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FACULTAD
Odontología
Universidad de Chile
INVESTIGACIÓN EN
Amelogenesis
Imperfecta
1
1.
IDENTIFICACIÓN
DEL PROYECTO
3
Proyecto Fondecyt Regular Nº 1140905:
“ANÁLISIS MUTACIONAL DE GENES CAUSALES DE AMELOGENESIS IMPERFECTA Y BÚSQUEDA DE NUEVOS GENES INVOLUCRADOS EN SU ETIOLOGÍA A TRAVÉS DE TÉCNICAS DE CAPTURA EXÓMICA Y SECUENCIACIÓN
MASIVA PARARLELA”.
(“MUTATIONAL ANALYSIS OF CAUSAL GENES OF AMELOGENESIS IMPERFECTA
AND A SEARCH FOR NEW GENES INVOLVED IN ITS ETIOLOGY THROUGH
TECHNIQUES OF EXOME CAPTURE AND MASSIVE PARALLEL SEQUENCING”).
Investigadora Responsable: Dra. Blanca Regina Urzúa Orellana
Co-investigadores: Dra. Irene Cecilia Morales Bozo
Dra. Ana Verónica Ortega Pinto
Dra. Daniela Adorno Farias
Dra. Lilian Elena Jara Sosa
HIPÓTESIS 1. Los probandos de familias diagnosticadas con varios tipos de AI no
sindrómicas presentarán mutaciones patogénicas en las regiones promotoras, secuencias exónicas o vecindades exón-intrón de los genes causales de AI analizados en este estudio: AMELX, ENAM, MMP-20, KLK4, FAM83H, WDR72, C4orf26,
SP6, LAMB3 and SLC24A4). Estas mutaciones pueden o no difererir de aquellas
previamente reportadas en otros estudios.
HIPÓTESIS 2. La técnica de secuenciación exómica de probandos afectados con
AI, de etiología desconocida, exhibiendo patrones de herencia simple o recesivos y negativos para todas las mutaciones descritas en los genes analizados en
este estudio, identificará mutaciones causales entre los genes candidatos para AI
(AMBN, ODAM, AMTN, TUFT, y otros) o en genes previamente no sospechados
estar involucrados en AI.
OBJETIVOS GENERALES.
1. Identificar mutaciones patogénicas en las regiones regulatorias y codificantes
de genes causales para AI en individuos afectados pertenecientes a familias
chilenas y colombianas.
2. Buscar nuevos genes causales de AI en individuos afectados de familias chilenas y colombianas con etiología genética desconocida.
LÍNEA DE INVESTIGACIÓN: Etiología genética de las alteraciones del desarrollo
en la estructura, número, forma y tamaño de los dientes.
SUBLÍNEA: “Análisis clínico-radiográfico, histopatológico, inmunohistoquímico y
genético molecular de familias chilenas afectadas con Amelogénesis Imperfecta”.
MARCO CONCEPTUAL: Las Amelogénesis Imperfecta (AI) muestran extensa heterogeneidad clínica y genética. Existe mucha evidencia que sugiere que los genes
causales que han sido descritos hasta la fecha, sólo dan cuenta de un 40-50 %
de los casos de AI en el mundo. Existen casos de familias con AI de origen Latino Americano en las cuales no se han detectado mutaciones causales en genes
responsables para AI (Brasil, Chile). En otros casos se han descubierto nuevas
mutaciones en genes causales (Colombia, México) y también se han descubierto
nuevos genes involucrados en AI (Brasil, AI sindrómica). En el contexto de este
conocimiento sobre el tema, sustentado en vasta literatura descrita en el marco
teórico del proyecto, se proponen las siguientes hipótesis:
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OBJETIVOS ESPECÍFICOS.
1. Describir datos clínicos, radiográficos, histopatológicos e inmunohistoquímicos (cuando se dispone de dientes donados) de los miembros de diferentes
familias involucradas en el estudio que no han sido analizadas y nuevas familias que han sido recientemente enroladas en la investigación.
