José Berciano Servicio de Neurología

Hospital Universitario Marqués de ValdecillaUC y CIBERNED

Santander

Enfermedad de Charcot-Marie-Tooth en la era molecular

XXVI Congreso NacionalFederación ASEM

Santander, 6 y 7 de noviembre de 2009

Objetivo y esbozo de la sesión

Objetivo

• Revisar la nosología de CMT

Bosquejo

• Breve análisis histórico, clasificación y epidemiología de CMT

• Bases moleculares de CMT

• Algoritmo diagnóstico de CMT

• Tratamiento de CMT

1886: Tooth*; Charcot y Marie**•Diez casos: seis esporádicos, uno con transmisión vertical, y los tres restantes con hermanos afectos

•Inicio, 3 a 35 años

•Atrofia muscular progresiva con predominio en musculatura peroneal

*The peroneal type of progressive muscular atrophy. London: HK Lewis; 1886**Rev Med 1886; 6: 97-138

Tooth, 1886, Caso 2 (Berciano et al, Muscle Nerve 2003; 28: 251-2)

Dejerine y Sottas, 1893*•Hermano y hermana con grave síndrome polineuropático de inicio infantil•Padres no afectos•Autopsia: neuropatía hipertrófica**

*CR Soc Biol (Paris) 1893; 45: 63-96**Dejerine y Thomas Nouv Iconogr Salpêt1906; 19: 477-506 Dejerine y Sottas, Caso Hug… (Fanny)

(Berciano et al, Muscle Nerve 2003; 28: 251-2)

CMT desmielinizante

Combarros et al, J Neurol Sci 1983; 61: 181-91

Berciano et al, Brain 1986; 109: 897-914

CMT Axonal/intermedia

VCM n. mediano<38 m/s

VCM n. mediano>38 m/s (axonal)

25-45 m/s (intermedia)

Dyck et al

Types IV to VII

Prevalencia: 28.2 por 100,000 (~12,000 CMT pacientes de CMT en España)

Clasificación actual de CMT

Sin incluir HMN y HSAN, 36 loci con defectos moleculares conocidos en 29

Clasificación simplificada:

• CMT1A a CMT1F (seis genotipos): herencia autosómica dominante (AD) y conducción nerviosa en rango desmielinizante

• CMT2A a CMT2L (14 genotipos): herencia AD or autosómica recesiva (AR) (comprende el antiguo acrónimo AR-CMT2) y conducción nerviosa en rango axonal

• CMT4A a CMT4J (10 genotipos): herencia AR y conducción nerviosa en rango desmielinizante (incluye la enefermedad de Dejerine-Sottas [DSD] y la neuropatía hipomielinizante congénita)

• CMTX (dos genotipos): herencia ligada al sexo y conducción nerviosa en rango axonal, intermedio o desmielinizante

• DI-CMT (cuatro genotipos): herencia AD y conducción nerviosa en el rango intermedio

Szigeti y Lupsky, EJHG 2009; 17: 703-10

Objetivo y esbozo de la sesión

Objetivo

• Revisar la nosología de CMT

Bosquejo

• Breve análisis histórico, clasificación y epidemiología de CMT

• Bases moleculares de CMT

• Algoritmo diagnóstico de CMT

• Tratamiento de CMT

CMT: vías y factores implicados• regulación y mantenimiento de la mielina,• biosíntesis, transporte y degradación de las proteínas,• dinámica de endocitosis, membranas y vesículas incluyendo mitocondrias, y• citoesqueleto axonal.

Muchos de estos procesos están dinámicamente interconectados y no debieran ser considerados aisladamente

Niemann et al, NeuroMolecular Med 2006; 8: 217-41

Visión esquemática de las proteínas mutadas en CMT

CMT demielinizante: componentes mielínicosmutados y factores transcricción

• Peripheral myelin protein 22 (PMP22)

• Myelin protein zero (P0/MPZ)

• Connexin 32 protein (Cx32/GJB1)

• L-periaxin protein

• Early growth response 2 factor (EGR2)

Suter y Scherer, Nat Rev Neurosci 2003; 4: 714-26

Peripheral myelin protein 22 (PMP22)•PMP22: proteína estructural necesaria mielinización fisiológica•Duplicación → incremento dosis génica → mayor cantidad dePMP22 con mielina inestable → estrés RE•Deleción → disminución dosis génica → expresión reducida de PMP22 con regiones de mielina mal compactada•Mutaciones puntuales, excepcionales•Fenotipos: CMT1A con duplicación (~70% CMT1), HNPP and DSD

