phenotypic variability of parkin

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Phenotypic Variability of parkin Mutations in Single Kindred (Variabilidad fenotípica de las mutaciones de parkina en una familia) Brianada Koentjoro, Jin-Sung Park, Ainhi Duy Ha, and Carolyn M. Sue. Department of Neurogenetics, Kolling Institute of Medical Research, Royal North Shore Hospital and The University of Sydney, Dr. Julio Armijo Nuñez

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Phenotypic Variability of parkinMutations in Single Kindred

(Variabilidad fenotípica de las mutaciones de parkina en una familia)

Brianada Koentjoro, Jin-Sung Park, Ainhi Duy Ha, andCarolyn M. Sue.

Department of Neurogenetics, Kolling Institute of Medical Research,Royal North Shore Hospital and The University of Sydney,

Dr. Julio Armijo Nuñez

Introducción

• Las mutaciones en el gen de parkina son la causa genética más frecuente de Enermedad de Parkinson de aparición temprana (EOPD) con herencia autosómica recesiva , especialmente en pacientes con una historia familiar positiva.

• Codifica un gen “(RING)-finger” que contienen dedosde ubiquitina ligasa E3, que media la degradación de proteínas a través del sistema ubiquitina proteasómico.

• La pérdida de función de la parkina genera deterioro de la degradación de la proteína, disfunción mitocondrial, daño oxidativo y alteración de mitofagiacausando neurodegeneración.

Introducción• Mutaciones homocigotas o heterocigotas compuestas en el

gen de parkina están fuertemente asociados con la forma familiar de EOPD, sin embargo, no ha habido un acuerdo sobre si las mutaciones individuales heterocigotas pueden causar EOPD.

• Estos artículo presenta una variabilidad fenotípica inusual en una familia con mutaciones en el gen de parkinamediante el cual el individuo afectado presenta EOPD siendo un heterocigoto compuesto, el padre tiene una sola mutación heterocigota del gen con leve rigidez unilateral del miembro superior, y la madre, que también tenía sólo rigidez unilateral de las extremidades superiores, tenían mutaciones homocigóticas en el gen de parkin.

Pacientes y método

• El examen neurológico se realizó mediante UPDRS.• El diagnóstico de la PD se hizo de acuerdo con los criterios del

Queen Square Brain Bank (QSBB).• El ADN genómico (gDNA) se extrajo de la sangre del probando

y los padres utilizando gDNA humano como control.• Se utilizó PCR semicuantitativa para amplificar los exones de

parkina.• Las mutaciones se analizaron adicionalmente mediante

amplificación por PCR de cDNA.• Se realizó Western Blot con anticuerpos contra parkina,

mitofusina 2 (Mfn2), canal de aniones dependiente de voltaje y β-actina.

Hallazgos clínicos: "Probando"• A los 18 años, la mujer afectada desarrolló un temblor postural en extremidades superiores

bilateral ,mayor a derecha , que empeoró progresivamente durante años y dio lugar a vergüenza social;sin mejoría después del consumo de alcohol o propranolol.

• A los 21 años desarrolló síntomas de parkinsonismo bilateral, caracterizada por rigidez de las extremidades inferiores, lentitud de movimientos, marcha arrastrando los pies, micrografía, dificultades de equilibrio y el deterioro de la función motora fina (con dificultades para hacer los botones).

• Unos años más tarde, desarrolló episodios intermitentes de distonía, que implicaban flexión de los dedos bilateralmente y posturas anormales de la mano derecha.

• Síntomas no motores incluyeronn alteraciones del sueño, con dificultades en el inicio del sueño, así como depresión.

• Los síntomas, estuvieron ausentes en la mañana, con incremento de la distonía y las alteraciones de la marcha según avanzaba el día.

• El examen reveló un marcado temblor postural bilateral que afectaba principalmente a las extremidades superiores y temblor de reposo fino, bradicinesia moderada bilateral, pero sin rigidez; equinovaro distónico de su pie izquierdo, que se agravó durante la movilización, y distonía de la mano derecha que se caracterizaba por la extensión del dedo índice derecho y la flexión de los otros dedos. La marcha presentó pérdida de balanceo de los brazos y retropulsion en el pull test.

• Sus movimientos extraoculares y RM cerebral fueron normales.

Hallazgos clínicos: "Probando"

• El individuo estudiado tuvo una excelente respuesta, sostenida a la levodopa / benserazida (50/12.5 mg, 5 x día) con mínima progresión de la enfermedad en los primeros 5 años.

• Debido al cese de la L-dopa durante el embarazo retornaron los síntomas diurnos con trastorno de la marcha progresiva y distonía durante todo el día; el último trimestres progresó considerablemente, con distonía severa durante la mayor parte del día.

