INTRODUCCIÓN

Las enfermedades neurodegenerativas se caracterizan por presentar degeneración y muerte neuronal.  Se inician en forma insidiosa y su curso es progresivo (Valls-Pedret C et al., 2010). En función de la localización de las neuronas que mueran, el paciente presentará signos y síntomas acordes con esta localización que evolucionarán a una enfermedad. Aunque se conoce en muchas de ellas la patogenia, la etiología de la mayoría no se conoce. Aquellas que son de causa genética, suelen manifestarse en los pacientes en edades más tempranas.

El avance tecnológico permitió el acceso al diagnóstico molecular de las enfermedades. Sin embargo, la tecnología molecular progresó antes de que la medicina pudiera describir las asociaciones entre los hallazgos genéticos y la clínica de los pacientes. Otra dificultad que se le presenta al médico es que los análisis genéticos son procesados por programas computacionales e informados por biólogos moleculares o profesionales de disciplina similar, sin diálogo con el médico genetista que solicita el estudio y que conoce la clínica de su paciente y puede interpretar los resultados moleculares.

Este marco de situación supone un desafío para el médico genetista quien tiene la responsabilidad de interpretar los estudios genéticos moleculares en relación a las manifestaciones fenotípicas del paciente. Mayor es el reto cuando los estudios genéticos informan de más de un gen alterado y ninguna de estas alteraciones pueden asignarse exactamente al fenotipo descrito para cualquiera de esas variantes génicas. Sin embargo, es razonable plantearse la hipótesis de que las personas son el resultado de todo su genoma, así como los pacientes con más de un gen alterado son el resultado de cada alteración encontrada, expresada o no, así como del resto de su genoma.

CASO CLÍNICO

Presentación clínica

Se presenta a la consulta un paciente varón de 48 años de edad que comenzó con dificultades para caminar dos años antes y trastorno progresivo de la marcha, que luego se acompaña con disartria y trastornos de coordinación. En el examen físico neurológico se describe: paciente lúcido, disártrico, con parálisis del seguimiento de la mirada horizontal y vertical, nistagmo horizontal con mayor componente izquierdo, pupilas isocóricas reactivas. Los 4 miembros presentan espasticidad e hiperreflexia. La marcha atáxica requiere apoyo bilateral para la deambulación en tramos cortos y en los últimos meses necesita silla de ruedas para tramos más largos. También mostró sensibilidad superficial y profunda conservada. Las pruebas complementarias se muestran en la Tabla 1.

Tabla 1. Pruebas diagnósticas complementarias.

*LCR: Líquido cefalorraquídeo, MOG: Mielina oligodendrocito glicoproteína, NMO: neuromielitis óptica

Entre los antecedentes del paciente se refiere trastorno por uso de alcohol y consumo de tabaco e inhalación de cocaína, detenido 4 años antes del inicio de la clínica. En el genograma destacan un primo materno con diagnóstico de esclerosis múltiple y una sobrina con trastornos de la conducta de tipo afectivo e infértil.

Se solicitó estudio molecular de panel de genes para ataxia cuyo resultado se muestra en la Tabla 2.

Tabla 2. Panel molecular de genes para ataxia.

*VSI: Variante de Significado Incierto

Análisis genético

Se extrajo el ADN genómico total de sangre utilizando el método basado en perlas. La cantidad de ADN se evaluó utilizando el método fluorométrico. La muestra de ADN genómico calificada se fragmentó aleatoriamente mediante procesamiento sonoquímico isotérmico sin contacto.

La biblioteca de secuenciación se preparó ligando adaptadores de secuenciación a ambos extremos de los fragmentos de ADN. Las bibliotecas de secuenciación se seleccionaron por tamaño con un método basado en perlas para garantizar un tamaño de plantilla óptimo y se amplificaron mediante la reacción en cadena de la polimerasa (PCR).

