Mecanismos de transmisión hereditaria

Mayo 27, 2008José L. Badano, Ph.D.

Categorías de enfermedades humanas

- Monogénicas- Multifactoriales

Los modelos o clasificaciones por lo general representan una simplificación de la realidad

- Facilitan el entendimiento y comprensión del problema- Facilitan su estudio- Facilitan su disección

La clave está en no perder de vista que se trata de un modelo- no interpretar los datos exclusivamente bajo ese

modelo- adecuar el modelo cuando los datos “no encajan”

Cuál es la base celular y molecular de estas categorías?

La genética desde una perspectiva molecular

- Evaluar el gen en el contexto del genoma o del organismo y no en forma aislada

- La genética “moderna” intenta descubrir la función de las proteínas y las vías en las que participa

- La genética es el estudio de cómo las proteínas interaccionan y funcionan tanto solas como en complejos, y cuáles son las consecuencias de perturbar estos procesos

El tipo de mutación está asociado al mecanismo de herencia

Tipos de mutaciones desde el punto de vista molecular

- Recesivas: como se afecta la función proteica?

- Dominantes: - hiperactividad- sobre-expresión- función nueva- dominantes negativos- haploinsuficiencia

Tipos de mutaciones: “recesivas”

- Muchos tipos de mutaciones pueden resultar en un fenotipo recesivo

- Alelos nulos:- deleciones- codones de terminación prematuros

- Pérdida de función parcial:- hipomorfos

Mutación

Alterar actividad

- Mutando un sitio de interacción

- Mutando el sitio activo de una enzima

Alterar abundancia

- Alterando estabilidad

- Alterando nivel de expresión (promotores, nivel y estabilidad de ARNm)

Alterar localización

- Mutando señales de localización

- mutando dominios proteicos

Pérdida de función

Tipos de mutaciones: “dominantes”

- Por lo general resultan en la adquisición de una función no fisiológica

- Hiperactividad- función aumentada- mutación en un dominio de regulación negativa

- Si bien la gran mayoría de mutaciones determinan una pérdida de función (recesivas), las mutaciones dominantes son interesantes y por lo general afectan moléculas señales o componentes reguladores claves de un sistema

Mutación

Hiperactividad

- función aumentada - aumento de afinidad- mutantes constitutivamente activados

Expresión constante

- Ectópica (en los tipos celulares incorrectos)- Heterocrónicas (en el momento no adecuado; ciclo celular, desarrollo)

Función nueva

- Neomorfos- esta categoría incluye la anterior- supresores RNAt- especificidad alterada (por ADN, por otras proteínas) - actividad enzimática alterada

Mutaciones dominantes

Mutaciones dominantes

- Dominante negativos

- forma mutante interfiere con la función de la proteína salvaje

- basado en la idea que las proteínas funcionan mediante su interacción con otras proteínas

- el fenotipo se asemeja al de una mutación hipomórfica- el fenotipo debería reducirse en presencia de copias extra de proteína salvaje

Dominante negativo ejemplo 1

- Dominante negativos

- tetrámero en que todas las subunidades deben ser wt para tener función

wt

wt

wt

wt

- Mutación: ½ monomeros son mutantes: 1/16 de los tetrámeros será wt

wt

wt

wt

wt

wt

M

wt

M

M

M

M

M

wt

wtwt

MM

M

wt

M

- Los modelos son simplificaciones

- Siguiendo con el ejemplo anterior:

- incluso habiendo una mutación que en teoría afecte el 50% de la proteína producida

- la proteína mutante puede ser menos estable

- la proteína mutante puede tener menos afinidad por la wt

- feedback loops pueden llevar a producir más proteína

Dominante negativo ejemplo 2

- en algunos casos, aumentando la producción de una proteína puede tener un efecto dominante negativo (aunque el 100% de la proteína en la célula sea wt)

- Complejo heterotrimérico

- sobreproducción de

Mutaciones dominantes

- Haploinsuficiencia

- Mutación nula causa un fenotipo en presencia de la copia salvaje

- Por lo general afecta aquellos genes/proteínas cuyos niveles están altamente regulados (morfógenos por ejemplo)

