Ricardo Molina Gasset Servicio de Análisis Clínicos Mayo 2012

RETRASO MENTAL DE ORIGEN GENÉTICO: PROPUESTA DE PROTOCOLO DE ESTUDIO

RETRASO MENTAL DE ORIGEN GENÉTICO: PROPUESTA DE PROTOCOLO DE ESTUDIO

Ricardo Molina GassetServicio de Análisis ClínicosMayo 2012

Ricardo Molina GassetServicio de Análisis ClínicosMayo 2012

El retraso mental: Incapacidad en el desarrollo de las habilidades cognitivas

La no adquisición del nivel de inteligencia apropiado para un determinado grupo de edad

El retraso mental: Incapacidad en el desarrollo de las habilidades cognitivas

La no adquisición del nivel de inteligencia apropiado para un determinado grupo de edad

Coeficiente de inteligencia (CI) es igual o inferior a 70

Se pone en evidencia desde la infancia

Es la discapacidad más frecuente

CI difícil de medir en niños <= 5 años, y se habla de retraso global del desarrollo

Coeficiente de inteligencia (CI) es igual o inferior a 70

Se pone en evidencia desde la infancia

Es la discapacidad más frecuente

CI difícil de medir en niños <= 5 años, y se habla de retraso global del desarrollo

RM leve: los condicionantes familiares, socioculturales y biomédicos resultan mucho más importantes.

RM leve: los condicionantes familiares, socioculturales y biomédicos resultan mucho más importantes.

Tipo Retraso mental

Prevalencia

Leve entre 50 y 70 de CI

0.4%Moderado entre 35 y 50 de CI

Grave entre 20 y 35 de CI 3.0%

Profundo por debajo de 20

Causas Frecuencia Anomalías cromosómicas 4-28%

Anomalías estructurales del sistema nervioso central 7-10%

Teratógenos ambientales 5-13%

Retraso mental familiar/cultural 3-12%

Complicaciones de prematuridad 2-10%

Enfermedades monogénicas conocidas 3-9%

Síndromes reconocibles 3-7%

Enfermedades metabólicas/endocrinas 1-5%

Desconocida 30-50%

Causas Frecuencia Anomalías cromosómicas 4-28%

Anomalías estructurales del sistema nervioso central 7-10%

Teratógenos ambientales 5-13%

Retraso mental familiar/cultural 3-12%

Complicaciones de prematuridad 2-10%

Enfermedades monogénicas conocidas 3-9%

Síndromes reconocibles 3-7%

Enfermedades metabólicas/endocrinas 1-5%

Desconocida 30-50%

Clasificación de las diferentes causas de RM y frecuencia de las mismas. Clasificación de las diferentes causas de RM y frecuencia de las mismas.

1.0. Retraso mental de origen cromosómico 1.1. Alteraciones en el cariotipo 1.2. Alteraciones submicroscópicas/ crípticas 1.2.1. Síndromes con microdelección/microduplicación 1.2.2. Alteraciones subteloméricas 1.2.3. Alteraciones intersticiales2.0. Retraso mental autosómico dominante Neurofibromatosis 1 (NF1) Esclerosis tuberosa (ET) Distrofia miotónica tipo 1 o de Steiner (DM1)3.0. Retraso mental autosómico recesivo Errores congénitos del metabolismo Fenilcetonuria Enfermedad de Tay-Sachs4.0 Retraso mental ligado al X 4.1. Retraso Mental Sindrómico ligado al cromosoma X (RMS) 4.2. Retraso Mental No Sindrómico ligado al cromosoma X (RMX)5. Síndrome X frágil


Causas genéticas más frecuentes

Mayor proporción en los afectos de RM grave y fenotipo polimalformativo

Algunas pueden identificarse en pacientes con un RM leve y fenotipo dismórfico leve.

Causas genéticas más frecuentes

Mayor proporción en los afectos de RM grave y fenotipo polimalformativo

Algunas pueden identificarse en pacientes con un RM leve y fenotipo dismórfico leve.

1. Retraso mental de origen cromosómico 1. Retraso mental de origen cromosómico

Citogenética convencional: 40% de los pacientes con RM grave 10% de los casos de RM leve

Anomalías pueden ser:Ganancia de cromosomas enteros

Pérdida o ganancia de fragmentos cromosómicos (deleción o duplicación)

Intercambio de fragmentos de un cromosoma con otro (translocación) de forma desequilibrada.

La trisomía 21 (síndrome de Down) es la causa más frecuente del RM, aunque la incidencia de dicho síndrome ha disminuido a casi un tercio ya que en el 72% de los casos se diagnóstica prenatalmente

Citogenética convencional: 40% de los pacientes con RM grave 10% de los casos de RM leve

Anomalías pueden ser:Ganancia de cromosomas enteros

Pérdida o ganancia de fragmentos cromosómicos (deleción o duplicación)

Intercambio de fragmentos de un cromosoma con otro (translocación) de forma desequilibrada.

La trisomía 21 (síndrome de Down) es la causa más frecuente del RM, aunque la incidencia de dicho síndrome ha disminuido a casi un tercio ya que en el 72% de los casos se diagnóstica prenatalmente

1.1. Alteraciones en el cariotipo 1.1. Alteraciones en el cariotipo

Alteraciones no visibles con la resolución de bandas que permite la microscopia óptica

La aplicación de las técnicas moleculares al estudio de pacientes con RM ha permitido un mayor diagnóstico de estos pacientes.

incremento el número de síndromes de microdeleción diagnosticados, tanto de deleción como de duplicación, en pacientes con un fenotipo característico.

