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¿Qué hay de nuevo en...
LA GENETICA DE ENFERMEDADES
VISUALES Y AUDITIVAS?
MARTALUCIA TAMAYO F., MD,MSc
Médica Genetista
PROGRAMA DEL
INSTITUTO DE GENÉTICA HUMANA Y
LA FUNDACIÓN OFTALMOLÓGICA NACIONAL
BOGOTA - COLOMBIA
®2002 Derechos Reservados Instituto de Genética Humana Pontificia Universidad Javeriana
ENFOQUE DEL PROBLEMA
VISUAL-AUDITIVO
• VALORACIÓN DEL PACIENTE Y SU
FAMILIA
• ARBOL GENEALÓGICO
• PRINCIPIOS GENERALES DE MANEJO
• EXAMENES ESPECIALES
• DEL FENOTIPO AL GENOTIPO
DEFINIR LA ETIOLOGÍA BÁSICA
DEL PROBLEMA
GENÉTICA Vs NO-GENÉTICA
•
•
•
•
CITOGENÉTICA
UNIGENICA (Mendeliano)
MITOCONDRIAL
POLIGENICA O MULTIFACTORIAL
DIAGNÓSTICO
•
•
•
•
•
•
Clínico
Citogenético
Bioquímico
Molecular
Radiográfico
Interconsultas
Definir Mecanismo de Herencia
CAUSAS DE SORDERA EN COLOMBIA
CAUSAS ADQUIRIDAS
CAUSAS GENETICAS
LIGAMIENTO GENICO Y
ESTUDIOS MUTACIONALES EN
FAMILIAS COLOMBIANAS CON
SINDROME DE USHER
PROGRAMA DE ESTUDIOS GENETICOS EN
ENFERMEDADES VISUALES Y AUDITIVAS
INSTITUTO DE GENETICA HUMANA
SINDROME DE USHER
Comprende un grupo de desórdenes, de
herencia autosómica recesiva,
caracterizados por:
1. Sordera congénita neurosensorial
2. Retinitis Pigmentosa Progresiva
3. Disfunción Vestibular (*)
(Kimberling , 1995)
SORDERA NEUROSENSORIAL
Disfunción en el oído interno o en el nervio
auditivo.
La pérdida auditiva varía entre los
pacientes
puede ir desde moderada
(30-60 dB) hasta profunda (90- 120dB),
afectando principalmente la percepción de
tonos agudos (Frecuencias altas).
Congénita ,bilateral y puede ser estable o
progresiva.
RETINITIS PIGMENTOSA
Degeneración progresiva, bilateral y simétrica
de la retina, que se inicia en la periferia.
Los bastones , son principalmente afectados
en las primeras etapas
Ceguera nocturna y constricción de los campos
visuales.
Hallazgos Clínicos: Deposito de pigmento
en la retina, palidez del nervio óptico,
adelgazamiento de los vasos retinianos y
cambios de pigmentación del EPR.
RETINITIS PIGMENTOSA
Adelgazamiento de
vasos
Espículas de Hueso
INCIDENCIA DEL SINDROME DE
USHER
Afecta a un amplio segmento de la
población y es la principal causa de sordoceguera en el mundo.
La frecuencia del Síndrome de Usher ha
sido estimada en 3,2/100.000 habitantes en
Colombia (Tamayo et al.,1991)
constituyendo el 9,6% de las poblaciones
sordas y el 10% de las ciegas (Tamayo et
al.,1991, Tamayo et al., 1992).
HETEROGENEIDAD CLINICA Y
GENETICA
3 TIPOS:
Severidad
Edad de Aparición
Auditiva
Progresión
Pérdida
Grado de compromiso Vestibular
Todos desarrollan RP progresiva
HETEROGENEIDAD CLINICA Y GENETICA
Clinical
Type
I
II
III
Audiologic
Vestibular
Retinal
Genetic
Type
Ia
Ib
Ic
Id
Ie
If
Locatio
n
14q32
11q13
congenital,
profound
deafness
congenital,
severe
congenital,
stable,
sloping mild to
profound
normal
early teens
late teens
Despues de 15
años
IIa
IIb
IIc
1q41
5q11
?