- Más fácil de detectar en backgrounds que han sido sensibilizados por mutaciones que producen un fenotipo modesto

MonogénicasUno o dos alelos “fuertes” causan el fenotipo

• Dominante• Recesivo• Ligado al X• Mitocondrial

Categorías de enfermedades humanas

PKU and hyperphenylalaninaemia. PHENYLKETONURIA

- Defecto en la enzima hepatic phenylalanine hydroxylase (PAH) (Jervis GA, Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 82, 514–515, 1953).

- Este descubrimiento permitió el diagnóstico y tratamiento de individuos afectados

- Sin embargo ~ 1% de los pacientes no respondian bien a la terapia - A su vez, existe una gran variabilidad fenotípica (incluso con igual genotipo)

- defectos en el locus PAH causan la mayoría de los casos de PKU- heterogeneidad de alelos?- mutaciones en otros loci?

- En 1983, se mapea y clona PAH confirmando la heterogeneidad esperada

- Una década mas tarde, se descubren mutaciones en un loci que afecta la biosíntesis de Tetrahydrobiopterin (Blau N et al. Pteridines 4, 1–10, 1993)

La complejidad genética en PKU es bastante mayor que la originalmente esperada

Simplemente Monogénicas?

Las mutaciones o alelos siguen un patrón de herencia Mendeliano. Sin embargo el fenotipo no necesariamente lo hace.

En la gran mayoría de los casos, la identificación de mutaciones en un determinado locus no nos permite predecir el fenotipo que el paciente desarrollará

Esto se debe a la presencia de otros factores tanto genéticos como ambientales

Fibrosis Quística

- Ejemplo de enfermedad autosómica recesiva

- Mutaciones en CFTR (cystic fibrosis transmembrane conductance regulator) (Riordan JR et al. Science 245, 1066–1073, 1989).

- Hipótesis: el análisis del espectro de mutaciones en CFTR permitirá establecer correlaciones genotipo-fenotipo

- Nuevamente, variabilidad en el fenotipo, sobre todo en lo que respecta al aspecto pulmonar de la enfermedad

- Otra ves demostrando las limitaciones de un modelo puramente monogénico

- Llevando a la identificación de genes modificadores, en este caso del componente intestinal de la enfermedad (Zielenski, J. et al. Nature Genet. 22, 128–129, 1999)

- A su vez, algunos pacientes con un fenotipo CF moderado no presentan mutaciones en CFTR (Groman JD et al. N. Engl. J. Med. 347, 401–407, 2002)

- Dificultad para establecer correlaciones fenotipo-genotipo (CF, PKU, otras)

- Modelos Mendelianos son muy útiles para identificar genes en estos casos pero pueden no reflejar la base celular y molecular de una enfermedad

- Un gran número de enfermedades “monogénicas” son más complejas de lo esperado

Son estas enfermedades monogénicas complejas en realidad

multifactoriales?• Multifactoriales:

– Muchos alelos contribuyen % del defecto– Predisposición (contribuidores causales)– Moduladores del “age of onset”

(modificadores)– Moduladores de la severidad (modificadores)

• Componente ambiental significativo

Herencia monogénica

Herencia multifactorial

Uno o dos alelos “fuertes” causan el fenotipo

Varios alelos y el ambiente contribuyen en el fenotipo

Herencia oligogénica

Categoría “intermedia”: enfermedades oligogénicas

• Mutaciones en un número reducido de genes contribuyen al fenotipo– Efecto puede se aditivo o multiplicativo– Efecto puede se tanto causal como

modificador

Características de una enfermedad oligogénica:

- siguen siendo primariamente de origen genético

- requieren de la interacción de mutaciones en un número “limitado” de genes

- Gradiente entre enfermedades Mendelianas y complejas

- Donde se ubique una determinada enfermedad dependerá de:

- la existencia de un locus principal (CFTR)

- el número de loci involucrados

- la contribución de cada uno de ellos al fenotipo

- el impacto ambiental

- CF estaría a la “izquierda” de esa curva (un gen mayor + modificadores)

-Schizophrenia podría estar en el “medio”- predispocisión genética significativa (40–50% concordancia en estudios de gemelos)

- A la “derecha” podrían estar rasgos que afectan por ejemplo el comportamiento

- base genética poco conocida y cuantificable

Modelos oligogénicos

- A pesar de la participación de varios genes, los modelos mendelianos han sido instrumentales en el clonado de genes involucrados

- Como se puede reconocer la “oligogenicidad”?

