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Mecanismos de transmisión
hereditaria
Mayo 27, 2008
José L. Badano, Ph.D.
Categorías de enfermedades
humanas
- Monogénicas
- Multifactoriales
Los modelos o clasificaciones por lo general representan una
simplificación de la realidad
- Facilitan el entendimiento y comprensión del problema
- Facilitan su estudio
- Facilitan su disección
La clave está en no perder de vista que se trata de un modelo
- no interpretar los datos exclusivamente bajo ese
modelo
- adecuar el modelo cuando los datos “no encajan”
Cuál es la base celular y molecular de
estas categorías?
La genética desde una perspectiva molecular
- Evaluar el gen en el contexto del genoma o del organismo y no en
forma aislada
- La genética “moderna” intenta descubrir la función de las proteínas y
las vías en las que participa
- La genética es el estudio de cómo las proteínas interaccionan y
funcionan tanto solas como en complejos, y cuáles son las
consecuencias de perturbar estos procesos
El tipo de mutación está asociado al
mecanismo de herencia
Tipos de mutaciones desde el punto de vista
molecular
- Recesivas: como se afecta la función proteica?
- Dominantes:
- hiperactividad
- sobre-expresión
- función nueva
- dominantes negativos
- haploinsuficiencia
Tipos de mutaciones: “recesivas”
- Muchos tipos de mutaciones pueden resultar en un fenotipo recesivo
- Alelos nulos:
- deleciones
- codones de terminación prematuros
- Pérdida de función parcial:
- hipomorfos
Pérdida de función
Mutación
Alterar actividad
- Mutando un sitio de
interacción
- Mutando el sitio activo de
una enzima
Alterar abundancia
- Alterando estabilidad
- Alterando nivel de
expresión (promotores, nivel
y estabilidad de ARNm)
Alterar localización
- Mutando señales de
localización
- mutando dominios proteicos
Tipos de mutaciones: “dominantes”
- Por lo general resultan en la adquisición de una función no fisiológica
- Hiperactividad
- función aumentada
- mutación en un dominio de regulación negativa
- Si bien la gran mayoría de mutaciones determinan una pérdida de
función (recesivas), las mutaciones dominantes son interesantes y por lo
general afectan moléculas señales o componentes reguladores claves de
un sistema
Mutaciones dominantes
Mutación
Hiperactividad
- función aumentada
- aumento de afinidad
- mutantes
constitutivamente
activados
Expresión constante
- Ectópica (en los tipos
celulares incorrectos)
- Heterocrónicas (en el
momento no adecuado;
ciclo celular, desarrollo)
Función nueva
- Neomorfos
- esta categoría incluye la
anterior
- supresores RNAt
- especificidad alterada (por
ADN, por otras proteínas)
- actividad enzimática alterada
Mutaciones dominantes
- Dominante negativos
- forma mutante interfiere con la función de la proteína salvaje
- basado en la idea que las proteínas funcionan mediante su
interacción con otras proteínas
- el fenotipo se asemeja al de una mutación hipomórfica
- el fenotipo debería reducirse en presencia de copias extra de
proteína salvaje
Dominante negativo ejemplo 1
- Dominante negativos
- tetrámero en que todas las subunidades deben ser wt para tener
función
wt
- Mutación: ½ monomeros son mutantes: 1/16 de los tetrámeros será
wt
wt
wt
M
wt
M
- Los modelos son simplificaciones
- Siguiendo con el ejemplo anterior:
- incluso habiendo una mutación que en teoría afecte el 50% de la
proteína producida
- la proteína mutante puede ser menos estable
- la proteína mutante puede tener menos afinidad por la wt
- feedback loops pueden llevar a producir más proteína
Dominante negativo ejemplo 2
- en algunos casos, aumentando la producción de una proteína puede
tener un efecto dominante negativo (aunque el 100% de la proteína en
la célula sea wt)
- Complejo heterotrimérico
- sobreproducción de
Mutaciones dominantes
- Haploinsuficiencia
- Mutación nula causa un fenotipo en presencia de la copia salvaje
- Por lo general afecta aquellos genes/proteínas cuyos niveles están
altamente regulados (morfógenos por ejemplo)
- Más fácil de detectar en backgrounds que han sido sensibilizados
por mutaciones que producen un fenotipo modesto
Categorías de enfermedades
humanas
Monogénicas
Uno o dos alelos “fuertes” causan el fenotipo
• Dominante
• Recesivo
• Ligado al X
• Mitocondrial
Simplemente Monogénicas?
