Download Sındrome de Holt-Oram: descripcio´n de 7 casos

Document downloaded from http://www.elsevier.es, day 05/06/2017. This copy is for personal use. Any transmission of this document by any media or format is strictly prohibited.
Med Clin (Barc). 2010;135(14):653–657
www.elsevier.es/medicinaclinica
Nota Clı́nica
Sı́ndrome de Holt-Oram: descripción de 7 casos
Mónica Martı́nez-Garcı́a a,b,, Isabel Lorda-Sanchez a,b, Maria Garcı́a-Hoyos a,b, Carmen Ramos a,b,
Carmen Ayuso a,b y Marı́a José Trujillo-Tiebas a,b
a
b
Servicio de Genética, Fundación Jiménez Dı́az, Madrid, España
Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Raras (CIBERER), Instituto de Salud Carlos III (ISCIII), Madrid, España
I N F O R M A C I Ó N D E L A R T Í C U L O
R E S U M E N
Historia del artı́culo:
Recibido el 25 de enero de 2010
Aceptado el 27 de abril de 2010
On-line el 17 de junio de 2010
Fundamento y objetivo: El sı́ndrome de Holt-Oram (HOS) es una enfermedad de herencia autosómica
dominante caracterizada por presentar defectos cardiovasculares y esqueléticos. El 85% aproximadamente
de los afectos presentan mutaciones de novo en el gen TBX5. El objetivo de este estudio es proponer una
estrategia molecular para diagnosticar a pacientes diagnosticados clı́nicamente de HOS.
Pacientes y método: Se secuenció del exón 2–8 del gen TBX5 a 7 pacientes. En aquellos sin mutación
identificada se empleó amplificación de sondas dependientes de ligación en multiplex (MLPA) utilizando
las sondas p179 (ROR2, HOXD13, GLI3) y p180 (TBX5, SALL1, SALL4).
Resultados: En 2 casos, que cumplı́an los criterios estrictos descritos para HOS y presentaban antecedentes
familiares de patologı́a similar, se identificaron las mutaciones p.Arg270X y p.Ala34Glyfsx27. En 3 casos se
detectó mediante MLPA deleciones de la región codificante del gen GLI3.
Conclusiones: Para aumentar la tasa de detección mutacional en el gen TBX5 serı́a necesario realizar un
examen fı́sico exhaustivo atendiendo a los criterios clı́nicos estrictos del sı́ndrome, a fin de descartar otros
sı́ndromes con clı́nica solapantes a HOS. Asimismo, GLI3 podrı́a ser un gen candidato a estudiar en los casos
con sospecha clı́nica de HOS sin mutación identificada en TBX5.
& 2010 Elsevier España, S.L. Todos los derechos reservados.
Palabras clave:
Sı́ndrome Holt-Oram
Gen TBX5
Gen GLI3
MLPA
Holt-Oram syndrome: Study of 7 cases
A B S T R A C T
Keywords:
Holt-Oram syndrome
TBX5 Gene
GLI3 gene
MLPA
Fundamental and objective: Holt-Oram syndrome (HOS) is a heart-hand disease with an autosomal dominant
inheritance pattern. About 85% of the affected patients present de novo mutations in the TBX5 gene. The aim of
this study is to propose a molecular strategy to diagnose patients with clinical suspicion of HOS.
Patients and methods: A sequence analysis of 7 patients from exon 2 to exon 8 of the TBX5 gene was
performed. MLPAp179 and MLPAp180 were performed in those cases in which no mutation was found.
Results: p.Arg270X and p.Ala34Glyfsx27 mutations were identified in 2 cases. These cases fulfilled the strict
clinical criteria, had a family history of HOS and had similar clinical features. In other three cases, MLPA results
showed deletions of the GLI3 coding region.
Conclusions: In order to increase the TBX5 mutation detection rate, an exhaustive physical examination
focused on the strict clinical criteria may be necessary to rule out clinical overlapping syndromes. We propose
that molecular analysis of GLI3 may be performed in patients with clinical suspicion of HOS without mutations
in TBX5.
& 2010 Elsevier España, S.L. All rights reserved.
Introducción
El sı́ndrome de Holt-Oram (HOS), descrito por Holt y Oram en
19601, pertenece a una de las enfermedades raras de herencia
autosómica dominante y tiene una incidencia de aproximadamente
1/100.000 nacidos vivos2. Esta patologı́a se caracteriza principal-
Autor para correspondencia.
Correo electrónico: [email protected] (M. Martı́nez-Garcı́a).
mente por defectos esqueléticos en la extremidad superior y
anomalı́as cardiovasculares particularmente relacionadas con la
septación cardiaca. Sin embargo, la expresividad de este sı́ndrome
es variable tanto interfamiliar como intrafamiliarmente3.