2. Identificar mutaciones en las regiones promotoras, secuencias codificantes completas y regiones intrónicas adyacentes a exones de genes con roles
causales previamente descritos (AMELX, ENAM, MMP-20, KLK4, FAM83H,
WDR72, LAMB3, C4orf26, SLC24A4, and SP6) en sujetos afectados con AI hipoplásica, hipomadura e hipocalcificada y controles no afectados, mediante
PCR y secuenciación directa (Sanger).
5
3. Identificar variantes causales en exomas de individuos afectados con AI hipoplásica, hipomadura e hipocalcificada, quienes resultaron negativos para
mutaciones en genes causales de AI, a través de captura exómica y secuenciación masiva paralela.
4. Determinar el significado de las variaciones de secuencia encontradas en individuos afectados por AI y/o sus parientes, usando análisis computacionales
y co-segregación de variantes en las respectivas familias.
2.
¿POR QUÉ ESTUDIAR
EL ESMALTE A TRAVÉS
DE LA APROXIMACIÓN
GENÉTICA?
6
7
Las AI son un grupo de condiciones heredadas, que afectan el desarrollo del esmalte dental, causando anomalías como hipoplasia, hipocalcificación e hipomaduración.
El esmalte es el tejido más duro y altamente mineralizado del cuerpo humano y
no puede ser reparado, debido a que los ameloblastos sufren apoptosis durante
la erupción dentaria. Es un tejido difícil de estudiar porque su formación está regulada en forma espacial y temporal, quedando restringida al período de odontogénesis, único momento en el que se expresan los genes que participan en su
formación, lo cual impide la realización de estudios funcionales de mutaciones
detectadas.
La expresión de los genes de esmalte está restringida al período del desarrollo
embrionario y posnatal del diente (deciduo y permanente), por lo tanto el efecto de una mutación en cualquiera de ellos puede sólo ser predicha en humanos.
Esas predicciones son obtenidas principalmente a través de análisis de simulación computacionales (in silico) y resultan en consecuencias no verificables de
las mutaciones a nivel del RNA mensajero o a nivel de la proteína. Una gran parte
del conocimiento sobre las funciones de las proteínas del esmalte es especulativo
y proviene del estudio de genes humanos clonados y de las secuencias de DNA
copia y proteínas deducidas a partir de DNA genómico o a partir de estudios realizados en modelos animales como porcino, bovino, rata, ratón, entre otros.
3.
DESCRIPCIÓN GENERAL
SOBRE Amelogenesis
Imperfecta
En este contexto, el estudio de familias con defectos heredados en la síntesis de
esmalte, tales como Amelogénesis Imperfecta (AI), constituyen una aproximación válida para dilucidar el rol de los genes y las funciones específicas que desempeñan sus productos en la síntesis de este tejido.
8
9
AMELOGENESIS IMPERFECTA.
Definición. Históricamente, las Amelogénesis Imperfecta (AI) se han definido
como un grupo diverso de desórdenes hereditarios caracterizados por anormalidades, producidas durante el desarrollo, en la cantidad y/o calidad del esmalte,
en ausencia de defectos metabólicos, morfológicos, generalizados o localizados,
en otros sistemas del cuerpo (Witkop C, 1989; Sundell S and Valentin J, 1986). En
su forma más leve, AI causa decoloración y morfología anormal de las coronas
dentarias, mientras que en su presentación más severa el esmalte es muy escaso,
casi imperceptible clínicamente, no tiene el grosor normal y presenta defectos de
mineralización, por lo cual se pierde fácilmente del diente muy pronto después
de la erupción. En esta definición, las anomalías se limitan sólo al esmalte y pueden afectar las denticiones primaria, permanente o ambas (Neville B y cols., 1995;
Sapp P y cols., 1998). Sin embargo, en una definición más actualizada se propone
que las AI son un grupo de condiciones, de origen genético, que pueden estar
asociadas con cambios morfológicos o bioquímicos en otras partes del cuerpo,
por lo que las formas síndrómicas quedan también incluidas, contribuyendo así a
aumentar el conocimiento de la patogénesis de AI (Aldred MJ y cols., 2003).
