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CAPÍTULO 22
APORTACIÓN DE LA GENÉTICA
AL RETINOBLASTOMA
Javier Alonso, Ángel Pestaña
INTRODUCCIÓN
El retinoblastoma es un paradigma de predisposición genética al cáncer. Ya en 1971 Knudson
anticipó, basándose en la distribución de retinoblastomas bilaterales y unilaterales en virtud de
su edad de presentación, que el tumor debería ser
causado por la inactivación de un gen por dos
eventos mutacionales independientes (1). En
1986 se identificó y clonó el gen responsable de
este tumor (denominado RB1), demostrándose
que se encontraba mutado en estos tumores, y en
consecuencia la hipótesis inicial de Knudson (2).
En condiciones normales, la proteína codificada por este gen es un regulador negativo de la
proliferación celular. Su inactivación conduce,
por tanto, a la eliminación de esta barrera produciéndose un crecimiento celular desordenado que
finalmente desemboca en la formación del tumor.
A estos genes que desempeñan una regulación
negativa sobre el ciclo celular se les denomina
genéricamente genes supresores de tumores, ya
que su inactivación aumenta la probabilidad de
desarrollar un cáncer. RB1 también está implicado en el desarrollo de otros tumores, como osteosarcomas, sarcomas de tejidos blandos y cáncer
de pulmón microcítico, entre otros (3-5).
El modelo genético aceptado actualmente
sugiere que dos mutaciones, afectando a cada una
de las dos copias del gen del retinoblastoma, son
suficientes y necesarias para el desarrollo del
tumor (figura 1). La primera de estas mutaciones
puede aparecer en los precursores de las células
de la retina y en consecuencia estar presente únicamente en las células tumorales (retinoblastomas denominados no hereditarios) o estar presente en todas o la mayoría de las células del organismo (retinoblastomas hereditarios). La segunda
de las mutaciones, que inactiva la copia restante
Figura 1. Hipótesis de Knudson de los dos eventos mutacionales. En los retinoblastomas no hereditarios (A), el
ADN constitucional presenta dos alelos normales del gen
del retinoblastoma (RB1). Durante la embriogénesis, una
célula de la retina adquiere la primera mutación en una de
las dos copias del gen (rectángulo negro). Posteriormente, la
otra copia del gen es inactivada en la misma célula por una
segunda mutación. Por el contrario, en los retinoblastomas
hereditarios (B), la primera mutación está presente en el
ADN constitucional (heredada a través de la línea germinal), y por lo tanto, todas las células de la retina contienen
solo una copia normal del gen. La inactivación de esta copia
en cualquier célula de la retina conduce a la formación del
tumor.
260
Capítulo 22.
Aportación de la genética al retinoblastoma
RETINOBLASTOMA
100%
HEREDITARIO
(40%)
GENÉTICA
CON HISTORIA
FAMILIAR
(10%)
FORMA
DE
PRESENTACIÓN
NO HEREDITARIO
(60%)
SIN HISTORIA
FAMILIAR
(esporádicos)
30%
BILATERAL 60%
UNILATERAL 30%
SIN TUMOR 10%
UNILATERAL 100%
Figura 2. Genética del retinoblastoma y formas de presentación.
del gen, ocurre siempre en las células de la retina,
conduciendo a la formación de un tumor con
ambas copias del gen inactivadas.
Aproximadamente el 60% de los retinoblastomas son no hereditarios, correspondiendo el 40%
restante a retinoblastomas hereditarios. Todos los
retinoblastomas no hereditarios son unilaterales y
en ellos no hay posibilidad de transmitir la enfermedad a la descendencia, ya que las mutaciones
en el gen RB1 están presentes únicamente en las
células que forman el tumor. De los retinoblastomas hereditarios, es decir, aquellos en las que las
células constitutivas del organismo son portadoras de una mutación, un 70% son bilaterales. El
30% restante son tumores unilaterales (figura 2).
Ya que los pacientes con retinoblastoma hereditario son portadores de mutaciones constitucionales, estos pueden transmitir la enfermedad a la
descendencia. Los niños que han heredado de sus
padres una copia mutada del gen del retinoblasto-
ma tienen una probabilidad del 90% de desarrollar el tumor, que en la mayoría de los casos será
bilateral. La cuarta parte de los retinoblastomas
hereditarios tienen una historia familiar de la
enfermedad. El resto de los casos de retinoblastoma hereditario corresponden a la aparición de
nuevas mutaciones en línea germinal en el
paciente, las cuales no estaban presentes en sus
progenitores, pero que si pueden ser transmitidos
a su descendencia en el futuro (figura 2). Sin
embargo, la ausencia de mutaciones en el ADN
constitucional de sangre periférica de los progenitores —criterio habitual de no heredabilidad de
la enfermedad— debe revisarse a la luz de la
existencia de casos de mosaicismo. En estos, la
mutación puede estar presente en las células germinales de los progenitores (p. ej. en los espermatocitos del padre), y en consecuencia pueden
transmitir la mutación a sus descendientes (6).
