hacia el exterior. Esto, acompahado por brazos levantados, 10s codos flexionados y las manos giradas hacia abajo, produce la forma de andar tipica de 10s nitios con SA. El 10% no adquiere la marcha independiente.ll-l2 Cuadro clinic0 Por lo general, el SA no se reconoce en el momento del nacimiento, ya que el fenotipo de 10s niiios es normal y 10s trastornos del desarrollo no son evidentes hasta alrededor de 10s 6 meses de vida. La edad promedio de diagn o s t i c ~suele ser entre 10s 3 y 7 arios, cuando las caracteristicas del comportamiento y 10s rasgos tipicos se hacen definidos. Los antecedentes prenatales, el desarrollo fetal, el peso al nacer y la circunferencia cefalica son normales en el recien nacido. Puede haber hipopigmentacion de la piel y 10s ojos como consecuencia de la delecion de un gen cercano al del SA. Este produce una proteina Marzo 2006 -- Las neuroimagenes no muestran lesiones estructurales, aunque puede haber areas de atrofia cortical y desmielini~acion.~'-'~ Los trastornos del suerio son comunes, con alteracion del ciclo s u e r i o - ~ i g i l i aLos . ~ ~ niiios suelen tener actividad incesante, mantienen constantemente sus manos o juguetes en la boca. En la niriez, es frecuente que se chupen las manos. Mas adelante, el procedimiento exploratorio es a traves de la manipulacion oral y masticando. La lengua es de forma y tamano normal, per0 la protrusion es un rasgo caracteristico en el 30-50%.29 secclOn Med,ca Hospital de Niiios "Ricardo Gutierrez" Gallo 1330 (1425) Buenos Argentina La mayoria de las reacciones frente a 10s estimulos se acompaiia de risas o muecas ~~~~~~ 47 Sindrorne de Angelrnan faciales, las que pueden ser provocadas con diapasones de 125 Hz. individuos con SA logren las mismas capacidades30 Aunque 10s nirios con SA experimentan una variedad de emociones, aparentemente predomina la felicidad. La primera evidencia de esta conducta caracteristica puede estar en el comienzo de una temprana y persistente sonrisa a 10s 1-3 meses. Pueden presentar una risa verdaderamente cercana al paroxismo o "estallidos de risa". En ocasiones, la apariencia de fel~cidadesta rozando con la irritabilidad. El desarrollo puberal es, por lo general, normal y la procreacion parece posible tanto para varones como para mujeres, per0 no hay registros reproductivos. Por todo lo mencionado, a este cuadro se lo llamaba sindrome de happy puppet (murieca feliz), denomination peyorativa y reemplazada en la actualidad por sindrome de Angelman. Todos 10s pacientes con SA tienen hiperactiv~dady cortos periodos de atencion, afecta por igual a varones y mujeres. El deterioro del lenguaje es severo. La utilization apropiada de palabras en un mod0 consistente es rara. Las habilidades linguisticas receptivas son siempre mas altas que las habilidades expresivas. Se sabe que las capacidades cognitivas en el SA son mas altas que las indicadas por 10s tests de desarrollo. El area mas llamativa en la que esto es evidente es la diferencia entre el lenguaje comprensivo y el lenguaje hablado. Debido a su capacidad de comprender el lenguaje, 10s nirios con SA pronto se diferencian de otros cuadros de retraso mental severo. No obstante, hay una amplia gama en el nivel de desarrollo que hace que no todos 10s Figura 1 Fenotipo I con SA. Los adultos jovenes parecen tener buena salud fisica; la constipation y la escoliosis se mencionan como posibles problemas. Vivir en forma independiente no es posible para adultos con SA, per0 la mayoria puede convivir con su familia. La expectativa de vida no parece estar comprometida (Figura 1). Consenso de criterios clinicos para el diagnostico de SA Con el proposito de establecer criterios clinicos de diagnostico, se han publicado recientemente 10s hallazgos fenotipicos y del desarrollo mas frecuentes (Scientific Advisory Committee of the US Angelman Syndrome Fo~ndation).