ESTRATEGIA DE DIAGNOSTICO DE LA DISCAPACIDAD INTELECTUAL EN
GENETICA CLINICA
Mª Dolores Miramar Gallart. Sección Genética y Reproducción Asistida.
Servicio de Bioquímica Clínica. Hospital Universitario Miguel Servet. Zaragoza mdmiramar@salud.aragon.es
La discapacidad intelectual (DI) se caracteriza por limitaciones significativas tanto en el funcionamiento
intelectual como en el adaptativo, expresado en
habilidades adaptativas conceptuales, sociales y prácticas
Discapacidad intelectual: Definición
Según la Asociación Estadounidense de Psiquiatría y la Asociación Americana de Discapacidad Intelectual y del Desarrollo (AAIDD)
Para niños menores de 5 años se usa el término retraso global del desarrollo (RGD)
Se origina con anterioridad a los 18 años
Prevalencia: 1-3%
Se clasifica según el cociente intelectual (CI): DI leve: CI 50-70 DI moderado: CI 35-50 DI grave: 20-35 DI profundo: <20
Discapacidad intelectual: Etiología Genética No genética Malnutríción Prematuridad Exposición a teratógenos Enfermedades maternas Gemelaridad Infecciones Agentes físicos Prenatal Perinatal Hipoxia-isquemia Hipoglucemia Traumatismos Hipotermia Infecciones Hemorragias Postnatal Desnutrición Deprivación emocional Infecciones del SNC Traumatismos Enfermedades vasculares Intoxicaciones Anomalías cromosómicas Microdeleciones y microduplicaciones Alteraciones del imprinting Enfermedades monogénicas AD, AR, ligadas al X o mitocondriales
Se establece en el 30-50% de los casos
2ª Línea Estratégica de la Estrategia en enfermedades raras del Sistema Nacional de Salud (Plan de Calidad del Sistema Nacional de Salud)
PREVENCION Y DETECCION PRECOZ
9ª Línea Estratégica de la Excelencia Clínica (Area de actuación del Plan de Calidad del Sistema Nacional de Salud)
MEJORAR LA ASISTENCIA A LOS PACIENTES CON ENFERMEDADES RARAS
Cariotipo de alta resolución Síndrome de X-fragil CGH array
Estudios genéticos en DI/RGD
Síndromes asociados a impronta genómica
Enfermedades monogénicas AD, AR, ligadas al X o mitocondriales
Cariotipo de alta resolución Síndrome de X-fragil CGH array
Estudios genéticos en DI/RGD
Síndromes asociados a impronta genómica
Enfermedades monogénicas AD, AR, ligadas al X o mitocondriales
Detecta alteraciones numéricas y estructurales Mosaicismos
RECOMENDACIONES: sustitución por CGH array en casos RGD/DI
Detecta alteraciones numéricas y estructurales Mosaicismos
RECOMENDACIONES: sustitución por CGH array en casos RGD/DI
Cariotipo de alta resolución Síndrome de X-fragil CGH array
Estudios genéticos en DI/RGD
Síndromes asociados a impronta genómica
Enfermedades monogénicas AD, AR, ligadas al X o mitocondriales
arr 17p11.2(16,698,089-20,160,197)x3. Duplicación
intersticial de 3,46Mb.
Síndrome de Potocki-Lupski (PTLS - OMIM #610883) • Exprematura de 35+5 semanas de Edad
Gestacional. 2ª gemela. PRN: 1650. CIR.
• A los 11 meses ingresada para estudio de estancamiento ponderal. Dificultad para la alimentación: problemas en la deglución, vómitos.
• Fenotipo peculiar: Aspecto microsómico. Facies alargada. Raiz nasal ancha. Ojos profundos y frente abombada. Contacto social regular.
• Retraso pondoestatural, cognitivo y del lenguaje.
CASO CLINICO CGH array: DUPLICACION
CGH array: DELECION PR OBAN DO P ADRES
Cariotipo molecular: arr 22q13.31q13.33 (44,840,049-49,566,016)x1
Caso clínico: Niña de 18 meses con RGD, asimetría craneal, macrocefalia, estrabismo y ausencia del lenguaje
Sindrome de
Phelan-McDermid
Monosomía de 4.7Mb en 22q13
A B A B A B CARIOTIPO MOLECULAR: arr7p22.3p22.1(178,208-5,337,472)x3,arr 15q26.3(98,010,522-100,201,137)x1.
