EL CONSEJO GENTICO Pia Gallano Servicio de Gentica

EL CONSEJO GENÉTICO Pia Gallano Servicio de Genética Hospital de la Santa Creu i Sant Pau Barcelona

Eugenesia : estudio y aplicación de las leyes biológicas de la herencia orientados al perfeccionamiento de la especie humana. 1920 – 1930 desarrollo de políticas eugenésicas en Norteamérica y Australia. Medidas discriminatorias como la segregación racial, esterilización de individuos con retraso mental, restricción de entrada a determinados emigrantes… Mientras los políticos eran los responsables de la implantación de estas medidas, algunos científicos apoyaron y justificaron “científicamente” con entusiasmo estas medidas. El momento histórico en el que las leyes eugenésicas alcanzan su punto más aberrante fue 1933 en la Alemania nazi. A a la esterilización obligatoria de los que padecían retraso mental o de enfermos afectados como por ejemplo de Corea de Huntington, siguió la eliminación de estos individuos así como de los que padecían malformaciones congénitas. Actualmente el término “consejo genético” es un término muy extendido tanto en los profesionales de la medicina como en los pacientes y sus familiares. Unos y otros utilizan este término de distinta manera, y así mientras unos le dan un papel de apoyo de tipo psicoterapéutico, otros lo ven como la aplicación de tests diagnósticos de una enfermedad hereditaria o como un complejo proceso matemático del cálculo de riesgo. Todos estos puntos de vista son ciertos pero ninguno define por sí mismo claramente el proceso del consejo genético.

EL CONSEJO GENÉTICO “Es el proceso por el cual los pacientes y sus familiares con riesgo de una enfermedad que puede ser hereditaria, son advertidos de las consecuencias de la misma, de la probabilidad de desarrollarla o transmitirla y de las vías por la que puede ser prevenida, evitada o mejorada”. Peter Harper en su libro Practical Genetic Counselling “Un proceso educacional que busca ayudar a los individuos afectos y/o a riesgo, en el entendimiento de la naturaleza del desorden genético, su transmisión y las opciones que se abren en el asesoramiento y el planning familiar”. Kelly en Clinical Genetics and Genetic Counselling “El procedimiento destinado a informar a una persona sobre las posibles consecuencias de los resultados de un análisis genético, sus ventajas y sus riesgos y, en su caso asesorarla en relación con las posibles alternativas derivadas del resultado”. Carmen Ayuso, Comité Nacional de Ética

EL CONSEJO GENÉTICO Estas definiciones convergen tres aspectos: - diagnóstico - estimación del riesgo - apoyo en la prevención En definitiva lo que el CONSEJO GENÉTICO debería transmitir a las familias afectadas por una enfermedad de origen genético es la información sobre: 1) las consecuencias de la enfermedad 2) la probabilidad de desarrollarla 3) la probabilidad de transmitirla 4) las vías existentes para: prevenir, evitar y mejorar la enfermedad

ÁRBOL GENEALÓGICO El árbol genealógico proporciona un registro no ambiguo y permanente de la información genética de la familia. La utilización de símbolos claros y consistentes permite establecer la información genética de manera mucho más clara que con interminables listas de familiares. Varón, Hembra (no afectos) Aborto Sexo desconocido Varón, Hembra afectos Gemelos 3 varones no afectos Examinado personalmente Gemelos monocigóticos Fallecido y afecto Heterocigoto (AR) Individuo sin descendencia Matrimonio consanguíneo Descendiente no emparentado Heterocigoto (Ligado al X) Probando

HERENCIA MENDELIANA Una de la preguntas que se nos plantea a la hora de realizar el consejo genético es si la enfermedad a la que nos enfrentamos sigue un patrón de herencia mendeliana. Es posible que la enfermedad no sea de origen genético por lo que podremos excluir el riesgo de recurrencia de la misma. La herencia mendeliana se establece frecuentemente por la combinación del diagnóstico clínico y el árbol genealógico.

