Download fragile x tremor ataxia syndrome

ESTUDIO CLÍNICO Y MOLECULAR DEL SÍNDROME FXTAS
(FRAGILE X TREMOR ATAXIA SYNDROME)
Investigadora principal:
Dra. Montserrat Milà Recasens
Hospital Clínic i Provincial de Barcelona
Duración: 3 años
1
1. Resumen
El síndrome del cromosoma X frágil (FXS) representa la causa más común
de retraso mental (RM) hereditario. El síndrome está causado por la
ausencia de la proteína FMRP como consecuencia de una mutación
dinámica, la expansión de un triplete CGG en el primer exón del gen FMR1.
Hasta hace poco, se creía que los portadores de la premutación
(50<CGG<200) eran completamente asintomáticos, ya que no presentan
RM. En los últimos años, sin embargo, se han asociado dos patologías a
este estado de portador: fallo ovárico prematuro (POF), que afecta a un
20% de las mujeres portadoras de la premutación, y un nuevo tipo de
ataxia. Esta última afectación ha sido recientemente descrita como un
nuevo síndrome neurodegenerativo progresivo: síndrome de ataxia y
temblor asociado al cromosoma X frágil (FXTAS). FXTAS afecta a hombres y
mujeres portadores de la premutación de más de 50 años. Clínicamente se
caracteriza por temblor de acción, problemas de equilibrio y demencia.
El objetivo principal de este proyecto es el estudio integral (clínico,
molecular y epidemiológico) de FXTAS en nuestra población. Para ello se
propone: 1) estudio del triplete CGG y de la metilación del gen FMR1
mediante PCR y Southern blot (sonda Stb 12.3); 2) expresión del gen FMR1
mediante cuantificación del mRNA en sangre periférica y por RT-PCR; 3)
determinación de los niveles de FMRP en raíz de cabello por
inmunohistoquímica; 4) estudio neurológico (ICARS y de la UPDRS); 5)
resonancia magnética; 6) análisis de todos los resultados obtenidos.
2. Resultados
1. Caracterización molecular del gen FMR1 en familias SXF: el estudio
de 128 familiares no portadores y portadores premutación y mutación
completa de SFX ha permitido determinar los valores medios de
mRNA y proteína que quedan resumidos en la tabla 1.
2
Tabla 1
N
mRNA FMR1
rango
proteína
rango
FMRP
Normal
21
1,10
(0,88-
95%
(80-100)
80%
(70-100)
5%
(0-12)
54%
(8-93)
1,42)
Portador
102
1,78
(0,905,28)
Afectado
2
0
Afectada
3
0,65
(0,540,98)
2. Caracterización molecular del gen FMR1 en individuos FXTAS y noFXTAS: la caracterización molecular del gen FMR1 en los individuos
portadores de la premutación (FXTAS y no-FXTAS) no ha permitido detectar
diferencias estadísticamente significativas (tabla 2).
Tabla 2
Sexo
Edad
CGGn
mRNA
FMR1
%FMRP
FXTAS
mujeres
68,1±12,8
101,7±33,9
1,7±0,6
82,3±10,9
No-FXTAS
mujeres
57±7,5
89,7±40,2
1,4±0,4
84,3±11,9
P value
-
-
0,5
0,2
0,7
FXTAS
hombres
67,5±4,6
88,5±23,8
1,8±0,7
84,9±12,4
No-FXTAS
hombres
61±9,5
107,3±64,5
1,75±1
94±8,5
P value
-
-
0,5
0,8
0,4
- En el grupo de portadores de la premutación (FXTAS y no-FXTAS) se ha
observado una correlación entre los niveles reducidos de proteína FMRP y
los niveles elevados de mRNA FMR1 (figura 1).
- En el grupo de portadores de la premutación (FXTAS y no-FXTAS) se ha
observado que los niveles de FMRP disminuyen a medida que se incrementa
el número de repeticiones CGG (figura 2).
- En el grupo de portadores de la premutación (FXTAS y no-FXTAS) se ha
observado que el incremento de la actividad transcripcional del gen FMR1 se
correlaciona positivamente con el tamaño de la expansión (figura 3).
3
% FMRP
100
% FMRP
120
100
80
60
CGG repeat
210
120
80
60
40
40
20
20
190
170
150
130
110
90
70
0
0
0
1
2
3
4
50
5
70
90
110
130
150
170
190
210
50
0
CGG repeat
FMR1 mRNA levels
1
2
3
4
5
FM R1 mRNA levels
Figura 1. Correlación de los niveles de FMRP y mRNA FMR1 en el rango de la premutación.