PKU and hyperphenylalaninaemia. PHENYLKETONURIA
- Defecto en la enzima hepatic phenylalanine hydroxylase (PAH) (Jervis GA, Proc. Soc.
Exp. Biol. Med. 82, 514–515, 1953).
- Este descubrimiento permitió el diagnóstico y tratamiento de individuos
afectados
- Sin embargo ~ 1% de los pacientes no respondian bien a la terapia
- A su vez, existe una gran variabilidad fenotípica (incluso con igual genotipo)
- defectos en el locus PAH causan la mayoría de los casos de PKU
- heterogeneidad de alelos?
- mutaciones en otros loci?
- En 1983, se mapea y clona PAH confirmando la heterogeneidad esperada
- Una década mas tarde, se descubren mutaciones en un loci que afecta la
biosíntesis de Tetrahydrobiopterin (Blau N et al. Pteridines 4, 1–10, 1993)
La complejidad genética en PKU es bastante mayor que la originalmente esperada
Las mutaciones o alelos siguen un patrón de herencia Mendeliano. Sin
embargo el fenotipo no necesariamente lo hace.
En la gran mayoría de los casos, la identificación de mutaciones en un
determinado locus no nos permite predecir el fenotipo que el
paciente desarrollará
Esto se debe a la presencia de otros factores tanto genéticos como
ambientales
Fibrosis Quística
- Ejemplo de enfermedad autosómica recesiva
- Mutaciones en CFTR (cystic fibrosis transmembrane conductance regulator)
(Riordan JR et al. Science 245, 1066–1073, 1989).
- Hipótesis: el análisis del espectro de mutaciones en CFTR permitirá establecer
correlaciones genotipo-fenotipo
- Nuevamente, variabilidad en el fenotipo, sobre todo en lo que respecta al aspecto
pulmonar de la enfermedad
- Otra ves demostrando las limitaciones de un modelo puramente monogénico
- Llevando a la identificación de genes modificadores, en este caso del componente
intestinal de la enfermedad (Zielenski, J. et al. Nature Genet. 22, 128–129, 1999)
- A su vez, algunos pacientes con un fenotipo CF moderado no presentan mutaciones en
CFTR (Groman JD et al. N. Engl. J. Med. 347, 401–407, 2002)
- Dificultad para establecer
correlaciones fenotipo-genotipo
(CF, PKU, otras)
- Modelos Mendelianos son muy
útiles para identificar genes en
estos casos pero pueden no
reflejar la base celular y
molecular de una enfermedad
- Un gran número de
enfermedades “monogénicas”
son más complejas de lo
esperado
Son estas enfermedades monogénicas
complejas en realidad
multifactoriales?
• Multifactoriales:
– Muchos alelos contribuyen % del defecto
– Predisposición (contribuidores causales)
– Moduladores del “age of onset”
(modificadores)
– Moduladores de la severidad (modificadores)
• Componente ambiental significativo
Herencia
monogénica
Herencia
multifactorial
Uno o dos alelos “fuertes”
causan el fenotipo
Herencia
oligogénica
Varios alelos y el ambiente
contribuyen en el fenotipo
Categoría “intermedia”:
enfermedades oligogénicas
• Mutaciones en un número reducido de
genes contribuyen al fenotipo
– Efecto puede se aditivo o multiplicativo
– Efecto puede se tanto causal como modificador
Características de una enfermedad oligogénica:
- siguen siendo primariamente de origen
genético
- requieren de la interacción de
mutaciones en un número “limitado” de
genes
- Gradiente entre enfermedades Mendelianas y complejas
- Donde se ubique una determinada enfermedad dependerá de:
- la existencia de un locus principal (CFTR)
- el número de loci involucrados
- la contribución de cada uno de ellos al fenotipo
- el impacto ambiental
- CF estaría a la “izquierda” de esa curva (un gen mayor +
modificadores)
-Schizophrenia podría estar en el “medio”
- predispocisión genética significativa (40–50% concordancia en
estudios de gemelos)
- A la “derecha” podrían estar rasgos que afectan por ejemplo el
comportamiento
- base genética poco conocida y cuantificable
Modelos oligogénicos
- A pesar de la participación de varios genes, los modelos mendelianos
han sido instrumentales en el clonado de genes involucrados
- Como se puede reconocer la “oligogenicidad”?
