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1 FACULTAD DE MEDICINA UNIVERSIDAD DE CANTABRIA GRADO EN MEDICINA TRABAJO DE FIN DE GRADO HEARING LOSS CHARACTERISTICS IN PATIENTS WITH THE A1555G MUTATION OF MTRNR1 GENE CARACTERÍSTICAS DE LA HIPOACUSIA EN PACIENTES CON LA MUTACIÓN A1555G DEL GEN MTRNR1 Autor/a: Dña. Andrea Carrancho García Director/es: Dr. Carmelo Morales Angulo Santander, junio 2016

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FACULTAD DE MEDICINA 

UNIVERSIDAD DE CANTABRIA 

GRADO EN MEDICINA TRABAJO DE FIN DE GRADO 

HEARING LOSS CHARACTERISTICS IN 

PATIENTS WITH THE A1555G MUTATION OF MTRNR1 GENE 

 CARACTERÍSTICAS DE LA HIPOACUSIA EN PACIENTES CON LA MUTACIÓN 

A1555G DEL GEN MTRNR1 

Autor/a: Dña. Andrea Carrancho García  

Director/es: Dr. Carmelo Morales Angulo  

Santander, junio 2016 

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ÍNDICE:    I.     Resumen/abstract ……………….………………………………...…….…….…….……… 3  II.    Introducción …………………………………………………………….….….….……..….…. 5         1.  Anatomía y fisiología del oído …………....……......… 5         2   La hipoacusia …………………………………...…....….…... 5         3.  Diagnóstico de la hipoacusia ………….……….…….... 6         4.  Genética básica ……………………………..…….………….. 9         5.  Genética de las hipoacusias ……………..………....... 11         6.  Genes del genoma mitocondrial ……………..……….11         7.  Gen MTRNR1 (ARNr 12S mitocondrial) …….....… 13  III.   Objetivos ……………………………………………………………………………..…….……. 14  IV.  Material y métodos …………………………………………………………………..…..…. 14          1.  Estudio clínico ………………………………………………. 14          2.  Estudio genético ……………………………….……….…. 15          3.  Estudio estadístico ………………………….………….… 17  V.    Resultados …………………………………………………………………………………….…. 17     VI.   Discusión ……………………………………………………………………….………………… 26  VII.  Conclusiones ……………………….………………………………………………….…….…. 32  VIII. Bibliografía …………………………….…………………………………..………..….….….. 33  IX.   Agradecimientos ……………………….………………………….………………….……… 50             

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RESUMEN 

 Introducción:     La mutación A1555G del gen MTRNR1 del ADN mitocondrial es responsable  del  20%  de  todos  los  casos  familiares  de  hipoacusia  neurosensorial  bilateral  no  sindrómica  en  nuestro  país,  que  se  ve  exacerbada  por  la  exposición  a  aminoglucósidos.  El  objetivo  de  nuestro  estudio  fue  determinar  la  prevalencia,  las  características  clínicas  de  la  hipoacusia  causada  por  esta mutación y el papel de  los aminoglucósidos en el desarrollo de  la hipoacusia, así como  describir  las  características  clínicas  de  neonatos  nacidos  con  dicha mutación.  Métodos:      Se  realizó  un  estudio  clínico  y  genético  de  la mutación  A1555G  del  ADN  mitocondrial en pacientes  con hipoacusia neurosensorial bilateral  sospechosa de un origen hereditario en la Comunidad de Cantabria.  Resultados:    Se encontró  la mutación en 119  individuos de 37  familias diferentes. Todos los pacientes eran de raza caucásica. Se observó un grado de hipoacusia variable pero en  los pacientes con antecedentes de administración de aminoglucósidos se dio una hipoacusia significativamente más acentuada. La edad de inicio de ésta también se vio que  era  variable  y  pudiendo  evolucionar,  o  estable  a  lo  largo  de  los  años mantenerse.   Conclusiones:    Los  pacientes  con  la mutación  A1555G  del  ADN mitocondrial  desarrollan  con  frecuencia  a  una  hipoacusia  neurosensorial,  bilateral,  simétrica  con  predominio para altas frecuencias. La mutación preserva la función vestibular.  La gran variabilidad  de  la  gravedad de  la  hipoacusia,  la  heterogeneidad  de  la  expresión fenotípica  y  la presencia  de  individuos  normooyentes  pueden  indicar  la  existencia de factores modificantes  tanto  ambientales  como  los  aminoglucósidos  o  genéticos como lo son algunos genes del genoma mitocondrial y otros nucleares.   Palabras Clave:  Aminoglucósidos. Hipoacusia neurosensorial. ADN mitocondrial. Mutación A1555G.  

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ABSTRACT  Introduction:    The A1555G mutation of the mitochondrial DNA gene MTRNR1 is responsible for 20% of all the familiar cases of sensorineural bilateral non‐syndromic hearing  loss in our country, which  is exacerbated by the exposure to aminoglycosides. The aim of our  study was  to determinate  the prevalence,  clinical  characteristics of hearing  loss caused by  this mutation and  the  role of aminoglycosides  in  the onset of  the disease and  to describe the clinical characteristics of newborns with the mutation.  Methods:    A  clinical  and  genetic  study  was performed in patients with bilateral sensorineural hearing loss with a suspected hereditary origin in the region of Cantabria in order to look for the mitochondrial DNA mutation A1555G.  Results:    The mutation was  found  in  119  individuals  from  37  different  families with maternal inheritance pattern. All patients were Caucasian. Although some patients had normal  hearing,  most  of  the  patients  had  sensorineural  hearing  loss  in  high frequencies.  The  degree  of  hearing  loss  was  higher  in  those  patients  with  an aminoglycosides  exposure  history.  The  age  of  onset  of  the  hearing  loss  was  also variable and it may progress or remain stable over the years.  Conclusions:    Patients  with  A1555G  mutation  mtDNA  often  develop  a  sensorineural, bilateral,  symmetrical  hearing  loss,  with  predominance  for  high  frequencies.  The mutation  preserves  the  vestibular  function.  The  great  variability  of  the  severity  of hearing  loss, the heterogeneity of phenotypic expression and the presence of normal hearing individuals may indicate the existence of both environmental modifying factors such  as  aminoglycosides  or  genetic  factors  like  some  genes  of  the  mitochondrial genome and others from the nuclear genome.  Keywords:  Aminoglycosides.  Sensorineural hearing loss. Mitochondrial DNA.  A1555G mutation.  

     

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INTRODUCCIÓN   

1‐Anatomía y fisiología del oído humano. 

  El oído es un órgano que forma parte de los órganos de los sentidos. Se divide en:  

o El oído  externo:  constituido  por  el  pabellón  auricular  y  el  conducto  auditivo externo (CAE), participa en la recepción, amplificación y conducción de la onda sonora.  

o El oído medio: a través de  la membrana timpánica y  la cadena de huesecillos, trasforma  las  ondas  acústicas  en  vibraciones mecánicas  que  se  trasmiten  al oído  interno. Amplifica  la energía para adaptar  la  impedancia entre el medio aéreo  y  el medio  líquido.  El  reflejo  del músculo  del  estribo  protege  al  oído frente a sonidos intensos.  

o El oído  interno:  consta de  la  cóclea, donde  reside el  sistema auditivo, y otra parte  donde  reside  el  sistema  vestibular,  formada  por  los  conductos semicirculares, el utrículo y el sáculo (figura1). Se diferencia un laberinto óseo y un  laberinto membranoso.  El  laberinto membranoso  contiene  endolinfa,  rica en potasio, y entre ambos se encuentra la perilinfa, rica en sodio. La cóclea es un  conducto  espiral  alrededor  de  un  eje  denominado modiolo.  El  conducto espiral  está  dividido  en  dos  rampas  por  la  cóclea  membranosa:  la  rampa vestibular en continuidad con  la ventana oval y  la rampa timpánica, que  llega hasta la ventana redonda. Ambas contienen perilinfa. 

La  cóclea membranosa  contiene  el  órgano  de  Corti,  que  trasforma  la energía mecánica en eléctrica. Está  formado por una hilera de células ciliadas internas, tres hileras de células ciliadas externas y recubierto por la membrana tectoria.  