1. correlaciones genotipo-fenotipo (o falta de…)

2. diferencias genotípicas en modelos animales (diferentes backgrounds)

3. identificación de mutaciones que no se ajustan a un modelo monogénico

4. establecimiento de ligamiento a más de un locus o la inhabilidad de detectar ligamiento

1. Correlación genotipo-fenotipo

• Se clona un gen para una enfermedad:

• espectro de mutaciones

• correlación entre tipos y mutaciones particulares con aspectos del fenotipo

• Frecuentemente este tipo de estudio no arroja datos significativos

• Entonces se expande el modelo para tomar en cuenta otros factores

Ejemplos incluyen un gran número de enfermedades genéticas:- PKU- CF- familial amyotrophic lateral sclerosis (FALS)

- defecto neurológico- transmitido en forma dominante

- La madre, hijo e hija segregan la misma mutación en SOD1 (V148G)- Expresividad variable- El hijo, más severamente afectado, es también homocigota para una mutación nula en ciliary neurotrophic factor (CNTF)- CNTF sería (sólo una familia) un modificador de FALS

Ejemplo: FALS

Mutaciones en CNTF han sido reportadas en pacientes Japoneses con varios problemas neurológicos pero como no estaban de acuerdo con un modelo de transmisión mendeliano, se concluyó que no eran causantes del fenotipo

En el año 1994:

2) Diferencias fenotípicas en modelos animales

- Análisis de mutaciones en un background genético homogéneo

- Herramienta clave para la identificación de modificadores

- Ejemplo: FAMILIAL ADENOMATOUS POLYPOSIS (FAP) causada por mutaciones en “adenomatous polyposis coli” (APC)

- Mutagénesis screen (ENU) deriva en el ratón Min (multiple intestinal neoplasia), causado por una mutación en Apc

- El fenotipo sin embargo es modulado por un segundo locus: Mom1 (modifier of Min)

3) Identificación de mutaciones que no se ajustan a un modelo monogénico

- En muchos casos, la oligogenicidad se ha descubierto por azar

- Ejemplo: RETINITIS PIGMENTOSA (RP), una enfermedad genética y clínicamente heterogénea que puede ser heredada como autosómica dominante, recesiva o ligada al X

- Primer modelo ejemplificando como la expansión de modelos teóricos resuelve datos mutacionales contradictorios

- Modelo “digénico” Kajiwara et al. demostraron que en algunas familias se requieren mutaciones en retinal outer segment membrane protein 1 (ROM1) y peripherin/retinal degeneration slow (RDS)

Degeneración de retina Polidactilia

Otras características:• Obesidad• Retardo Mental • Dificultades de aprendizaje• Malformaciones de gónadas y renales

Un modelo de enfermedad oligogénica es el Síndrome de Bardet-Biedl

Genéticamente heterogéneo:• 14 BBS genes mapeados (BBS1-12, MKS1, CEP290)

• Históricamente considerado un ejemplo de enfermedad autosómica recesiva

NFB14-BBS2

0201

0403

wtY24X

Y24X Y24X wt wt

wtY24X

NFB14-BBS6

wtwt wt A242S

0201

0403

wt wt A242SA242S

Existe interacción entre los distintos genes de BBS

AR237-BBS2

0201

0603 04 05

N70S

N70S

wt wt wt

N70S N70Swtwt wt wtwt

wt Y37C0201

06

AR237-BBS6

03 04 05

Y37C

Y37C

wt

wtwt wtY37C Y37Cwt Y37C

Katsanis et al, Science 293: 2256-2259 (2001)