~' Todos 10s individuos afectados tienen: Antecedentes prenatales y de nacimiento normal, circunferencia cefalica normal, y carecen de defectos al nacer Examenes de laboratorio quimicos, hematologicos y metabolicos normales Tomografia computarizada o resonancia magnetica de cerebro normal (puede haber minima atrofia cortical o desmielinizacion) Evidencia de retraso del desarrollo para 10s 6-12 meses, catalogado como severo, sin perdida de pautas Dificultad en el lenguaje, con poco o minimo uso de palabras, con habilidades mayores en la comunicacion no verbal queen la expresiva Ataxia de la marcha o movimientos anormales de 10s miembros Personalidad facilmente excitable, con crisis de risa y aleteo de manos, y periodos cortos de atencion Mas del 80% de 10s individuos tiene: Disminucion del crecimiento cefalico, que resulta en microcefalia hacia 10s 2 aAos de edad Rev Hosp Ninos BA~res- Volumen 48 - No 216 Fernandez. Arberas. Tello Convulsiones que se inician hacia 10s 3 anos Electroencefalograma anormal con patron caracteristico con ondas agudas lentas El 20-BOO/o de 10s pacientes tiene: Occiput chato Estrabismo Piel y cabello hipopigmentados Boca abierta, lengua prom~nente,babeo, diastema de 10s dientes Mandibula prominente Trastornos deglutorios y de alimentacion en la infancia Hiperreflexia tendinosa Increment0 de la sensibilidad al calor Movimiento de 10s brazos en la marcha Trastornos del suefio Atraccion o fascinacion por el agua tal, se debe al mecanismo llamado impronta genomica o imprinting.Este mecanismo es responsable de la inactivacion selectiva de 10s genes, y la metilacion es uno de 10s factores implicados. La metilacion supone la incorporacion de un grupo metilo en el ADN, lo que impide la expresion de 10s genes correspondientes. En la actualidad, se conoce que 10s genes implicados en cada uno de estos sindromes (SA y SPW) estan localizados en dos zonas distintas dentro de la region 15q11.2-q13. La region 15q11.2-q13 es propensa a reordenamientos cromosomicos, especialmente con regiones telomericas o subtelomericas de otros autosomas. Esto puede estar relacionado con la presencia de elementos repetitivos que flanquean la zona y comparten homologia con las regiones telomericas. La incidencia de anomalias cromosomicas estructurales complejas (translocaciones o inversiones) probablemente Sean responsables del SA en un 2% de 10s casos. Algunos individuos con SA han heredado las copias materna y paterna del cromosoma Etiopatogenia La primera alteracion genetica que se relaciono con el SA fue una delecion en el cromosoma 15, en la region q11.2-q13. Esta delecion tipica, presente en el 70% de 10s pacientes con SA cuando se realiza estudio cromosomico con tecnicas de alta resolucion de bandas, corresponde a la perdida de un fragment0 de 3.5 Mb de ADN del brazo largo del cromosoma 15. Cuando se descubrio la delecion en el SA se observo que era identica a la delecion que causaba el sindrome de Prader Willi (SPW). Sin embargo, el SPW tenia caracteristicas fenotipicas distintas de las del SA. m ATF 101: Posteriormente, mediante tecnicas moleculares para el estudio del ADN, se demostro que la delecion en el SPW siempre ocurria en el cromosoma 15 de origen paterno, mientras que la delecion en el SA siempre tenia lugar en el de origen materno. A partir de estas observaciones, se dedujo que 10s genes responsables del SPW solo estaban activos en el cromosoma 15 de origen paterno y aquellos responsables del SA unicamente estaban activos en el cromosoma 15 de origen materno (Figura 2). El hecho de que 10s genes se expresen en un cromosoma u otro, seg~jnsu origen paren- Marzo 2006 - Figura 2. ldeograma del cromosoma 15. Ampliacion de la region 15q11-q13 correspondiente a1 SPW y SA. - 49 Sindrome de Angelman 15, con la copia materna inactiva, consecuencia de "defect0 en el imprinting". En estos casos, algunos tienen una delecion muy pequeiia de la region llamada centro del imprinting (CI). El CI parece ser capaz de ejercer su efecto regulador del gen UBE3A desde una localization lejana. Otro mecanismo reconocido en el SA es product0 de la disomia uniparental paterna. Se conoce con este nombre a la contribucion del par de cromosomas homologos provenientes de un mismo progenitor. Como resultado del imprinting, 10s genes del cromosoma paterno estan inactivados y nose expresan. Este hecho equivale a la ausencia funcional de genes del