E L S I N D R O M E X - F R A G I L

EL SíNDROME X-FRAGIL

José Antonio Enguita NavarroLicenciado en Psicología

Master en Psicopatología y Salud

INICIACION A LA

INVESTIGACION EN PA

TOLOGIA

PEDIATRICA ESPECIALIZADA

Máster d

e inicia

ción a la

investi

gación en

Medicina

E L S I N D R O M E X - F R A G I L

ÍNDICE

INTRODUCCIONOBJETIVOS-Área GenéticaMATERIAL Y METODOSRESULTADOS-Área GenéticaDISCUSION Y

CONCLUSIONES

E L S I N D R O M E X - F R A G I L

INTRODUCCIÓN

Primera causa más frecuente de retraso mental y la segunda asociada a factores genéticos.

El retraso mental afecta con más frecuencia a los niños que a las niñas . En general, las mujeres tienen síntomas más leves. Puede causar retraso del desarrollo y de lenguaje, dificultades de aprendizaje, y problemas de comportamiento y salud mental. Su nombre se debe a un estrechamiento del extremo distal del cromosoma X (Xq27.3) que aparecía en el cariotipo de los individuos afectados, y que se denomino “sitio frágil”. En 1991, se identifico el gen responsable de este síndrome Los individuos con SXF tienen una alteración en el gen X-Frágil llamada mutación completa.

E L S I N D R O M E X - F R A G I L

OBJETIVOS

Objetivo principalRevisión de conocimientos del síndrome en :Área genética-herencia

Objetivos secundarios Área clínica Manifestaciones y síntomas

Tratamientos farmacológicosÁrea psicológica Terapias

E L S I N D R O M E X - F R A G I L

ESTRATEGIA DE BÚSQUEDA

Guías y organismos oficiales vía GoogleAsociaciones X Frágil

• GuiaSalud y Fisterra«Síndrome de X frágil»

•Revisiones sistemáticas de la Cochrane

•Embase‘X fragile':ti

• Pubmed“X Fragile[Title]Filtrar por autores españoles o añadir “Spain” a la busquedaDelimitar ultimos 10 años

E L S I N D R O M E X - F R A G I L

SINDROME DE X

FRAGIL

1, -

RES

ULT

AD

OS

AR

EA G

ENET I C

A

E L S I N D R O M E X - F R A G I L

HISTORIA DE LA DESCRIPCIÓN DEL DIAGNÓSTICO DEL SÍNDROME DEL X FRÁGIL

E L S I N D R O M E X - F R A G I L

AREA GENETICAHISTORIA DE LA DESCRIPCIÓN DEL DIAGNÓSTICO

DEL SÍNDROME DEL X FRÁGIL

1897 Johnson observó un aumento en el número de varones entre la población mentalmente retrasada.

1943. Descripción clínica del síndrome por Martin y Bell.

En 1969 Lehrke describió la relación entre un mayor número de varones retrasados con genes del cromosoma X.

1969. Descubrimiento del marcador citogenética del síndrome como una fragilidad en la región q27.3 del cromosoma X por Lubs.

E L S I N D R O M E X - F R A G I L

AREA GENETICAHISTORIA DE LA DESCRIPCIÓN DEL DIAGNÓSTICO

DEL SÍNDROME DEL X FRÁGIL

En los años 70, Shuterland describió que si el medio de cultivo no disponía de ácido fólico, se expresaba un sitio frágil en el cromosoma X. En 1977 Shuterland definió un “sitio frágil” en el cromosoma X, en la región Xq27.3.

1991. Descubrimiento de la mutación en el gen FMR-1 , primer ejemplo de un nuevo tipo de mutación genética, e ADN inestable o mutación dinámica.

