Download Genética en las Miocardiopatías.

UTILIDAD EN LA PRÁCTICA
CLÍNICA
DE LOS ESTUDIOS
GENÉTICOS DE LAS
MIOCARDIOPATÍAS
HEREDITARIAS
Dr. M. Fernández-Burriel
Sección de Biología Molecular
Hospital de Mérida
“...si no fuera por la gran variabilidad
entre los pacientes la medicina podría ser
considerada como una ciencia y no un
arte”
“The Principles and Practice of Medicine”
William Osler, 1892
El Genoma Humano
23 PARES DE CROMOSOMAS
3 X 10 9 PARES DE BASES
CODIFICANTES 3-5% -> 30000-45000
GENES?
DEFINICIÓN DIFUSA DE GEN:
PSEUDOGENES
LONGITUD VARIABLE ( Kb -> Mb)
VARIOS GENES EN LA MISMA SECUENCIA
(DISTROFINA)
VARIOS GENES POR RECOMBINACION DE
DISTINTAS SECUENCIAS (IGs)
FANTASMA DE CROMOSOMA
DEL ADN AL CROMOSOMA
Definición de gen I
GENETISTA CLÁSICO:
Unidad que se transfiere según las Leyes de
Mendel
BIOQUÍMICO:
La información requerida por una célula para
producir una proteína.
BIÓLOGO MOLECULAR:
La parte de un cromosoma que puede ser
transcrita.
Definición de gen II
GC WILLIAMS en “Adaptación
y selección natural”:
“Un gen podría definirse como
cualquier información hereditaria
que tiene una probabilidad
favorable o desfavorable de
selección igual a un número varias
veces superior a su tasa de
intercambio endógeno”
Definición de gen IIb
J. Ortega y Gasset “El espectador, Libro
III”:
“Si el darwinismo fuese cierto, que no lo es,
constituiría una biología de segunda clase.
Hoy queda barrido de los laboratorios por
una biología más fundamental que estudia la
vida primaria ”
Definición de gen III
R. Dawkins en “El gen egoísta”:
Gen
-> replicador, espiral inmortal
Seres vivos-> máquinas de replicación.
S. Freud “La interpretación de los sueños”
“ No somos más que la excrecencia de un
protoplasma virtualmente inmortal y los
fideicomisarios de una herencia destinada a
sobrevivirnos”
Conceptos básicos I
Gen. Unidad hereditaria que controla cada
característica en los seres vivos. A nivel
molecular corresponde a una sección de
ADN, que generalmente codifica la síntesis
de una proteína.
Alelo. Cada una de las formas en que puede
expresarse un gen. el alelo más extendido
de una población se denomina "alelo normal
o salvaje", mientras que los otros más
escasos, se conocen como "alelos
mutados".
Conceptos básicos II
Carácter cualitativo. Es aquel que
presenta dos alternativas claras, fáciles de
observar. Estos caracteres están
regulados por un único gen que presenta
dos formas alélicas.
Carácter cuantitativo. El que tiene
diferentes graduaciones entre dos valores
extremos. Por ejemplo la variación de
estaturas, el color de la piel; la
complexión física. Dependen de la acción
acumulativa de muchos genes, y en su
expresión influyen factores ambientales.
Conceptos básicos III
Genotipo.Es el conjunto de genes que
contiene un organismo heredado de sus
progenitores. En organismos diploides, la
mitad de los genes se heredan del padre y
la otra mitad de la madre.
Fenotipo. Es la manifestación externa del
genotipo, es decir, la suma de los
caracteres observables en un individuo. El
fenotipo es el resultado de la interacción
entre el genotipo y el ambiente.
Conceptos básicos IV
Locus. Es el lugar que ocupa cada gen a lo largo de
un cromosoma (el plural es loci).
Homocigoto. Individuo que para un gen dado tiene
en cada cromosoma homólogo el mismo tipo de
alelo, por ejemplo, AA o aa .
Heterocigoto. Individuo que para un gen dado
tiene en cada cromosoma homólogo un alelo
distinto, por ejemplo, Aa.