El 85%, aproximadamente, de los individuos que manifiestan
esta patologı́a es el resultado de mutaciones de novo en el gen
TBX54,5 que contiene 9 exones y se encuentra localizado en
12q246. Dicho gen codifica una proteı́na de 518 aminoácidos, que
actúa como factor de transcripción perteneciente a la familia
T-Box, que junto con NKX2.5 y GATA4 en proporciones adecuadas
0025-7753/$ - see front matter & 2010 Elsevier España, S.L. Todos los derechos reservados.
doi:10.1016/j.medcli.2010.04.013
Document downloaded from http://www.elsevier.es, day 05/06/2017. This copy is for personal use. Any transmission of this document by any media or format is strictly prohibited.
654
M. Martı́nez-Garcı́a et al / Med Clin (Barc). 2010;135(14):653–657
juegan un papel crucial en el desarrollo de los miembros
superiores, ası́ como en la cardiogénesis6. El gen TBX5 contiene
una secuencia altamente conservada denominada dominio
de unión a ADN T-Box, y en el carboxiterminal (C-terminal) se
encuentra localizado un dominio de activación transcripcional
adyacente a una señal de localización nuclear7.
Según la base de datos Human Genetics Medical Database8, se
han registrado más de 60 mutaciones en el gen TBX5, la mayorı́a
de las cuales son mutaciones puntuales, que al producir una
situación de haploinsuficiencia, provocan variabilidad en la
proteı́na expresada. Este hecho puede justificar la caracterı́stica
principal del HOS, es decir, que distintos miembros afectados en la
misma familia con la misma mutación manifiestan fenotipos
diferentes, dificultando ası́ la correlación fenotipo-genotipo.
De hecho, en 2003 se publicó un estudio9 donde los autores
concluyeron que la expresividad del sı́ndrome no era predecible por
las mutaciones identificadas en el gen TBX5 hasta ese momento.
Por el contrario, un estudio reciente llevado a cabo en ratones
descubrió que el splice alternativo de este gen ocasiona una
isoforma larga (Tbx5a) y una corta (Tbx5b), las cuales presentan
diferentes propiedades fisiológicas. Los autores proponen que en
humanos la desregulación de la dosis de estas 2 isoformas podrı́a
ser la clave para establecer una correlación genotipo-fenotipo10.
La tasa de detección mutacional de dicho gen es en torno al
25%, si el diagnóstico clı́nico no se ajusta exclusivamente a los
criterios estrictos. Estos criterios son: deformidad del eje radial
preaxial, defectos en la conducción cardiaca y defectos en el septo
cardiaco atrial y/o ventricular. Si cumplen los criterios entonces, la
sensibilidad del test genético para el HOS asciende al 75%11.
En España, uno de los primeros diagnósticos clı́nicos fue
llevado a cabo en el año 1967 por el profesor Andrés Sánchez
Cascos en la Fundación Jiménez Dı́az en Madrid12, aunque el
primer diagnóstico genético no fue hasta 200613, por el Servicio
de Genética Médica y el Servicio de Neonatologı́a y de Cardiologı́a
Infantil del Hospital Universitario La Paz en Madrid, en colaboración con el Departamento de Genética Molecular en el Centro de
Genética Médica del Hospital de Nottingham de Reino Unido.
El objetivo de este estudio es proponer una estrategia
molecular idónea para poder diagnosticar genéticamente a
individuos afectos con sospecha clı́nica de HOS.
Pacientes y método
En el transcurso de un año, en el Servicio de Genética de la
Fundación Jiménez Dı́az en Madrid se ha puesto a punto por
primera vez en España el diagnóstico genético de rutina del HOS.
Se estudiaron 7 casos remitidos al Servicio de Genética de la
Fundación Jiménez Dı́az en Madrid con sospecha clı́nica de HOS. En 2
de los casos (1.1 y 4.1) existı́an antecedentes familiares de patologı́a
similar. Tras firmar el consentimiento informado correspondiente, se
obtuvo el ADN genómico purificado mediante el extractor automático
BioRobot EZ1, (Qiagen, Hilden, Germany), a partir de 7 centı́metros
cúbicos de sangre periférica y las células bucales de los pacientes.
Posteriormente, a fin de abarcar el estudio molecular se emplearon 2
técnicas: la secuenciación del gen TBX5 y la amplificación de sondas
dependientes de ligación en multiplex (MLPA) de genes involucrados
en la malformación de miembros presentes en el kit p179 (ROR2,
HOXD13, GLI3) y en el kit p180 (TBX5, SALL1 y SALL4)14, ya que pueden
presentar fenotipos solapantes con el HOS.
