Wilber Sosa Holgun

APC (GEN SUPRESOR TUMORAL)

El gen APC (Adenomatous polyposis coli) es un gen supresor tumoral que codifica una protena que juega un importante papel en la supresin de tumores. La prdida de su funcin que puede estar ocasionada por diferentes mutaciones, facilita la aparicin de cncer colorrectal y provoca la enfermedad denominada poliposis adenomatosa familiar. El gen APC humano se encuentra situado en el brazo largo del cromosoma 5, entre las posiciones 21 y 22, desde la base 112.118.468 hasta la 112.209.532, est compuesto 21 exones y codifica una protena formada por 2843 aminocidos. Ha sido identificado en todos los animales mamferos a los que se les ha estudiado el genoma.Las mutaciones en la lnea germinal del gen APC, es decir las que afectan a las clulas productoras de gametos, son las responsables de la aparicin de poliposis adenomatosa familiar, enfermedad gentica de herencia autosmica dominante, que puede transmitirse a los descendientes y ocasiona entre otras manifestaciones una alta probabilidad de desarrollar cncer de colon. Por contra, las mutaciones espordicas, es decir las que afectan a las clulas somticas o no germinales, tienen lugar en el 80% de los canceres de coln no hereditario y no son transmisibles a la descendencia.

Introduccin al APCLas mutaciones en el gen APC (adenomatous polyposis coli) son fuertemente asociadas con ambos casos heredados y espordicos del cncer del colon. As como ser descrito en la siguiente pgina, la protena APC, como varios supresores de tumor, controla la expresin de genes crticos en el proceso de la divisin celular.Se piensa que la mayora de los casos del cncer del colon desarrollan lentamente sobre un perodo de varios aos. La inactivacin del gen APC, localizado en el crosomosoma 5, parece aumentar la proliferacin celular y contribuir a la formacin de plipos coloniales. Varias alteraciones genticas tienen que ocurrir durante la conversin de clulas del colon normales a clulas capaces de formar tumores. En varios casos la mutacin del gen APC parece ser uno de los primeros pasos. La evidencia se encuentra al examinar los individuos que han heredado una mutacin en uno de sus genes APC. Estos pacientes tienen una enfermedad llamada poliposis adenomatosa familar (PAF), una condicin en la cual el colon est lleno de plipos. Cada plipo tiene la capacidad de desarrollar cncer, as que los individuos con la mutacin heredada estn a mucho mayor riesgo de cncer. Esta situacin es muy parecida a la que hemos descrito sobre una forma heredada de retinoblastoma en la seccin sobre Rb. En vez de necesitar dos mutaciones somticas en la misma clula para perder la funcin del APC, estos individuos slo necesitan un cambio gentico.Las comparaciones de mutaciones identificadas en las clulas removidas en diferentes etapas del desarrollo del cncer han podido establecer un orden posible de mutaciones genticas que conllevan a un grupo de cnceres del colon. En este modelo, el gen APC es mutado en la primera etapa, produciendo clulas que se reproducen ms de lo normal. Entonces, estas clulas forman un plipo, el cual puede convertirse en cncer.La funcin del APC

Ya que la ausencia de la protena APC funcional lleva a la incrementacin en la divisin celular, es razonable decir que el funcin de la protena normal es la de inhibir en cierta forma la divisin celular. Por cierto, este es el caso. La protena APC forma un complejo con la beta-catenina, un factor de transcripcin, llevan a la degradacin de la beta-catenina. Durante la ausencia de la protena APC existe un exceso de beta-cateninas en el ncleo. Las beta-cateninas se unen a otras protenas en el ncleo para formar un complejo que se une al ADN y activa la transcripcin de varios genes. Uno de los genes activados por este complejo es c-myc, oncogen conocido. C-myc es en s un factor de transcripcin para varios genes que controlan el crecimiento y la divisin celular. Entonces, la mutacin del gen APC conlleva a una cascada de eventos que al final resultan en mayor divisin celular. Una diagrama de este modelo de la funcin del APC est mostrada debajo.Por supuestos, varios otros factores pueden influenciar la expresin de los genes y sus productos, pero las mutaciones en los genes APC parecen ser correlacionados con un aumento en los niveles de beta-catenina y c-myc resultando en un ritmo de proliferacin alto. .

