Genética del síndrome de Marfan

Resumen

En 1896 el médico francés Antoine Bernard-Jean Marfan presentó el caso de una niña de 5 años en la Sociedad Médica del Hospital de París, con extremidades y dedos desproporcionadamente largos. Denominó a esta patología dolichosténomélie. En 1986 se identificó la fibrilina 1 como el principal componente de la matriz extracelular presente en todos los tejidos con manifestaciones fenotípicas de la enfermedad, y en 1991, tras varios estudios previos de ligamiento, se relacionó el gen de la fibrilina (FBN1) con el síndrome de Marfan (SM), describiendo dos pacientes con una mutación en el mencionado gen (R239P). Este acontecimiento permitió integrar la genética en el estudio de los pacientes con SM, llegando en 1996 a incluir la identificación de una mutación en FBN1 como criterio mayor en el diagnóstico del síndrome. Recientemente, en los nuevos criterios diagnósticos publicados en 2010 se asignó un peso todavía mayor a los estudios genéticos en el diagnóstico del SM y de los síndromes relacionados. Desde entonces se han detectado más de 1.700 mutaciones en el gen FBN1 relacionadas con el SM, se han identificado otros genes relacionados con la enfermedad y se han diferenciado, en base a otros genes implicados, fenotipos muy similares al SM con los que es necesario realizar un exhaustivo diagnóstico diferencial.

Abstract

In 1896 the French physician Antoine Bernard-Jean Marfan presented the case of a 5 years old girl in the Medical Society of the Paris Hospital, with disproportionately long limbs and fingers. He called this condition as dolichosténomélie. In 1986, the fibrillin-1 is identified as the major extracellular matrix component presents in all tissues with phenotypic manifestations of the disease and in 1991, after several previous linkage studies, the Marfan syndrome is related with the fibrillin gene (FBN1), describing two patients with a mutation in that gene (R239P). This event allowed the integration of genetics in the study of patients with Marfan syndrome, including in 1996 the identification of a mutation in FBN1 as a major criterion in the diagnosis of the syndrome and recently, in the new diagnostic criteria published in 2010, even a greater weight is assigned to genetic studies in the diagnosis of Marfan syndrome and other related syndromes. Since then, over 1700 mutations have been identified in the fibrillin-1 gene associated with Marfan syndrome, other genes related with the disease have been discovered and other disease-related genes with phenotypes very similar to the Marfan syndrome (which need a thorough differential diagnosis) have been also identified.

Genes relacionados con el síndrome de Marfan

La mayoría de los pacientes diagnosticados de síndrome de Marfan (SM) presentan mutaciones en el gen de la fibrilina 1 (FBN1). Sin embargo, hay una pequeña proporción de pacientes en los que se han detectado mutaciones en los genes TGFBR 1 y 2 (receptor del factor de crecimiento transformante beta 1 y 2)^1-5.

Gen de la fibrilina 1 (FBN1)

El gen de la fibrilina 1 consta de 65 exones y está localizado en el cromosoma 15q-21.1. Codifica la proteína fibrilina 1, que es un componente importante de los tejidos conectivos elásticos y no elásticos y es la principal proteína de un grupo de microfibrillas del tejido conectivo que son esenciales para una normal fibrilogénesis elástica. El gen FBN1 se caracteriza por tener varias secuencias ricas en cisteína, homólogas al factor de crecimiento epidérmico (EGF). Cuarenta y siete exones codifican un dominio completo EGF y cuarenta y tres de estos incluyen la secuencia consenso para la unión al calcio Asp/Asn-x-Asp/Asn-Glu/Gln-xm-Asp/Asn*-xn-Tyr/Phe (donde x representa cualquier aminoácido, * representa posible beta-hidroxilación de este residuo y «m» y «n» representan un número variable de residuos). Cada uno de los dominios EGF-simil contiene seis residuos altamente conservados de cisteína que forman tres puentes disulfuro (entre C1 y C3, entre C2 y C4 y entre C5 y C6), dando lugar a una estructura de lámina β qué está implicada en la unión al calcio. El calcio juega un papel muy importante en la estabilidad del dominio y confiere una mayor resistencia a la degradación proteolítica^5,6.

Métodos de estudio

En la actualidad pueden emplearse varias estrategias en el estudio genético del gen FBN1⁵:

• •

  Secuenciación directa de los exones y regiones intrónicas flanqueantes (patrón oro).

• •

  DHPLC o cromatografía líquida desnaturalizante de alto rendimiento, con confirmación posterior por secuenciación directa.

