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NOTICIERO GENÉTICO (SEGEHU) Nº 73 – SETIEMBRE DEL 2014 Edición Rubén Bronberg Comentarios Martín Roubicek José Dipierri Rubén Bronberg Alejandra Mampel Este Noticiero está destinado a socios, amigos y colegas del área de Genética Humana, en Argentina y en otros países hispanoparlantes. En esta ocasión incluimos los siguientes comentarios sobre temas de interés * Síndromes de costillas cortas-polidactilia y similares. * Síndromes mielodisplásicos: una revisión. * La extraordinaria complejidad genético-molecular de la visión de los colores * Pautas para detección y estudio de casos con alto riesgo de cáncer de mama heredo-familiar. * Amputaciones por bridas amnióticas : revisando su etiopatogenia * La Genética en el Arte: El bufón don Sebastián de Morra Noticiero Genético N° 73 Setiembre 2014 Síndromes de costillas cortas-polidactilia y similares. Sobre las llamadas ciliopatías hubo un notable avance de conocimientos en los años recientes. Nos hemos referido en parte a este tema en el Noticiero Nº 60, en Junio del año pasado, a raíz del síndrome SOFT como ejemplo de una ciliopatía. Dos expertas reconocidas en las osteodisplasias, presentan una revisión de aquéllas que se acompañan de alteraciones en el desarrollo óseo. Luego de una introducción somera de la estructura y función de la cilia primaria, y su rol de transducción en las vías metabólicas Shh (hedgehog o ‘puerco espín’), enfocan su discusión en tres grupos de alteraciones: las displasias de costillas cortas–polidactilia, incluidos los síndromes de la displasia torácica asfixiante (Jeune) y el síndrome de Ellis van Creveld; el síndrome de Sensenbrenner, y la disostosis acrofacial de Weyers. En el primer grupo, están implicados 8 distintos genes con funciones en la cilia; en el segundo se encuentran alteraciones en 4 genes, y en el tercero en uno. Las autoras analizan las posibles funciones alteradas por las diferentes mutaciones que alteran las proteínas del cuerpo basal ciliar (síndrome de Ellis van Creveld); las proteínas motrices de la dineína, las la kinesina, los complejos de transporte intraflagelar (IFT), y las proteínas WDR (Repetición triptofano-aspártico) con sus múltiples variantes. Prescindiendo de los detalles moleculares, las autoras sugieren que no se justifica insistir en clasificaciones basadas en detalles radiográficos menores, puesto que alteraciones de un mismo gen pueden ocasionar fenotipos variables, y por el contrario, un mismo fenotipo puede atribuirse a mutaciones en genes diferentes. Esto sugiere que el fenotipo de estas displasias depende de las múltiples variantes del proteoma ciliar, y confirma nuestra experiencia luego de intentar encuadrar un caso con costillas cortaspolidactilia en un casillero determinado. Por ejemplo, los tipos II y III de costillas cortaspolidactilia (Tabla 1) pueden deberse ambos a mutación en alguno de dos genes, y uno de éstos (DYNC2H1) también está mutado en casos del síndrome de Jeune. 2 Noticiero Genético N° 73 Setiembre 2014 Huber C, Cormier-Daire V ( 2012) Ciliary Disorder of the Skeleton. Am J Med Genet Part C 160C:165–174. In the last 10 years, the primary cilia machinery has been implicated in more than a dozen disorders united as ciliopathies, including skeletal dysplasias, such as Jeune syndrome and short rib-polydactyly type III. Indeed, primary cilia play a vital role in transduction of signals in the hedgehog pathway that is especially important in skeletal development. In this review, we focus on skeletal conditions belonging to the ciliopathy group: the short rib-polydactyly group (SRPs) that includes Verma–Naumoff syndrome (SRP type III), Majewski syndrome (SRP type II), Jeune syndrome (ATD), as well as Ellis–van Creveld syndrome (EVC), the Sensenbrenner syndrome, and, finally, Weyers acrofacial dysostosis. Today, 10 different genes have been identified as responsible for seven ‘‘skeletal’’ ciliopathies. Mutations have been identified in dynein motor (DYNC2H1), in intraflagellar transport (IFT) complexes (IFT80, IFT122, IFT43, WDR35, WDR19, and TTC21B) as well as in genes responsible for the basal body (NEK1, EVC, and EVC2). The wide clinical variability observed for an individual ciliopathy gene supports the development of exome strategy