1. correlaciones genotipo-fenotipo (o falta de…)
2. diferencias genotípicas en modelos animales (diferentes
backgrounds)
3. identificación de mutaciones que no se ajustan a un modelo
monogénico
4. establecimiento de ligamiento a más de un locus o la inhabilidad
de detectar ligamiento
1. Correlación genotipo-fenotipo
• Se clona un gen para una enfermedad:
• espectro de mutaciones
• correlación entre tipos y mutaciones particulares con aspectos del
fenotipo
• Frecuentemente este tipo de estudio no arroja datos significativos
• Entonces se expande el modelo para tomar en cuenta otros factores
Ejemplos incluyen un gran número de enfermedades genéticas:
- PKU
- CF
- familial amyotrophic lateral sclerosis (FALS)
- defecto neurológico
- transmitido en forma dominante
Ejemplo: FALS
- La madre, hijo e hija segregan la misma mutación en SOD1 (V148G)
- Expresividad variable
- El hijo, más severamente afectado, es también homocigota para una mutación
nula en ciliary neurotrophic factor (CNTF)
- CNTF sería (sólo una familia) un modificador de FALS
En el año 1994:
Mutaciones en CNTF han sido reportadas en pacientes Japoneses con varios
problemas neurológicos pero como no estaban de acuerdo con un modelo de
transmisión mendeliano, se concluyó que no eran causantes del fenotipo
2) Diferencias fenotípicas en modelos animales
- Análisis de mutaciones en un background genético homogéneo
- Herramienta clave para la identificación de modificadores
- Ejemplo: FAMILIAL ADENOMATOUS POLYPOSIS (FAP) causada por
mutaciones en “adenomatous polyposis coli” (APC)
- Mutagénesis screen (ENU) deriva en el ratón Min (multiple intestinal
neoplasia), causado por una mutación en Apc
- El fenotipo sin embargo es modulado por un segundo locus: Mom1
(modifier of Min)
3) Identificación de mutaciones que no se ajustan a un modelo
monogénico
- En muchos casos, la oligogenicidad se ha descubierto por azar
- Ejemplo: RETINITIS PIGMENTOSA (RP), una enfermedad genética y clínicamente heterogénea
que puede ser heredada como autosómica dominante, recesiva o ligada al X
- Primer modelo ejemplificando como la expansión de modelos teóricos resuelve datos
mutacionales contradictorios
- Modelo “digénico” Kajiwara et al. demostraron que en algunas familias se requieren
mutaciones en retinal outer segment membrane protein 1 (ROM1) y peripherin/retinal
degeneration slow (RDS)
Un modelo de enfermedad oligogénica es el
Síndrome de Bardet-Biedl
Degeneración de retina
Polidactilia
Otras características:
• Obesidad
• Retardo Mental
• Dificultades de aprendizaje
• Malformaciones de gónadas y renales
Genéticamente heterogéneo:
• 14 BBS genes mapeados (BBS1-12, MKS1, CEP290)
• Históricamente considerado un ejemplo de
enfermedad autosómica recesiva
Existe interacción entre los distintos genes de BBS
NFB14-BBS2
NFB14-BBS6
01
wt wt
02
01
wt A242S
03
Y24X wt
04
wt A242S
wt A242S
03
wt wt
04
Y24X Y24X
wt wt
AR237-BBS2
01
wt wt
02
wt Y37C
04
05
Y37C Y37C wt wt
Y24X wt
03
AR237-BBS6
01
wt Y37C
02
06
Y37C Y37C
03
wt wt
04
02
wt N70S
05
06