Alteraciones no visibles con la resolución de bandas que permite la microscopia óptica

La aplicación de las técnicas moleculares al estudio de pacientes con RM ha permitido un mayor diagnóstico de estos pacientes.

incremento el número de síndromes de microdeleción diagnosticados, tanto de deleción como de duplicación, en pacientes con un fenotipo característico.

1.2. Alteraciones submicroscópicas/ crípticas 1.2. Alteraciones submicroscópicas/ crípticas

Muchos de los síndromes tipificados clínicamente causados:

DelecionesRetraso del desarrollo que varía desde leve hasta grave en función de cuantos más genes adyacentes estén implicados

Fenotipo conductual característico además de múltiples anomalías físicas

Duplicaciones (más raramente)

Submicroscópicas que involucran a una misma región de tamaño variable.

Mayor conocimiento de las duplicaciones y su espectro clínico es más variable y benigno.

Muchos de los síndromes tipificados clínicamente causados:

DelecionesRetraso del desarrollo que varía desde leve hasta grave en función de cuantos más genes adyacentes estén implicados

Fenotipo conductual característico además de múltiples anomalías físicas

Duplicaciones (más raramente)

Submicroscópicas que involucran a una misma región de tamaño variable.

Mayor conocimiento de las duplicaciones y su espectro clínico es más variable y benigno.

Sospecha clínica de un síndrome asociado a una microdeleción o microduplicación permite seleccionar la técnica que se debe utilizar para la confirmación genética del diagnóstico clínico. Las pruebas más utilizadas son la hibridación fluorescente in situ (FISH), mediante sondas comerciales o construidas, y el multiplex ligation probe amplification (MLPA).

Sospecha clínica de un síndrome asociado a una microdeleción o microduplicación permite seleccionar la técnica que se debe utilizar para la confirmación genética del diagnóstico clínico. Las pruebas más utilizadas son la hibridación fluorescente in situ (FISH), mediante sondas comerciales o construidas, y el multiplex ligation probe amplification (MLPA).

1.2.1. Síndromes con microdelección/microduplicación 1.2.1. Síndromes con microdelección/microduplicación

Síndromes Anomalía Gen Detección por FISH

Prevalencia

Wolf-Hirschhorn del 4p16.3 WHSCR >95% 1/50.000

Maullido de gato del 5p15.2 TERT - 1/20.000-50.000

Sotos del 5q35.3 NSD1 10% 1/14.000

Williams del 7q11.23 ELN 90-95% 1/7.500-20.000

Prader-Willi (SNRPN, NDN, MAGEL2, cluster snARN)

del 15q11.2-13 SNRPN/ GABRB3

70-75% 1/10.000-25.000

Angelman (UBE3A) del 15q11.2-3 UBE3A 70-75% 1/12.000- 20.000

Smith-Magenis del 17p11.2 RAI1 >90% 1/15.000-25.000

DiGeorge/velocardiofacial

del 22q11.2 TBX1 90% 1/6.000

Relación de síndromes asociados a RM con microdeleción y microduplicación Relación de síndromes asociados a RM con microdeleción y microduplicación

Regiones subteloméricas:Elevada concentración de genes Muy propensas a sufrir recombinaciones debido a la gran similitud de secuencias. 5-7% RM idiopático se deben a duplicaciones o deleciones subteloméricasUn gran porcentaje de las anomalías subteloméricas, alrededor del 50%, son heredadasLa mayoría corresponde a cromosomas derivados de una traslocación equilibrada parentalUn grupo más reducido se encuentran las deleciones y las duplicaciones aisladas.

Regiones subteloméricas:Elevada concentración de genes Muy propensas a sufrir recombinaciones debido a la gran similitud de secuencias. 5-7% RM idiopático se deben a duplicaciones o deleciones subteloméricasUn gran porcentaje de las anomalías subteloméricas, alrededor del 50%, son heredadasLa mayoría corresponde a cromosomas derivados de una traslocación equilibrada parentalUn grupo más reducido se encuentran las deleciones y las duplicaciones aisladas.

Indicación para el estudio de deleciones y duplicaciones subteloméricas :

Historia familiar positivaRetraso de crecimiento prenatalAlteraciones en el crecimiento postnatalDos o más rasgos dismórficos faciales y uno o más defectos congénitos no faciales, siendo la microcefalia la anomalía más constante.

Indicación para el estudio de deleciones y duplicaciones subteloméricas :

Historia familiar positivaRetraso de crecimiento prenatalAlteraciones en el crecimiento postnatalDos o más rasgos dismórficos faciales y uno o más defectos congénitos no faciales, siendo la microcefalia la anomalía más constante.

1.2.2. Alteraciones subteloméricas 1.2.2. Alteraciones subteloméricas

Las técnicas utilizadas hoy en día son: FISH multisonda, que permite detectar deleciones, traslocaciones y en menor medida duplicaciones (técnica costosa).

MLPA, técnica más rápida y de menor coste que evidencia tanto deleciones como duplicaciones. Tiene como inconvenientes que no detecta reorganizaciones equilibradas. A priori se deben confirmar todas las alteraciones mediante otra técnica como el FISH

Las técnicas utilizadas hoy en día son: FISH multisonda, que permite detectar deleciones, traslocaciones y en menor medida duplicaciones (técnica costosa).

