Neurogenètica: La immensa majoria de casos d’esclerosi lateral amiotròfica (ELA) són espontanis. No obstant, entre un 5% i un 10% dels casos d’ELA tenen un historial previ a la família. Aquests casos familiars han permès identificar tota una sèrie de gens mutacions dels quals hi són al darrera. Ara bé, hi ha un 30% de casos familiars d’ELA pels quals no s’ha identificat mutacions en aquesta llista de gens. El neuròleg Ricard Rojas-García, de la Unitat de Malalties Neuromusculars de l’Hospital de Sant Pau de Barcelona, ha coordinat una recerca que amplia aquesta llista amb l’addició del gen ARPP21. En un article al Journal of Neurology, Neurosurgery & Psychiatry, amb el biòleg Oriol Dols-Icardo com a primer autor, expliquen que el punt de partida d’aquesta descoberta fou l’alta incidència d’ELA que es registra a La Rioja Baja. Aquesta alta incidència d’ELA a la Rioja Baja és també de casos esporàdics, però sobretot de casos familiars. Dols-Icardo et al. realitzaren una seqüenciació genòmica completa de dotze pacients amb ELA, dels quals set corresponien a casos sense antecedents familiars, i cinc a casos familiars. L’estudi genòmic fou ampliat després a familiars afectats i a altres afectats de la zona. En un total de 10 pacients amb ELA, pertanyents a set famílies diferents, trobaren la mateixa mutació: el canvi C>T en la posició 1586 gel gen ARPP21. Aquesta mutació genètica comporta la substitució de la prolina de la posició 529 de la proteïna ARPP21 per una leucina. Les sigles ARPP21 fan referència a la fosfoproteïna regulada per AMP cíclic número 21, la qual alhora és una proteïna d’unió a ARN. En els pacients estudiats no trobaren cap mutació en gens relacionats amb l’ELA. Dols-Icardo et al. recorden que en estudis previs s’havia descartat un rol causal de l’ARPP21 en l’ELA, però ells pensen que sí cal incloure aquest gen en la llista de gens causals d’ELA, la qual cosa és rellevant per aprofundir en la patologia molecular d’aquesta malaltia degenerativa que roman sense tractament efectiu.
L’estudi de set famílies de la Rioja Baja amb la mutació p.Pro529Leu de la ARPP21 ha permès explicar a Dols-Icardo per què en aquesta regió hi ha una incidència especialment alta d’esclerosi lateral amiotròfica
L’esclerosi lateral amiotròfica
L’esclerosi lateral amiotròfica (ELA) és una malaltia motoneuronal devastadora. La degeneració de motoneurones superiors i inferiors comporta feblesa i atròfia muscular. Eventualment això condueix a una insuficiència respiratòria. Des de l’inici de la malaltia l’esperança de vida es redueix a 3-5 anys. Dades clíniques, genètiques i neuropatològiques indiquen una connexió entre l’ELA i la demència frontotemporal (FTD).
La majoria de casos d’ELA són esporàdics, en el sentit que no hi ha antecedents familiars. No obstant, entre un 5% i un 10% dels casos d’ELA tenen un historial familiar previ. Vora un 70% dels casos familiars són atribuïbles a una mutació en un dels quaranta gens relacionats amb l’ELA. Tot sovint, aquestes mutacions tenen un patró d’herència mendeliana autosòmic i dominant. Entre els gens relacionats amb l’ELA destaquen els que codifiquen proteïnes d’unió a l’ARN, com és el cas dels gens TDP-43, FUS i TIA1.
La llista de gens relacionats amb l’ELA s’amplia a cada descoberta, però encara hi ha un 30% de casos familiars d’ELA que romanen sense diagnòstic genètic. Per reduir aquesta xifra hom treballa en models que transcendeixen l’herència mendeliana monogènica, i treballen amb uns pocs gens (oligogènics) o amb molts (poligènics).