Clasificación. El desarrollo del esmalte normal se divide en dos etapas principales:
A) “etapa secretora” o elaboración de la matriz y simultánea mineralización primaria de la misma; B) “etapa de maduración” del esmalte, donde ocurre remoción de
proteínas y mineralización secundaria (Neville B y cols., 1995; Sapp P y cols., 1998;
Witkop C, 1989). Los tres tipos principales de AI se correlacionan con defectos en
las etapas del proceso. En las AI de tipo hipoplásicas (local o generalizada), existe
un defecto en la secreción de la matriz del esmalte, causado por interferencia en
la función de los ameloblastos. El esmalte no tiene el espesor normal, es delgado
o presenta cavidades debido a defectos de aposición en áreas locales o generalizadas. La radiopacidad del esmalte es mayor que la de la dentina. En las AI de tipo
hipocalcificadas, el esmalte es de grosor normal, pero ocurre una mineralización
defectuosa de la matriz, con nucleación y mineralización anormal de los cristalitos
(unidad estructural del prisma o varilla), que ocasiona que el esmalte sea blando
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y fácil de eliminar con un instrumento. En estos casos el esmalte es menos radioopaco que la dentina. En las AI de tipo hipomaduras el esmalte es de espesor normal, pero su dureza y transparencia no lo son. Ocurre un defecto en el crecimiento
de los cristalitos durante la fase de maduración. El esmalte puede ser perforado
por presión y fácilmente separado de la dentina por exploración del tejido con un
instrumento. La radio-opacidad del esmalte es aproximadamente la misma que la
de la dentina (Neville B y cols., 1995; Sapp P y cols., 1998). Basados en el proceso
de amelogénesis normal, en las manifestaciones clínicas y en el modo de herencia,
esta anomalía se ha clasificado en tres tipos, con al menos 15 subtipos distintos
(Witkop C, 1989).
Prevalencia. La frecuencia estimada de AI en la población general varía entre 1 en
8.000 a 1 en 14.000, dependiendo del criterio diagnóstico y el carácter demográfico de la población investigada. Algunos estudios han reportado que las AI de tipo
hipoplásica son las más frecuente en población extranjera (Neville B y cols., 1995;
Sapp P y cols., 1998; Witkop C, 1989).
Etiología genética de las amelogénesis imperfecta (AI). El proceso de amelogénesis está regulado por la expresión de múltiples genes, por lo tanto la alteración
en cualquiera de éstos modificará la formación del esmalte con la consecuente
expresión en el fenotipo, el cual puede corresponder a un esmalte hipoplásico (correctamente mineralizado, pero de grosor alterado), hipomineralizado (subdividido en hipomaduro e hipocalcificado) o una combinación de los anteriores, que es
lo que se presenta en la mayoría de los casos (Stephanopoulos G y cols., 2005).
En la tabla 1 se describen los genes involucrados en la etiología genética de las
AI en humanos y sus funciones en el desarrollo de esta anomalía del esmalte, sus
respectivos productos proteicos, número de mutaciones reportadas, fenotipo clínico y patrón de herencia asociado.
AI ligadas al cromosoma X. Las mutaciones con patrones de herencia ligados al
cromosoma X se asocian al gen AMELX el cual se localiza en la región cromosómica Xp22.3-22.1 y codifica la proteína amelogenina, la proteína más abundante
de la matriz extracelular en la formación del esmalte; esta sería la encargada del
crecimiento ordenado de los cristales de HAP, sirviendo como un esqueleto o andamio que guía el crecimiento del mineral (Fincham AG, Simmer JP., 1997; Robinson C y cols., 1990).
11
Se conocen 19 mutaciones en este gen (Cho E y cols., 2014; Hu J y cols., 2012;
Urzúa B y cols., 2011; Wright JT., 2003). Se ha reportado que la ubicación de éstas
se encuentra en la región codificante correspondiente al péptido señal, al extremo
amino terminal y al extremo carboxilo terminal. Estas observaciones han permitido definir que algunos dominios de la proteína amelogenina son críticos para el
control del grosor del esmalte y que otros sectores de la proteína juegan un rol
significativo en la mineralización (Crawford PJ y cols., 2007; Wright JT, 2006).
