Fernando Galán Galán

Profesor Titular de Medicina
Especialista en Medicina Interna
Experto en Miopatía Mitocondrial del Adulto
Fibromialgía y Síndrome de Fatiga crónica
BLOG

DIAGNÓSTICO GENÉTICO DE LA ENFERMEDAD MITOCONDRIAL. ANÁLISIS DE LAS 20 MUTACIONES PATÓGENAS MÁS FRECUENTES EN EL ADN mitocondrial

Publicado por en en Enfermedades Mitocondriales
  • Tamaño de fuente: Mayor Menor
  • Visitas: 896
  • Imprimir

El análisis genético de tan escaso número de mutaciones patógenas sólo sirve para descartar si el paciente tiene alguna de ellas.

Pero si no se encuentra ninguna de estas mutaciones, no se puede CONCLUIR que ese paciente en particular NO TIENE UNA ENFERMEDAD MITOCONDRIAL.

Esta aclaración es MUY IMPORTANTE, para los pacientes con SOSPECHA DE ENFERMEDAD MITOCONDRIAL causada por mutaciones en el ADNmt, y también para especialista en Neurología y/o en enfermedades Neuromusculares, y para cualquier médico que solicite un análisis genético del ADNmt a un laboratorio de la Seguridad Social o privado y le hagan solamente este tipo de análisis.

TABLA 1  Secuenciación de un pequeño número de reconocidas mutaciones patógenas (20 mutaciones ) en un escaso número de genes (9 genes) del ADNmt, se le ha denominado MINISECUENCIACIÓN.

Minisequenciacion.png

Se suele decir  “una imagen vale más que mil palabras” afirmando que una sola imagen puede transmitir ideas complejas o un significado o la esencia de algo de manera más efectiva que una mera descripción verbal o textual.

 

TABLE 2. En esta tabla, se exponen  21 mutaciones patógenas más frecuentes en 6 genes del ADN mitocondrial. Como se puede observar refieren más mutaciones en menos genes del ADNmt

Mutación

Gen

Cambio de base

Enfermedad Mitocondrial

m. 3243A>G

MT-TL1

ARNt Leu (UUR) (UUA/G)

MELAS, MIDD, CPEO, MM

m. 3460G> A

MT-ND1

p.Ala52Thr

LHON

m. 3697G> A

MT-ND1

p. Gly131Ser

MELAS

m. 3946G> A

MT-ND1

Glu214Lys

MELAS

m. 3949T> C

MT-ND1

Tyr215His

MELAS

m. 8993T> G

MT-ATP6

Leu156Arg

NARP

m. 8993T> C

MT-ATP6

Leu156Pro

NARP, enfermedad de Leigh

m. 9176T> C

MT-ATP6

Leu217Pro

FBSN, enfermedad de Leigh

m. 9176T> G

MT-ATP6

Leu217Arg

Enfermedad de Leigh

m. 10158T> C

MT-ND3

Ser34Pro

Enfermedad de Leigh

m. 10191T> C

MT-ND3

Ser45Pr

ESOC, enfermedad similar a Leigh

m. 11777C> A

MT-ND4

Arg340Ser

Enfermedad de Leigh

m. 11778G> A

MT-ND4

Arg340His

LHON (mutación homoplásmica)

m. 11832G> A

MT-ND4

Trp358Ter

Intolerancia al ejercicio

m. 12706T> C

MT-ND5

p.Phe124Leu

Enfermedad de Leigh

m. 13513G> A

MT-ND5

p.Asp393Asn

MELAS, Enfermedad de Leigh

m. 14459G> A

MT-ND6

p.Ala72Val

LYDT, enfermedad de Leigh

m. 14482C> A

MT-ND6

p.​ Met641Ile

LHON

m. 14482C> G

MT-ND6

p. Met641Ile

LHON

m. 14484T> C

MT-ND6

p.Met64Val,

LHON

m. 14487T> C

MT-ND6

p.Met63Val

Distonía, enfermedad de Leigh

Esta  figura puede proporcionarnos una visión panorámica

VIDION-PANORAMICA-mtDNA.jpg

MINISECUENCIACIÓN  o Técnica  Secuenciación de ADN seleccionado

Propiedades

- Detecta variantes genéticas en un conjunto de genes predeterminados.

- Se requiere una cantidad relativamente pequeña de secuenciación y análisis de datos.

- Se puede aplicar fácilmente a un gran número de pacientes.

Limitaciones

- Solo se analizan las regiones de ADN preseleccionadas.

Esta MINISECUENCIACIÓN  no debe considerarse un sustituto de la secuenciación completa del genoma mitocondrial.

Independientemente del método de secuenciación, la especificidad del tejido que puede ocurrir en los trastornos mitocondriales relacionados con el mtDNA puede ser un desafío.   

  • Esto significa que el diagnóstico de una enfermedad mitocondrial relacionada con el mtDNA se puede pasar por alto en la sangre debido a un nivel bajo de heteroplasmia.
  • En estos casos, pueden ser útiles diferentes tejidos del paciente (células epiteliales de la vejiga de la orina, células de la mucosa, tejido muscular o fibroblastos).

Las mutaciones del ADNmt se clasifican en deleción única / duplicación y mutaciones puntuales heteroplásmicas u homoplásmicas.

Mutaciones de ADN mitocondrial

Mutación del mtDNA

Homoplasmia o heteroplasmia

Patrón de herencia

Riesgos de recurrencia

Deleciones grandes

Heteroplásmica

Esporádica

<1/24

La transmisión puede ser a través de una molécula de mtDNA duplicada intermedia.

Mutación puntual

Homoplásmica

Materna

Penetrancia reducida variable. Evidencia de que las exposiciones ambientales modulan la penetración. Predominio masculino en la neuropatía óptica hereditaria de Leber (LHON)

Mutación puntual

Heteroplásmica

Materna

La penetrancia variable se correlaciona con el nivel de heteroplasmia.