Enfermedades monogénicas • Son el resultado de cambios muy específicos en el genoma del individuo enfermo. • Se transmiten de generación en generación siguiendo un patrón de herencia mendeliano: • autosómico dominante (AD) • autosómico recesivo (AR) • recesivo ligado al cromosoma X (LX) • Son muy numerosas pero poco frecuentes.

La enfermedad AUTOSÓMICA DOMINANTE puede definirse como aquella que se expresa en el portador de un solo alelo mutado (heterocigoto). • El riesgo para los descendientes de los afectos es del 50% sin influencia del sexo. • En ocasiones las enfermedades que se transmiten de esta manera como la enfermedad de Steinert, las cosas se complican ya que existen dentro de una misma familia individuos que son asintomáticos, individuos escasamente afectados e individuos gravemente afectados: variabilidad en la expresión. Distrofia miotónica tipo 1: causada por repeticiones inestables del triplete CTG en la región 3’ no traducida del gen DMPK (Dystrofia miotonica protein kinasa) localizado en 19 q 13. Tamaños de > 50 CTG aparece la patología. Pacientes con fenotipo benigno: 50 – 150 CTG Pacientes con fenotipo clásico: 150 – 1000 CTG Pacientes con forma congénita: >2000 CTG

Herencia autosómica dominante Progenitores DOMINANTE Se dice de un alelo o de una mutación que, en el estado heterocigoto, modifica el fenotipo Gametos Hijos Afectos Alelo mutado Normales

DISTROFIAS DE CINTURAS DOMINANTES (Limb Girdle Muscular Dystrophies Type 1) Localización génica Enfermedad Gen Proteína 5 q 31 1 q 11 -q 21 3 p 25 7 q 6 q 23 7 q 32 4 q 21 LGMD 1 A LMDD 1 B LGMD 1 C LGMD 1 D LGMD 1 E LGMD 1 F LGMD 1 G MYOT LMNA CAV 3 ? ? miotilina lamina A/C caveolina 3 ? ?

La enfermedad AUTOSÓMICA RECESIVA es la que necesita para aparecer la presencia de dos alelos mutados (homocigoto). • La mayoría de los casos nacen de progenitores sanos, portadores cada uno de ellos de un alelo mutado, sin familiares afectos (ej: la atrofia muscular espinal). • El riesgo en la descendencia de una pareja de portadores de una enfermedad autosómica recesiva es del 50% de hijos portadores (sanos como sus progenitores), 25% de hijos no portadores y 25% de hijos afectos, sin influencia de sexo.

Herencia autosómica recesiva RECESIVO Progenitores Se dice de un alelo o de una mutación que solo influencia el fenotipo si está en estado homocigoto Gametos Hijos Afectos Portadores no afectos Alelo mutado Normal

DISTROFIAS DE CINTURAS RECESIVAS (Limb Girdle Muscular Dystrophies Type 2) Localización génica Enfermedad Gen Proteína 15 q 15. 1 -q 21. 1 2 p 13 13 q 12 17 q 12 -q 21. 33 4 q 12 5 q 33 -q 34 17 q 11 -q 12 9 q 31 -q 34. 1 19 q 13. 3 2 q 31 9 q 34 9 q 31 -q 33 11 p 13 -p 12 14 q 24. 3 LGMD 2 A LGMD 2 B LGMD 2 C LGMD 2 D LGMD 2 E LGMD 2 F LGMD 2 G LGMD 2 H LGMD 2 I LGMD 2 J LGMD 2 K LGMD 2 L LGMD 2 M LGMD 2 N CAPN 3 DYSF SGCG SGCA SGCB SGCD TCAP TRIM 32 FKRP TTN POMT 1 FCMD ? POMT 2 calpaína 3 disferlina -sarcoglicano telethonina tripartite motif fukutin related protein titina protein 0 -manosil transferasa 1 fukutina ? protein 0 -manosil transferasa 2

La enfermedad RECESIVA LIGADA AL CROMOSOMA X es aquella en la que solo los individuos varones estarán afectados. • La transmisión varón a varón nunca ocurre ya que un hombre no transmite su cromosoma X a su hijo (ej distrofia muscular de Duchenne). Por el contrario todas las hijas de un varón enfermo serán obligatoriamente portadoras (ej distrofia muscular de Becker). • Los varones sanos nunca transmiten la enfermedad a sus descendientes sean del sexo que sean. • El riesgo de una mujer portadora de tener hijos varones afectos será de 1 de cada 2, y la mitad de las hijas serán a su vez portadoras.