wt N70S wt N70S wt N70S
Katsanis et al, Science 293: 2256-2259 (2001)
Herencia Trialélica
En algunas familias, tres mutaciones son necesarias para desarrollar la patología
AR259- BBS2
01
wt wt
Q59X wt
02
wt Y24X
wt wt
03
04
05
wt Y24X wt wt
wt Y24X
wt wt Q59X wt
Q59X wt
AR259- BBS6
01
Q147X wt
03
Q147X wt
02
wt wt
04
wt wt
05
wt wt
Katsanis et al, Science 293: 2256-2259 (2001)
Análisis de la herencia trialélica
- Usando uno de los genes más prevalentes, BBS1, y analizando 259
familias con BBS:
- Aproximadamente el 25% del las familias con BBS1, no encaja con un
modelo de herencia mendeliano
- El modelo oligogénico tiene tres predicciones básicas:
1) habrá pacientes con mutaciones en más de un gen de BBS
2) habrá no afectados con dos mutaciones en un gen de BBS
3) la frecuencia de las mutaciones “trialélicas” en la población
general deberá ser más alta que la esperada en un modelo
autosómico recesivo
1. Pacientes con mutaciones en más de un gen de BBS
PB056-BBS1
PB056-BBS4
02
02
118
124 PYGM
A
G
SNP1
M390R M390R BBS1
C
T
SNP2
212
196 DS112371
247
259 DS114960
01
PYGM 118
118
SNP1
A
G
BBS1 M390R M390R
SNP2
C
T
DS112371
212
200
DS114960
247
251
M472V wt
01
M472V wt
Beales, Badano et al, Am. J. Hum. Genet.72:1187-99 (2003)
1. Pacientes con mutaciones en más de un gen de BBS
AR241-BBS1
01
03
AR241-BBS2
01
02
04
05
06
M390R wt M390R wt
03
02
04
05
06
IVSx2 wt
IVSx2 wt
R315Q R315Q R315Q R315Q
Beales, Badano et al, Am. J. Hum. Genet.72:1187-99 (2003)
2. habrá no afectados con dos mutaciones en un gen de BBS
PB006-BBS1
01
M390R M390R
03
M390R M390R
02
M390R wt
04
M390R M390R
PB029-BBS1
01
M390R M390R
03
M390R M390R
02
M390R wt
04
M390R M390R
Beales, Badano et al, Am. J. Hum. Genet.72:1187-99 (2003)
3. La frecuencia de las mutaciones “trialélicas” en la población
general deberá ser más alta que la esperada en un modelo
autosómico recesivo
- Para BBS1 (y usando la mutación más común en este gen, M390R):
- 10% de los pacientes son homozigotas para M390R y la
prevalencia de BBS se estima sea de 1:100,000
Entonces:
- Se espera 1/1100 portadores
- Encontramos 2/658
Entonces, o la frecuencia de BBS 1:10,000 o una fracción
importante de M390R presenta penetración reducida
La prevalencia de patrones complejos es diferente para cada gen de
BBS
1 Mut
1 Mut + 2
2 Muts + 1
Recessive
100%
BBS2-BBS1
BBS1-BBS4
BBS1-BBS6
BBS7-BBS1
BBS2-BBS4
BBS2-BBS6
90%
2
80%
1
70%
4
60%
50%
40%
2
30%
1
20%
1
10%
0%
BBS1 BBS2 BBS4 BBS6 BBS7
Beales, Badano et al, Am. J. Hum. Genet.72:1187-99 (2003)
El gen involucrado y el tipo de mutación determinan la
carga mutacional necesaria para presentar el fenotipo
Distribution of Triallelic Mutations
1
1
2
2
2
5
N/N/N
N/N/M
M/M/M
N/M/M
M/M/U
M/S/M
Una característica de gran parte de las enfermedades
genéticas humanas es la gran variabilidad fenotípica (tanto
inter- como intra-familiar)
En el ejemplo de BBS: Hipótesis: la carga mutacional puede
explicar, por lo menos en parte, la variabilidad intrafamiliar
observada en BBS
Como “medir” la contribución genética en la variabilidad
fenotípica?