Debido a la dificultad de la interpretación del MLPA, ya sea por
la variabilidad del patrón de amplificados, por las condiciones de
la migración en la electroforesis, por la ubicación de polimorfismos puntuales (SNP) en las regiones de hibridación de las sondas,
o por otros factores, es importante la confirmación de los
resultados hallados por esta técnica con otras como por ejemplo:
análisis de marcadores tipo microsatélite (STR).
Este estudio molecular, que ha sido revisado y aprobado por el
Comité de Ética de la Fundación Jiménez Dı́az, fue realizado
siguiendo los principios de la declaración de Helsinki y siguientes
revisiones (Tokyo, 2004).
Resultados
De los 7 casos remitidos al Servicio de Genética de la
Fundación Jiménez Dı́az en Madrid con sospecha clı́nica de HOS,
se identificó en 2 de ellas la mutación responsable de su
enfermedad en el gen TBX5 (tabla 1). La misma mutación fue
detectada en los otros miembros afectos de la familia. Estas
mutaciones estaban descritas previamente por Brassington et al
en 20039 (fig. 1).
Tabla 1
Criterios clı́nicos (estrictos y no estrictos) y análisis moleculares empleados para el diagnóstico de los 7 casos que presentaban sospecha clı́nica de Holt-Oram. Los datos
positivos se representan con un tic y mediante una cruz los negativos. Las interrogaciones indican la falta de información.
Casos
Sospecha
clı́nica
Criterios clı́nicos estrictos
Deformidad eje
radial preaxial/asi
metrı́a bilateral
Defectos en
conducción
cardiaca
A. personal y/o familiar
en defectos de la
septación cardiaca
|
?
|
?
|
?
?
?
|
Caso 4
Caso 5
Caso 6
|
|
|
|
?
X
|
|
X
Caso 7
|
X
|
Caso 1
Caso 2
Caso 3
Sı́ndrome
de HoltOram
MLPA: amplificación de sondas dependientes de ligación en multiplex.
Criterios no estrictos
Mutación en
el gen TBX5
MLPA p179
y p180
?
Hipoplasia en 4.1 y 5.1
dedo. Ausencia de
pectoral izquierdo
Agenesia 4.1 y 5.1 dedo.
Camptodactilia en 3.er
dedo
?
Duplicidad de pulgares
Hipoplasia 1.a costilla
izquierda Agenesia
dentaria
Cefaloescoliosis dorsal
Dilatación pelvis renal
Criptorquidia
|
X
GLI3??
X
X
|
X
X
X
GLI3??
X
GLI3??
Document downloaded from http://www.elsevier.es, day 05/06/2017. This copy is for personal use. Any transmission of this document by any media or format is strictly prohibited.
M. Martı́nez-Garcı́a et al / Med Clin (Barc). 2010;135(14):653–657
655
serı́a citoplasmática al perder la señalización nuclear.
Probablemente, en este caso, puede que no se pierda totalmente
la funcionalidad de la proteı́na, puesto que conserva intacto el
dominio T-box y sus propiedades fisiológicas podrı́an asemejarse
a la isoforma corta de los ratones.
En los casos 2, 6 y 7 se han detectado mediante MLPA una
disminución de la señal correspondiente a la sonda correspondiente al gen GLI3 (fig. 4).
En la familia 1 se identificó en los individuos afectos una
inserción de una guanina en heterocigosis en el exón 2 del gen
(g.9641_9645insG/p.Ala34Glyfsx27) que 27 codones después produce un codon de parada (fig. 2). Esta mutación genera una proteı́na
truncada que pierde su función como activador transcripcional.
En la familia 4, el caso ı́ndice presentaba una mutación puntual
(c.835C/T; p.Arg270X) en el exón 8, ocasionando la pérdida del
C-terminal de la proteı́na (fig. 3) y, por lo tanto, su localización
456delC Glu190Ter
Glu69Ter
Ser196Ter
426-427insC
593-594insA
420-432del
IVS2+2A>C
400-401insC
IVS2+1G>C
IVS4+2T>C
100delG
t(5;12)(q15;q24)
Exón 1a
1c
1159-1160insA
805delT
789delA
270delG
ex3_9del*
246insAA
100-101insG
1b
Glu316Ter
Arg279Ter
2
3
4
6
5
7
8
9
Ser261Cys
Gly80Arg
Gln49Lys
Ile54Thr
Gly169Arg
Trp223Met
Trp121Gly
Gly195Ala
Ser251Ile
Arg237Gln
Arg237Trp
Figura 1. Estructura del gen TBX5 y distribución de las diferentes mutaciones descritas en los diferentes exones. Las mutaciones, previamente descritas, identificadas en
este estudio se muestran encuadradas. Figura modificada de Brassington y colaboradores publicada en 2003.