1994. Creación del modelo animal de la enfermedad, en el ratón nulo del gene FMR-1.

E L S I N D R O M E X - F R A G I L

AREA GENETICAHISTORIA DE LA DESCRIPCIÓN DEL DIAGNÓSTICO

DEL SÍNDROME DEL X FRÁGIL ORIGEN DEL NOMBRE

Cuando se obtienen células de un paciente con esta alteración y se cultivan bajo condiciones especiales (en un medio deficiente en ácido fólico), la expansión o amplificación del triplete de nucleótidos produce una particularidad en una región de los cromosomas, cerca del extremo del brazo largo (Telómero). Ésta se muestra descondensada y elongada, y se rompe fácilmente al ser examinada en el microscopio. De hecho, esta parte del cromosoma no es particularmente frágil en el paciente. El fenómeno de ruptura del cromosoma X en realidad aparece sólo in vitro cuando se observa la muestra en el microscopio.

Descubrieron que contenía más cantidad de ADN de lo normal. Concretamente, esa zona tenía un gran número de secuencias del ADN repetidas, llamadas repeticiones CGG.

E L S I N D R O M E X - F R A G I L

RESULTADOS: AREA GENETICA

el papel del gen FMR1

E L S I N D R O M E X - F R A G I L

AREA GENETICA CAUSAS DEL SXF: EL PAPEL DEL GEN FMR1. ¿COMO ES LA MUTACIÓN?

La mutación que provoca el síndrome de X frágil consiste en una pequeña sección de material genético dentro del gen que se repite demasiadas veces. La mayoría de las personas no afectadas tiene entre 6 y 45 repeticiones de esta sección de tres “letras” (llamada repetición de trinucleótidos) que ayudan a identificar el gen. La causa genética del síndrome es un tipo de mutación conocido como expansión de repeticiones de trinucleótidos, que produce el incremento en la descendencia del número de repeticiones de tres bases del ADN. Este tipo de mutación está asociado con el fenómeno de la anticipación, que se manifiesta como un aumento de la gravedad de los síntomas en sucesivas generaciones y antes en el tiempo.

E L S I N D R O M E X - F R A G I L

AREA GENETICA CAUSAS DEL SXF: EL PAPEL DEL GEN FMR1¿COMO ES LA MUTACIÓN?

En la mayoría de los casos se produce una expansión anómala trinucleotido compuesto por citosina-guanina-guanina (CGG) en el gen FMR1 (Fragile X Mental Retardation 1) en una zona no codificante situada al principio del gen (extremo 5’).Cuando el número de repeticiones supera el valor umbral de 200 repeticiones se produce la metilación del gen y, por tanto, éste pierde su función, produciendo así el síndrome del X frágil.El FMRP es una proteína vinculada al ARN y parece regular la traducción de aproximadamente el 4% de los mensajes neuronales.

E L S I N D R O M E X - F R A G I L

AREA GENETICA CAUSAS DEL SXF: EL PAPEL DEL GEN FMR1¿COMO ES LA MUTACIÓN?

E L S I N D R O M E X - F R A G I L

AREA GENETICA CAUSAS DEL SXF: EL PAPEL DEL GEN FMR1¿COMO ES LA MUTACIÓN?

Figura adaptada de “Fragile X Syndrome: Diagnosis, treatment and reserch”, pág 472. Hagerman and Hagerman. 2002.

E L S I N D R O M E X - F R A G I L

AREA GENETICA CAUSAS DEL SXF: EL PAPEL DEL GEN FMR1¿COMO ES LA MUTACIÓN?

Ribate Molina MP, Pie Juste J, Ramos Fuentes FJ, Síndrome de X Frágil. Protoc diagn ter pediatra. 2010;1:85-90.

E L S I N D R O M E X - F R A G I L

AREA GENETICA CAUSAS DEL SXF: EL PAPEL DEL GEN FMR1¿COMO ES LA MUTACIÓN?

E L S I N D R O M E X - F R A G I L

AREA GENETICA CAUSAS DEL SXF: EL PAPEL DEL GEN FMR1 ¿COMO ES LA MUTACIÓN?

La proteína FMRP actúa como reguladora de la traducción del ARNm de algunas proteínas, como

● la proteína Rac-1 (formación y maduración de las sinapsis neuronales),

● el grupo de proteínas SOD (Proteína Superoxido dismutasa) reguladoras del estado de oxidación-reducción de las células,

● las proteínas que forman los receptores para neurotransmisores, como el GABA, o para hormonas como los glucocorticoides.

