GenCardio-Diagnostics

Laboratorio de diagnóstico de enfermedades genéticas

cardiovasculares

Institut d’Investigació Biomèdica de Girona Hospital Universitari Josep Trueta, Girona

Universitat de Girona

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IntroducciónLa muerte súbita cardiaca

La muerte súbita cardiaca es definida como la muerte súbita natural, de causa cardiaca, que ocurre poco después de la aparición de los síntomas. La muerte súbita cardiaca es una causa de mortalidad muy importante en los países industrialitzados, afectando alrededor de 800.000 individuos cada año. La enfermedad coronaria es responsable del 80% de las muertes súbitas, especialmente en los individuos mayores de 40 años.

A edades más jóvenes, la muerte súbita cardiaca suele estar causada por una enferemedad hereditaria, por lo tanto, familiar. A menudo la primera manifestación de esta enfermedad genética es precisamente la muerte súbia de un niño o un joven.

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Las enfermedades hereditarias asociadas a muerte súbita cardiacaHa sido en los últimos 25 años, gracias a la investigación, que se han podido identificar algunas de las bases moleculares y genéticas que causan la muerte súbita en los bebés y en los jóvenes.

Así, en la actualidad, se sabe que la muerte súbita cardíaca en el joven puede ser causada por, en una clasificación simplificada, por mutaciones en genes que codifican principla-mente cuatro tipos de proteínas: sarcoméricas, citoesqueléticas y desmosómicas, que causan alteraciones estructurales en las paredes del tejido cardiaco, conocidas como miocardiopatías; y los canales iónicos, que causan las enfermedades arritmogénicas o eléctricas, conocidas como canalopatías (Tabla).

Tabla. Algunas de las enfermedades asociadas con arritmias y muerte súbita en el joven.

ALGUNAS ENFERMEDADES ASOCIADAS CON ARRITMIAS Y MUERTE SÚBITA CARDIACA

ENFERMEDADES ARRITMOGÉNICAS

SÍNDROME DE BRUGADA

SÍNDROME DE QT LARGO

SÍNDROME DE QT CORTO

TAQUICARDIA VENTRICULAR POLIMÓRFICA CATECOLAMINÉRGICA

SÍNDROME DE WOLFF-PARKISON-WHITE

ENFERMEDAD FAMILIAR DEL NODO SINUSAL

ALTERACIONES FAMILIARES DE LA CONDUCCIÓN

FIBRILACIÓN AURICULAR FAMILIAR

FIBRILACIÓN VENTRICULAR IDIOPÁTICA

MUERTE SÚBITA EN LA EPILEPSIA

ENFERMEDADES ESTRUCTURALES

MIOCARDIOPATÍA HIPERTRÓFICA

MIOCARDIOPATÍA DILATADA

MIOCARDIOPATÍA ARRITMOGÉNICA DEL VENTRÍCULO DERECHO

MIOCARDIOPATÍA NO COMPACTADA

ENFERMEDAD DE FABRY

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Prevalencia de las enfermedades hereditarias asociadas a muerte súbita cardiaca

Estas enfermedades hereditarias tienen una presentación clínica muy heterogénea, por lo tanto la prevalencia está probablemente subestimada. Se calcula que están presentes en 1 de cada 300 individuos en la población y pueden tener diferentes formas de presentación:

Paciente diagnosticado con una enfermedad durante una evaluación de rutina. Durante las evaluaciones por un seguro de vida, por razones laborales, por una revisión para la práctica d’eportiva. En cualquier momento se puede detectar una de estas enfermedades.

Diagnóstico después de la muerte súbita de un familiar. Las familias son cada vez más concientes que, después de una muerte inexplicada de un familiar joven, es necesaria una revisión médica para descartar una posible enfermedad hereditària, que podría poner en riesgo a otros miembros de la familia.

Muerte súbita del joven y del atleta. Varias de estas enfermedades son altamente letales en la adolescencia y algunas de ellas, como la miocardiopatía hipertrófica, son la causa más frecuente de muerte súbita en el atleta. En los jóvenes, la muerte súbita puede ser la pri-mera y única manifestación clínica de la enfermedad. Este hecho tiene implicaciones impor-tantes para los otros miembros de la familia que, sin saberlo, pueden estar en riesgo.

