Download enfermedades neurodegenerativas hereditarias basadas en las

ESTUDIO GENÉTICO DE
ENFERMEDADES
NEURODEGENERATIVAS
HEREDITARIAS BASADAS EN LAS
EXPANSIONES DE TRI Y TETRA
NUCLEÓTIDOS
SARA VALDERRAMA SANZ
FIR-1 ANÁLISIS CLÍNICOS
HOSPITAL VIRGEN DE LOS LIRIOS, ALCOY
1) INTRODUCCIÓN
- DEFINICIÓN
Grupo
de
enfermedades
producidas
por
mutaciones originadas por la expansión de
tripletes en el ADN. Estas mutaciones se
caracterizan por ser altamente inestables, lo que
las convierte en un proceso de mutación dinámica
que se transmite con un inusual patrón de
herencia no mendeliano. Este grupo diverso de
patologías se presentan con degeneración
neuronal y muscular, y difieren en la secuencia de
la unidad repetida y en la localización de la
repetición respecto al gen afectado.
1) INTRODUCCIÓN
- DEFINICIÓN

Se han caracterizado cuatro tipos de repeticiones
trinucleótidas con capacidad de expansión y que
pueden producir enfermedades:
•
•
•
•

CGG/GCC
CAG/GTC
CTG/GAC
GAA/CTT
El tamaño de la expansión frecuentemente se
correlaciona con la edad de inicio y con la gravedad
de los síntomas . La edad de aparición de la
enfermedad es menos y la severidad peor en
generaciones sucesivas, lo que se correlaciona con el
número de tripletes.
1)

INTRODUCCIÓN
- CLASIFICACIÓN
Según la ubicación de la expansión nucleótida dentro de la
estructura génica, estos trastornos se clasifican en dos:
― La
mutación se localiza en secuencias génicas NO
CODIFICADORAS.
― La
mutación se localiza en secuencias génicas
CODIFICADORAS.
INTRODUCCIÓN
- CLASIFICACIÓN


Las enfermedades producidas por mutaciones en regiones no
codificadoras, son típicamente trastornos multisistémicos que
involucran la disfunción o degeneración de diferentes tejidos. En
estas patologías, el tamaño y la variación de las expansiones
repetitivas es mucho mayor que en las que ocurren en las
regiones codificadoras.
La ausencia o disminución de la transcripción es el mecanismo por
el cuál la expansión de trinucleótidos causa pérdida de la función
génica.
Las enfermedades producidas por mutaciones en regiones
codificadoras en donde se traducen típicamente como segmentos
expandidos de poliglutamina, producen ganancia de función.
Existe evidencia de que estas secuencias adoptan una
conformación diferente que en algunas vías contribuye a su
toxicidad.
1)
INTRODUCCIÓN
- CLASIFICACIÓN
2)


ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS
TRASTORNOS CAUSADOS POR MUTACIONES EN
REGIONES NO CODIFICADORAS:
• Síndrome del X-Frágil (FRAXA)
• Ataxia de Friedreich (FRADA)
• Distrofia miotónica
TRASTORNOS CAUSADOS POR MUTACIONES EN
REGIONES CODIFICADORAS:
• Enfermedad de Huntington (HD), Corea de
Huntington
• Atrofia muscular espinobulbar (SBMA) o
enfermedad de Kennedy
• Ataxia dentadorrubropalidoluysiana (DRPLA)
• Ataxia espinocerebelosas
2)

ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS
- MUTACIONES EN REGIONES NO CODIFICADORAS
SÍNDROME DEL X-FRÁGIL (FRAXA):
Herencia
DOMINTANTE
ligada al
cromosoma X
2)

ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS
- MUTACIONES EN REGIONES NO CODIFICADORAS
SÍNDROME DEL X-FRÁGIL:
Se expresa en casi todos
los tejidos, pero en
mayor
cantidad
en
cerebro,
placenta
y
gónadas.
La mutación es una amplificación de trinucleótidos CGG en
la región no traducible 5´del gen FMR1.
El producto del gen FMR1 está involucrado en los procesos
de regulación tradicional, aparentemente con funciones
inhibitorias dentro del complejo de traducción proteica.
ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS
- MUTACIONES EN REGIONES NO CODIFICADORAS