SA. Las disomias estan relacionadas con una anomalia de la meiosis de las celulas germinales para formar 10s gametos. Finalmente, en 1997, se localizo en la region al gen UBE3A, candidato responsable de la aparicion del SA. El UBE3A codifica para una proteina llamada ubiquitin protein ligase, componente enzimatico de un complejo sistema de degradacion proteolitico, llamado ubiquitin-proteasome pathway y primer ejemplo de desorden genetic0 del camino proteolitico ubiquitin dependiente. Este camino esta localizado en el citoplasma de todas las celulas, donde el ubiquitin esta unido a proteinas y, de ese modo, provoca que estas Sean degradadas, en especial la proteina p53. Los altos niveles de p53 serian 10s responsables de iniciar la apoptosis o muerte celular programada y contribuir a la perdida celular. El imprinting del gen UBE3A esta restringido al cerebro, pues en el resto de 10s tejidos, se expresa en forma bialelica. Esto es consistente con 10s hallazgos del SA, donde el mayor - -r Normal Delecion Mutacion UBE3A I F~gura3. Mecan~smosgeneticos del SA. 50 - Disomia uniparental paterna 7 Defecto Imprinting compromiso esta vinculado a la afectacion cerebral. En 10s estudios experimentales efectuados en ratones transgenicos con ladeficiencia materna del gen UBE3A, se observo la ausencia de expresion detectable en las neuronas del hipocampo y celulas de Purkinje del cerebelo, lo que indica que el imprintingcon silenciamiento del alelo paterno se correlaciona con las manifestaciones neurologicas y cognitivas del SA. En un cerebro normal, lacopia del UBE3A heredada del padre esta casi completamente inactiva; por lo tanto, la copia materna desemperia la mayor parte de las funciones del UBE3A. De este modo, las mutaciones del LIBE3A heredadas de la madre causan el SA, las mutaciones del UBE3A heredadas del padre no tienen efectos detectables en el En IaTabla y la Figura 3, se detallan varios mecanismos en la produccion del SA. Analisis cromosomico e hibridacion in situ fluorescente (FISH) Es necesario realizar el cariotipo con tecnicas de alta resolucion de bandas. Este analisis permitira identificar la delecion 15q11.2q13, o detectar otras anomalias cromosomicas (translocaciones o inversiones) (Figura 4). Luego, se efectua la tecnicade FISH empleando las sondas D15S10 y SNRPN que hibridan con la region critica del SA, ademas de una sonda centromerica como control de hibridacion. Con un microscopio de fluorescencia, se observa si la delecion esta presente o ausente (si la delecion esta presente no hay serial). Estudio de microsatelites (PCR) Para este estudio es necesario ADN del paciente y 10s padres. Esta tecnica usa marcadores de ADN (microsatelites) y determina la procedencia de 10s cromosomas, indicando si el hijo ha recibido un cromosoma 15 de cada progenitor (herencia biparental), o bien si solo ha recibido cromosomas 15 paternos (disomia uniparental paterna). Tambien puede detectar si hay una delecion al no observarse marcadores maternos. Sin embargo, a veces, puede ser dificil diferenciar entre una delecion y una disomia - Rev Hosp Ninos BA~res- Volurnen 48 - No 216 Fernandez, Arberas. Tello Tabla. Mecanismos geneticos del SA 1 Grandes deleciones 2 Otras anormalidades 70-75% 2% 3 Disomia uniparental paterna 4 Defectos en el imprinting 5 Mutaciones en UBE3A 6 Desconocidos 2-3% 3-5% 3-5'10 15% lncluye la delecion del gen P (pigrnentacion) Rearreglos cromosomicos (pueden causar la ausencia de la region 15q11-13) Ambos cromosomas 15 heredados del padre Algunos tienen delecion en el centro de imprinting Posibilidad de madre portadora normal Todos 10s mecanismos anteriores deberian estar descartados a traves de pruebas geneticas antes de ser asignado a este grupo uniparental. En estos casos, el diagnostic0 se determina en combinacion con la tecnica de FISH, confirmando si se ha producido o no una delecion. Asi, en una 'On a delecion o disomia uniparental paterna, no se encontraran marcadores maternos para la region 5q1 .2-q13, habra marcadores paternos. En 10s casos de mutacion del centro de imprinting o herencia biparental, se observaran marcadores de ambos