Herencia recesiva ligada al cromosoma X Progenitores Gametos Hijo afecto Hijo normal Alelo mutado Hija portadora Hija normal

Existe por último un tipo de herencia mucho menos frecuente, también de tipo mendeliano, que denominamos HERENCIA MITOCONDRIAL. • La mitocondria es el componente celular además del núcleo que contiene DNA. Su genoma es pequeño y circular y presenta mutaciones que son responsables de diferentes enfermedades hereditarias (ej miopatías mitocondriales). • El DNA mitocondrial es exclusivamente de origen materno. • Ambos sexos pueden estar afectados, pero no habrá transmisión de los varones a sus hijos

Enfermedades monogénicas • Son el resultado de cambios muy específicos en el genoma del individuo enfermo. • Se transmiten de generación en generación siguiendo un patrón de herencia mendeliano (AR, AD, LX). • Son muy numerosas pero poco frecuentes.

DIAGNÓSTICO Un diagnóstico claro es la base esencial para un consejo genético apropiado. Por tanto la primera tarea del consejo genético es el establecimiento del diagnóstico exacto combinando la tres áreas de conocimiento: clínica + anatomo-patología + molecular. En la actualidad son numerosas las enfermedades hereditarias en las que puede realizarse el análisis del gen responsable: DIAGNÓSTICO GENOTÍPICO O DIAGNÓSTICO MOLECULAR Este tipo de diagnóstico permite: 1) analizar la causa primera de la enfermedad, 2) validar el diagnóstico en un individuo sintomático, 3) efectuar el consejo genético en la familia mediante: - la detección de los individuos portadores y - el diagnóstico prenatal en los embarazos de riesgo. No obstante, aunque en el diagnóstico de algunas enfermedades neuromusculares el análisis del GEN es el test primario, en otras es necesario realizar estudios inmunohistoquímicos de proteínas específicas del músculo previamente al análisis del gen.

Cromosoma, DNA, Genes Núcleo Célula Cromosomas Proteína Adaptado de Understanding Gene Testing , NIH, 1995

Transcripción DNA RNA Traducción PROTEINA

PRINCIPALES PARÁMETROS PARA LA ELECCIÓN DE ESTRATEGIAS DIAGNÓSTICAS LA ENFERMEDAD EL GEN LA MUTACIÓN LOS TRANSCRITOS DE RNA LA PROTEÍNA

PRINCIPALES PARÁMETROS PARA LA ELECCIÓN DE ESTRATEGIAS DIAGNÓSTICAS LA ENFERMEDAD: mutaciones (cambios patológicos) en genes muy diferentes pueden originar un mismo cuadro clínico (heterogeneidad genética). UNA ENFERMEDAD varios genes posibles - Número de posibles genes para una misma presentación clínica.

DISTROFIAS DE CINTURAS Localización génica Enfermedad Gen Proteína 5 q 31 1 q 11 -q 21 3 p 25 7 q 6 q 23 7 q 32 4 q 21 15 q 15. 1 -q 21. 1 2 p 13 13 q 12 17 q 12 -q 21. 33 4 q 12 5 q 33 -q 34 17 q 11 -q 12 9 q 31 -q 34. 1 19 q 13. 3 2 q 31 9 q 34 9 q 31 -q 33 11 p 13 -p 12 14 q 24. 3 LGMD 1 A LMDD 1 B LGMD 1 C LGMD 1 D LGMD 1 E LGMD 1 F LGMD 1 G LGMD 2 A LGMD 2 B LGMD 2 C LGMD 2 D LGMD 2 E LGMD 2 F LGMD 2 G LGMD 2 H LGMD 2 I LGMD 2 J LGMD 2 K LGMD 2 L LGMD 2 M LGMD 2 N MYOT LMNA CAV 3 ? ? CAPN 3 DYSF SGCG SGCA SGCB SGCD TCAP TRIM 32 FKRP TTN POMT 1 FCMD ? POMT 2 miotilina lamina A/C caveolina 3 ? ? calpaína 3 disferlina -sarcoglicano telethonina tripartite motif fukutin related protein titina protein. O-manosil transferasa 1 fukutina ? protein. O-manosil transferasa 2

