Presentación durante la jornada de pacientes de distonía mioclónica en el Hospital Sant Joan de Déu Barcelona. Cecilia Jiménez-Mallebrera explicó las características de esta enfermedad minoritaria durante la jornada organizada en 2017 en colaboración con la asociación Aludme.

1. Biomarcadores en
enfermedades neurológicas
Cecilia Jimenez-Mallebrera
Unidad de Patología Neuromuscular
Servicio de Neurologia. IR-SJD. HSJD

2. Biomarcador: Característica que puede medirse
objetivamente y que refleja cambios durante un proceso
fisiológico o patológico o como respuesta a un tratamiento .
Biomarcadores en Enfermedades
Neurológicas
Biomarker definition working group 2001; BEST guidelines 2016, NIH.

3. BIOMARCADOR
Diagnóstico Pronóstico Predictivo Farmacodinámico
Riesgo/
susceptibilidad
Confirmar
enfermedad/subtipo
Informar
progresión/recurrencia
Informar respuesta
tratamiento/intervención
Monitorizar respuesta
tratamiento/.
Ensayos clínicos
Identificar pacientes con una enfermedad (enf. raras, genética)
Mejorar manejo clínico/atención paciente
Mejorar coste-eficiencia ensayos clínicos e informar implementación
tratamientos
Informar riesgo indiv. sano
desarrollar enfermedad

4. Características de un buen biomarcador.
• Sensible: capaz de identificar correctamente a los
pacientes.
• Específico: capaz de identificar correctamente a los
individuos sin esa enfermedad.
• Relevante para la enfermedad: asociado a la patología
de la enfermedad.
• Que pueda medirse en muestras de fácil acceso: en
muestras de sangre, orina.
• Estable: que su concentración no varíe mucho según
hora del día, ayuno, temperatura etc..
• Que se pueda medir de forma reproducible :
comparación entre distintos centros.

5. ¿Cómo saber si es un buen biomarcador/es?
• Sensibilidad: la % de pacientes con la enfermedad
positivos para el biomarcador.
• Especificidad: la % de personas sin la enfermedad
negativos para el biomarcador.
• Valor predictivo positivo (PPV) : la % de los individuos
que son positivos para el biomarcador que tienen la
enfermedad.
• Valor predictivo negativo (NPV): la % de individous
que son negativos para el biomarcador que no tienen
la enfermedad.

7. Análísis del rendimiento de un biomarcador:
curvas ROC (receiver operating curve)
GDF-15 AUC= 0.829
FGF-21 AUC= 0.79
Mathematical calculation:
Threshold Value of min. Distance to the ideal
Point (sensitivity 100%/specificity 100%)
Sensitivity Specificity
GDF-15
(382.5pg/mL)
80% 76%
FGF-21
(77.5 pg/mL)
78.3%% 72%

8. ¿ Como identificar y validar un biomarcador?
• Candidato/s: validar en un grupo de pacientes.
• Estudio de un grupo de pacientes (proteómica,
metabolómica): identificar candidatos: validar.

9. Nuestra experiencia en biomarcadores:

10. ¿Que puede utilizarse como biomarcador?
• Proteínas/metabolitos/vitaminas: GDF-15,
aminoacidos (e.g. serina), folato, Vitamina B6,
tiamina.
• Ácidos nucleicos/mutaciones: mutaciones,
polimorfismos en genes, ARN no codificantes
(miRNAs, lnRNA).
• Hallázgos de pruebas de imágen: resonancia
magnética (muscular, cerebral, cardiaca),
espectroscopia (MRS).

11. miRNAs como biomarcadores de
enfermedades neurologicas

12. RNA no codificante
rRNA, tRNA, snRNA
snoRNA lncRNA
siRNA, miRNA, piRNA
¿Qué son los miRNAs?

13. miRNAs como biomarcadores y dianas
terapeuticas
Revista Eubacteria, Nov. 2013, Nº 32

14. Revista Eubacteria, Nov. 2013, Nº 32

15. ¿Por que estudiar miRNAs?
• Para entender la regulación de procesos fisiológicos y
patólogicos.
• Representan biomarcadores no invasivos.
• Base para futuras terapias basadas en ARN (RNA
therapeutics).

16. Análisis Bioinformático
“ Cell cyle, skeletal and muscular
system development”

17. Min-fiber
diam
%MHCn
%MHCe
skm
miR-30c
serum
miR-30c
serum
miR-181a
serum
Adipo-
nectin
%
fibrosis
%Pax7+
serum
Leptin
R= 0.7 (p=0.04)
R= - 0.8 (p=0.02)
R= -0.9 (p=0.002)
R= 0.8 (p=0.02)
R= -0.7 (p=0.04)
Cytoscape
Regeneración
Fibrosis
miR30c y miR181a son relevantes para la patología neuromuscular

18. La distrofia muscular de Duchenne es la distrofia
muscular más frecuente en la infancia
La Distrofia Muscular de
Duchenne (DMD) afecta a 1 de
cada 5000 varones
La Distrofia Muscular de
Becker (DMB) afecta entre
1:14.000 y 1:30.000 varones
Ligada al cromosoma X

19. Metodología: PCR digital
• Cuantificación absoluta sin curvas de referencia ni controles
internos.
• Permite detectar cantidades pequeñas de DNA/RNA
• Más sensible, precisa y reproducible: comparación resultados
entre distintos laboratorios.
control paciente

20. DMD (n=21)
BMD (n=5)
Controles (n=22)
Niveles absolutos de miR-30 y miR-181 en pacientes DMD y BMD

21. ROC miR181a, Control-Becker
Specificity
Sensitivity
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0
BMD AUC 0.87

22. Correlación con la clínica
miR-30c
miR-30c
miR-181a
miR-181a
• Recogida simultánea y sistemática de
información clínica.
• Aplicación escalas validadas para cada
enfermedad.
• Equipo multidisciplinar.