E L S I N D R O M E X - F R A G I L

AREA GENETICA CAUSAS DEL SXF: EL PAPEL DEL GEN FMR1 ¿COMO ES LA MUTACIÓN?

Estructura en 3D de la proteína FMRP (Programa Swissprot®).

E L S I N D R O M E X - F R A G I L

AREA GENETICA CAUSAS DEL SXF: EL PAPEL DEL GEN FMR1 ¿COMO ES LA MUTACIÓN?

La ausencia de FMRP puede dar lugar a una falta de regulación de la función de estas proteínas. El Síndrome X Frágil (SXF) es un trastorno cuyos síntomas derivan de la falta de la proteína FMRP, codificada por el gen FRM1. Debido a la mutación de éste, se genera un déficit de dicha proteína.La proteína FMRP modula el funcionamiento de diversos genes relevantes en el desarrollo neurocognitivo. Se entiende, por lo tanto, que un déficit de FMRP va a generar manifestaciones relacionadas con la conducta y aprendizaje.

E L S I N D R O M E X - F R A G I L

AREA GENETICA ¿QUE ES LA PREMUTACION Y COMO SE HEREDA?

Se considera que las personas que tienen entre 45 y 55 repeticiones aproximadamente están en una “zona gris”. No se ha comprobado que estas personas tengan hijos con síndrome de X frágil. No obstante, el número de repeticiones puede crecer en cada generación por lo que sus nietos podrían estar en riesgo. A veces el número de repeticiones puede aumentar ligeramente al transmitirse de padres a hijos.Las personas que tienen entre 55 y 200 repeticiones aproximadamente tienen lo que se conoce como pre-mutación. Tanto los hombres como las mujeres pueden ser portadores de la pre-mutación. Aproximadamente una de cada 250 mujeres y uno de cada 800 hombres es portador de la pre-mutación. No obstante, sólo las mujeres portadoras corren el riesgo de tener un hijo con síndrome de X frágil.

E L S I N D R O M E X - F R A G I L

AREA GENETICA LA PREMUTACION EN LA MADRE

¿COMO SE HEREDA?Si una madre pasa su X con premutación a su descendencia, el número de repeticiones CGG puede permanecer en el mismo rango o puede incrementarse hasta alcanzar el tamaño de mutación completa. Cuanto mayor sea el número de repeticiones de CGGs de la madre, mayor !a probabilidad de expandirse a una mutación completa en la siguiente generación. Las mujeres con premutación en FMR1 pueden haberlo heredado de cualquiera de sus progenitores, mientras que los varones sólo pueden heredarlo de sus madres.Las madres portadoras de la pre-mutación tienen una probabilidad del 50 por ciento de transmitir a sus hijos el gen anormal en cada embarazo. Algunos niños que heredan el gen anormal presentan una pre-mutación pero no tienen síntomas de síndrome de X frágil. No obstante, es probable que el número de repeticiones aumente cuando el gen se transmite de madre a hijo. En consecuencia, algunos hijos de madres portadoras heredan la mutación completa (más de 200 repeticiones) y presentan síntomas de síndrome de X frágil.

E L S I N D R O M E X - F R A G I L

AREA GENETICA LA PREMUTACION EN EL PADRE ¿COMO SE HEREDA?

Los hombres portadores de la pre-mutación transmiten la premutación a todas sus hijas pero a ninguno de sus hijos ya que no reciben el cromosoma X de su padrePor lo general, las hijas no presentan síntomas del síndrome de X frágil, pero serán portadoras de una pre-mutación que pueden transmitir a sus bebés. A diferencia de las mujeres, en los varones la pre-mutación por lo general no aumenta cuando la transmiten a sus hijas. No obstante, estudios recientes indican que algunas podrían tener problemas sutiles de conducta o de aprendizaje.

E L S I N D R O M E X - F R A G I L

AREA GENETICA EL SINDROME X FRAGIL ¿COMO SE HEREDA?

