®2002 Derechos Reservados Instituto de Genética Humana Pontificia Universidad Javeriana

¿Qué hay de nuevo en...¿Qué hay de nuevo en...LA GENETICA DE ENFERMEDADESLA GENETICA DE ENFERMEDADES

VISUALES Y AUDITIVAS?VISUALES Y AUDITIVAS?

MARTALUCIA TAMAYO F., MD,MScMédica Genetista

PROGRAMA DEL INSTITUTO DE GENÉTICA HUMANA Y

LA FUNDACIÓN OFTALMOLÓGICA NACIONALBOGOTA - COLOMBIA

ENFOQUE DEL PROBLEMAVISUAL-AUDITIVO

• VALORACIÓN DEL PACIENTE Y SU FAMILIA

• ARBOL GENEALÓGICO• PRINCIPIOS GENERALES DE MANEJO• EXAMENES ESPECIALES• DEL FENOTIPO AL GENOTIPO

DEFINIR LA ETIOLOGÍA BÁSICA DEL PROBLEMA

GENÉTICA Vs NO-GENÉTICA

• CITOGENÉTICA• UNIGENICA (Mendeliano)• MITOCONDRIAL• POLIGENICA O MULTIFACTORIAL

DIAGNÓSTICO

• Clínico• Citogenético• Bioquímico• Molecular• Radiográfico• Interconsultas

Definir Mecanismo de Herencia

CAUSAS DE SORDERA EN COLOMBIA

CAUSAS ADQUIRIDAS

CAUSAS GENETICAS

LIGAMIENTO GENICO Y ESTUDIOS MUTACIONALES EN FAMILIAS COLOMBIANAS CON

SINDROME DE USHER

PROGRAMA DE ESTUDIOS GENETICOS EN ENFERMEDADES VISUALES Y AUDITIVAS

INSTITUTO DE GENETICA HUMANA

SINDROME DE USHER

Comprende un grupo de desórdenes, de herencia autosómica recesiva, caracterizados por:

1. Sordera congénita neurosensorial

2. Retinitis Pigmentosa Progresiva

3. Disfunción Vestibular (*)(Kimberling , 1995)

SORDERA NEUROSENSORIAL

Disfunción en el oído interno o en el nervio auditivo.

La pérdida auditiva varía entre los pacientes puede ir desde moderada (30-60 dB) hasta profunda (90- 120dB), afectando principalmente la percepción de tonos agudos (Frecuencias altas).

Congénita ,bilateral y puede ser estable o progresiva.

RETINITIS PIGMENTOSA

Degeneración progresiva, bilateral y simétrica de la retina, que se inicia en la periferia.

Los bastones , son principalmente afectados en las primeras etapas

Ceguera nocturna y constricción de los campos visuales.

Hallazgos Clínicos: Deposito de pigmento en la retina, palidez del nervio óptico, adelgazamiento de los vasos retinianos y cambios de pigmentación del EPR.

RETINITIS PIGMENTOSA

Espículas de Hueso

Adelgazamiento de vasos

INCIDENCIA DEL SINDROME DE USHER

Afecta a un amplio segmento de la población y es la principal causa de sordo-ceguera en el mundo.

La frecuencia del Síndrome de Usher ha sido estimada en 3,2/100.000 habitantes en Colombia (Tamayo et al.,1991)

constituyendo el 9,6% de las poblaciones sordas y el 10% de las ciegas (Tamayo et al.,1991, Tamayo et al., 1992).

HETEROGENEIDAD CLINICA Y GENETICA

3 TIPOS:

Severidad

Edad de Aparición Pérdida Auditiva

Progresión

Grado de compromiso Vestibular

Todos desarrollan RP progresiva

HETEROGENEIDAD CLINICA Y GENETICA

Clinical Type

Audiologic Vestibular Retinal Genetic Type

Location

Protein

  I

 congenital, profounddeafness

 congenital, severe

  Alrededor 15 años

IaIbIcIdIeIf

14q3211q13

11p15.110q21-22

21q10q

 MYOVIIA

 II

congenital, stable,sloping mild to profound

normal early teenslate teensDespues de 15 años

IIaIIbIIc

1q415q11

?

UsherinaUSH2A

 

III progressive progressive variable III 3q21-q25

 

ESTRUCTURA DEL GEN MYO7A

ESTRUCTURA DEL GEN USHERINA

2 3a 3b 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

@ @ @ @ @ @ @++ ** * ** **

transm em brane

15001050 300 520 1090LE M otifs F M otifs3

6 8 5 b p ~ 3 k b ~ 2 k b 9 5 2 b p ~ 2 .8 k b ~ 3 k b ~ 2 k b ~ 6 k b1 0 4 2 b p4 7 2 b p

@

+*

Polym orphism sStops and fram e shiftsCom m on 2299delG m utationM issense

EXPRESIÓN DE MYO7A- CÓCLEA

EXPRESIÓN DE MYO7A - RETINA

EXPRESIÓN DE MYO7A- SISTEMA VESTIBULAR

OBJETIVO GENERAL

Realizar análisis de ligamiento génico y estudios mutacionales en familias colombianas con USH,

lo que permitirá identificar a cual de los 9 loci ya descritos para los subtipos de Síndrome de Usher pertenece cada individuo y,

realizar un primer análisis de los tipos de mutaciones presentes.