Mutación puntual

Heteroplásmica

Esporádica

Las mutaciones específicas de tejido generalmente afectan solo al músculo esquelético, con poca o ninguna recurrencia

 

Síndromes clínicos causados por mutaciones del ADN mitocondrial

Síndrome Clínico

Características clínicas

Edad de comienzo

Mutaciones

Oftalmoplejía externa progresiva crónica (CPEO)

Ptosis, oftalmoparesia. A menudo  presenta miopatía proximal. Varias otras características clínicas pueden estar presentes de forma variable

Cualquier edad de aparición. Fenotipo típicamente más severo con inicio más joven

Deleciones simples de ADNmt

Mutaciones puntuales del mtDNA (incluyendo m.3243A> G, m.8344A> G)

Síndrome de Kearns-Sayre (KSS)

Oftalmoplejía externa progresiva (PEO), ptosis, retinopatía pigmentaria, anomalía de la conducción cardíaca, ataxia, proteína elevada en el LCR, diabetes mellitus, hipoacusia neurosensorial, miopatía

<20  años

Deleciones simples de ADNmt

Neuropatía óptica hereditaria de Leber (LHON)

Pérdida de visión bilateral indolora subaguda; hombres: mujeres aprox. 4: 1; Distonía; Síndromes de preexcitación cardíaca

Entre los 20 y 30 años (media 24 años)

Mutaciones puntuales del mtDNA (m.11778G> A, m.14484T> C, m.3460A> G y otras mutaciones puntuales raras en ~ 5%)

Encefalopatía mitocondrial, acidosis láctica, episodios similares a accidentes cerebrovasculares (MELAS)

Episodios similares a un accidente cerebrovascular con encefalopatía, migraña, convulsiones. Presencia variable de miopatía, miocardiopatía, sordera, endocrinopatía, ataxia. Una minoría de pacientes tiene Oftalmoplejía externa progresiva

Por lo general, <40 años de edad, pero en  la infancia es más común

Mutaciones puntuales del mtDNA (m.3243A> G en 80%, m.3256C> T, m.3271T> C, m.4332G> A, m.13513G> A, m.13514A> G)

Mioclonías, epilepsia y fibras rojas rasgadas (MERRF)

Mioclonías sensibles al estímulo, convulsiones generalizadas, ataxia, miocardiopatía. Una minoría de pacientes tiene PEO.

Adolescencia o vida adulta temprana

mutaciones puntuales del mtDNA m.8344A> G la más comun; m.8356T> C, m.12147G> A)

Debilidad neurogénica con ataxia y retinitis pigmentosa (NARP)

Ataxia, retinopatía pigmentaria, debilidad

Infancia o vida adulta temprana

Mutación puntual MTATP6 generalmente en m.8993T> G

 

Hace años, surgió la opinión de que la base molecular de las enfermedades  mitocondriales en adultos era ampliamente conocida y que los fenotipos clínicos sindrómicos habían sido bien descritos.

Nada podría haber estado más lejos de la verdad.

El estudio de grandes cohortes de pacientes ha revelado nuevos aspectos de la presentación clínica que antes no se apreciaban. Con el tiempo, este enfoque está comenzando a proporcionar una comprensión precisa de la historia natural de la enfermedad mitocondrial en adultos.

  • Una única mutación de ADN mitocondrial –  m.3243A> G - puede dar lugar a varios fenotipos sindrómicos diferentes
  • PERO TAMBIÉN diferentes mutaciones en ADNmt pueden dar como resultado el mismo fenotipo sindrómico.

Además por ser  actualmente la forma  común de presentación  la multisistémica Y  NO LA SINDRÓMICA

APROXIMACIÓN ACTUAL AL DIAGNÓSTICO GENÉTICO DE APCIENTES CON SOSPECHA DE ENFERMEDAD DEL ADN MITOCONDRIAL

PRIMERO REALIZAR

Estudio de  deleción única / duplicación

  • Que no se detectan fácilmente mediante análisis de secuencia
  • Las deleciones únicas representan una cuarta parte de todos los pacientes adultos con enfermedad relacionada con el ADNmt.

NO CONFUNDIR con las deleciones múltiples de ADNmt que son el resultado de defectos en los genes nucleares, principales responsables del mantenimiento de ADNmt o el metabolismo de los nucleósidos y siguen patrones de herencia mendeliana.

  • Deleciones que varían en tamaño de 1,1 a 10 kb
  • Las dos deleciones principales asociadas con enfermedades mitocondriales son la deleción común de 4977 pb y las deleciones de ∼7,4 kb
  • Las duplicaciones rara vez ocurren con deleciones, pero pueden ocurrir solas.

TÉCNICA

En muestra de biopsia muscular: PCR de amplio rango para la detección de deleción única.

En  leucocitos de sangre periférica: Amplificación de sonda dependiente de ligación múltiple (MLPA).

SEGUNDO

Estrategias DE SECUENCIACION empleadas en el diagnóstico genético de la enfermedad mitocondrial

Estrategia-secuenciacion-mtADN.jpg

(A) WGS (secuenciación del genoma completo) analiza todas las regiones codificantes y no codificantes del genoma. (B) WES (secuenciación de todo el exoma) se dirige solo a los exones codificantes más los límites inmediatos entre intrón y exón. (C) Secuenciación dirigida a unos genes facilita la secuenciación de una región genómica predeterminada o una lista de genes de enfermedad candidatos. Las regiones no codificantes / intrónicas están sombreadas en gris, los exones de los genes candidatos están sombreados en azul y los exones de los genes no candidatos están sombreados en rosa.

PROF. DR. FERNANDO GALAN