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Avances en el diagnóstico de los
trastornos del neurodesarrollo
Dra S Boronat
Neuropediatría
HU Vall d´Hebron
RM sin dismorfia clara
• Cariotipo suele ser normal
• Estudio de reordenamientos subteloméricos:
5%
• a-CGH: 20%
Estudios genéticos de RM
• Cariotipo
– Standard (400-550 bandas de resolución)
– De alta resolución (>550 bandas)
• FISH (fluorescent in situ hybridation)
• MLPA (multiplex-ligation probe amplification)
– Subtelomérico
– Trastornos genómicos recurrentes (regiones flanqueadas por secuencias repetitivas: mayor riesgo de deleciones y duplicaciones recíprocas)
– Otras
• aCGH (array comparative genome hybridation)
(Knight, Flint. J Med Genet 2000;37:401-409)
•Sequencias repetitivas de DNA y diversas proteinas asociadas
• Protección física)
• Longevidad celular, control de la proliferacion celular
Estructura y función telómeros
•Sondas FISH específicas para cada telómero
• Cribado en una sola prueba de todas las zonas subteloméricas
Estrategia de analisis
1p 1q
2p 2q
3p 3q
4p 4q
5p 5q
6p 6q
7p 7q
8p 8q
9p 9q
10p 10q
11p 11q
12p 12q 13q 14q
XpYp XqYq
15q 16p 16q
17p 17q
18p 18q
19p 19q
20p 20q 21q 22q
3p
3q
MLPA subteloméricas
Indicaciones MLPA subteloméricas
• Historia familiar de RM
• Anomalías estructurales asociadas
(cardiopatía…)
• Retraso de crecimiento pre o postnatal
• Dismorfia craneofacial
The resulting “colour” of a spot will depend on the ratio
of “Red” and “Green” labeled DNA which has Hybridized
to the Spot
Equal Excess Patient DNA
(Duplication)
Loss of patient DNA
(Deletion)
CGH MICROARRAY
Precauciones
• No detecta reordenamientos balanceados (ej:
traslocaciones)
• No da información posicional
• ¿Causa la deleción duplicación el fenotipo?
• ¿Heredada de un padre?
• ¿Es un polimorfismo?
– CNV (copy number variant): segmento de DNA de >1
Kb presente en mayor o menor número de copias de lo
esperado en el genoma
• Polimorfismos
• Delec/duplic patogénicas
12 year-old boy with
congenital abnormalities
and moderate learning
disability.
Normal male karyotype:
46,XY
1 Mb Array Profile- Chromosome 4
Clones:
• RP11-79M16
• AC021127.8
• RP11-112P12
• RP11-449B1
5 Mb
deletion
Comparación entre las diferentes técnicas
Técnica Ventajas Limitaciones
FISH • Localización (detecta reordenamientos equilibrados ó no)
• No precisa verificación
• Laborioso (metafases)
• Número loci
MLPA • Rápido y económico (96 MLPA = 1a-CGH)
• Precisa verificación (2º kit, FISH); polimorfismos/CNVs
• No localización
• Número de loci (~60, cubriendo 2% CGH)
Array-CGH • A gran escala (totalidad del genoma)
• Coste, instalación
• Precisa verificación (FISH)
Retraso mental
• ¿Trastorno irreversible?
