1. XIX Curso Internacional de Neurociencias
Lima-Perú
Neurogenética como subespecialidad
emergente en Latinoamérica
Dr. Marcelo Kauffman
Consultorio y Laboratorio de Neurogenética
Centro Universitario Dr. JM Ramos Mejía
IBCN Eduardo de Robertis. Facultad de Medicina. UBACONICET
2. La Neurogenética es un área,
dentro de la Neurología, que
se ocupa de los trastornos
hereditarios del sistema
nervioso y enfermedades
neurológicas con
predisposición genética
Afecta tanto a
sujetos adultos
como a
pacientes
pediátricos
Aunque cada una de estas
enfermedades es
individualmente poco
frecuente o rara,
conjuntamente constituyen un
gran número de trastornos (y
consultas), entre los que se
encuentran la enfermedad de
Parkinson familiar, la
enfermedad de Charcot-MarieTooth, la enfermedad de
Huntington, la enfermedad de
Steinert y otras distrofias
musculares, las formas
hereditarias de demencia y los
trastornos mitocondriales
4. Enfoque Diagnóstico y
Terapéutico personalizado
Departamento de
Psiquiatría
Subespecialidades
Neurológicas
(dirigida por)
Neurogenetista
Clínico
Estudios por
Imágenes de
Alta
Resolución
Estudios
Electrofisiológicos
Videooculografías
Laboratorio
de
Neurogenética
Evaluaciones
Neuropsicológicas
Departamento de
Neurorehabilitación
5. Servicio de Neurogenética del Instituto Nacional de Ciencias Neurológicas
MASS GENERAL
UNIVERSITY OF WASHINGTON
YALE UNIVERSITY
CLÍNICA LAS CONDES
8. Consultorio y Laboratorio de Neurogenética
Hospital JM Ramos Mejia
•
•
•
•
El reconocimiento y el diagnóstico molecular de estos trastornos parece haber sido
más dificultoso en nuestro país.
No más de una decena de reportes de trastornos neurogenéticos caracterizados
molecularmente han sido publicados en los últimos 5 años en revistas biomédicas
por autores argentinos.
Una figura similar puede extraerse si se revisan las más de mil comunicaciones
realizadas a los últimos 5 congresos argentinos de la especialidad y nota también
que no más de una decena de reportes corresponden a desordenes neurogenéticos
con caracterización molecular.
Distintas razones pueden esgrimirse para explicar esta situación, de ellas
creemos que el costo del diagnóstico molecular en servicios comerciales y la
falta de sistematización en el estudio de estos pacientes pueden dar cuenta de
los resultados obtenidos localmente.
9. Consultorio y Laboratorio de Neurogenética
Hospital JM Ramos Mejia
• Fueron seleccionados prospectivamente dos grupos
de pacientes que recibieron atención regular en el
consultorio desde Mayo del 2008 hasta Junio del
2012.
• En total se incluyeron 209 pacientes, que se
dividieron según la presencia de Ataxia como
principal motivo de consulta
10. Consultorio y Laboratorio de neurogenética
Hospital JM Ramos Mejia
• La atención sistematizada y operacionalizada en el
consultorio, junto a la realización de pruebas moleculares
en el laboratorio permitió una alta eficiencia
confirmatoria diagnóstica (muchos de ellos inéditos en
nuestro medio) en 61 pacientes, lo que representa una
tasa de éxito diagnóstico global aproximada del 30%.
• Si se limita el análisis a la población de pacientes en los
que efectivamente pudieron realizarse pruebas
moleculares por disponer de estas en nuestro
laboratorio, la tasa de éxito se eleva al 41% (58
diagnósticos confirmados en 140 pacientes estudiados).
11. Caso 1. Urgencias Neurogenéticas. Aporte del Diagnóstico Molecular en la Debilidad
Muscular Aguda.
Paciente de 64 años con antecedentes de ptosis palpebral bilateral de más de 10 años de evolución que
en el postoperatorio inmediato del implante de un marcapasos por un bloqueo aurículo-ventricular
instaló un cuadro de debilidad muscular aguda junto a oftalmoplejía y diplejía facial. Ante un
diagnóstico inicial de crisis miasténica se trató con neostigmina y plasmaferesis sin mejoría de la
sintomatología en otro centro hospitalario. El interrogatorio dirigido a su familia reveló el antecedente de
ptosis, oftalmoparesia, debilidad muscular y muerte súbita en madre, hermana y sobrina del paciente por lo
que se realizó biopsia de músculo que resultó confirmatoria de la nueva sospecha diagnóstica de
Oftalmoplejia Crónica Externa Progresiva por enfermedad mitocondrial. Los estudios moleculares no
mostraron alteraciones en la secuencia ni estructura del genoma mitocondrial, pero sí revelaron la
presencia de una mutación previamente descripta (NM_021830.4; c.1433T>G; p.F478C ) en el exón
2 del gen C10orf2 (Twinkle) confirmando el diagnóstico clínico-patológico-molecular de Oftalmoplejía
Crónica Externa Progresiva Autosómica Dominante probablemente reagudizada por uso de
anéstesicos.