Deleción terminal de 2.2Mb del extremo distal del brazo largo del cromosoma 15 y una trisomía de 5.1Mb del extremo distal del brazo corto del cromosoma 7.
CGH array y FISH: TRASLOCACION DESEQUILIBRADA
ESTUDIO CITOGENETICO:
Fórmula cromosómica:
46, XY, der(15) t(7;15) (p22;q26)mat. Fórmula cromosómica materna:
46, XX t(7;15) (p22;q26)
Cariotipo de alta resolución Síndrome de X-fragil CGH array
Estudios genéticos en DI/RGD
Síndromes asociados a impronta genómica
Enfermedades monogénicas AD, AR, ligadas al
X o mitocondriales
Síndrome de X-fragil
Mutación dinámica:
expansión de triplete CGG que afecta al gen FMR1 Prevalencia: 1/4000-1/5000
27 rep. CGGs AGG AGG 5 6 7 8 9 10 rep. NORMAL <54 rep. CGGs
ZONA GRIS [45-54 rep. CGGs]
alelo de 27 rep. CGGs, Normal TP-PCR:
Triplet-Primed PCR
Normal: <54 repeticiones
(Zona gris: 45-54 repeticiones)
Premutación: 54-200 repeticiones Afecto: >200 repeticiones
Cariotipo de alta resolución Síndrome de X-fragil CGH array
Estudios genéticos en DI/RGD
Síndromes asociados a impronta genómica
Enfermedades monogénicas AD, AR, ligadas al X o mitocondriales
Síndrome de Prader-Willi
15q11-q13
Pérdida de función del gen SNRPN, de expresión
paterna:
Deleción alelo paterno (75%) Disomía uniparental materna (20%)
Mutaciones en el centro del imprinting (2-5%)
Prevalencia: 1-9/100000
NORMALIZACIÓN POR PICOS CONTROLES ME028 PRADER-WILLI 0 0,5 1 1,5 2 2,5 Ch r 5 q3 1 CY FIP 1 SN RP N ( Cp G is lan d) Ch r 1 3q 12 TU BG CP 1 UB E3 A e xon 1 SN RP N a lt e xo n 1 MK RN 3 e xon 1 MA GE L2 (p rom ote r) UB EA ex on 1 SN RP N ( Cp G is lan d) MA GE L2 exo n 1 AP BA 2 g ene MK RN 3 p rom ote r GA BR B3 exo n 9 Ch r 3 p2 5 Ch r 6 q2 6 SN RP N U 1B ex on SN RP N U 3 e xon Ch r 1 0p 15 Ch r 1 3q 14 Ch r 3 p2 5 SN RP N e xon 4 Ch r 1 7p 13 Ch r 2 2q 12 ND N e xo n 1 Ch r 1 7q 21 Ch r 1 3q 14 Ch r 1 5q 26 UB E3 A e xon 15 AT P1 0A ex on 1 Ch r 2 2q 11 AT P1 0A ex on 2 Ch r 1 4q 13 UB E3 A e xon 1 GA BR B3 exo n 1 ND N e xo n 1 Ch r 1 7p 13 OC A2 ex on 22 OC A2 ex on 1 Ch r 1 5q 26 Ch r 3 p2 2 Ch r 2 p1 6
PORCENTAJE MUESTRA NO DIGERIDA
0 10 20 30 40 50 60 SNRPN (CpG island) SNRPN alt exon 1 SNRPN (CpG island)
SNRPN U1B exon NDN exon 1
CASO NORMAL
Estudio por MLPA (Multiplex-Ligation-Dependent Probe Amplification)
NORMALIZACIÓN POR PICOS CONTROLES ME028 PRADER-WILLI 0 0,5 1 1,5 2 2,5 Ch r 5 q31 CY FIP 1 SN RP N ( Cp G is lan d) Ch r 1 3q 12 TU BG CP 1 UB E3 A e xon 1 SN RP N a lt e xo n 1 MK RN 3 e xon 1 MA GE L2 (p rom ote r) UB EA ex on 1 SN RP N ( Cp G is lan d) MA GE L2 exo n 1 AP BA 2 g ene MK RN 3 p rom ote r GA BR B3 exo n 9 Ch r 3 p25 Ch r 6 q26 SN RP N U 1B ex on SN RP N U 3 e xon Ch r 1 0p 15 Ch r 1 3q 14 Ch r 3 p25 SN RP N e xon 4 Ch r 1 7p 13 Ch r 2 2q 12 ND N e xo n 1 Ch r 1 7q 21 Ch r 1 3q 14 Ch r 1 5q 26 UB E3 A e xo n 1 5 AT P1 0A ex on 1 Ch r 2 2q 11 AT P1 0A ex on 2 Ch r 1 4q 13 UB E3 A e xon 1 GA BR B3 exo n 1 ND N e xo n 1 Ch r 1 7p 13 OC A2 ex on 2 2 OC A2 ex on 1 Ch r 1 5q 26 Ch r 3 p22 Ch r 2 p16