• Disfunción dinámica del funcionamiento de
las sinapsis hasta cierto punto reversible
(mediante diferentes tratamientos) en varios
modelos de ratones (Knock-out, Knock-in)
– Esclerosis tuberosa
– Frágil-X
– NF-1
– Rett
Vías del aprendizaje, memoria y
plasticidad sináptica
• Memoria a corto plazo: cambios locales en
las sinapsis (ej: fosforilación o adición de R
de glutamato)
• Memoria a largo plazo: activación de la
formación de nuevas proteínas que
modifican la función sináptica
Alteraciones de la parte superior de la vía (ej:NF-1 (sobrerregula el
Ras) suelen dar una afectación cognitiva más leve que las cercanas
al núcleo (ej: Coffin-Lowry causado por mutaciones del RSK2)
• Alteraciones genéticas: – Frágil-X
– NF-1
– ET
– Huntington
– Rett
– Coffin-Lowry
– Rubinstein-Taybi
– RM lig a X con alfa-talasemia
– Aarskog
– RM por mutac en PAK3 (p21- activada Kinasa 3)
– RM por mutac en oligofrenina 1
• Alteraciones adquiridas – Cretinismo
– Intoxicación por plomo
– Encefalopatía hipóxicoisquémica
– Parálisis cerebral extrapiramidal
Coffin-Lowry
• Lig a X (varones más afectados)
• RSK2 (serina-treonina protein-kinasa al
final de la cascada del RAS)
– Formación de memoria a largo plazo
– Plasticidad sináptica
• Frente prominente
• Hipertelorismo
• Fisuras palpebrales
estrechas y hacia abajo
• Puente nasal plano
• Narinas antevertidas y
puente nasal grueso
• Boca larga con labios
gruesos
• Orejas grandes
• Retraso mental severo
• Epilepsia (>1a)
• Sordera neurosensorial
• Conducta:
– Varones: sonrientes y amigables
– Mujeres: comportamiento psicótico, tímidas, en
su propio mundo
• Cataplejia y drop attacks
Esclerosis tuberosa
• Modelo para estudio de:
– Epilepsia (West)
– Retraso mental/trastornos de aprendizaje
– Autismo
– Oncogénesis
Esclerosis tuberosa
• AD
• Genes:
– TSC1 (9q): hamartina. Fenotipo más leve
– TSC2 (16p): tuberina. 5 veces + freq en casos esporádicos. Al lado de gen ADPKD (poliquistosis renal infantil AD)
• En casos familiares freq parecida (por fenotipo más leve de TSC1)
• 20% no mutaciones: teorías: • Mosaicismo (falso negativo según tejido afectado)
• TSC3
• Silenciación epigenética: fosforilación de tuberina
Hipótesis del second-hit de Knudson: se necesita una
segunda mutación somática de un gen oncosupresor
pérdida de heterozigosidad (LOH)) para producir tumores
¿También LOH en tejido cerebral para explicar
RM o autismo?
Criterios diagnósticos (consensus reference 1998)
• Mayores:
– Angiofibromas faciales o placa frontal
– Fibroma ungueal o periungueal no traumático
– Máculas hipocrómicas (3 o +)
– Shagreen patch (nevus de tejido conectivo)
– Hamartomas retinianos nodulares múltiples
– Túber cortical
– Nódulo subependimario
– Astrocitoma de células gigantes subependimario
– Rabdomioma cardiaco, único o múltiple
– Linfangiomiomatosis y/o angiomiolipoma renal
• Menores: – Múltiples hoyos en esmalte dental
– Pólipos rectales hamartomatosos
– Quistes óseos
– Lineas radiales de migración en sustancia blanca
cerebral
– Fibroma gingivales
– Hamartoma no renal
– Mancha acrómica retiniana
– Lesiones cutáneas en confetti
– Quistes renales múltiples
Dx definitivo: 2 my o 1my+2 m
Dx probable: 1 my+1m
Dx posible: 1my o 2 m
Rapamicina previene la epilepsia en un
modelo de ratón de TSC
• Ratones Tsc1GFAPCKO ( inactivación del gen Tsc1
primariamente en glia: desarrollan proliferación glial,
epilepsia progresiva y muerte prematura) y controles
• Administración de rapamicina IM o placebo
• 2 grupos:
– Precoz (día 14)
– Tardío (6 sem)
Ann Neurol Apr 2008
• Resultados:
– Grupo precoz: previene la aparición de
epilepsia y muerte prematura
– Grupo tardío controla las crisis y prolonga
supervivencia de los que ya habían desarrollado
la epilepsia
• Efectos secundarios rapamicina: disminución de la
ganancia ponderal en controles
• Otros estudios: mejora sintomatología de
retraso mental y autismo
• Ensayo clínico en humanos