ESTRATEGIA DE DIAGNOSTICO DE LA...

ESTRATEGIA DE DIAGNOSTICO DE LA DISCAPACIDAD INTELECTUAL EN

GENETICA CLINICA

Mª Dolores Miramar Gallart. Sección Genética y Reproducción Asistida.

Servicio de Bioquímica Clínica. Hospital Universitario Miguel Servet. Zaragoza

[email protected]

Congreso Nacional del Laboratorio Clínico 2016

La discapacidad intelectual (DI) se caracteriza por limitaciones significativas tanto en el funcionamiento intelectual como en el adaptativo, expresado en habilidades adaptativas conceptuales, sociales y prácticas

Discapacidad intelectual: Definición

Según la Asociación Estadounidense de Psiquiatría y la

Asociación Americana de Discapacidad Intelectual y del

Desarrollo (AAIDD)


Para niños menores de 5 años se usa el término retraso global del desarrollo (RGD)

Se origina con anterioridad a los 18 años

Prevalencia: 1-3%


Se clasifica según el cociente intelectual (CI):

DI leve: CI 50-70

DI moderado: CI 35-50

DI grave: 20-35

DI profundo: <20


Discapacidad intelectual: Etiología

Genética No genética

Malnutríción

Prematuridad

Exposición a teratógenos

Enfermedades maternas

Gemelaridad

Infecciones

Agentes físicos

Prenatal Perinatal

Hipoxia-isquemia

Hipoglucemia

Traumatismos

Hipotermia

Infecciones

Hemorragias

Postnatal

Desnutrición

Deprivación emocional

Infecciones del SNC

Traumatismos

Enfermedades vasculares

Intoxicaciones

Anomalías cromosómicas

Microdeleciones y microduplicaciones

Alteraciones del imprinting

Enfermedades monogénicas AD, AR, ligadas al X o mitocondriales

Se establece en el 30-50% de los casos


2ª Línea Estratégica de la Estrategia en enfermedades raras del

Sistema Nacional de Salud (Plan de Calidad del Sistema Nacional

de Salud)

PREVENCION Y DETECCION PRECOZ

9ª Línea Estratégica de la Excelencia Clínica (Area de actuación del

Plan de Calidad del Sistema Nacional de Salud)

MEJORAR LA ASISTENCIA A LOS PACIENTES CON ENFERMEDADES RARAS


Cariotipo de alta resolución

Síndrome de X-fragil

CGH array

Estudios genéticos en DI/RGD

Síndromes asociados a impronta genómica



Detecta alteraciones numéricas y estructurales

Mosaicismos

RECOMENDACIONES: sustitución por CGH array en casos RGD/DI




CGH array





arr 17p11.2(16,698,089-20,160,197)x3. Duplicación

intersticial de 3,46Mb.

Síndrome de Potocki-Lupski (PTLS - OMIM #610883)

• Exprematura de 35+5 semanas de Edad Gestacional. 2ª gemela. PRN: 1650. CIR.

• A los 11 meses ingresada para estudio de estancamiento ponderal. Dificultad para la alimentación: problemas en la deglución, vómitos.

• Fenotipo peculiar: Aspecto microsómico. Facies alargada. Raiz nasal ancha. Ojos profundos y frente abombada. Contacto social regular.

• Retraso pondoestatural, cognitivo y del lenguaje.

CASO CLINICO

CGH array: DUPLICACION Congreso Nacional del Laboratorio Clínico 2016

CGH array: DELECION

PR

OB

AN

DO

P

AD

RE

S

Cariotipo molecular: arr 22q13.31q13.33 (44,840,049-49,566,016)x1

Caso clínico: Niña de 18 meses con RGD, asimetría craneal, macrocefalia, estrabismo y ausencia del lenguaje

Sindrome de

Phelan-McDermid

Monosomía de 4.7Mb en 22q13


A BA BA B

CARIOTIPO MOLECULAR: arr7p22.3p22.1(178,208-5,337,472)x3,arr 15q26.3(98,010,522-100,201,137)x1. Deleción terminal de 2.2Mb del extremo distal del brazo largo del cromosoma 15 y una trisomía de 5.1Mb del extremo distal del brazo corto del cromosoma 7.

