Genética y farmacogenética del trastorno por déficit de atención e hiperactividad en niños de la población española

TESIS DOCTORAL

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE MADRID DEPARTAMENTO DE BIOLOGÍA MOLECULAR

GENÉTICA Y FARMACOGENÉTICA DEL TRASTORNO POR DÉFICIT DE ATENCIÓN E HIPERACTIVIDAD EN

NIÑOS DE LA POBLACIÓN ESPAÑOLA

Clara Isabel Gómez Sánchez

Madrid, 2017

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE MADRID DEPARTAMENTO DE BIOLOGÍA MOLECULAR

FACULTAD DE CIENCIAS

Memoria presentada para optar al grado de doctora en Bioquímica, Biología molecular, Biomedicina y Biotecnología.

Clara Isabel Gómez Sánchez

Trabajo dirigido por:

Carmen Ayuso García

Madrid, 2017

GENÉTICA Y FARMACOGENÉTICA DEL TRASTORNO POR DÉFICIT DE ATENCIÓN E HIPERACTIVIDAD EN

NIÑOS DE LA POBLACIÓN ESPAÑOLA

Dª Carmen Ayuso García, feje del Servicio de Genética del Hospital Universitario Fundación Jiménez Díaz.

CERTIFICA:

Que Dª CLARA ISABEL GÓMEZ SÁNCHEZ ha realizado el trabajo titulado “Genética y Farmacogenética del Trastorno por Déficit de Atención e Hiperactividad en niños de la población española”, bajo mi dirección.

Estimamos que su trabajo reúne los requisitos necesarios de interés científico para ser presentado como Tesis Doctoral al Tribunal Calificador.

Madrid, 06 de Junio de 2017

Fdo: Carmen Ayuso García Fdo: José Fernández Piqueras Directora de la Tesis Doctoral Tutor de la Tesis Doctoral

Lo importante no es la meta,

sino la experiencia del viaje.

Agradecimientos

En primer lugar, quería agradecer esta tesis a las entidades financiadoras que han hecho posible su realización (la Fundación Alicia Klopowitz, la Fundación Conchita Rábago y el CIBERER) y a los pacientes, voluntarios sanos y familiares por su participación en el estudio.

Aún me cuesta asimilar que he llegado al final de la la tesis doctoral, quien me lo hubiera dicho hace unos años... Y es en estos momentos cuando haces balance de todo lo vivido y te asaltan un cúmulo de sensaciones. Me alegro de haber tomado este camino por todo el crecimiento profesional y personal que ha supuesto para mí. En primer lugar me gustaría agradecer esta Tesis a Carmen Ayuso, por darme la oportunidad de formar parte de tu equipo durante este tiempo, por la confianza que has depositado en mí. Gracias por tu compresión en todos los momentos, por tus ánimos y consejos tanto a nivel profesional como personal, por ofrecerme oportunidades y ayudarme a crecer. Agradecer también a todos los que habéis colaborado en el proyecto: a los clínicos que se han encargado del protocolo y del reclutamiento de los pacientes, por ser tan cercanos: Pilar Tirado, Víctor Soto, María Moreno, y en especial a Juanjo Carballo, por tu implicación y por estar disponible siempre que te hemos necesitado. A Nacho Mahillo, gracias por ayudarnos con los estudios estadísticos, por aguantar la cantidad de veces que subí a verte para acribillarte con miles de preguntas, gracias por tu paciencia. Y por último a Francisco Abad y Rafael Dal-Ré por asesorarnos en todo este proceso.

Gracias a todo el servicio de Genética de la Fundación Jiménez Díaz. Me resultaría muy difícil nombrar a todas las personas que han formado parte de él, porque de todas me llevo algo especial. Habéis sido mis profesores de genética y habéis estado ahí siempre que os he necesitado. Me he sentido muy querida y apoyada en todos estos años por todos vosotros.