Las regiones de interés (exones y objetivos intrónicos) se orientaron mediante el método de captura de objetivos basado en la hibridación. La calidad de la biblioteca de secuenciación completa se controló asegurando el tamaño y la cantidad correctos de la plantilla y eliminando la presencia de cebadores sobrantes y dímeros de adaptador-adaptador.

Las bibliotecas de secuenciación preparadas que pasaron el control de calidad se secuenciaron utilizando el método de secuenciación por síntesis de Illumina utilizando secuenciación de extremo emparejado (150 por 150 bases). El instrumento de secuenciación llevó a cabo el análisis de datos primarios que convirtió imágenes en llamadas base y puntajes de calidad asociados utilizando el software patentado de Illumina, generando archivos CBCL como resultado final.

Los datos de secuenciación sin procesar se transformaron a formato FASTQ utilizando el software de Illumina (bcl2fastq). Las lecturas de secuencia de cada muestra se asignaron al genoma de referencia humano (GRCh37/hg19). Se utilizó el software Burrows-Wheeler Aligner (BWA-MEM) para la alineación de lectura. El marcado de lectura duplicado, la realineación local alrededor de indels, la recalibración del puntaje de calidad base y la llamada de variantes se realizaron utilizando algoritmos GATK (Sentieon) para nDNA.

Los datos de variantes se anotaron utilizando una colección de herramientas (VcfAnno y VEP) con una variedad de bases de datos de variantes públicas, incluidas, entre otras, gnomAD, ClinVar y HGMD. La profundidad de secuenciación media y la cobertura en las regiones objetivo para la muestra analizada se calcularon en función de las lecturas alineadas con MQ0.

La serie de secuenciación incluyó muestras de referencia en proceso para el control de calidad, que superaron los umbrales de sensibilidad y especificidad. La muestra del paciente se sometió a medidas de control de calidad exhaustivas, incluidas evaluaciones de contaminación y confusión de muestras.

Las variaciones en el número de copias (CNV), definidas como un solo exón o eliminaciones o duplicaciones más grandes (Del/Dups), se detectaron a partir de los datos del análisis de secuencias utilizando una canalización bioinformática patentada. Se calculó la diferencia entre la profundidad de secuenciación observada y esperada en las regiones genómicas objetivo y las regiones se dividieron en segmentos con un número de copias de ADN variable. La profundidad de secuenciación esperada se obtuvo utilizando otras muestras procesadas en el mismo análisis de secuencia como referencia guía. Los datos de la secuencia se ajustaron para tener en cuenta los efectos del contenido variable de guanina y citosina.

El equipo de interpretación clínica evaluó la patogenicidad de las variantes identificadas evaluando la información en la solicitud del paciente, revisando la literatura científica relevante e inspeccionando manualmente los datos de secuenciación. Toda la evidencia disponible de las variantes identificadas se comparó con los criterios de clasificación.

El potencial de patogenicidad de las variantes identificadas se evaluó considerando la consecuencia predicha del cambio, el grado de conservación evolutiva, así como el número de bases de datos de poblaciones de referencia y bases de datos de mutaciones como, entre otras, gnomAD, ClinVar, HGMD Profesional y Alamut Visual. Además, se evaluó la relevancia clínica de cualquier CNV identificada mediante la revisión de la literatura y las bases de datos relevantes, como la Base de datos de variantes genómicas y DECIPHER.

DISCUSIÓN

La ataxia espinocerebelosa 48 se ha descrito recientemente como una ataxia de inicio en el adulto asociada a un síndrome afectivo cognitivo cerebeloso, causado por una mutación heterocigota en el gen STUB1. Es un síndrome complejo caracterizado por ataxia y trastorno cognitivo-psiquiátrico en todos los casos, variablemente asociado con corea, parkinsonismo, distonía, temblor y dismetría.