MUTACIONES EN EL GEN RB1
QUE PREDISPONEN A PADECER
RETINOBLASTOMA
La mayoría, si no todas las mutaciones que
predisponen al retinoblastoma, son el resultado
de cambios genéticos que interfieren con la función normal del gen. En la tabla 1 se resumen los
tipos de mutaciones identificadas.
Aproximadamente un 5% de las mutaciones
son alteraciones cromosómicas extensas tales
como deleciones, translocaciones o inversiones
cromosómicas, muchas veces asociadas al denominado síndrome de 13q [retraso mental, micro-
Tabla 1
Tipos de mutaciones en el gen RB1
Tamaño
Microscópico
Submicroscópico
macromolecular
micromolecular
Frecuencia
3% - 5%
15% - 20 %
75% - 80%
Tipo de mutación
deleciones, inserciones, translocaciones
deleciones
mutaciones sin sentido
deleciones o inserciones (<20 nucleótidos)
cambio de aminoácido
Actualización en cirugía oftálmica pediátrica
cefalia y otras anormalidades sistémicas (7)] que
pueden ser detectadas mediante técnicas de citogenética con microscopía convencional o
mediante hibridación in situ con sondas fluorescentes (FISH) (mutaciones microscópicas).
Otros tipos de mutaciones son deleciones de
relativamente grandes fragmentos de ADN, presentes en el 15%-20% de los casos, pero que son
lo bastante pequeñas para no poder ser detectadas
mediante las técnicas citogenéticas habituales
(mutaciones submicroscópicas). Estas alteraciones son frecuentemente detectadas mediante técnicas de hibridación de ADN (Southern-blot) (8).
Sin embargo, la mayoría de las mutaciones
corresponden a cambios sutiles en la secuencia
del ADN, ésto es, a sustituciones o pequeñas
inserciones o deleciones de unos pocos nucleótidos. Estas alteraciones sólo pueden ser detectadas
mediante técnicas de biología molecular complejas tales como el análisis de polimorfismos conformacionales de ADN de cadena sencilla (PCRSSCP) y secuenciación (9-14). La consecuencia
mas habitual de estas mutaciones es la formación
de proteínas truncadas no funcionales debido a la
aparición de codones de parada prematuros (15).
DIAGNÓSTICO MOLECULAR
Y CONSEJO GENÉTICO
Los pacientes con antecedentes familiares de
la enfermedad, retinoblastoma bilateral, y aproximadamente un 15% de los pacientes con retinoblastoma unilateral son portadores de mutaciones
constitutivas en uno de los alelos del gen del retinoblastoma que les predispone a desarrollar
retinoblastoma.
Hasta la llegada de las modernas técnicas de
análisis del ADN, solamente era posible determinar de manera empírica la probabilidad de tener
descendencia con riesgo de desarrollar retinoblastoma, basándose en grandes estudios poblacionales (16). Por el contrario, los estudios moleculares permiten determinar el genotipo de cada
uno de los miembros de una familia, permitiendo
evaluar el riesgo real de desarrollar la enfermedad. Por tanto, el diagnóstico molecular en
261
pacientes con retinoblastoma y en sus familiares
es de inestimable valor, especialmente en lo referente al consejo genético.
A continuación se comentan brevemente los
tres tipos de retinoblastoma hereditario en los que
está indicado la realización de un estudio molecular.
Retinoblastoma familiar (más de un miembro
de la familia afectado con retinoblastoma
bilateral o unilateral).
El diagnóstico molecular en pacientes con
retinoblastoma familiar y en todos los familiares
en primer grado (padres, hermanos y descendientes) es altamente recomendable e informativo, ya
que es posible identificar que miembros de la
familia son portadores de la mutación que predispone a desarrollar retinoblastoma y cuales no
(17). En estos casos, el análisis molecular consiste en un estudio de ligamiento —una técnica que
permite determinar que alelo segrega con la
enfermedad y es portador de la mutación— realizado a partir del ADN de muestras de sangre
periférica de los diferentes miembros de la familia (sanos o no) (figura 3).
Retinoblastoma bilateral esporádico
(sin historia familiar de la enfermedad)
Por definición, un retinoblastoma bilateral
indica la presencia de una mutación germinal. El
estudio del ADN constitucional de pacientes con
retinoblastoma bilateral esporádico permite, en
mas del 75% de los casos, identificar la mutación
causante de la enfermedad (figura 4).
Estos estudios se realizan a partir de una muestra de sangre periférica del paciente, utilizando un
conjunto de técnicas más o menos complejas de
análisis de ADN (Southern-blot, polimorfismos en
el tamaño de los fragmentos de restricción o RFLP,
reacción en cadena de la polimerasa o PCR,
secuenciación, etc.) con el fin de abarcar todas las
formas diferentes de mutaciones (8-15). El interés
de estos estudios estriba en la caracterización de la
mutación y en la presencia o ausencia de esta en el
262
Capítulo 22.