specifically dedicated to cilia genes to identify mutations in this particularly heterogeneous group of disorders. Two major classes of defects have been identified. Mutations affecting IFT-B subunits, IFT kinesin and dynein motor subunits show Hedgehog pathway, while mutations affecting IFT-A subunits TTC21B and IFT122 show overactivation of the Shh pathway. Departement de génétique, INSERM U 781, Université Paris Descartes-Sorbonne Paris Cité, Institut Imagine, Hôpital Necker Enfants Malades (AP-HP), 75015 Paris, France. E-mail: valerie.cormier-daire@inserm.fr Síndromes mielodisplásicos: una revisión. Luego de una introducción general, en esta revisión de las mielodisplasias se presentan datos epidemiológicos (incidencia anual 4/105 que aumenta a 40-50/105 después de los 70 años deedad, predominancia leve en sexo masculino pero la forma con deleción 5q predomina en mujeres). La etiología sólo se conoce en un 15% de los casos; en los casos pediátricos, hay con frecuencia una evidencia hereditaria (anemia de Fanconi, neurofibromatosis, Down). Los factores ambientales incluyen agentes alquilantes, análogos de purinas, tabaco, radioterapia, quimioterapia y factores tóxicos industriales y agroquímicos. Hay una tabla que detalla los agentes químicos reconocidos. Los mecanismos biológicos involucran la hemopoiesis inefectiva, tendencia a apoptosis en los precursores de la serie mieloide; la deleción intersticial del (5)(q31q33) conduce a haploinsuficiencia de 40 o más genes, varios de ellos involucrados en la hemopoiesis; y mutaciones somáticas en genes de factores de transcripción o bien en genes reguladores (metilación y modificaciones de histonas) y en mecanismos del splicing. 3 Noticiero Genético N° 73 Setiembre 2014 La tabla 1 incluye 16 genes recurrentes en estos síndromes, según su frecuencia y su pronóstico. Un gráfico detalla las etapas de la patogenia de estas alteraciones. Un breve párrafo se refiere al rol del microambiente y de células inmunes T clonales. Dos páginas se refieren a aspectos diagnósticos, y una clasificación según hallazgos en la sangre periférica y en la médula ósea. Otra página detalla los factores pronósticos, de acuerdo con un sistema de puntuación internacional (IPSS). La últimas 3+ páginas están dedicadas a tratamientos; incluyen el transplante de células alogeneicas, quimioterapia, agentes hipometilantes (azacitidina y otros), estimulantes (eritropoyetina), lenalidomida y a situaciones de deficiencias específicas (neutropenia, trombocitopenia). La revisión se acompaña de 160 citas bibliográficas. Adès L, Itzykson R, Fenaux P (2014) Myelodysplastic syndromes.Lancet 2014; 383: 2239–52 Myelodysplastic syndromes are clonal marrow stem-cell disorders, characterised by ineffective haemopoiesis leading to blood cytopenias, and by progression to acute myeloid leukaemia in a third of patients. 15% of cases occur after chemotherapy or radiotherapy for a previous cancer; the syndromes are most common in elderly people. The pathophysiology involves cytogenetic changes with or without gene mutations and widespread gene hypermethylation at advanced stages. Clinical manifestations result from cytopenias (anaemia, infection, and bleeding). Diagnosis is based on examination of blood and bone marrow showing blood cytopenias and hypercellular marrow with dysplasia, with or without excess of blasts. Prognosis depends largely on the marrow blast percentage, number and extent of cytopenias, and cytogenetic abnormalities. Treatment of patients with lower-risk myelodysplastic syndromes, especially for anaemia, includes growth factors, lenalidomide, and transfusions Treatment of higher-risk patients is with hypomethylating agents and, whenever possible, allogeneic stem-cell transplantation. Service d’hématologie, Hôpital St Louis (Assistance Publique Hôpitaux de Paris) La extraordinaria complejidad genético-molecular de la visión de los colores En las últimas décadas por la aplicación de las técnicas moleculares se ha producido un extraordinario avance en la genética de la visión normal y particularmente de los colores. El artículo que se comenta es una revisión muy extensa y exhaustiva sobre esta problemática. Por esta razón se ha seleccionado para comentar solamente algunos aspectos novedosos acerca de la genética de