MLPA, técnica más rápida y de menor coste que evidencia tanto deleciones como duplicaciones. Tiene como inconvenientes que no detecta reorganizaciones equilibradas. A priori se deben confirmar todas las alteraciones mediante otra técnica como el FISH

Los estudios que analizan el genoma global con técnicas de alta resolución en pacientes con RM idiopático, detectan que un porcentaje de 7-20% de anomalías intersticiales. Las técnicas más empleadas para su estudio son: el array-CGH y el MLPA.

Los estudios que analizan el genoma global con técnicas de alta resolución en pacientes con RM idiopático, detectan que un porcentaje de 7-20% de anomalías intersticiales. Las técnicas más empleadas para su estudio son: el array-CGH y el MLPA.

1.2.3. Alteraciones intersticiales 1.2.3. Alteraciones intersticiales

1.2.2. Alteraciones subteloméricas 1.2.2. Alteraciones subteloméricas

Mutaciones en genes que intervienen en la vía intracelular que media en la plasticidad sináptica, el aprendizaje y la memoria.

•Enfermedades monogénicas

•Herencia autosómica dominante (independientemente del sexo)

•La presencia de un alelo mutado es suficiente para presentar la enfermedad

•Un individuo afecto, tiene un riesgo del 50% de tener descendencia afecta

•Pueden presentar diferentes formas de retraso mental

Mutaciones en genes que intervienen en la vía intracelular que media en la plasticidad sináptica, el aprendizaje y la memoria.

•Enfermedades monogénicas

•Herencia autosómica dominante (independientemente del sexo)

•La presencia de un alelo mutado es suficiente para presentar la enfermedad

•Un individuo afecto, tiene un riesgo del 50% de tener descendencia afecta

•Pueden presentar diferentes formas de retraso mental

Gen NF1 flujo de la información que va de la membrana hasta el núcleo Neurofibromatosis tipo 1

Gen TSC2 flujo de la información que va de la membrana hasta el núcleo Esclerosis tuberosa

Gen DMPK Integración de la señal externa al interior de la célula Distrofia miotónica tipo I o de Steinert

Gen NF1 flujo de la información que va de la membrana hasta el núcleo Neurofibromatosis tipo 1

Gen TSC2 flujo de la información que va de la membrana hasta el núcleo Esclerosis tuberosa

Gen DMPK Integración de la señal externa al interior de la célula Distrofia miotónica tipo I o de Steinert

2. Retraso mental autosómico dominante2. Retraso mental autosómico dominante

Causas:

El gen causante es el NF1 situado en 17q11.2.

Presenta 60 exones, con elevada variabilidad mutacional

Tasa de mutación espontánea 10 veces superior a la media, lo que explica la

alta frecuencia de casos esporádicos de NF1 (30-50%).

Caracteristicas:

Manchas café con leche

Neurofibromas

Nódulos de Lisch

4-8% de los casos puede asociar retraso mental moderado-severo

Penetrancia total a los 8 años de edad

Prevalencia aproximada de 1/4.000 individuos

Incidencia de 1/3000 recién nacidos vivos

Causas:

El gen causante es el NF1 situado en 17q11.2.

Presenta 60 exones, con elevada variabilidad mutacional

Tasa de mutación espontánea 10 veces superior a la media, lo que explica la

alta frecuencia de casos esporádicos de NF1 (30-50%).

Caracteristicas:

Manchas café con leche

Neurofibromas

Nódulos de Lisch

4-8% de los casos puede asociar retraso mental moderado-severo

Penetrancia total a los 8 años de edad

Prevalencia aproximada de 1/4.000 individuos

Incidencia de 1/3000 recién nacidos vivos

Neurofibromatosis 1 (NF1) Neurofibromatosis 1 (NF1)

Causas:Genéticamente heterogénea, se implican al menos dos genes conocidos:

-Gen TSC1 localizado en el 9q34, responsable del 20% de los casos

-Gen TSC2 localizado en el 16p13.3, responsable del 80% de los casos

El 60% de los casos son esporádicos debido a la alta tasa de mutación

espontánea de sus genes causantes

Caracteristicas:

Afectación cerebral, renal, cardiaca, cutánea y ocular entre otras.

Puede asociar retraso mental y crisis epilépticas.

incidencia de 1/6000 recién nacidos vivos.

En ambos genes se ha demostrado la presencia de mosaicismos, tanto

somáticos como germinales, y se ha calculado que estos últimos ocurren en

el 1% de los casos de ET.

Causas:Genéticamente heterogénea, se implican al menos dos genes conocidos:

-Gen TSC1 localizado en el 9q34, responsable del 20% de los casos

-Gen TSC2 localizado en el 16p13.3, responsable del 80% de los casos

El 60% de los casos son esporádicos debido a la alta tasa de mutación

espontánea de sus genes causantes

Caracteristicas:

Afectación cerebral, renal, cardiaca, cutánea y ocular entre otras.

Puede asociar retraso mental y crisis epilépticas.

incidencia de 1/6000 recién nacidos vivos.

En ambos genes se ha demostrado la presencia de mosaicismos, tanto

somáticos como germinales, y se ha calculado que estos últimos ocurren en

el 1% de los casos de ET.

Esclerosis tuberosa (ET) Esclerosis tuberosa (ET)

Causas:Gen DMPK localizado en 19q13.3.Expansión del triplete (CTG)n localizado en el extremo 3’ no codificante (98% de los casos).

Caracteristicas:La DM1 es la forma más común de distrofia muscular del adulto.