Las vibraciones sonoras causan una onda de presión en la perilinfa de la rampa  vestibular,  que  se  trasmite  hacia  la  cóclea  viajando  por  la  rampa timpánica  hasta  la  ventana  redonda.  Se  produce  un  movimiento  entre  la membrana basilar, donde está el órgano de Corti, y  la membrana tectoria. Se produce  así  un movimiento  de  los  cilios  de  las  células  ciliadas  externas,  que están en contacto con  la membrana  tectoria, dando  lugar a  la contracción de estas células y produciendo  la amplificación de  las vibraciones en  la cóclea. El gradiente  iónico  entre  los  diferentes  compartimentos  es  fundamental  para esto.  De  forma  análoga,  las  células  ciliadas  internas  despolarizan  y  liberan 

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glutamato, provocando la despolarización del octavo par craneal, y se trasmite el mensaje auditivo a la corteza cerebral1.  

 Figura 1: anatomía del oído humano.2 

 

 

2. La hipoacusia. 

Se denomina hipoacusia a la disminución de la percepción auditiva. Provoca una alteración en  la comunicación y el aprendizaje3. Se clasifica según diferentes criterios: 

o Localización:  

• De trasmisión: trastornos de oído externo o medio.  

• Neurosensoriales: lesiones del oído interno o la vía auditiva. 

• Mixtas o Grado de pérdida4,5: 

• Ligeras: de 21 a 40 dB. 

• Moderadas: de 41 a 70 dB. 

• Severas: de  71 a 90 dB. 

• Profundas:  de 91 a 129 dB 

• Cofosis: más  de 120 dB. o Frecuencias: 

• Graves: afectación de frecuencias por debajo de 500 Hz. 

• Medias: déficit entre 500 y 200 Hz. 

• Agudas: por encima de 2000 Hz. 

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o Edad de comienzo en relación al desarrollo del lenguaje (determinante en el pronóstico de la hipoacusia):  

• Prelocutivas  o  prelinguales:  antes  de  la  adquisición  del  lenguaje. Incluidas aquí las hipoacusias congénitas.  

• Perilocutivas  o  perilinguales:  la  pérdida  se  presenta  durante  la adquisición del lenguaje. 

• Postlocutivas  o  postlinguales:  el  déficit  aparece  tras  la estructuración del lenguaje. 

o Según etiología: 

• Adquiridas: debidas a infecciones, traumatismos, ototóxicos… 

• Hereditarias o genéticas: debidas a una alteración en  los genes. Se dividen a su vez en dos grupos:  

Sindrómicas:  asociadas  a  la  hipoacusia  aparecen  otras alteraciones. Entre ellas encontramos: el Síndrome de Alport, el síndrome de Waardenburg, el síndrome de Pendred, o el síndrome de Jervell‐Lange‐Nielsen 

No síndrómicas: en las que la hipoacusia aparece aislada. 

Más del  50 % de  los  casos de hipoacusia  en  recién nacidos  son  atribuidos  a causas genéticas. El 70 % de  las hipoacusias hereditarias son  formas no sindrómicas. Aproximadamente el 10 % de los mayores de 65 años tienen una pérdida auditiva6,7.  

 

3. Diagnóstico de la hipoacusia 

o Anamnesis y exploración física.  

Es  importante  la presencia de antecedentes  familiares o  síndromes relacionados con la hipoacusia. Se deben recoger datos sobre el embarazo, parto, ototóxicos, enfermedades asociadas y ambiente  laboral ruidoso. En cuanto a  la pérdida auditiva se preguntará acerca del  lado afectado, edad de  inicio,  progresión  y  otros  síntomas  otológicos  tales  como  otalgia, supuración, acúfenos o vértigo. 

Se  debe  realizar  una  inspección  general  del  paciente  y  debe examinarse el pabellón auricular y practicar una otoscopia (figura2).  

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 Figura 2: otoscopia normal  

 o Acumetría:  

Se  realiza mediante  las  pruebas  de Rinne  y Weber  las  cuales  diferencian trastornos de trasmisión y de percepción.  

o Audiometría tonal liminar:  

Estudia  el  nivel mínimo  de  audición  a  través  de  la  emisión  de  tonos puros  a  distintas  frecuencias  e  intensidades.  Se  utiliza  un  audiómetro (figura  3).  El  audiograma  es  el  gráfico  resultante  donde  se  representa  el umbral  de  audición  por  vía  aérea  y  ósea  para  cada  frecuencia  en          ambos oídos.                                 

                          Figura 3: audiometría tonal liminar en   cabina.                        

                                                    

 o Audiometría tonal supraliminar: 

 Comprende  un  conjunto  de  pruebas  que  se  realizan  con  estímulos 

sonoros  de  intensidad  superior  al  umbral.  Identifica  la  existencia  de reclutamiento (distorsión en la sensación de intensidad característico de las hipoacusias  perceptivas  cocleares)  y  adaptación  auditiva  (fenómeno fisiológico por el cual se percibe una disminución de la sensibilidad auditiva 

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durante  una  estimulación  sonora  prolongada,  en  lesiones  retrococleares existe una adaptación mayor de lo normal).  

o Logoaudiometría:  Estudian  la audición y comprensión de  la palabra. Determina el umbral 

de  detectabilidad  de  la  voz  (se  oye  pero  no  se  entiende)  el  umbral  de detección  de  la  palabra  (repite  la  primera  palabra),  el  umbral  de inteligibilidad (se repiten  la mitad de  las palabras) y el umbral de máxima discriminación (diferencia el máximo porcentaje de palabras).  

o Impedanciometría:  

Son la timpanometría y la detección del umbral del reflejo estapedial. La timpanometría mide  la movilidad del sistema tímpano‐osicular sometido a diferentes presiones.  Da información sobre el movimiento de la membrana timpánica,  el  estado  de  la  cadena  osicular,  presión  en  el  oído  medio, ocupación  de  la  caja  timpánica  y  funcionamiento  de  la  trompa  de Eustaquio.  El  reflejo  acústico  estapedial  es  la  contracción  del  músculo estribo  a  una  intensidad  determinada  por  encima  del  umbral  auditivo, aumenta  la  rigidez de  la  cadena osicular  y  se  refleja en el  timpanograma (figura 4). Este reflejo es indetectable en patología de la caja timpánica. En hipoacusias de origen coclear, el umbral para desencadenar este reflejo es inferior.  

 Figura 4: impedanciometría.  

o Potenciales  evocados  auditivos del  tronco  cerebral  (PEAT)  y potenciales evocados auditivos del estado multifrecuencial: 

 

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Los potenciales evocados auditivos del tronco cerebral son el registro de la  respuesta  eléctrica  en  los  10 ms  siguientes  a  un  estímulo  sonoro8.  La respuesta se recoge con tres electrodos y se configura un registro con una serie  de  ondas  que  determinan  el  umbral  auditivo  y  diferencian  una hipoacusia  de  trasmisión  de  una  perceptiva  de  origen  coclear  o  de  una retrococlear (figura 5). Los  potenciales  evocados  auditivos  de  estado  estable  multifrecuencial consisten  en  la  presentación  binaural  simultánea  de  múltiples  tonos continuos sinusoidales en amplitud a diferentes frecuencias generando una respuesta  específica  a  cada  frecuencia  de  estimulación.  Los  estímulos  se presentan  a  intensidades  decrecientes  hasta  el  umbral.  Permite  la valoración tonal audiométrica de forma objetiva.  

 Figura 5: potenciales evocados en adulto.   

o Otoemisiones acústicas evocadas (OEA): Son  la  fracción  de  sonido  generada  por  la  actividad  de  la  cóclea 

registrada  en  el  CAE.  Producida  por  la  actividad  contráctil  de  las  células ciliadas  externas,  aparece  espontáneamente  o  en  respuesta  a  un estímulo9,10. 

o Audiología infantil:  En  niños  menores  de  5  años  se  emplean  técnicas  audiológicas 

específicas  además  de  PEATC  y  los  OEA.  En  lactantes  se  observan  las distintas  reacciones  ante  los  estímulos  ofrecidos:  reflejo  respiratorio, movimiento,  llanto,  sorpresa11.  En  niños  entre  los  5  y  24 meses  se  hace audiometría por  refuerzo  visual12. Entre  los 2  y 4  años  la  audiometría de actuación13. Y entre los 3 y 8 años la audiometría de juego14. 

    

 

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 o Técnicas de imagen: 

 Se utiliza  la  tomografía  computarizada  (figura 6)  la  cual valora el oído 

externo y medio y la resonancia magnética (figura 7) que informa sobre los líquidos endolaberínticos y del nervio auditivo15,16.  

