Bases genéticas de ataxias y paraparesias espásticas

Abstract

[ES] Las ataxias constituyen un grupo de enfermedades neurológicas caracterizadas por una amplia expresividad variable y una gran heterogeneidad genética que conllevan, entre otros, el deterioro de la capacidad de coordinación motora asociada al cerebelo. Por su parte, las paraparesias espásticas también se caracterizan por constituir un grupo muy heterogéneo de trastornos neurodegenerativos, que causan manifestaciones clínicas relacionadas con una espasticidad progresiva y debilidad en las extremidades inferiores. Ambas condiciones incluyen formas hereditarias transmitidas de forma autosómica o ligadas al cromosoma X, dominante o recesiva. El elevado número de formas de ataxias y paraparesias espásticas, así como trastornos del movimiento relacionados que han sido descritos dificulta el diagnóstico. Considerando lo anterior, el diagnóstico genético mediante la utilización de herramientas basadas en la NGS (Next Generation Sequencing), permite una mayor efectividad en el diagnóstico de estos y otros grupos de enfermedades mendelianas que cursan con heterogeneidad genética.

En el presente trabajo se han investigado 15 probandos con ataxia o paraparesia espástica empleando el panel de genes SureSelect Custom Constitutional Panel 17 Mb de Agilent Technologies con el fin de indagar en las bases genéticas de la enfermedad que presentan. En el filtrado de datos se priorizaron cambios localizados en genes implicados en ataxias, paraparesias espásticas o síndromes que cursaran con estos signos, empleando un pipeline propio del laboratorio. Se ha recurrido al uso de herramientas de predicción in silico para estudiar el posible efecto deletéreo de los cambios candidatos. Adicionalmente, se ha investigado la patogenicidad de algunas variantes candidatas a ser mutación causal mediante ensayos funcionales.

En un paciente de la serie clínica se ha identificado un cambio en el gen SPAST (NM_014946): c.870+3A>G (rs1553314979). Mutaciones en SPAST se asocian a SPG4, la forma más común de paraparesia espástica autosómica dominante. Los signos clínicos manifestados por el probando coinciden con este trastorno, por lo que se ha decidido realizar un estudio in vitro de minigenes y un análisis de los transcritos de SPAST en este paciente para evaluar los efectos de la mutación sobre el splicing.

Del mismo modo, en otro paciente de la serie se ha caracterizado la presencia de la mutación c.-168G>T en el gen FTL (NM_000146.4). FTL codifica la cadena ligera de la ferritina y está implicado en trastornos como la neuroferritinopatía o el síndrome hereditario de hiperferritinemia y cataratas. La mutación detectada se localiza en la región promotora del gen, por lo que se ha decidido estudiar el efecto que esta tiene sobre la expresión de FTL mediante un ensayo de expresión de luciferasa.

[EN] Ataxias constitute a group of neurological diseases characterised by a wide variable expressivity and genetic heterogeneity that involve, among others, impairment of the motor coordination capacity associated with the cerebellum. Spastic paraplegias, also known as spastic paraparesis, are also characterised by being a very heterogeneous group of neurodegenerative disorders, causing clinical manifestations related to progressive spasticity and weakness in the lower limbs. Both conditions include inherited forms that are transmitted in an autosomal or X-linked, dominant or recessive manner. The large number of forms of ataxias and spastic paraplegias, as well as, related movement disorders, that have been described makes diagnosis difficult. Bearing that in mind, genetic diagnosis using NGS (Next Generation Sequencing) based tools allows a more effective diagnosis of these and other groups of Mendelian diseases with genetic heterogeneity.

In the present study, 15 probands with ataxia or spastic paraplegias have been investigated using the Agilent Technologies SureSelect Custom Constitutional Panel 17 Mb gene panel in order to explore the genetic basis of the disease they present. Data filtering prioritised changes located in genes involved in ataxias, spastic paraplegias or syndromes with these signs, using the laboratory's own pipeline. In silico prediction tools have been used to study the possible deleterious effect of candidate mutations. Additionally, the pathogenicity of some candidate causal variants has been investigated using functional assays.

The variant c.870+3A>G (rs1553314979) located in the SPAST gene (NM_014946) has been identified in one patient in the clinical series studied. Mutations in SPAST are associated with SPG4, the most common form of autosomal dominant spastic paraparesis. The clinical signs manifested by the proband are consistent with this disorder, so it was decided to perform an in vitro study of minigenes and an analysis of SPAST transcripts in this patient to evaluate the effects of the mutation on splicing.

Similarly, the presence of the c.-168G>T mutation in the FTL gene (NM_000146.4) has been characterised in another patient in the series. FTL encodes the ferritin light chain and is implicated in disorders such as neuroferritinopathy or hereditary hyperferritinaemia and cataract syndrome. The mutation detected is located in the promoter region of the gene, so it was decided to study the effect of this mutation on FTL expression using a luciferase expression assay.