12. Caso 2. Certidumbre Diagnóstica. Aporte del Diagnóstico Molecular en las Leucoencefalopatías.
Mujer de 25 años, sin antecedentes familiares relevantes, que fue traída a la consulta para el estudio de un
desorden caracterizado por la presentación de déficits neurológicos recurrentes desencadenados por eventos
traumáticos desde los 5 años de edad. Durante las dos décadas que mediaron entre el inicio de la sintomatología y el
diagnóstico confirmatorio molecular se sucedieron eventos de no más de una semana de evolución y que incluyeron
como sintomatología ataxia, déficits motores focales y crisis comiciales. El examen neurológico mostraba hemianopsia
homónima izquierda, hemiparesia izquierda junto a signos de disfunción piramidal difusa. Los hallazgos de las IRM
de encéfalo donde se evidenciaban alteraciones difusas de la sustancia blanca con áreas cavitadas a nivel frontal
izquierdo y adelgazamiento del cuerpo calloso permitieron la sospecha diagnóstica de la entidad ataxia infantil
con hipomielinización central o vanishing white matter disease. La secuenciación del gen EIF2B5 mostró
el hallazgo de dos nuevas mutaciones: (NM_003907.2; c.1032C>T; p.R344X y c.1012A>G; p.H337R),
lográndose la resolución diagnóstica de este trastorno.
13. Caso 3. Nuevos Viejos Desordenes. Aporte del Diagnóstico Molecular en los Trastornos
del Movimiento.
Mujer de 86 años, sin antecedentes patológicos ni antecedentes familiares relevantes que instaló
progresivamente desde los 82 años movimientos bruscos involuntarios no estereotipados en
miembros superiores e inferiores. Estos aumentaron insidiosamente en frecuencia, intensidad y extensión
de afectación. Su examen neurológico arrojaba como datos destacables un compromiso cognitivo severo,
disfunción piramidal difusa y presencia de movimientos de tipo coreico en cara, región cervical,
miembros superiores e inferiores. Los estudios complementarios que incluían TC de cerebro, evaluación
de las hormonas tiroideas y búsqueda de acantocitosis no resultaron informativos de anormalidad. En
cambio, la búsqueda de expansiones anormales en la secuencia de Huntingtina mostró que uno de los
alelos correspondía a 32 repeticiones, mientras que el restante correspondía a 20 repeticiones. Estos
resultados se confirmaron en una segunda muestra tomada y analizada independientemente. En
consecuencia, se interpretó el cuadro sintomático como una enfermedad de Huntington de inicio
tardío por una expansión de CAG en el rango inestable o intermedio.
14. Caso 4. Nuevas Tecnologías Diagnósticas. Aporte del Diagnóstico Molecular en las Epilepsias.
Mujer de 54 años con diagnóstico de Epilepsia no respondedora al tratamiento farmacológico desde los 21 años de
edad y con evidencia en las IRM de múltiples imágenes nodulares subependimarias isointensas con la sustancia gris
en contacto con el epéndimo de ambos ventrículos laterales características de las Heterotopías Nodulares
Periventriculares. La paciente carecía de antecedentes personales o familiares relevantes para su cuadro nosológico. Ante
este diagnóstico clínico-imagenológico se decidió investigar la secuencia del gen Filamina A. Debido a la extensión de
FLNA, 48 exones, se decidió explorar la utilidad de nuevas tecnologías de pirosecuenciación masiva que permiten la
obtención de grandes fragmentos de secuencia nucleotídica de una manera más efectiva. Este análisis permitió
individualizar la mutación c.C4543T; p.R1515X en FLNA como etiopatogénica de esta epilepsia no respondedora al
tratamiento farmacológico
15.
16. Intolerancia al Ejercicio
Debilidad Muscular
Epilepsia Mioclónica
Mioclonías
E
Episodios Stroke Like
Ceguera Cortical
• Disfunción
Cerebelosa
• Disfunción de
Tronco
20. • 121345 reads (40 MB) mapeaban a la
secuencia de mitDNA
• Cobertura promedio
> 300x
• 35 variantes con alta confianza de exactitud
21.
