La autopsia molecular en la muerte súbita cardiaca

Resumen

Actualmente hay un porcentaje importante de autopsias que quedan sin un diagnóstico concluyente del fallecimiento, especialmente cuando este evento letal se produce súbitamente. El análisis genético se ha ido incorporando recientemente al campo de la medicina forense, sobre todo en aquellos pacientes que han fallecido de forma repentina, y donde no se identifica causa concluyente del fallecimiento tras una autopsia médico-legal completa. En estos casos las enfermedades eléctricas primarias son las principales responsables del fallecimiento. Hasta la fecha se han descrito más de 40 genes asociados a afecciones arritmogénicas causantes de muerte súbita cardiaca. Las principales enfermedades arritmogénicas son el síndrome de QT largo y la taquicardia ventricular; estudios genéticos post-mortem no solo permiten llevar a cabo un diagnóstico de la causa del fallecimiento, sino que también permiten una traslación clínica hacia los familiares, focalizado en la identificación precoz de individuos en riesgo de síncope, así como adopción de medidas terapéuticas personalizadas para la prevención de un episodio arrítmico letal.

Abstract

Currently, there are a significant percentage of autopsies left without a conclusive diagnosis of death, especially when this lethal event occurs suddenly. Genetic analysis has been recently incorporated into the field of forensic medicine, especially in patients with sudden death and where no conclusive cause of death is identified after a complete medical-legal autopsy. Inherited arrhythmogenic diseases are the main cause of death in these cases. To date, more than 40 genes have been associated with arrhythmogenic disease, and causing sudden cardiac death has been described. The main arrhythmogenic diseases are Long QT Syndrome, Catecholaminergic Polymorphic Ventricular Tachycardia, Brugada Syndrome, and Short QT Syndrome. These post-mortem genetic studies, not only allow a diagnosis of the cause of death, but also allow a clinical translation in relatives, focusing on the early identification of individuals at risk of syncope, as well as adopting personalised therapeutic measures for the prevention of a lethal arrhythmic episode.

Introducción

La patología molecular es una rama de la patología clínica y anatómica que tiene sus inicios junto con los descubrimientos de la biología molecular, entre 1940 y 1980¹. Esta especialidad consiste en detectar alteraciones genéticas que puedan dar respuesta al origen de la enfermedad de interés, también conocida como autopsia molecular. La patología molecular se ha convertido en una herramienta fundamental en la patología forense para el diagnóstico de diferentes entidades, y su aplicación ha sido principalmente en muerte súbita (MS) sin causa aparente, es decir, sin alteraciones a nivel macroscópico ni histológico. En este tipo de fallecimientos la arritmia cardiaca se considera que puede ser la causa principal del evento, por lo que su enfoque mayoritario ha sido en enfermedad cardiaca, pese a que también se ha estudiado en enfermedades neurológicas y metabólicas².

La muerte súbita cardiaca (MSC) es una de las principales causas de MS y muerte inexplicable en niños, jóvenes y adultos menores de 50 años^3,4 Se estima que de 300,000 a 400,000 individuos mueren repentinamente cada año en Estados Unidos^2,4. Considerando el gran impacto que existe alrededor del evento de la MS, la investigación médico-legal y la autopsia son claves para determinar la causa y la forma de muerte^4,5 (tabla 1)^2,3,5–7.

Tabla 1.

Definiciones

Muerte natural: muerte atribuida primariamente a una enfermedad o a un malfuncionamiento interno del cuerpo, no estando influenciado directamente por fuerzas externas^5.

