Date post: | 22-Jan-2016 |
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GENÉTICA DE LA ENFERMEDAD DEL TROFOBLASTO
Isabel López Expósito
Unidad de Citogenética.
Centro de Bioquímica y Genética
Clínica.
ANOMALIAS CROMOSOMICAS
• 0.6% de los recién nacidos vivos• 50% -60% de los abortos
espontáneos.
Sospecha de anomalía cromosómica:
• Malformaciones• RM inespecífico• Anomalías del desarrollo sexual• RN con retraso del crecimiento y
dismorfia.• Parejas con esterilidad o
infertilidad• Baja talla, etc
CARIOTIPO
Citogenética clínica
• Cultivo de tejidos in vitro
• Fitohemaglutinina
• Colchicina
• Choque hipotónico
CBGC
•1956: 46 cromosomas (no 48)
•1959: (Lejeune) crom extra en el síndrome de Down
Cultivo celular
Colonia de amniocitos Colonia de epiteloidesColonia de fibroblastos
Cariotipo humano
Tinción homogénea con Giemsa Bandas G
Comienzos de la citogenética
7 grupos (A_G)
Bandeado: años 70
Hasta entonces 400-550 bandas
Hetrocromatina constitutiva (constricción secundaria)
Telómeros
Centrómero (constricción primaria)
Tallo (constricción secundaria)
Satélites
Brazo corto (petit)
Brazo largo
(queue)
centrómero
Acrocéntrico
ISCN : Nomenclatura internacional
Síndrome de Down
Anomalías numéricas
• Trisomías: 47 cromosomas. Letales excepto las
21, 13, 18, 8 y cromosomas sexuales.
• Monosomías: 45 cromosomas. Letales excepto
algunos casos del X.
• Poliploidías: TRIPLOIDIAS (69 cromosomas) Y
TETRAPLOIDIAS (92)
TRIPLOIDIA
• Tipo I: DIANDRIA• Doble contribución
paterna: fertilización simultánea de dos espermas (la mayoría) o fertilización con un esperma diploide
• Aborto: 10-20 semanas• Feto crecimiento normal.• Cabeza normal o
microcelafia.• Mola Hidatiforme
parcial
• Tipo II: DIGINIA• Doble contribución
materna: no disyunción meiótica en ovogénesis, retención del corpúsculo polar, o fertilización de un ovocito primario.
• Aborto: 10 semanas.• Retraso crecimiento
severo, macrocefalia• Placenta pequeña no
molar.
INFLUENCIA DE DIFERENTES ESTADOS DE IMPRINTING
1-3% de los embarazos reconocidos; 99.99% son abortos del primer trimestre o muerte fetal intraútero del segundo trimestre.
Metafase I
Productos meióticos normales
Meiosis I normal
Meiosis IInormal
Ambas cromátidas van al mismo polo
Gameto destinado Gameto destinado a a dar monosomía dar trisomía
No disyunción Meiosis II
Metafase I (meiosis I)
Los cromosomas no se separan
Meiosis II Normal
Gametos con disomía que Gametos nulisómicos que darán darán lugar a trisomía lugar a monosomía (letal)
No disyunción Meiosis I
Triploidia en mosaico
Mezcla de células normales y células triploides.
Error postzigótico:
- origen paterno: 2º pronúcleo espermático+ blastómera embrionaria
- origen materno: 2º corpúsculo polar+ blastómera embrionaria
Pueden ser viables, dependiendo del porcentaje de células anormales y su distribución en los tejidos
Retraso de crecimiento prenatal y postnatal, características faciales peculiares, sindactilia y retraso mental. Asimetría corporal e hiper o hipo-pigmentación de la piel siguiendo las líneas Blaschko. Algunos tienen pubertad precoz.
Cariotipo en biopsia de piel
2n Zygote
Clasificación citogenética de la mola hidatiforme
Mola completa, clásica o anembrionada -1/2000 embarazos. Más común en adolescentes y en >40 años.
-Cariotipo diploide (origen paterno): 46,XX (90%) o 46,XY(10%)
Mola incompleta, parcial o embrionaria -1/700 embarazos.