El riesgo de tener un descendiente afectado (mutación completa) oscila entre 7-50% para hijos varones y entre 3,5-25% para hijas

En conclusión, el riesgo de transmitir el sxf depende de transmitir la expansión como premutacion o como mutación completa, depende sobre todo del tamaño de la propia premutacion.

E L S I N D R O M E X - F R A G I L

AREA GENETICA EL SINDROME X FRAGIL ¿COMO SE HEREDA?

E L S I N D R O M E X - F R A G I L

AREA GENETICA LA PREMUTACION: TRASTORNOS ASOCIADOS AL X FRAGIL (TAFX)

Insuficiencia Ovárica Primaria asociada al X-Frágil (GPAXF), que afecta sólo a mujeres Es causa de menopausia prematura (evidente infertilidad) y otros problemas ováricos de mujeres en edad reproductiva que son portadoras del X-Frágil.

Las portadoras tienen una alteración en el gen X-Frágil llamada "premutación". Además, aproximadamente el 20 por ciento de las mujeres portadoras de la premutación desarrolla insuficiencia ovárica y menopausia prematura (antes de los 40 años), lo que puede afectar su fertilidad. Se ha observado que del 16- 20% de las mujeres con PM presentan FOP, un porcentaje bastante superior al de la población general (1%).

Las personas con la mutación completa por lo general no desarrollan el trastorno neurológico ni la insuficiencia ovárica.

E L S I N D R O M E X - F R A G I L

AREA GENETICA LA PREMUTACION: TRASTORNOS ASOCIADOS AL X FRAGIL (TAFX)

Síndrome de Temblor/Ataxia asociado al X-Frágil (STAAXF), una patología neurológica del adulto que afecta más a varones a partir de los 50 años)

EL STAAXF también es causado por una premutación en el gen X-Frágil. La incidencia de este cuadro clínico es de un 20% en varones con PM (prevalencia 1/3.000),aproximadamente el 30 por ciento de los hombres de más de 50 años portadores de la pre-mutación la desarrolla.

Una pequeña cantidad de mujeres portadoras de la premutación también puede desarrollar este trastorno pero a una edad mayor que los hombres y con síntomas más leves.

E L S I N D R O M E X - F R A G I L

AREA GENETICA LA PREMUTACION: TRASTORNOS ASOCIADOS AL X FRAGIL (TAFX)

Las características de! STAAXF incluyen problemas de equilibrio (ataxia), temblores al tratar de agarrar algo pero no cuando está inmóvil, (temblor intencional) pérdida de memoria, inestabilidad de! estado de ánimo o irritabilidad, encorchamiento de las extremidades (neuropatía) y deficiencias cognitivas.

Los afectados de STAAXf, presentan hallazgos específicos en ia resonancia magnética (RM),un "aumento de la señal T2 en los pedúnculos cerebrales medios", también llamado "signo PCM"

E L S I N D R O M E X - F R A G I L

AREA GENETICAOTRAS POSIBILIDADES GENETICAS DEL X FRAGIL

También es posible tener el síndrome por una supresión (deleción) del gen FMR1 o por una mutación puntual que produce una FMRP no-funcional.

Los individuos que son citogenéticamente positivos por el sitio frágil en Xq27.3, pero son negativos por la expansión de CGG (lo cual está asociado con la mutación FRAXA), pueden tener una mutación más distal, incluyendo FRAXE o FRAXF, individuos con deficiencia mental y fragilidad cromosómica .

También debemos reseñar que existe otro cuadro clínico FRAXE mucho menos frecuente que asocia déficit mental en varones, también con fragilidad citogenética (en Xq28), sin macroorquidismo ni orejas grandes, y sin la afectación molecular que caracteriza al FRAXA.

Un pequeño número de individuos con SXF tiene lo que se denomina "mosaicismo". Esto significa que tienen una mezcla de células con diferente número de repeticiones CGG y/o estado de metilación. Por ejemplo, un varón puede tener en el gen FMR1 una mezcla de alelos con mutación completa y premutados, y puede tener algunas células que no estén metiladas por lo que produce cierta cantidad de FMRP. Como ocurre en mujeres, producir una pequeña cantidad de FMRP puede ser importante para e! nivel funcional de una persona.