Figura 2. Electroferograma de la secuencia en )forward* correspondiente al exón 2 del gen TBX5 acotada a la región donde se identificó, en los miembros afectados del caso
1, la mutación g.9641_9645insG/p.Ala34Glyfsx27.
Figura 3. Electroferograma de la secuencia en )forward* correspondiente al exón 8 del gen TBX5 acotada a la zona donde se identificó la mutación c.835C/T; p.Arg270Ter
que causa el HOS en el caso 4. En la parte superior de la figura se muestra en sombreado rojo la localización de la mutación.
Document downloaded from http://www.elsevier.es, day 05/06/2017. This copy is for personal use. Any transmission of this document by any media or format is strictly prohibited.
656
M. Martı́nez-Garcı́a et al / Med Clin (Barc). 2010;135(14):653–657
Caso 2
Control
Figura 4. Patrón de amplificación las sondas del kit p179 de MLPA del caso 2 donde se muestra en sombreado las diferencias en áreas de los amplificados del paciente
(superior) frente al control (inferior). En el eje de ordenadas se muestra el registro de fluorescencia obtenido, mientras que en abcisas se representa el tamaño en pares de
bases de los amplificados. Las amplificaciones sombreadas en el probandus y en el control corresponden a sondas complementarias a una región del gen GLI3.
Discusión
La tasa de detección de mutaciones en el gen TBX5 en el estudio
molecular de los pacientes remitidos con sospecha de HOS es del
28,5%, cercana a la tasa descrita por Mc Dermott et al en 2005. Según
estos autores, esta tasa se alcanza cuando el diagnóstico clı́nico no se
ajusta exclusivamente a los criterios estrictos de deformidad del eje
radial preaxial, defectos en la conducción cardiaca y defectos en el
septo cardiaco atrial y/o ventricular11. En la revisión de las historias
clı́nicas se pudo confirmar que en los casos negativos tanto para la
secuenciación del gen TBX5 como para el MLPA, los pacientes afectos
manifestaban otras caracterı́sticas clı́nicas que no encajaban en
dichos criterios estrictos (tabla 1). Por otro lado, en los 2 casos con
detección de mutación en el gen TBX5 existı́an antecedentes
familiares que, siguiendo una herencia autosómica dominante,
presentaban una patologı́a similar. Esto plantea la posibilidad de
incluir esta caracterı́stica como valor añadido a tener en cuenta para
la realización del estudio molecular de TBX5 ante la sospecha
de HOS.
Los resultados observados en los casos 2, 6 y 7 (fig. 4), aunque
deben ser confirmados mediante técnicas adicionales, podrı́an
implicar deleciones parciales o totales del gen GLI3. Este gen es
responsable del sı́ndrome de Greig Cefalopolisindactilia, que cursa
con alteraciones en las extremidades, fundamentalmente polidatilia y sindactilia, y alteraciones craneofaciales, no siendo
frecuente la afectación cardiaca15. El gen GLI3 podrı́a ser un
nuevo candidato a estudiar, junto con otros genes ya descritos
como el TBX311, en pacientes que no cumplan los criterios clı́nicos
estrictos de HOS.
En la familia 7, el estudio de este gen podrı́a ayudar a descartar
que su fenotipo no sea debido a un factor ambiental. Dado que la
progenitora era diabética es un caso en donde no podemos
establecer si la causa ha sido meramente ambiental o bien sea una
fenocopia16.
Frecuentemente la información clı́nica de partida no resulta
suficiente para realizar un estudio molecular dirigido. En los
informes, en ocasiones los datos recibidos son exclusivamente del
paciente, sin conocer la historia familiar. Otras veces, incluso los
datos del propio paciente no están detallados, impidiendo conocer
otros datos relevantes para descartar otros sı́ndromes. Esto es crucial
en patologı́as que, además de ser de baja incidencia poblacional,
presentan caracterı́sticas clı́nicas comunes a otras patologı́as.
Considerando las limitaciones en cuanto al diagnóstico clı́nico
del HOS, un examen fı́sico riguroso del paciente es crucial para la
identificación de signos que permitan descartar la sospecha
clı́nica inicial de HOS y pueda realizarse un estudio genético
más apropiado de otros genes involucrados en otras patologı́as
que produzcan fenotipos parecidos. Además, la posibilidad de
confirmar el diagnóstico clı́nico mediante el análisis genético es
importante para el manejo clı́nico de los pacientes afectados por
el sı́ndrome, ası́ como de sus familiares, porque permite
identificar a individuos de la familia en riesgo.