• •

  Cuando no se identifica una mutación y existe una alta sospecha clínica de la presencia de la enfermedad, pueden buscarse grandes delecciones/duplicaciones (imposibles de detectar por los métodos anteriores) utilizando MLPA (multiplex ligation-dependent probe amplification).

• •

  Análisis de ligamiento. Puede ser utilizado para determinar si un individuo ha heredado un alelo del gen FBN1 que está asociado con el síndrome en varios miembros de la familia. Sin embargo, existen limitaciones en familias pequeñas o en presentaciones atípicas de la enfermedad. Además, su coste y su efectividad son limitadas, comparadas con la secuenciación.

Criterios para establecer la patogenicidad de una mutación relacionada con el síndrome de Marfan

Para que la mutación identificada sea considerada como causal, evaluaremos una serie de criterios⁴:

• •

  Si la mutación ha sido previamente descrita debe demostrarse cosegregación familiar (es decir, que en una familia con SM, los que tengan la mutación estén afectados y los que no la tengan estén sanos).

• •

  Si la mutación no está descrita previamente, hay que tener en cuenta:

  • –

    Cierto tipo de mutaciones tienen una alta probabilidad de ser patogénicas:

    • a)

      Mutación sin sentido (nonsense), que crea un codón de terminación prematuro.

    • b)

      Inserción/deleción que afecta a un número de bases que no es múltiplo de tres y consecuentemente altera la pauta de lectura, creando habitualmente un codón de terminación prematuro.

    • c)

      Mutación que afecta al splicing o al «corte y empalme» de la secuencia de referencia o que altere a nivel del cADN/mARN («splice site mutations»); mecanismo que forma parte de la maduración del ARN que consiste en la eliminación de los intrones de forma que se obtiene una secuencia codificante y sin interrupciones que puede ser traducida a proteína.

    • d)

      Mutación missense que crea o sustituye residuos de cisteína.

    • e)

      Mutación missense que afecta a un residuo conservado de la secuencia consenso EGF.

  • –

    La mutación debe afectar a un residuo conservado en la evolución (se considera que los aminoácidos que no han sufrido cambios a lo largo de la escala evolutiva son importantes para la función de la misma).

  • –

    Para demostrase la patogenicidad de la mutación pueden utilizarse modelos bioinformáticos que pueden predecir si el cambio que provoca la mutación puede conllevar efectos deletéreos o no en la proteína.

  • –

    Debe demostrarse cosegregación en la familia (si es posible) y ausencia de la mutación en al menos 400 cromosomas de la misma etnia (200 individuos).

  • –

    La patogenicidad es muy probable en las mutaciones identificadas mediante análisis de ligamiento, que implica la existencia de cosegregación de la mutación con la enfermedad en la familia.

Sensibilidad clínica

La posibilidad de encontrar una mutación cuando se estudia a un paciente con el SM es alta, aunque puede depender de varios factores como son la edad, la historia familiar o el método utilizado para el diagnóstico genético. En los estudios publicados varía entre el 76 y el 93%⁵.

Modo de herencia

Se hereda siguiendo una herencia autosómica dominante; de esta manera, el riesgo de que el hijo de un padre afectado o de una madre afectada tenga la enfermedad es del 50%. Aproximadamente el 75% de los pacientes con SM tiene a uno de sus padres afectado y sólo en un 25% el afectado presenta una mutación de novo (la mutación aparece espontáneamente durante la replicación celular previa a la división celular en el oocito o aparece en un gameto).

Penetrancia

Se define como el porcentaje de portadores de la mutación que manifiestan el fenotipo a una determinada edad. La penetrancia de las mutaciones en FBN1 es en general elevada y se considera cercana al 100%. Se han comunicado casos excepcionales en los que la penetrancia ha sido incompleta. Hay que tener en cuenta que muchas de las manifestaciones del síndrome son edad-dependientes; así, un niño puede ser portador de la mutación y sólo desarrollar rasgos de la enfermedad cuando llegue a la edad adulta⁵.

Correlaciones genotipo-fenotipo

La identificación de las mutaciones asociadas con el SM es el paso inicial para evaluar las manifestaciones clínicas y la severidad del fenotipo asociado a cada una de las variantes o a un determinado tipo de variantes. Así^7,8:

• •

  Los pacientes con las formas más severas y más progresivas de la enfermedad (lo que en ocasiones se denomina «síndrome de Marfan neonatal») suelen presentar mutaciones en la parte central del gen, entre los exones 24 y 32. Sin embargo, esta no es una norma general, ya que hay individuos con esta forma neonatal que presentan mutaciones en otros exones, e individuos con formas ligeras de la enfermedad que sí presentan alteraciones en estos exones.