 Figura 6: TAC craneal, sistema auditivo normal.  

                 

Figura 7: RMN craneal, sistema auditivo normal. 

 

 

4. Genética básica. 

La  información que determina  las características de un ser vivo está contenida en  el  ácido  desoxirribunucleico  (ADN).  El ADN  está  compuesto  de  dos  cadenas  que 

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forman  una  doble  hélice.  Cada  cadena  está  constituida  por  una  sucesión  de nucleótidos,  los  cuales  están  compuestos  por  cuatro  bases  nitrogenadas  distintas: adenina  (A),  timina  (T),  guanina  (G),  citosina  (C).  El  orden  en  que  se  suceden  estos determina el código genético. Ambas cadenas son complementarias. 

El ADN se encuentra en el núcleo de cada célula organizado en cromosomas, 46 en los humanos. Cada pareja de cromosomas homólogos contiene genes equivalentes denominados alelos. Si ambos son  iguales se dice que el  individuo es homocigoto y si son diferentes heterocigoto. 

El proceso de división celular conlleva una replicación del ADN que conserva el mensaje genético gracias a las ADN polimerasas y a los sistemas de reparación. Existe cierta variabilidad  responsable de  la evolución:  las mutaciones que son errores en  la replicación  y  las  recombinaciones.  Los  polimorfismos  son  cambios  inocuos  o beneficiosos y las mutaciones perjudiciales. Los genes codifican polipéptidos formados por aminoácidos. Durante  la trascripción se separan  las hebras de ADN y se sintetiza ARN a partir de una de las dos cadenas.  El ARN es de  secuencia idéntica a la cadena no utilizada  como molde pero en  lugar de  timina  (T)  tiene uracilo  (U).  Lo  transcrito sufre un procesamiento (splicing) que elimina intrones y junta los exones para formar ARN mensajero, que es traducido en un polipéptido en los ribosomas citoplasmáticos.  

 

Genotipo, fenotipo, penetrancia y expresividad. 

El  genotipo  es  la  constitución  genética  de  un  individuo.  El  fenotipo  es  la manifestación externa del genotipo. La penetrancia es la proporción de portadores de un genotipo mutante que desarrollan  la enfermedad asociada.  La expresividad es  la variabilidad en la expresión clínica de un determinado genotipo. 

 

El genoma mitocondrial. 

Las mitocondrias son orgánulos que contienen su propio genoma. Poseen entre 2  y  10  copias  de  ADN  circular  cada  una.  El  ADN mitocondrial  codifica  polipéptidos pertenecientes  a encimas de  la  fosforilación oxidativa utilizando un  código  genético propio  en  el  que  el  significado  de  algunos  codones  cambia  con  respecto  al  código genético  universal  (figura  8).  El  ADN  mitocondrial  acumula  mutaciones  fácilmente porque no dispone de sistemas de reparación y carece de intrones. Las células portan ADN mitocondrial normal y mutado.   Esto  se denomina heteroplasmia. A nivel de  la mitocondria también puede haber heteroplasmia. 

Debe existir un número mínimo de copias de ADN mitocondrial mutante antes de producir una disfunción en la fosforilación oxidativa y signos de enfermedad.  

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Este  umbral  es más  bajo  en  los  tejidos más  dependientes  de metabolismo oxidativo.  La  distribución  aleatoria  de  los  orgánulos  en  la  división  celular  puede cambiar  la  proporción  de  ADN  mitocondrial  mutante.  Si  sobrepasa  el  umbral patogénico  el  fenotipo  puede  cambiar.  Esto  explica  la  variabilidad  en  función  de  la edad y el tejido afectado que se observa en los trastornos producidos por mutaciones mitocondriales17,18.  

Las  mutaciones  del  genoma  mitocondrial  se  trasmiten  según  un  patrón  de herencia materna,  las madres  trasmiten  su  genoma mitocondrial  a  todos  sus  hijos, siendo  las proporciones de varones y mujeres aproximadamente  iguales. Los varones no  trasmiten  la  enfermedad.  Se  debe  a  que  los  genomas  mitocondriales  del espermatozoide no penetran en el óvulo, y si  lo hacen, no perduran. No obstante,  la evidencia de la trasmisión paterna del ADN mitocondrial en el músculo esquelético (no en  otros  tejidos)  en  las miopatías mitocondriales  pone  sobre  aviso  que  la  herencia materna mitocondrial no es una regla absoluta.  

 

 

 

Figura 8: el genoma mitocondrial humano. 

 

 

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Identificación de genes de enfermedades humanas. 

La identificación de genes implicados en una enfermedad hereditaria se realiza mediante la aproximación del gen candidato o la clonación posicional. La aproximación del gen candidato se basa en la hipótesis de que un gen ya conocido es responsable de la enfermedad. Suele fundamentase en el conocimiento de las bases moleculares de la patología o de la función de la proteína codificada por el gen. Se buscan mutaciones en dicho gen y si se encuentran se considera responsable de la enfermedad.  

El  método  de  clonación  posicional  consiste  en  localizar  un  gen,  definir  un intervalo  que  lo  contenga  y  reducirlo  progresivamente  para  finalmente  buscar  los genes contenidos en él. Se buscan mutaciones en el gen elegido y si no aparecen se buscan en otro gen del intervalo. Este método es el más utilizado en el estudio de las hipoacusias  hereditarias.  La  determinación  de  la  posición  de  un  gen  en  el  genoma requiere de unas  referencias  llamadas marcadores genéticos para  lo cual se hace un análisis del ligamiento. 

 

5. Genética de las hipoacusias. 

El  estudio  genético  de  las  hipoacusias  no  sindrómicas  es  difícil  por  la  gran heterogeneidad  genética.  Existen  muchos  genes  responsables  de  patologías clínicamente indiferenciables. La tendencia de los hipoacúsicos a contraer matrimonio con  otros  hipoacúsicos  aumenta  la  probabilidad  de  que  haya  dos  genes  diferentes responsables en la misma familia. 

Las  mutaciones  del  genoma  mitocondrial  son  responsables  de  numerosos trastornos.  La mayor parte  corresponden a  formas  sindrómicas. Sólo dos de  los 101 loci  actualmente  conocidos,  responsables  de  hipoacusias  no  sindrómicas, corresponden a herencia mitocondrial. 

Generalmente  las  hipoacusias  no  sindrómicas  son  de  tipo  neurosensorial, bilaterales y simétricas. Raramente se acompañan de trastornos vestibulares.  

 

6. Genes del genoma mitocondrial. 

La  hipoacusia  puede  ocurrir  como  un  síntoma  adicional  en  algunas enfermedades sindrómicas causadas por defectos en el ADN mitocondrial. Es común en  las mutaciones mitocondriales  que  lleven  a  diferentes  fenotipos  en  las  distintas familias  afectadas.  La  hipoacusia  no  sindrómica  también  puede  estar  causada  por 

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mutaciones mitocondriales,  como  se demuestra al encontrar numerosas mutaciones en el DNA mitocondrial de familias con herencia materna de la hipoacusia, que puede ser no sindrómica en estos casos19. 

En  las  tablas  1  y  2  se  recogen  todos  los  genes  causantes  de  hipoacusias sindrómicas y no sindrómicas respectivamente, descritos hasta ahora: 

 

 

Tabla 1: hipoacusias mitocondriales sindrómicas. 

 

 

 

 

Gene  Mutation  Phenotype  Reference 

MTTL1  3243A‐>G  MELAS y MIDD  Goto  et  al.,  1990 van  den  Ouweland et al., 1992  

MTTK   8344A‐>G 8356T‐>C 8296A‐>G  

 MERRF MERRF MIDD  

Shoffner et al., 1990 Zeviani et al., 1993 Kameoka  et  al., 1998  

MTTS1  7512T‐>C  Progresive mioclonic epilylepsy,  ataxia and  hearing impairment 

Jaksch et al., 1998b  

Varios  Large deletions  KSS  Moraes et al., 1989  

Varios  Large deletions/duplication

MIDD  Ballinger et al., 1992 

MTTE  14709T‐>C  MIDD  Hao et al., 1995  

16

 

 

Tabla 2: hipoacusias mitocondriales no sindrómicas. 