23. Conclusiones
 Se sugiere la ddPCR como el “gold-standard” para la cuantificación
absoluta y precisa de microRNAs en el suero de pacientes con DMD y BMD.
 Proponemos los miR-30c y miR-181a como biomarcadores sensibles y
específicos de diagnostico en suero para DMD y BMD junto con otros
distromirs.
 El miR-206 discrimina DMD de BMD: papel como biomarcador pronóstico.
 miR-30c podría ser un buen biomarcador para evaluar la función motora y
progresión de la enfermedad en DMD (aplicación en ensayos clínicos).
 Es necesario el análisis de un mayor número de pacientes a lo largo del
tiempo.

24. miRNAs & enfermedades neurológicas
AD: Alzheimer; ALS: ELA; PD: Parkinson; Basak et al., 2016
miR-9; miR-124, miR-128; miR-134
miR-134 como biomarcador de respuesta a
anti-epilepticos, daño tras episodio y como
terapia en modelos animales.
(Jimenez-Mateos 2012).

25. Caracterización clínica y genética de
pacientes con Distonía Mioclónica-
DYT-11: estudio de biomarcadores
Asociación Aludme

26. ε-sarcoglicano
• En 2001 se identifican mutaciones en SGCE en
pacientes con distonia mioclónica (Strom T; Human
Genetics, Munich) (Orpha:36899), .
• El gen SGCE localizado en 7q21.3.
• Proteína c.50kDa glicosilada de la familia de los
sarcoglicanos.
• 437 aa (43% homología con α-sarcoglicano).
• Isoformas por “splicing” alternativo de varios de los
12 exones.
• Herencia AD: Impronta genética del alelo materno.

27. Herencia: AD/Impronta materna SCGE
X
X
Mutaciones nonsense o missense: pérdida de función: AD

28. Quan Gao 1 and Elizabeth M McNally 2. Compr Physiol. 2015 July 1; 5(3): 1223–1239
Sarcoglicanos y el complejo asociado a la distrofina

29. 1aa 437aa
Extracelular
318-338 aa
Transmembrana
Intracelular
1aa 451aa
Extracelular
318-338 aa
Transmembrana
Intracelular
PDZ
ε-sarcoglicano 1 (UniProtKB - O43556): ubicua
ε-sarcoglicano 2: cerebro específica
isoformas
RNAPROTEÍNA

30. 
1
  
Astrocitos
endotelio

2
 
Neuronas
Sistema Nervioso Central
   
Músculo esquelético y cardiaco
Distrofia Muscular
(LGMD)
DYT11
 
 

+ +
Membrana plasmaticaReticulo endoplasmico
 
 

+ +
x
x
x

2 ?


Waite et al., 2016

31. Sistema dopaminérgico de neurotransmisión
• Enriquecido en membrana
pre- y post-synaptica
• Neuroimagen pacientes
DYT11: reduccion de la
capacidad de unión del D2R
en el estriatum.
• Ratones deficientes en Sgce
(modelo animal):
• Niveles extracelulares
aumentados de dopamina y
sus metabolitos
• Niveles de D2R reducidos
en striatum (Western Blot)
• Aumento en la liberación
de dopamina tras
tratamiento con
amfetamina comparado
con ratones normales
• Homeostasis del D2R Zhang et al., 2012.CRISTINA MISSALE et al. Physiol Rev
1998;78:189-225

32. miRNA & Distonia

33. Objetivos:
1. Identificación miRNAs implicados en DYS-11.
2. Validación: Analizar la expresión de una selección de
los miRNAs identificados mediante PCR digital.
3. Correlacionar los niveles de los miRNAs con variables
clínicas y escalas funcionales para evaluar el potencial
pronóstico de los miRNAs.

34. Ana Rivera-Barahona; Belén Pérez Eva Richard; Lourdes R. Desviat. Journal of Inherited Metabolic Disease 2017, Vol 40, pp 471–480
Identificación de miRNAs

35. Metodología:
Recogida muestras plasma pacientes, padres y
controles.
Extracción y cuantificación miRNA.
• Control de calidad y concentración de miRNAs:
Bioanalyser.
• Análisis de expresión por microarrays (IDIBAPS).
(GeneChip®, miRNA 3.0 Array).
Colaboración Dra. M. J. Martí, Hosp. Clinic/Unidad Genómica IDIBAPS

36. Futuro

37. Take home
• El estudio de biomarcadores es fundamental para el
conocimiento, diagnóstico y tratamiento de las
enfermedades neurológicas.
• Los miRNAs constituyen biomarcadores no invasivos.
• El perfil de miRNAs asociado con DYT11 se
desconoce.
• Los miRNAs pueden representar una opción
terapéutica futura para enfermedades neurológicas.