SÍNDROME DEL X-FRÁGIL:
La expansión está asociada a una hipermetilación de la zona repetitiva,
lo que conlleva a una falta de transcripción del gen y una ausencia de
proteína (FMRP), siendo esta ausencia la causante final del síndrome.
El
FMRP
es
una
proteína
relacionada con el ARN y parece
regular
la
traducción
de
aproximadamente el 4% de los
mensajes neuronales. FMRP es una
proteína clave en la regulación de
los
cambios
estructurales
neuronales, particularmente en la
selección
de las
conexiones
neuronales.
2)

ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS
- MUTACIONES EN REGIONES NO CODIFICADORAS
SÍNDROME DEL X-FRÁGIL:
2)

ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS
- MUTACIONES EN REGIONES NO CODIFICADORAS
SÍNDROME DEL X-FRÁGIL:
2)

ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS
- MUTACIONES EN REGIONES NO CODIFICADORAS
ATAXIA DE FRIEDREICH:
2)

ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS
- MUTACIONES EN REGIONES NO CODIFICADORAS
ATAXIA DE FRIEDREICH:
2)

ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS
- MUTACIONES EN REGIONES NO CODIFICADORAS
ATAXIA DE FRIEDREICH:
2)

ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS
- MUTACIONES EN REGIONES NO CODIFICADORAS
ATAXIA DE FRIEDREICH
El diagnóstico de la FDRA se basa en hallazgos clínicos que
pueden ser confirmados por pruebas genéticas:

Ánalisis de la expansión del triplete GAA del gen FXN
por PCR-screening consistente en la amplificación de la
región que contiene los tripletes GAA, siendo el tamaño
del fragmento directamente proporcional al número de
repeticiones.

Amplificación mediante la técnica de TP-PCR.

Southern blot para distinguir mutaciones completas.
2) ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS
- MUTACIONES EN REGIONES NO CODIFICADORAS

ATAXIA DE FRIEDREICH:
2) ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS
- MUTACIONES EN REGIONES CODIFICADORAS





Este grupo de enfermedades están causadas por la expansión de
tripletes CAG en regiones exónicas. Estos trastornos tienen
algunas características comunes:
Cursan con una progresiva degeneración del SNC, con disfunción
y pérdida neuronal 10 a 20 años después de iniciada la
enfermedad.
Los tripletes de poliglutamina confieren una ganancia de función
cuando se expanden, lo que sugiere un mecanismo patogénico
común.
La enfermedad se desarrolla cuando el número ininterrumpido de
glutaminas excede las 35 unidades.
Aunque estos genes tienen una amplia expresión en todo el
cerebro, sólo ciertos tejidos o neuronas se alteran en cada una
de estas enfermedades.
2) ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS
- MUTACIONES EN REGIONES CODIFICADORAS
2) ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS
- MUTACIONES EN REGIONES CODIFICADORAS

ENFERMEDAD DE HUNTINGTON, Corea de Huntington
Trastornos del
movimiento
(corea)
Falta de
persistencia
motora e
incoordinación
Distonía
Alteraciones cognitivas y conductuales:
Pérdida de memoria, cambios de
personalidad, neurosis, apatía, depresión,
manía y psicosis.
2) ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS
MUTACIONES EN REGIONES CODIFICADORAS

ENFERMEDAD DE HUNTINGTON
Es transcrito en numerosos
tejidos, pero es particularmente
transcrito y expresado en el
cerebro.
Las proteínas con poliglutaminas son propensas a
malos plegamientos y a formar cuerpos de inclusión
por agregados amiloides. Estos cuerpos de inclusión
se han localizado tanto en el núcleo como en el
citoplasma de las neuronas, y proyecciones neuronales
del cuerpo estriado, córtex cerebral, cerebelo y
médula espinal.
2) ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS
MUTACIONES EN REGIONES CODIFICADORAS

ENFERMEDAD DE HUNTINGTON
3) TÉCNICAS



Existe una variedad de técnicas y metodologías que permiten
detectar la repetición de tri- y tetra-nucleótidos, con
implicaciones clínicas y hereditarias.
Cuando la expansión es de varios o cientos de nucleótidos, no se
puede obtener producto tras la reacción de PCR, por lo que es
necesario llevar a cabo un análisis mediante Southern blot, a
pesar de que la estimación del tamaño del alelo expandido no
puede hacerse con gran precisión con esta técnica.
Las técnicas de TP-PCR y QP-PCR, que permiten una detección
fluorescente de la región amplificada de las repeticiones, son
cada vez más utilizadas en los laboratorios para verificar la
presencia de un alelo expandido en el rango patogénico, pero no
cuantifican el tamaño de la expansión.
MUCHAS GRACIAS