 

Gene  Mutation  Phenotype  Reference 

MTRNR1  1555A‐>G  Aminoglycoside induced/worsened 

Prezant  et  al., 1993 ;  Usami  et  al., 1997 ; Estivill  et  al., 1998   

MTRNR1  1494C‐>T  Aminoglycoside induced/worsened 

Zhao et al., 2004  

MTRNR1  961  (different mutations) 

Aminoglycoside induced/worsened 

Bacino  et  al., 1995  ; Casano et al., 1999  

MTTS1  7445A‐>G  

Palmoplantar keratoderma  

Reid  et  al., 1994 ; Fischel‐Ghodsian  et  al., 1995 ; Sevior  et  al., 1998     

MTTS1  7472insC  

Neurological dysfunction, including  ataxia,dysarthria  and myoclonus  

Tiranti  et  al., 1995 ; Jaksch  et  al., 1998a ; Jaksch et al., 1998b ;  Schuelke  et al.,1998 ; Verhoeven et al., 1999   

MTTS1  7510T‐>C  

no  additional symptoms reported  

Hutchin et al., 2000 

MTTS1  7511T‐>C  

no  additional symptoms reported  

Friedman  et  al., 1999 ; Sue  et  al., 1999  

17

    

7. Gen MTRNR1 (ARNr 12S mitocondrial). 

 La  mutación  1555A>G  del  gen  MTRNR1  se  situa  en  la  subunidad  12S  del  DNA mitocondrial  (figura  9). Representa aproximadamente el 20 % de todos los  casos  familiares  de  hipoacusia neurosensorial  no  sindrómica independientemente del patrón de herencia  y  la  edad  de  inicio  en  la población española20,21. También es responsable de hipoacusia  inducida por  dosis  bajas  de  antibióticos aminoglucósidos22.  El  mecanismo de  esta  forma  de  ototoxicidad  es debido  a  que  la  mutación incrementa la afinidad del ARNr 12S por el aminoglucósido23. Existe gran variabilidad en la edad de inicio y la intensidad  de  la  hipoacusia  en  los portadores  de  esta  mutación,se están  estudiando  genes  nucleares que actúen como modificadores de la expresión fenotípica24.        

                                                                Figura 9: gen MTRNR1, genoma mitocondrial                                                                (foto tomada de U.S  National Library of Medicine)   

 

 

 

 

 

18

 

OBJETIVOS 

1. Estudio de    individuos con hipoacusia neurosensorial no  sindrómica en Cantabria. Determinación de la prevalencia de la mutación A1555G en la población estudiada. 

2. Determinación de las características de la hipoacusia en los individuos portadores de la mutación A1555G estudiados. 

3.  Estudio  de  factores  ambientales  que  puedan  actuar  como  modificadores  en  la expresión de la mutación A1555G. 

4.  Determinación  de  la  forma  de  presentación  de  la  hipoacusia  y  características auditivas de neonatos nacidos con la mutación A1555G. 

5. Determinación del porcentaje   de portadores de  la mutación A1555G que  tienen como antecedente exposición a aminoglucósidos. 

6. Observar que tipo de antibiótico aminoglucósido está implicado en el desarrollo de hipoacusia en portadores de la mutación A1555G. 

 

 

 

 

 

 

 

 

19

MATERIAL Y MÉTODOS 

Estudio clínico 

Incluimos   493  individuos  (237  familias), que  fueron  recogidos en el Hospital 

Marqués de Valdecilla y en el Hospital Sierrallana. Los criterios de selección fueron: 

‐ Hipoacusia neurosensorial bilateral y simétrica (considerando el promedio de 

umbrales auditivos superior a 20 dB para frecuencias conversacionales) 

‐ Sospecha de origen genético de la hipoacusia. 

‐ Ausencia de otros signos clínicos. 

  

Se recogen tanto casos esporádicos como casos con antecedentes familiares. Se 

procuró extender el estudio al mayor número de miembros posibles de  la familia. Se 

obtuvo consentimiento informado de todos ellos. Para cada sujeto se rellenó una ficha 

en  la  cual  se  recogieron  datos  de  la  historia  clínica.  Se  recogen  de  cada  sujeto  su 

nombre y apellidos,  lugar y  fecha de nacimiento, domicilio, número de teléfono y de 

historia  clínica.  Además  se  recogen  los  antecedentes  familiares  y  personales 

(embarazo,  parto,  profesión, medicación).  Sobre  la  hipoacusia  se  reseña  la  edad de 

inicio, modo de comienzo, afectación uni o bilateral, simétrica o asimétrica, evolución 

y síntomas otológicos acompañantes. 

Se  hizo  una  exploración  física    y  pruebas  complementarias  (hemograma, 

bioquímica,  elemental  y  sedimento  de  orina,  ECG)  para  descartar  enfermedad 

sistémica  y  una  exploración  ORL  (exploración  del  pabellón  auricular,  otoscopia  y 

exploración del sistema vestibular en aquellos que referían síntomas vestibulares). 

Se  realizó una audiometría  tonal  liminar y se  registraron  la vía aérea   y  la vía 

ósea. Para la vía aérea se estudiaron las frecuencias 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 y 

8000 Hz. Para la vía ósea se estudiaron las frecuencias 250, 500, 1000, 2000, 4000 Hz. 

Se hizo la audiometría a los individuos hipoacúsicos y a los normooyentes para 

descartar un déficit en estos últimos. En algunos individuos se completó el estudio con 

PEATC, OEAs, TC o RM. 

20

En  todos  los  casos  se  realizó  un  árbol  genealógico  de  la  familia  en  el  que 

aparecen  los  individuos  afectados.  En  los  árboles  genealógicos  las  generaciones  se 

señalan  con  los  números  romanos  de  más  antiguas  a  más  contemporáneas.  Los 

individuos se señalan con numeración arábiga empezando por la izquierda. Los árboles 

genealógicos se realizaron con el programa  informático CYRILLIC 2 (Cherwell Scientific 

Publishing Ltd). 

 

 Estudio genético 

El  estudio  genético  se  hizo  en  la  unidad  de  genética molecular  del  Hospital Ramón y Cajal de Madrid y en  la unidad de genética del HUMV.   De  cada  sujeto  se había obtenido una muestra de sangre de 5 ml.  

Se  seleccionaba  un  sujeto  afectado  de  cada  familia  probable  portador  de  la enfermedad el cual se denominaba caso índice. Se procedía a la extracción de su ácido desoxirribonucleico genómico a partir de sangre periférica. Dicho ADN se utilizaba para realizar  los  test de detección de  la mutación. Cuando  se encontraba  la mutación  se extendía  el  estudio  a  los  demás  miembros.  Para  la  amplificación  selectiva  de secuencias específicas de ADN se utiliza la PCR (reacción en cadena de la polimerasa).   

• Método SNaPshot 

Para detectar  la mutación en el  caso  índice,  se utilizó el método  SNaPshot. Este método SNaPshot está diseñado para detectar cambios puntuales en  la secuencia de ADN. Se basa en la extensión de un único cebador en presencia de didesoxinucleótidos (ddNTPs) marcados fluorescentemente y una ADN polimerasa. 

 

• Detección de mutaciones con enzimas de restricción 

Las enzimas de restricción cortan el ADN por secuencias específicas y cortas (4 a 8 pb  de  longitud).  A  veces,  una  mutación  crea  o  elimina  una  diana  de  restricción produciendo una variación del patrón de restricción.  

Este  método  se  ha  empleado  para  la  detección  de  la  mutación  1555A>G  en miembros de las familias en las que el caso índice había resultado portador mediante el método SNaPshot. Se amplificó un segmento de ADN mitocondrial mediante PCR. En los  individuos normales, el  fragmento de ADN amplificado  tiene una única diana de corte para la enzima Alw26I. En dichos individuos la digestión del fragmento de 359 pb 

21

produce  dos  fragmentos más  pequeños,  uno  de  232  pb  y  otro  de  127  pb.  En  los individuos portadores de  la mutación 1555A>G  se pierde dicha diana, por  lo que el fragmento no resulta digerido. 

En  los individuos portadores de la mutación 1555A>G en homoplasmia se visualiza una única banda de 359 pb. En  los  individuos portadores de  la mutación 1555A>G en heteroplasmia,  es  decir,  con  copias  de  ADN mitocondrial  normales  y mutantes,  se visualizan  las tres bandas, cada una de  las cuales presenta mayor o menor  intensidad según la proporción de ADN mutado. 

 

Estudio estadístico 

Los  datos  recogidos  de  todos  los  pacientes  se  introdujeron  en  una  base  de datos y se realizó un análisis estadístico con el programa SPSS.  