la visión de los colores. Las rodopsina constituye la maquinaria molecular básica que permite percibir la luz y los colores y la 4 Noticiero Genético N° 73 Setiembre 2014 transducción de estas señales lumínicas o electromagnéticas en señales eléctricas que constituyen el impulso nervioso. La primera etapa de la visión es la detección o sensibilidad de la luz por parte de la rodopsina, la molécula que absorbe y siente la luz. La luz absorbida por la rodopsina induce cambios en la estructura de esta molécula que a su vez activa otra molécula, la proteína G mediadora de una cascada de señalizaciones enzimáticas que finalmente generan una respuesta eléctrica en la células fotorreceptoras (conos y bastones). En humanos los genes que codifican las opsinas son 3, de longitud de onda larga (L) (OPN1LW), longitud de onda media (M) (OPN1MW) y longitud de onda corta (S) (OPN1SW). Los dos primeros se localizan en el cromosoma X en Xq28 y el tercero en el cromosoma 7 en 7q32. No existe ningún gen entre OPN1LW y OPN1MW, es decir que se disponen en tándem, configuración con gran implicancia para el intercambio de genes durante la meiosis materna. Entre los individuos con la visión del color normal existe una gran variabilidad en el número de genes OPN1LW y OPN1MW, con más variabilidad para el gen OPN1MW que para el gen OPN1LW, razón por la cual y contra lo esperado muchas personas con visión normal no tienen un único gen L o M. Los genes OPN1LW y OPN1MW son prácticamente idénticos compartiendo más del 98% de identidad en la secuencia de nucleótidos. En cambio difieren molecularmente con respecto al gen OPN1SW con el cual comparten solo el 40% de su secuencia. Estas características en la secuencia de nucleótidos indicarían que los genes OPN1LW y OPN1MW derivan de una duplicación evolutivamente reciente. La disposición en tándem de los genes de opsina L y M sumado a su similitud favorecería la recombinación desigual de los cromosomas X homólogos durante la meiosis materna con profundas implicaciones para la visión de los colores y la función visual. Como consecuencia de ello existe variación en las secuencias de aminoácidos de ambas opsinas L y M entre los individuos con visión de color normal, diferencias que cambian los picos espectrales de fotopigmentos de cono L y M y que se correlacionan con el comportamiento de la visión del color. Los 2 genes de opsina (L y M) tienen 6 codones. 5 Noticiero Genético N° 73 Setiembre 2014 Las diferencias en las secuencias de aminoácidos relacionados a las diferencias espectrales entre ambos genes se producen en los exones 2 al 5, los exones 1 y 6 no varían entre los genes de opsina L y M. El codón 5 difiere entre ambas opsinas en la posición 277 y 285 que conjuntamente son responsables de la mayoría de las diferencias espectrales entre los pigmentos L y M humanos. Los exones 2, 3 y 4 también presentan un dimorfismo de aminoácidos que producen desplazamientos espectrales adicionales pequeños. Existe una considerable variación normal en la secuencia de aminoácidos de los pigmentos L y M que produce a su vez variabilidad en el espectro de absorción. El pigmento normal M más corto es el más común. El pigmento L presenta mayor variabilidad normal presentando 2 versiones con 2 sensibilidades espectrales diferentes muy frecuentes. El pigmento L más largo, con un pico de aproximadamente 559 nm es más común que la versión con el pico espectral ligeramente más corto (555,5 nm). La sustitución individual de los exones L en el pigmento M tiende a producir desplazamientos espectrales más pequeños en comparación con la sustitución de los exones M en pigmentos L. Los defectos de la visión de los colores Protano, Deutano y Tritano se caracterizan por una deficiencia en la visión de los colores de los conos L, M y S respectivamente. Las deficiencias heredadas de la visión de los colores se explican por la recombinación desigual de los cromosomas X homólogos durante la meiosis femenina. Debido a la disposición adyacente (en tándem) de los genes M y L y su semejanza en la secuencia de ADN un gen L de un cromosoma X paterno se puede alinear con el gen M del cromosoma X materno. Cuando este alineamiento no es correcto se puede producir una recombinación intergénica que produce cromosomas hermanos de los cuales uno tiene