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Diagnóstico molecular utilizando secuenciación exómica en las distrofias musculares cintura-cadera

 La distrofia muscular cintura-cadera tipo 1B es una enfermedad con herencia autosómica dominante y secundaria a una mutación en el gen LMNA. Esta enfermedad se caracteriza por su afectación a nivel neuromuscular y cardiaco. El gen LMNA está ubicado en el cromosoma 1q21-22 y está compuesto por 12 exones; por medio del splicing alternativo, este codifica las lamininas tipo A y tipo C. 
  
Electroferograma de la cadena sentido con la mutación detectada por secuenciación tipo Sanger c.1130G>T en el gen LMNA.Fuente: Elaboración propia.

Las distrofias musculares están conformadas por un grupo diverso y heterogéneo de enfermedades que afectan al sistema musculoesquelético; debido a esto, es común determinar el patrón de debilidad muscular para clasificarlos en grupos más específicos: cintura-cadera, compromiso distal, humero-fibular, entre otras. El término distrofia muscular cintura-cadera (por su nombre en inglés Limb-girdle muscular dystrophy LGMD) fue introducido por primera vez por Stevenson en 1953 y ampliado luego por Walton & Nattrasss, quienes hacían referencia a un grupo de distrofias cuya manifestación más temprana era debilidad de los músculos de la cintura escapular y pélvica; desde estas descripciones tempranas de la enfermedad se reconocía la variabilidad clínica en la historia natural de este grupo de enfermedades.

Debido a la heterogeneidad genética, la clasificación fenotípica de las LGMD ha mostrado limitaciones, y en 1995 se propuso una clasificación de acuerdo al patrón de herencia: las de tipo 1 son aquellas con un patrón de herencia autosómico dominante, mientras que las de tipo 2 son aquellas con un patrón de herencia autosómico recesivo.

Análisis bioinformatico del SNP R377L


Los análisis del efecto de los polimorfismo de un solo nucleótido (SNP) R377L se realizaron bajo condiciones ideales, con pH=7.0 y a una temperatura de 27oC. Al realizar el análisis, utilizando la estructura cristalina de la proteína humana LMNA 1X8Y, la estabilidad de la proteína decreció 22%, lo que sugiere un aumento en la inestabilidad de la estructura tridimensional debido al cambio del aminoácido. Igualmente, el análisis estructural de la proteína LMNA mostró la pérdida de un enlace de hidrógeno entre el aminoácido leucina 377 con histidina 374 posterior a la mutagénesis in silico con un cambio de la energía libre a nivel local en el cambio de aminoácido Arginina (R) por Leucina (L) de 271KJ/mol a -35KJ/mol, y a nivel global del cristal la LMNA de -4094KJ/mol a -3855KJ/mol. El análisis fue realizado con el programa DeepView-Swiss-PdbViewer y los puentes de hidrogeno se representaron en color verde.



Casos:

En Colombia, este es el primer caso de LGMD1B reportado y diagnosticado molecularmente, y también es la primera vez que se reporta la mutación R377L en el gen LMNA en población latinoamericana. En el 2002, Ki et al. reportaron el caso de una mujer coreana de 41 años con contracturas en ambos tobillos, alteraciones en la marcha y debilidad proximal de ambas extremidades, además de taquicardia atrial con bloqueo atrioventricular de tercer grado, cardiomiopatía dilatada y fibrilación auricular. Al secuenciar el gen LMNA se encontró la mutación R377L y se realizó diagnóstico de LGMD1B.

Los análisis bioinformáticos demostraron que el cambio del aminoácido arginina por leucina genera efectos negativos con relación a la estabilidad de la proteína, generando la pérdida de un enlace de hidrogeno entre los aminoácido 377 (L) y 374 (H). Los resultados corroboran a nivel molecular que el SNP R377L genera efectos negativos a la láminina A, lo que colaboraría a explicar el fenotipo de LGMD1B en la paciente.

En pacientes con clínica semejante a la de la paciente, además de considerar el grupo de las LGMD, es fundamental tener como diagnósticos diferenciales la EDMD2, la CMD1A y la ECMT2B1. Contrario a la LGMD1B, la EDMD2 presenta contractura en los codos y tendón calcáneo, restricción en los movimientos cervicales, cardiomiopatía dilatada con defectos de conducción cardíaca y arritmias cardíacas. Además puede presentar escápula alada, rigidez espinal, atrofia y debilidad de extremidades de predominio superior, aumento de la creatina fosfoquinasa, compromiso muscular en la primera década de la vida y compromiso cardíaco después de los 20 años (5,16-20).

Conclusión:



La secuenciación del exoma es una herramienta útil y costo-efectiva para el diagnóstico molecular de pacientes con clínica de distrofia muscular y especialmente LGMD; así mismo, es fundamental caracterizar el patrón de debilidad muscular, determinar el tipo de herencia y solicitar otros exámenes como la creatinina fosfoquinasa, la biopsia muscular y la electromiografía con velocidad de neuroconducción para poder determinar el tipo de genes y patologías que pueden generar dicho compromiso. No obstante, debido a la heterogeneidad genética de las distrofias musculares hay limitación en los diagnósticos fenotípicos y por eso se debe recurrir a técnicas moleculares para realizar un diagnóstico confirmatorio y definitivo (11); por lo tanto, los autores recomiendan la SE para este tipo de patologías como una herramienta valiosa y además sugieren la implementación del análisis in silico de las mutaciones halladas para predecir su posible patogenicidad.


Fuente: Universidad Nacional de Colombia

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