Para estudiar la relación entre variables cualitativas de utilizó la Chi‐cuadrado y para analizar la relación entre variables cuantitativas la T de Student. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22

RESULTADOS 

 

Mutaciones en el gen MTRNR1  

Se  encontró  la  mutación  1555A>G  en  el  gen  MTRNR1  en  un  total  de  119 individuos estudiados, pertenecientes a 37 familias (figuras 10 y 11). 

 Salvo un individuo, el resto eran casos familiares; en cada familia había más de un  individuo  afectado,  y  en  todos  los  casos  se  observó  que  la  hipoacusia  sigue  un patrón de herencia materna. Otro caso fue clasificado  inicialmente como esporádico, debido a que el caso  índice afirmó que no había más  individuos con hipoacusia en su familia. Pero al realizar el análisis genético y ampliar el estudio dentro de la familia, se comprobó que se trataba de un caso familiar. No se encontró ningún paciente de etnia gitana, todos eran de raza caucasiana.  

   

              Figura 10: Árbol genealógico de una de las familias afectadas.     

 

 

 

 

 

      

         

 

   

 

 

   

23

Figura 11: Árbol genealógico de una de las familias afectadas.    

 Figura 15: Árbol genealógico de otra de las familias afectadas.    

Un total de 119  individuos (tabla 3) eran portadores de  la mutación 1555A>G, de  los  cuales  67  (59,3%)  eran mujeres  y  52  varones  (43,7%).  Sus  edades  estaban comprendidas entre 0  y 92  ,  con una media de 33,42  y una desviación estándar de 18,03.  

  

            

 

   

 

     

    

 

     

 

    

 

 

 

 ?

 4

 

 

 

 

 

         

   

 3 6

 

 

   2  2

24

 

25

  

26

 

Tabla  3:  Individuos  portadores  de  la  mutación  A1555G,  se  indica  el  sexo,  año  de nacimiento,  relación  de  la  hipoacusia  con  el  uso  de  aminoglucósidos  y  los  umbrales auditivos (dB) de ambos oídos para las frecuencias 125‐8000 Hz.     

27

1555A>G total

-100

102030405060708090

100110120

125 250 500 1000 2000 4000 8000

Hz

dB

 Figura 12: Audiograma que representa la media y los  percentiles 25 y 75 (líneas gruesa y  finas  respectivamente) de  los umbrales audiométricos de    los  individuos portadores de  la mutación  1555A>G  de  nuestro  estudio,  calculados  sobre  la media  binaural  de cada frecuencia.    El  grado  de  hipoacusia  era  muy  variable.  Había  23  individuos  (19,3%)  con umbrales auditivos dentro de  la normalidad (hasta 20 dB) para todas  las frecuencias, sin embargo, 35  (29,4%)  tenían hipoacusia  leve, 33  (27,7%) moderada, 19  individuos (16 %)  tenían  hipoacusia  severa  y    8  (6,7%)  una    hipoacusia  profunda.  La  figura  12 representa  la  media  y  los  percentiles  25  y  75  de  los  umbrales  auditivos  de    los portadores  de  la  mutación  1555A>G.  El  perfil  audiométrico  era  descendente,  con mayor afectación de las frecuencias altas. La media de pérdida para cada frecuencia en la primera audiometría realizada se muestra en la tabla 4.   

Oído derecho  Oído izquierdo 

Frecuencias  dB  Frecuencias  dB 

125 250 500 1000 2000 4000 8000 

31 33 34 41 53 66 77 

125 250 500 1000 2000 4000 8000 

32 34 35 41 53 68 78 

Tabla 4: media de pérdida auditiva para cada  frecuencia en cada oído en  la primera audiometría.   

28

El perfil de  la curva audiométrica   en  los pacientes con hipoacusia neurosensorial fue en  21  casos  (17,7%)  lentamente  descendente,  en  66  (55,5%)  rápidamente descendente, en 1 caso  (0,8%)  fue plana y en otros 5  (4,2%) con  restos auditivos en graves.  

1555A>G sin aminoglucósidos

-100

102030405060708090

100110120

125 250 500 1000 2000 4000 8000

Hz

dB

1555A>G + aminoglucósidos

-100

102030405060708090

100110120

125 250 500 1000 2000 4000 8000

Hz

dB

 Figura  13:  Superposición  de  audiogramas  (umbrales  medios  binaurales)  de  los individuos portadores de la mutación 1555A>G, a la izquierda en casos no relacionados con aminoglucósidos, a la derecha en presencia de este antecedente. 

1555A>G sin aminoglucósidos

-100

102030405060708090

100110120

125 250 500 1000 2000 4000 8000

Hz

dB

1555A>G + aminoglucósidos

-100

102030405060708090

100110120

125 250 500 1000 2000 4000 8000

Hz

dB

 Figura  14:  Audiogramas  que  representan  la media  y  los  percentiles  25  y  75  de  los umbrales  audiométricos,  a  la  izquierda  en  los  casos  no  relacionados  con  la administración de aminoglucósidos y a la derecha en presencia de este antecedente, de los individuos portadores de la mutación 1555A>G, calculados sobre la media binaural de cada frecuencia.  

El efecto de  los  fármacos ototóxicos en el grado de hipoacusia  se analizó de forma  independiente en  los  individuos en  los que  la hipoacusia se relacionaba con  la  administración de aminoglucósidos, que en  los  individuos en  los que no existía este 

29

antecedente.  En  la  figura  13  se  representan  los  audiogramas  (umbrales  medios binaurales) de  cada uno de  los  individuos de estos dos  grupos,  y en  la  figura 14  se resumen estos datos con la media y los percentiles 25 y 75 para cada frecuencia.  

Los umbrales audiométricos eran más elevados en el grupo con antecedente de administración  de  aminoglucósidos  para  todas  las  frecuencias.  La  diferencia  es estadísticamente  significativa:  chi‐cuadrado=18,473  y  p<0.0001.  Entre  varones  y mujeres no había diferencias estadísticamente significativas en el grado de hipoacusia, ni en la frecuencia de exposición a aminoglucósidos. 

En  general,  los  individuos  con  antecedentes  de  administración  de  ototóxicos referían  haber  recibido  inyecciones  en  la  infancia,  debido  a  procesos  infecciosos respiratorios  o  a  tuberculosis  y  relacionaban  dichas  inyecciones  con  el  inicio  de  la hipoacusia.  No  obstante,  en  la mayoría  de  los  casos  no  aparecía  registrado  en  la historia clínica la administración de estos fármacos por haber ocurrido mucho tiempo atrás. De  los 24  (20,2%)  individuos que  relacionaban más  claramente el  inicio de  su sordera con la administración de un medicamento, en uno de los casos era atribuido a inyecciones de penicilina G, en otro era atribuido a inyecciones de oxitetraciclina (con 10 años) y en otro era atribuido a  la administración de Cotrimoxazol  (trimetoprim + sulfametoxazol)  durante  un  ingreso  hospitalario  en  1980,  a  la  edad  de  dos  años, debido a una shigelosis. En este caso no hay estudios auditivos previos al ingreso pero la  familia del paciente relaciona claramente el inicio de la sordera con este episodio.  

El  paciente  fue  seguido  en  consulta  de ORL  desde  el  año  1982  hasta  1994, realizándose audiometrías anualmente, en  las que se observa desde el principio una hipoacusia  profunda,  no  progresiva,  similar  a  la  de  la  audiometría  realizada  en  el momento del estudio genético, en el año 2004.  

En el resto parece que  la hipoacusia estaba relacionada con  la administración de  aminoglucósidos,  especialmente  de  estreptomicina.  Uno  de  los    pacientes  fue expuesto a gentamicina, este caso es de especial interés.  Este paciente nació en 1983 y fue visto en consulta de ORL en 1992, donde se realizó una audiometría (Figura 16). En el año 1999 fue ingresado en el hospital debido a un accidente de moto, en el que se  fracturó  la  clavícula derecha. Durante  el  ingreso  recibió  tratamiento  endovenoso con  2  g  cada  8  horas  de  cefazolina  y  120 mg  cada  12  horas  de  gentamicina,  hasta completar  un  total  de  10  dosis  de  esta  última.  El  paciente  no  notó  cambios  en  la audición como consecuencia de este episodio. En enero de 2005 el paciente fue visto en consulta de ORL, ya que seis meses antes se había realizado un estudio genético a su madre,  en  el  que  se  encontró  que  era  portadora  de  la mutación  1555A>G,  y  se ofreció ampliar el estudio a más miembros de la familia.  

