Diagnóstico genético de neuropatías periféricas hereditarias e investigación de la patogenicidad de una mutación mediante el empleo de un organismo modelo

Abstract

[ES] La enfermedad de Charcot-Marie-Tooth (CMT) y neuropatías relacionadas comprenden un grupo de trastornos neurológicos con una amplia variabilidad clínica y genética. Las técnicas basadas en Next Generation Sequencing (NGS) han mejorado el diagnóstico genético, pero, a veces, el gran número de variantes identificadas dificulta determinar cuál de éstas es la causante de la enfermedad. En la mayoría de casos, se identifican variantes que deben ser investigadas mediante ensayos funcionales, empleando organismos modelo, con el fin de determinar su patogenicidad. En el presente Trabajo Final de Grado se ha realizado el análisis de datos procedentes de un panel de genes dirigido al diagnóstico de la enfermedad de CMT, atrofia espinal distal (AED), esclerosis lateral amiotrófica (ELA), y atrofia muscular espinal (AME). Con esta herramienta diagnóstica se han evaluado 44 pacientes, que cursan con alguna de estas enfermedades. En este conjunto, se han detectado variantes genéticas poco frecuentes en 33 genes. El rendimiento diagnóstico obtenido en el presente trabajo se encuentra en un 29,5%, pudiendo ampliarse hasta un 66% con posteriores investigaciones. La variante NM_004990; c.1808T>C; (P.F603S) detectada en el gen MARS, en el paciente SGT/742, ha sido investigada en profundidad. Debido al reducido número de casos descritos que asocian variantes genéticas en MARS a la enfermedad CMT, así como por la naturaleza de la mutación detectada, se decidieron abordar ensayos funcionales que pudieran confirmar la posible implicación de la misma en el fenotipo del paciente. Para ello, se ha investigado el efecto de la mutación trabajando con el gen ortólogo de MARS en el nematodo Caenorhabditis elegans: mars-1. En este trabajo se han conseguido cepas de gusanos transgénicas estables, sin embargo, no se ha observado un fenotipo anómalo asociado al gen portador de la mutación, en comparación con el gen mars-1 salvaje. Posteriores experimentos nos permitirán ajustar el diseño experimental y, en consecuencia, ser capaces de generar un modelo de la enfermedad en C. elegans.

[EN] Charcot-Marie-Tooth disease (CMT) and related neuropathies comprise a group of heterogeneous hereditary neuropathies with wide genetic variability. The techniques based on Next Generation Sequencing (NGS) have improved the genetic diagnosis, although sometimes the large number of changes identified makes it difficult to determine the cause of the disease. In most cases, the identified variants must be investigated through functional assays using model organisms to determine their pathogenicity. In the present bachelor’s thesis, it has been analyzed the data from a panel of genes comprising 119 genes involved in CMT disease, distal spinal atrophy (AED), amyotrophic lateral sclerosis (ALS), and spinal muscular atrophy (AME). With this diagnostic tool 44 patientsshowing any of these neuropathies have been studied. In this group, there have been detected lowfrequency genetic variants in 33 genes. The diagnostic performance obtained in this bachelor’s thesis is 29,5%, and can be expanded to 66% with further investigations. The genetic variant NM_004990; C.1808> C; (P.F603S) detected in the MARS gene in the patient SGT/742 has been investigated in depth. Due to the small number of cases described that associate genetic variants in MARS with CMT disease, as well as the nature of the detected mutation, it was decided to address functional assays that could confirm the possible implication of the mutation in the phenotype of the patient. It has been investigated the effect of the mutation working with the orthologous gene of MARS in the nematode Caenorhabditis elegans: mars-1. In this work, stable transgenic worm strains have been obtained; however, an abnormal phenotype associated with the mutation has not been observed, as compared to the wild mars- 1 gene. Further experiments will allow us to adjust the experimental design and, consequently, to be able to generate a model of the disease in C. elegans.