PORCENTAJE MUESTRA NO DIGERIDA
0 20 40 60 80 100 120 SNRPN (CpG is land) SNRPN alt exon 1 SNRPN (CpG is land)
SNRPN U1B exon NDN exon 1
SINDROME PRADER-WILLI POR
DELECION
GABRA5 PROBANDO
PADRE
MADRE
SINDROME DE PRADER-WILLI POR DISOMIA UNIPARENTAL
NORMALIZACIÓN POR PICOS CONTROLES ME028 PRADER-WILLI
0 0,5 1 1,5 2 2,5 Chr 5q3 1 CY FIP 1 SN RP N ( CpG isla nd) Chr 13q 12 TU BG CP 1 UB E3A exo n 1 SN RP N a lt ex on 1 MK RN 3 e xon 1 MA GE L2 (pro mot er) UB EA exo n 1 SN RP N ( CpG isla nd) MA GE L2 exon 1 AP BA 2 g ene MK RN 3 p rom oter GA BR B3 exo n 9 Chr 3p2 5 Chr 6q2 6 SN RP N U 1B exo n SN RP N U 3 e xon Chr 10p 15 Chr 13q 14 Chr 3p2 5 SN RP N e xon 4 Chr 17p 13 Chr 22q 12 ND N e xon 1 Chr 17q 21 Chr 13q 14 Chr 15q 26 UB E3A exo n 15 AT P10 A e xon 1 Chr 22q 11 AT P10 A e xon 2 Chr 14q 13 UB E3A exo n 1 GA BR B3 exo n 1 ND N e xon 1 Chr 17p 13 OC A2 exon 22 OC A2 exon 1 Chr 15q 26 Chr 3p2 2 Chr 2p1 6
MUES TRA NO DIGERIDA
0 20 40 60 80 100 120
SNRPN (CpG i sl and) SNRPN al t exon 1 SNRPN (CpG i sl and) SNRPN U1B exon NDN exon 1
PORCENTAJE MUESTRA NO DIGERIDA
0 20 40 60 80 100 120
SNRPN (CpG island) SNRPN alt exon 1 SNRPN (CpG island) SNRPN U1B exon NDN exon 1
PORCENTAJE MUESTRA NO DIGERIDA
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
SNRPN (CpG island) SNRPN alt exon 1 SNRPN (CpG island) SNRPN U1B exon NDN exon 1
Síndrome de Angelman
15q11-q13
Pérdida de función del gen UBE3A, de expresión
materna:
Deleción alelo materno (60-75%)
Disomía uniparental paterna (2-5%)
Mutaciones en el centro del imprinting (2-5%)
Mutaciones puntuales (10%) Prevalencia: 1/10000-1/20000
Niña de 15 meses. RGD y epilepsia
Fenotipo peculiar con
aplanamiento occipital, hipotonía axial, sonrisa sin estímulo
CASO CLINICO
FISH (hibridación in situ fluorencente):
Deleción MLPA: Deleción
Disomía uniparental (confirmación con
microsatélites)
Cariotipo de alta resolución Síndrome de X-fragil CGH array
Estudios genéticos en DI/RGD
Síndromes asociados a impronta genómica
Enfermedades monogénicas AD, AR, ligadas al X o mitocondriales
Síndromes asociados al neurodesarrollo Enfermedades metabólicas: lisosomales, peroxisomales
Enfermedades mitocondriales
Secuenciación directa de genes conocidos/MLPA
Paneles/exomas dirigidos a genes asociados a una patología Secuenciación del mADN
Análisis de fragmentos para mutaciones dinámicas por expansión, Southern-Blot
Tipificación etiológica
Descarta hipótesis alternativas
Evita pruebas médicas innecesarias
Permite consejo genético familiar/asesoramiento genético reproductivo Mejora el seguimiento del paciente. Tratamiento precoz
Reducción costes en NGS frente a secuenciación Sanger
Consulta Neuropediatría
Anamnesis. Antecedentes familiares y personales Examen físico. Percentiles peso, talla y perímetro craneal. Fenotipo morfológico
Valoración del contacto y comportamiento. Fenotipo conductual
Exploración neurológica y sensorial
¿DI/RGD?