El fenotipo clínico asociado a una mutación en este gen es muy variable: pudiendo
ser hipoplásico (Kida M y cols., 2007; Kim JW y cols., 2004; Greene SR y cols.,
2002; Hart PS y cols., 2002; Sekiguchi H y cols., 2001; Kindelan SA y cols., 2000;
Lagerström M y cols., 1995; Lench NJ y Winter GB., 1995), Hipoplásico/hipomineralizado (Hart PS y cols., 2002), hipomineralizado/hipomaduro (Lagerström M y
cols., 1991) e hipomaduro (Aldred MJ y cols., 2003; Hart PS y cols., 2000; Collier
PM y cols., 1997; Lench NJ y Winter GB., 1995; Lench NJ y cols., 1994). También
puede variar de acuerdo al sexo; los hombres muestran los rasgos de forma completa, ya que solo expresan el alelo mutante, mientras que las mujeres pueden
expresar el alelo mutante o el normal, como resultado del proceso de inactivación
del cromosoma X (lyonización) que ocurre muy temprano durante el desarrollo
embrionario, exhibiendo un patrón de surcos o bandas verticales afectadas, que
se alternan con bandas de esmalte normal (Crawford PJ y cols., 2007; Wright JT,
2006).
GENES Y Nº DE
MUTACIONES
ITGB6, 2q24.2
(Cad β6 integrina;
4 mutaciones)
AMBN, 4q13.3
(Ameloblastina; 1
mutación)
KLK4, 19q13.4
(Calicreina 4; 2
mutaciones)
MMP20,
11q22.3-q23
(Enamelisina; 7
mutaciones)
FENOTIPO
CLÍNICO DE AI
PATRÓN DE
HERENCIA
Hipoplásica severa
generalizada
AI AR
Hipomineralizada
con fositas
Proteína transmembrana, receptora
de la MEC esmalte en formación.
Interacciones célula-matriz durante
las etapas secretora y madurativa.
Hipoplásica
generalizada
AI AR
Los productos proteolíticos de ameloblastina de 13 a 17 KDa forman la
vaina del prisma.
AI AR
Proteasa de serina encargada del
procesamiento de proteínas en la
etapa de maduración de la amelogénesis.
AI AR
Metalo-proteasa del esmalte encargada del procesamiento de proteínas
en la etapa secretora de la amelogénesis.
Hipomadura
Hipomadura
(Proteína 72 WD;
6 mutaciones)
Hipomadura
AI AR
Proteína intracelular, citoplásmica.
Intercambio de vesículas dependientes de Ca++ en la etapa de maduración de la amelogénesis.
C4orf26, 4q21.1
Hipomineralizada
Generalizada, con AI AR
leve hipoplasia
Fosfoproteína acídica que promueve
la nucleación de hidroxiapatita y participa en mineralización del esmalte
durante la amelogénesis.
SLC24A, 14q32.12 Hipomadura, HipoAI AR
(Interc K/Na/Ca;
mineralizada
Proteína Transmembrana. Intercambiador Na/Ca dependiente de K.
Participa en transporte de Ca++ en
la etapa de maduración de la amelogénesis.
WDR72, 15q21.3
(Fosfoproteína; 5
mutaciones)
Tabla 1: Etiología genética de las Amelogénesis Imperfecta (AI).
GENES Y Nº DE
MUTACIONES
FENOTIPO
CLÍNICO DE AI
AMELX, Xp22.3
Hipoplásica/
Hipomineralizada
AI ligada X
(AD o AR)
Esqueleto o andamio para la
formación y mineralización de la
matriz del esmalte completa.
Hipoplásica severa
generalizada
AI AD
Ayudante de amelogenina en la
función del esqueleto y nucleador
del proceso de mineralización.
(Amelogenina; 19
mutaciones)
ENAM, 4q21
(Enamelina; 12
mutaciones)
Hipoplásica Severa
LAMB3, 1q32.3
(Cad β3 lamini- generalizada
na-5; 5 mutaciones)
PATRÓN DE
HERENCIA
AI AR
AI AD
12
FUNCIÓN DEL GEN/PROTEÍNA
Componente de la membrana basal
entre odontoblastos y ameloblastos
durante la odontogénesis.