Este estudio permite proporcionar a las familias diagnosticadas
un consejo genético más apropiado, pudiendo ofrecer el diagnóstico genético prenatal convencional y, en el caso donde la
mutación provenga de herencia paterna, el diagnóstico genético
prenatal no invasivo mediante el estudio molecular del ADN fetal,
o bien, eventualmente, el diagnóstico genético preimplantacional17.
Financiación
Mónica Martı́nez Garcı́a recibe una ayuda de la Fundación
Conchita Rábago de Jiménez Dı́az. Este proyecto está financiado
por la Fundación Ramón Areces.
Conflicto de intereses
Los autores declaran no tener ningún conflicto de intereses.
Bibliografı́a
1. Holt M, Oram S. Familial heart disease with skeletal malformation. Br Heart J.
1960;22:236–42.
2. Basson CT, Cowley GS, Solomon SD, Weissman B, Poznanski AK, Traill TA, et al.
The clinical and genetic spectrum of the Holt-Oram syndrome (heart-hand
syndrome). N Engl J Med. 1994;330:885–91.
3. Online Mendelian Inheritance in Man database. [consultado 1/2010]. Disponible en: www.ncbi.nlm.nih.gov/Omim.
4. Basson CT, Bachinsky DR, Lin RC, Levi T, Elkins JA, Soults J, et al. Mutations in
human cause limb and cardiac malformation in Holt-Oram syndrome. Nat
Genet. 1997;15:30–5.
5. Li QY, Newbury-Ecob RA, Terrett JA, Wilson DI, Curtis AR, Yi CH, et al. HoltOram syndrome is caused by mutations in TBX5, a member of the Brachyury
(T) gene family. Nat Genet. 1997;15:21–9.
6. Bruneau BG, Nemer G, Schmitt JP, Charron F, Robitaille L, Caron S, et al. A
murine model of Holt-Oram syndrome defines roles of the T-box transcription
factor Tbx5 in cardiogenesis and disease. Cell. 2001;106:709–21.
7. Zaragoza MV, Lewis LE, Sun G, Wang E, Li L, Said-Salman I, et al. Identification
of the TBX5 transactivating domain and the nuclear localization signal. Gene.
2004;330:9–18.
8. Human Gene Mutation Database at the Institute of Medical Genetics in Cardiff:
[consultado 1/2010]. Disponible en: www.hgmd.cf.ac.uk.
Document downloaded from http://www.elsevier.es, day 05/06/2017. This copy is for personal use. Any transmission of this document by any media or format is strictly prohibited.
M. Martı́nez-Garcı́a et al / Med Clin (Barc). 2010;135(14):653–657
9. Brassington AM, Sung SS, Toydemir RM, Le T, Roeder AD, Rutherford AE, et al.
Expressivity of Holt-Oram syndrome is not predicted by TBX5 genotype. Am J
Hum Genet. 2003;73:74–85.
10. Georges R, Nemer G, Morin M, Lefebvre C, Nemer M. Distinct expression and
function of alternatively Spliced Tbx5 isoforms in cell growth and differentiation. Mol Cell Biol. 2008;28:4052–67.
11. McDermott DA, Bressan MC, He J, Lee JS, Aftimos S, Brueckner M, et al. TBX5
genetic testing validates strict clinical criteria for Holt-Oram syndrome.
Pediatr Res. 2005;58:981–6.
12. Sánchez A. Holt Oram syndrome. Acta Paediatrica Scandinavica. 1967;56:
313–7.
657
13. Fernández L, Lapunzina P, Delicado A, Sharif A, Cross G, Mori MA, et al.
Sı́ndrome de Holt-Oram: caracterización de una nueva mutación. An Pediatr
(Barc). 2006;64:578–82.
14. MRC-Holland. [consultado 1/2010]. Disponible en: http://www.mlpa.com.
15. Balk K, Biesecker LG. The clinical atlas of Greig cephalopolysyndactyly
syndrome. Am J Med Genet A. 2008;146A:548–57.
16. Martı́nez-Frı́as ML, Salvador J, Peque M, Adán Fernández A. Factores
ambientales y malformaciones congénitas: Aspectos epidemiológicos. Rev
Esp Pediatr. 1983;39:277–300.
17. Bustamante-Aragonés A. Diagnóstico Prenatal No Invasivo: fundamentos y
traslado a la práctica clı́nica. Boletı́n de la AEGH. 2009;1.