Herencia Trialélica

En algunas familias, tres mutaciones son necesarias para desarrollar la patología

Katsanis et al, Science 293: 2256-2259 (2001)

0201

AR259- BBS6

03 04 05

Q147X

Q147X

wt wt

wtwtwtwt

wt

wt

0201

AR259- BBS2

03 04 05Y24X

Q59X wtwt

wtwt wt Y24X

wtwt

wtwtwtQ59X

Y24XQ59X wt

wtwtwt

Análisis de la herencia trialélica

- Usando uno de los genes más prevalentes, BBS1, y analizando 259

familias con BBS:

- Aproximadamente el 25% del las familias con BBS1, no encaja con un

modelo de herencia mendeliano

- El modelo oligogénico tiene tres predicciones básicas:

1) habrá pacientes con mutaciones en más de un gen de BBS

2) habrá no afectados con dos mutaciones en un gen de BBS

3) la frecuencia de las mutaciones “trialélicas” en la población

general deberá ser más alta que la esperada en un modelo

autosómico recesivo

1. Pacientes con mutaciones en más de un gen de BBS

PB056-BBS1

PYGMSNP1BBS1SNP2

DS112371DS114960

118A

M390RC

212247

118G

M390RT

200251

DS112371DS114960

118A

M390RC

212247

124G

M390RT

196259

PYGMSNP1

BBS1SNP2

PB056-BBS4

M472V wt

M472V wt

01

0202

01

Beales, Badano et al, Am. J. Hum. Genet.72:1187-99 (2003)

Beales, Badano et al, Am. J. Hum. Genet.72:1187-99 (2003)

0603

AR241-BBS1

wtM390R

04 05

wtM390R

01 02

0603

AR241-BBS2

04 05

wtIVSx2R315Q

wtIVSx2R315QR315Q R315Q

01 02

1. Pacientes con mutaciones en más de un gen de BBS

2. habrá no afectados con dos mutaciones en un gen de BBS

PB006-BBS1 PB029-BBS1

01 02

04M390R

03M390R

M390R M390R wtM390R

M390R M390R04

M390R03

M390R M390R M390R

01 02M390R M390R wtM390R

Beales, Badano et al, Am. J. Hum. Genet.72:1187-99 (2003)

3. La frecuencia de las mutaciones “trialélicas” en la población

general deberá ser más alta que la esperada en un modelo

autosómico recesivo

- Para BBS1 (y usando la mutación más común en este gen, M390R):

- 10% de los pacientes son homozigotas para M390R y la

prevalencia de BBS se estima sea de 1:100,000

Entonces:

- Se espera 1/1100 portadores

- Encontramos 2/658

Entonces, o la frecuencia de BBS 1:10,000 o una fracción

importante de M390R presenta penetración reducida

La prevalencia de patrones complejos es diferente para cada gen de BBS

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

BBS1 BBS2 BBS4 BBS6 BBS7

1 Mut

1 Mut + 2

2 Muts + 1

Recessive

2

1

2

11

4

BBS2-BBS1BBS1-BBS4BBS1-BBS6BBS7-BBS1BBS2-BBS4BBS2-BBS6

Beales, Badano et al, Am. J. Hum. Genet.72:1187-99 (2003)

El gen involucrado y el tipo de mutación determinan la carga mutacional necesaria para presentar el fenotipo

Distribution of Triallelic Mutations

1

2

5

2

2

1

N/N/NN/N/MM/M/MN/M/MM/M/UM/S/M

En el ejemplo de BBS: Hipótesis: la carga mutacional puede

explicar, por lo menos en parte, la variabilidad intrafamiliar

observada en BBS

Una característica de gran parte de las enfermedades

genéticas humanas es la gran variabilidad fenotípica (tanto

inter- como intra-familiar)

Problemas en este tipo de estudios:

1. Número reducido de familias en muchos casos

2. Evidencia de que los distintos alelos encontrados sean

realmente patogénicos

3. Dado que la variabilidad intrafamiliar es significativa (por

lo menos en BBS), se dificulta cuantificar el efecto de un

alelo?