Incidencia aproximada de 1/8.000 recién nacidos vivos.

Anticipación genética: mutación dinámica que tiene la capacidad de aumentar el número de repeticiones en la descendencia, apareciendo los síntomas de forma más precoz y/o más severa en las generaciones siguientes.

Existe una forma congénita (>1.500 repeticiones) rara y muy grave caracterizada por hipotonía severa, dificultad para succionar, tragar y respirar con retraso mental (60-70% de los casos) y motora. Esta forma sólo está descrita cuando es la madre quien porta el expandido.

Causas:Gen DMPK localizado en 19q13.3.Expansión del triplete (CTG)n localizado en el extremo 3’ no codificante (98% de los casos).

Caracteristicas:La DM1 es la forma más común de distrofia muscular del adulto.

Incidencia aproximada de 1/8.000 recién nacidos vivos.

Anticipación genética: mutación dinámica que tiene la capacidad de aumentar el número de repeticiones en la descendencia, apareciendo los síntomas de forma más precoz y/o más severa en las generaciones siguientes.

Existe una forma congénita (>1.500 repeticiones) rara y muy grave caracterizada por hipotonía severa, dificultad para succionar, tragar y respirar con retraso mental (60-70% de los casos) y motora. Esta forma sólo está descrita cuando es la madre quien porta el expandido.

Distrofia miotónica tipo 1 o de Steiner (DM1) Distrofia miotónica tipo 1 o de Steiner (DM1)

Las enfermedades autosómicas recesivas con retraso mental se da en individuos

que son homocigotos o heterocigotos compuestos para una mutación

Los heterocigotos simples, en general, son portadores no afectos.

Con ambos padres portadores, la posibilidad teórica de que sus hijos sean

portadores es del 50%, un riesgo de 25% de hijos afectados por la enfermedad, y

otro 25% sanos

Son origen importante de deficiencias mentales

Como ejemplo tenemos los errores congénitos del metabolismo, que se pueden clasificar de acuerdo con el metabolismo alterado: purinas, pirimidinas, aminoácidos, etc.

Las enfermedades autosómicas recesivas con retraso mental se da en individuos

que son homocigotos o heterocigotos compuestos para una mutación

Los heterocigotos simples, en general, son portadores no afectos.

Con ambos padres portadores, la posibilidad teórica de que sus hijos sean

portadores es del 50%, un riesgo de 25% de hijos afectados por la enfermedad, y

otro 25% sanos

Son origen importante de deficiencias mentales

Como ejemplo tenemos los errores congénitos del metabolismo, que se pueden clasificar de acuerdo con el metabolismo alterado: purinas, pirimidinas, aminoácidos, etc.

3. Retraso mental autosómico recesivo 3. Retraso mental autosómico recesivo

Fenilcetonuria Mutaciones en el gen de fenilalanina hidroxilasa (gen implicado PAH).

Supone un 0,5-1% de las enfermedades mentales

Frecuencia de 1/11.500-1/14.000 en recién nacidos vivos.

Su diagnóstico precoz en cribado neonatal permite instaurar la administración de una dieta alimenticia carente de fenilalanina y evitar el retraso mental

Enfermedad de Tay-SachsTrastorno lisosomal por depósito de gangliósidos,

Rara en la población general, pero con una alta frecuencia entre los descendientes de origen judío de Europa Central y del Este (ashkenazi)

Fenilcetonuria Mutaciones en el gen de fenilalanina hidroxilasa (gen implicado PAH).

Supone un 0,5-1% de las enfermedades mentales

Frecuencia de 1/11.500-1/14.000 en recién nacidos vivos.

Su diagnóstico precoz en cribado neonatal permite instaurar la administración de una dieta alimenticia carente de fenilalanina y evitar el retraso mental

Enfermedad de Tay-SachsTrastorno lisosomal por depósito de gangliósidos,

Rara en la población general, pero con una alta frecuencia entre los descendientes de origen judío de Europa Central y del Este (ashkenazi)

3. Retraso mental autosómico recesivo3. Retraso mental autosómico recesivo

El retraso mental ligado a X constituye un grupo heterogéneo de entidades.

Según su presentación clínica, se han clasificado en: Sindrómico (RMS) No sindrómico o inespecífico (RMX).

No obstante, recientemente se han identificado mutaciones genéticas que originan tanto RMS como RMX, por lo que esta clasificación clásica está siendo cuestionada desde un punto de vista molecular

La prevalencia en varones se estima en un 10%, excluido el síndrome de X frágil.

Existen más de 100 genes implicados en el RMLX, habiéndose encontrado hasta la fecha muchos más genes relacionados con la función cognitiva en el cromosoma sexual X que en cualquier otro autosoma.

El retraso mental ligado a X constituye un grupo heterogéneo de entidades.

Según su presentación clínica, se han clasificado en: Sindrómico (RMS) No sindrómico o inespecífico (RMX).

No obstante, recientemente se han identificado mutaciones genéticas que originan tanto RMS como RMX, por lo que esta clasificación clásica está siendo cuestionada desde un punto de vista molecular

La prevalencia en varones se estima en un 10%, excluido el síndrome de X frágil.

Existen más de 100 genes implicados en el RMLX, habiéndose encontrado hasta la fecha muchos más genes relacionados con la función cognitiva en el cromosoma sexual X que en cualquier otro autosoma.

4. Retraso mental ligado al X 4. Retraso mental ligado al X

El RMS se asocia a un patrón específico de anomalías físicas, neurológicas o metabólicas.