CGH array y FISH: TRASLOCACION DESEQUILIBRADA

ESTUDIO CITOGENETICO: Fórmula cromosómica: 46, XY, der(15) t(7;15) (p22;q26)mat. Fórmula cromosómica materna: 46, XX t(7;15) (p22;q26)




CGH array






Mutación dinámica:

expansión de triplete CGG

que afecta al gen FMR1

Prevalencia: 1/4000-1/5000


27 rep. CGGsAGG

AGG

5 6 7 8 9

10 rep.

NORMAL <54 rep. CGGs

ZONA GRIS [45-54 rep. CGGs]

alelo de 27 rep. CGGs, NormalTP-PCR:

Triplet-Primed PCR

Normal: <54 repeticiones

(Zona gris: 45-54 repeticiones)

Premutación: 54-200 repeticiones

Afecto: >200 repeticiones




CGH array





Síndrome de Prader-Willi

15q11-q13

Pérdida de función del gen

SNRPN, de expresión

paterna:

Deleción alelo paterno (75%)

Disomía uniparental materna

(20%)

Mutaciones en el centro del

imprinting (2-5%)

Prevalencia: 1-9/100000


NORMALIZACIÓN POR PICOS CONTROLES ME028 PRADER-WILLI

0

0,5

1

1,5

2

2,5

Chr 5q31

CYFIP

1

SN

RP

N (C

pG

isla

nd)

Chr 13q12

TU

BG

CP

1U

BE

3A e

xon 1

SN

RP

N a

lt exon 1

MK

RN

3 e

xon 1

MA

GEL2 (pro

mote

r)U

BE

A e

xon 1

SN

RP

N (C

pG

isla

nd)

MA

GEL2 e

xon 1

AP

BA2 g

ene

MK

RN

3 p

rom

ote

r

GABR

B3 e

xon 9

Chr 3p25

Chr 6q26

SN

RP

N U

1B e

xon

SN

RP

N U

3 e

xon

Chr 10p15

Chr 13q14

Chr 3p25

SN

RP

N e

xon 4

Chr 17p13

Chr 22q12

ND

N e

xon 1

Chr 17q21

Chr 13q14

Chr 15q26

UBE

3A e

xon 1

5

ATP10A e

xon 1

Chr 22q11

ATP10A e

xon 2

Chr 14q13

UBE

3A e

xon 1

GABR

B3 e

xon 1

ND

N e

xon 1

Chr 17p13

OC

A2 e

xon 2

2O

CA2 e

xon 1

Chr 15q26

Chr 3p22

Chr 2p16

PORCENTAJE MUESTRA NO DIGERIDA

0

10

20

30

40

50

60

SNRPN (CpG

island)

SNRPN alt exon 1 SNRPN (CpG

island)

SNRPN U1B exon NDN exon 1

CASO NORMAL

Estudio por MLPA (Multiplex-Ligation-Dependent Probe Amplification)



0

0,5

1

1,5

2

2,5

Chr

5q31

CY

FIP

1

SN

RP

N (

CpG

isla

nd)

Chr

13q12

TU

BG

CP

1

UB

E3A

exon 1

SN

RP

N a

lt exon 1

MK

RN

3 e

xon 1

MA

GE

L2 (p

rom

ote

r)U

BE

A e

xon 1

SN

RP

N (

CpG

isla

nd)

MA

GE

L2 e

xon

1A

PB

A2 g

ene

MK

RN

3 p

rom

ote

r

GA

BR

B3

exo

n 9

Chr

3p25

Chr

6q26

SN

RP

N U

1B

exon

SN

RP

N U

3 e

xon

Chr

10p15

Chr

13q14

Chr

3p25

SN

RP

N e

xon 4

Chr

17p13

Chr

22q12

ND

N e

xon 1

Chr

17q21

Chr

13q14

Chr

15q26

UB

E3A

exon 1

5

AT

P10

A e

xon 1

Chr

22q11

AT

P10

A e

xon 2

Chr

14q13

UB

E3A

exon 1

GA

BR

B3

exo

n 1

ND

N e

xon 1

Chr

17p13

OC

A2 e

xon 2

2O

CA

2 e

xon 1

Chr

15q26

Chr

3p22

Chr

2p16


0

20

40

60

80

100

120

SNRPN (CpG

island)