Como “medir” la contribución genética en la variabilidad

fenotípica?

No obesityMild RPNo MRNml develNml speechNml teeth

Obese from age 1=90th centileRP/maculopathyMRDev. delaySpeech pathology/delayCrowded teeth

01 02

0403

01 02

0403

AR768- BBS1 AR768- BBS6

T325P wt wt wt

wtwtwt T325P

wt wt wtM390R

wtM390R wtM390R

wt wt wt fs

fswt wt fs

- Identificamos tres familias con individuos afectados portanto dos o tres mutaciones en un mismo pedigree

Badano et al, Hum. Mol. Genet.12:1651-1659 (2003)

Badano et al, Hum Mol Genet 12: 1651-59 (2003)

- La alteración T325P probablemente afecte la función proteica

No RPMild SNB

Severe RP Severe RP

Badano et al, Hum. Mol. Genet.12:1651-1659 (2003)

PB009-BBS1

9.4 9.5

9.1 9.2 9.3

M390R M390R M390R M390R M390R M390R

PB009-BBS2

9.4 9.5

9.1 9.2 9.3

L349W wt L349W wt

wt wtL349W wt

wt wt

M390R wt M390R wt

Herencia Trialélica

En algunas familias, el número de mutaciones se correlaciona con la severidad del síndrome

Es la variabilidad en PB009, típica de BBS?

PB009-BBS1

01 02

03 04 05

B PB009-BBS2

01 02

03 04 05L349W wt L349W wt

wt wtL349W wt

wt wt

M390R wt wtM390R

M390R M390R M390R M390R M390RM390R

- Edad de diagnóstico de retinopatía:

- paciente 03: 20

- paciente 04: 15

- paciente 05: 34

Badano et al, Hum. Mol. Genet.12:1651-1659 (2003)

- Cuál es la variación en la edad diagnóstico en familias con BBS “recesivo” y por lo menos un

alelo M390R (n=10)?

- La diferencia es de 2.3 años con un SD de 1.7

Cuál es la variabilidad intrafamiliar en la retinopatía causada por la mutación M390R en BBS1?

En PB009:

- La diferencia en edad al diagnóstico entre -03 y -04 es 5 years (normal)

- La diferencia para -05 es de 14 y 19 años con -03 y -04 respectivamente

- Entonces PB009 muestra una variación aumentada (P<0.014)

Badano et al, Hum. Mol. Genet.12:1651-1659 (2003)

Modelo gradiente par alelos oligegénicos

Badano et al, Hum Mol Genet 12: 1651-59 (2003)

Cuál es la base celular de la interacción genética observada en enfermedades

oligogénicas (y complejas)?

Parte II

1) Modelo de rescate de vía

Badano and Katsanis, Nature Rev Genet 3: 779-781 (2002)

Modelos de oligogenicidad

2) Complejo proteico

D

AB

C

D

FUNCTION

AB

C

D

B

A

B

C

D

A C

B

D

A BA B

A B orA B

A B

Badano and Katsanis, Nature Rev Genet 3: 779-781 (2002)

Modelos de oligogenicidad

Modelos de oligogenicidad

3) Poison Model

Badano and Katsanis, Nature Rev Genet 3: 779-781 (2002)

Como encaja BBS en estos modelos?

IP with MycProbed: HA

KDa71

4231

Myc

(ev)

/HA

-B

BS

4M

yc-B

BS

2/H

A-

BB

S4

Redundancia en el sistema: - muchas de las proteínas de BBS forman

complejos- comparten interactores

BBS4 y BBS8 interactúan con PCM1

Es probable que la interdependencia de las proteínas de BBS sea una cuestión de dosis en un sistema

redundante

Mutación #1

Mutación #2

MGC

Mutaciones adicionales

BBS7

BBS7

PCM1

citoplasma

PCM1

BBS4

BBS8

pericentriolar material

BBS6/BBS1

Como usar la información celular, bioquímica, y funcional para continuar disecando la genética?