Muerte súbita del lactante. Las enfermedades cardiacas hereditarias son responsables actualmente de un 30% de las muertes súbitas del lactante, un término que define la muerte súbita de un niño menor de un año de edad, y que permanece sin explicación después de una autopsia completa.

Muerte súbita inexplicada. Se ha descubierto que un tercio de las muertes con au-topsia negativa están asociadas a una enfermedad cardiaca hereditaria, especialmente a una canalopatía.

Muerte súbita en la epilepsia. Un 20% de los pacientes con epilepsia sufre muerte súbita. Esta entidad se denomina Muerte Súbita en la Epilepsia o Sudden Unexplained Death in Epilepsy (SUDEP). La epilepsia puede ser causada por una canalopatía del cerebro, que también puede afectar al corazón y causar una muerte súbita.

Miocardiopatía dilatada de origen desconocido. Un porcentaje importante de las miocardiopatías dilatadas tienen una base genética. A menudo los estudios clínicos no consiguen averiguar la causa de la enfermedad cardíaca. La genética puede llegar a ser con-cluyente en algunos de estos casos.

Estas enfermedades no sólo se debe sospechar tras una muerte súbita, sino que es importante queformin parte del diagnóstico diferencial después de un episodio sincopal o de arritmias de origen desconocido.

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GenCardio: Centro de genética cardiovascularLa muerte súbita es a menuda el resultado funal de una enfermedad cardiaca. Para traba-jar en la reducción de la incidencia de muerte súbita en la población se puso en marxha el Centro de Genética Cardiovascular (CGC), conun programa translacional que busca com-prender en profundidad la enfermedad cardiovascular asociada a muerte súbita hereditar-ia, para mejorar el diagnóstico, la prevención y las terapias. La contribución del CGC en el campo de las arritmias cardiacas hereditarias ha sido exhaustiva en los últimos 25 años y los estudios genéticos han sido una línea clave de investigación desde sus inicios.

El CGC desarrolla su proyecto con cuatro grandes objetivos:

1. Investigación (GenCardio-Research). Con un programa de investigación básica y clínica se investigan los factores asociados a las enfermedades cardiovasculares y los mecanismos desencadenantes de las arritmias.

2. Transferencia (GenCardio-Diagnostics). En colaboración con empresas privadas convertimos los datos de investigación en nuevas herramientas para el diag-nóstico y tratamiento del paciente. Igualmente ponemos al alcance de los clínicos un laboratorio de diagnóstico.

3. Asistencia (GenCardio-Clinical). En la Unidad de Cardiopatías Familiares del Hospital Josep Trueta hacemos una valoración multidisciplinar de los pacientes con enfermedades cardiovasculares hereditarias.

4. Divulgación (GenCardio-Teaching). A través de la Cátedra UdG de Enfer-medades Cardiovasculares transmitimos al público la necesidad de prevención de las enfermedades cardiovasculares. Con los médicos desarrollamos un programa de for-mación.

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Programa de translación Gencardio-Diagnostics(Laboratorio de diagnóstico de genética cardiovascular)

Hasta hace poco, las pruebas genéticas de los pacientes eran realizadas por los investi-gadores como parte de sus proyectos de investigación, y dependían en gran medida de limitaciones presupuestarias y de prioridades del laboratorio. Pero, a pesar de que eran estudios de investigación, los resultados tenían unas implicaciones clínicas muy impor-tantes. Este hecho rápidamente puso sobre la mesa la necesidad de hacer los estudios con calidad y rapidez para la práctica clínica. Esto ha conllevado el desarrollo tanto de herra-mientas de secuenciación de alta calidad, como de laboratorios de diagnóstico que ofrez-can un servicio con garantías.

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Beneficios de añadir la genética en la valoración clínica

La mayoría de enfermedades asociadas a muerte súbita, una vez han sido diagnosticadas, pueden ser tratadas correctamente para evitar más muertes. El gran reto pero es precisamente identificar-las antes no haya una muerte.

Desafortunadamente, las pruebas clínicas utilizadas actualmente para su diagnóstico son aún poco precisas, por lo que un gran porcentaje de los familiares con riesgo permanecen sin ser identifica-dos.