NO
NORMALIDAD O RETRASO MADURATIVO
SI O DUDOSO
DI/RGD
aislado DI/RGD asociado a otras alteraciones
ALGORITMOS DIAGNOSTICOS
DI/RGD aislado
Exámenes complementarios (I)
ESTUDIO BIOQUIMICO:
Hemograma,
Función tiroidea (TSH, T4 libre, T3) CPK
Homocisteína
Acido fólico y vitamina B12
Glucosa, urea, creatinina, ácido úrico, colesterol, albúmina, GOT, GPT, GGT, iones, equilibrio ácido-base, calcio, triglicéridos, fósforo, fosfatasa alcalina
Test de CDT (Transferrina deficientemente carboxilada) EEG/PEAT (OPCIONAL) IgG de CMV (OPCIONAL) ¿Diagnóstico? NO SI Estudios de confirmación
Exámenes complementarios (II)
SI
GENETICO
Consulta de Genética Clínica
Epilepsia
Focalidad neurológica Hipoacusia
Alteraciones ofalmológicas Macrocefalia/microcefalia
Sospecha de malformación cerebral Estudios de neuroimagen (RMN)
SI
DI/RGD asociado a otras alteraciones
Exámenes complementarios (I)
Si encefalopatía grave, afectación neurológica progresiva o multisistémica (especialmente lactantes): ingreso para estudio
ESTUDIO BIOQUIMICO (II):
Estudio bioquímico I Cobre, ceruloplasmina
Cromatografía de ácidos grasos (AGCL) Amonio, láctico
Aminoácidos
Betahidroxibutirato y ácidos grasos libres
Orina de 1ª micción: test de toluidina y estudio de ácidos orgánicos y test SAICAR (screening
metabolismo de purinas)
Orina de 24 horas: oligosacáridos, ácido siálico y glucosaminoglicanos (GAG). Estudio de purinas y pirimidinas. Uricosuria
Actividad biotinidasa (en dry spot)
EEG/PEAT. ENG. ECO abdominal Estudio cardiológico, oftalmológico IgG de CMV
RM cerebral con espectroscopía
¿Diagnóstico?
Estudios de confirmación
SI
NO
Exámenes complementarios (II) SI GENETICO Consulta de Genética Clínica Estudios LCR y vitamina E
Consulta de Genética Clínica (I) Antecedentes familiares y personales DI/RGD Arbol genealógico Asesoramiento genético Consentimiento informado ¿Diagnóstico? SI NO
Estudio genético dirigido a la enfermedad
Cariotipo de alta resolución (opcional) Estudio de X-fragil CGH-array NO Consulta Neuropediatría Reevaluación DI/RGD ¿Diagnóstico?
SI Consulta de Genética Clínica.
Asesoramiento genético. Estudios familiares
SI DI/RGD evidente
Consulta de Genética Clínica (II)
Consulta de Genética Clínica (II) Asesoramiento genético Consentimiento informado
Panel/exoma dirigido de discapacidad intelectual
¿Diagnóstico?
SI
Consulta de Genética Clínica. Asesoramiento genético. Estudios familiares
NO
Exoma clínico (5700 genes OMIM)
Panel/exoma dirigido a grupo de enfermedades
DI/RGD sin asociaciones
significativas DI/RGD con asociaciones significativas
¿Diagnóstico?