El gen STUB1 (OMIM *607207) (Genis et al., 2018) se relaciona con la expresión de la Ataxia Espinocerebelosa 48 (SCA48) (OMIM #618093) que es un trastorno neurodegenerativo autosómico dominante caracterizado por la aparición de ataxia de la marcha y/o síntomas cognitivo-afectivos a mediados de la edad adulta. Los pacientes pueden presentar afectación de cualquiera de los dos sistemas, pero la mayoría acaba desarrollando una alteración de ambos. Las características incluyen ataxia de la marcha, disartria y disfagia, así como deterioro cognitivo, déficit en la función ejecutiva y manifestaciones psiquiátricas o afectivas, como depresión, ansiedad y apatía. Otras características más variables pueden incluir anomalías del movimiento, como parkinsonismo, temblor, corea, distonía y dismetría; no se observa espasticidad (Lieto M et al., 2019).  Las imágenes cerebrales muestran atrofia selectiva de las áreas posteriores del vermis cerebeloso, a menudo con hiperintensidades ponderadas en T2 bilaterales en los núcleos dentados (el “signo del cangrejo”) y las imágenes de tensor de difusión (DTI) pueden mostrar escasez de conexiones cerebelosas con el tronco encefálico y el cerebro (Cocozza et al., 2020).

La presentación es consistente con un diagnóstico clínico de síndrome cerebeloso cognitivo-afectivo (CCAS). El fenotipo muestra variabilidad tanto interfamiliar como intrafamiliar. La variante hallada en el probando está clasificada como Variante de significado incierto (VIS) pero debe tenerse en cuenta que por la ubicación de 5 nucleótidos dentro del intrón estaría comprometiendo el sitio de reconocimiento de las proteínas que participan en el corte de intrones y empalmes de exones y la clínica del paciente concuerda parcialmente con la descripción de SCA48.

El gen SQSTM1 (OMIM *601530) codifica una proteína de andamiaje que regula una variedad de procesos biológicos, incluida la señalización de NFKB1, la apoptosis, la regulación de la transcripción y la autofagia mediada por ubiquitina (Bucelli R et al, 2015). La miopatía distal con vacuolas bordeadas (DMRV) (OMIM #617158) es causada por una mutación heterocigota en el gen SQSTM1. La DMRV es un trastorno miopático autosómico dominante caracterizado por debilidad muscular de inicio en la edad adulta que afecta las extremidades superiores e inferiores distales, lo que puede provocar dificultades para caminar, así como debilidad proximal de los músculos de la cintura escapular. Este gen también se asocia a Demencia frontotemporal y/o esclerosis lateral amiotrófica 3 (OMIM #616437), cuyo fenotipo podría incluir a las características del probando.

El probando presenta una superposición de las variantes encontradas en STUB1 y SQSTM1 y los fenotipos de ambos.

Con respecto al gen LARS2 (OMIM *604544), el probando presenta en heterocigosidad c.1565>A, p.(Thr522Asn), clasificada como Variante Patogénica, hasta el momento en pacientes que presentaban variantes homocigotas o heterocigotas compuestos (Kosaki et al., 2018). Aunque los fenotipos vinculados a variaciones en este gen son diversos como el Síndrome de Perrault 4 (PS) (OMIM #612300) e Hidropesía, acidosis láctica y anemia sideroblástica (OMIM #617021), no se ha descrito hasta el momento si la variante patogénica en heterocigosidad podría aportar al fenotipo del probando, cuya clínica como ya se ha mencionado se inicia en la edad adulta. Aunque osado, no sería el primer gen en el que se describe un fenotipo en edades tempranas en homocigosidad y otro fenotipo en la edad adulta en heterocigosidad como en el caso del gen STUB1. En publicaciones más recientes sobre el PS, algunos autores han descrito alteraciones neurológicas, especialmente ataxia cerebelosa progresiva y discapacidad intelectual o aparición de anomalías progresivas del movimiento, como espasticidad en la edad adulta (Pierce et al., 2013).