Existen entorno a 140 formas sindrómicas de RMLX y se han identificado las mutaciones génicas causales en casi la mitad de ellas.

El RMS se asocia a un patrón específico de anomalías físicas, neurológicas o metabólicas.

Existen entorno a 140 formas sindrómicas de RMLX y se han identificado las mutaciones génicas causales en casi la mitad de ellas.

4.1. Retraso Mental Sindrómico ligado al cromosoma X (RMS) 4.1. Retraso Mental Sindrómico ligado al cromosoma X (RMS)

El RMX se caracteriza por la ausencia de rasgos morfológicos, neurológicos, bioquímicos o conductuales específicos que permitan definir una variante clínica concreta.

Aunque se desconoce su incidencia se cree que las formas inespecíficas representan al menos la mitad del total de RMLX. Se han identificado hasta la fecha alrededor de 22 genes distintos implicados en el RMX

El RMX se caracteriza por la ausencia de rasgos morfológicos, neurológicos, bioquímicos o conductuales específicos que permitan definir una variante clínica concreta.

Aunque se desconoce su incidencia se cree que las formas inespecíficas representan al menos la mitad del total de RMLX. Se han identificado hasta la fecha alrededor de 22 genes distintos implicados en el RMX

4.2. Retraso Mental No Sindrómico o inespecífico ligado al cromosoma X (RMX)

4.2. Retraso Mental No Sindrómico o inespecífico ligado al cromosoma X (RMX)

Gen Nombre Locus

RM ligado a X de origen sindrómico

MID1 Opitz/GBBB Xp22

DMD Distrofia muscular de Duchenne Xp21.2

PLP Pelizaeus- Merzbacher Xq21-q22

DCX Lisencefalia ligada al cromosoma X Xq22.3-q23

OCRL Lowe Xq26.1

HPRT Lesch-Nyhan Xq26-q27.2

RM ligado a X inespecífico

OPHN1 Oligofrenina 1 Xq12

PAK3 Cinasa activante de p21.3 Xq23

FMR2 FRAXE Xq28

Genes implicados tanto en formas sindrómicas como inespecíficas

RSK2 Coffin-Lowry Xp22.1

ARX West, Partington, Proud Xp22.1

PQBP1 Rapenning, Sutherland-Haan, Porteous… Xp11.2

FGD1 Aarskog-Scott/displasia facio gneital Xp11.2

MECP2 Rett Xq28

SLC6A8 Transportador de creatinina Xq28

El síndrome X frágil (SFX) es una de las causas genéticas de retraso mental hereditario más frecuente en la población

Frecuencia de 1/4.500 en varones y de 1/9.000 en mujeres

Penetrancia del 80% y del 30% respectivamente

Se pueden observar trastornos de conducta, falta de atención a veces de tipo autista, comportamiento hiperactivo y déficit de aprendizaje que pueden manifestarse en los primeros años de la vida de los afectados

Rasgos fenotípicos característicos que generalmente son de aparición postpuberal

Al tratarse de un trastorno ligado al cromosoma X, los síntomas son evidentes en los varones (niños y adultos) aunque en algunas ocasiones en las mujeres portadoras pueden apreciarse alguno de los síntomas, ya que tiene una penetrancia del 30%.

El síndrome X frágil (SFX) es una de las causas genéticas de retraso mental hereditario más frecuente en la población

Frecuencia de 1/4.500 en varones y de 1/9.000 en mujeres

Penetrancia del 80% y del 30% respectivamente

Se pueden observar trastornos de conducta, falta de atención a veces de tipo autista, comportamiento hiperactivo y déficit de aprendizaje que pueden manifestarse en los primeros años de la vida de los afectados

Rasgos fenotípicos característicos que generalmente son de aparición postpuberal

Al tratarse de un trastorno ligado al cromosoma X, los síntomas son evidentes en los varones (niños y adultos) aunque en algunas ocasiones en las mujeres portadoras pueden apreciarse alguno de los síntomas, ya que tiene una penetrancia del 30%.

5. Síndrome X frágil 5. Síndrome X frágil

El gen FMR1, que está situado en el locus Xq27.3, en la región FRAXA, posee una secuencia repetitiva [CGG] en el extremo 5’ del exón 1.

Las expansiones del fragmento CGG por encima de las 200 repeticiones producen una metilación de la isla CpG adyacente, que inhibe la expresión del gen.

La metilación es un factor clave en este síndrome.

La tendencia de la expansión a aumentar depende de la inestabilidad que presente el fragmento CGG en la segregación de padres a hijos.

Es importante realizar el diagnóstico diferencial con un segundo locus frágil denominado FRAXE en la región Xq28, en el que existe una expansión de un triplete CGG en el gen FMR2, que da lugar a un retraso mental menos grave el de la región FRAXA

El gen FMR1, que está situado en el locus Xq27.3, en la región FRAXA, posee una secuencia repetitiva [CGG] en el extremo 5’ del exón 1.

Las expansiones del fragmento CGG por encima de las 200 repeticiones producen una metilación de la isla CpG adyacente, que inhibe la expresión del gen.

La metilación es un factor clave en este síndrome.

La tendencia de la expansión a aumentar depende de la inestabilidad que presente el fragmento CGG en la segregación de padres a hijos.

Es importante realizar el diagnóstico diferencial con un segundo locus frágil denominado FRAXE en la región Xq28, en el que existe una expansión de un triplete CGG en el gen FMR2, que da lugar a un retraso mental menos grave el de la región FRAXA


Dependiendo del número de repeticiones se considera:

Normal: 5-55 repeticiones (zona gris de 46-55 repeticiones).