progressive
progressive
variable
III
3q21q25
Alrededor 15
años
Protein
MYOVIIA
11p15.1
10q21-22
21q
10q
Usherina
USH2A
ESTRUCTURA DEL GEN MYO7A
ESTRUCTURA DEL GEN USHERINA
300
LE Motifs
520
1050
F3 Motifs
1090
1500
transmembrane
@
2
685bp
@
3a 3b 4
~3kb
*++ *@ @
5
6
@
7
8
~2kb 952bp 472bp
@ Polymorphisms
Stops and frame shifts
*
Common 2299delG mutation
+ Missense
**
@ @
9 10 11
~2.8kb ~3kb
*
12
*
*
13 14 15
16
17 18
19
1042bp ~2kb ~6kb
20
EXPRESIÓN DE MYO7A- CÓCLEA
EXPRESIÓN DE MYO7A - RETINA
EXPRESIÓN DE MYO7A- SISTEMA
VESTIBULAR
OBJETIVO GENERAL
Realizar análisis de ligamiento
génico y estudios mutacionales en
familias colombianas con USH,
lo que permitirá identificar a cual de los
9 loci ya descritos para los subtipos de
Síndrome de Usher pertenece cada
individuo y,
realizar un primer análisis de los tipos
de mutaciones presentes.
METODOLOGÍA
• Análisis de ligamiento génico
(Omaha, NE,USA), para definir a que
subtipo (loci) de los existentes
pertenecía cada individuo.
Análisis de secuenciación de DNA en las familias en
las que se evidenció ligamiento, para detectar la
mutación implicada.
RESULTADOS
FAMILI
A
DX
LIGAMIENTO
MUTACIÓN
1USH
Tipo II
No se encontró
-
2USH
Tipo II
USH2A
2299delG del gen Usherina
4USH
Tipo I
USH1B y USH1C
No identificada
5USH
Tipo I
USH1B
Heterocigoto para IVS42-26insTTGAG
10USH
Tipo I
USH1B
R634X (CGA-TGA) exón 16
19USH
Tipo II
USH2A
No identificada
26USH
Tipo II
USH2A
No identificada
28USH
Tipo II
USH2A
Heterocigoto para 2299delG gen Usherina
29USH
Tipo I
USH1B
No identificada
32USH
Tipo II
USH2A
2299delG del gen Usherina
34USH
Tipo II
USH2A
2299delG del gen Usherina
ESTUDIOS CLÍNICOS Y
GENÉTICOS EN 100
PROPÓSITOS COLOMBIANOS
CON RETINITIS PIGMENTOSA
PROGRAMA DE
ENFERMEDADES GENÉTICAS VISUALES Y AUDITIVAS
INSTITUTO DE GENETICA HUMANA
Y
FUNDACIÓN OFTALMOLOGICA NACIONAL
CLASIFICACIÓN DE LA RP
Típica:
• Aislada
• Sindromal
Atípica:
• Sin pigmento
• Sectorial
PATRONES DE HERENCIA -RP
REFERENCIA
AD
AR
XL
?
TOTAL
Alonso 1991 (España)
13,1
34,4
1,6
50,8
92
Boughman 1980 (USA)
22
16
9
53,3
200
Bundey 1984
22
23
14
37
138
Chachia 1989
12,5
15
Fei 1992 (China)
13,3
67,3
2,7
16,7
150
Fishman 1985 (USA)
28,4
18,3
11,8
41,4
338
Françoise 1961
20
37
4
39
Jay 1982
24
7
16
42
426
Katsnelson 1990
4
36
3
57
400
Mutsuko 1990 (Japón)
15
1
4
79
289
58,9
190
Zeng 1987
75,5
GENES DE LA RETINITIS
PIGMENTOSA
Hasta el momento se han encontrado 12
genes y 23 loci responsables→
Heterogeneidad.
Periferina, Rodopsina y NRL responsables
de más de un cuarto de los casos de RP
Colombia: frecuencia desconocida.
GENES ESTUDIADOS
RODOPSINA:
• Codifica para la Rodopsina: 348aa,
38892 Da.
• Fotopigmento de los bastones.
• Nathans y Hognes (1984),aislaron y
secuenciaron el gen que tiene 5 exones.
• Nathans (1986) le dio su ubicación
3q21-q24.
GENES ESTUDIADOS
PERIFERINA:
• Glicoproteína asociada a membrana
restringida a los discos del segmento
externo de fotorreceptores. Molécula de
adhesión envuelta en estabilización y
compactación de los discos.
• Travis y col.(1991), lo ubicó en 6p21.2cen. Gen con 3 exones
• Codifica Periferina, proteína de 346aa.
GENES ESTUDIADOS
NRL:
• Proteína de células neuronales de retina,
regula el desarrollo neuronal y la
diferenciación.
• Yang-Feng y Swroop (1992), lo ubicaron
el 14q11.1-q11.2.
• Farjo y col. (1997) secuenciaron el gen
completo de NRL que tiene 3 exones.
OBJETIVOS
• Identificar las mutaciones causantes de RP
en los genes PERIFERINA, RODOPSINA
Y NRL y determinar sus frecuencias en
nuestra población.
• Determinar las características clínicas de la
enfermedad y el mecanismo de herencia en
cada caso.