ArticuloDeteccin de mutaciones del gen APC en el ADN fecal de los pacientes con tumores colorrectales

Detection of APC mutations in fecal DNA from patients with colorectal tumours

Fundamento.Los mtodos no invasivos de deteccin de los tumores colorrectales podran disminuir la morbimortalidad producida por esta enfermedad. Tericamente, las mutaciones del gen de la poliposis adenomatosa del colon (APC) que inician el desarrollo de los tumores colorrectales podran constituir un marcador ptimo para la deteccin de estos tumores. El propsito de nuestro estudio fue determinar la factibilidad de la deteccin de mutaciones del gen APC en el ADN fecal mediante la utilizacin de mtodos recientemente desarrollados.

Mtodos.Purificamos el ADN de muestras fecales obtenidas de forma rutinaria y valoramos la presencia de mutaciones del gen APC mediante el empleo de un nuevo mtodo denominado truncamiento proteico digital. Con esta tcnica se podran potencialmente identificar de una forma sensible y especfica muchas mutaciones diferentes.

Resultados.Se investigaron muestras fecales de 28 pacientes con cncer colorrectal no metasttico, 18 pacientes con adenomas de al menos 1 cm de dimetro, y de 28 pacientes controles sin enfermedad neoplsica. Se identificaron mutaciones del gen APC en 26 de los 46 pacientes con neoplasias (57%; intervalo de confianza del 95%, 41-71%) y en ninguno de los 28 pacientes controles (0%; intervalo de confianza del 95%, 0-12%; p < 0,001). En los pacientes con resultados positivos, los genes APC mutantes constituyeron el 0,4-14,1% de todos los genes APC observados en las heces.

Conclusiones.En los pacientes con tumores colorrectales relativamente iniciales pueden detectarse mutaciones del gen APC. Este estudio de factibilidad sugiere un nuevo mtodo para la deteccin precoz de las neoplasias colorrectales.

Wilber Sosa Holgun

AKT1Protein kinasa BEl gen AKT1 provee instrucciones para formar una protena llamada AKT1 Quinasa (Enzima). Esta protena se halla en varios tipos de clulas a travs del cuerpo, donde este juega un rol crtico. Por ejemplo, la AKT1 kinaza ayuda a regular el crecimiento y divisin celular (proliferacin), el proceso por el cual las clulas maduran para transportar su funciones especicas (diferenciacin), y as mantener la supervivencia celular. La AKT1 Quinasa tambin ayuda al control de la apoptosis, que es la destruccin propia de clulas cuando ellas llegaron a daarse o ya no son necesarias.Al menos una mutacin en el gen AKT1 se ha encontrado que causa el sndrome de Proteus. Esta mutacin cambia un solo bloque de la construccin de la protena (aminocido) en AKT1 Quinasa. En concreto, se reemplaza el aminocido cido glutmico con el aminocido lisina en la posicin 17 de la protena (escrito como Glu17Lys o E17K).El gen AKT1 pertenece a la clase de genes conocidas como oncogenes. Cuando mutan, los oncogenes tienen el potencial para causar que las clulas normales se vuelvan cancerosas.RAC-alfa serina/treonina-protena quinasa es una enzima que en los humanos est codificada por el gen AKT1. Mltiples variantes de la transcripcin empalmados alternativamente se han encontrado para este gen. Se conoce comnmente como PKB, o por ambos nombres como "Akt/PKB".

Donde est localizado el gen AKT1?

Localizacin Citogentica: 14q32.32Locacin Molecular en el Cromosoma 14: Pares de bases 105,235,685 a 105,262,079El gen AKT1 est localizado en el brazo largo (q) del cromosoma 14 en la posicin 32.32. Mas precisamente, el gen AKT1 est localizado del par de base 105,235,685 al par de base 105,262,079 en el cromosoma 14.