Gracias por compartir conmigo momentos de confidencias, de risas, por esas cañas y cenas improvisadas, por los viajes, los partidos de tenis y los “post-partidos” y un largo etcétera de buenos momentos. Gracias a los que habéis estado de manera constante e incondicional en las etapas más difíciles, por vuestras llamadas y mensajes de ánimo, por ofrecerme vuestra ayuda, y por darme el último empujón que necesitaba para poder llegar hasta el día de hoy. Sin embargo, cada caída implica un aprendizaje, por lo que esos obstáculos los valoro de manera muy positiva. Gracias a todo los AMIGOS que he hecho en este laboratorio y que me habéis demostrado que los seguiréis siendo por mucho tiempo.

No me puedo olvidar de las personas que ya formaban parte de mi vida y me han acompañado en esta aventura: a mis amigos de la universidad (con vosotros empezó todo), a mis amigas de “siempre” porque me habéis ayudado a ver las cosas con otra perspectiva y a

Agradecimientos

relativizar los problemas, gracias por poder contar con vosotras en todo momento. Y por último a mi familia, por los valores que me habéis inculcado, por confiar en mí, y por el cariño que me demostráis cada día.

Resumen/Abstract

Resumen/Abstract

El trastorno por déficit de atención e hiperactividad (TDAH) es uno de los desórdenes del neurodesarrollo infantil más frecuentes, afectando al 5,3% de niños en edad escolar, cuyos síntomas tienen un impacto significativo en el funcionamiento académico y familiar. El componente hereditario del trastorno se ha estimado en torno al 76%. Las pruebas diagnósticas a menudo se basan en valoraciones subjetivas no existiendo una única prueba que por sí sola asegure el diagnóstico. El fármaco de primera elección es el metilfenidato (MTF), aunque alrededor del 30% de los pacientes no responden al tratamiento, no existiendo ningún parámetro clínico que prediga la respuesta tanto en términos de eficacia como de seguridad. Por todo lo anterior, en este trabajo se plantearon dos objetivos: 1) Determinar la contribución aditiva de variantes genéticas polimórficas previamente descritas asociadas con el TDAH, estratificando por género y subtipos. Para ello se seleccionaron 34 variantes localizadas en 18 genes para realizar un estudio caso-control (290 pacientes y 340 controles);

2) Identificar marcadores predictivos (genéticos y clínicos) en el tratamiento con MTF tanto de eficacia como de seguridad, a lo largo de 12 meses de seguimiento, en una muestra basal de 209 pacientes, analizando la eficacia medida como cambios continuos de las escalas ICG-S y CGAS y la seguridad medida como presencia o ausencia de los efectos adversos (falta de apetito e insomnio, entre otros).

Se observaron variantes significativamente asociadas al TDAH en genes relacionados con los tres sistemas de neurotransmisión: dopaminérgico (SLC6A3, DRD4) noradrenérgico (SLC6A2) y serotoninérgico (SLC6A4), entre otros. Además, se identificaron factores de riesgo específicos relacionados tanto con el subtipo clínico (SLC6A3, SLC6A2, SLC6A4, DDC, FADS2 y GRM7 para el subtipo combinado; y SNAP25 para el subtipo inatento) como con el género (SLC6A3 y SNAP25 para la muestra femenina; y SLC6A4 y GRM7 para la muestra masculina).

En los modelos de eficacia evaluados, se asociaron variantes en los genes SLC6A3, DRD4, SNAP25 y LPHN3 y dos interacciones con el tiempo entre los genes SLC6A3 y DRD2, explicando cerca del 20% de la variabilidad en la respuesta. En el modelo de seguridad evaluado (para los efectos adversos “falta de apetito e insomnio”) se observaron asociaciones con los genes DRD4, SNAP25 y LPHN3 y una interacción con el tiempo y el gen DDC, explicando un 43% de la varianza fenotípica total.

Como conclusión, los resultados de esta tesis contribuyen al conocimiento de la implicación de las variantes genéticas polimórficas en la susceptibilidad al TDAH y en la respuesta al tratamiento con MPH, mostrando que otros factores genéticos o no genéticos podrían estar implicados.