Premutación: 56-200 repeticiones. Las portadoras premutadas en principio no son afectas pero sí pueden tener descendencia afecta en un 50% de los varones por anticipación genética .

Se ha descrito en algunos premutados una serie de manifestaciones clínicas que no asocian retraso mental: síndrome de temblor-ataxia principalmente en varones y fallo ovárico precoz en mujeres.

Mutación completa: >200 repeticiones. Por encima de 200 repeticiones los individuos presentan clínica del síndrome X frágil con una penetrancia del 80%. El tamaño de la expansión no está asociado con la severidad de la clínica.

Dependiendo del número de repeticiones se considera:

Normal: 5-55 repeticiones (zona gris de 46-55 repeticiones).

Premutación: 56-200 repeticiones. Las portadoras premutadas en principio no son afectas pero sí pueden tener descendencia afecta en un 50% de los varones por anticipación genética .

Se ha descrito en algunos premutados una serie de manifestaciones clínicas que no asocian retraso mental: síndrome de temblor-ataxia principalmente en varones y fallo ovárico precoz en mujeres.

Mutación completa: >200 repeticiones. Por encima de 200 repeticiones los individuos presentan clínica del síndrome X frágil con una penetrancia del 80%. El tamaño de la expansión no está asociado con la severidad de la clínica.


El estudio del retraso mental es uno de los campos más complejos en genética humana:

•Heterogeneidad clínica y genética muy elevada, •Gran complejidad de las bases genéticas y ambientales

Actualmente casi la mitad de los RM no están diagnosticados, por lo que es necesario establecer protocolos de actuación mediante la tecnología de que disponemos en la actualidad

La evaluación clínica inicial del niño con RM:•Historia clínica completa, •Árbol genealógico de al menos tres generaciones •Exploración física cuidadosa que incluya medidas, presencia de rasgos dismórficos o malformaciones, hallazgos neurológicos y trastornos de conducta

El estudio del retraso mental es uno de los campos más complejos en genética humana:

•Heterogeneidad clínica y genética muy elevada, •Gran complejidad de las bases genéticas y ambientales

Actualmente casi la mitad de los RM no están diagnosticados, por lo que es necesario establecer protocolos de actuación mediante la tecnología de que disponemos en la actualidad

La evaluación clínica inicial del niño con RM:•Historia clínica completa, •Árbol genealógico de al menos tres generaciones •Exploración física cuidadosa que incluya medidas, presencia de rasgos dismórficos o malformaciones, hallazgos neurológicos y trastornos de conducta

Diagnóstico de RM de origen genético. Diagnóstico de RM de origen genético.

1.- Estudio citogenético convencional (cariotipo) y es recomendable que tenga un nivel mínimo de resolución de 550 bandas G

2.-Ante una sospecha diagnóstica de un síndrome concreto que curse con RM, ésta deberá confirmarse a nivel citogenético o molecular, si es posible, con la técnica correspondiente.

3.-Si no se puede confirmar con una técnica concreta o no tenemos una sospecha clínica clara, es necesario:

a) descartar el síndrome X frágil (estudio del gen FMR1), tanto en niños como en niñas

b)En niñas hay que considerar el estudio genético del síndrome de Rett (estudio del gen MECP2)

1.- Estudio citogenético convencional (cariotipo) y es recomendable que tenga un nivel mínimo de resolución de 550 bandas G

2.-Ante una sospecha diagnóstica de un síndrome concreto que curse con RM, ésta deberá confirmarse a nivel citogenético o molecular, si es posible, con la técnica correspondiente.

3.-Si no se puede confirmar con una técnica concreta o no tenemos una sospecha clínica clara, es necesario:

a) descartar el síndrome X frágil (estudio del gen FMR1), tanto en niños como en niñas

b)En niñas hay que considerar el estudio genético del síndrome de Rett (estudio del gen MECP2)

Protocolo de estudio propuesto por el grupo de Investigación en Retraso Mental de Origen Genético (GIRMOGEN)


4.- El siguiente paso a seguir sería descartar alteraciones en las regiones subteloméricas ya que un 6-10% de los RM presentan microduplicaciones o microdeleciones en estas regiones.

FISH MLPA (confirmar los hallazgos mediante otra técnica)

5.- Si la evaluación por parte del clínico no conduce a diagnóstico se continua con estudio microdeleción con MLPA

6.-En el caso de que éste sea negativoVarones: realizaremos el estudio de RM ligado al cromosoma X

mediante MLPA en pacientes con una historia familiar positiva siempre y cuando cumplan los siguientes criterios: *tres hermanos afectos *tres varones afectos en dos generaciones.

4.- El siguiente paso a seguir sería descartar alteraciones en las regiones subteloméricas ya que un 6-10% de los RM presentan microduplicaciones o microdeleciones en estas regiones.

FISH MLPA (confirmar los hallazgos mediante otra técnica)

5.- Si la evaluación por parte del clínico no conduce a diagnóstico se continua con estudio microdeleción con MLPA

6.-En el caso de que éste sea negativoVarones: realizaremos el estudio de RM ligado al cromosoma X

mediante MLPA en pacientes con una historia familiar positiva siempre y cuando cumplan los siguientes criterios: *tres hermanos afectos *tres varones afectos en dos generaciones.