Muerte súbita cardiaca: según la Asociación Americana del Corazón se define como «el episodio repentino con pérdida abrupta de la función cardiaca en una persona quien puede o no tener diagnosticada una enfermedad cardiaca, por lo que el tiempo y la forma de la muerte son inesperados»^2,6. Algunos autores la definen como «la muerte que ocurre usualmente en una hora desde el inicio de los síntomas con una enfermedad cardiaca de base»^3. Otros autores han considerado más satisfactorio asumir que la muerte fue repentina si ocurrió en una persona que estaba saludable las últimas 24 horas^6

Autopsia molecular: proceso en el cual se realiza un análisis genético a partir de una muestra del fallecido recolectada post-mortem, el cual incluye análisis del ADN^3,7

Actualmente no existen métodos aceptados de certificación de MSC debido a su gran variedad (tabla 2)^2,8–11, por lo que su interpretación epidemiológica se dificulta, con incidencias de 1-2 casos por 1,000 personas año en Estados Unidos y de 0.36-1.28 casos por 1,000 habitantes año según la Sociedad Europea de Cardiología⁶.

Tabla 2.

Tipos de muerte súbita

Síndrome de muerte súbita infantil

Es la principal causa de muerte en el primer año de vida^8 y la tercera causa de mortalidad infantil en Estados Unidos, con una incidencia de 0.57 casos por 1,000 recién nacidos vivos^4. Su etiología no está clara, pero teorías fisiopatológicas incluyen en su desarrollo la inestabilidad cardiorrespiratoria, mal adaptación de las vías simpáticas y espasmo arterial coronario, con participación en hasta el 10% de los casos de genes relacionados con canales iónicos cardiacos^4,9

Muerte súbita en el joven

Episodio que conlleva la muerte de un sujeto en un grupo etario entre 1 y 35 años^4. Su incidencia depende de la población estudiada, donde la mejor estimación es de 1.3-8.5 casos por 100,000 habitantes^2–4. Se ha visto que en cerca de la mitad de víctimas jóvenes la MSC ocurre como evento centinela sin ningún signo aparente de riesgo^4

Síndrome de muerte súbita arrítmica

Grupo de enfermedades cardiacas relacionadas con el ritmo cardiaco que conllevan muerte súbita con un componente genético hasta en el 25% de los casos^10. La mayoría de eventos ocurren en reposo o durante el sueño, con predominio en la población masculina, presentándose síntomas previos (síncope) en hasta el 50% de los casos^10

Muerte súbita nocturna inesperada

Su primer reporte fue en 1917. Tiene predominio en el sureste asiático y en el género masculino, dándose el evento durante el sueño nocturno y siendo de tipo esporádico en la mayoría de los casos^11

En países como Colombia es difícil conocer la prevalencia de MSC debido a que no se está llevando a cabo un registro específico sobre este tipo de fallecimientos¹². Se tienen datos de un estudio prospectivo realizado por Giraldo et al.¹³, donde evidenciaron que el 13,9% de las MS se producían en niños, el 4,9% en adolescentes y el 81,1% en adultos; las causas más frecuentes fueron las cardiovasculares (52,5%), seguidas, aunque en un porcentaje bastante menor, por las del sistema nervioso central (19,3%). Recientemente el grupo de patología del Hospital de San José (Bogotá, Colombia), encontró que un 28.4% de un total de 747 autopsias clínicas correspondían a MSC¹⁴.

Etiológicamente el 80% de las MS son de origen cardiaco¹⁵, siendo la enfermedad coronaria y el infarto agudo de miocardio la causa en el 90% de los casos¹⁶. El resto de casos se clasifican como causas estructurales y las puramente arritmogénicas (canalopatías)^2,3. Cuando analizamos estos datos por franjas de edades observamos que en mayores de 40 años de edad el infarto agudo de miocardio es la principal causa de muerte, y prácticamente no se identifican ni canalopatías ni miocardiopatías. En cambio, en menores de 40 años las principales causas de MSC son las enfermedades estructurales y las canalopatías. Concretamente, en menores de 16 años prácticamente todas las MSC se producen debidas a canalopatías exclusivamente¹⁷.