• Detectar las mutaciones causales
• Correlación fenotipo-Genotipo
ESTUDIOS EN
CATARATA CONGENITA EN COLOMBIA
Programa de estudio de enfermedades
Genéticas Visuales y Auditivas.
Instituto de Genetica Humana Y
Fundación Oftalmológica Nacional
CATARATA CONGENITA E
INFANTIL EN COLOMBIA
CATARATA CONGÉNITA E INFANTIL
EN COLOMBIA
CATARATA CONGENITA
Características clínicas.
Progresiva o estática, usualmente bilateral y
simétrica.
Heterogeneidad clínica y variabilidad inter e
intrafamiliar.
Herencia:
aislada de tipo mendeliana o asociada a
más de 200 sindromes genéticos.
ANTECEDENTES
Prevalencia mundial (Weigong,2000):
o 1-6 casos entre 10.000 individuos .
o Aproximadamente 25-33% de las cataratas congenitas
son heredados.
Prevalencia en Colombia(Tamayo et.al,):
o Entre 1295 limitados visuales (1994).
 11.87% catarata.
 10.03% catarata congénita-infantil.
o Entre 264 individuos con catarata congénita-infantil
(1998).


57.2%origen genético.
40.5% autosómica dominante.
ANALISIS MOLECULARES
Análisis de ligamiento.
o Estimación de mas de 30 loci responsables
de la catarata (Hejtmancik,1998).
o Identificación de 11 loci para catarata
congenita autosomica dominante.
o Caracterización de mutaciones en 6
diferentes genes (1, 2, 10, 13, 21, 22)
responsables de las cataratas congenitas.
Presencia de heterogeneidad génica.
ESTUDIO DE CATARATA CONGENITA
OBJETIVO GENERAL
o Establecer si el gen de la catarata congenita
autosomica dominante no sindromal, en
algunas de estas familias colombianas, esta
localizada en las regiones cromosómicas
1q22-23, 2q33-35, 21q22.3 o en la región
cromosómica 22q11.2-12.2 del genoma
humano.
METODOLOGIA
Sujetos de estudio
o Selección de 6 familias
o Criterios de selección:



Diagnóstico de catarata congénita
Patron de herencia autosómico dominante
Informatividad
o Registro de familias
o Toma de muestras (consentimiento informado)
o Extracción de DNA
RESULTADOS
• LIGAMIENTO AL GEN CRISTALINA ALFA Y Cx50
EN DOS FAMILAIS
• . VARIABILIDAD INTRAFAMILIAR EN EL TIPO
DE CATARATA
• UNI Y BILATERALIDAD EN LA MISMA FAMILIA
• DETECCION DE DOS MUTACIONES NUEVAS EN
ESOS DOS GENES
• ALGUNOS NO-AFECTADOS, TENIAN LA
MUTACION CAUSAL: MISMA DE LOS OTROS
FAMILIARES AFECTADOS
• VARIABILIDAD INTERFAMILIAR
EL PAPEL DE LA GENÉTICA
EN EL ESTUDIO DE LA
SORDERA E HIPOACUSIA
DETERMINACION DE
FRECUENCIA DE LAS
MUTACIONES 35delG Y 167delT
EN EL GEN DE Cx26 EN
POBLACION SORDA DE BOGOTA
Nancy Y. Gelvez Bact.
Margarita M. Olarte Bact.
Martalucía Tamayo F. MD. MSc
Genética de las sorderas
•Hereditaria
– Sindromal
– No-sindromal
• Autosomica Dominante (DFNA)
• Autosomica Recesiva (DFNB)
• Ligada a X
• Mitocondrial
•No-hereditaria
http://www.uia.ac.be/dnalab/hhh/
®
Genes Conocidos para Sordera No Sindromica Autosómica Recesiva
Manifestaciones Clínicas y Genetica Molecular de
Genes Conocidos para Sordera No Sindromica Ligada a X
®
•
•
•
•
36 loci recesivos
41 loci dominantes
6 loci ligados a X
31 genes
identificados
• DFNA1-41
• DFNB1-36
nature genetics • vol 21 • april 1999
MENTAL RETARDATION AND DEVELOPMENTAL DISABILITIES
RESEARCH REVIEWS 9: 109–119 (2003)
Roles
biológicos
de los genes
identificados
en sorderas
no
sindrómicas
Annu.Rev.Genomics Hum.Genet.2003.4:341-402
CONEXINA 26
• PERTENECIENTE A FAMILIA
PROTEÍNAS UNIONES TIPO GAP.
• FUNCIÓN: TRANSPORTE Y
RECICLAJE DE POTASIO EN EL OIDO
INTERNO (CÓCLEA).