Aportación de la genética al retinoblastoma
figura 3. Estudio de ligamiento en un caso de retinoblastoma familiar. En este familia, tanto la madre (RB122) como
la paciente (RB123) fueron diagnosticadas de retinoblastoma unilateral. El análisis de cuatro marcadores genéticos
próximos al gen del retinoblastoma permitió determinar el
alelo que segregaba con la enfermedad y en consecuencia,
el que portaba la mutación que predisponía a desarrollar el
tumor en esta familia (recuadro). La hermana menor de la
paciente (RB124) heredó el alelo no mutado de la madre, y
por lo tanto no tiene riesgo de desarrollar retinoblastoma.
ADN constitucional de los progenitores, ya que se
pueden dar casos de portadores asintomáticos
(retinoblastomas de baja penetrancia) (18-19). Sin
embargo, la ausencia de la mutación en el ADN de
sangre periférica de los progenitores no permite
descartar totalmente la posibilidad de transmisión
de la mutación a la descendencia debido a la existencia de casos de mosaicismos (individuos en los
que la mutación, por ejemplo, no está presente en
las células sanguíneas pero si en las células germinales). En estos casos puede ser de interés el estudio de una muestra de semen para determinar si la
mutación está presente en los espermatocitos (6).
Retinoblastoma unilateral esporádico
En ausencia de historia familiar de la enfermedad, sólo un 15% de los retinoblastomas unilaterales son portadores de mutaciones en el
ADN constitucional. En estos casos, el análisis
Figura 4. Estudio molecular en un retinoblastoma bilateral
esporádico. (A) Electroforesis del exón 8 del gen del retinoblastoma amplificado mediante la reacción en cadena de
la polimerasa (PCR) (padre, carril 1; madre, carril 2; paciente, carril 3). Obsérvese que el paciente presenta dos bandas,
la mayor de las cuales corresponde al alelo mutado. El aislamiento de estas bandas y su secuenciación posterior (derecha) permitió caracterizar con exactitud la mutación, formada por una deleción de 5 nucleótidos y una inserción de
18. (B) Como consecuencia de la mutación se destruyó la
secuencia específica reconocida por una enzima de restricción de ADN. Obsérvese que la enzima corta el alelo normal en dos fragmentos (bandas inferiores), pero no el alelo
mutado presente únicamente en el paciente (banda superior). Ambos progenitores fueron portadores exclusivamente de alelos normales, por lo que la probabilidad de tener
otro hijo con retinoblastoma era la misma que la incidencia
de la enfermedad en la población normal.
molecular debe ser realizado inicialmente en una
muestra congelada del tumor, para caracterizar
las mutaciones presentes en este, y posteriormente comprobar su presencia o ausencia en el ADN
de sangre periférica (20).
Si una de las mutaciones del tumor es identificada en el ADN constitucional, entonces el retinoblastoma es hereditario. Como en el caso anterior, la mutación puede también ser estudiada en
Actualización en cirugía oftálmica pediátrica
los progenitores, y determinar si se trata de una
mutación de novo. Sin embargo, como consecuencia de una mejoría sustancial en los métodos
de detección y tratamiento, el número de enucleaciones está disminuyendo progresivamente,
haciendo cada vez mas difícil la obtención de
tejido tumoral para este tipo de estudios.
263
Comunidad Autónoma de Madrid (081/0024/1998)
y Rhône-Poulenc-Rorer. Agradecemos también a P.
Nebrada y a N. Gómez por la asistencia técnica
prestada.
Igualmente a la Dra. García de Miguel y al
Dr. Abelairas del Hospital Infantil La Paz por
integrarnos dentro de la Unidad de Retinoblastomas de La Paz.
CONCLUSIONES
BIBLIOGRAFÍA
La realización de los análisis genéticos en
pacientes con retinoblastoma hereditario presenta
varias ventajas. Primero, al caracterizar las mutaciones causantes de la enfermedad, es posible
identificar que miembros de una familia son portadores de la mutación y tienen riesgo de desarrollar el tumor. Así, los niños no portadores de
un gen mutado pueden librarse de los frecuentes
e incómodos exámenes oftalmológicos, mientras
que puede incrementarse la vigilancia en aquellos
que son portadores, aumentando las probabilidades de detección precoz y en consecuencia de
conservar la visión (21). Segundo, la estrategia
molecular, no solo aporta resultados de valor clínico, sino que también resulta menos costosa al
seleccionar los pacientes de alto riesgo susceptibles de monitorización convencional. En un trabajo reciente, el estudio molecular resultó hasta
cuatro veces menos costoso que los protocolos
convencionales al uso (22). Por último, el diagnóstico molecular es la base imprescindible para
llevar a cabo un consejo genético documentado,
el cual comienza a ser demandado por los padres,
cada vez con mas insistencia.
En resumen, el diagnóstico molecular en
pacientes con retinoblastoma hereditario debe ser
una parte integral de su tratamiento. Sin duda, su
incorporación a la práctica clínica debe incrementar la eficacia de los tratamientos y la calidad
de vida de los pacientes y sus familiares.
AGRADECIMIENTOS
Este trabajo ha sido financiado con ayudas del
Fondo de Investigaciones Sanitarias (FIS98/1349),
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Capítulo 22.
Aportación de la genética al retinoblastoma
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