Tanto las miocardiopatías como las canalopatías en la mayoría de casos tienen una base genética, por lo que el estudio genético estaría indicado en estos casos, tal y como se recomienda en las guías clínicas actuales¹⁸. Hay otras causas menores asociadas a MSC, como la miocarditis y las enfermedades congénitas^19,20.

Entre las causas estructurales están las alteraciones congénitas y las miocardiopatías heredadas; estas últimas incluyen principalmente la miocardiopatía hipertrófica, la miocardiopatía dilatada, la miocardiopatía arritmogénica (antes conocida como displasia arritmogénica del ventrículo derecho) y la miocardiopatía sin compactación ventricular izquierda^3,17,21. Estas cardiomiopatías usualmente presentan cambios anatomorfológicos en el tejido cardiaco, los cuales pueden ser diagnosticados durante el proceso de autopsia²². Pese a esto, estudios recientes demuestran que en niños y jóvenes estas enfermedades pueden ser potenciales responsables de MSC sin mostrar ningún cambio estructural evidente durante el proceso de análisis macroscópico^23,24, debido a que las alteraciones estructurales son progresivas y en los primeros estadios de la enfermedad no hay signos evidentes de alteración anatómica, pese a que a nivel ultra-estructural (microscopia electrónica) se encuentran alteraciones que pueden producir la disfunción eléctrica²⁴.

La identificación de alteraciones puramente arritmogénicas como causa del fallecimiento durante el estudio post-mortem es difícil⁷; así pues, a pesar de un estudio detallado macroscópico, microscópico y también toxicológico, en alrededor del 5-10% de los casos no se encuentra causa de la muerte, definiéndose este evento como «muerte súbita inesperada» (MSI) o «muerte por posible arritmia» o «autopsia negativa»^25–27. Entre las causas de MSI están como principales entidades las canalopatías que incluyen el síndrome de QT largo (SQTL), la taquicardia ventricular polimórfica catecolaminérgica (TVPC), el síndrome de Brugada (SBr), el síndrome de QT corto (SQTC) y la fibrilación ventricular idiopática^3,8, que describimos a continuación.

Canalopatías

Es importante conocer este grupo de afecciones debido a que más de un tercio de pacientes con MSI tienen asociada una alteración genética en algún canal iónico o proteína asociada a su funcionamiento²⁸. La identificación de esta alteración genética no solo permite el diagnóstico del paciente y determinar la causa del fallecimiento, sino que también permite la asesoría genética a los familiares e intervención médica/farmacológica personalizada en los casos que lo requieran²⁹. El principal riesgo de estos síndromes arrítmicos es que la primera manifestación clínica puede ser la propia MSC, por lo que el diagnóstico precoz e identificar a los grupos con alto riesgo de muerte arrítmica es esencial para la identificación de familias con individuos en riesgo^30,31. Existen 3 canalopatías cardíacas principales causantes de arritmias malignas que pueden inducir síncope:

Síndrome de QT largo

Históricamente, el primer reporte donde se propone la hipótesis del SQTL en la patogénesis de la MSI fue realizado en 1998 por Schwartz et al.³², confirmándose en 2001 con la realización de la primera autopsia molecular que incluyó el estudio de genes implicados en SQTL³³. El SQTL se caracteriza por retraso de la repolarización de los miocitos reflejado en la prolongación del intervalo QT del ECG (> 480 ms en hombres adultos, > 470 ms en mujeres adultas y > 460 ms en individuos menores de 15 años) con una prevalencia e incidencia de 1 en 2,500 individuos^4,7,8. La anormalidad en la repolarización generalmente es inofensiva; sin embargo, en algunas situaciones se transforma en una arritmia maligna, siendo en el 5% letal en su primer evento y pudiéndose manifestar tras el ejercicio, la natación, las emociones o los estímulos adrenérgicos⁴. Actualmente se han descrito más de 1,000 alteraciones genéticas localizadas en 19 genes (AKAP9, ANK2, CACNA1C, CALM1, CALM2, CALM3, CAV3, KCNE1, KCNE2, KCNH2, KCNJ2, KCNJ5, KCNQ1, RYR2, SCN1B, SCN4B, SCN5A, SNTA1 y TRDN). Pese al elevado número de mutaciones y genes identificados como causantes de SQTL, todavía hay un 15% de familias diagnosticadas con la enfermedad que quedan sin causa genética después de un análisis genético exhaustivo de todos los genes conocidos³⁴. En la mayoría de los casos tiene un patrón de herencia autosómico dominante^4,7, donde su clasificación se da a partir de la identificación del gen mutado:

• •

  SQTL1: por pérdida de la función del gen KCNQ1 que codifica para el canal de potasio I_ks^7,25.

• •

  SQTL2: por pérdida de la función del gen KCNH2 que codifica para el canal de potasio I_Kr^7,25.

• •

  SQTL3: por ganancia de la función del gen SCN5A que codifica para el canal de sodio I_Na^25,35,36.

También se ha visto un patrón autosómico recesivo caracterizado por prolongación QT severa y pérdida de la audición tipo neurosensorial⁷.

Taquicardia ventricular polimórfica catecolaminérgica

Fue descrita en 1975, pero hasta 1995 fue considerada como enfermedad arritmogénica de origen desconocido³⁵. Priori et al. especularon sobre mutaciones en RYR2 y su asociación con TVPC, identificando ellos las primeras 4 mutaciones en este gen³⁷. Es una enfermedad que generalmente se manifiesta como síncope inducido por ejercicio o emociones en niños y adolescentes jóvenes⁷, caracterizada electrocardiográficamente por ectopias ventriculares tras el ejercicio o estrés inducido por catecolaminas⁴. Actualmente hay varios genes que se han relacionado con la TVPC: ANK2, CALM1, CALM2, CALM3, CASQ2, KCNJ2, RYR2 y TRDN. Estos genes son responsables del 65% de los casos diagnosticados, por lo que el 35% de las familias con TVPC no disponen de un diagnóstico genético tras un análisis exhaustivo³⁸. En el 50-55% de los casos se da por mutaciones en el gen RYR2 que codifica para el receptor de rianodina/calcio, con un patrón de herencia autosómica dominante^4,7. Además, existe una variación rara autosómica recesiva con mutación missense en el gen CASQ2 que codifica para la calsecuestrina, siendo clasificada como tipo ii³⁵.

Síndrome de Brugada

Descrito por primera vez en 1992 por los hermanos Brugada³⁹, caracterizado por un patrón en el electrocardiograma consistente en elevación del segmento ST (> 2 mm) seguido de una onda T negativa en las derivaciones precordiales derechas desde V1 hasta V3 y bloqueo de rama derecha⁴. Se ha reportado que el SBr es el causante de MS en pacientes sin enfermedad cardiaca estructural⁴⁰, con una prevalencia mundial que varía de 5-20 casos por cada 100,000 habitantes⁴¹. Es una enfermedad genética de penetrancia incompleta y expresividad variable⁷. Hasta hoy en día se han identificado casi 300 alteraciones localizadas en 24 genes diferentes (ABCC9, CACNA1C, CACNA2D1, CACNB2, FGF12, GPD1L, HCN4, HEY2, KCND2, KCND3, KCNE3, KCNE5, KCNH2, KCNJ8, PKP2, RANGRF, SCN10A, SCN1B, SNC2B, SCN3B, SCN5A, SEMA3A, SLMAP y TRPM4), siguiendo un patrón de herencia autosómico dominante. Estos genes codifican para canales de sodio, potasio, calcio y proteínas asociadas que ayudan al funcionamiento de estos canales^42–44. Recientemente, también se han descrito alteraciones en genes como PKP2, que codifican para placofilina, una proteína clave en el desmosoma del miocito⁴⁵ y principal gen asociado a miocardiopatía arritmogénica. Pese a los grandes avances que se han tenido en la identificación de los genes responsables del SBr, el 65-70% de los casos diagnosticados clínicamente quedan sin la identificación de la causa genética⁴⁶. En la mayoría de los casos (11-28%) se desarrolla la enfermedad por mutaciones en el gen SCN5A, el cual codifica para la subunidad alfa 5 del canal cardiaco de sodio, dando disfunción en el potencial de acción cardiaco en la fase 0⁴⁰, lo cual conlleva en ocasiones episodios de taquicardia ventricular polimórfica que pueden ser causantes de MSC⁴.