Genes y Enfermedad
Ambiente
Monogénicas
Multigénicas
Enfermedades Genéticas
Anomalías cromosómicas 1,8 / 1000 NV
E. Hereditarias monogénicas
Autosómicas dominantes
1,4 / 1000 NV
Autosómicas recesivas
1,7 / 1000 NV
Recesivas ligadas al X
0,5 / 1000 NV
E. Herencia no mendeliana 46 / 1000 NV
Herencia multifactorial
Disomía uniparental / Impronta
Herencia mitocondrial
Herencia A. Dominante
M V
NO AFECTADOS
AFECTADOS
Herencia A. Recesiva
NO AFECTADOS
M V
AFECTADOS
Herencia Ligada al X
NO AFECTADOS
M V
AFECTADOS
Herencia Mitocondrial
NO AFECTADOS
M V
AFECTADOS
Anomalías Monogénicas:
Ca mama /HNPPC/FVL/HFE
1:200 NV
MCH
1:500 NV
Sordera/AAT/FRAXA/FQ
1:2000/1:2500 NV
SQTL
1:2500-1:3000 NV
Duchenne/AME
1:3500-1:5000 NV
Acondroplasia
/HEMA/B/SBW/PW-SA
Encefalomiopatías mitocond.
1:10000-1:20000 NV
Ataxias
1-3:100000 NV
TODAS
1:20 (5%)
1:20000 NV
EMQN, 2002. Tester et al, 2011
Fundamentos del
Diagnóstico Genético-Molecular
Definición de las secuencias de Acidos
Nucleicos que son informativas en una
enfermedad determinada
Desarrollo de técnicas que permitan
monitorizar estas secuencias en los
distintos pacientes
Técnicas Diagnósticas Clásicas
-ANÁLISIS DIRECTO:
- PCR
- SSCP/DGGE/CCM/HD
- SECUENCIACIÓN.
- SOUTHERN
- PTT
- ANÁLISIS INDIRECTO:
- LIGAMIENTO: SNPs, VNTR,
STRs, RFLP.
Detección de Mutaciones
•Amplificación con PCR y analisis mediante SSCP/RFLP
•Secuenciación automática
NUEVAS TÉCNICAS
DIAGNÓSTICAS
• PCR TR.
• MLPA
Nuevas Técnicas Diagnósticas:
Microarrays
MONITORIZACION DE LA EXPRESION
GÉNICA (RT_PCR)
CRIBADO DE COMPUESTOS ACTIVOS
FARMACOGENÓMICA
DIAGNÓSTICO MOLECULAR:
SNPs.
CARACTERIZACIÓN GENÉTICA:
MCP
RECEPTOR LDL.
AMAUROSIS CONGENITA DE LEBER.
E. STARGARDT.
DIAGNÓSTICO MICROBIOLÓGICO.
Sample Prep
Amplification
Fragmentation /
Labeling
PCR Front-End
Sample
QIAGEN
PCR
8 hrs
Array-based Detection
Report
Scanning &
Analysis
Hybridization
Patrones de expresión
génica
Chips de ADN: La solución
para todo??
Chip MCH 2910 € /11 genes + Valoración Clínica
Chip MCD 3480 € /19 genes + Valoración Clínica
Muestra (ADN/ARN)
PARA ESTUDIOS GENERALES:
SUERO/PLASMA
SANGRE TOTAL
MÉDULA OSEA
MUESTRAS DE TEJIDOS
(RA/NECROPSIA/BIOPSIA)
SALIVA/PELO
PARA DIAGNÓSTICO PRENATAL:
VELLOSIDADES CORIALES
AMNIOCITOS (CULTIVADOS)
SANGRE FETAL
SANGRE MATERNA
Indicaciones
Confirmación de un diagnóstico clínico
(FQ, SBW, PW, SA, MCP).
Diagnóstico Preclínico o Presintomático
(Huntington, HFE, MCP).
Diagnóstico Prenatal/Preimplantatorio.
Pronóstico (Relación genotipo-fenotipo)
Otros: Investigaciones genealógicas,
estudios poblacionales, etc.
Limitaciones
Penetrancia* (NF->Ca mama).
Expresividad* (AD, RP, CMT).
Anticipación (Steinert, Huntington).
Impronta (PW, S. Angelman).
Heteroplasmia (Mitocondriales).
Genes Modificadores* (FQ,
Sordera).
*MIOCARDIOPATÍAS
¿Clasificación Clínica o Genética?
Complementación
Mismo fenotipo por mutaciones en
distintos genes (MCP, sordera, RP,
ataxias).
Distintas mutaciones en el mismo gen
producen distinto fenotipo:
(Distrofina, CFTR, SCN5A1).
Variabilidad fenotípica
(MCP, NF1, RP, E. Mitocondriales)
Resultados Test SCN5A
Cardiomiopatías /canalopatías
hereditarias
Miocardiopatía hipertrófica (MCH).
Miocardiopatía dilatada (MCD).
Miocardiopatía no compactada (MCNC).
Miocardiopatia restrictiva (MCR).