Diagnstico de Joseph Merrick

Los cientcos planean ahora analizar muestras de ADN del esqueleto de Joseph Merrick, que se conserva en el Royal London Hospital, donde vivi y muri en 1890 a los 27 aos, para determinar si realmente fue el sndrome de Proteus el que caus su drstica desguracin.El hospital ha conservado su esqueleto y ha permitido a los investigadores analizar su ADN centenario con las tcnicas ms avanzadas.Sin embargo, el diagnstico de Merrick no ser una tarea sencilla porque, tal como explican los cientficos, la mutacin no ocurre en todas las clulas sino slo en un subgrupo celular.Por eso suele ocurrir que durante una biopsia mdica, en la cual se toma una muestra de tejido para analizarlo, no se logra hacer un diagnstico de la enfermedad porque slo aparecen clulas sanas."El diagnstico de nuestros pacientes ha sido realmente difcil" explica la doctora Leslie Biesecker, quien dirigi el estudio."Pero este hallazgo molecular nos da una base para lograr un diagnstico molecular objetivo en pacientes que muestran una forma desconcertante de crecimiento desproporcionado" agrega.El gen involucrado en este estudio, el AKT1, es un oncogn, un gen que tiene el potencial de causar cncer.Los cientficos creen que la variante que causa el sndrome de Proteus tambin est asociada al proceso que provoca la metstasis (cuando un tumor canceroso se propaga a otros rganos).Esto signica, dicen los investigadores, que cualquier tratamiento potencial que pueda bloquear el crecimiento excesivo causado por el sndrome de Proteus podra ser utilizado tambin para frenar la progresin de ciertos tipos de cncer como:

Cncer de Mama

Cncer de Ovario

Cncer Clorectal

Proteus y otras hamartomatosis - seran todos casos de mosaicismo somtico?

En el Noticiero anterior, difundido hace un mes, hemos mencionado un recientemente publicado artculo y su comentario editorial, en el New England J Med, sobre este hallazgo que consideramos de gran inters. Se refiere a mutaciones causantes del sndrome de Proteus, en forma de un mosaicismo somtico, con mutaciones activantes del gen AKT1 que codifica la enzima AKT1 kinasa, activa en la proliferacin y en la apoptosis celular.No todos hemos tenido la excepcional y al mismo tiempo deprimente oportunidad de observar un caso de este sndrome (con incidencia < 1caso en un milln, segn los autores), o incluso seguir su desarrollo a lo largo de varios aos. Hemos deseado y esperado algn hallazgo que pudiera dilucidar la causa y el mecanismo de origen de esta alteracin, al menos para comprender el proceso y quizs un da poder prevenirlo o incluso enfocar medidas teraputicas apropiadas.El artculo en cuestin proviene de un grupo amplio de unos 40 investigadores procedentes de diversas instituciones peditricas y de gentica clnica, en los Estados Unidos, Alemania, Israel y Reino Unido. Encararon el problema en base a una hiptesis enunciada en 1986 por el dermatlogo genetista alemn R.Happle, de que una enfermedad similar, el sndrome de McCune-Albright, pudiera ser causada por mosaicismo somtico en una mutacin potencialmente letal.Han logrado reunir muestras de tejidos alterados y no alterados, de 29 pacientes (en total 158 muestras). Con la hiptesis de que las muestras de tejidos alterados mostraran un patrn gnico diferentes de las de los tejidos no afectados, evidenciando as un mosaicismo, utilizaron primero el mtodo de secuenciamiento exmico para encontrar variantes en heterocigosis, que indicaran una tendencia constante; al hallar candidatos posibles, procedieron con el mtodo ms preciso de secuenciacin Sanger y ensayo con enzimas de restriccin (particularmente la enzima de restriccin modificada MboII), y confirmaron sus resultados mediante un anticuerpo anti-AKT que seala la enzima cuando est fosforilada.26 de los 29 pacientes estudiados mostraron la presencia de una nica mutacin (c.49G-->A, p.Glu17Lys) en un 1-47% de las muestras patolgicas. En muestras de sangre de los mismos pacientes no se hall el mosaicismo, excepto en 2 muestras con el anlisis con la enzima de restriccin. No se comprob una asociacin entre la edad de comienzo de cada caso y el grado del mosaicismo que present.En 3 pacientes no se encontr el mosaicismo mencionado.Los autores concluyen que este sndrome es un ejemplo de mosaicismo somtico por una mutacin que de ser germinal resultara letal. En la discusin de los resultados, los autores enfocan la cuestin de no hallarse ms mosaicismos en la sangre perifrica, de limitarse a un solo codn del gen AKT1, y de no observarse frecuentemente en muestras tumorales aunque el gen tiene potencial oncognico. Hacen notar que en casos de este sndrome o fenotpicamente muy similares sndrome SOLAMEN, y Cowden segmental tipo 2), se describieron mutaciones del gen PTEN y agregan que mutaciones de prdida de funcin del PTEN ocasionan activacin del AKT1.(Una pequea observacin: al designar la mutacin hallada como Glu17Lys pero en el texto se menciona repetidamente que el aminocido mutado N 17 es la Glutamina, se produce una confusin ya que la abreviatura propia de la glutamina es Gln. La secuencia nucleotdica en la Figura 2 confirma que se trata de cido glutmico).