Resumen/Abstract

Attention deficit hyperactivity disorder (ADHD) is one of the most common neurodevelopmental disorders in childhood. Up to 5.3% of the school-age children are affected and their symptoms have a serious impact in the academic and familial environment.

It has been estimated that the heritability of this disorder is around 76%. There is not a unique ADHD reliable diagnostic test, and those tests are often based on subjective questionnaires.

Methylphenidate (MPH) is the drug of choice, although around 30% of patients are non- responders. There is not a clinical parameter that helps to predict drug response in terms of safety and efficacy. Therefore, the two main aims of this study were: 1) To establish the additive contribution of genetic polymorphisms previously associated with ADHD, stratifying for gender and ADHD subtype. In order to achieve this, we designed a case-control study with 34 genetic variants in 18 genes (290 cases and 340 controls); 2) To Identify safety and efficacy predictive markers (genetics or clinical) for MPH treatment during a 12 month follow-up in a basal group of 209 patients. Efficacy was assessed as continuous changes in ICG-S and CGAS scales and safety was assessed as the presence/absence of adverse effects (insomnia, decreased appetite among others).

We observed variants with significant association with ADHD in genes related to the main three neurotransmission system: dopaminergic (SLC6A3, DRD4) noradrenergic (SLC6A2) and serotonergic (SLC6A4), among others. Besides, we identified specific risk factors for the clinical subtype (SLC6A3, SLC6A2, SLC6A4, DDC, FADS2 and GRM7 for combined subtype; and SNAP25 for inattentive subtype) and gender (SLC6A3 y SNAP25 for female patients; and SLC6A4 y GRM7 for male patients).

The evaluation of the efficacy models showed that variants in SLC6A3, DRD4, SNAP25 y LPHN3 genes, and two interactions between response over time and SLC6A3 and DRD2, explaining near 20% of treatment response variation. Accordingly, safety model (loss of appetite e insomnia) showed association between DRD4, SNAP25 and LPHN3 and one association between response over time and DDC gene, all these explain 43% of total phenotypic variance.

As a conclusion, these results deep into the knowledge of genetic polymorphisms role in ADHD susceptibility and their effect on MPH treatment, also we demonstrated that there must be other genetic and non genetic factors that could be involved.