Problemas en este tipo de estudios:
1. Número reducido de familias en muchos casos
2. Evidencia de que los distintos alelos encontrados sean
realmente patogénicos
3. Dado que la variabilidad intrafamiliar es significativa (por
lo menos en BBS), se dificulta cuantificar el efecto de un
alelo?
- Identificamos tres familias con individuos afectados portanto dos o tres mutaciones en
un mismo pedigree
AR768- BBS1
AR768- BBS6
01
M390R wt
wt wt
03
M390R wt
wt fs
02
wt wt
wt fs
01
02
T325P wt
wt wt
03
wt wt
04
T325P wt
04
M390R wt
wt fs
No obesity
Mild RP
No MR
Nml devel
Nml speech
Nml teeth
Obese from age 1=90th centile
RP/maculopathy
MR
Dev. delay
Speech pathology/delay
Crowded teeth
Badano et al, Hum. Mol. Genet.12:1651-1659 (2003)
- La alteración T325P probablemente afecte la función proteica
Badano et al, Hum Mol Genet 12: 1651-59 (2003)
Herencia Trialélica
En algunas familias, el número de mutaciones se correlaciona con la severidad del
síndrome
PB009-BBS1
9.4
9.5
M390R wt
9.1
M390R M390R
PB009-BBS2
9.4
M390R wt
9.2
M390R
M390R
L349W
9.3
M390R M390R
9.1
L349W wt
Severe RP
Badano et al, Hum. Mol. Genet.12:1651-1659 (2003)
9.5
wt
wt wt
9.2
L349W
wt
Severe RP
9.3
wt
wt
No RP
Mild SNB
Es la variabilidad en PB009, típica de BBS?
B
PB009-BBS1
01
M390R wt
02
M390R wt
03
04
05
M390R M390R M390R M390R M390R M390R
- Edad de diagnóstico de retinopatía:
- paciente 03: 20
- paciente 04: 15
- paciente 05: 34
Badano et al, Hum. Mol. Genet.12:1651-1659 (2003)
PB009-BBS2
01
L349W wt
03
L349W wt
04
L349W wt
02
wt wt
05
wt wt
Cuál es la variabilidad intrafamiliar en la retinopatía causada por la
mutación M390R en BBS1?
- Cuál es la variación en la edad diagnóstico en familias con BBS “recesivo” y por lo menos un
alelo M390R (n=10)?
- La diferencia es de 2.3 años con un SD de 1.7
En PB009:
- La diferencia en edad al diagnóstico entre -03 y -04 es 5 years (normal)
- La diferencia para -05 es de 14 y 19 años con -03 y -04 respectivamente
- Entonces PB009 muestra una variación aumentada (P<0.014)
Badano et al, Hum. Mol. Genet.12:1651-1659 (2003)
Modelo gradiente par alelos oligegénicos
Badano et al, Hum Mol Genet 12: 1651-59 (2003)
Parte II
Cuál es la base celular de la interacción
genética observada en enfermedades
oligogénicas (y complejas)?
Modelos de oligogenicidad
1) Modelo de rescate de vía
Badano and Katsanis, Nature Rev Genet 3: 779-781 (2002)
Modelos de oligogenicidad
2) Complejo proteico
D
D
B
C
A
B
B
A C
B
A B
D
D
D
A C
B
A C
A B
AB
or A
B
A B
FUNCTION
Badano and Katsanis, Nature Rev Genet 3: 779-781 (2002)
Modelos de oligogenicidad
3) Poison Model
Badano and Katsanis, Nature Rev Genet 3: 779-781 (2002)
Como encaja BBS en estos modelos?
Myc-BBS2/HA-BBS4
KDa
71
Myc(ev)/HA-BBS4
Redundancia en el sistema:
- muchas de las proteínas de BBS forman
complejos
- comparten interactores
42
31
IP with Myc
Probed: HA
BBS4 y BBS8 interactúan con PCM1
Es probable que la interdependencia de las proteínas de
BBS sea una cuestión de dosis en un sistema
redundante
Mutación #2
citoplasma
BBS7
BBS6/BBS1
material
pericentriolar
BBS4
BBS7
PCM1
PCM1
BBS8
Mutación #1
MGC
Mutaciones adicionales
Como usar la información celular, bioquímica, y
funcional para continuar disecando la genética?