SNRPN alt exon 1 SNRPN (CpG

island)

SNRPN U1B exon NDN exon 1

SINDROME PRADER-WILLI POR DELECION


GABRA5 PROBANDO

PADRE

MADRE

SINDROME DE PRADER-WILLI POR DISOMIA UNIPARENTAL


0

0,5

1

1,5

2

2,5

Chr

5q3

1C

YFIP

1

SN

RP

N (C

pG is

land)

Chr

13q

12TU

BG

CP

1

UBE

3A e

xon

1

SN

RP

N a

lt ex

on 1

MK

RN

3 e

xon

1

MA

GEL2

(pro

mot

er)

UBE

A e

xon

1

SN

RP

N (C

pG is

land)

MA

GEL2

exon

1AP

BA2

gen

e

MK

RN

3 p

rom

oter

GABR

B3 e

xon 9

Chr

3p2

5C

hr 6

q26

SN

RP

N U

1B e

xon

SN

RP

N U

3 e

xon

Chr

10p

15C

hr 1

3q14

Chr

3p2

5SN

RP

N e

xon

4C

hr 1

7p13

Chr

22q

12N

DN

exo

n 1

Chr

17q

21C

hr 1

3q14

Chr

15q

26

UBE

3A e

xon

15

ATP10

A e

xon

1C

hr 2

2q11

ATP10

A e

xon

2C

hr 1

4q13

UBE

3A e

xon

1

GABR

B3 e

xon 1

ND

N e

xon

1C

hr 1

7p13

OC

A2

exon

22

OC

A2

exon

1C

hr 1

5q26

Chr

3p2

2C

hr 2

p16

M UES TRA NO DI GERI DA

0

20

40

60

80

100

120

SNRPN (CpG i sl and) SNRPN al t exon 1 SNRPN (CpG i sl and) SNRPN U1B exon NDN exon 1


0

20

40

60

80

100

120

SNRPN (CpG island) SNRPN alt exon 1 SNRPN (CpG island) SNRPN U1B exon NDN exon 1


0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

SNRPN (CpG island) SNRPN alt exon 1 SNRPN (CpG island) SNRPN U1B exon NDN exon 1


Síndrome de Angelman

15q11-q13

Pérdida de función del gen

UBE3A, de expresión

materna:

Deleción alelo materno (60-

75%)

Disomía uniparental paterna

(2-5%)

Mutaciones en el centro del

imprinting (2-5%)

Mutaciones puntuales (10%)

Prevalencia: 1/10000-1/20000


Niña de 15 meses.

RGD y epilepsia

Fenotipo peculiar con aplanamiento occipital, hipotonía axial, sonrisa sin estímulo

CASO CLINICO

FISH (hibridación in situ fluorencente):

Deleción

MLPA:

Deleción

Disomía uniparental (confirmación con

microsatélites)




CGH array





Síndromes asociados al neurodesarrollo

Enfermedades metabólicas: lisosomales, peroxisomales

Enfermedades mitocondriales

Secuenciación directa de genes conocidos/MLPA

Paneles/exomas dirigidos a genes asociados a una patología

Secuenciación del mADN

Análisis de fragmentos para mutaciones dinámicas por expansión, Southern-Blot


Tipificación etiológica

Descarta hipótesis alternativas

Evita pruebas médicas innecesarias

Permite consejo genético familiar/asesoramiento genético reproductivo

Mejora el seguimiento del paciente. Tratamiento precoz

Reducción costes en NGS frente a secuenciación Sanger


Consulta Neuropediatría

Anamnesis. Antecedentes familiares y personales

Examen físico. Percentiles peso, talla y perímetro craneal. Fenotipo morfológico

Valoración del contacto y comportamiento. Fenotipo conductual

Exploración neurológica y sensorial

¿DI/RGD? NO

NORMALIDAD O RETRASO MADURATIVO

SI O DUDOSO

DI/RGD aislado

DI/RGD asociado a otras alteraciones

ALGORITMOS DIAGNOSTICOS Congreso Nacional del Laboratorio Clínico 2016

DI/RGD aislado

Exámenes complementarios (I)