La genética cardiovascular es aceptada como una nueva herramienta en el diagnóstico. La genéti-ca permite complementar las pruebas clínicas, diagnosticar una posible enfermedad y detectar los familiares en riesgo. Por estas implicaciones clínicas, en los últimos años, han aparecido guías clínicas internacionales, americanas y europeas, que realizan las recomendaciones de los estudios genéticos como herramienta diagnóstica y los criterios de valoración clínica y de estratificación de riesgo. Según las últimas guías clínicas (ilustraciones) la presencia de una variante genética es diagnóstico de enfermedad, aunque las pruebas clínicas no sea concluyentes. La genética se está pues convirtiendo en una herramienta clave en el diagnóstico y en la identificación de los portado-res de la enfermedad.

Hay varias ventajas de saber la etiología genética de una enfermedad:

a) La identificación de una variante patogénica confirma la sospecha de enfermedad genética, por lo que se pueden adoptar medidas de protección.

b) Los no portadores de una variante claramente asociada a la enfermedad están libres de riesgo de la padecer la enfermedad familiar y de transmitirla a los hijos.

c) Los portadores no penetrantes (no muestran el fenotipo) pueden beneficiarse de dif erentes medidas de prevención. Como ejemplo, los individuos que son únicamente porta dores de una mutación de síndrome de QT largo deben evitar varios medicamentos que aumentan su riesgo de arritmias, o iniciar tratamiento con beta-bloqueantes para preve nir síntomas.

Necessidad de centros especialitzados

Los resultados genéticos son de alta complejidad, por la cantidad de información genética, por las dificultades en las decisiones de tratamiento y valoración de los pacientes y familiares, o por la presencia de niños portadores de las variantes genéticas.

Por estas razones es importante contar con un equipo multisdisciplinario, con biólogos especializados en genética, bioinformáticos, y asesoramiento genético y cardiólogos especializados en cardiopatías familiares, para tomar las decisiones tanto de seguimiento como de tratamiento del paciente.

Para garantizar esta alta especialización es imprescindible que las unidades de genética combin-en la asistencia de calidad, con la investigación puntera, con el conocimiento actualitzado y con el desrrollo de nuevas herramientas diagnósticas. Estos son los objetivos del Centro de Genética Cardiovascular (CGC), en el campo de las enfermedades hereditarias asociadas a arritmias y muerte súbita.

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Guías canadienses

Guías americanes y europeas

Guías internacionales 2015

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Desarrollar herramientas de alta calidad para el diagnóstico genético.Las nuevas tecnologías de análisis genético masivo (Next Generation Sequencing -NGS-) permiten secuenciar una gran cantidad de genes (incluso un exoma o genoma), en pocas horas y a un coste reducido.

Un laboratorio de investigación no tiene la capacidad de producir paneles de análisis que sean validados para la práctica clínica. Por esta razón, en 2004 nuestro grupo puso en marcha una colaboración con Ferrer-inCode, para el desarrollo de paneles de alto ren-dimiento para el diagnóstico genético de muerte súbita. Esta herramienta, SuddIncode, permite analizar 100 genes asociados a la muerte súbita, con una gran calidad, y ha sido implantada en todo el mundo, incluyendo los Estados Unidos.

La experiencia conseguida en nuestro grupo nos permite ahora desarrollar nuevas herra-mientas, para otras enfermedades genéticas, como las neurológicas, cardiopatías congéni-tas y las patologías neuromusculares, en colaboración con los expertos.

Desarrollar un laboratorio de diagnóstico genético.El desafío más importante que se le plantea al médico que trata las enfermedades cardía-cas hereditarias es la identificación de los individuos en riesgo antes de que estos tengan síntomas. La comunidad médica a menudo tiene dificultad para la interpretación de un resultado genético, por su complejidad y por las dificultades que ya intrínsecamente conllevan estas enfermedades hereditarias, que pueden estar presentes en individuos muy jóvenes.

A medida que avanza el campo se hace más evidente la responsabilidad que tienen los cen-tros especializados de tutelar las decisiones de análisis, de seguimiento y de tratamiento, así como de formación de profesionales dentro de la comunidad clínica.

