SARA VALDERRAMA SANZ FIR-1 ANÁLISIS CLÍNICOS HOSPITAL VIRGEN DE LOS LIRIOS, ALCOY

1. ESTUDIO GENÉTICO DE ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS HEREDITARIAS BASADAS EN LAS EXPANSIONES DE TRI Y TETRA NUCLEÓTIDOS SARA VALDERRAMA SANZ FIR-1 ANÁLISIS CLÍNICOS HOSPITAL VIRGEN DE LOS LIRIOS, ALCOY

2. INTRODUCCIÓN- DEFINICIÓN Grupo de enfermedades producidas por mutaciones originadas por la expansión de tripletes en el ADN. Estas mutaciones se caracterizan por ser altamente inestables, lo que las convierte en un proceso de mutación dinámica que se transmite con un inusual patrón de herencia no mendeliano. Este grupo diverso de patologías se presentan con degeneración neuronal y muscular, y difieren en la secuencia de la unidad repetida y en la localización de la repetición respecto al gen afectado.

3. INTRODUCCIÓN- DEFINICIÓN • Se han caracterizado cuatro tipos de repeticiones trinucleótidas con capacidad de expansión y que pueden producir enfermedades: • CGG/GCC • CAG/GTC • CTG/GAC • GAA/CTT • El tamaño de la expansión frecuentemente se correlaciona con la edad de inicio y con la gravedad de los síntomas . La edad de aparición de la enfermedad es menos y la severidad peor en generaciones sucesivas, lo que se correlaciona con el número de tripletes.

4. INTRODUCCIÓN- CLASIFICACIÓN • Según la ubicación de la expansión nucleótida dentro de la estructura génica, estos trastornos se clasifican en dos: • La mutación se localiza en secuencias génicas NO CODIFICADORAS. • La mutación se localiza en secuencias génicas CODIFICADORAS.

5. INTRODUCCIÓN- CLASIFICACIÓN • Las enfermedades producidas por mutaciones en regiones no codificadoras, son típicamente trastornos multisistémicos que involucran la disfunción o degeneración de diferentes tejidos. En estas patologías, el tamaño y la variación de las expansiones repetitivas es mucho mayor que en las que ocurren en las regiones codificadoras. La ausencia o disminución de la transcripción es el mecanismo por el cuál la expansión de trinucleótidos causa pérdida de la función génica. • Las enfermedades producidas por mutaciones en regiones codificadorasen donde se traducen típicamente como segmentos expandidos de poliglutamina, producen ganancia de función. Existe evidencia de que estas secuencias adoptan una conformación diferente que en algunas vías contribuye a su toxicidad.

6. INTRODUCCIÓN- CLASIFICACIÓN

7. ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS • TRASTORNOS CAUSADOS POR MUTACIONES EN REGIONES NO CODIFICADORAS: • Síndrome del X-Frágil (FRAXA) • Ataxia de Friedreich (FRADA) • Distrofia miotónica • TRASTORNOS CAUSADOS POR MUTACIONES EN REGIONES CODIFICADORAS: • Enfermedad de Huntington (HD), Corea de Huntington • Atrofia muscular espinobulbar (SBMA) o enfermedad de Kennedy • Ataxia dentadorrubropalidoluysiana (DRPLA) • Ataxia espinocerebelosas

8. ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS- MUTACIONES EN REGIONES NO CODIFICADORAS • SÍNDROME DEL X-FRÁGIL (FRAXA): Herencia DOMINTANTE ligada al cromosoma X

9. ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS- MUTACIONES EN REGIONES NO CODIFICADORAS • SÍNDROME DEL X-FRÁGIL: La mutación es una amplificación de trinucleótidos CGG en la región no traducible 5´del gen FMR1. El producto del gen FMR1 está involucrado en los procesos de regulación tradicional, aparentemente con funciones inhibitorias dentro del complejo de traducción proteica. Se expresa en casi todos los tejidos, pero en mayor cantidad en cerebro, placenta y gónadas.

10. ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS- MUTACIONES EN REGIONES NO CODIFICADORAS • SÍNDROME DEL X-FRÁGIL: La expansión está asociada a una hipermetilación de la zona repetitiva, lo que conlleva a una falta de transcripción del gen y una ausencia de proteína (FMRP), siendo esta ausencia la causante final del síndrome. El FMRP es una proteína relacionada con el ARN y parece regular la traducción de aproximadamente el 4% de los mensajes neuronales. FMRP es una proteína clave en la regulación de los cambios estructurales neuronales, particularmente en la selección de las conexiones neuronales.

11. ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS- MUTACIONES EN REGIONES NO CODIFICADORAS • SÍNDROME DEL X-FRÁGIL:

12. ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS- MUTACIONES EN REGIONES NO CODIFICADORAS • SÍNDROME DEL X-FRÁGIL:

13. ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS- MUTACIONES EN REGIONES NO CODIFICADORAS • ATAXIA DE FRIEDREICH:

14. ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS- MUTACIONES EN REGIONES NO CODIFICADORAS • ATAXIA DE FRIEDREICH:

15. ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS- MUTACIONES EN REGIONES NO CODIFICADORAS • ATAXIA DE FRIEDREICH:

16. ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS- MUTACIONES EN REGIONES NO CODIFICADORAS • ATAXIA DE FRIEDREICH El diagnóstico de la FDRA se basa en hallazgos clínicos que pueden ser confirmados por pruebas genéticas: • Ánalisis de la expansión del triplete GAA del gen FXN por PCR-screening consistente en la amplificación de la región que contiene los tripletes GAA, siendo el tamaño del fragmento directamente proporcional al número de repeticiones. • Amplificación mediante la técnica de TP-PCR. • Southernblot para distinguir mutaciones completas.

17. ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS- MUTACIONES EN REGIONES NO CODIFICADORAS • ATAXIA DE FRIEDREICH:

18. ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS- MUTACIONES EN REGIONES CODIFICADORAS • Este grupo de enfermedades están causadas por la expansión de tripletes CAG en regiones exónicas. Estos trastornos tienen algunas características comunes: • Cursan con una progresiva degeneración del SNC, con disfunción y pérdida neuronal 10 a 20 años después de iniciada la enfermedad. • Los tripletes de poliglutamina confieren una ganancia de función cuando se expanden, lo que sugiere un mecanismo patogénico común. • La enfermedad se desarrolla cuando el número ininterrumpido de glutaminas excede las 35 unidades. • Aunque estos genes tienen una amplia expresión en todo el cerebro, sólo ciertos tejidos o neuronas se alteran en cada una de estas enfermedades.

19. ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS- MUTACIONES EN REGIONES CODIFICADORAS

20. ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS- MUTACIONES EN REGIONES CODIFICADORAS • ENFERMEDAD DE HUNTINGTON, Corea de Huntington Trastornos del movimiento (corea) Falta de persistencia motora e incoordinación Distonía Alteraciones cognitivas y conductuales: Pérdida de memoria, cambios de personalidad, neurosis, apatía, depresión, manía y psicosis.

21. ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVASMUTACIONES EN REGIONES CODIFICADORAS • ENFERMEDAD DE HUNTINGTON Las proteínas con poliglutaminas son propensas a malos plegamientos y a formar cuerpos de inclusión por agregados amiloides. Estos cuerpos de inclusión se han localizado tanto en el núcleo como en el citoplasma de las neuronas, y proyecciones neuronales del cuerpo estriado, córtex cerebral, cerebelo y médula espinal. Es transcrito en numerosos tejidos, pero es particularmente transcrito y expresado en el cerebro.

22. ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVASMUTACIONES EN REGIONES CODIFICADORAS • ENFERMEDAD DE HUNTINGTON

23. TÉCNICAS • Existe una variedad de técnicas y metodologías que permiten detectar la repetición de tri- y tetra-nucleótidos, con implicaciones clínicas y hereditarias. • Cuando la expansión es de varios o cientos de nucleótidos, no se puede obtener producto tras la reacción de PCR, por lo que es necesario llevar a cabo un análisis mediante Southernblot, a pesar de que la estimación del tamaño del alelo expandido no puede hacerse con gran precisión con esta técnica. • Las técnicas de TP-PCR y QP-PCR, que permiten una detección fluorescente de la región amplificada de las repeticiones, son cada vez más utilizadas en los laboratorios para verificar la presencia de un alelo expandido en el rango patogénico, pero no cuantifican el tamaño de la expansión.

24. MUCHAS GRACIAS