PRINCIPALES PARÁMETROS PARA LA ELECCIÓN DE ESTRATEGIAS DIAGNÓSTICAS EL GEN: enfermedades clínicamente muy diferentes pueden provenir de mutaciones en un mismo gen (heterogeneidad fenotípica o heterogenidad clínica). VARIAS ENFERMEDADES un mismo gen → Número y naturaleza de los fenotipos diferentes que pueden derivarse de mutaciones en un mismo gen. Ej: Mutaciones en el gen de la disferlina (gen DYSF). 1) Distrofia Muscular de Cinturas tipo 2 B (LGMD 2 B): afectación proximal 2) Miopatía de Miyoshi (MM): afectación distal posterior 3) Miopatía Distal Anterior (DAT): inicio en el músculo tibial anterior → Estructura del gen: número de exones, longitud de la secuencia genómica.

PRINCIPALES PARÁMETROS PARA LA ELECCIÓN DE ESTRATEGIAS DIAGNÓSTICAS LA MUTACIÓN: - espectro de la mutaciones ya descritas en la literatura - distribución de las mutaciones en el gen - “zonas clientes de mutaciones” - recurrencia - efecto fundador - mutaciones “privadas” (propias de cada familia) Tipos de mutación: 1. Mutaciones puntuales 2. Deleciones 3. Duplicaciones 4. Inserciones 5. Inversiones 6. Genes de fusión 7. Tripletes inestables LOS TRANSCRITOS DE RNA Y LA PROTEÍNA: la expresión de ambos en los diferentes tejidos y accesibilidad de los mismos.

TÉCNICAS PARA EL DIAGNÓSTICO DE DMD/BMD 1) PCR Múltiple: detección de deleciones en los varones enfermos: promotores cerebral y muscular, 25 exones 2) PCR Cuantitativa, técnica de Light Cycler para detección de: - duplicaciones en varones enfermos - deleciones y duplicaciones en mujeres portadoras 3) Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification (MLPA): detección de deleciones y duplicaciones en los 79 exones que componen el gen. 4) Secuenciación directa del RNA: detección de mutaciones puntuales. Posteriormente se confirma mediante secuenciación del fragmento correspondiente de DNA genómico. 5) Análisis indirecto: haplotipos con microsatélites en el locus DMD.

EL CONSEJO GENÉTICO EN UN CONTEXTO PRENATAL DIAGNÓSTICO PRENATAL • El diagnóstico prenatal se realiza cuando existe un riesgo a priori de que el feto esté afectado. • Se analiza el DNA fetal extraído preferentemente de vellosidades coriales que se obtienen mediante biopsia coriónica en la semana 11 – 12 de gestación. • El análisis del DNA de ambos progenitores es siempre requerido para excluir contaminación materna en la muestra fetal. DIAGNÓSTICO PREIMPLANTATORIO • Es una alternativa al diagnóstico prenatal clásico. • El diagnóstico preimplantatorio permite proceder a la transferencia selectiva de embriones desprovistos de la mutación. • Examina los embriones creados por fecundación in vitro (FIV), para implantar solamente los embriones que no están afectados. .

Posible DMB Distrofia Muscular de Becker

Posible DMB LGMD 2 I Distrofia de cinturas Gen FKRP (19 q 13) exón 4 c. 826 C>A p. Leu 276 Ile

SERVICIO DE GENÉTICA M Baiget DISTROFIAS MUSCULARES Pia Gallano Lidia Sedano Lidia González-Quereda Jonàs Juan Mª José Rodríguez