• •

  Como regla general, las mutaciones que producen inserciones o delecciones con cambio o desplazamiento del marco de lectura o errores en el «corte y empalme» (splicing) se asocian con formas más severas de la enfermedad. Sin embargo, mutaciones que crean un codón prematuro de terminación y pueden provocar una rápida degradación de los mutantes transcritos pueden asociarse con formas ligeras de la enfermedad que en ocasiones no cumplen los criterios diagnósticos.

• •

  Los pacientes con mutaciones que alteran el procesado del propéptido C-terminal han sido relacionadas con afectaciones predominantemente esqueléticas de la enfermedad.

Es evidente que se necesita recopilar información sobre las consecuencias clínicas y el fenotipo asociado a las diferentes mutaciones, ya que mutaciones con un mismo mecanismo pueden tener consecuencias clínicas muy diferentes, como se demuestra en otras patologías de causa genética.

Indicaciones del estudio genético

El diagnóstico del SM puede realizarse sin necesidad de un estudio genético, pero:

• •

  Es de gran relevancia en pacientes que no cumplen los criterios clínicos, en particular pacientes con ectopia lentis aislada y pacientes con rasgos cardiovasculares sugestivos combinados con hallazgos esqueléticos o en casos esporádicos en gente joven.

• •

  Es muy útil en familiares (niños) de pacientes afectados, para saber si ellos han heredado la mutación de sus padres y necesitan seguir controles periódicos.

• •

  Debe realizarse en pacientes en los que el diagnóstico genético puede influenciar su estilo de vida (deportistas), la iniciación del tratamiento o la programación de controles o seguimiento clínico.

• •

  Puede utilizarse en el diagnóstico prenatal, analizando el ADN extraído de células fetales obtenidas de las vellosidades coriónicas entre la 10 y 12 semanas de gestación. Podría hacerse si previamente se ha identificado una mutación causal en la familia (siempre que esa mutación tenga una patogenicidad claramente demostrada) y se evite la contaminación con ADN materno de la muestra estudiada, en los casos en los que la madre sea la afectada.

• •

  En el diagnóstico preimplantacional, en tratamientos de fecundación in vitro y consiste en estudiar si los embriones son portadores o no de la mutación patogénica e implantar en el útero los que no la tienen. El uso del diagnóstico prenatal y el preimplantacional es controvertido en muchos países, con aspectos éticos y legales que deben ser tenidos en cuenta.

Genes TGFBR 1 y 2 (receptor del factor de crecimiento transformante beta 1 y 2)

En algunos pacientes diagnosticados o con sospecha de síndrome de Marfan se han encontrado mutaciones en estos genes. Estos pacientes presentan una forma más agresiva de la enfermedad vascular con disecciones y roturas a edades más tempranas y con diámetros más pequeños. Inicialmente fueron identificados con el nombre de SM tipo 2, dejando el tipo 1 para los que tenían mutaciones en el gen FBN1. Posteriormente, estos pacientes con características marfanoides, enfermedad vascular agresiva y presencia de otras características morfológicas como el hipertelorismo, úvula bífida, tortuosidad arterial, etc., fueron agrupados dentro del síndrome de Loeys-Dietz, por lo que en ocasiones podemos encontrar ambas nomenclaturas⁵.

Otros genes relacionados

Los nuevos criterios diagnósticos recalcan que antes de hacer un diagnóstico definitivo del SM debemos de haber descartado rasgos de estos síndromes relacionados (síndrome de Loeys-Dietz, síndrome de Shprintzen-Goldberg, forma vascular del Ehler-Danlos, etc.) con estudio genético de los genes relacionados si estuviese indicado⁴.

Conclusión

Como hemos visto en esta revisión, los estudios genéticos han ganado peso no sólo en el diagnóstico del SM, sino también en el pronóstico, al permitirnos realizar un diagnóstico diferencial más preciso con otros síndromes relacionados. Con el tiempo y el mayor conocimiento de la enfermedad se irán estableciendo correlaciones genotipo-fenotipo más precisas y robustas. El diagnóstico genético se incluye ya como criterio de inclusión de pacientes en ensayos clínicos, donde se emplean tratamientos en pacientes portadores de mutación con fenotipo leve o incluso sin fenotipo. Podremos en definitiva tratar de adelantar el diagnóstico y mejorar el pronóstico de esta enfermedad.

En una revisión retrospectiva del caso presentado por el Dr. Marfan se vio que la niña realmente padecía el síndrome de Beals (aracnodactilia contractural congénita), que recuerda al de Marfan y que se debe a una mutación en el gen FBN2¹. De todos modos, fue la descripción inicial del Dr. Marfan la que dio nombre al síndrome.

Conflicto de intereses

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