Continuando con el ejemplo de BBS:
- 14 genes identificados hasta la fecha
- análisis de la secuencia de amino ácidos de las proteínas
codificadas no brinda pistas acerca de función (proteínas de
función desconocida)
- se ha comenzado a disecar la función de estas proteínas
mediante enfoques multidisciplinarios (biología celular,
bioquímica, modelos animales, y observaciones en pacientes)
• Un mal funcionamiento de las cilias es el defecto
responsable de BBS
Ansley et al, Nature. 425:628-633 (2003)
Kim et al, Nat Genet. 36:462-470 (2004)
• El conocer la función celular afectada en una
patología permite:
1) Entender la base celular y molecular de los fenotipos
observados
• Poliquistosis renal
• Defectos de simetría (Situs
inversus)
• Degeneración de retina
• Infertilidad
• El conocer la función celular afectada en una patología
permite:
2) Facilitar la elección de candidatos en estudios
genéticos clásicos
• El proteoma ciliar:
El conocer la función celular afectada en una patología
permite:
3) Desarrollar ensayos bioquímicos que pueden proveer
nuevos candidatos (tanto genes causales como
modificadores)
Basado en los modelos de oligogenicidad, proteínas que
interactúen físicamente con nuestras proteínas de
interés o que actúen en vías y/o funciones similares,
serán nuevos candidatos
De vuelta a la genética en BBS
• La
interacción entre los diferentes genes de BBS no puede explicar
toda la variabilidad fenotípica observada en este síndrome
• Existen factores ambientales y otros factores genéticos que dado su
baja prevalencia y contribución al fenotipo, están por debajo del límite
de resolución de la “genética clásica”
• Podemos usar la información acerca de la función de estas
proteínas, los complejos en los que participan y los procesos
celulares afectados para facilitar la identificación de estos factores
genéticos?
Hipótesis: genes que codifiquen proteínas en la “vía de BBS” serán candidatos fuertes a
contribuir alelos ya sea causales o modificadores de la enfermedad
Yeast two-hybrid screens:
~ 60 putative interactors
Li et al, Cell 117:541-552 (2004)
MGC1203
Esta proteína nueva interactúa con muchas de las
proteínas de BBS
Yeast two-hybrid
Co-immunoprecipitations
*
MGC1203 se localiza en centrosomas/cuerpos
basales y co-localiza con las proteínas de BBS
En IMCD3
Pregunta: mutaciones en MGC1203 contribuyen al
fenotipo de BBS?
Secuenciamos dos colecciones independientes de pacientes de BBS identificando
algunas variantes
Especialmente interesante fue una C->T en la posición 430 (penúltima base del exon
3)
- Presente en 14 de 226 pacientes (6.2%) pero solo 4 de 274 controles (1.4%)
(Fisher’s exact test P<0.006)
- TDT: En 27 tríos, el alelo 430T fue transmitido a los pacientes en 20 (desvío
significativo de la distribución esperada 50:50, P=0.007)
Estos datos apoyan la hipótesis de que variantes en
MGC1203 contribuyen al síndrome de BBS.
Es el alelo 430T de MGC1203 patogénico?
- Cambio silencioso en la penúltima base del exón 3: quizás defecto en splicing?