Muerte súbita cardiaca y autopsia molecular

En la actualidad no existe un protocolo internacional avalado para la realización de estudios genéticos post-mortem. Sin embargo, la mayoría de centros utilizan la información a partir de las guías internacionales de la European Heart Rhythm Association, Heart Rhythm Society, Asia Pacific Heart Rhythm Society, Latin American Heart Rhythm Society, American College of Cardiology (ACC) y American Heart Association (AHA), donde recomiendan realizar el examen cuando se sospecha el diagnóstico de SQTL o TVPC^3,25, así como también en casos de disección aórtica⁴⁷.

La Sociedad Suiza de Medicina Legal recomienda la autopsia molecular para el estudio de la MSC con estas consideraciones: 1) en todos los casos de MSC en menores de 40 años; 2) la recolección y almacenamiento adecuado de muestras para el análisis genético; 3) la comunicación con la familia; y 4) el abordaje multidisciplinario junto con consejo genético⁴⁸. Recientemente, la Trans-Tasman Response Against Sudden Death in the Young, junto con la Royal College of Pathologists of Australasia y la National Heart Foundation of New Zealand han propuesto una guía para estandarizar la práctica de autopsias en MSI en jóvenes, los estudios secundarios y la obtención de material para el estudio genético post-mortem⁴⁹.

Gracias a los avances producidos en los últimos años en el campo de la genética de la MSC, a día de hoy se conocen más de 100 genes asociados a miocardiopatías —unos 60 genes— y canalopatías —unos 40 genes—³⁸. Estas variantes genéticas han sido determinadas gracias a los avances tecnológicos que se han producido en los últimos 10 años en el campo de la secuenciación masiva, llamada Next Generation Sequencing^50,51. El principal problema actual no es la secuenciación, ya que NGS permite realizar análisis masivos de genes en poco tiempo y de manera costo-efectiva; el problema es la interpretación de los datos genéticos que se obtienen tras un análisis exhaustivo de estos genes. Hasta el momento, muchos de estos genes tienen un significado molecular incierto, ya que incluso un mismo gen puede ser responsable de más de una enfermedad, aumentando la dificultad para determinar la patogenicidad de estas y establecer así una correlación genotipo-fenotipo⁵². Este hecho es especialmente dificultoso en los casos post-mortem, donde en muchas ocasiones no hay historia clínica previa ni enfermedad diagnosticada durante autopsia. Para dar respuesta a este hecho se publicaron unas guías donde se han clasificado las variantes en 5 niveles: patogénicas, posiblemente patogénicas, posiblemente benignas, benignas o de significado incierto⁵³. Recientemente, Hertz et al.⁵⁰ evaluaron 100 genes candidatos de MSC a través de NGS en fallecidos que mostraban en la autopsia corazones con cardiomiopatía, o corazones sin anormalidades estructurales. Los autores identificaron variantes en genes de proteínas sarcoméricas, desmosomales, así como en canales de sodio, potasio, calcio y proteínas que intervienen en la homeostasis intracelular. Neubauer et al.⁵¹, a través de un análisis completo del exoma en casos MSI, observaron que las principales variantes genéticas estaban asociadas a canalopatías (9%), seguido de cardiomiopatías (7%), otras enfermedades cardiacas (3%) y finalmente enfermedades metabólicas (1%), siendo el 80% restante variantes de significado incierto. En un estudio reciente de nuestro grupo donde realizamos un análisis genético post-mortem a muestras sin alteración estructural identificamos que, en menores de 35 años, casi el 40% eran portadores de variantes potencialmente patogénicas que podrían ser las responsables del fallecimiento repentino¹⁷.