Chromosome 17p11.2

Semiología de CMT-1A

Midroni and Bilbao, 1995

Suter and Scherer, Nat Rev Neurosci 2003; 4: 714-26

Proteína P0•P0: componente fundamental mielina compacta; juega papel fundamental mielinización y adhesión mielina

•Mutaciones puntiformes: alteración transporte (estrés RE), disrupción mielínica, o modificación interacción neurona/célula de Schwann

•Fenotipos (~3% de CMT1): CMT1B, DSD y CMT2

CMT2J: MPZ Thr124Mt

Caso III-1: pupila en reposo

Tras pilocarpina 0.1%

Gallardo et al 2009 (en prensa)

Suter and Scherer, Nat Rev Neurosci 2003; 4: 714-26

Proteína conexina 32 (Cx32)• Cx32: proteína de las uniones gap en la mielina paranodal e incisuras de Schmidt-Lanterman

• Seis conexones oligomerizan → hemicanal (conexón); dos conexones → canal

• Mutaciones puntuales (~8% CMT): interacciones anormales célula de Schawnn/axón → CMTX (predominantemente axonal o intermedio)

CMTX Arg164Lis

Probando y sumadre asintomática

30 años 58 años

Proteína L-periaxin•L-periaxin, proteína de la célula de Schwann, que forma parte del complejo que une la membrana basal al citoesqueleto

•Mutaciones puntuales: CMT4F (con predominio semiología sensitiva)

Niemann et al, NeuroMolecular Med 2006; 8: 217-41

• Myotubularin-2 related protein (MTMR2): tirosín fosfatasa

• SBF2/MTMR13: fosfatasa de señalización

• FIG4: PtdIns(3,5)P2 5-fosfatasa (endosoma-lisosoma)

• Dynamin 2 (DNM2): GTPasa (fusión-fisión de membranas)

• Rab7: GTPasa (transporte vesicular)

• Frabin: factor de intercambio Rho GDP/GTP (citoesqueleto de actina)

• NDRG1: hidroxilasa α/β

• SIMPLE/LITAF: RING-finger motif, transcription factor (¿ligasa ubicuitinizada?)

• SH3TC2: proteína adapter/docking

• GARS (sintetasa glicil-tRNA)

• YARS (sintetasa tirosil-tRNA)

CMT por alteración síntesis, transporte o degradación proteica

Síntesis proteica

Fosfatasas,GTPasas, ohidrolasas

Myotubularin-related phosphatase 2 •MTMR2 y SBF2, fosfatasas que regulan la dinámica y el enroscamiento de la mielina

•Mutaciones puntuales: CMT4B1/B2 con plegamientos focales de la mielina

•Síndrome con especificidad tisular: ¡en músculo, miopatíamiotubular!

Niemann et al, NeuroMolecular Med 2006; 8: 217-41

Niemann et al, NeuroMolecular Med 2006; 8: 217-41

Proteína DNM2• DNM2: GTPasa neuronal/célula Schwann que hidroliza GTP actuando como una proteína mecano-química constriñendo membranas y liberando vesículas

• Mutaciones: ID-CMTB (con neutropenia)

Family GP: DNM2 disorder with axonal phenotype without neutropeniaMissense mutation DNM2 gene: G›A exon 7; Gly358Arg

Gallardo et al, J Neurol 2008; 205: 986-92

55 years32 years

23 years

Median nerveA. MCV, 47 m/s; CMAP, 8 mV

B. MCV, 52 m/s; CMAP, 10 mV

C. MCV, 33 m/s; CMAP, 0.1 mV with normal morphology

A B C

Trastorno niveles fosfoinosítidos

Disfunción SNP

Suter, Cell Mol Life Sci 2007; 64: 3261-5

Otros mecanismos moleculares de CMT

Alteración del citoesqueleto axonal • Kinesin family member 1B (KIF1B)

• Light chain of neurofilaments (NF-L)

• Heat-shock proteins: 27-kDa protein 1 (HSPB1/HSP27) and 22-kDa protein 8 (HSPB8/HSP22)

• Ras associated protein (Rab7)

Alteración dinámica mitocondrial• Mitofuscin 2 (MFN2)

• Ganglioside-induced differentiation-associated protein 1 (GDAP1)

Alteración membrana nuclear• Lamin A/C (LMNA)

Suter and Scherer, Nat Rev Neurosci 2003; 4: 714-26

KIF1Bβ, NEFL y Rab7 •Microtúbulos y neurofilamentos: rieles del transporte axonal•Rab7: GTPase reguladora dineínas•Mutaciones puntuales: disfunción axonal•Fenotipos: CMT2A, CMT2E y CMT2B

Suter and Scherer, Nat Rev Neurosci 2003; 4: 714-26

Linked to 1p36.2

Nat Genet 2004

•MFN2: proteina fusión mitocondrial•CMT2A con atrofia óptica•Mutaciones MFN2: ¡1/3 de CMT2!