El artculo editorial, cuyos autores, en especial John Opitz, son bien conocidos en el mbito de la gentica clnica, aporta algunos datos histricos, como el del caso del hombre elefante quien vivi en el siglo 19 y se sospecha tuvo este sndrome.A Mosaic Activating Mutation in AKT1 Associated with the Proteus SyndromeMarjorie J. Lindhurst, Ph.D., Julie C. Sapp, Sc.M., Jamie K. Teer, Ph.D., Jennifer J. Johnston, Ph.D., Erin M. Finn, B.A., Kathryn Peters, M.S., Joyce Turner, M.S., Jennifer L. Cannons, Ph.D., David Bick, M.D., Laurel Blakemore, M.D., Catherine Blumhorst, M.S.N., Knut Brockmann, M.D., Peter Calder, M.B., B.S., Natasha Cherman, Ph.D., Matthew A. Deardorff, M.D., Ph.D., David B. Everman, M.D., Gretchen Golas, M.S., Robert M. Greenstein, M.D., B. Maya Kato, M.D., Kim M. Keppler-Noreuil, M.D., Sergei A. Kuznetsov, Ph.D., Richard T. Miyamoto, M.D., Kurt Newman, M.D., David Ng, M.D., Kevin O'Brien, M.S., Steven Rothenberg, M.D., Douglas J. Schwartzentruber, M.D., Virender Singhal, M.D., M.B.A., Roberto Tirabosco, M.D., Joseph Upton, M.D., Shlomo Wientroub, M.D., Elaine H. Zackai, M.D., Kimberly Hoag, Tracey Whitewood-Neal, Pamela G. Robey, Ph.D., Pamela L. Schwartzberg, M.D., Ph.D., Thomas N. Darling, M.D., Ph.D., Laura L. Tosi, M.D., James C. Mullikin, Ph.D., and Leslie G. Biesecker, M.D.N Engl J Med 2011; 365:611-619Background. The Proteus syndrome is characterized by the overgrowth of skin, connective tissue, brain, and other tissues. It has been hypothesized that the syndrome is caused by somatic mosaicism for a mutation that is lethal in the nonmosaic state.Methods. We performed exome sequencing of DNA from biopsy samples obtained from patients with the Proteus syndrome and compared the resultant DNA sequences with those of unaffected tissues obtained from the same patients. We confirmed and extended an observed association, using a custom restriction-enzyme assay to analyze the DNA in 158 samples from 29 patients with the Proteus syndrome. We then assayed activation of the AKT protein in affected tissues, using phosphorylation-specific antibodies on Western blots.Results. Of 29 patients with the Proteus syndrome, 26 had a somatic activating mutation (c.49GA, p.Glu17Lys) in the oncogene AKT1, encoding the AKT1 kinase, an enzyme known to mediate processes such as cell proliferation and apoptosis. Tissues and cell lines from patients with the Proteus syndrome harbored admixtures of mutant alleles that ranged from 1% to approximately 50%. Mutant cell lines showed greater AKT phosphorylation than did control cell lines. A pair of single-cell clones that were established from the same starting culture and differed with respect to their mutation status had different levels of AKT phosphorylation.Conclusions The Proteus syndrome is caused by a somatic activating mutation in AKT1, proving the hypothesis of somatic mosaicism and implicating activation of the PI3KAKT pathway in the characteristic clinical findings of overgrowth and tumor susceptibility in this disorder. (Funded by the Intramural Research Program of the National Human Genome Research Institute.)Editorial. Hamartoma Syndromes, Exome Sequencing, and a Protean Puzzle John M. Opitz, M.D., and Lynn B. Jorde, Ph.D.N Engl J Med 2011; 365:661-663