Miocardiopatia arritmogénica VD (MCAVD).
Síndrome QT largo (SQTL; Na, K).
Sindrome Brugada (SBr; Na).
Sindrome QT corto (SQTC; K).
Taquicardia Ventricular Polimórfica Catercolaminérgica (TVPC;
RYR2,Ca).
S. Holt-Oram (ASD/VSD+Anomalías miembros superiores TBX5,
TBX3). DD: Catch 22, A Fanconi, Fenocopias (Thalidomide,
Valproate).
Aneurisma Torácico Familiar (ACTA2, AAT1, AAT2). DD: Marfan
(FBN1), Loeys-Dietz (TGFBR1,TGFBR2), Ehlers –Danlos (COL3A1)
FENOCOPIAS
Tester et al, 2011
Características generales
Marcada heterogeneidad genética.
> 50 genes asociados.
>1000 mutaciones. Algunas privativas.
Muchos polimorfismos.
Mayoria Familiares y AD.
Mosaicismo germinal.
Marcada heterogeneidad clínica.
Penetrancia Incompleta y Expresividad variable.
Genes modificadores.
Mutaciones en más de un gen.
Dobles mutaciones.
Factores ambientales.
TESTS DIAGNÓSTICOS DISPONIBLES
Tester et al, 2011
Genes implicados en MCH
MYH7
MYBPC3
TNNT2
TNNI3
TPM1
Otros 16 (6*)
Fenocopias:
25-35% (850)
25-35% (702)
3-5% (282)
1-5% (280)
1-5% (294)
<1%
FXN*, GLA*, LAMP2*,PRAKG2*,RAF1; PTPN11*,
KRAS*, TTR*
Tester et al, 2011
Fenocopias MCH
Proteínas sarcoméricas en MCH
CY HO, 2010
CY HO, 2010
AJ Marian, 2010
Genes implicados en Canalopatías
KCNQ1
KCNH2
SCN5A
Otros 8*
RYR2
KCNJ2
CASQ2
CACN1C
Otros 6 (5*)
30-35% (SQTL)
25-30% (SQTL)
5-10% (SQTL)
20-30% (SBr)
<1% (SQTL)
50-60% (TPVC)
10% (TPVC)
1-2% (TPVC)
5-10% (SBr)
<1% (SBr)
Tester et al, 2011
Schwartz et al, 2001
Estudio genético e las
miocardiopatías hereditarias:
¿ Un salto al vacío?
Recomendación estudios genéticos
Mayor utilidad clínica en : MCH (80% en
subtipo CSI), SQTL, SBr, TPVC.
Poco recomendable: MCD, MCAVD
Bajo rendimiento.
Impacto clínico dudoso.
Alto nivel de secuencias de significado
incierto o de difícil interpretación.
Tester et al, 2011
Indicación / Potenciales beneficios
Varían según la patología ( HCM
deportistas/ neonatal QTL??????).
Determinar la causa (molecular / clinica?).
Estudio de familiares a riesgo.
Recomendar tratamiento personalizado.
Indicación según Fenotipo
Síncope Inducido
por el ejercicio
ECG
POSITIVO
VOLTAJE VI
NEGATIVO:
Patrón SBr
ECOCARDIOGRAMA
+ HCM
TEST STRESS
POSITIVO
QTc> 460 ms
TEST
TEST
TEST
SBr
SQTL
TPVC
TEST
HCM
Tester et al, 2011
Interpretación de los resultados
Interpretacion cautelosa de los resultados:
Consecuencias de un diagnóstico equivocado.
Penetrancia y expresividad.(resultados negativos)
Incorporacion al resto de las exploraciones (ECG).
Resultados negativos.
Los resultados son más probabilísticos que
determinantes.
En SQTL 4% de blancos y 8% de otras etnias poseen
polimorfismos raros no patológicos.
Probabilidad de patogenicidad
SQTL
418
398
683
Resultados Test RYR2 (2179)
Consejo Genético
Realizar historia familiar (2-3 gen)
Proporcionar información sobre presentación
clínica, modo de herencia y planificación familiar.
Explicar: Beneficios, limitaciones, riesgos,
disponibilidad y costes, y posibles resultados de
los tests y su significado.
Discutir el posible impacto psico-social, así como
las implicaciones éticas y legales.
Información no direccional.
Consentimiento Informado.
Agradecimientos
A todas las familias que han colaborado
A mis compañeros del CHMI y UIHDN,
Hospital Clinic, Hospital Ramon Y Cajal,
IBGM
A todos ustedes por su atención