Suter and Scherer, Nat Rev Neurosci 2003; 4: 714-26

HSP22 o HSP 27•Desmina: filamento intermedio esencial para mantener andamiaje citosólico•HSP/αβ protege desmina del estrés•Desminopatías: complejo grupo miopatías•Mutaciones HSP: disrupción citoesqueleto•Fenotipos: CMT2F y HMN

Dalakas 2000

20042004

Suter and Scherer, Nat Neurosci 2003; 4: 714-26

GDAP1•Proteína antioxidante neuronal/célula Schwann•Regula adherencia mitocondrial•Mutaciones puntuales: CMT4A (AR-CMT2C) con paresia cuerdas vocales

CMT4A (GDAP1)

Sevilla et al, Brain 2003; 126: 2023-33, y Brain 2008; 131: 3051-61

Suter and Scherer, Nat Rev Neurosci 2003; 4: 714-26

Proteína Lamin A/C• Provee anclaje para la cromatina que contiene ADN • Otro ejemplo de síndrome tejido específico: mutaciones en el gen pueden causar miopatía de Emery-Dreifuss• Mutaciones puntuales: AR-CMT2A con afectación rápida y grave musculatura pélvica

Objetivo y esbozo de la sesión

Objetivo

• Revisar la nosología de CMT

Bosquejo

• Breve análisis histórico, clasificación y epidemiología de CMT

• Bases moleculares de CMT

• Algoritmo diagnóstico de CMT

• Tratamiento de CMT

Harding, comentando los siete subtipos de CMT en la clasificación de Dyck, escribió:

“I do not find this very useful, having difficulties in remembering

any classification of diseasewith numbers greater than three”

Harding, Brain 1995: 118: 809-11

Professor Anita HardingIX Congress of the Spanish Neurological Society

Santander, May 27, 1993

Sospecha de CMT

Historia clínica y árbol genealógico

Estudio neurofisiológico

CMT desmielinizante CMT axonal intermedio

AD AR Ligado X Esporádico AD AR Ligado X Esporádico

CMT desmielinizante

AD AR Ligado X Esporádico

Duplicación 17p

Si

CMT1A

No

♂ ♂ ♂ ♂

PoPMP22EGR2LITAF/

SIMPLE

Cx32Po

PMP22EGR2LITAF/

SIMPLE

Gitano

NDRG1

Restantes

PoPMP22EGR2

MTMR2MTMR13

KIAAFrabinFIG4

L-PeriaxinGDAP1SBF2

SH3TC2 Cx32

Genes implicados

CMT1 y CMT4

CMT axonal/intermedio

ADAR Ligado X Esporádico

♂ ♂ ♂ ♂

GDAP1LMNA Cx32

Cx32MFN2

PoNF-LKI1BβRab7DNM2HSP27HSP22GARSYARS

Genesimplicadosen CMT2

MFN2Po

NF-LKI1BβRab7DNM2HSP27HSP22GARSYARS

Tratamiento de CMT

• Multidisciplinario: pediatras, neurólogos, fisioterapeutas y ortopedistas

• CMT1A in modelos animales: mejora onapristona (un antagonista de la progesterona), vitamina C , neurotrofina-3, curcumina o ayuno intermitente

• 136th ENMC International Workshop CMT-1A (Naarden, 2005) (Reilly et al, Neuromuscul Disord 2006; 16: 396-402): visto bueno para el inicio de ensayos con vitamina C

Lancet Neurol 2009; 8: 537-44

N=81

Lancet Neurol 2009 Oct 7. [Epub ahead of print]

N=179

Agradecimientos

•Miembros de la Plantilla del Servicio de Neurología del HUMV y particularmente al Prof. O. Combarros

• HUMV (Servicio de Neurofisiología Clínica): Drs. A. García y J. Calleja

•UC (Dpto. Anatomía y Biología Celular): Prof. M. Lafarga y M.T. Berciano

•HUMV (Unidad de Neuropatología): Dr. J. Figols y Dra. NT Villagráy Técnicos de laboratorio

José Berciano. Arco iris sobre la Bahía de Santander