Para determinar el diagnóstico de canalopatías la autopsia molecular se ha enfocado principalmente en el análisis de la secuenciación de 4 genes: KCNQ1 (11p15.5), que codifica para el canal de K voltaje dependiente subfamilia Q; KCNH2 (7q36.1) que codifica para el canal de K voltaje dependiente subfamilia H; SCN5A (3p22.2) que codifica para la subunidad alfa 5 del canal de sodio voltaje dependiente y RYR2 (1q43) que codifica para el receptor de rianodina 2^3,7. De hecho, las guías clínicas actuales sobre canalopatías recomiendan realizar solo el análisis de estos 4 genes, ya que son los mayoritarios, pese a conocerse más de 40 actualmente¹⁸.

En estudios recientes se reporta que hasta el 40% de las ocasiones no se recolecta las muestras de forma adecuada para el estudio molecular post-mortem⁵⁴, por lo que las guías enfatizan que para obtener muestras post-mortem con alta calidad de ADN es necesario al menos 5-10 ml de muestra de sangre tomada durante la autopsia (directamente extraída del corazón) y guardada en tubos EDTA a 4 °C por períodos no superiores a 2 semanas. En tal caso, se puede congelar a –20 °C, pero se sugiere extraer el ADN lo antes posible, evitando la congelación del tubo EDTA, ya que el proceso de congelación y posterior descongelación puede dañar la estructura del ADN, con lo que el estudio genético podría ser no viable. Otra opción es la toma de 5 g de tejido cardiaco, hepático o esplénico, el cual se debe congelar rápidamente mediante inmersión en nitrógeno líquido durante 1 minuto, y conservar este material a una temperatura de –80 °C hasta que el ADN sea extraído^2,4. Estudios recientes han buscado métodos alternativos en la realización del procedimiento, viendo que muestras que contienen ADN, como saliva, especímenes bucales y recortes de uña son opciones costo-efectivas, prácticas y menos invasivas⁵⁵. Las extracciones de ADN de tejido parafinado (formalin-fixed paraffin-embedded) suelen ser muy variables, y en la mayor parte de las ocasiones no se obtiene ni la cantidad ni la calidad mínima necesaria para poder llevar a cabo un estudio NGS en condiciones. Esto es debido a que los procesos de fijación del tejido afectan los núcleos celulares, y este proceso altera el ADN, no permitiendo su correcta amplificación y estudio posterior. Pese a esto, en algunos casos se han realizado estudios de exoma obteniendo ADN de tejido parafinado⁵⁶, aunque los datos exactos de las amplificaciones genéticas no se han reportado, por lo que no se recomienda este sistema como rutinario en los protocolos forenses actuales.

Conclusión

La muerte súbita cardiaca es un desenlace repentino y trágico relacionado con varias enfermedades, que se presenta en la mayoría de los casos como evento centinela, es decir, sin síntomas previos que hayan permitido su identificación precoz y tratamiento. Debido a esto se han implementado técnicas moleculares en la patología forense como la autopsia molecular, con el objetivo de conocer la causa de muerte y, en los casos de enfermedades familiares, prevenir eventos catastróficos en los miembros de la familia. Se recomienda aplicar este tipo de herramienta diagnóstica dado el elevado número de casos que quedan sin diagnóstico tras una autopsia clínica completa. Por lo tanto, es necesario realizar estudios forenses poblacionales que incluyan el estudio genético post-mortem para generar algoritmos diagnósticos con posibilidad de realizar prevención y consejo genético.

Financiación

No se recibió patrocinio de ningún tipo para llevar a cabo este artículo

Conflicto de intereses

Los autores declaran no tener ningún conflicto de intereses.