Índice

ÍNDICE DE TABLAS Y FIGURAS ... 1

ABREVIATURAS ... 5

INTRODUCCIÓN ... 9

1. EL TRASTORNO POR DÉFICIT DE ATENCIÓN E HIPERACTIVIDAD ... 9

1.1. Criterios diagnósticos ... 9

1.2. Sintomatología y comorbilidad ... 10

1.3. Tratamiento. ... 12

1.4. Epidemiología ... 12

2. ETIOLOGÍA DEL TDAH ... 14

2.1. Fisiopatología ... 14

2.1.1. Regiones neuroanatómicas ... 14

2.1.2. Factores neuroquímicos ... 15

2.2. Factores ambientales ... 15

2.3. Factores genéticos ... 16

2.4. Teoría evolutiva del TDAH ... 17

3. ESTUDIOS DE ASOCIACIÓN GENÉTICA EN EL TDAH ... 18

3.1. Tipos de estudios de asociación genética ... 19

3.1.1. Estudios de genes candidatos ... 19

3.1.1.1. Genes del sistema dopaminérgico ... 20

3.1.1.2. Genes del sistema noradrenérgico ... 21

3.1.1.3. Genes del sistema serotoninérgico ... 22

3.1.1.4. Otros genes candidatos ... 23

3.1.2. Estudios de análisis de ligamiento ... 24

3.1.3. Estudios de GWAS ... 25

4. ESTUDIOS DE FARMACOGENÉTICA EN EL TDAH ... 25

4.1. Consideraciones generales de la farmacogenética ... 25

4.2. Farmacogenética del metilfenidato ... 26

OBJETIVOS ... 29

Índice

MATERIAL Y MÉTODOS... 31

1. SUJETOS ... 31

1.1. Pacientes ... 31

1.1.1. Criterios de inclusión ... 31

1.1.2. Criterios de exclusión ... 31

1.1.3. Variables demográficas y clínicas recogidas ... 31

1.2. Controles ... 33

1.2.1. Criterios de inclusión ... 33

1.2.2. Criterios de exclusión ... 33

1.3. Consideraciones éticas ... 34

2. SELECCIÓN DE MARCADORES GENÉTICOS ... 34

3. GENOTIPADO ... 36

3.1. Obtención del ADN ... 36

3.1.1. Extracción de ADN de muestras de sangre ... 36

3.1.2. Extracción de ADN de muestras de saliva ... 36

3.1.3. Determinación de la concentración del ADN ... 36

3.2. Genotipado de los SNPs por discriminación alélica con sondas Taqman ... 37

3.3. Genotipado de las VNTRs por análisis de fragmentos ... 39

4. ANÁLISIS DE DATOS GENOTÍPICOS ... 41

4.1. Controles de calidad ... 41

4.2. Cálculo de las frecuencias alélicas y genotípicas ... 41

4.3. Equilibrio Hardy-Weinberg ... 41

4.4. Modelos de herencia evaluados ... 42

4.5. Tratamiento de los genes localizados en el cromosoma X: HTR2C y STS ... 43

5. ESTUDIO DE ASOCIACIÓN GENÉTICA CASO-CONTROL EN TDAH ... 44

5.1. Cálculo de la potencia estadística del estudio ... 44

5.2. Diseño del estudio ... 44

6. ESTUDIO DE RESPUESTA A MTF ... 45

6.1. Criterios de inclusión y exclusión... 45

6.2. Variables de eficacia y seguridad evaluadas ... 45

6.3. Utilización de modelos de efectos mixtos ... 46

6.4. Diseño del estudio ... 47

RESULTADOS ... 49

1. ESTUDIO DE ASOCIACIÓN CASO-CONTROL CON EL TDAH ... 49

1.1. Control de calidad de los datos genotípicos ... 49

1.2. Cálculo de la potencia estadística del estudio ... 49

1.3. Descripción de las variables demográficas y clínicas ... 49

1.4. Modelo de regresión logística multivariante ... 52

1.4.1. Modelo de regresión logística para la población total ... 52

1.4.2. Modelo de regresión logística estratificado por subtipo ... 54

1.4.3. Modelo de regresión logística estratificado por género ... 56

1.5. Evaluación de los modelos de regresión logística obtenidos ... 58

2. ESTUDIO DE RESPUESTA A MTF ... 59

2.1. Muestra de estudio... 59

2.2. Descripción de las variables demográficas y clínicas incluidas en el estudio ... 60

2.3. Modelo de efectos mixtos para evaluar la eficacia del MTF ... 60

2.3.1. Variables de eficacia evaluadas ... 61

2.3.2. Análisis de la escala ICG-S ... 62

2.3.3. Análisis de la escala CGAS ... 64

2.4. Modelo de efectos mixtos para evaluar la seguridad del MTF ... 65

2.4.1. Variables de seguridad ... 65

2.4.2. Análisis de efectos adversos para la falta de apetito e insomnio ... 68

DISCUSIÓN ... 69

1. ESTUDIO DE ASOCIACIÓN GENÉTICA CASO-CONTROL EN TDAH ... 69

1.1. Variables implicadas en los diferentes subtipos clínicos ... 70

1.2. Variables implicadas en las diferencias de género ... 71

1.3. Limitaciones del estudio de asociación genética en el TDAH ... 73

1.4. Otros factores relacionados con la carga genética de la enfermedad ... 74

2. ESTUDIO DE RESPUESTA AL MTF ... 76

2.1. Estudio de eficacia del MTF ... 76

2.2. Estudio de seguridad del MTF ... 80

2.3. Utilidad de la farmacogenética del TDAH en el práctica clínica ... 82

Índice

CONCLUSIONES ... 85

BIBLIOGRAFÍA... 87

ANEXOS ... 113

Tabla S1. ADHD Rating Scale-IV-Home version ... 113

Tabla S2. Frecuencias genotípicas y alélicas de las variantes analizadas en el estudio caso- control de la muestra de 290 pacientes y 340 controles. Análisis del EHW ... 114