FUNCIÓN DEL GEN/PROTEÍNA
4 mutaciones)
STIM1, 11p15.4
(Mol 1 inter
estrom; 1
mutación)
FAM83H, 8q24.3
(Fam sim sec 83
H; 20 mutaciones)
Hipomadura
(1
caso sindrómico y 1 AI AR
caso aislado)
Activa el canal de Ca++ llamado
ORAI1. Media la entrada de Ca++
operada por almacenaje.
Hipocalcificada
Proteína intracelular, citosólica, asociada con la red trans del Aparato de
Golgi. Asociada a tráfico vesicular.
AI AD
13
AI autosómicas dominantes (AIAD). Las AI con patrones de herencia autosómicos dominantes (AIAD) son ocasionadas principalmente por 10 mutaciones en
el gen ENAM y 5 mutaciones en el gen LAMB3 (Tabla 1) (Chan HC y cols., 2011;
Song YL y cols., 2012; Wright JT y cols., 2011; Kim JW y cols., 2006). El fenotipo
clínico observado en los miembros afectados por estas mutaciones es un esmalte
severamente hipoplásico y generalizado, con algún grado de hipomineralización
en algunos casos y un patrón de puntos y fisuras característico en los casos en que
el gen LAMB3 está mutado (Lee KE y cols., 2014; Kim JW y cols., 2013).
Por otra parte, hasta la fecha, sólo mutaciones que afectan al gen FAM83H estarían asociadas con el fenotipo clínico de AI hipocalcificada con patrón de herencia
autosómico dominante (Tabla 1) (Urzúa B y cols., 2012; Wright JT y cols., 2009;
2011; Kim JW y cols., 2008).
AI autosómicas recesivas (AIAR). Este patrón de herencia se encuentra asociado
a varios fenotipos clínicos y genes causales, por ejemplo, 2 mutaciones en el gen
ENAM causan AI hipoplásica severa generalizada (Ozdemir D y cols., 2005a; Hart
TC y cols., 2003), 4 mutaciones en el gen ITGB6 son causales de AI hipoplásica
severa, con puntos y fisuras en casi todos los dientes (Tabla 1) (Wang SK y cols.,
2014; Poulter JA y cols., 2013). Recientemente, se ha reportado una mutación de
tipo deleción en el gen AMBN como responsable de AI hipoplásica generalizada en
una familia consanguínea (Poulter JA y cols., 2013). Por otra parte, las AI de tipo
hipomaduras con patrones de herencia autosómicos recesivos son ocasionadas
por alteraciones genéticas en los genes: KLK4 (2 mutaciones), MMP-20 (7 mutaciones), WDR72 (6 mutaciones), C4orf26 (5 mutaciones), SLC24A4 (4 mutaciones) y STIM1 (1 mutación) (Tabla 1) (Hart PS y cols., 2004; Wang SK y cols., 2013;
Kim JW y cols., 2005; Ozdemir D y cols., 2005b; Gasse B y cols., 2013; Lee SK y
cols., 2010a; Papagerakis P y cols., 2008, El-Sayed W y cols., 2009, 2011; Kuechler
A y cols., 2012; Lee SK y cols., 2010b; Parry DA y cols., 2012; Parry DA y cols., 2013;
Seymen F y cols., 2014; Wang SK y cols., 2014)
14
4.
ESQUEMA
METODOLÓGICO
DEL PROYECTO
Amelogenesis
Imperfecta
15
FAMILIAS AI CHILE (11)
FAMILIAS AI COLOMBIA (9)
20 FAMILIAS AI
ANÁLISIS CLÍNICO RADIOGÁFICO, GENÉTICO CLÁSICO, HISTOPATOLÓGICO E INMUNOHISTOQUÍMICO
ESTRATEGIA DEL GEN CANDIDATO
ANÁLISIS GENÉTICO MOLECULAR MEDIANTE SECUENCIACIÓN DIRECTA.