7.- Cuando el paciente no cumple estos criterios, o bien el estudio de RM ligado al cromosoma X es negativo, procederemos a realizar un análisis más extenso mediante el array-CGH. Este análisis también es el último paso a seguir en el diagnóstico de retraso mental en niñas. El estudio mediante array-CGH permite la detección de deleciones y duplicaciones que se pueden detectar con las técnicas anteriores, en función del diseño del estudio.

Debido a esto y a que se ha abaratado mucho el precio de la técnica se está empezando a considerar realizar el array-CGH una vez hecho el cariotipo y confirmar la alteración detectada con otra técnica.

Es importante señalar que todos los resultados deben ser interpretados en el contexto de un análisis citogenético completo.

7.- Cuando el paciente no cumple estos criterios, o bien el estudio de RM ligado al cromosoma X es negativo, procederemos a realizar un análisis más extenso mediante el array-CGH. Este análisis también es el último paso a seguir en el diagnóstico de retraso mental en niñas. El estudio mediante array-CGH permite la detección de deleciones y duplicaciones que se pueden detectar con las técnicas anteriores, en función del diseño del estudio.

Debido a esto y a que se ha abaratado mucho el precio de la técnica se está empezando a considerar realizar el array-CGH una vez hecho el cariotipo y confirmar la alteración detectada con otra técnica.

Es importante señalar que todos los resultados deben ser interpretados en el contexto de un análisis citogenético completo.



Figura 1. Algoritmo diagnóstico genético para RM

Evaluación clínica del paciente

Cariotipo

¿Sospecha clínica de síndrome concreto?

Diagnóstico genético de confirmación

Estudio ligación al cromosoma x

Estudio genes FRM1/MECP2

Estudio delecciones y duplicaciones subteloméricas

¿Antecedentes familiares?

Estudio síndrome microdelección

CGHarray

Si

No

No

Negativo

Si

Negativo

Varones Mujeres

Citogenética Actualmente está bien establecido que el cariotipo convencional se debe realizar de forma rutinaria en todo paciente con RM

Los análisis rutinarios deben identificar además de las alteraciones numéricas (aneuploidías) el mayor número de alteraciones estructurales

Para ello se necesita una resolución suficiente para detectar alteraciones de un tamaño entre 5 y 10 Mb, aconsejándose que tenga un nivel de bandas G, como mínimo, de 550 bandas.

En la última década la aplicación de técnicas moleculares al estudio de los cromosomas ha permitido un avance espectacular en el campo de la Genética Clínica.

Al superarse las limitaciones del cariotipo convencional se ha conseguido llegar al diagnóstico de reorganizaciones crípticas, que están por debajo de la resolución del microscopio óptico.

Citogenética Actualmente está bien establecido que el cariotipo convencional se debe realizar de forma rutinaria en todo paciente con RM

Los análisis rutinarios deben identificar además de las alteraciones numéricas (aneuploidías) el mayor número de alteraciones estructurales

Para ello se necesita una resolución suficiente para detectar alteraciones de un tamaño entre 5 y 10 Mb, aconsejándose que tenga un nivel de bandas G, como mínimo, de 550 bandas.

En la última década la aplicación de técnicas moleculares al estudio de los cromosomas ha permitido un avance espectacular en el campo de la Genética Clínica.

Al superarse las limitaciones del cariotipo convencional se ha conseguido llegar al diagnóstico de reorganizaciones crípticas, que están por debajo de la resolución del microscopio óptico.

Métodos de análisis Métodos de análisis

Citogenética molecular La hibridación fluorescente in situ (FISH) Se trata de un ensayo competitivo de una sonda de ADN que hibrida con la secuencia complementaria a estudio tanto en metafases como en interfase.

La técnica de FISH permite la detección de alteraciones alrededor de 150 kb

Existen distintos tipos de sondas: Sondas centroméricas: Están formadas por una secuencia repetitiva de ADN que hibrida con el ADN de la región centromérica del cromosoma. Éstas permiten detectar alteraciones cromosómicas numéricas (monosomías o trisomías)

Sondas de pintado cromosómico: Están formadas por una batería de sondas que en su conjunto hibridan con todo el cromosoma. Dichas sondas permiten visualizar alteraciones citogenéticas numéricas y estructurales.

Sondas de secuencia única o locus especifico: Hibridan con el ADN de una región genómica concreta, correspondiente a un gen o a una banda cromosómica. Con ellas es posible detectar alteraciones numéricas y estructurales

Citogenética molecular La hibridación fluorescente in situ (FISH) Se trata de un ensayo competitivo de una sonda de ADN que hibrida con la secuencia complementaria a estudio tanto en metafases como en interfase.

La técnica de FISH permite la detección de alteraciones alrededor de 150 kb

Existen distintos tipos de sondas: Sondas centroméricas: Están formadas por una secuencia repetitiva de ADN que hibrida con el ADN de la región centromérica del cromosoma. Éstas permiten detectar alteraciones cromosómicas numéricas (monosomías o trisomías)

Sondas de pintado cromosómico: Están formadas por una batería de sondas que en su conjunto hibridan con todo el cromosoma. Dichas sondas permiten visualizar alteraciones citogenéticas numéricas y estructurales.

Sondas de secuencia única o locus especifico: Hibridan con el ADN de una región genómica concreta, correspondiente a un gen o a una banda cromosómica. Con ellas es posible detectar alteraciones numéricas y estructurales

Biología molecular

MLPA (multiplex ligation probe amplification)

Se basa en la amplificación por reacción en cadena de la polimerasa (PCR) de un número elevado de sondas específicas en una sola reacción

Consiste en la hibridación de dos sondas complementarias a la región de 10 pb cada una adyacentes una de la otra. A través de una reacción de ligación, las sondas se unen y la secuencia se amplifica mediante una multiplex PCR.