Encara que una base genètica concreta afecti únicament una petita fracció de casos d’ELA, elucidar-la pot acabar en benefici per a tots els casos. Aconseguir un model precís de la patologia molecular de l’ELA podria ajudar a dissenyar teràpies proteiques i gèniques, d’aplicació general o bé personalitzada.
La taxa d’incidència d’ELA en les poblacions europees i americanes se situa entre 2-3 casos anuals per cada 100.000 habitants. Aquesta taxa és relativament uniforme, de manera que un pic regional d’incidència és sospitós d’amagar casos familiars d’ELA.
Aquest és el cas de la Rioja Baja on, a més, es diagnosticaren casos familiars d’ELA. Dols-Icardo et al. ho atribueixen a una mutació en el gen ARPP21. Així, ARPP21 seria una més de les proteïnes d’unió a ARN que causen ELA. De moment la mutació ha estat trobada en 10 pacients de 7 famílies diferents.
Una alta incidència d’ELA a la Rioja Baja
La Clínica de Malaltia de Neurona Motora de la Unitat de Malalties Neuromusculars de l’Hospital de Sant Pau de Barcelona fa part d’un centre nacional de referència. El reu registre prospectiu de casos d’ELA vistos per la Clínica remunta al 1998. Entre el 2009 i el 2022 aquest registre assenyala un nombre de casos inusualment alt d’ELA procedents d’una petita regió de La Rioja, una fracció dels quals són casos familiars. En total en aquest període i en aquesta regió visitaren 15 casos d’ELA, dels quals 7 eren casos familiars d’ELA.
Des de l’Hospital de Sant Pau es contactà amb els departaments de neurologia dels centres d’aquesta regió. Com a població elegible es determinaren els casos nous diagnosticats d’ELA en la regió que havien estat visitats entre el gener del 2009 i el desembre del 2022. Per a l’anàlisi genètica se seleccionaren els casos dels quals hom disposava de mostres d’ADN.
Les dades demogràfiques considerades eren el sexe, la data i lloc de naixement, i el lloc d’origen de la família. Les variables clíniques considerades eren l’edat en l’aparició de la malaltia, la durada de la malaltia, la regió d’aparició de símptomes motors (espinal o bulbar), el fenotip clínic (esclerosi lateral primària i/o atròfia muscular progressiva), la presència de trastorns cognitius i/o comportamentuals (inclosa la FTD).
L’historial familiar es recollia en l’avaluació clínica rutinària. Es registraven també trastorns cognitius apareguts abans dels 65 anys.
La seqüenciació genòmica completa es realitzà al Centre Nacional d’Anàlisi Genòmica de Barcelona, en un instrument NovaSeq 6000 amb protocol Illumina. Les lectures de seqüència eren cartografiades en el genoma humà GRCh38.
Dols-Icardo et al. presenten els resultats d’una seqüenciació genòmica completa de 12 d’aquests pacients d’ELA, dels quals 7 són casos esporàdics i 5 són casos familiars. Els pacients complien els criteris revisats d’ELA d’El Escorial pel que fa a casos probables, probables amb prova de laboratori i definitius d’ELA. Com a casos familiars es consideraven aquells que tenien un antecedent de diagnòstic d’ELA en un parent de primer o segon grau de consanguinitat, o bé si un parent de primer grau havia rebut un diagnòstic confirmat de FTD. Tots els pacients passaren prèviament per un panell dirigit de gens causants d’ELA, i els que donaren positiu ja no entraren en la seqüenciació genòmica completa. Aquest estudi detectà una mutació en el gen ARPP21, que era present en 1 dels casos esporàdics i en 3 dels casos familiars.
La freqüència d’aquesta mutació del gen ARPP21 fou avaluada en la població espanyola a partir de la base de dades exòmica del Collaborative Spanish Variant Server, que inclou exomes i genomes de 2105 espanyols no relacionats entre ells.