ESTUDIO BIOQUIMICO:

Hemograma,

Función tiroidea (TSH, T4 libre, T3)

CPK

Homocisteína

Acido fólico y vitamina B12

Glucosa, urea, creatinina, ácido úrico, colesterol, albúmina, GOT, GPT, GGT, iones, equilibrio ácido-base, calcio, triglicéridos, fósforo, fosfatasa alcalina

Test de CDT (Transferrina deficientemente carboxilada)

EEG/PEAT (OPCIONAL)

IgG de CMV (OPCIONAL)

¿Diagnóstico?

NO

SI Estudios de confirmación

Exámenes complementarios (II)

SI GENETICO

Consulta de Genética Clínica

Epilepsia

Focalidad neurológica

Hipoacusia

Alteraciones ofalmológicas Macrocefalia/microcefalia

Sospecha de malformación cerebral

Estudios de neuroimagen (RMN)

SI


DI/RGD asociado a otras alteraciones

Exámenes complementarios (I)

Si encefalopatía grave, afectación neurológica progresiva o multisistémica (especialmente lactantes): ingreso para estudio

ESTUDIO BIOQUIMICO (II):

Estudio bioquímico I

Cobre, ceruloplasmina

Cromatografía de ácidos grasos (AGCL)

Amonio, láctico

Aminoácidos

Betahidroxibutirato y ácidos grasos libres

Orina de 1ª micción: test de toluidina y estudio de ácidos orgánicos y test SAICAR (screening metabolismo de purinas)

Orina de 24 horas: oligosacáridos, ácido siálico y glucosaminoglicanos (GAG). Estudio de purinas y pirimidinas. Uricosuria

Actividad biotinidasa (en dry spot)

EEG/PEAT. ENG. ECO abdominal

Estudio cardiológico, oftalmológico

IgG de CMV

RM cerebral con espectroscopía

¿Diagnóstico? Estudios de confirmación

SI

NO

Exámenes complementarios (II)

SI GENETICO

Consulta de Genética Clínica

Estudios LCR y vitamina E


Consulta de Genética Clínica (I) Antecedentes familiares y personales DI/RGD

Arbol genealógico

Asesoramiento genético

Consentimiento informado

¿Diagnóstico?

SI

NO

Estudio genético dirigido a la enfermedad

Cariotipo de alta resolución (opcional)

Estudio de X-fragil

CGH-array

NO

Consulta Neuropediatría Reevaluación DI/RGD

¿Diagnóstico? SI Consulta de Genética Clínica.

Asesoramiento genético. Estudios familiares

SI DI/RGD evidente

Consulta de Genética Clínica (II)


Consulta de Genética Clínica (II) Asesoramiento genético

Consentimiento informado

Panel/exoma dirigido de discapacidad intelectual

¿Diagnóstico?

SI Consulta de Genética Clínica. Asesoramiento genético. Estudios familiares

NO

Exoma clínico (5700 genes OMIM)

Panel/exoma dirigido a grupo de enfermedades

DI/RGD sin asociaciones significativas

DI/RGD con asociaciones significativas

¿Diagnóstico?

Exoma-TRIOS (WES-TRIOS) (>19000 genes)

SI

NO


MODELO MULTIDISCIPLINAR

Neuropediatría

Genética Bioinformática

Otras especialidades médicas

Análisis clínicos y bioquímica

Bioinformática


Paciente Edad/Sexo Tipo de estudio genético final realizado

Gen Mutación Enfermedad (MIM)

Herencia Datos clínicos

Caso 1 26 meses

V Exoma clínico SMARCA2

c.2361C>G (p.Asn787Lys)

Síndrome de Nicolaides-Baraitser (MIM#601358)

AD

de novo

RGD, TEA, fenotipo peculiar: implantación baja de la raíz del cabello, facies alargada y triangular, bajo peso y talla