SC35
Normal
ESE
…GCCAAGTTCAAGAG …..…GTCATGTCCACCCCACCCAG AGTAG
AGTAGGCAAA….GCA GGCCTT(C/T)G
GGCCTT(C/T)G
Exon 2
Exon 3
SC35
Cambio de marco de lectura y PTC
Sustrato para NMD
Para estudiar el efecto de esta mutación:
- PCR en tiempo real en líneas de pacientes con los distintos
genotipos y análisis de minigene:
En líneas celulares de pacientes:
- El nivel basal de ARNm de MGC1203 es mayor en células tratadas con emetine (inhibe NMD)
- Reducción del 20% en ARNm de MGC1203 en células no tratadas con genotipo 430C/T
1.6
MGC1203 /18S RT-PCR cycle ratio
1.5
1.4
C/C
1.3
C/T
1.2
1.1
1
Untreated
Emetine
Análisis de Minigene:
- El minigene con una “T” produce significativamente más de la forma deletada
- Mutagenizando el sitio e inhibiendo diferente proteínas SR (siRNA) revierte la proporción
180
4.7
160
Mutant MGC1203 mRNA amounts (pg)
RT-PCR cycle difference between 5bp-del and wt
MGC1203 species
4.9
4.5
4.3
4.1
3.9
140
120
100
80
60
40
20
3.7
0
316-C
3.5
14-C
316-C
316-T
316T-C
316-T
316-T SC35
316-T
ASF/SF2
316-T-C
Sin embargo: mutaciones en MGC1203 no serían
suficientes para causar BBS
- No se encontraron pacientes homocigotas para la alteración en
MGC1203
- Un padre no afectado es homocigota para el alelo 430T
- En 5 familias, el alelo 430T co-segrega con mutaciones en genes
causantes de BBS
En un background genético sensibilizado, niveles reducidos de ARNm para MGC1203
podrían afectar tanto la penetrancia como la expresividad del síndrome
- Tres familias adicionales muestran una correlación entre la presencia de la mutación
en MGC1203 y una presentación clínica más severa
Análisis in vivo: MGC1203 interactúa genéticamente
con otros genes de BBS Zebrafish
BBS4 /MGC1203 Double Injections
Controls
Morpholino Injected
BBS4 1ng
*
BBS4 3ng
Class 2
Class 1
Normal
MGC1203 5ng
BBS4 1 ng/MGC 5ng
BBS4 3ng/MGC 5ng
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
*
100%
Percentage of Em bryos
BBS6 /MGC1203 Double Injections
Controls
*
Morpholino injected
BBS6 3.5ng
BBS6 6ng
Class 2
Class 1
Normal
MGC1203 5ng
*
BBS6 3.5 ng/MGC 5ng
BBS6 6ng/MGC 5ng
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
Percentage of Em bryos
70%
80%
90%
100%
Conclusiones I
- Identificamos MGC1203 a través de una combinación de
datos bioquímicos y predicciones informáticas
- El cambio “silencioso” C430T aumenta splicing alternativo y
aberrante
- Esto probablemente ocurra mediante el fortalecimiento de
un ESE en el exón 3 y la utilización de un aceptor de splicing
críptico en el extremo 5’ del exón, resultando en una
deleción de 5 bp
Conclusiones II
- El alelo 430T afectaría la penetrancia de BBS por lo menos
en una familia, y la expresividad de la enfermedad en otras
tres
- Este tipo de estudios muestra el poder de usar
combinaciones de técnicas y modelos para detectar
fenómenos genéticos
Ciliopatías
- El concepto de mutaciones en distintos genes funcionalmente
relacionados resultando en el mismo fenotipo (ejemplo BBS) puede
extenderse a:
- mutaciones en genes que participan en vías/procesos/organelos
relacionados pueden resultar en entidades clínicas similares
- Así surge el concepto de ciliopatía que engloba distintas
patologías que son consecuencia de defectos en estos organelos
Ciliopatías II
- A su vez, reconocer que determinados fenotipos son consecuencia de
defectos en un organelo particular es de suma ayuda a la hora de
predecir la base celular de patologías de etiología desconocida
- Esto a su vez puede facilitar la genética como en el ejemplo de BBS
El concepto de ciliopatía no sólo implica que patologías con
fenotipos similares puedan compartir la misma base celular sino
que a su vez, en algunos casos, mutaciones en un gen
determinado pueda estar causalmente relacionado a más de una
patología
Resumen
- Los modelos son herramientas poderosas pero es
importante conocer sus limitaciones
- Tener en cuenta que los genes y proteínas no actúan
en forma aislada sino en un sistema de alta
complejidad
- Identificar el tipo de mutaciones, la función de la
proteína en cuestión y las vías en las que participa
facilita el estudio a nivel genético