un gen de opsina adicional y el otro un gen menos en comparación a los cromosomas paternos de los cuales derivan, es decir genes de opsina híbridos. La combinación basal típica de genes de opsina en los primates del Viejo Mundo (de los cuales derivan los ancestros humanos) es de 1 gen L y 1 M ancestral. La combinación más frecuente de genes de opsina en humanos con la visión del color normal es 1 gen L y 2 genes M. La comparación de la secuencia de aminoácidos en hombres Caucasicos con visión del color normal indica que pocos individuos tienen genes que codifican las opsinas ancestrales, la mayoría tienen genes 6 Noticiero Genético N° 73 Setiembre 2014 hibridos, es decir genes L que codifican algunos aminoácidos de la opsina M ancestral y genes M que codifican algunos aminoácidos de la opsina M ancestral. En la tabla adjunta se puede visualizar las distintas combinaciones de genes de opsina según la condición defectuosa de la visión de los colores La ausencia de alineamiento de los genes opsina L (rojo) y M (verde) en los dos cromosomas X en una mujer luego de la recombinación conduce a la formación de 2 cromosomas X distintos: Uno lleva 2 genes M y 1 L (VISION COLOR NORMAL) Otro lleva solo 1 gen L (DEUTERONOPIA) La ausencia de alineamiento de los genes opsina L (rojo) y M (verde) en los dos cromosomas X produce una recombinación entre el gen L y el M con la formación de 2 arreglos génicos que difieren en el número de genes del arreglo génico parental. El gen derivado que contiene secuencias de ambos genes L y M codifica una proteína cuya sensibilidad espectral es primariamente determinada por el origen paterno del exón 5. El arreglo con un gen confiere PROTANOPIA porque el único gen deriva o toma el exón 5 del gen M materno. El arreglo con 3 genes causa defecto de la visión de los colores tipo DEUTANO. En este arreglo el segundo gen codifica un pigmento de clase L porque este deriva del exón 5 del gen L. La gravedad del defecto deutano depende de las diferencias de aminoácidos en los sitios de sintonía espectral en los dos pigmentos de clase L. Si no hay diferencias en los sitios de sintonización espectral se desarrolla DEUTERONOPÍA, si hay diferencias, una varón que reciba esta combinación será DEUTERANOMALO. Una recombinación entre un cromosoma X con 3 genes y otro con 2 genes de opsina producen dos nuevos arreglos que si son heredados por un hombre este presentará distintos defectos en la visión de los colores. El 1º arreglo tiene 2 genes y ambos codifican opsina que forma pigmentos de clase M porque el primer gene en el arreglo deriva el exón 5 del gen M parental. Los hombres con este defecto serán PROTANOPES y la severidad del defecto dependerá de la diferencia de aminoácidos en los sitios de sintonía espectral. El 2º arreglo tiene 2 genes L seguido por un M y los hombres con este defecto serán DEUTANOPES, cuya severidad también dependerá de la diferencia espectral especificada por los genes de opsina que codifican pigmentos de clase L. 7 Noticiero Genético N° 73 Setiembre 2014 Neitz J, Neitz M (2010) The genetics of normal and defective color vision. Vision Res 13;51(7):633-51. The contributions of genetics research to the science of normal and defective color vision over the previous few decades are reviewed emphasizing the developments in the 25 years since the last anniversary issue of Vision Research. Understanding of the biology underlying color vision has been vaulted forward through the application of the tools of molecular genetics. For all their complexity, the biological processes responsible for color vision are more accessible than for many other neural systems. This is partly because of the wealth of genetic variations that affect color perception, both within and across species, and because components of the color vision system lend themselves to genetic manipulation. Mutations and rearrangements in the genes encoding the long, middle, and short wavelength sensitive cone pigments are responsible for color vision deficiencies and mutations have been identified that affect the number of cone types, the absorption spectra of the pigments, the functionality and viability of the cones, and the topography of the cone mosaic. The addition of an opsin gene, as occurred in the evolution of primate color