-Cariotipo triploide (69,XXX o 69,XXY). -Dotación haploide extra origen paterno: DIANDRIA
Mola hidatiforme recurrente familiar. -Dotación cromosómica diploide biparental. -Condición autosómica recesiva
Mola hidatiforemecompleta
Mola Hparcial
Mola Biparentalrecurrente
Análisis ADN de la mola hidatiforme completa. A).Fertilización de un ovocito sin núcleo activo seguido de duplicación de los cromosomas paternos (un único alelo) B. Fertilización con dos espermas (dos alelos).
Mola completa homocigótica (monospérmica)
CITOGENETICA MOLECULAR: FISH
Mola completa hidatiforme 46,XX. FISH en tejido de placenta con una sonda específica para el cromosoma X.
EPIGENÉTICA E IMPRINTIG GENÓMICO
Efecto epigenético: La secuencia de ADN de un gen se mantiene inalterada, pero su capacidad de expresión se ve modificada en la transmisión germinal o somática y esa modificación es reversible.
Imprinting genómico: Efecto epigenético que ocurre en la transmisión germinal: activación diferencial de los dos alelos de un locus o loci, uno es funcional y el otro es “silenciado”.
Imprinting genómico
• Mecanismo de regulación génica.• Expresión monoalélica: sólo uno, del par de
alelos, está activo.• Puede ser específico de tejido o de un estado
del desarrollo.• Proceso reversible. • Metilación de las bases de citosina en las islas
CpG: “marca epigenética”-> silenciado en cis de genes cercanos: Mantenimiento del estado activo/inactivo de un gen
Los residuos de citosina dentro de los dinucleótidos CpG pueden ser metilados en la posición 5 del anillo de pirimidina.
Características de un gen sometido a imprinting. Las flechas indican las regiones repetitivas. Alelo 1: condensación nucleosomal mediante deacetilación y metilación (no expresión).Alelo 2: descondensación de la cromatina mediante acetilación y demetilación-> se une el complejo de transcripción.
Metilado: no expresión
Evidencias del imprinting genómico
Principio de los 80: Transfección de pronucleos en ratones:
-cigotos ginogenéticos (los dos sets de crom.maternos, equivalente a partenogénesis) No se forman los componentes extraembrionarios y el embrioblasto deriva en teratoma.
-cigotos androgenéticos (dos sets crom paternos): fallan en desarrollar un embrioblasto mientras que el trofoblasto prolifera en exceso, resultando en una mola hidatiforme (MH).
Ambos genes maternos y paternos son esenciales para un desarrollo embrionario normal.
Evidencias del imprinting genómico
• Triploides humanos• Embriones con cromosomas específicos de un
solo padre (disomía uniparental): determinados genes pueden funcionar de forma diferente dependiendo si vienen del padre o de la madre.
• Años 90: se descubrieron los primeros genes imprintados y su implicación en determinadas enfermedades genéticas humanas.(S Prader Willi/ S.Angelman)
Microdeleción 15q11.2-15q13
S. Prader-Willi• Deleción origen
paterno.
• Hipotonía, obesidad, hipogonadismo, retraso mental, desarrollo de manos y pies pequeños, facíes característica.
S. Angelman• Deleción origen
materno
• Retraso mental, risa frecuente e inusual, movimientos atáxicos repetitivos, facíes con boca y lengua grande, convulsiones.
PW.gif
(>70%) (28%
)
(<2%)
Síndrome de Prader Willi
Cromosoma 15
Análisis metilación -PW
Sensible a la metilación
2/5 control normal
3/6 paciente PW+
4/7 paciente PW-
6
4.4
Heterodisomia uniparental
materna
PCR- microsatélites
Microdeleción 15q11.2-15q13
Ciclo de imprinting/metilación del ADN
• Tras la fertilización (16 cel), la mayoría de los genes están sujetos a una demetilación activa excepto en islas CpG de genes imprintados.
• Pregástrula: metilación global “de novo”, excepto genes
estructurales o genes que se expresan en el embrión (alfafetoproteina)
• Demetilación conforme hay expresión, excepto cromosoma X inactivo.
• En las células germinativas primordiales del embrión el imprinting se “borra” a un estado inicial y posteriormente se reestablece de nuevo según el patrón de metilación específico de la gónada.
Borrado
Establecimiento
Defecto deborrado
Defecto establecimiento Defecto de mantenimientoError de: metilación demetilación Metil. postccig. Pérdida de metil
Mantenimiento
Control del imprinting por los centros de imprinting (IC) La figura muestra los tres estados donde puedeocurrir mutación en el IC produciendo un imprintingl alterado. En el “defecto de borrado”, se produce una incapacidad de eliminar la metilación previa en células germinales. En el “defecto de establecimiento”, el cromosoma es erróneamente metilado o demetilado en células germinales maduras. En el” defecto de mantenimiento”, se produce una metilación ó pérdida de metilación postcigótica.