Caso 2 5 años

M

Panel de Síndrome de Kabuki y fenotipos incluídos en el diagnóstico diferencial

ANKRD11 c.7834G>T (p.Glu2612*)

Síndrome de KGB (MIM#148050

AD

Heredado vía materna

RGD. Fenotipo peculiar: microcefalia, orejas de implantación baja, paladar ojival, pestañas largas, cejas pobladas, ojos rasgados

Caso 3 10 años

M

Panel de Síndrome de Kabuki y fenotipos incluídos en el diagnóstico diferencial

ARID1B c.3223C>T (p.Arg1075*)

Síndrome de Coffin-Siris (MIM#135900)/MRD12 (MIM#614562)

AD

de novo

DI. Problemas de alimentación. Talla baja en tratamiento con GH. Fenotipo

Caso 4 15 años

M Exoma-TRIOS SBF1

c.4822C>T (p.Pro1608Ser)

c.2165C>G (p.Ser722Cys)

CMT4B3 (MIM#615284)

AR

DI. Polineuropatía sensitivo-motora. Talla baja sindrómica y alteraciones esqueléticas.

CASOS DIAGNOSTICADOS POR NGS Congreso Nacional del Laboratorio Clínico 2016

Paciente Edad Tipo de estudio genético final realizado

Gen Mutación Enfermedad (MIM)

Herencia Datos clínicos

Caso 5 5 años

M

Exoma dirigido a discapacidad intelectual

ZBTB18

DEAF1

c.301G>A (c.Ala101Thr)

c.851G>A (Cys284Tyr)

MRD22 (MIM#612337)

MRD24 (MIM#615828)

AD

AD

RGD. Fenotipo: boca en carpa. Clinodactilia 5º dedo bilateral. Ausencia de lenguaje

Caso 6 13 años

V

Exoma dirigido a DI

SYNGAP1 c.3595G>T (p.Glu1199*)

MRD5 (MIM#603384)

AD DI

Caso 7 1 año

M

Exoma dirgido a DI

DYNC1H1 c.4185+1G>C MRD13 (MIM#614563)

AD RGD. Crisis convulsivas

Caso 8 16 años

V

Panel DI ligado al X

ATRX

c.5957-9_5958del

(p.Ser1986_Asp2008delinsAsn)

Mental retardation-hypotonic facies syndrome (MIM#309580)

Ligado al X

de novo

DI.Ausencia de lenguaje

CASOS DIAGNOSTICADOS POR NGS Congreso Nacional del Laboratorio Clínico 2016

ESTUDIOS FUTUROS

¿Qué retos nos esperan en el estudio de la DI/RGD)?

WGS (Whole genome sequencing)

Estudios epigenéticos


ESTUDIOS FUTUROS




Gilissen et. al, 2014 Gilissen et. al, 2014


ESTUDIOS FUTUROS



Bases de datos. Interpretación


Gilissen et. al, 2014 Gilissen et. al, 2014

Mutaciones somáticas

Genes de susceptibilidad


Agradecimientos Servicio de Pediatría

Unidad de Neuropediatría y Unidad de

neonatología. Hospital U. Miguel Servet Dr. Javier López Pisón

Dr. Jose Luis Peña Segura

Dra. Inmaculada García Jiménez

Dra. Amparo López Lafuente

Dr. Miguel Lafuente

Dra. Lorena Monge

Dra. Cristina Fuertes

Dra. Pilar Abenia Usón

Servicio de Bioquímica Clínica.

Hospital U. Miguel Servet

Dr. José Puzo

Dr. Jose Ignacio González Hevia (Genética)

Dra. Mª José Alcaine (Genética)

Dra. Ana Rodríguez Valle (Genética)

Dra. Silvia Izquierdo Alvarez (Genética)

Dra. Ana Belén Lasierra (Genética)

Dra. Yolanda González Irazábal

(Metabolopatías)

Gracias por su atención

A los pacientes y a sus familias

“Mira hacia el cielo, nunca encontrarás el arcoiris si siempre estás mirando

hacia abajo” (Canción escrita y cantada por Charles Chaplin en The Circus))


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