En  la  audiometría  realizada  en  esa  consulta  no  se  observan  variaciones  con respecto a la anterior (Figura 16).   

30

S1031-05 (21 años)

-100

102030405060708090

100110120

125 250 500 1000 2000 4000 8000

Hz

dB

  Figura  16:  Audiogramas  (vía  aérea)  del  individuo  sometido  a  tratamiento  con gentamicina, a los 8 y a los 21 años de edad.  

La edad de  inicio de  la hipoacusia en  los  individuos portadores de  la mutación 1555A>G  fue  variable.  Aunque  es  difícil  determinar  con  precisión  este  dato,  en  un extremo hay casos que sitúan el comienzo de la sordera durante los dos primeros años de  edad,  estos  casos  habitualmente  están  en  relación  con  la  administración  de antibióticos  con  algunas  excepciones.  Como  hemos  visto,  hay  confirmación audiométrica de una hipoacusia profunda a  la edad de 5 años. Sólo   un paciente   era sordomudo el resto han desarrollado un lenguaje normal.  

En cuanto a  la progresión de  la hipoacusia, en algunos pacientes  la pérdida de audición  es  estable;  sin  embargo  otros  refieren  una  progresión.  Comparando audiogramas  antiguos  con  otros  recientes  se  observa  que  en  algunos  pacientes  la hipoacusia no evoluciona sobre todo durante la juventud, mientras que en otros si se evidencia una progresión. 

Referían acúfenos de forma continua o  frecuente, asociados a la hipoacusia, 24 pacientes  (20.2%).  La  presencia  de  acúfenos  era más  frecuente  en  individuos  con hipoacusias moderadas‐severas‐profundas que en los individuos con audición normal o hipoacusias  ligeras,  sin  embargo  la  diferencia  no  llegaba  a  ser  estadísticamente significativa  (p>0,05). Así mismo  los  acúfenos eran más  frecuentes en  los  casos  con antecedente  de  exposición  a  aminoglucósidos  que  en  los  que  no  presentaban  este antecedente,  aunque  la  diferencia  tampoco  era  estadísticamente  significativa  (chi‐cuadrado=3.617 y p=0,063). No se observa diferencia en la distribución de los acúfenos entre hombres y mujeres (p=0,05). Algunos   individuos, concretamente 17 (44.3%) de los  que  presentaban  acúfenos  referían  también mareos  ocasionales,  aunque  no  se encontraron en la exploración alteraciones en el sistema vestibular. 

S1031-05 (8 años)

-10 0

102030405060708090

100110120

125  250 500 1000 2000 4000 8000

Hz

dB 

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Se encontró que 13 individuos (10.9%) estaban  expuestos de forma habitual a ruido intenso. Sin embargo 3 de ellos presentaba un audiograma normal y en los otros la hipoacusia era  ligera. En  los 9  casos  (7.6%) en  los que  se  realizó una exploración mediante TC no se observó ninguna alteración en el oído interno. Se realizó una RMN en 5 pacientes que  también  fue normal. A 7 pacientes  se  les hizo unos potenciales evocados  auditivos  de  tronco  cerebral  que  ofrecieron  resultados  sugestivos  de patología coclear.  

La mutación 1555A>G estaba presente en homoplasmia en todos los individuos estudiados  (100% copias mutantes), excepto en una  familia en  la que se encontró  la mutación en heteroplasmia. Solo 3 (2.5%) individuos tenían diabetes asociada.   

Tres de  los casos se trataban de neonatos sometidos a screening neonatal de hipoacusia, en todos ellos el estudio de otoemisiones acústicas y potenciales evocados fue normal.  

De  los pacientes estudiados, 11  (9.2%) eran portadores habituales de prótesis auditivas. Dos pacientes fueron sometidos a implante coclear con buen resultado  en la inteligibilidad  del  habla  y  continuaban  en  el  momento  del  estudio  utilizando  el implante. El resto de individuos no precisaban tratamiento de la hipoacusia.        

 

 

 

 

 

 

 

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DISCUSIÓN  

La mutación  1555A>G  en  el  gen  del  ARNr  12S  o MTRNR1  se  identificó  por primera vez en 1993 una  familia  israelí en  la que se había observado una hipoacusia con herencia materna25.     La mutación A1555G está asociada hipoacusia  inducida por aminoglucósidos  y  a  hipoacusia  neurosensorial  no  sindrómica  sin  antecedente  de exposición a aminoglucosidos26,27. 

La mutacion A1555G es frecuente en España28,29,30,31,32,33,, representando hasta en 20% de los casos de hipoacusia no sindrómica4. La alta frecuencia de la mutación en España  respecto  a  otros  países  europeos  pudiera  deberse  o  bien  a  una  inadecuada búsqueda de  la mutación en otros países o a una hipotética mutación en el genoma nuclear  frecuente en  la población española.  También  se ha encontrado  la mutación como causa de hipoacusia no sindrómica  en trabajos realizados en otros países como se refleja en la tabla 5. 

 

Autor/autores  Pais  Pacientes  Frecuencia de  la mutación 

Frecuencia de  la exposición a AMG 

Fassad MR et al. 201434  Egipto  97  1,3%  _ 

Kojotas H et al. 200935  Grecia  478  0.4%  _ 

Kokotas H et al 201136  Grecia  513  0.38%   

Nahili H et al. 201037  Marruecos  164  3.6%  _ 

Berretini S et al. 200838 

 

Italia    5.4%   

Pupo AC et al. 200839  Brasil  9  71%   

Salomao KB et al. 201340  Brasil  78  1.3%   

Dzhemileva  LU  et  al. 200941 

Rusia  410  0.83%   

Peng GH et al. 201342  

China  

25 familias  21.5%  28.1% 

Ramsebner R et al. 200743  Austria  45  familias y  77  casos esporádicos 

0%   

Gravina LP et al. 200744  Argentina  712  0%   Yang XL et al. 201345   Mongolia  y 

Tibet 189  19 % 

21%  

Bardien S et al. 200946  Sudáfrica  106  0.9%   Tabla 5  :  Frecuencia de  la mutación  en diversos países  según  estudios  realizados  en dichos lugares entre 2007 y 2014. 

33

También  se  ha  encontrado  con  frecuencia  dicha  mutación  en:  Japon47,48,49, China50,51,  Taiwan52  e  Indonesia53.  En  países  como  EEUU54,55,  Argentina56,  Brasil57, Túnez58,  Turquía59,  Alemania, Hungría,  Polonia60.61, Dinamarca  o Nueva  Zelanda,    la prevalencia encontrada para esta mutación es baja. 

La pérdida auditiva asociada a  la mutación A1555G  se asocia a una  forma no sindrómica  de  enfermedad,  no  se  encuentran  otras  anomalías  sistémicas  en  los individuos estudiados. No obstante el estudio de biopsias musculares en afectados han revelado  ciertas anomalías62,,63,64 espinales, pigmentarias65 y  cardiacas66 que podrían indicar que los efectos de esta mutación podrían  ir más allá de  la afectación auditiva. Otros estudios han relacionado la mutación con algunas alteraciones sistémicas como hipertensión67  o  cardiomiopatía  dilatada68,  aunque  cabe  la  posibilidad  de  que  estas asociaciones se deban al azar. En nuestro estudio no hemos encontrado  la mutación asociada a ninguna alteración sindrómica. 

La  mutación  A1555G  produce  hipoacusia  de  tipo  neurosensorial,  bilateral, simétrica69  con  mayor  afectación  de  frecuencias  altas,  lo  cual  produce  un  perfil audiométrico  descendente.  Se  afecta  solo  la  cóclea  siendo  las  pruebas  vestibulares normales en casi todos los individuos. La mayoría de estudios coinciden en este hecho aunque  algún  otro70,71  trabajo  si  señala  la  posibilidad  de  afectación  vestibular especialmente el sáculo. Los portadores de  la mutación A1555G, que no habían sido expuestos  a  aminoglucósidos,  presentaban  hipoacusias  generalmente  de  menos gravedad e  incluso ausencia de pérdida auditiva que  los casos que si habían recibido aminoglucósidos. 

La mayoría  de  los  casos  presentaban  antecedentes  familiares  de  hipoacusia. Aunque  existen  algunos  casos  esporádicos,  hay  que  tener  en  cuenta  que  la información  aportada  por  el  paciente  puede  ser  errónea  y  la  investigación  puede acabar revelando que se trata de un caso familiar.  