22. http://en.wikipedia.org/wiki/Lisa's_Wedding
"Lisa's Wedding" is the 19th episode of The
Simpsons' sixth season, which originally aired
March 19, 1995. The plot focuses around Lisa
visiting a carnival fortune teller and learning
about her future love. It was written by Greg
Daniels and directed by Jim Reardon. Mandy
Patinkin guest stars as Hugh Parkfield and Phil
Hartman guest stars as Troy McClure.[1][3] The
episode won an Emmy Award in 1995
for Primetime Emmy Award for Outstanding
Animated Program, becoming the third episode
of The Simpsons to win the award.[4][5]
27. Moore's law describes a long-term trend in
the history of computing hardware. The number
of transistors that can be placed inexpensively on
an integrated circuit has doubled approximately
every two years. The trend has continued for more
than half a century and is not expected to stop
until 2015 or later.
39. SECUENCIACIÓN MASIVA Y EL EXOMA HUMANO
HA DEMOSTRADO SER ÚTIL EN LA
IDENTIFICACIÓN DE GENES CAUSANTES DE
ENFERMEDADES RARAS
BRINDA BUENA COBERTURA DE LA MAYOR
PARTE DEL GENOMA QUE CODIFICA PARA
PROTEÍNAS
EL ANÁLISIS SE BASA EN ASOCIACIÓN Y
SEGREGACIÓN
ES COSTO EFECTIVO EN LA IDENTIFICACIÓN
DE GENES YA CONOCIDOS
40. Las Epilepsias Focales
Benignas de la Infancia (EBI)
representan los síndromes
epilépticos más prevalentes
en la población pediátrica
EBI
ROLÁNDICA
Occipital tipo Gastaut
SINDROME DE PANAYIOTOPOULOS
OVERLAPPING
GENOMIC
APPROACH
41. PACIENTES Y PROCEDIMIENTOS DIAGNÓSTICOS EFECTUADOS
Síndrome de
Panayiotopoulos
Epilepsia no clasificada
GA
19
18
17
(TM)
(MM)
Criterios incompletos
para Síndrome de Panayiotopoulos
GA
12
10
(AM)
4
18m
(JM)
Fragmento de Secuencias por
Sanger del gen FGD6 donde se
observa la mutación
identificada en homocigosis
en los sujetos enfermos y
heterocigosis en padres y
hermana sana
GG
GG
GA
GG
GG
+
RHO_GDP
Detalle de los EXOMAS donde
se observa en homocigosis la
mutación identificada en FGD6
EEG + RMN
FGD6
Activación
RHO_GDP
RHO_GTP
Efector
Inactivación
GDP
Mecanismo de acción
GAP
Regulación
45. SNV e InDels
comparado
Hg19
Gen/es
Candidato/s
Codificante o
Regulación
Splicing?
Segregación
Familiar y
Consistencia
Mendeliana
Repercusión
funcional?
Predicción
Patogenicidad
Bioinformática?
Localizadas
en
Segmentos
Duplicados?
Frecuencia
Poblacional
< 5%?
Frecuencia
Poblacional
<5% en 5400
exomas?
Consistente
con un Modelo
de Herencia
Recesivo?
No en dbSNP
130?
47. Síndrome de
Panayiotopoulos
Epilepsia no clasificada
GA
19
18
(TM)
(MM)
GG
17
GG
12
10
(AM)
GA
Criterios incompletos
para Síndrome de Panayiotopoulos
GA
(JM)
GG
4
GG
18m
Fragmento de Secuencias por
Sanger del gen ??? donde se
observa la mutación
identificada en homocigosis
en los sujetos enfermos y
heterocigosis en padres y
hermana sana
48. CASO CLÍNICO:
PACIENTE DE 23 AÑOS
RETRASO EN EL DESARROLLO PUBERAL
PROBLEMAS DE APRENDIZAJE
TORPEZA MOTORA Y LEVE INCORDINACIÓN
2003
2004
2005…
CUADRO LENTAMENTE PROGRESIVO
ATAXIA
NISTAGMUS
2012
50. SE SOSPECHA LEUCODISTROFIA….
2003 - 2004
HALLAZGOS DE LABORATORIO
LH
ESTUDIOS NEUROMETABÓLICOS
ARILSULFATASA A EN LEUCOCITOS
PACIENTE
0,14 nm/min/mgProt VN: 0,40-2
FSH
ECOGRAFÍA GINECOLÓGICA
PADRE
0,33 nm/min/mgProt
HIPOGONADISMO
MADRE
0,27 nm/min/mgProt
Excreción Urinaria de Sulfátidos
PSEUDODEFICIENCIA?