Continuando con el ejemplo de BBS:

- 14 genes identificados hasta la fecha

- análisis de la secuencia de amino ácidos de las proteínas

codificadas no brinda pistas acerca de función (proteínas de

función desconocida)

- se ha comenzado a disecar la función de estas proteínas

mediante enfoques multidisciplinarios (biología celular,

bioquímica, modelos animales, y observaciones en pacientes)

• Un mal funcionamiento de las cilias es el defecto responsable de BBS

Kim et al, Nat Genet. 36:462-470 (2004)

Ansley et al, Nature. 425:628-633 (2003)

• El conocer la función celular afectada en una patología permite:1) Entender la base celular y molecular de los fenotipos

observados

• Poliquistosis renal

• Defectos de simetría (Situs inversus)

• Degeneración de retina

• Infertilidad

• El conocer la función celular afectada en una patología permite:2) Facilitar la elección de candidatos en estudios genéticos

clásicos

• El proteoma ciliar:

Basado en los modelos de oligogenicidad, proteínas que interactúen físicamente con nuestras proteínas de interés o que actúen en vías y/o funciones similares, serán nuevos candidatos

El conocer la función celular afectada en una patología permite:3) Desarrollar ensayos bioquímicos que pueden proveer nuevos

candidatos (tanto genes causales como modificadores)

De vuelta a la genética en BBS• La interacción entre los diferentes genes de BBS no puede explicar toda la variabilidad fenotípica observada en este síndrome

• Existen factores ambientales y otros factores genéticos que dado su baja prevalencia y contribución al fenotipo, están por debajo del límite de resolución de la “genética clásica”

• Podemos usar la información acerca de la función de estas proteínas, los complejos en los que participan y los procesos celulares afectados para facilitar la identificación de estos factores genéticos?

Hipótesis: genes que codifiquen proteínas en la “vía de BBS” serán candidatos fuertes a contribuir alelos ya sea causales o modificadores de la enfermedad

Li et al, Cell 117:541-552 (2004)

Yeast two-hybrid screens:~ 60 putative interactors

MGC1203

Esta proteína nueva interactúa con muchas de las proteínas de BBS

Yeast two-hybrid

Co-immunoprecipitations

*

MGC1203 se localiza en centrosomas/cuerpos basales y co-localiza con las proteínas de BBS

En IMCD3

Pregunta: mutaciones en MGC1203 contribuyen al fenotipo de BBS?

- Presente en 14 de 226 pacientes (6.2%) pero solo 4 de 274 controles (1.4%) (Fisher’s exact test P<0.006)

- TDT: En 27 tríos, el alelo 430T fue transmitido a los pacientes en 20 (desvío significativo de la distribución esperada 50:50, P=0.007)

Secuenciamos dos colecciones independientes de pacientes de BBS identificando algunas variantes

Especialmente interesante fue una C->T en la posición 430 (penúltima base del exon 3)

Estos datos apoyan la hipótesis de que variantes en MGC1203 contribuyen al síndrome de BBS.

Es el alelo 430T de MGC1203 patogénico?- Cambio silencioso en la penúltima base del exón 3: quizás defecto en splicing?

…GCCAAGTTCAAGAG …..…GTCATGTCCACCCCACCCAG AGTAGGCAAA….GCA

Exon 2 Exon 3

Normal

SC35

GGCCTT(C/T)G

SC35

ESE

GGCCTT(C/T)G

Cambio de marco de lectura y PTCSustrato para NMD

AGTAG

Para estudiar el efecto de esta mutación:

- PCR en tiempo real en líneas de pacientes con los distintos genotipos y análisis de minigene:

1

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

Untreated Emetine

MGC1203

/18S

RT

-PC

R c

ycle

rat

io

C/C

C/T

En líneas celulares de pacientes:- El nivel basal de ARNm de MGC1203 es mayor en células tratadas con emetine (inhibe NMD)