progenitores. Analisis de metilacion Para este estudio solo hace falta ADN del paciente. Es la tecnica mas informativa, ya que identifica las principales alteraciones asociadas al SA (delecion, disomia uniparental o alteracion del imprinting), per0 no permite precisar de que tipo de alteracion se trata. Se basa en el patron de metilacion, que es especifico, segun 10s cromosomas Sean de origen paterno o materno. De mod0 que si el analisis de metilacion muestra el patron paterno, se confirma el SA. Para diferenciar entre delecion y disomia uniparental, se realizaran 10s estudios de FISH, microsatelites, o ambos. Un patron de metilacion normal estara determinado por dos f r a g m e n t ~de ~ distinto tamatio, uno paterno y otro materno. En el SA, solo estara el fragment0 menor procedente del padre (es lo que se llama patron de metilacion paterno) y es caracteristico de 10s pacientes con SA. risticas clinicas. Por el momento, no se dispone de una tecnica para analizar a estos pacientes. Se piensa que las mutaciones dentro del gen UBE3A podrian ser las responsables, posiblemente junto a otras alteraciones hoy desconocidas, en el grupo de pacientes con SA no diagnosticados media de estudios moleculares, Si se confirma esta idea, se abriran las puertas a nuevas tecnicas de diagnostic0 (test de la ~ r o t e i n atruncada, secuenciacion, analisis mutacional) no empleadas hasta el momento para estudiar este sindrome. 8 Consejo genetico y diagnostico prenatal El consejo genetico para el SA depende del mecanismo molecular que lo origine. La mayoria de 10s casos ocurren de forma esporadica; sin embargo, algunas familias presentan un alto riesgo de recurrencia hasta del 50%, segun se comenta a continuacion. 1. Cuando en la familia hay un individuo afectado con delecion, el riesgo de recurrencia es bajo El diagnostico prenatal se realiza mediante el estudio FISH en vellosidades corionicas o liquid0 amniotic0 para confirmar o descartar la delecion en el feto. Otras alternativas 2. Si en la familia hay un individuo afectado con disomia uniparental paterna, el riesgo de recurrencia es bajo (1%). El diagnostico prenatal se realizara con estudio de microsatelites para determinar el origen parental de 10s cromosomas 15, o bien mediante el analisis de metilacion que excluye la posibilidad de una delecion, disomia uniparental o una mutacion del imprinting. Cuando con las tecnicas descritas no se observa una alteracion genetica, el diagnostico se confirma sobre la base de las caracte- 3. En caso de mutacion del CI, el riesgo de recurrencia es alto (50%). Se ofrecera un diagnostico prenatal basado en el analisis Marzo 2006 Sindrome de Angelman -- I I Delecion identificada Cromosomas maternos normales c~togenetlco, FlSH 1 Sospecha de Sindrome de Angelman Comenzar pruebas diagnosticas (cromosomicas. FlSH y metilacion) I Cromosomas maternos anormales citogenetico, Citogenetico y FlSH normales Metilacion anormal Citogenetico, FISH y metilacion normales Disomia uniparental identificada Reevaluar diagnostico clinico Centro de Impr~nting(C I) 1 molecular molecular molecular I Mutacion UBE3A o microdelecion en la cercania de UBE3A o delec~on L no certero Necesidad de estudio molecular UBE3A 1 I SI hermanos afectados. RR, 5090, sino haplot~pode hermanos normales o deleclon molecular G haplot~po t e materno que el afectado Fi1, haplotipo materno que el afectado RR: Riesgo recurrencia. DPN: Diagnostic0 prenatal. de metilacion con la sonda KB17 (exon -1 SNRPN). 4. Loscasos de SA sin causa identificable tie- nen un riesgo de recurrencia alto (5096). No se puede ofrecer un diagnostico prenatal, salvo en 10s casos en 10s que haya dos miembros afectados e n la misma fami- -- 1 Diagnost~co clinico - .. Figura 4. Algoritmo de estudio. 52 1 Mutacion UBE3A no identificada [ molecular Diagn6stico certero 1 ---- lia. Esa situation permitiria determinar el cromosoma alterado empleando marcadores de ADN. Se efectuaria un estudio prenatal para determinar si el feto presenta el cromosoma anomalo. 5. Si un SA esta asociado a una translocacion presente en un padre, se aconsejara Rev Hosp Ninos BAires - Volumen 48 NU216 -