Portadora de Deiciencia de Arilsulfatasa sintomática? Normal
DIAGNÓSTICO NO CONCLUYENTE
51. ALTO GRADO DE HETEROGENEIDAD CLÍNICA Y GENÉTICA
DIAGNÓSTICOS DIFERENCIALES
Adrenoleukodystrophy X-Linked (ALD)
Sjogren-Larssen Syndrome
Metachromatic Leukodystrophy (MLD)
Canavan Disease
Craniometaphysical Dysplasia with Leukoencephalopathy
Autosomal Dominant Diffuse Leukoencephalopathy with neuroaxonal spheroids (HDLS)
Cerebrotendinous Xanthomatosis (CTX)
Childhood Ataxia with diffuse CNS Hypomyelination (CACH or Vanishing White Matter
Disease)
Globoid Cell Leukodystrophy (Krabbe Disease)
Alexander Disease
Adult-onset Autosomal Dominant Leukodystrophy (ADLD)
Megalencephalic Leukodystrophy with subcortical Cysts (MLC)
Cerebral Autosomal Dominant Arteropathy with Subcortical Infarcts and
Leukoencephalopathy (CADASIL)
Deficiencia de PDC
Zellweger Spectrum: Zellweger Syndrome, Neonatal Adrenoleukodystrophy, and Infantile
Refsum Disease
Refsum Disease
Pelizaeus Merzbacher Disease (X-linked spastic paraplegia)
Hypomyelination, Hypogonadotropic, Hypogonadism and Hypodontia (4H Syndrome)
Saposin A deficiency
Cystic Leukoencephalopathy with RNASET2
Lipomembranous Osteodysplasia with Leukodystrophy (Nasu Disease)
Aicardi-Goutieres Syndrome
Leukodystrophy, hypomyelinating, 3
tricodistrofia
cockyane
Salla
Fucosidosis
Leukoencephalopathy with thalamus and brainstem involvement and high lactate 'LTBL'
GENES CANDIDATOS
ABCD1
ALDH3A2
ARSA
ASPA
BRAF, MEK1, MEK2
CSF1R
CYP27A1
EIF2B1, EIF2B2, EIF2B3, EIF2B4, EIF2B5
GALC
GFAP
LMNB1
MLC1, HEPACAM
NOTCH3
PC
PEX1, PXMP3 (PEX2), PEX3, PEX5, PEX6, PEX10, PEX12, PEX13, PEX14, PEX16,
PEX19, PEX26
PHYH, PEX7
PLP1, SLC16A2, FAM126A, GJC2, HSPD1, PRPS1, SOX10
POLR3A, POLR3B
PSAP
RNASET2
TREM2, TYROBP
TREX1, SAMHD1, RNASEH2A, RNASEH2B, RNASEH2C
AIMP1
ERCC3, GTF2H5, ERCC2
ERCC6, ERCC8
SLC17A5
FUCA1
EARS2, DARS2
52. APROXIMACIÓN DIAGNÓSTICA DESDE LA GENÓMICA
HIPÓTESIS DE DIAGNÓSTICO
GENES CANDIDATOS
DIAGNÓSTICOS DIFERENCIALES
SEGÚN CLÍNICA Y MÉTODOS
COMPLEMENTARIOS
LISTA Y PRIORIZACIÓN
EXOME SEQUENCING
ANÁLISIS EXÓMICO
1-BUSCA DE VARIANTES PATOGÉNICAS EN
GENES CANDIDATOS
2- MUTACIONES EN OTROS GENES
MUTACIÓN CAUSAL
CONOCIDA O NO
56. ANÁLISIS BIOINFORMÁTICO. IDENTIFICACIÓN DE VARIANTES CANDIDATAS
BWA
ALINEACIÓN
SNV - INDELS
PICARD - SAMTOOLS
CARACTERIZACIÓN DE VARIANTES
ANNOVAR
FILTRADO E IDENTIFICACIÓN
CONFIRMACIÓN POR SANGER
57. APROXIMACIÓN DIAGNÓSTICA DESDE LA GENÓMICA
HIPÓTESIS DE DIAGNÓSTICO
GENES CANDIDATOS
DIAGNÓSTICOS DIFERENCIALES
SEGÚN CLÍNICA Y MÉTODOS
COMPLEMENTARIOS
LISTA Y PRIORIZACIÓN
EXOME SEQUENCING
ANÁLISIS EXÓMICO
1-BUSCA DE VARIANTES PATOGÉNICAS EN
GENES CANDIDATOS
2- MUTACIONES EN OTROS GENES
MUTACIÓN CAUSAL
CONOCIDA O NO
61. ARSA:NM_001085426:exon2:c.G196T:p.V66L
No Reportada Previamente
Predicción Bioinformática Posible
Patogenicidad. Variante de
Significado Incierto
ARSA:NM_001085426:exon7:c.A1055G:p.N352S
Bien conocida como causa de
Pseudodeficiencia
ARSA:NM_001085426:3 UTR:g.8131A>G
Disminuye síntesis ARSA en 90%.