METODOLOGÍA

• Análisis de ligamiento génico (Omaha, NE,USA), para definir a que subtipo (loci) de los existentes pertenecía cada individuo.

Análisis de secuenciación de DNA en las familias en las que se evidenció ligamiento, para detectar la mutación implicada.

FAMILIA

DX LIGAMIENTO MUTACIÓN

1USH Tipo II No se encontró -

2USH Tipo II USH2A 2299delG del gen Usherina

4USH Tipo I USH1B y USH1C No identificada

5USH Tipo I USH1B Heterocigoto para IVS42-26insTTGAG

10USH Tipo I USH1B R634X (CGA-TGA) exón 16

19USH Tipo II USH2A No identificada

26USH Tipo II USH2A No identificada

28USH Tipo II USH2A Heterocigoto para 2299delG gen Usherina

29USH Tipo I USH1B No identificada

32USH Tipo II USH2A 2299delG del gen Usherina

34USH Tipo II USH2A 2299delG del gen Usherina

RESULTADOS

ESTUDIOS CLÍNICOS Y ESTUDIOS CLÍNICOS Y GENÉTICOS EN 100 GENÉTICOS EN 100

PROPÓSITOS COLOMBIANOS PROPÓSITOS COLOMBIANOS CON RETINITIS PIGMENTOSACON RETINITIS PIGMENTOSA

PROGRAMA DE ENFERMEDADES GENÉTICAS VISUALES Y AUDITIVASINSTITUTO DE GENETICA HUMANAINSTITUTO DE GENETICA HUMANAYYFUNDACIÓN OFTALMOLOGICA NACIONALFUNDACIÓN OFTALMOLOGICA NACIONAL

CLASIFICACIÓN DE LA RP

Típica:• Aislada• Sindromal

Atípica:• Sin pigmento• Sectorial

PATRONES DE HERENCIA -RPREFERENCIA AD AR XL ? TOTAL

Alonso 1991 (España) 13,1 34,4 1,6 50,8 92

Boughman 1980 (USA) 22 16 9 53,3 200

Bundey 1984 22 23 14 37 138

Chachia 1989 12,5 15   75,5  

Fei 1992 (China) 13,3 67,3 2,7 16,7 150

Fishman 1985 (USA) 28,4 18,3 11,8 41,4 338

Françoise 1961 20 37 4 39  

Jay 1982 24 7 16 42 426

Katsnelson 1990 4 36 3 57 400

Mutsuko 1990 (Japón) 15 1 4 79 289

Zeng 1987       58,9 190

GENES DE LA RETINITIS PIGMENTOSA

Hasta el momento se han encontrado 12 genes y 23 loci responsables→ Heterogeneidad.

Periferina, Rodopsina y NRL responsables de más de un cuarto de los casos de RP

Colombia: frecuencia desconocida.

GENES ESTUDIADOS

RODOPSINA:

• Codifica para la Rodopsina: 348aa, 38892 Da.

• Fotopigmento de los bastones.

• Nathans y Hognes (1984),aislaron y secuenciaron el gen que tiene 5 exones.

• Nathans (1986) le dio su ubicación

3q21-q24.

GENES ESTUDIADOS

PERIFERINA:

• Glicoproteína asociada a membrana restringida a los discos del segmento externo de fotorreceptores. Molécula de adhesión envuelta en estabilización y compactación de los discos.

• Travis y col.(1991), lo ubicó en 6p21.2-cen. Gen con 3 exones

• Codifica Periferina, proteína de 346aa.

GENES ESTUDIADOS

NRL:

• Proteína de células neuronales de retina, regula el desarrollo neuronal y la diferenciación.

• Yang-Feng y Swroop (1992), lo ubicaron el 14q11.1-q11.2.

• Farjo y col. (1997) secuenciaron el gen completo de NRL que tiene 3 exones.

OBJETIVOS

• Identificar las mutaciones causantes de RP en los genes PERIFERINA, RODOPSINA Y NRL y determinar sus frecuencias en nuestra población.

• Determinar las características clínicas de la enfermedad y el mecanismo de herencia en cada caso.