En el caso del probando presenta la variante LARS2 c.1565>A, p.(Thr522Asn), clasificada como Variante Patogénica pero no presenta sordera neurosensorial de debut temprano (Zhang et al., 2021; Riley et al., 2015). Además, presenta en el gen VPS13D (OMIM *608877) la variante c.11967>T, p.(Lys3989Asn) clasificada como variante de significado incierto (VIS), implicada en Ataxia Espinocerebelosa Autosómica Recesiva 4 (SCAR4) (OMIM #607317). Este gen cuando está mutado, puede causar ataxia, como la observada en el probando y participa en la misma ruta que STUB1. Esta relación funcional entre ambos genes podría modular el fenotipo observado en el paciente, el cual presenta una progresión de la enfermedad muy tórpida.

Tanto en la variante encontrada en LARS2 como la encontrada en VPS13D, hasta el momento, están descritas con patrón de herencia monogénica autosómica recesiva (AR) En el paciente descrito, ambas variantes se han encontrado en heterocigosidad. Otra posible explicación hipotética es que la clínica observada en el paciente podría deberse a que presente en el otro alelo de ambos genes una variante intrónica o en la región promotora que no han sido analizadas o que presente alguna modificación epigenética que impida una correcta expresión de los dos alelos.

También se halló la variante ABCA2 c.4655C>T, p.(Pro1552Leu), VSI. Hay tres mutaciones patológicas descritas en este gen: (1) Mutación STOP asociada con ataxia cerebelar y disartria (Aslam y Naz, 2019); (2) Mutación STOP asociada con retraso global del desarrollo, hipotonía, debilidad y dismorfismo leve y (3) Mutación STOP asociada con discapacidad intelectual, epilepsia, estatura baja, y microcefalia (Maddirevula et al., 2019). Aunque la asociación de la mutación homocigota de este gen descrita hasta el momento no es la misma que la hallada en el probando, faltan elementos, por ejemplo, pruebas funcionales, que permitan plantear si esta alteración contribuye o no contribuye al fenotipo del paciente. Sin embargo, debido a que la ataxia está nuevamente vinculada a la alteración también de este gen, los autores entienden que debe ser mencionado.

Las asociaciones de los fenotipos del resto de las variantes informadas no se incluyeron hasta el momento dentro del fenotipo del paciente por no presentarse clínicamente o por requerir del doble de dosis génica alterada para expresar enfermedad (trastornos autosómicos recesivos). Aunque esto último está en constante revisión, debe considerarse que la secuenciación es una técnica que detecta variantes nucleotídicas, pero no detecta metilación de promotores y otros mecanismos de regulación de la expresión génica.

La variabilidad de expresión fenotípica descrita para la ataxia espinocerebelosa 48 permite plantear que el paciente expresa de esta enfermedad muchas de las características descritas. Es posible que también presente algunas de las características clínicas descritas en los fenotipos de las otras variantes génicas encontradas.

Se sugiere que se estudie la variante LARS2 c.1565>A, p.(Thr522Asn) en la sobrina infértil debido a la asociación con la falla ovárica precoz en el Síndrome de Perrault. En el caso de su primo materno con diagnóstico de esclerosis múltiple se recomendó la búsqueda de las variantes STUB1 c.524+5G>A, SQSTM1 c.1175C>T y VPS13D c.11967>T dado que el probando se presentó con este diagnóstico a la consulta genética.

El asesoramiento genético requiere mucha cautela y total honestidad sobre las limitaciones y las probabilidades conocidas sobre la heredabilidad.

La herramienta del diagnóstico genético para los médicos tratantes es invalorable. En el caso de nuestro paciente permite explicar por qué él presentó una tórpida evolución y ausencia de respuesta terapéutica al tratamiento de esclerosis múltiple.

Por otro lado, queda abierta la investigación sobre la susceptibilidad de padecer de adicciones vinculada a alteraciones génicas. En un principio pareciera que no se pueden explicar, al menos con las variantes encontradas en este paciente. Sin embargo, tampoco se han encontrado estudios clínicos sobre el tema, que apoyen o refuten un inicio de una clínica con trastornos de conducta en edades más tempranas de todas las enfermedades neurodegenerativas.

Conflictos de interés

Los autores refieren ausencia de conflictos de interés.