• Estos síntomas de nuevo respondieron completamente a la reanudación de la L-dopa, pero con períodos de “off” de la medicación 3 a 4 horas después de cada dosis.

Hallazgos clínicos: "Padres”

• Sin antecedentes de consanguinidad, sin historia familiar de PD o distonía.• El padre de 67 años, fue descrito como lento en el movimiento y el habla,

sin embargo, negó síntomas de temblor, rigidez, lentitud o dificultades con la marcha. No presentaba deterioro funcional. Al examen: postura ligeramente encorvada y una ligera rigidez en el lado izquierdo al refuerzo de la extremidad contralateral.

• La madre de 66 años negó síntomas de parkinsonismo, distonía o temblor postural o de reposo. Tenía una historia de 20 años de depresión y sueños vívidos sin RBD. Al examen: rigidez suave del lado izquierdo evidente sólo en el refuerzo de la extremidad contralateral y ligera ralentización de las pruebas de agilidad de piernas bilateral, pero sin evidencia de bradicinesiaen las extremidades superiores, sin temblor. Reducción del braceo del lado izquierdo en la marcha. Reflejos posturales intactos.

Hallazgos moleculares

• El individuo estudiado tenía mutaciones heterocigotas compuestos en el gen de parkina, con una reducción de intensidad de la banda de parkina en los exones 2, 5, 6, y 7.

• El padre del caso índice tenía una sola mutación heterocigota en el gen de parkina con la pérdida del dominio funcional RING-1 y reducción de intensidad de la banda de parkina en los exones 5, 6, y 7.

• Tenía dos bandas de parkina : 1) alto peso molecular (WT), 2) bajo peso molecular más bajo (MT) o variantes mutantes (MT-V1 con deleción de los exones 5 a 8, y MT-V2 con deleción de los exones 4 a 7).

• Estas dos variantes son presumiblemente el resultado de corte y empalme alternativo causadada por la deleción heterocigota de los exones 5, 6, y 7 en el gen de parkina, debido a que la dosis de genes se mantuvo sin cambios para los exones 2, 4, y 8.

• La madre de la persona afectada tenía mutaciones del gen de parkina homocigotas con la supresión completa del exón 2.

Probando: reducción en exones 2,5,6,7.

Padre: reducción en exones 5,6,7.

Madre: ausente exon 2

< parkina en el padre, ausente en madre y paciente

(D)

< Mf2 en el padre, ausente en madre y pacientedespués de administración de CCCP

Hallazgos moleculares• En el Western Blot, la proteína parkina (WT) de 50 kDa, se

redujo en el padre y estaba ausente en la madre y la paciente.• Para confirmar la pérdida de la función de parkina en la

madre y la paciente, se determinó los niveles de Mfn2 (implicada en la regulación de la fusión mitocondrial, que se ubiquitina y degrada por un mecanismo PINK/ Parkin-dependiente ante la inducción de estrés mitocondrial) y Mfn2 ubiquitinizada.

• La exposición a la CCCP indujo la ubiquitinación de Mfn2 y una reducción en los niveles en el control y en el padre, pero no en la madre y la paciente, lo que sugiere deterioro de la regulación de Mfn2 en la madre y el probando causada por la ausencia de parkina.

Discusión

• Este paper reporta sobre la variabilidad fenotípica de parkinsonismo en una sola familia con mutaciones en el gen de parkina. La herencia pseudodominante del parkinsonismo asociada a parkina se ha descrito previamente en la literatura (mutaciones heterocigotas individuales en el gen de parkinapueden causar PD)

• El caso índice presentó EOPD y comparte características clínicas similares a PD asociada a parkina (inicio joven, progresión lenta, distonía temprana, y respuesta a L-dopa).

• El padre tenía una sola mutación heterocigota del gen de parkina, con signos extrapiramidales leves (descrito en la literatura) pero no con EP (la posibilidad de que desrrolleprincipios EP idiopática o demencia por cuerpos de Lewy no se puede excluir).

Discusión

• La madre tenía una mutación homocigota en el gen de parkina, que se manifiesta sólo una rigidez muy leve, pero no PD. Esta observación es inusual, ya que las mutaciones heterocigotascompuestoas y homocigotas son típicamente asociados con EOPD con casi el 100% de penetrancia. Este es el primer reporte de un individuo que porta mutaciones homocigotos sin PD, mostrando sólo una rigidez leve en su séptima década.

• Una posible explicación podría ser que habrían mecanismo(s) activado en la madre para compensar la pérdida de parkina. Es posible que exista mitofagia PINK/ Parkin-independiente, diferencias en los factores ambientales y/o otro tipo de vías de protección no identificado que contribuyen a la variabilidad fenotípica observada en la madre.

• Otras evaluaciones clínicas longitudinales son necesarios para determinar si va a desarrollar signos progresivos de PD.