La  edad  de  inicio  y    el  grado  de  hipoacusia  son muy  variables,  tanto  entre familias como dentro de una misma  familia. La edad de  inicio de  la hipoacusia varía mucho según  la presencia o no de exposición a amiglucósidos, sin este   antecedente parece  hacerlo  por  encima  de  los  10  años  de  edad  en  la  mayor  parte  de  los pacientes72. La penetrancia   de  la mutación   entre  las distintas  familias afectadas es variable, pudiéndose encontrar familias con numerosos miembros afectos y otras solo con unos pocos73.  

Existe  gran  variabilidad  en  cuanto  a  la  gravedad  de  la  hipoacusia.  La heterogeneidad de  la expresión fenotípica y  la presencia de  individuos normooyentes constituyen dos factores para pensar en la existencia de factores modificadores74,75,76, de forma que sobre una predisposición debida a la presencia de la mutación actuarían otros  factores.  Bravo  O  et  al71  señala  que  aunque  la  expresión  de  la mutación  es 

34

variable,  las alteraciones a nivel de  la cóclea están presentes en  todos  los  individuos portadores de la mutación, aunque no presenten hipoacusia.  

Entre  los  factores  ambientales  destaca  la  exposición  a  aminoglucosidos.  La ototoxicidad de  los   aminoglusidos es una causa    frecuente de  sordera a altas dosis, durante periodos prolongados producen  daño coclear y vestibular en una  mayoría de personas, pero existe un predisposición genética que origina una mayor sensibilidad a este efecto ototóxico a dosis no necesariamente altas. Los aminoglucósidos se unen al ARNr  16S,  en  la  subunidad  30S  del  ribosoma  bacteriano,  obstaculizando  la  síntesis proteica  lo que  les confiere su efecto bactericida. Los  ribosomas de  las mitocondrias son más  parecidos  a  los  de  las  bacterias  que  los  del  citoplasma77,78.  La mutación 1555A>G podría aumentar el parecido que existe entre el ARNr 12S de las mitondriales de  los  humanos  con  el  ARNr  16S  bacteriano,  esto  ocasiona  un  incremento  de  la afinidad en la unión de los aminoglucósidos a los ribosomas mitocondriales humanos,  lo que altera  la síntesis de proteínas en  las mitocondrias79, dando  lugar a  la aparición de enfermedad. Los aminoglucósidos alcanzan concentraciones altas en la endolinfa y en la perilinfa del oído interno. 

El aminoglucósido, descrito como responsable de hipoacusia en portadores de la mutación 1555A>G    con más  frecuencia, es  la estreptomicina80,81,82,83. A pesar de que la estreptomicina presenta un mayor efecto ototóxico sobre el aparato vestibular a tenor de lo observado y publicado previamente, parece que la hipersensibilidad que confiere la mutación 1555A>G se limita a la cóclea y respeta el vestíbulo.  

La mayor afectación de altas frecuencias podría deberse al mayor contenido de mitocondrias  en  las  células  ciliadas  externas,  en  la  espira  basal  de  la  cóclea82.  La probabilidad  de  desarrollar  hipoacusia  en  individuos  portadores  de  la  mutación 1555A>G  es  del  40%  en  ausencia  de  exposición  a  aminoglucósidos,  y  del  96%  en presencia  de  este  antecedente84.  Una  dosis  única  de  aminoglucósidos  puede desencadenar  la  hipoacusia80.  La  vía  de  administración  relacionada  con  la  pérdida auditiva en portadores de  la mutación 1555A>G es  la  intramuscular o  la endovenosa. No  se  sabe  si  la  vía oral puede  inducir hipoacusia en  los portadores de  la mutación 1555A>G. Existen diferencias entre aminoglucosidos según su anillo central y el sitio de unión  a  los  ribosomas.    Uno  de  los  individuos  de  nuestro  estudio  fue  sometido  a tratamiento  con  gentamicina  sin  progresión  de  la  hipoacusia  posterior,  esto  podría explicarse  porque  el  lugar  en  el  que  la  gentamicina  interacciona  con  el  ribosoma mitocondrial no estuviese afectado por la mutación 1555A>G.  

Probablemente,  otros  factores  ambientales  significativos  pudieran  ser moduladores en  la aparición de  la enfermedad, o exacerbar  la hipoacusia, tales como el trauma acústico.  

35

Existen  modificadores  genéticos  de  la  enfermedad.  La  variabilidad  en  la expresión  fenotípica  de  la mutación  se  puede  explicar  también  por  la  existencia  de  genes nucleares modificadores. Se ha identificado la presencia de un locus modificador de  la hipoacusia debida a  la mutación 1555A>G en  la  región cromosómica 8p23 que podría justificar el diferente grado de sordera entre pacientes de la misma familia85,86. También  se  ha  observado  que mutaciones  en  heterocigosis  en  el  gen  GJB2  puede agravar  la  expresión  fenotípica  de  la mutación  1555A>G87.  Algunas mutaciones  del genoma mitocondrial  también  se han propuesto  como posibles modificadores de  la expresión fenotípica de la hipoacusia asociada a la mutación A1555G.  

Estas mutaciones interaccionarían aumentando la penetrancia y expresión de la mutación  A1555G.  Los  mecanismos  son  variados,  algunas  provocan  un  error metabólico  en  el  tRNA  que  agrava  la  disfunción mitocondrial  asociada  la mutación A1555G  como  la mutación  tRNA  Alle  A417G88  o  tRNA  (Glu)  A14693G89,  tRNA  (Thr) T15908C,  tRNA  (Arg)  T10454C,  tRNA  (Cys)90  T5802C;  otras  alteran  la  estructura secundaria  de  proteínas,  como  sucede  con  la  mutación  COX2  G7598A91.  Otras mutaciones  como  tRNA(Thr)  T15943C92,  tRNA(Thr)  G15927A93,  mDNA  G7444A94, COI/tRNASer  (UCN)  G7444A95,96,  podría  interaccionar  aumentando  la  penetrancia  y expresión de la mutacion A1555G.  

Por  otro  lado  se  ha  observado  que  la  mutacion  A1555G  está  presente  en homoplasmia en la mayoría de las familias, siendo pocas las familias que presentan la mutación  en  heteroplasmia73,97.  Existe  correlación  entre  la  cantidad  de  DNA mitocondrial  mutante  que  tiene  un  individuo  y  el  grado  de  hipoacusia  que padece98,99,100,101.  Sin  embargo  existen  individuos  portadores  de  la  mutación  en homoplasmia  que  son  normooyentes.  Es  importante  recordar  que  los  niveles  de heteroplasmia pueden varias en  las distintas  regiones del  cuerpo,  siendo mayores o menores en el oído interno.  

Se  observa  también  que,  a  pesar  de  la  elevada  prevalencia  de  hipoacusia hereditaria  en  la  etnia  gitana,  no  existe  en  nuestro  estudio  ningún  paciente  gitano, todos los afectados son de raza caucasiana, lo cual indica que la mutación A1555G del genoma mitocondrial no es frecuente en dicha etnia. No obstante la mutación A1555G no es exclusiva de la raza caucasiana, ya que algunos estudios recientes realizados en Sudáfrica revelan la presencia de la mutación en individuos de raza negra102. 

La progresión de la hipoacusia en los pacientes con la mutación A1555G es muy variable97,  algunos  refieren  que  permanece  estable  y  otros  refieren  una  cierta progresión. En estos últimos es difícil de interpretar si la progresión de la hipoacusia es debido al envejecimiento fisiológico de la cóclea o la mutación. No se encuentra mayor progresión en aquellos individuos con antecedente de exposición a aminoglucósidos. 

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La exploración ORL es normal en  la mayoría de  los  individuos, no se observan anomalías en el CAE, malformaciones craneofaciales o alteraciones en  la otoscopia o en el timpanograma.  

Algunos de  los pacientes presentaban algún síntoma asociado a  la hipoacusia. De  aquellos  que  presentaban  mareos  no  parece  que  estas  alteraciones  estén relacionadas con la mutación dado que en estos pacientes el sistema vestibular estaba preservado. Otros referían acúfenos asociados especialmente en hipoacusias severas‐profundas,  pero  tampoco  este  síntoma  parece  tener  relación  significativa  con  la mutación. 