Figura 2. Correlación de los niveles de FMRP y expansión tripletes CGG en el rango de la premutación.
Figura 3. Correlación de los niveles de mRNA FMR1 y expansión tripletes CGG en el rango de la
premutación.
- Al comparar la edad de presentación de FXTAS con el número de
repeticiones CGG se detecta una correlación negativa (figura 4).
- Al comparar la edad de presentación de FXTAS con los niveles de mRNA
FMR1 se detecta una correlación negativa (figura 5).
- No se ha podido determinar si existe correlación entre la edad de la
muerte de los pacientes FXTAS y el número de repeticiones CGG, ya que
tan solo dos individuos han muerto durante el estudio. Aunque estos dos
pacientes han muerto a la edad de 82 y 79 años, con un número de
repeticiones de 80 y 60, respectivamente.
85
85
Age of onset
Age of onset
80
Spearman ’s rho = -0.2 p=0.4
80
Spearman ’s rho = -0.432 p=0.1
75
70
65
75
70
65
60
60
55
55
50
50
50
70
90
110
CGG repeat
130
150
170
1
1,5
2
2,5
3
3,5
FMR1 mRNA levels
Figura 4. Correlación entre edad de presentación de FXTAS y expansión CGG.
Figura 5. Correlación entre edad de presentación de FXTAS y niveles de mRNA de FMR1.
3. Caracterización neurológica FXTAS.
La caracterización neurológica de los individuos FXTAS, además de
confirmar las manifestaciones clínicas ya descritas por otros autores
(Jacquemont et al., 2003), ha permitido identificar otros dos signos:
demencia y sordera, características de la enfermedad.
4. Caracterización neuropsicológica FXTAS.
En nuestra serie de pacientes FXTAS las alteraciones neuropsicológicas más
relevantes han sido: alteración de la memoria (inmediata, de fijación y
working memory), las alteraciones frontales (atención y enlentecimiento
4
cognitivo) y de las funciones ejecutivas, y el deterioro cognitivo progresivo
de les características frontotemporales.
5. Caracterización neurorradiológica de FXTAS.
La caracterización neurológica de nuestra serie de individuos FXTAS
confirma las manifestaciones clínicas descritas previamente sin cambios
reseñables (Jacquemont et al., 2003).
6. Transmisión FXTAS madres-hijas
La revisión de las familias SFX, nos ha permitido identificar dos
transmisiones madre-hija de FXTAS. Son los primeros casos descritos en
que se pone de manifiesto este hecho, así como unas manifestaciones
clínicas particulares (demencia) y una inactivación preferencial del
cromosoma X. Estos casos han sido descritos con detalle en una publicación
en Neurology.
7. Descripción de otras patologías asociadas a la premutación
Después de contactar con 151 familias y formular preguntas
telefónicamente o en persona sobre patologías asociadas a la premutación,
se ha podido establecer que un 24,4% de las portadoras sufren fibromialgia
y un 15,9% disfunción tiroidea.
8. Fibromialgia
El estudio de 200 muestras del Banco Nacional de ADN procedente de
mujeres con diagnóstico de fibromialgia, ha detectado 2 portadoras de la
premutación. Por lo tanto, podemos establecer que la incidencia de la
premutación FMR1 en el grupo de mujeres con fibromialgia es de un 1%,
superior a la incidencia de portadoras en nuestra población general (Rife et
al. 2003). Manuscrito en preparación que supondrá la identificación de un
nuevo gen implicado en la etiología de la fibromialgia.
9. Determinación de niveles del transcrito ASFMR1
- El estudio de los niveles de expresión del transcrito ASFMR1 pone de
manifiesto la falta de expresión en individuos afectos de SXF y ha permitido
5
establecer los rangos de expresión en individuos normales y portadores
(tabla 3).
- La comparación de los niveles de expresión de ASFMR1 entre individuos
FXTAS y no-FXTAS no muestra diferencias significativas, indicando que los
niveles de expresión de ASFMR1 no son un marcador para FXTAS (tabla 4).
- Se observa un patrón de splicing de ASFMR1 diferente entre los individuos
normales y los portadores de la premutación diferente. El splicing
correspondiente a los transcritos -196/-1000 y +10243/+210 es distinto
entre los individuos controles (rango CGG normal) portadores de la
premutación (figura 6). No obstante, no se observan diferencias entre los
individuos FXTAS y no-FXTAS.
.- Determinación de los niveles del transcrito ASFMR1 en 67 individuos.