vision, and has been done in experimental animals can produce expanded color vision capacities and this has provided insight into the underlying neural circuitry. Disponible en: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3075382/pdf/nihms259485.pdf Pautas para detección y estudio de casos con alto riesgo de cáncer de mama heredo-familiar. ¿Cuándo deberían ser derivados las pacientes con cáncer de mama a un asesoramiento genético? Conceptos sobre cáncer de mama hereditario y síndromes de cáncer hereditario. ¿Cuáles son los tumores asociados? ¿Cuáles son los criterios para realizar estudio molecular en cáncer de ovario/mama? Estos son algunos de los conceptos volcados en esta guía sencilla de fácil lectura y realizada en nuestro país puede servir como documento de soporte para justificar el pedido de estudios moleculares en cáncer hereditario. Una guía práctica para el consultorio. Instituto Nacional del Cáncer. Ministerio de Salud. http://www.msal.gov.ar/inc/index.php/comunicacion/manuales-guias 8 Noticiero Genético N° 73 Setiembre 2014 Amputaciones por bridas amnióticas : revisando su etiopatogenia Las deformaciones, disrupciones y amputaciones debidas a bridas amnióticas aparecen en forma esporádica en la mayoría de los casos pero ¿cómo explicar la etilogía de tales alteraciones? Se han propuesto varios mecanismos: malformaciones uterinas , traumatismos, fármacos como el clomifemo y los anticonceptivos orales, entre otros. Montgomery en 1932 propuso la teoría de la lesión extrínseca: en donde habría una rotura del amnios con paso de líquido amniótico a la interfase amniocoriónica quedando el embrión expuesto a la cavidad coriónica y estimulando la formación de bandas fibrosas que limitarían el movimiento del embrión y podrían extragular estructuras. La teoría intrínseca de Streeter, propone en cambio, una lesión primaria del embrión a nivel del disco germinal generando una respuesta inflamatoria del amnios y la formación de una banda fibrosa. Mas tarde surge la teoría vascular: en donde habría una brida secundaria a una hemorragia. Aunque muy bien postuladas ninguna de estas teorías nos permite con certeza explicar las bridas amnióticas por una única causa, sino que una exhaustiva anamnesis y un detallado examen físico son las claves para estimar la causas más probables y establecer una mayor vigilancia ante futuras gestaciones. Síndrome de bridas amnióticas: caso clínico y revisión del tema. Ortiz Murillo, E., Cañete San Pastor, P., Desco Blay, J., Marcos Puig, B., & Balanzá Chancosa, R.. Progresos de Obstetricia y Ginecología (2011), 54(4), 184-187. El síndrome de bridas amnióticas (SBA) es un conjunto de anomalías congénitas, que asocia lesiones por constricción o amputación de miembros o dedos, asociado a la presencia de bridas amnióticas. Es una entidad con baja incidencia y suele ser de aparición esporádica. Suele cursar con anillos de constricción en la parte distal de los miembros o en los dedos o en casos más graves presentar amputación completa de miembros u asociación con otras malformaciones. El diagnóstico prenatal se produce sólo en el 29-50% de los casos. Presentamos el caso de una paciente con diagnóstico ecográfico de brida amniótica en la semana 12 de gestación. 9 Noticiero Genético N° 73 Setiembre 2014 La Genética en el arte: El bufón don Sebastián de Morra (1646) El bufón don Sebastián Velázquez conservada en el de Morra es una pintura al óleo de Diego Museo del Prado en Madrid. Pertenece al grupo de retratos de bufones de la corte pintados para decorar estancias secundarias y de paso en los palacios reales. Sebastián de Morra sirvió en Flandes al cardenal infante don Fernando hasta su muerte. Llegó a Madrid en 1643, donde Felipe IV lo colocó al servicio del príncipe Baltasar y murió en Madrid en 1649. Las fechas de la pintura quedan comprendidas entre estas, no contradice la técnica suelta de su pincelada. Ubicados frecuentemente en lugares secundarios de los palacios, es interpretado como un retrato de una persona con enanismo cuya función era la de entretener o divertir y por las que los miembros de la familia real llegaron a sentir afecto, perpetuando su función cómica desde la pintura y ofreciendo al mismo tiempo al pintor la posibilidad de experimentar con absoluta libertad la técnica. 10