El perfil audiométrico es descendente con mayor afectación de  las frecuencias altas73.  No  se  pueden  sacar  conclusiones  sobre  si  la  presencia  de  homoplasmia  o heteroplasmia afecta  las características audiometricas, pero otros estudios sí afirman que existe correlación entre  la proporción de DNA mutante y el grado de hipoacusia como hemos mencionado previamente.  

Las  pruebas  complementarias  efectuadas  en  los  pacientes  del  estudio corroboran  que  se  trata  de  una  afectación  de  tipo  no  sindrómico.  Las  pruebas radiológicas realizadas, TAC y  RMN no demuestran alteración tanto en nuestro estudio como  en  el  de  otros  autores83.  Los  estudios  neurofisiológicos  como  los  PEATC, demuestran que se trata de una afectación coclear73.  

El screening neonatal realizado a tres de los pacientes de nuestro estudio, hijos de madres portadoras de la mutación, no reveló la presencia de hipoacusia congénita, siendo  las pruebas de PEATC y  las OEA normales.  Incluir el  screening genético en el screening rutinario neonatal de hipoacusia es controvertido, algunos autores señalan que podría  ser útil  realizarlo en poblaciones  con elevada  frecuencia de  la mutación, sobre  todo  para  prevenir  el  uso  de  aminoglucósidos  que  podría  desencadenar  una hipoacusia  en  estos  individuos.  Pero  no  parece  que  el  screening  neonatal  de mutaciones asociadas a hipoacusia  de forma rutinaria y  generalizada sea aceptado en la literatura en este momento103,104,105,106,107.  

Li XS et  al  señala que  la detección de  las mutaciones  asociadas  a hipoacusia 

puede realizarse a partir de la sangre del cordón umbilical108.  

 

 

 

 

37

 

                                                         

 

                                                            

 

 

Figura 17: screening neonatal, otoemisiones acústicas automatizadas en neonato 

 

        En cuanto al tratamiento recibido por  los pacientes de nuestro estudio, aquellos 

con la mutación A1555G y una hipoacusia moderada‐severa, respondieron bien tras la 

adaptación de audioprótesis. En  los casos severos el  implante coclear también fue de 

utilidad en los pocos pacientes a los que se les realizó. 

 

 

 

 

 

 

 

 

38

CONCLUSIONES   

‐ La mutación A1555G es frecuente en la población cántabra. 

‐ Aunque los pacientes portadores de la mutación A1555G puedan tener audiometrías normales,  la  mayor  parte  presenta  una  hipoacusia  con  predominio  para  altas frecuencias. 

‐  En  los  casos  de  exposición  a  aminoglucósidos  se  acentúa  de manera  significativa dicha hipoacusia. 

‐ La hipoacusia secundaria a la mutación A1555G es una hipoacusia no sindrómica, que no provoca alteraciones en  las pruebas de  imagen. Habitualmente tampoco aparecen trastornos vestibulares. 

‐  Los  pacientes  que  presentan  hipoacusia  severa  o  profunda  responden  bien  a  la adaptación de  prótesis auditivas o implantes cocleares. 

‐ Los neonatos portadores de  la mutación A1555G son habitualmente normooyentes presentando pruebas de screening neonatal normales. 

   

39

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progressive sensorineural deafness  is mainly due  to  the mtDNA A1555G mutation 

and is enhanced by treatment with aminoglycosides. Am J Hum Genet 1998; 62: 27‐

35. 84   Bykhovskaya Y, Yang H, Taylor K, Hang T, Tun RY, Estivill X, et al. Modifier locus for 

mitochondrial DNA disease: linkage and linkage disequilibrium mapping of a nuclear 

modifier gene for maternally inherited deafness. Genet Med 2001; 3: 177‐80. 

47

85  Ballana E, Mercader JM, Fischel‐Ghodsian N, Estivill X. MRPS18CP2 alleles and DEFA3 

absence  as  putative  chromosome  8p23.  1 modifiers  of  hearing  loss  due  to mtDNA 

mutation A1555G in the 12S rRNA gene. BMC medical genetics 2007;8(1):1. 

86 Connexin 26 gene (GJB2) mutation modulates the severity of hearing loss associated 

with the 1555A>G mitochondrial mutation. Am J Med Genet 2001; 103: 334‐8. 87   Wang X,  Lu  J, Zhu Y, Yang A, Yang  L,  Li R, et al. Mitochondrial  tRNAThr G15927A 

mutation may modulate  the phenotypic manifestation of ototoxic 12S  rRNA A1555G 

mutation  in  four Chinese  families.  Pharmacogenet Genomics  2008 Dec;18(12):1059‐

1070. 

88  Liang LZ, Wu Y, Yang YL, Cai Q, Xiao HL, Zheng J, et al. Mitochondrial tRNAIle A4317G 

mutation  may  influence  the  phenotypic  manifestation  of  deafness‐associated  12S 

rRNA A1555G mutation. Yi Chuan 2013 Jun;35(6):752‐760. 

89   Ding  Y,  Li Y, You  J, Yang  L, Chen B,  Lu  J, et al. Mitochondrial  tRNA Glu A14693G 

variant may modulate the phenotypic manifestation of deafness‐associated 12S rRNA 

A1555G  mutation  in  a  Han  Chinese  family.  Journal  of  Genetics  and  Genomics 

2009;36(4):241‐250. 

90 Chen B, Sun D, Yang L, Zhang C, Yang A, Zhu Y, et al. Mitochondrial ND5 T12338C, 

tRNACys  T5802C,  and  tRNAThr G15927A  variants may  have  a modifying  role  in  the 

phenotypic manifestation of deafness‐associated 12S rRNA A1555G mutation  in three 

Han  Chinese  pedigrees.  American  Journal  of  Medical  Genetics  Part  A 

2008;146(10):1248‐1258. 

91  Chen T, Liu Q, Jiang L, Liu C, Ou Q. Mitochondrial COX2 G7598A mutation may have 

a modifying role in the phenotypic manifestation of aminoglycoside antibiotic‐induced 

deafness  associated  with  12S  rRNA  A1555G  mutation  in  a  Han  Chinese  pedigree. 

Genetic testing and molecular biomarkers 2013;17(2):122‐130. 

92   Xiao H, He Z, Gao Y, Yang Y, Zheng J, Cai Z, et al. Mitochondrial tRNA(Thr)T15943C 

mutation may be a new position  that affects  the phenotypic expression of deafness 

associated  12s  rRNA A1555G mutation.  Zhonghua  Yi  Xue  Yi  Chuan  Xue  Za  Zhi  2015 

Apr;32(2):163‐168. 

93   Wang X,  Lu  J, Zhu Y, Yang A, Yang  L,  Li R, et al. Mitochondrial  tRNAThr G15927A 

mutation may modulate  the phenotypic manifestation of ototoxic 12S  rRNA A1555G 

48

mutation  in  four Chinese  families.  Pharmacogenet Genomics  2008 Dec;18(12):1059‐

1070. 

94 Yang AF, Zhu Y, Lu JX, Yang L, Zhao JY, Sun DM. Mitochondrial DNA G7444A mutation 

may  influence  the  phenotypic  manifestation  of  the  deafness‐associated  12S  rRNA 

A1555G mutation. Yi Chuan 2008 Jun;30(6):728‐734. 

95 Liu Q, Liu P, Ding Y, Dong X, Wang Z, Qian Y, et al. Mitochondrial COI/tRNASer (UCN) 

G7444A mutation may be associated with aminoglycoside‐induced and non‐syndromic 

hearing impairment. Molecular medicine reports 2015;12(6):8176‐8178. 

96   Qu  J, Wang  J, Xu S. Mitochondrial DNA mutations and aminoglycoside antibiotics 

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101  Cheng ZJ, Zhang R, Yang B, Liu QC, Jiang L, Chen J, et al. Correlation between degree 

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induced ototoxicity in South African TB patients on aminoglycosides. Biochem Biophys 

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50

AGRADECIMIENTOS 

El  presente  trabajo  de  fin  de  grado  fue  realizado  bajo  la  tutoría  del  Dr.  Carmelo Morales  Angulo  a  quien  agradezco  enormemente  su    ayuda,  paciencia,  amabilidad, tiempo y dedicación. 

Agradezco  la  necesaria  y  valiosísima  lectura  final  a  mis  padres,  no  podría  haber encontrado a nadie más idóneo para esa tarea. 

Y  a  Javier  por  ayudarme  en  cada  paso  de    la  realización  de  este  trabajo,  en  la realización de  trabajos en otros cursos, en cada examen, en cada día de estudio.