Genética, Genómica y Trastornos Adictivos

1. Genética, Genómicay Trastornos Adictivos Actualidad y Perspectivas Futuras Dr. Julio J. Flores A. Médico Psiquiatra Universidad Central de Venezuela SVP Humana MA/CNS/OVSA

2. Agenda • Introducción • Estudios de ligamiento Genético • Estudios de asociación • Estudios del genoma en toda su extensión • Aplicabilidad • Conclusiones

3. Genitograma de un paciente con diagnóstico de trastorno de dependencia

4. Trastornos Adictivos y Genética • Los familiares consanguíneos de un individuo afectado con frecuencia tienen una incidencia mayor que la población general • Los trastornos adictivos son enfermedades complejas

5. Enfermedades Complejas, Fenotipos Complejos • Tienden a agruparse en individuos de una misma familia • No ocurren en proporciones mendelianas dentro de un mismo pedigrí • Pueden manifestarse en forma continua o dicotómica • Su expresión no puede predecirse por el efecto aislado de factores individuales

6. Estudios de Ligamiento y Mapeo Genético • Dentro de un mismo cromosoma los genes se encuentran unidos en grupos de encadenamiento que se heredan como una unidad aislada. • Los genes que se heredan de esta forma se dice que están ligados Thomas Hunt Morgan: 1926

7. Marcadores Genéticos • Micro satélites: A T G C C G T A T A T A G • Secuencia de ADN: A T G C C G T A G T G A G • SNP: A T G C C G C A G G G A • Secuencia de ADN: A T G C C G T A G G G A G • Haplo-Tipos:Patrón particular • de SNPs secuenciales encontrados en • un cromosoma

8. Desequilibrio en el Ligamiento Cosegregación de marcadores genéticos en una frecuencia mayor a lo esperado por segregación independiente en individuos con un rasgo específico

9. Estudios de Ligamiento: 1 • Son estudios de cosegregación de marcadores genéticos en sujetos que presentan enfermedades que afectan a más de un miembro de una misma familia • Su objetivo es precisar en que regiones particulares del genoma humano podrían localizarse genes que predisponen al padecimiento de una enfermedad

10. Estudios de Ligamiento: 2 1/2 1/3 1/2 1/3 1/2 1/3 1/3 1/4 1/2 1/3 2/3 2/3 IDB 1 IDB 0 IDB 2

11. The Collaborative on the Genetics of Alcoholism (COGA): 1 • Primera Fase: 987 personas (población general USA.) pertenecientes a 105 familias cada una con al menos tres miembros con Dx de dependencia alcohólica (DSM III R) • 291 marcadores genéticos examinados • Los resultados sugieren un fuerte ligamiento con el riesgo de dependencia alcohólica en los cromosomas 1 y 7, menos intenso para el cromosoma 2 • Evidencia de locus de protección con ligamiento a genes que codifican para la enzima alcohol deshidrogenasa en el cromosoma 4 Reich y cols. Am J med Genet (1998) 81, 207-215

12. The Collaborative on the Genetics of Alcoholism (COGA): 2 • 1295 personas de 157 familias • Dx de dependencia alcohólica (DSM III R y CIE-10) • Identificadas las mismas regiones de los cromosomas 1 y 7 (menos soporte estadístico en esta muestra) • La data combinada aumenta el soporte estadístico en estos cromosomas • Datos que apuntan a los cromosomas 2 y 3 en solo uno de los análisis • Fuerte evidencia en la data combinada para el cromosoma 1 en individuos con Dx CIE-10 • El intervalo de DNA del cromosoma 1 en el que se realizaron estos hallazgos es de 30 millones de pares de bases Foroud y cols. Alcohol Clin (2000) 24, 933-945

