Genética de la Fibrosis Quística

La fibrosis quística (FQ) es una enfermedad que afecta fundamentalmente a los pulmones y en menor medida al hígado, páncreas e intestino. Es una enfermedad que afecta a todas las razas pero especialmente a la raza caucásica siendo una de las enfermedades genéticas mortales con mayor incidencia. Tiene una incidencia estimada de 1 caso cada 2500 a 3500 recién nacidos y se calcula que 1 de cada 25 individuos son portadores sanos. El nombre de fibrosis quística hace referencia al proceso de cicatrización (fibrosis) y formación de quistes que tienen lugar en el páncreas. En ocasiones, esta enfermedad también recibe el nombre de mucoviscidosis. Es una enfermedad que ataca las células epiteliales exocrinas, las personas afectadas producen un moco espeso y viscoso, que provoca una obstrucción de los conductos de los órganos donde se localiza. Los pacientes suelen desarrollar síntomas clínicos en los primeros años de vida entre los que destacan: enfermedad sino-pulmonar crónica (colonización/infección bacterianas, tos y expectoración crónica, pólipos nasales, obstrucción de vías aéreas, etc.), alteraciones gastro-intestinales y nutriciones (prolapso rectal, síndrome de obstrucción intestinal distal, insuficiencia pancreática, enfermedad hepática crónica, cirrosis biliar focal o multilobar, malnutrición, etc.) y alteraciones asociadas a déficit de sal (alcalosis metabólica crónica y pérdida aguda de sal). Una de las principales características es la alta concentración de sal en el sudor de los pacientes lo que permite un diagnóstico rápido. Actualmente, no existe ningún tratamiento curativo de la FQ aunque existen tratamientos paliativos de los síntomas clínicos.

La FQ está cuasada por mutaciones en el gen CFTR (del inglés cystic fibrosis transmembrane conductance regulator). Este gen está situado en el cromosoma 7 y fue el secuanciado por primera vez en 1989 siendo el primer gen humano identificado sin que se conociese en el momento la proteína que codificaba. La proteína fue posteriormente identificada y se descubrió que era un transportador iónico de cloro regulando su transporte a través de las membranas apical de células epiteliales. Es un gen de gran tamaño y en la actualidad se han descrito más de 1800 mutaciones en todo el gen capaces de causar la aparición de la FQ con frecuencias individuales variables siendo la mayoría de estas mutaciones pequeñas deleciones. El tipo de herencia de la FQ es autosómico recesivo por lo que los 2 alelos deben estar mutados para que se desarrolle la enfermedad. Debido al gran número de mutaciones causantes de FQ el diagnóstico molecular es complicado ya que además hay que tener en cuenta que la distribución de los alelos varía entre las distintas poblaciones por lo que los test genéticos deben tener este hecho presente. La penetrancia de la enfermedad es variable dependiendo de los alelos presentes en cada paciente, y a su vez, la expresión de cada alelo depende del entorno y del resto del genoma de cada paciente.  

Actualmente a los niños nada más nacer se les hace un diagnóstico genético mediante secuenciación del gen CFTR para saber si tienen la enfermedad, ya que es una enfermedad tratable. Cuando antes comienza el tratamiento, mayor calidad de vida y mayor longevidad.

·  Diagnóstico molecular indirecto: básicamente realizado a través de análisis de ligamiento. Se lleva a cabo mediante:

·     Diagnóstico molecular directo: podríamos secuenciar el gen CFTR, pero lo que está a la orden del día es la detección de las mutaciones, que básicamente se realiza a partir de dos estrategias:

·    Rastreo de mutaciones: técnicas de detección de mutaciones, pero sin identificación de la mutación. Algunas de las más usadas en este proceso son la electroforesis en gel con gradiente de desnaturalización, así como algunas variantes de PCR. Un ejemplo de esto es la detección de la mutación ΔF508. Esta detección se realiza gracias a una enzima de restricción que corta al alelo sano que no presenta la detección mencionada, lo que permite que el producto de PCR tras la amplificación sea menor en el alelo sano que en el que presenta la mutación, viéndose así la diferencia.

·    Identificación de mutaciones: técnicas basadas en hibridación específica con el alelo mutado. Por ejemplo, los kits ASO:dot blot, OLA (ensayo de ligación de oligonucleótidos), o el ensayo más tradicional de southern blot.