Tabla 3
NÚMERO
mRNA ASFMR1
CASOS
rango
Normal
16
1,38
(0,68-2,07)
Portador
70
1,23
(0,53-2,37)
Afectado
2
0,03
(0,02-0,03)
Afectada
3
0,83
(0,49-1,16)
- Determinación de los niveles del transcrito ASFMR1 en individuos
portadores de la premutación FXTAS y no-FXTAS.
Tabla 4
NÚMERO CASOS
mRNA ASFMR1
rango
FXTAS
12
1,32
0,53-2,37
No FXTAS
10
0,93
0,60-1,40
Figura 6.- Patrón de splicing de ASFMR1 correspondiente a los transcritos -196/-1000 y +10243/+210
en individuos normales y portadores de la premutación (N: normal, PM1 y PM2 portadores).
6
3. Relevancia y posibles implicaciones clínicas de los resultados
finales obtenidos
A lo largo de estos tres años se ha profundizado en el conocimiento de
FXTAS y de las patologías asociadas a la premutación, alcanzando el
objetivo principal del proyecto.
La implicación más directa y evidente para la práctica clínica ha sido la
difusión de FXTAS entre los profesionales médicos, entrando a formar parte
de la práctica clínica de rutina en el estudio de las ataxias espinocerebelosas.
Se ha llevado a cabo una gran difusión mediante sesiones clínicas, cursos,
jornadas, presentaciones en congresos nacionales e internacionales y
publicaciones científicas nacionales e intencionales.
Les acciones translativas derivadas del proyecto han sido:
1. La creación y consolidación de un grupo multidisciplinar (neurólogos,
neurorradiólogos, psicólogos y genetistas) especializados en el estudio de
FXTAS que apoya y difunde la enfermedad a otros especialistas y familiares
que la sufren.
2. Diagnóstico de FXTAS en 15 pacientes. Actualmente estos pacientes
reciben tratamiento específico y personalizado y se ha iniciado un ensayo
clínico.
3. Incorporación del estudio de la zona repetitiva del gen FMR1 en el
protocolo de estudio de los trastornos de movimiento.
4. Mejora en el consejo genético de los portadores de la premutación en les
familias SXF.
5. Identificación de un gen implicado en la etiología de la fibromialgia.
7
4. Publicaciones
Pagonabarraga J, López-Mourelo O, Rodriguez-Revenga L, Xunclà M,
Gómez-Ansón B, Milà M, KulisevskyJ.
Reported hearing impairment in FXTAS. (Sotmès).
Xunclà M, Badenas C, Domínguez M, Rodríguez-Revenga L, Madrigal I,
Jiménez L, Soler A, Borrell A, Sánchez A, Milà M.
Fragile X syndrome prenatal diagnosis, parental attitudes and reproductive
responses.
Reprod Biomed Online. 2010 Oct;21(4):560-5. Epub 2010 Jun 16. IF 2,062
Rodriguez-Revenga L, Pagonabarraga J, Gómez-Anson B, López-Mourelo O,
Xunclà M, Milà M.
Motor and mental dysfunction in women with FXTAS: two families with
mother-daughter transmission.
Neurology. 2010 Oct 12;75(15):1370-6. IF 8,172
Rodriguez-Revenga L, Madrigal I, Pagonabarraga J, Xunclà M, Badenas C,
Kulisevsky J, Gomez B, Milà M.
Penetrance of FMR1 premutation associated pathologies in fragile X
syndrome families.
Eur J Hum Genet. 2009; 17: 1359-1362. IF 3,564
Milà M, Madrigal I, Kulisevsky J, Pagonabarraga J, Gómez B, Sánchez A,
Rodríguez-Revenga L.
Fragile X tremor ataxia syndrome (FXTAS): a new kind of spinocerebelar
ataxia associated to fragile X syndrome premutation carriers.
Med Clin (Barc) 2009;133: 252-254. IF 1,231
Rodriguez-Revenga L, Santos MM, Sánchez A, Pujol M, Gómez-Anson B,
Badenas C, Jiménez D, Madrigal I, Milà M.
Screening for FXTAS in 95 Spanish patients negative for Huntington
disease.
Genet Test. 2008; 12: 135-138. IF 1,120
8
Rodriguez-Revenga L, Madrigal I, Alegret M, Santos M, Milà M.
Evidence of depressive symptoms in fragile-X syndrome premutated
females.
Psychiatr Genet. 2008; 18: 153-155. IF 2,696
Premutation alleles in the FMR1 gene are associated with fibromyalgia.
(Manuscrito en preparación.)
9