• Detectar las mutaciones causales• Correlación fenotipo-Genotipo

ESTUDIOS EN CATARATA CONGENITA

EN COLOMBIA

Programa de estudio de enfermedades Genéticas Visuales y Auditivas.

Instituto de Genetica Humana YFundación Oftalmológica Nacional

CATARATA CONGENITA E INFANTIL EN COLOMBIA

CATARATA CONGÉNITA E INFANTIL EN COLOMBIA

CATARATA CONGENITA

Características clínicas.

Progresiva o estática, usualmente bilateral y simétrica.

Heterogeneidad clínica y variabilidad inter e intrafamiliar.

Herencia:

aislada de tipo mendeliana o asociada a más de 200 sindromes genéticos.

ANTECEDENTES

Prevalencia mundial (Weigong,2000):o 1-6 casos entre 10.000 individuos .o Aproximadamente 25-33% de las cataratas congenitas

son heredados.

Prevalencia en Colombia(Tamayo et.al,):o Entre 1295 limitados visuales (1994).

11.87% catarata. 10.03% catarata congénita-infantil.

o Entre 264 individuos con catarata congénita-infantil (1998).

57.2%origen genético. 40.5% autosómica dominante.

ANALISIS MOLECULARES Análisis de ligamiento.

o Estimación de mas de 30 loci responsables de la catarata (Hejtmancik,1998).

o Identificación de 11 loci para catarata congenita autosomica dominante.

o Caracterización de mutaciones en 6 diferentes genes (1, 2, 10, 13, 21, 22) responsables de las cataratas congenitas.

Presencia de heterogeneidad génica.

ESTUDIO DE CATARATA CONGENITA

OBJETIVO GENERAL

o Establecer si el gen de la catarata congenita autosomica dominante no sindromal, en algunas de estas familias colombianas, esta localizada en las regiones cromosómicas 1q22-23, 2q33-35, 21q22.3 o en la región cromosómica 22q11.2-12.2 del genoma humano.

METODOLOGIA

Sujetos de estudio

o Selección de 6 familiaso Criterios de selección:

Diagnóstico de catarata congénita Patron de herencia autosómico dominante Informatividad

o Registro de familiaso Toma de muestras (consentimiento informado)o Extracción de DNA

RESULTADOS

• LIGAMIENTO AL GEN CRISTALINA ALFA Y Cx50 EN DOS FAMILAIS

• . VARIABILIDAD INTRAFAMILIAR EN EL TIPO DE CATARATA

• UNI Y BILATERALIDAD EN LA MISMA FAMILIA• DETECCION DE DOS MUTACIONES NUEVAS EN

ESOS DOS GENES• ALGUNOS NO-AFECTADOS, TENIAN LA

MUTACION CAUSAL: MISMA DE LOS OTROS FAMILIARES AFECTADOS

• VARIABILIDAD INTERFAMILIAR

EL PAPEL DE LA GENÉTICA EN EL ESTUDIO DE LA

SORDERA E HIPOACUSIA

DETERMINACION DE FRECUENCIA DE LAS

MUTACIONES 35delG Y 167delT EN EL GEN DE Cx26 EN

POBLACION SORDA DE BOGOTA

Nancy Y. Gelvez Bact.

Margarita M. Olarte Bact.

Martalucía Tamayo F. MD. MSc

Genética de las sorderas

•Hereditaria– Sindromal– No-sindromal

• Autosomica Dominante (DFNA)

• Autosomica Recesiva (DFNB)

• Ligada a X

• Mitocondrial

•No-hereditaria

http://www.uia.ac.be/dnalab/hhh/

®

Genes Conocidos para Sordera No Sindromica Autosómica RecesivaGenes Conocidos para Sordera No Sindromica Autosómica Recesiva

Manifestaciones Clínicas y Genetica Molecular de Manifestaciones Clínicas y Genetica Molecular de Genes Conocidos para Sordera No Sindromica Ligada a XGenes Conocidos para Sordera No Sindromica Ligada a X

®

• 36 loci recesivos• 41 loci dominantes• 6 loci ligados a X• 31 genes

identificados• DFNA1-41• DFNB1-36

nature genetics • vol 21 • april 1999 MENTAL RETARDATION AND DEVELOPMENTAL DISABILITIESRESEARCH REVIEWS 9: 109–119 (2003)

Roles

biológicos de

los genes

identificados

en sorderas

no

sindrómicas

Annu.Rev.Genomics Hum.Genet.2003.4:341-402

CONEXINA 26

• PERTENECIENTE A FAMILIA PROTEÍNAS UNIONES TIPO GAP.

• FUNCIÓN: TRANSPORTE Y RECICLAJE DE POTASIO EN EL OIDO INTERNO (CÓCLEA).

• GEN GJB2(GAP JUNCTION PROTEIN BETA2)

Cx y UNIONES TIPO GAP

TRANSMISION DE MOLECULAS ENTRE CÉLULAS.