E L S I N D R O M E X - F R A G I L

AREA GENETICA¿CÓMO LO DETECTAMOS?

El síndrome X frágil puede detectarse mediante determinadas pruebas antes del nacimiento.

La técnica PCR no es tan exacta con altas expansiones pero es una técnica mas barata y rápida con la que se puede realizar un cribado de los individuos con retraso mental y descartar el SXF.

La técnica de Southern Blot permite cuantificar el numero exacto de repetición presentes en un paciente y el estado de metilación. Con esta técnica podemos identificar individuos normales (6-55 repeticiones), premutados (portadores, 55-200 repeticiones), con mutación completa (>200 repeticiones) y mosaicos

En estos últimos anos se han desarrollado técnicas inmunohistoquimicas que permiten el estudio de la expresión de la proteína FMRP en distintos tejidos, como son linfocitos de sangre periférica y en raíz de cabello (que permite conocer la expresión en el cerebro de la proteína). Estos ensayos nos permiten confirmar la presencia o no de dicha proteína mediante el uso de anticuerpos que se hibridan a ella.

E L S I N D R O M E X - F R A G I L

AREA GENETICALA INVESTIGACION EN LABORATORIO

Por sus semejanzas con los humanos, el más utilizado ha sido un ratón al que se le ha inactivado el gen FMR1, denominado “FMR1-KO” (del inglés Knock-Out), creado artificialmente mediante técnicas de recombinación genética homóloga, y que por lo tanto carece de proteína FMRP en todos sus tejidos

Posteriormente se creó otro modelo de ratón FMR1-KO “condicionado”, cuya particularidad residía en que expresaba la proteína FMRP sólo en tejido nervioso.

El gen FMR1 y la proteína FMRP del ratón muestran un 95% y un 97% de homología, respectivamente, con sus homólogos en humanos. El patrón de expresión del ARNm del FMR1 y el nivel de la proteína FMRP son similares en los distintos tejidos humanos y animales.

E L S I N D R O M E X - F R A G I L

AREA GENETICALA INVESTIGACION EN LABORATORIO

Los cambios neuroanatómicos en el cerebro de individuos con el síndrome de X frágil incluyen un agrandamiento del núcleo caudado, del hipocampo, y ventrículos laterales. El vermis cerebeloso es más pequeño de lo normal. El tamaño del cerebelo está correlacionado con el nivel cognitivo, incluyendo la función ejecutiva.

AREA GENETICAUTILIZACIÓN DE MODELOS ANIMALES PARA EL DISEÑO DE TRATAMIENTOS ESPECÍFICOS DEL SXF

E L S I N D R O M E X - F R A G I L

La sintomatología puede estar mediada por la disminución de los receptores inhibidores activados por el neurotransmisor GABA; o por exceso de activación de neurotransmisión excitadora mediada por los neurotransmisores glutamato y aspartato.En dos trabajos publicados a finales del 2005, los modelos animales disponibles se han tratado con un nuevo compuesto, denominado MPEP, que actúa como antagonista de receptores excitadores. El uso de este compuesto ha permitido revertir las alteraciones de motoras y la ansiedad (Restivo y cols., 2005; Yan y cols., 2005; McBride y cols., 2005). Se han llevado a cabo ensayos con MPEP, con litio, y con inhibidores de la señal intracelular activada por receptores de glutamato, como posibles dianas terapéuticas para estudiar la eficacia de estos tratamientos.En un estudio publicado en 2010, el bloqueo del receptor mGluR5 en pacientes con metilación total en el promotor del gen FMR1 puede mostrar mejoras en el comportamiento de los SXF.

AREA GENETICACORRELACION CLINICA-GENETICA

El nivel de déficit de la proteína FMRP se correlaciona con una menor altura corporal, perímetro de la cabeza y longitud de los miembros, además de un un aumento en la capacidad de extensión del dedo corazón. Se realizaron estos estudios con 110 árboles familiares gracias a la inmunocitoquímica.