Cuando existe una deleción, por ejemplo, las sondas no se hibridan, no se ligan y no hay amplificación.

Permiten la detección de mujeres portadoras en enfermedades ligadas al cromosoma X recesivas.

Biología molecular

MLPA (multiplex ligation probe amplification)

Se basa en la amplificación por reacción en cadena de la polimerasa (PCR) de un número elevado de sondas específicas en una sola reacción

Consiste en la hibridación de dos sondas complementarias a la región de 10 pb cada una adyacentes una de la otra. A través de una reacción de ligación, las sondas se unen y la secuencia se amplifica mediante una multiplex PCR.

Cuando existe una deleción, por ejemplo, las sondas no se hibridan, no se ligan y no hay amplificación.

Permiten la detección de mujeres portadoras en enfermedades ligadas al cromosoma X recesivas.

Biología molecular

La hibridación genómica comparada (HGC)

Es una técnica citogenética molecular que permite detectar cambios

numéricos de secuencias de ADN (pérdidas, deleciones, ganancias y

amplificaciones) en la muestra a estudiar. Dicha técnica se basa en la

hibridación del ADN del paciente y de un ADN control marcados con

fluorocromos de distinto color sobre metafases normales. Esta técnica

únicamente detecta cambios presentes en una proporción y tiene una

resolución de 10 Mb. Por otra parte, no permite detectar

translocaciones, inversiones y otras alteraciones de tipo equilibrado

que no comportan ganancias o pérdidas de material genético.

Biología molecular

La hibridación genómica comparada (HGC)

Es una técnica citogenética molecular que permite detectar cambios

numéricos de secuencias de ADN (pérdidas, deleciones, ganancias y

amplificaciones) en la muestra a estudiar. Dicha técnica se basa en la

hibridación del ADN del paciente y de un ADN control marcados con

fluorocromos de distinto color sobre metafases normales. Esta técnica

únicamente detecta cambios presentes en una proporción y tiene una

resolución de 10 Mb. Por otra parte, no permite detectar

translocaciones, inversiones y otras alteraciones de tipo equilibrado

que no comportan ganancias o pérdidas de material genético.

ADN PACIENTEADN NORMAL

Biología molecular

CGH array

Con el mismo fundamento que la HGC, existe en la actualidad la posibilidad de realizar un estudio genético por CGH a partir de microarrays que contienen un elevado número de sondas oligonucleotídicas (hibrida sobre matrices con BACs u oligos que pueden cubrir todo el genóma, permitiendo detectar cambios genéticos de 0.5 a 1 Mb) que han sido específicamente diseñadas para detectar regiones del genoma relacionadas con el retraso mental.

El Array-CGH detecta pequeñas deleciones o duplicaciones en el DNA, indetectables por otras técnicas de análisis de cromosomas, así como casi todas las enfermedades identificadas mediante el estudio del cariotipo y FISH, incluyendo todos los síndromes de microdeleción y duplicación

Tiene una tasa de detección muy superior a las técnicas de citogenética habituales y al abaratarse el coste será la técnica de elección en el futuro.

Biología molecular

CGH array

Con el mismo fundamento que la HGC, existe en la actualidad la posibilidad de realizar un estudio genético por CGH a partir de microarrays que contienen un elevado número de sondas oligonucleotídicas (hibrida sobre matrices con BACs u oligos que pueden cubrir todo el genóma, permitiendo detectar cambios genéticos de 0.5 a 1 Mb) que han sido específicamente diseñadas para detectar regiones del genoma relacionadas con el retraso mental.

El Array-CGH detecta pequeñas deleciones o duplicaciones en el DNA, indetectables por otras técnicas de análisis de cromosomas, así como casi todas las enfermedades identificadas mediante el estudio del cariotipo y FISH, incluyendo todos los síndromes de microdeleción y duplicación

Tiene una tasa de detección muy superior a las técnicas de citogenética habituales y al abaratarse el coste será la técnica de elección en el futuro.

Biología molecular

CGH array

Limitaciones :- Precio elevado del chip de CGH array (500-1000 euros/muestra)

- Análisis de un gran número de datos

- Existencia de polimorfismos en el genóma humano que se pueden dar lugar a ganacias o pérdidas de regiones del genóma y que es importante conocer su valor diagnóstico

- No se detectan los reordenamientos cromosómicos equilibrados (traslocaciones recíprocas, traslocaciones Robertsonianas, inversiones), mutaciones puntuales, desequilibrios en regiones no representadas en el microarray y mosaicismos de bajo grado.

Biología molecular

CGH array

Limitaciones :- Precio elevado del chip de CGH array (500-1000 euros/muestra)

- Análisis de un gran número de datos

- Existencia de polimorfismos en el genóma humano que se pueden dar lugar a ganacias o pérdidas de regiones del genóma y que es importante conocer su valor diagnóstico

- No se detectan los reordenamientos cromosómicos equilibrados (traslocaciones recíprocas, traslocaciones Robertsonianas, inversiones), mutaciones puntuales, desequilibrios en regiones no representadas en el microarray y mosaicismos de bajo grado.

Ricardo Molina Gasset Servicio de Análisis Clínicos Mayo 2012

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