Dols-Icardo et al. procediren a una expansió de l’anàlisi. En aquesta fase es feren seqüenciacions pel mètode de Sanger a 22 individus, amb els encebadors 5’ GACAGTGGTGTGCATCTTGTG 3’ i 3’ GAGACATTCGCACATACCCC 5’. La mutació ARPP21 era present en 10 individus, dels quals 9 eren casos familiars d’ELA. Aquests 10 individus pertanyen a 7 famílies no relacionades entre elles. La seqüenciació exòmica posà de manifest que en aquests 10 individus no hi havia mutacions en altres 58 gens relacionats amb ELA o FTD.
Amb el programari Somalier s’analitzà el grau de parentiu dels individus inclosos en l’estudi.
Els quatre portadors de la mutació amb dades genòmiques completes compartirien un haplotip comú.
D’acord amb la Declaració de Helsinki, tots els participants donaren un consentiment informat previ a la participació en l’estudi.
Epidemiologia d’una mutació
La Rioja Baja és la part sud-oriental de La Rioja, amb una superfície de 1219,42 km2. Entre el 2009 i el 2022 la població mitjana d’aquesta regió era de 43.433 habitants, dels quals 31.324 eren majors de 18 anys. La densitat de població és de 35,62 habitants per quilòmetre quadrat.
Si hom assum una incidència mitjana d’ELA d’1,4 a 2,47 casos anuals d’ELA per 100.000 habitants, hom esperaria que a la Rioja Baja se’n diagnostiquessin entre el 2009 i el 2022 entre 5 i 10 pacients. Com que els casos familiars d’ELA suposen entre un 5% i un 10% dels casos totals, a la Rioja Baja hom en diagnosticaria un cas familiar cada 12,5-50 anys.
En realitat, però, entre el 2009 i el 2022, foren visitats 15 pacients de l’àrea d’estudi que foren diagnosticats d’ELA. D’aquests quasi la meitat (7, 46,6%) tenien un historial familiar d’ELA. En aquests set pacients no es detectà cap de les mutacions conegudes que causen ELA familiar.
Així doncs, la ratio entre casos observats i esperats és de 1,5-2,6 per a l’ELA i de 7-24,5 per a l’ELA familiar.
Dels 15 pacients, 12 eren elegibles per a una anàlisi genòmica ulterior. Un dels pacients fou exclòs quan hom trobà la mutació patogènica c.3107C>G; p.Ser1036X—NM_001199397.3 en el gen NEK1. Dels altres dos pacients no hi havia mostra d’ADN.
Els 12 pacients investigats no tenien parentiu entre ells (cosa confirmada en l’estudi genètic). En 1 dels 7 pacients d’ELA esporàdica i en 3 dels 5 amb ELA familiar es trobà la mateixa mutació en el gen ARPP21: c.1586C>T; p.Pro529Leu (NM_001385486.1 o ENST00000417925.5). La predicció molecular és que aquesta mutació perjudiqui la funció de la proteïna ARPP21. La pressió selectiva contra aquesta mutació d’estima en una puntuació GERP de 6,07.
Aquesta mutació és present en tan sols 4 dels 1.384.130 cromosomes de gnomAD V.4.0.0. No és present entre els 2105 d’individus del Collaborative Spanish Variant Server.
Els quatre portadors de la mutació tenen un haplotip comú, consistent en 442 SNPs que abasten 256 Kb de la regió 35605944–35862077 del cromosoma 3. L’haplotip també és present en vuit de no-portadors de la mutació inclosos en l’estudi. La freqüència de l’haplotip en la població ibèrica d’Espanya és del 7,48%: la freqüència és encara superior entre els britànics (11,5%).
L’ampliació de l’anàlisi a membres de famílies dels portadors de la mutació i altres pacients amb ELA de la regió es va fer pel mètode de Sanger. Així es detectà la mutació en sis persones: 1 parent afectat de la família 2 i 5 casos d’ELA addicionals de 4 famílies diferents. D’aquesta manera la mutació s’ha detectat en 10 persones de 7 famílies diferents.