Las parejas que están atravesando un embarazo o tienen planes respecto de la gestación, pueden ser evaluadas en busca de mutaciones del gen CFTR, con el objeto de determinar las probabilidades de que su hijo nazca con fibrosis quística. La prueba se suele realizar en uno de los padres o en ambos y, en caso de detectarse un riesgo elevado de FQ, se efectúa también en el feto. Debido a que el diagnóstico prenatal no habilita formas de tratamiento superiores o alternativas, la principal razón por la que se lleva a cabo es, en la práctica, proporcionar la posibilidad del aborto en caso de que el feto presente la enfermedad. La prueba para fibrosis quística en parejas se ofrece de manera generalizada en países como los Estados Unidos y el Colegio Americano de Obstetras y Ginecólogos (ACOG, por sus siglas en inglés) recomienda la prueba en parejas que poseen un historial de FQ entre sus familiares directos o parientes cercanos, así como también en aquellas con riesgo elevado debido a su filiación étnica. Como consecuencia de que no todas las mutaciones conocidas son detectadas por las pruebas corrientes, un resultado negativo no garantiza que el niño vaya a estar libre de la enfermedad. Por otro lado, dado que las mutaciones sondeadas son necesariamente aquellas más comunes en los grupos de más alto riesgo, las pruebas en etnias de bajo riesgo son menos exitosas, ya que las mutaciones más extendidas en estos grupos son menos frecuentes en la población general.

Un número variable de mutaciones son relativamente comunes y se han encontrado con frecuencias variables en distintos grupos étnicos. Para la mayoría de estas mutaciones “comunes”, hay suficientes pacientes como para realizar análisis de sus consecuencias clínicas y su efecto patogénico sobre la función de la proteína se ha estudiado in vitro. Los efectos de las mutaciones comunes sobre la proteína en la célula se han clasificado en 5 grandes grupos:

Clase 1, con ausencia de producción de la proteína (ejemplo, p.Gli542X o p.G542X)

Clase 2, con defecto de procesamiento de la proteína (ejemplo, p.F508del)

Clase 3, con defecto en la regulación del canal (ejemplo, p.Gli551Asp o p.G551D)

Clase 4, con defecto en la conductancia (ejemplo, p. Arg117His o p.R117H)

Clase 5, por alteración del splicing o “empalme” (ejemplo c. 621+1G>T).

En las mutaciones clases 1 y 2, hay ausencia de la proteína en la membrana celular. En contraste, en las mutaciones clases 3 y 4 pueden resultar en la presencia de una proteína con cierta actividad residual, pero el defecto funcional suele ser más marcado en las mutaciones clase 3. Las mutaciones clase 5 tienen efecto variable, según el tipo de mutación. Las mutaciones clases 1, 2 y 3, se consideran “severas”, las clase 4, “leves” y las clase 5, como se señaló, tienen consecuencias variables. El resto de las mutaciones (más de 1600) han sido descritas en uno o muy pocos pacientes, lo que limita la posibilidad de correlacionarlas con las consecuencias clínicas. Para la mayoría de ellas, sus efectos deletéreos no han sido claramente demostrados in vitro. Así como se han descrito muchas mutaciones patogénicas, también hay centenas de polimorfismos o variantes normales. Con el uso cada vez más frecuente de screening preconcepcional o neonatal para diagnóstico presintomático, paneles diagnósticos que incluyen gran número de mutaciones, mayor acceso a secuenciación directa y otros métodos de búsqueda de rearreglos genómicos (inserciones, deleciones, inversiones, etc), se ha hecho cada vez más imperativo el contar con información que permita claramente distinguir entre variantes normales y mutaciones causantes de enfermedad. En este sentido, el consorcio internacional de análisis genético de FQ (Cystic Fibrosis Genetic Analysis Consortium) ha iniciado un estudio denominado Clinical and Functional TRanslation of CFTR o CFTR2, destinado a correlacionar todas las mutaciones con información completa, actualizada y revisada por expertos sobre los aspectos funcionales y las consecuencias clínicas de toda mutación listada en su base de datos (http://www.genet.sickkids.on.ca/cftr/app). Esto, sin duda, será de gran utilidad para los clínicos.

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