13. Confirmación de la Existencia de Genes de Riesgo para la Dependencia Alcohólica en el Cromosoma 1 • 87 familias europeo norteamericanas (173 padres y 93 hijos) • Método de mapeo: 30 marcadores STR y Prueba de Desequilibrio en la Transmisión (TDT) • Dx dependencia alcohólica (DSM III R y DSM IV) • El o los genes que confieren riesgo para dependencia alcohólica en el cromosoma 1 se ubican próximos al área 126.1 cM • Intervalo conformado por 350.000 pares de bases *Localización en el Mapa de Marshfield Lappalainen y cols. Molecular Psychiatry (2004) 9, 312–319

14. 1/2 1/3 1/2 2/2 1/1 1/2 1/3 1/1 1/2 1/2 2/2 2/3 3/2 2/3 2/1 3/2 1/3 3/3 2/2 3/2 Estudios de asociación: 1 Casos Controles

15. Estudios de Asociación: 2 • Bajo esta aproximación se seleccionan genes (“candidatos”) sobre la base del conocimiento de la fisiología de los mismos o por estudios previos de ligamiento • Usualmente se seleccionan aquellos involucrados en las acciones farmacodinámicas de la droga en estudio (receptores, mensajeros intracelulares, enzimas etc.) • La frecuencia de las variantes alélicas de los marcadores dentro de los genes candidatos es determinada en los sujetos afectados y se compara con la obtenida de los controles

16. Productos de los genes candidatos más importantes estudiados por asociación con trastornos adictivos

17. Estudios de Asociación: 3 • Dos ejemplos importantes: • Polimorfismo del gen que codifica para la enzima aldehído deshidrogenasa • Receptores de opiáceos: variante A118G (Asn40Asp) del receptor -opioide

18. Estudios Genéticos de Asociación con la Variante A118G (Asn40Asp) del Receptor -Opioide

19. Estudios del Genoma en Toda su Extensión • Estudios en los que se cartografían miles de SNP´s a través de todo el genoma • Cada SNP puede ser evaluado a través de distintos grupos de pruebas de múltiple sobrecruzamiento para cada uno de los alelos y su orientación en la cadena de ADN • De esta manera se pueden determinar patrones de transmisión genética en los pedigríes • Dichos patrones son de utilidad en los análisis de ligamiento y ligamiento por desequilibrio en fenotipos complejos

20. Abuso de Múltiples Substancias: Cartografiado del Genoma • 1004 sujetos y 1490 SNPs monitoreados • Identificación de marcadores cromosómicos cuyos alelos distinguen a los individuos afectados de los controles • Entre los marcadores identificados positivamente están el locus de la alcohol deshidrogenasa y los flancos del locus del BDNF Uhl GR; Am J Hum Genet 2001 Dec;69(6):1290-300    

21. Análisis de ligamiento en toda la extensión del genoma para el trastorno bipolar • 25 familias multinucleares de origen portugués • Cartografiado simultaneo de 11560 SNPs a intervalos de 210.000 pares de bases (HMA10K) • Este estudio encontró evidencia de ligamiento en regiones cromosómicas de baja cobertura y poco contenido informativo en estudios previos con microsatélites • Las medidas estadísticas de ligamiento más altas se encontraron en el cromosoma 6q22 en la posición 128 Mb • Otras regiones sugestivas de ligamiento se hallaron en los cromosomas: 2, 4 y 20 Middleton FA: Am J. Genet 74: 886-897 2004

22. Aplicabilidad • Asesoramiento • Terapia Genética • Farmacogenética

23. Conclusiones • En la actualidad aún no ha sido posible localizar de una manera exacta y reproducible un gen que confiera riesgo para los trastornos de dependencia • Tampoco es posible distinguir entre los genes que confieren riesgo de dependencia en general y los relacionados con el consumo perjudicial de sustancias específicas • Existen resultados de estudios clínicos y nuevas herramientas a la mano que ofrecen la posibilidad de identificar genes y combinaciones que contribuyen al proceso de producción de los trastornos de dependencia • Estos hallazgos tendrán un impacto de gran importancia en la identificación de personas susceptibles y en el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas

24. Muchas Gracias