GenCardio-Diagnostics se dedica exclusivamente al diagnóstico genético de las enferme-dades asociadas a arritmias y muerte súbita. Fue creado con una iniciativa conjunta con el Instituto Catalán de la Salud y del Instituto de investigación Biomédica de Girona.

GenCardio-Diagnostics es la apuesta traslacional del Centro de Genética Cardiovascular. Nuestro grupo tiene muchos años de experiencia clínica y de investigación en el campo de las enfermedades cardíacas hereditarias, ha sido pionero en el descubrimiento de algunas de estas enfermedades, como el síndrome de Brugada, y ha participado en la elaboración de las guías clínicas más importantes.

En GenCardio combinamos el desarrollo de herramientas genéticas de alto rendimiento, con el desarrollo de un laboratorio de diagnóstico en el cual proporcionamos un acom-pañamiento del profesional clínico tanto en la elección del estudio genético necesario como en el asesoramiento y la toma de decisiones en el paciente.

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Candidatos a un estudio genético

Los estudios genéticos han de ser utilitzados en un contexts clínico. Se recomiendan en los siguientes casos:

1. Enfermedad supuestamente genética. La identificación de la variante patogénica permite confirmar la enfermedad y adoptar

medidas de prevención tanto para el paciente como para los familiares.

2. Muerte súbita inexplicada. La probabilidad de que un caso joven de muerte súbita sea de origen genético hace que otros familiares puedan permanecer en riesgo. En estos casos los estudios genéticos pueden ser preventivos de una segunda muerte. El servicio puede ser muy beneficioso para los estudios forénsicos.

3. Síncope o arritmias de origen desconocido. Después de muchas pruebas clínicas, es posible que no se averigüe la causa de la pérdida

de conocimiento. La realización de un estudio genético puede ser concluyente.

4. Epilepsia de etiologia desconocida. La epilepsia puede ser el resultado de una arritmia cardiaca. Se recomienda la realización de pruebas clínicas cardiológicas para descartar una arritmia hereditaria, y considerar un estudio genético si se confirma esta posibilidad.

Tabla. Porcentaje de detección de mutaciones en algunas de las enfermedades.

ENFERMEDAD Porcentaje de éxito con la genética

SÍNDROME DE BRUGADA 30%SINDROME DE QT LARGO 80%SÍNDROME DE QT CORTO 50%MIOCARDIOPATÍA ARRITMOGÉNICA VENTRÍCULO DERECHO 60%TAQUICARDIA CATECOLAMINÉRGICA 60%MIOCARDIOPATÍA HIPERTRÓFICA 80%MIOCARDIOPATÍA DILATADA 50%

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Proceso del estudio genético

a. Extracción del ADN. La muestra recibida (sangre, saliva o tejido congelado o en parafina) es procesada para extraer el ADN. Se analiza el ADN para valorar su calidad y garantizar que el procesamiento será efectivo. Si por alguna razón esta muestra no es de la calidad necesaria, no se procesa y se pide una segunda muestra.

b. Preparación de las librerías para secuenciación. Se utilizan protocolos para la preparación de las librerías (Agilent Technologies, Inc. USA). Utilizamos paneles de los genes asociados a las enfermedades cardía-cas, que se van actualizando con los nuevos genes. Por su calidad, el panel permite evaluar no sólo variantes puntuales sino también indels y variantes estructurales como copy-number-Variations (CNVs).

c. Análisis bioinformático. Una vez se obtienen los resultados del panel, estos son evaluados informáticamente para detectar las variantes genéticas que son consideradas potencialmente pa-togénicas. Para esta tarea se ha desarrollado un programa informático propio y se hace una comparación de las variantes con bases de datos internacionales, así como con la base de datos propia. Las variantes son finalmente evaluadas con herramien-tas in-silico para valorar la patogenicidad, en un proceso que termina seleccionan-do las que son potencialmente causantes de la enfermedad.

d. Confirmación de las variantes. Las variantes genéticas que se consideran potencialmente asociadas a la enfer-medad se confirman mediante una segunda técnica, que puede ser secuenciación Sanger, MLPA o RT-PCR HRM, dependiendo del tipo de variante genética identi-ficada.

e. Contexto clínico de las variantes. Una vez se ha detectado las variantes potencialmente patogénicas, en colabo-

ración con los médicos solicitantes, se hace una valoración del contexto clínico, entrelazando los datos clínicos y genéticos, para valorar si las variantes explican la enfermedad.

f. Información publicada de la variante. Se incorpora toda la información publicada de la variante, que tenemos disponible en una base de datos propia, para tener información de cómo se comporta la vari-ante en otras familias.

g. Redacción del informe final. Se redacta un informe con la valoración genética. Si es de interés, se ofrece apoyo para la toma de decisiones clínicas y recomendaciones. Este informe es discutido con el médico / asesor responsable para garantizar que se ha comprendido toda la infor-mación y para resolver cualquier duda.