• GEN GJB2(GAP JUNCTION PROTEIN
BETA2)
Cx y UNIONES TIPO GAP
 TRANSMISION DE
MOLECULAS ENTRE
CÉLULAS.
 CONEXÓN
CONEXINAS
 CONEXÓN
CONEXÓN
UNIONES TIPO GAP
 Na, K, Ca, AMPc, IP3.
MUTACIONES EN CX26 RESPONSABLES DE
SORDERA NO SINDRÓMICA A. RECESIVA.
• MUTACIONES MAS FRECUENTES :
35DELG (70-85%) Y 167DELT (1.6%)
• ENCONTRADAS EN POBLACIONES
EUROPEAS Y AMERICANAS COMO
RESPONSABLES DE MÁS DE LA MITAD DE
CASOS DE SORDERAS NO SINDRÓMICAS.
• EN POBLACIONES SURAMERICANAS ,
INCLUSO COLOMBIA, NO SE TENÍAN
DATOS SOBRE ESTAS MUTACIONES.
RESULTADOS
Población de Estudio:
De 731 encuestas 322
Fondo de Ojo 276
205 fondo de ojo normal
Evaluación clínica
112 individuos
seleccionados
Casos
únicos
Etiología
genética
METODOLOGIA
Electroferograma Mutación 35delG
normal
35delG
GENOTIPIFICACIÓN DE LA POBLACIÓN
BUSQUEDA 35delG y
167delT
NEGATIVOS
SECUENCIADOS
HETEROCIGOTOS
Y HOMOCIGOTOS
S199F y V27I
BUSQUEDA EN EL RESTO DE
POBLACIÓN
HETEROCIGOTOS
Y HOMOCIGOTOS
668insC
NEGATIVOS SECUENCIADOS
611delT
E114Q
M34T
Cambios detectados en Cx26 y Cx30 en la
población de Bogotá
Análisis de casos familiares
35delG / 35delG
Familia 108NS
Familia 34NS
Profunda
Profunda
Profunda
Moderada
Análisis de casos familiares
35delG / S199F
Familia 1NS
Familia 24NS
1N
S4
Levemod.
Profunda
Severa
Profunda
progresiva???
Profunda
Análisis de casos familiares
S199F / S199F
Familia 2NS
Asimétrica
sev. y prof.
Familia 15NS
profunda
Moderad
a
profunda
ESTUDIOS CITOGENETICOS Y
MOLECULARES EN UNA
POBLACIÓN SORDA
INSTITUCIONALIZADA CON
SÍNDROME DE WAARDENBURG EN
COLOMBIA
Yaneth Gelvez,, Marcela Rodríguez y
Martalucía Tamayo, Nancy Gelvez y María
Claudia Latigg.
Criterios diagnósticos para Síndrome de
Waardenburg
Canas Prematuras
Mechón blanco de
pelo
Sordera
Iris azul intenso
Distopia cantorum
Heterocromía
del iris
Sinofris
Tomado del Consorcio Internacional del Sindrome de Waardenburg.
Hipopigmentación en
piel
Criterios diagnósticos para Síndrome de
Waardenburg
Tomado del Consorcio Internacional del Sindrome de Waardenburg.
CLASIFICACION
WS 1 : presencia de distopia cantorum
WS 2 : ausencia de distopia cantorum
WS 3 : Anomalías musculoesqueléticas
WS 4: Enfermedad de Hirschsprung
Estudios moleculares PCR
y análisis de SSCPs:
PAX 3: Exón 2 (4%),
Exón 4 (2%),
Exón 5 (4%)
Exón 6 (4%)
Exón 7 (4%).
MITF: Exón 1 (1.9 %)
Exón 9 (15.5%)
RESULTADOS DE
SECUENCIACION
• CAMBIOS DE PARES DE BASES EN
REGION INTRONICA y EXONICA:
Posible Mutación intrónica o Polimorfismo (MITF)
: Cambia T por C -> Región Intrónica
Cambia C por T -> Región Exónica
• MUTACIONES FRAMESHIFT EN PAX3:
-Del AT , Posición 137, EXON 5
-Cambio G por A, Posición 55, EXON 2
-Cambio G por C, Posición 75, EXON 4
( NO DESCRITAS EN OTRAS POBLACIONES)
3
:9
RESULTADOS Y DISCUSION
Caso 3
I:3
II:18
II:19
II:20
II:21
7WS3
II:22
7WS2
I:4
II:23
II:24
R270Stop
3
III:10
III:11
7WS1
R270Stop
III:12
Modelos en ratones para sorderas
INSTITUTO DE GENÉTICA
HUMANA
..Sueña y decide que
hay que hacer
!!AAAAy!!!!....
Pero que la ciencia no lo
atropelle