- Reducción del 20% en ARNm de MGC1203 en células no tratadas con genotipo 430C/T

3.5

3.7

3.9

4.1

4.3

4.5

4.7

4.9

14-C 316-C 316-T 316T-C

RT

-PC

R c

ycle

dif

fere

nce

bet

wee

n 5

bp

-del

an

d w

t MGC1203

sp

ecie

s

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

316-C 316-T 316-T SC35 316-TASF/SF2

316-T-C

Mu

tan

t MGC1203

mR

NA

am

ou

nts

(p

g)

Análisis de Minigene:- El minigene con una “T” produce significativamente más de la forma deletada

- Mutagenizando el sitio e inhibiendo diferente proteínas SR (siRNA) revierte la proporción

Sin embargo: mutaciones en MGC1203 no serían suficientes para causar BBS

- No se encontraron pacientes homocigotas para la alteración en

MGC1203

- Un padre no afectado es homocigota para el alelo 430T

- En 5 familias, el alelo 430T co-segrega con mutaciones en genes

causantes de BBS

En un background genético sensibilizado, niveles reducidos de ARNm para MGC1203 podrían afectar tanto la penetrancia como la expresividad del síndrome

- Tres familias adicionales muestran una correlación entre la presencia de la mutación en MGC1203 y una presentación clínica más severa

Análisis in vivo: MGC1203 interactúa genéticamente con otros genes de BBS Zebrafish

BBS4/MGC1203 Double Injections

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

BBS4 3ng/MGC 5ng

BBS4 1 ng/MGC 5ng

MGC1203 5ng

BBS4 3ng

BBS4 1ng

Controls

Morp

holin

o In

ject

ed

Percentage of Embryos

Class 2

Class 1

Normal

BBS6/MGC1203 Double Injections

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

BBS6 6ng/MGC 5ng

BBS6 3.5 ng/MGC 5ng

MGC1203 5ng

BBS6 6ng

BBS6 3.5ng

Controls

Morp

holin

o in

ject

ed

Percentage of Embryos

Class 2

Class 1

Normal

*

*

*

*

- Identificamos MGC1203 a través de una combinación de datos bioquímicos y predicciones informáticas

- El cambio “silencioso” C430T aumenta splicing alternativo y aberrante

- Esto probablemente ocurra mediante el fortalecimiento de un ESE en el exón 3 y la utilización de un aceptor de splicing críptico en el extremo 5’ del exón, resultando en una deleción de 5 bp

Conclusiones I

Conclusiones II

- El alelo 430T afectaría la penetrancia de BBS por lo menos en una familia, y la expresividad de la enfermedad en otras tres

- Este tipo de estudios muestra el poder de usar combinaciones de técnicas y modelos para detectar fenómenos genéticos

Ciliopatías

- El concepto de mutaciones en distintos genes funcionalmente

relacionados resultando en el mismo fenotipo (ejemplo BBS) puede

extenderse a:

- mutaciones en genes que participan en vías/procesos/organelos

relacionados pueden resultar en entidades clínicas similares

- Así surge el concepto de ciliopatía que engloba distintas

patologías que son consecuencia de defectos en estos organelos

Ciliopatías II

- A su vez, reconocer que determinados fenotipos son consecuencia de

defectos en un organelo particular es de suma ayuda a la hora de

predecir la base celular de patologías de etiología desconocida

- Esto a su vez puede facilitar la genética como en el ejemplo de BBS

El concepto de ciliopatía no sólo implica que patologías con

fenotipos similares puedan compartir la misma base celular sino

que a su vez, en algunos casos, mutaciones en un gen

determinado pueda estar causalmente relacionado a más de una

patología

Resumen

- Los modelos son herramientas poderosas pero es importante conocer sus limitaciones

- Tener en cuenta que los genes y proteínas no actúan en forma aislada sino en un sistema de alta complejidad

- Identificar el tipo de mutaciones, la función de la proteína en cuestión y las vías en las que participa facilita el estudio a nivel genético