Bases genéticas de las ataxias. Análisis de mutaciones de splicing en ATM

Abstract

[ES] Las ataxias cerebelosas son un grupo heterogéneo de enfermedades del sistema nervioso central de carácter progresivo debidas a un proceso degenerativo que afecta a sistemas neuronales selectivos del cerebelo y sus vías. Los síntomas motores incluyen pérdida del equilibrio y de la coordinación, marcha inestable, disartria y movimientos oculares anómalos. Las ataxias hereditarias se suelen clasificar en dos grupos principales: ADCAs (Autosomal Dominant Cerebellar Ataxias) y ARCAs (Autosomal Recessive Cerebellar Ataxias), si bien también existen las formas ligadas al X. La prevalencia global de las ADCAs se estima en 1-5/100.000 y de las ARCAs en 3/100.000. Las ADCAs más frecuentes son las SCAs (SpinoCerebellar Ataxias) y las formas ARCA más comunes son la ataxia de Friedreich y las ataxias con mutaciones en el gen SPG7. Tanto para un grupo como para otro de ataxias, se conocen más de 80 genes implicados y esta cifra sigue creciendo. La disponibilidad actual de técnicas de secuenciación de última generación (NGS, Next Generation Sequencing) facilita indudablemente la consecución de un diganóstico genético de una forma más rápida y eficaz. Bases genéticas de las ataxias. En el marco de un proyecto de mecenazgo (http://indacea.org/) hemos diseñado una nueva herramienta de diagnóstico molecular para ataxias y paraparesias espásticas (SPGs). Hemos diseñado un panel con tecnología SureSelectXT (Agilent) para MiSeq (Illumina), que comprende 363 genes asociados con estos grupos de trastornos (panel AtxSPG-365). Así, en el marco del presente trabajo fin de grado se han investigado 19 pacientes con ataxias, cuyos datos crudos se han filtrado de acuerdo con un pipeline de diseño propio para la priorización de variantes de interés. Éstas han sido posteriormente analizadas mediante análisis de segregación con el propósito de lograr evidencias que afiancen o descarten que realmente son mutaciones clínicas. Análisis de una mutación de splicing en ATM. En una paciente de nuestra serie clínica de ataxia, mediante el panel AtxSPG-365 se identificaron dos cambios intrónicos en el gen ATM (NM_000051.3): c.2921+1G>A (rs587781558, intrón 19)/c.1899-11C>G (rs730881282, intrón 12). ATM está implicado en la ataxia telangiectasia (AT; MIM 208900), una enfermedad rara pediátrica. La AT cursa con herencia autosómica recesiva y clínicamente se caracteriza por ataxia cerebelar y otras manifestaciones neurológicas, telangiectasias, y afectación del sistema inmune. El cuadro clínico de la paciente era compatible con el definido para la AT y por ello, era nuestro interés indagar si realmente estas mutaciones afectaban a la proteína resultante. Para ello se han llevado estudios genéticos adicionales (análisis de segregación) e in silico, y analizando la expresión del ARNm de la paciente, se ha investigado si la mutación afecta al procesado correcto de la proteína.

[EN] Cerebellar ataxias are a heterogeneous group of diseases of the central nervous system of progressive character, due to a degenerative process that affects to selective neuronal systems of the brain and its pathways. Motor symptoms include loss of balance and coordination, unsteady gait, derangement, and abnormal eye movements. Hereditary ataxias are usually classified into two main groups: ADCA (Autosomal Dominant Cerebellar Ataxias) and ARCA (Autosomal Recessive Cerebellar Ataxias), although there are also X-linked forms. The overall prevalence of ADCA is considered in 1- 5/100,000 and ARCAs in 3/100,000. The most frequent ADCAs are SCAs (SpinoCerebellar Ataxias) and the most common ARCA forms are Friedreich's ataxia and ataxias with mutations in the SPG7 gene. Both, for one group and another of ataxias, more than 80 genes are known and this numere continues to grow. The current availability of Next Generation Sequencing (NGS) undoubtedly facilitates the achievement of a genetic diagnosis in a faster and more efficient way. Genetic bases of ataxias. In the framework of a sponsorship project (http://indacea.org/) we have designed a new molecular diagnostic tool for ataxias and spastic paraparesies (SPGs). We designed a panel with SureSelectXT (Agilent) technology for MiSeq (Illumina), comprising 363 genes associated with these groups of disorders (AtxSPG-365 panel). Thus, in the framework of the present bachelor’s thesis, 19 patients with ataxias have been investigated. Their results have been filtered according to a design pipeline of our own for the prioritization of the variants of interest. These have been analyzed by segregation analysis with the purpose of obtaining evidences that reveal or discard that these are clinical mutations. Analysis of an ATM splicing mutation. In a patient from our clinical ataxia series, two intronic changes in the ATM gene (NM_000051.3) were identified by the AtxSPG-365 panel: c.2921+1G>A (rs587781558, intron 19) / c.1899-11C> G (rs730881282, intron 12). ATM is involved in ataxia telangiectasia (AT, MIM 208900), a rare pediatric disease. AT has an autosomal recessive inheritance and is clinically characterized by cerebral ataxia and other neurological manifestations, telangiectasia, and involvement of the immune system. The clinical picture of the patient was compatible with that defined for the AT and therefore, our interest was to investigate if these mutations affect the resulting protein. To this end, additional genetic studies (segregation analysis) and in silico analysis have been carried out, and by analyzing the mRNA expression of the patient, the mutation in the correct process of the protein has been investigated.