Dels 10 pacients amb la mutació 5 eren homes. L’edat mitjana d’aparició de la malaltia era de 59,5 ± 11,37 anys, i la durada mitjana de la malaltia era de 16 mesos. Actualment, tan sols sobreviuen 3 pacients. En 8 dels pacients l’aparició era espinal, i en 2 bulbar. En tots els pacients hi havia un fenotip clàssic, amb presència de signes motoneuronals superiors i inferiors. En 1 dels 10 pacients hi havia problemes cognitius-comportamentuals.
Dels 10 pacients, tan sols 1 no presentava historial familiar d’ELA, però fins i tot en aquest cas tenia un germà petit que havia patit demència abans dels 65 anys. En les famílies 5 i 7 també hi ha casos de demència abans del 65 anys.
Set famílies
La família 1 era la del proband II.1. El proband II.1 havia presentat paraparesi progressiva abans dels 50, amb signes motoneuronals superiors difusos. Un germà petit, II.4, havia mort d’ELA en la trentena. II.1 va morir d’insuficiència respiratòria 13 mesos després del diagnòstic.
La família 2 era la del proband III.1. El proband III.1 fou diagnosticat abans d’ELA. El precedent d’ELA era el del seu avi patern, I.1, i el de tres ties, II.2, II.6 i II.8. III.1 va morir 16 mesos després del diagnòstic. Posteriorment el seu cosí III.3 fou diagnosticat d’ELA i també porta la mutació en el gen ARPP21.
La família 3 era la del proband II.2, diagnosticat d’ELA abans dels 70 i que encara viu. Tenia un germà II.4 que havia mort d’ELA.
La família 4 era la del proband II.1, amb un ELA de 3 anys acompanyat d’alteracions comportamentuals i cognitives. Un germà petit II.2 havia estat diagnosticat de demència abans del 65 anys. Els pares havien mort abans de 60 anys. Un germà petit, II.3, no presentava la mutació ni tampoc signes de malaltia motoneuronal.
La família 5 era la del proband III.11, que va morir d’ELA a 16 mesos del diagnòstic. En la família hi havia 7 casos d’ELA.
La família 6 era la del proband III.3, que encara viu. Hi havia dos casos més d’ELA, III.2 i II.2.
La família 7 era la del proband III.3, que morí 4 mesos després del diagnòstic per insuficiència respiratòria. El seu germà III.2 havia mort d’ELA 10 anys abans. Un cosí III.5 fou diagnosticat de demència abans de 60 anys. El seu pare havia mort de càncer pancreàtic en la setantena.
Els pacients amb la mutació p.Pro529Leu tenen una supervivència mitjana de 16 mesos, notablement inferior de l’habitual. Les característiques clíniques, però, són semblants. Aquesta mutació també ha estat detectada al Regne Unit en una família afectada per ELA.
Lligams:
- Identification of a pathogenic mutation in ARPP21 in patients with amyotrophic lateral sclerosis. Oriol Dols-Icardo, Álvaro Carbayo, Ivonne Jericó, Olga Blasco-Martínez, Esther Álvarez-Sánchez, Maria Angeles López Pérez, Sara Bernal, Benjamín Rodríguez-Santiago, Ivon Cusco, Janina Turon-Sans, Manuel Cabezas-Torres, Marta Caballero-Ávila, Ana Vesperinas, Laura Llansó, Inmaculada Pagola-Lorz, Laura Torné, Natalia Valle-Tamayo, Laia Muñoz, Sara Rubio-Guerra, Ignacio Illán-Gala, Elena Cortés-Vicente, Ellen Gelpi, Ricard Rojas-García. Journal of Neurology, Neurosurgery & Psychiatry (2024).
Cap comentari:
Publica un comentari a l'entrada