CONEXÓN CONEXINAS

CONEXÓN CONEXÓN

UNIONES TIPO GAP Na, K, Ca, AMPc, IP3.

MUTACIONES EN CX26 RESPONSABLES DE SORDERA NO SINDRÓMICA A. RECESIVA.

• MUTACIONES MAS FRECUENTES : 35DELG (70-85%) Y 167DELT (1.6%)

• ENCONTRADAS EN POBLACIONES EUROPEAS Y AMERICANAS COMO RESPONSABLES DE MÁS DE LA MITAD DE CASOS DE SORDERAS NO SINDRÓMICAS.

• EN POBLACIONES SURAMERICANAS , INCLUSO COLOMBIA, NO SE TENÍAN DATOS SOBRE ESTAS MUTACIONES.

RESULTADOS

Población de Estudio:

De 731 encuestas 322 Fondo de Ojo 276

205 fondo de ojo normal Evaluación clínica

112 individuos seleccionados

Etiología genética

Casos únicos

METODOLOGIA

Electroferograma Mutación 35delG

normal

35delG

668insC

NEGATIVOS SECUENCIADOSHETEROCIGOTOS Y HOMOCIGOTOS

BUSQUEDA EN EL RESTO DE POBLACIÓN

BUSQUEDA 35delG y 167delT

NEGATIVOS SECUENCIADOS

S199F y V27I

611delT E114Q M34T

HETEROCIGOTOS Y HOMOCIGOTOS

GENOTIPIFICACIÓN DE LA POBLACIÓN

Cambios detectados en Cx26 y Cx30 en la población de Bogotá

Análisis de casos familiares35delG / 35delG

Profunda Moderada

Familia 108NS

Familia 34NS

Profunda

Profunda

Análisis de casos familiares35delG / S199F

Profunda progresiva???

Profunda

Familia 24NS

1NS4

Familia 1NS

Profunda SeveraLeve-mod.

Análisis de casos familiares

S199F / S199F

Familia 15NS

profundaModerada

Familia 2NS

Asimétrica sev. y prof.

profunda

ESTUDIOS CITOGENETICOS Y MOLECULARES EN UNA

POBLACIÓN SORDA INSTITUCIONALIZADA CON

SÍNDROME DE WAARDENBURG EN COLOMBIA

Yaneth Gelvez,, Marcela Rodríguez y

Martalucía Tamayo, Nancy Gelvez y María Claudia Latigg.

Criterios diagnósticos para Síndrome de

Waardenburg

Tomado del Consorcio Internacional del Sindrome de Waardenburg.

Canas Prematuras

Mechón blanco de pelo

Iris azul intenso

Heterocromía

del iris

Sinofris

Distopia cantorum

Hipopigmentación en piel

Sordera

Criterios diagnósticos para Síndrome de

Waardenburg

Tomado del Consorcio Internacional del Sindrome de Waardenburg.

CLASIFICACION

WS 1 : presencia de distopia cantorum

WS 2 : ausencia de distopia cantorum

WS 3 : Anomalías musculoesqueléticas

WS 4: Enfermedad de Hirschsprung

Estudios moleculares PCR y análisis de SSCPs:

PAX 3: Exón 2 (4%), Exón 4 (2%), Exón 5 (4%) Exón 6 (4%) Exón 7 (4%).

MITF: Exón 1 (1.9 %) Exón 9 (15.5%)

RESULTADOS DE SECUENCIACION

• CAMBIOS DE PARES DE BASES EN REGION INTRONICA y EXONICA: Posible Mutación intrónica o Polimorfismo

(MITF) : Cambia T por C -> Región Intrónica Cambia C por T -> Región Exónica

• MUTACIONES FRAMESHIFT EN PAX3: -Del AT , Posición 137, EXON 5 -Cambio G por A, Posición 55, EXON 2 -Cambio G por C, Posición 75, EXON 4 ( NO DESCRITAS EN OTRAS POBLACIONES)

RESULTADOS Y DISCUSIONCaso 3

III:7

I:1 I:2

II:2 II:3 II:5 II:7 II:9 II:12 II:14 II:15 II:17 II:19 II:217W S 3

II:1

III:1

8

II:4

III:2

3

II:6

III:3

4

II:8

III:4

3

II:10

III:5

II:11

III:6

II:13 II:16

III:8

2

II:18

III:9

3

II:20

III:10

3

II:227W S 2

III:117W S 1

I:4I:3

II:23 II:24

III:12

R270Stop

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Modelos en ratones para sorderas

INSTITUTO DE GENÉTICA HUMANA

..Sueña y decide que hay que hacer

!!AAAAy!!!!....Pero que la ciencia no lo

atropelle