En los varones, el déficit de FMRP tenía un efecto significativo en la disminución del ancho facial y en el aumento de la longitud de la cabeza y del tamaño de las orejas.

La mayor longitud de la cabeza probablemente se relaciona con el mayor tamaño cerebral observado con técnicas de neuroimagen en pacientes con SXF, comparados con controles.

En las mujeres, las orejas prominentes y la longitud de la mandíbula se relacionaban con este déficit.

Tassone y colaboradores vieron que las mediciones del comportamiento han sido menos consistentes en sus correlaciones con la FMRP. No se ha encontrado hasta ahora correlación entre FMRP y la medida del trastorno por déficit de atención/ hiperactividad (TDAH).

Sin embargo, el número de características de comportamiento típicas del SXF medidas sobre un índice de comportamiento se correlacionaba inversamente con la FMRP en varones.

Hessl y otros científicos también encontraron que los problemas de comportamiento en niños con SXF se asociaban consistentemente a factores de entorno y no a FMRP o al CI.

EL déficit de FMRP significativamente se asocia a introversión y ansiedad/depresión en niñas. El CI y la FMRP explican el 34% de la variabilidad en la puntuación de la escala total de problemas de conducta en niñas con SXF E L S I N D R O M E X - F R A G I L

AREA GENETICADISCUSION Y CONCLUSIONES

E L S I N D R O M E X - F R A G I L

Desde la localización del sitio X frágil y el gen FMR-1, se han hecho en genética grandes mejoras especialmente en el diagnóstico prenatal del X frágil. La investigación adicional sobre la naturaleza de la repetición CGG, la metilación y procesos posteriores han proporcionado gran conocimiento en el mecanismo molecular de esta mutación. Los nuevos avances en SXF han dado lugar a la descripción de un fenotipo asociado a los portadores de la premutación en adultos (IO y FXT) En conjunto, la existencia de estos conocimientos deben ser considerados al ofrecer asesoramiento genético para el SXF, a los portadores de la premutación y del síndrome. Siguiendo las ultimas líneas de investigación comentadas, su estudio y caracterización podría ayudar a entender mejor cómo funciona el gen FMR1.

E L S I N D R O M E X - F R A G I L

E L S I N D R O M E X - F R A G I L

BIBLIOGRAFIA

1.- Glover G, Bernabe MJ, Carbonell. Diagnosis of fragile X syndrome. Rev Neurol. 2001

2.- Hagerman RJ, Hagerman PJ. Fragile X syndrome: a model of gene-brain-behaviour relationship. Nat Clin Pract Neurol. 2007; 3(2):107-12

Basile H. Síndrome del cromosoma x frágil. [monografía en internet] Psiquiatría y psicopatología del adolescente y su familia. 2008 Disponible en : http://psicoadolescencia.com.ar/docs/xfragil.pdf [Consulta: 30 Apr 2011]

Trastornos asociados al x-- frágil (taxf) ‐ Un manual para familias, profesionales de la salud, asesores y educadores. [monografia en internet] The National Fragile X Foundation. http://www.fragilex.org/html/home.shtml Disponible en : http://www.fragilex.org/pdf/ManualX-Fragil_3ed_espanol.pdf [Consulta: 1 May 2011]

Síndrome X Frágil; Libro de consulta para familiares y profesionales. Grupo de Investigación en Retraso Mental de Origen Genético (GIRMOGEN) y Federación Española el Síndrome X Frágil. Ed. Real Patronato sobre Discapacidad. Madrid, 2006. Disponible en : www.fraxa.org/pdf/LibroSXF.PDF [Consulta: 2 May 2011]

Ribate Molina MP, Pie Juste J, Ramos Fuentes FJ, Síndrome de X Frágil. Protoc diagn ter pediatr. 2010;1:85-90.

Brun Gasca C., Artigas Pallares J. Características psicológicas del síndrome x-frágil. [monografía en internet]. Asociación síndrome X frágil del País Vasco. Disponible en: www.euskalnet.net/axfrav/archivos/caracteristicas_psicologicas.ppt [Consulta: 1 May 2011]