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Cartera de servicios

GenCardio-Dx

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Cartera de servicios

GenNeuro-Dx

Este panel ha sido desarrollado para poder evaluar si los episodios de epilepsia son cau-sados por una enfermedad genética, así como para detectar aquellos casos que están en riesgo de SUDEP (arritmias y muerte súbita en la epilepsia).

En GenCardio-Diagnostics estamos continuamente actualizan-do los paneles con la incorporación de los nuevos genes asocia-dos a las patologías.

También estamos desarrollando nuevos paneles, como los de hipercolesterolemia familiar, de cardiopatías congénitas y de enfermedades neuromusculares, que estarán disponibles próxi-mamente.

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Necesidad de un laboratorio de referencia

Para mantener la calidad, estar al día en los avances en el campo, y dar el mejor servicio posible para las familias, es primordial poder gestionar las pruebas especializadas de las enfermedades raras familiares desde un mismo centro.

Las ventajas de tener un único laboratorio de referencia en genética cardiovascular se pueden resumir en los siguientes puntos:

1. Garantizar que la prueba se realiza en un contexto clínicoLa actividad del laboratorio comienza con el contacto de médicos interesados por los servicios y el subsiguiente envío de muestras para llevar a cabo el análisis genético. En este primer proceso de contacto un laboratorio de referencia puede discutir el caso con el médico para garantizar que se pide la prueba correcta. Es muy importante el acompañamiento en este proceso de selección de las pruebas. La prueba genética no es una herramienta que sustituye la valoración clínica, sino que la complementa. Por lo tanto, la genética siempre se debe hacer dentro del contexto clínico adecuado.

2. La segregación familiar es clave para determinar patogenicidadLa participación de diferentes laboratorios en la valoración genética de una misma familia conlleva dificultades para garantizar que todos los familiares han sido evaluados y especialmente para hacer los estudios de segregación familiar. Estos últimos permiten determinar la causalidad de la variante. Por ejemplo, la no pres-encia de una variante en un familiar afectado, prácticamente descarta la variante como causante de la patología. Por esta razón es tan importante centralizar los estudios de los familiares en un único laboratorio.

3. Permite desarrollar una base de datos propia de variantes genéticasEsta base de datos es de nuevo esencial en la valoración de la patogenicidad de una variante genética. Muchas de las variantes descubiertas en la actualidad son nuevas, no previamente descritas y, por tanto, no están presentes en las bases de datos. Poder canalizar todas las pruebas en un único centro permite disponer del volumen necesario de casos para desarrollar una base de datos potente.

4. Mantener la excelencia Un centro de referencia especializado en un área debe mantener la intensidad y la experiencia. Por lo tanto, el centro puede estar al día de los nuevos avances, por ejemplo nuevos genes asociados a la enfermedad, y nuevas técnicas, como la detección de variantes estructurales (como por ejemplo copy number variations). Esto sólo es posible si se combina el centro de referencia con el trabajo de un grupo multidisciplinar dedicado a la investigación en el mismo campo.

² Hay que tener en cuenta que estas son enfermedades raras, en las que el volumen anual de casos es bajo. Un laboratorio de referencia permite disponer de los casos suficientes para mantener la calidad diagnóstica y para ayudar a tomar las decisiones clínicas más adecuadas.

Para más información:

GenCardio, Centre de Genètica CardiovascularInstitut d’Investigació Biomèdica de Girona (IdIBGi)

C/ Dr Castany s/n, Parc Hospitalari Martí i Julià (M-2) 17290 Salt, Girona

Tel 872 987 087 - info@gencardio.com www.gencardio.com