Resumen de Identificación de factores genéticos en enfermedades neurológicas paroxísticas con herencia mendeliana y multifactorial.
El objetivo de esta Tesis ha sido el estudio de los factores genéticos implicados en enfermedades neurológicas paroxísticas epilépticas y no epilépticas, que difieren en prevalencia y modelo de herencia: las convulsiones febriles (CF), una enfermedad frecuente y con herencia multifactorial con tan sólo algunos casos con herencia mendeliana, y las discinesia paroxística cinesigénica (PKD) y la ataxia episódica (EA), dos enfermedades poco frecuentes y con un patrón de herencia mendeliano. Se han llevado a cabo dos aproximaciones diferentes, en función de la herencia de cada una de ellas. Se ha realizado un análisis de asociación caso-control con genes candidatos en formas multifactoriales de convulsiones febriles (CF) y un análisis de ligamiento a nivel genómico en formas mendelianas de epilepsia generalizada con convulsiones febriles plus (GEFS+), ataxia episódica tipo I (EA1) y discinesia paroxística cinesigénica (PKD).
Análisis de asociación en convulsiones febriles Las CF son el episodio convulsivo más común en las consultas de pediatría. La mayoría de casos de CF son benignos, si bien el 1-2,4% de casos desarrollará epilepsia en la edad adulta. Se pone así de manifiesto la relevancia de la identificación de la base genética de las CF que, además de ayudar a comprender los mecanismos moleculares subyacentes a éstas, podría contribuir al conocimiento de factores genéticos implicados en epileptogénesis.
Por la naturaleza multifactorial de la mayoría de casos de CF, cabe esperar que un número variable de genes de susceptibilidad contribuya a su desarrollo. Para su identificación, en esta Tesis se ha estudiado una batería de genes candidatos seleccionados en base a su papel en formas mendelianas de CF, a resultados positivos en estudios de asociación genética a CF y genes relacionados con los anteriores: SCN1A, SCN2A, SCN3A, SCN8A, SCN9A, SCN1B, SCN2B, SCN3B, SCN4B, NOVA, GABRA1, GABRB2, GABRG2, GABRD, HCN1, HCN2, HCN3, REST y SEZ6.
Los resultados obtenidos en el análisis de asociación tipo caso-control en 233 pacientes con CF y 238 controles muestran que los genes SCN1A, SCN2A y SCN9A (subunidades 1¿, 2¿ y 9¿ del canal de sodio dependiente de voltaje) se encuentran asociados al desarrollo de las CF de manera estadísticamente significativa, tanto en el análisis de marcadores individuales como en el análisis de haplotipos. Se ha identificado también un haplotipo de riesgo de cuatro marcadores asociado a CF en el gen GABRG2 (subunidad ¿2 del receptor GABAA). Por último, marcadores individuales en los genes SCN3A, SCN8A, SCN3B, SCN4B (subunidades 3¿, 8¿ , 3ß y 4ß del canal de sodio dependiente de voltaje) y GABRG2 presentan significación nominal (p<0,05), sin superar las correcciones por múltiples comparaciones. Estudios de replicación en nuevas poblaciones de CF con un tamaño muestral suficiente para alcanzar significación estadística ayudarán a confirmar las asociaciones descritas en esta Tesis.
Análisis de ligamiento a nivel genómico El síndrome epiléptico GEFS+ presenta un patrón de herencia autosómico dominante con penetrancia incompleta. En las familias con GEFS+ pueden coexistir fenotipos de CF, que son las más frecuentes, convulsiones febriles plus (CF+) y eventos convulsivos afebriles de distinta severidad. Es una enfermedad genéticamente heterogénea causada por mutaciones en disntintos genes. Sin embargo, los genes y loci descritos no explican todos los casos familiares de GEFS+. Por ello, en esta Tesis se ha realizado un análisis de ligamiento a nivel genómico con el objetivo de identificar la mutación causante de la enfermedad. Los resultados del análisis de ligamiento paramétrico han mostrado un LOD score Z=1.168 en la región 5q14-q34. El análisis mutacional del gen GABRG2, localizado en esta región, ha revelado la mutación en heterocigosis c.992A>G, p.Tyr331Cys. El genotipado de la mutación en la familia ha mostrado cosegregación con la enfermedad y el genotipado en sujetos control ha descartado la presencia de ésta en 247 individuos.
La ataxia episódica tipo I (EA1) es una enfermedad neurológica en la que los pacientes presentan ataques caracterizados por ataxia generalizada con movimientos bruscos de cabeza, brazos y piernas, rigidez, pérdida del equilibrio, mareos, visión borrosa, disartria y diplopía. La EA1 presenta herencia autosómica dominante con penetrancia incompleta. Mediante análisis de ligamiento a nivel genómico se ha identificado un locus en la región 12p13.1-13.33 con un valor de LOD score Z=2.408. El análisis mutacional del gen KCNA1, localizado en esta región, ha revelado la mutación en heterocigosis c.971G>C, p.Arg324Thr, que cosegrega con la enfermedad en la familia y está ausente de 311 sujetos control. Los estudios de patch-clamp con la mutación identificada muestran reducción de la corriente de K+ y alteraciones de la cinética del canal. Los ensayos de Inmunofluorescencia y Western-blot sugieren que los efectos observados sobre la cinética del canal son independientes de la síntesis y el transporte del mismo, ya que son similares en los canales mutante y wild-type.
La discinesia paroxística cinesigénica (PKD) es una enfermedad neurológica poco frecuente, con un patrón de herencia autosómico dominante y penetrancia incompleta. Los ataques consisten en distonía, corea, balismo o una combinación de ellos, siendo la distonía el más común. El estudio de ligamiento a nivel genómico ha permitido la confirmación del locus en la región 16p11.2-q21 y la identificación de la mutación en heterocigosis c.649-650InsC, p.Pro217Fs7, en el gen PRRT2. Dicha mutación está presente en todos los individuos afectos de la familia y en una niña asintomática de edad inferior a 10 años (edad de inicio de la enfermedad en la familia) y ausente en un individuo afecto, lo que sugiere que se trataría de una fenocopia.
Los resultados obtenidos tanto en el análisis de asociación como en el estudio de ligamiento muestran el potencial de las aproximaciones genéticas para estudiar los mecanismos implicados en el desarrollo de enfermedades. Asimismo, suponen la primera descripción de asociación entre los genes SCN2A y SCN9A en convulsiones febriles.