ANÁLISIS DE 10 GENES: AMELX, ENAM, MMP-20, KLK4, FAM83H, WDR72, C4ORF26, LAMB3, SLC24A4 Y SP6
FAMILIAS AI POSITIVAS PARA
MUTACIONES GENES CANDIDATOS
FAMILIAS AI NEGATIVAS PARA
MUTACIONES GENES CANDIDATOS
ANÁLISIS GENÉTICO MOLECULAR MEDIANTE SECUENCIACIÓN EXÓMICA
FAMILIAS AI POSITIVAS PARA MUTACIONES SECUENCIACIÓN EXÓMICA
5.
APLICACIONES DEL
CONOCIMENTO.
¿POR QUÉ ES
IMPORTANTE REALIZAR
INVESTIGACIÓN EN
ESTA PATOLOGÍA DEL
ESMALTE?
18
19
La realización de esta investigación mejorará nuestro conocimiento de las relaciones fenotipo-genotipo involucradas en esta anomalía del esmalte. Los tres principales tipos de AI y sus varios subtipos muestran esmalte defectuoso y características anormales en la estructura y composición química que se correlaciona
con la etapa de la Amelogénesis en la cual ocurrió el defecto. Por esta razón, el
conocimiento básico de qué genes están afectados en cada tipo de AI tiene implicaciones para la forma en la cual los especialistas se aproximan al diagnóstico y a
la prevención de la condición, como también a los tipos de materiales que usarán
en el tratamiento rehabilitador y cómo ellos mantendrán en el tiempo la dentadura
afectada.
Desde el punto de vista clínico, AI tiene un serio efecto sobre la estética y funcionamiento del sistema estomatognático , considerándose actualmente que esta
anomalía del esmalte tiene un alto impacto negativo sobre la salud psicosocial de
aquellos quienes la padecen, en todos los grupos etáreos. La solución estos problemas requiere tratamientos permanentes y de alto costo para el paciente, quien
puede terminar desdentado. Por lo tanto, para reducir el tiempo y costo global
de los tratamientos se requiere del desarrollo de nuevas técnicas de diagnóstico
molecular, que permitan la detección de individuos en riesgo y la toma medidas
preventivas orientadas a hacia la resolución del problema en una forma integral.
6.
¿DE QUÉ SE TRATA LA
NUEVA APROXIMACIÓN
EXPERIMENTAL
PROPUESTA EN EL
PROYECTO?
Aún cuando las AI no tienen como resultado la muerte durante su expresión, los
diversos tipos de AI se pueden asociar con síndromes como: Sindrome renal y
esmalte, Epidermolesi Bulosa
Es importante conocer el modo de herencia en cada caso afectado para ayudar a
la familia en la toma de decisiones, reproductiva y planificación del tratamiento a
seguir.
El texto en rosado es el que que
entregaron escrito a mano. Tuvimos
dudas con algunas palabras así q por
favor revisar a ver si quedó algún error
20
21
Las causas de los desórdenes genéticos raros son las mutaciones exónicas y los
cambios en los sitios de procesamiento que cambian la secuencia de aminoácidos
del gen afectado. La segunda principal causa de desórdenes mendelianos corresponde a deleciones y duplicaciones pequeñas (llamadas Indels) o alteraciones en
grandes regiones del genoma (Kuhlenbaümer et al., 2011).
Tradicionalmente, los genes involucrados en los desórdenes mendelianos han sido
identificados a través de estrategias de clonamiento posicional y análisis de ligamiento, los cuales usualmente tienen menos poder debido a la existencia de
heterogeneidad de locus, a tamaños familiares pequeños, mortalidad, desventajas
reproductivas y daño mental de los individuos afectados. Recientemente, la secuenciación de todos los exones, o regiones codificantes, del genoma de un individuo, el así llamado “exoma”, ha emergido como una poderosa aproximación
para identificar genes causales que subyacen algunos desórdenes mendelianos
(Huang K., 2011).