Consecuencias fenotípicas del imprinting
• Una proporción importante de genes imprintados están implicados control del desarrollo fetal.-Insulina y sistema de factor de crecimiento semejante a la insulina.
• El crecimiento fetal depende de la disponibilidad de nutrientes.-Regulación indirecta mediante alteración en la función o desarrollo de la placenta.(La mayoría de los genes imprintados se expresan en la placenta): gen Mash2 y Igf2.
• Implicados en el desarrollo del cerebro (enfermedades con efecto del origen parental):PW/AS, autismo, desorden afectivo bipolar, epilepsia, esquizofrenia, síndrome de Tourette y síndrome de Turner.
Patogénesis mola hidatiforme• Mola completa: hiperplasia placenta, no desarrollo embrionario• Teratoma (células germinales femeninas activadas partenogenéticamente) :
tejido embrionario, no trofoblasto• Triploides digínicos: placenta pequeña, retraso crecimiento fetal.
• Efecto del imprinting, los genomas parentales contribuyen de manera diferente al desarrollo de la placenta; los genes expresados del padre promueven la proliferación y diferenciación del trofoblasto, y los genes que se expresan de la madre son esenciales para contrarrestar este efecto.
• Gen candidato: p15 kip2 ( inhibidor de la kinasa dependiente de ciclina) regulador negativo de la proliferación celular.
Placenta normal: se expresa sólo del alelo materno Mola hidatiforme completa: no se expresa (cromosomas sólo paternos)
Deben existir otros genes implicados.
Síndrome de Beckwith-Wiedemann (BWS) • Sobrecrecimiento intrauterino,
visceromegalia, alto peso al nacer, macroglosia y omfalocele. La placenta suele ser grande. Riesgo incrementado de desarrollar tumores en la infancia (ej. tumor de Wilms).
• Anomalías de la región 11p15 : cluster de genes imprintados. Duplicación en el cromosoma paterno: sobreexpresion de los genes IGF2 o KCNQIOT1.
pat mat
MHBi es una rara enfermedad recesiva autosómica con expresión limitada al sexo
El proceso de demetilación se produce de forma normal pero hay un fallo para reestablecer el modelo de metilación materna
Hay excepciones: penetrancia reducida, pudiendo ser el defecto de demetilación parcial o superarse. Algunas mujeres tienen embarazo normal a pesar del 100% de riesgo de recurrencia.
La identificación de genes es difícil; pequeño número de mujeres y familias afectadas y ausencia de un modelo animal conocido. Genes candidatos: Dmetiltransferasas (no se han encontrado mutaciones). Análisis de ligamiento: región en el brazo largo cromosoma 19
Más de un locus afectado implicado en el establecimiento de las “marcas de imprinting” en la línea germinal materna o su mantenimiento tras la fertilización.
MOLA HIDATIFORME BIPARENTAL
Germ cells Embryo
Borrado reestablecimientomantenimiento
Mutación MHBi
…...regiones imprintadas
IMPRINTINGNORMAL
MOLAHIDATIFORMEcompleta
MOLABIPARENTALNo remetilación enovogénesis
PATOGÉNESIS MOLA HIDATIFORME BIPARENTAL
La identificación de las causas genéticas permitirá el conocimiento de:
-causa de MHBi - dinámica del imprinting en gametos y
embriones preimplantados. -posible relación entre tecnología de
reproducción asistida y alteraciones del imprinting.
-alteraciones epigenéticas observadas en embriones clonados y células madre embrionarias.
Asesoramiento genético MH
• Riesgo de recurrencia: 1-1.5%• Dos embarazos previos molares: 20%• MHBi: 100% de riesgo recurrencia (la mayoría) -FIV con ovocitos de donante.• MH puede existir junto con gemelo normal:
muerte intraútero 2º trimestre, sólo 40% nacimiento gemelo normal
• MHC: 15% riesgo desarrollo mola invasiva y 3% para coriocarcinoma. MHP: 0.5% y 0.1% respectivamente
• MHBi: pronóstico y tratamiento similar a la MHC