En cis con N325S
61
62. Ausentes en Bases de Datos
Poblacionales
POLR3A:NM_007055:exon29:c.G3781A:p.E1261K
POLR3A:NM_007055:exon23:c.G3014A:p.R1005H
Predicción de Patogenicidad
por herramientas
Bioinformáticas
62
63. LEUCODISTROFIAS RELACIONADAS A POLR3
HALLAZGOS CLÍNICOS
COMPROMISO MOTOR: ANORMALIDADES
PROGRESIVAS DE LA MARCHA DEBIDO A
ESPASTICIDAD, ATAXIA CEREBELOSA Y/O TEMBLOR
DENTICIÓN ANORMAL
HIPOGONADISMO HIPOGONADOTRÓFICO
DIAGNÓSTICO
CLÍNICA
MRI
MUTACIÓN BIALLÉLICA EN POL3RA O POL3RB
MANEJO
TRATAMIENTO SINTOMÁTICO
EVALUACIÓN POR ENDOCRINÓLOGO Y DENTISTA
CONSEJO GENÉTICO SEGÚN ENFERMEDADES
RECESIVAS
64. POLR3A
CODIFICA PARA UNA ARN POLIMERASA QUE
CATALIZA LA TRANSCRIPCIÓN DE ADN EN ARN
MUTACIONES REPORTADAS
GENE
PROTEIN AA_CHANGE
POLR3A O14802 p.cys724tyr
POLR3A O14802 p.Phe558Leu
POLR3A O14802 p.Met852Val
POLR3A O14802 p.Asp372Asn
POLR3A O14802 p.Asn775Ile
POLR3A O14802 p.Ser636Tyr
POLR3A O14802 p.Gly672Glu
POLR3A O14802 p.Arg1005Cys
POLR3A O14802 p.Arg1005His
POLR3A:NM_007055:exon29:c.G
3781A:p.E1261K
POLR3A:NM_007055:exon23:c.G
3014A:p.R1005H
pathwaymaps.com/maps/873/
65. ENTONCES…
HIPÓTESIS DE DIAGNÓSTICO
GENES CANDIDATOS
EXOME SEQUENCING
ANÁLISIS EXÓMICO
MUTACIÓN CAUSAL
PANEL DIAGNÓSTICO DE GENES
-IMPLEMENTACIÓN SISTEMÁTICA
-FACILITA LA INTERPRETACIÓN DE
RESULTADOS
-PUNTO DE PARTIDA A TRAVÉS DE
HIPÓTESIS CLÍNICA
-ADAPTABLE SI APARECEN MUTACIONES EN
GENES NO CONOCIDOS
66. POSIBLE ALGORITMO
SOSPECHA CLÍNICA E IMAGENOLÓGICA DE LEUCODISTROFIA
ESTUDIOS NEUROMETABÓLICOS
CONTRIBUYEN AL DIAGNÓSTICO
LIMITADOS AL MOMENTO DE
CONSIDERAR MUCHOS DIAGNÓSTICOS
DIFERENCIALES
NO SON SUFICIENTES ANTE LA
HETEROGENEIDAD CLÍNICA Y GENÉTICA
ANÁLISIS EXÓMICO
PANEL DIAGNÓSTICO DE GENES
MUTACIÓN CAUSAL
COSTO EFECTIVO
CONTEMPLA MUCHOS DIAGNÓSTICOS
DIFERENCIALES
BRINDA LA POSIBILIDAD DE CONSIDERAR
NUEVAS MUTACIONES CAUSALES UNA
VEZ EXCLUÍDAS LAS CONOCIDAS
67. PARA PATOLOGÍAS DE HETEROGENEIDAD CLÍNICA Y
GENÉTICA COMO LEUCODISTROFIAS EL ANÁLISIS
EXÓMICO APARECE COMO UNA HERRAMIENTA
EFICIENTE PARA EL ARRIBAR AL DIAGNÓSTICO