Existen algunas características de los desórdenes mendelianos (asumiendo que
todos los pacientes comparten el mismo fenotipo clínico, pero no necesariamente la misma causa genética de la enfermedad) que los hacen adecuados para el
análisis por nuevas tecnologías genómicas, tales como secuenciación del exoma
completo (SEC; inglés WES). Estas características son: un pequeño número de
miembros en las familias, un único sujeto afectado, la enfermedad aparece esporádicamente con sujetos únicos afectados y sin padres afectados, algunas familias
con herencia ligada al cromosoma X y grandes familias en las cuales no es posible
establecer ligamiento significativo (Kuhlenbaümer et al., 2011).
En este contexto, AI corresponde a un desórden mendeliano de baja prevalencia
que tiene una ampliamente reconocida heterogeneidad clínica y genética (en términos de loci y alelos), lo cual complica la clasificación de formas específicas de
esta condición, haciendo problemático el diagnóstico en casos individuales (Hart
et al., 2003, Santos et al., 2007; Becerik et al., 2009). En muchos casos, el análisis mutacional de familias afectadas con AI no identifica cambios de secuencias
que causen una pérdida predecible de la función de una proteína o que se correlacionen con el fenotipo clínico, esto es, esos estudios fracasan para identificar
exitosamente la mutación patogénica (Kim et al., 2006, 2008). Además, se sabe
desde algún tiempo que defectos en genes causales conocidos explican menos de
la mitad de todos los casos de AI. Por ejemplo, las AI ligadas al cromosoma X dan
cuenta de un 5 % de todos los casos y los únicos estudios que examinan un gran
número de familias reportan que una mutación en un gen que está involucrado en
la patogénesis de AI es detectado en 12 de 24 grupos (50 %) y 26 de 71 familias
(36 %) (Kim et al., 2006; Wright et al., 2011, Lee et al., 2011). Estos hallazgos sugieren que hay mutaciones en las regiones no codificantes de los genes estudiados
o hay genes adicionales causando AI que aún no han sido identificados, con lo
último siendo la explicación más probable (Wright et al., 2011).
De acuerdo a esos reportes, es altamente razonable esperar que los análisis mutacionales de regiones regulatorias (promotores y sitios de procesamiento) y regiones codificantes de genes causales de AI por métodos convencionales (PCR
y secuenciación directa via el método de Sanger) permitirá identificar variantes
patogénicas en aproximadamente un 40-50 % de los casos estudiados. Las restantes familias tendrían una etiología genética desconocida.
WES es actualmente usada como una estrategia de búsqueda alternativa a la secuenciación del genoma completo de un individuo, puesto que las regiones que
codifican proteínas representan sólo el 1 % de la secuencia del genoma humano
(30 Mb y aproximadamente 180.000 exones). Esta tecnología ha demostrado que
puede identificar nuevos genes asociados con enfermedades comunes y raras
si se analiza un número apropiado de pacientes bien seleccionados (Chen et al.,
2010; Ku et al., 2011). WES es además una técnica robusta para estudiar desórdenes con heterogeneidad genética y fenotípica. Esta aproximación ha sido exitosa en estudios de desórdenes mendelianos en los cuales hay un caso simple y
ha permitido la identificación de variantes causales de novo en casos esporádicos
(Kuhlenbaümer et al., 2011).
Por esta razón, este proyecto pretende estudiar los casos que son negativos para
mutaciones en genes causales conocidos, a través de captura exómica, secuenciación masiva paralela y estrategias bioinformáticas para la filtración de variantes
(Ku et al., 2011; Kuhlenbaümer et al., 2011). Actualmente, sólo 6 artículos han reportado que los genes FAM20A, C4orf26, SLC24A4 y LAMB3 están involucrados en
AI usando esta técnica. Hasta 2011, la participación de estos genes en amelogénesis fue ignorada. Esta información, le permitirá al Dentista realizar un diagnóstico
de AI basado en el conocimiento de los genes afectados y anticipar la existencia
o no de anormalidades sistémicas, dado el grado de asociación que existe entre
la presencia de AI y varios síndromes (O’Sullivan et al 2011; Jaureguiberry et al.,
2012;Parry et al., 2012, 2013; Wang et al., 2013a,b ; Poulter et al., 2013).
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FACULTAD
Odontología
Universidad de Chile