Exoma-TRIOS (WES-TRIOS) (>19000 genes)
SI
NO
MODELO MULTIDISCIPLINAR Neuropediatría Genética Bioinformática Otras especialidades médicas Análisis clínicos y bioquímica Bioinformática
Paciente Edad/Sexo Tipo de estudio genético final
realizado Gen Mutación
Enfermedad
(MIM) Herencia Datos clínicos
Caso 1 26 meses
V Exoma clínico SMARCA2
c.2361C>G (p.Asn787Lys) Síndrome de Nicolaides-Baraitser (MIM#601358) AD de novo RGD, TEA, fenotipo peculiar: implantación baja de la raíz del cabello, facies alargada y triangular, bajo peso y talla Caso 2 5 años M Panel de Síndrome de Kabuki y fenotipos incluídos en el diagnóstico diferencial
ANKRD11 c.7834G>T (p.Glu2612*) Síndrome de KGB
(MIM#148050 AD Heredado vía materna RGD. Fenotipo peculiar: microcefalia, orejas de implantación baja, paladar ojival, pestañas largas, cejas pobladas, ojos rasgados Caso 3 10 años M Panel de Síndrome de Kabuki y fenotipos incluídos en el diagnóstico diferencial ARID1B c.3223C>T (p.Arg1075*) Síndrome de Coffin-Siris (MIM#135900)/ MRD12 (MIM#614562) AD de novo DI. Problemas de alimentación. Talla baja en tratamiento con GH. Fenotipo Caso 4 15 años M Exoma-TRIOS SBF1 c.4822C>T (p.Pro1608Ser) c.2165C>G (p.Ser722Cys) CMT4B3 (MIM#615284) AR DI. Polineuropatía sensitivo-motora. Talla baja sindrómica y alteraciones esqueléticas.
CASOS DIAGNOSTICADOS POR NGS
Paciente Edad Tipo de estudio genético final
realizado Gen Mutación
Enfermedad
(MIM) Herencia Datos clínicos
Caso 5 5 años M Exoma dirigido a discapacidad intelectual ZBTB18 DEAF1 c.301G>A (c.Ala101Thr) c.851G>A (Cys284Tyr) MRD22 (MIM#612337) MRD24 (MIM#615828) AD AD RGD. Fenotipo: boca en carpa. Clinodactilia 5º dedo bilateral. Ausencia de lenguaje Caso 6 13 años V Exoma dirigido a
DI SYNGAP1 c.3595G>T (p.Glu1199*) MRD5 (MIM#603384) AD DI
Caso 7 1 año
M
Exoma dirgido a
DI DYNC1H1 c.4185+1G>C MRD13 (MIM#614563) AD RGD. Crisis convulsivas
Caso 8 16 años V Panel DI ligado al X ATRX c.5957-9_5958del (p.Ser1986_Asp 2008delinsAsn) Mental retardation-hypotonic facies syndrome (MIM#309580) Ligado al X de novo DI.Ausencia de lenguaje
CASOS DIAGNOSTICADOS POR NGS
ESTUDIOS FUTUROS
¿Qué retos nos esperan en el estudio de la DI/RGD)?
WGS (Whole genome sequencing)
Estudios epigenéticos
ESTUDIOS FUTUROS
¿Qué retos nos esperan en el estudio de la DI/RGD)?
WGS (Whole genome sequencing)
Estudios epigenéticos
Gilissen et. al, 2014 Gilissen et. al, 2014
ESTUDIOS FUTUROS
¿Qué retos nos esperan en el estudio de la DI/RGD)?
WGS (Whole genome sequencing)
Bases de datos. Interpretación Estudios epigenéticos
Gilissen et. al, 2014 Gilissen et. al, 2014
Mutaciones somáticas
Genes de susceptibilidad
Agradecimientos Servicio de Pediatría
Unidad de Neuropediatría y Unidad de neonatología. Hospital U. Miguel Servet
Dr. Javier López Pisón Dr. Jose Luis Peña Segura
Dra. Inmaculada García Jiménez Dra. Amparo López Lafuente Dr. Miguel Lafuente
Dra. Lorena Monge Dra. Cristina Fuertes Dra. Pilar Abenia Usón
Servicio de Bioquímica Clínica. Hospital U. Miguel Servet
Dr. José Puzo
Dr. Jose Ignacio González Hevia (Genética) Dra. Mª José Alcaine (Genética)
Dra. Ana Rodríguez Valle (Genética) Dra. Silvia Izquierdo Alvarez (Genética) Dra. Ana Belén Lasierra (Genética) Dra. Yolanda González Irazábal (Metabolopatías)
Gracias por su atención
A los pacientes y a sus familias
“Mira hacia el cielo, nunca encontrarás el arcoiris si siempre estás mirando hacia abajo” (Canción escrita y cantada por Charles Chaplin en The Circus))