Tabla S3. Análisis univariante para la población total ... 117

Tabla S4. Análisis univariante para el subtipo combinado y para el subtipo inatento. ... 118

Tabla S5. Análisis univariante para la muestra masculina ... 119

Tabla S6. Análisis univariante para la muestra muestra femenina ... ... 120

Tabla S7. Análisis univariante de la eficacia del MTF evaluada mediante la escala ICG-S a lo largo de 12 meses ... 121

Tabla S8. Análisis univariante de la eficacia del MTF evaluada mediante la escala CGAS a lo largo de 12 meses ... 122

Tabla S9. Análisis univariante de la seguridad del MTF evaluada mediante la presencia o ausencia de efectos adversos (falta de apetito e insomnio) a lo largo de 12 meses ... 123

Artículos científicos derivados de esta tesis ... 125

Índice de tablas y figuras

Índice de tablas y figuras

1 ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1. Puntuaciones de la escala ICG-S ... 32

Tabla 2. Puntuaciones de la escala CGAS ... 33

Tabla 3. Descripción de las 34 variantes genéticas localizadas en los 18 genes ... 34

Tabla 4. Ensayos Taqman empleados en la discriminación alélica ... 38

Tabla 5. Condiciones de PCR empleadas en los ensayos Taqman ... 39

Tabla 6. Secuencias de oligonucleótidos empleadas en la detección de las VNTRs ... 39

Tabla 7. Condiciones de empleadas en el análisis de fragmentos (VNTRs) ... 40

Tabla 8. Categorización de los genotipos de las VNTRs analizadas ... 40

Tabla 9. Codificación de genotipos localizados en el cromosoma X según la aproximación de Clayton ... 43

Tabla 10. Resultados del análisis Chi-cuadrado para la variable sexo entre casos y controles. . 50

Tabla 11. Resultados del análisis t de student para la variable edad entre casos y controles. .. 51

Tabla 12. Variables estadísticamente significativas (p-valor ≤0,05) incluidas en el modelo multivariante para la población total ... 53

Tabla 13. Variables estadísticamente significativas (p-valor ≤0,05) incluidas en el modelo multivariante para el subtipo combinado. ... 54

Tabla 14. Variables estadísticamente significativas (p-valor ≤0,05) incluidas en el modelo multivariante para el subtipo inatento. ... 55

Tabla 15. Variables estadísticamente significativas (p-valor ≤0,05) incluidas en el modelo multivariante para la muestra masculina ... 56

Tabla 16. Variables estadísticamente significativas (p-valor ≤0,05) incluidas en el modelo de multivariante para la muestra femenina. ... 57

Tabla 17. Evaluación de los modelos multivariables generados en el estudio caso-control... 58

Tabla 18. Características demográficas y clínicas incluidas en el análisis de respuesta a MTF .. 60

Tabla 19. Evolución temporal de las escalas ICG-S y CGAS a lo largo de los 12 meses ... 61

Tabla 20. Variables estadísticamente significativas (p-valor ≤0,05) incluidas en el modelo de efectos mixtos para la escala ICG-S ... 62

Tabla 21. Variables estadísticamente significativas (p-valor ≤0,05) incluidas en el modelo de efectos mixtos para la escala CGAS. ... 64

Tabla 22. Número de eventos de efectos adversos en cada una de las valoraciones. ... 66

Tabla 23. Número pacientes con más de un efecto adverso en cada una de las valoraciones .. 66

Tabla 24. Número pacientes con presencia del efecto adverso en cada clúster ... 67

Tabla 25. Variables estadísticamente significativas incluidas en el modelo de efectos mixtos para los efectos adversos falta de apetito e insomnio. ... 68

ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1. Evolución del concepto del TDAH a lo largo de la historia ... 9

Figura 2. Frecuencias en población general y pacientes con TDAH de las principales comorbilidades asociadas al trastorno. ... 11

Figura 3. Imagen esquemática en la que se muestran las diferentes vías y conexiones implicadas en el TDAH. ... 14

Figura 4. Mecanismo de acción del MTF. ... 27

Figura 5. Representación del funcionamiento de un ensayo con sondas Taqman ... 37

Figura 6. Distribución por género entre casos y controles ... 50

Figura 7. Distribución por edades entre casos y controles ... 51

Figura 8. Distribución por subtipo clínico de TDAH para la población total, y estratificado por sexo ... 52

Índice de tablas y figuras

3 Figura 9. Análisis comparativo de las curvas ROC de la muestra total y estratificada por subtipo clínico y género ... 58 Figura 10. Pacientes tratados con MTF que cumplieron los criterios de inclusión ... 59

Figura 11. Análisis de la evolución temporal de las escalas ICG-S y CGAS a lo largo de los 12 meses ... 61 Figura 12. Interacción significativa entre la evolución temporal en la escala ICG-S y la variante SLC6A3 VNTR 30 pb.. ... 63

Figura 13. Interacción significativa entre la evolución temporal en la escala CGAS y la variante DRD2 rs1800497 ... 65

Figura 14. Agrupaciones en clústers de los efectos adversos evaluados ... 67

Abreviaturas

Abreviaturas

5 AIC Akaike information criterion (Criterio de información de Akaike)

ADN Ácido desoxirribonucléico

ADRA2A Receptor de noradrenalina 2A

ARN Ácido ribonucléico

AUC Área bajo la curva

AIC Criterio de información de Akaike

ARN Ácido ribonucleico

CDH13 Caderina 12

CGAS Escala de evaluación global en niños

CIE Clasificación internacional de enfermedades

CNV Variaciones en número de copia

COMT Catecol-O-metiltransferasa

DA Dopamina

DC Dicigóticos

DDC Dopa descarboxilasa

DRD2 Receptor de dopamina D2

DRD4 Receptor de dopamina D4

DS Desviación estándar

DSM Manual diagnóstico y estadístico de los trastornos mentales EDTA Ácido etilendiaminotetraacético

EHW Equilibrio Hardy-Weinberg

FADS2 Desaturasa 2

GFOD1 Glucosa fructosa oxidoreductasa GRM7 Receptor de glutamato metalotrópico GWAS Estudios de asociación de genoma completo HTR2A Receptor de serotonina 2A

HTR2C Receptor de serotonina 2C

IC Intervalo de confianza

ICG-S Escala de impresión clínica global de severidad

LPHN3 Latrofilina 3

MAF Frecuencia del alelo minoritario

MC Monocigóticos

MTF Metilfenidato

MTF-LI Metilfenidato de liberación inmediata MTF-LP Metilfenidato de liberación prolongada

NA Noradrenalina

OR Odds Ratio

pb Pares de bases

PCR Reacción en cadena de la polimerasa

R Repeticiones

SLC6A2 Transportador de noradrenalina SLC6A3 Transportador de dopamina SLC6A4 Transportador de serotonina SLC6A9 Transportador de glicina

Abreviaturas

7 SNAP25 Proteína 25 asociada al sinaptosoma

SNP Polimorfismo de nucleótido simple

STS Esteroide sulfatasa

TDAH Trastorno por déficit de atención e hiperactividad

UTR Región no traducida

VNTR Repeticiones en tándem de número variable)

5-HT Serotonina

Introducción

Introducción

9 1. EL TRASTORNO POR DÉFICIT DE ATENCIÓN E HIPERACTIVIDAD

La definición que hoy conocemos del trastorno por déficit de atención e hiperactividad (TDAH) ha sido sujeta de numerosas modificaciones a lo largo de la historia, definiéndose en base a sus posibles causas, a los síntomas nucleares considerados más importantes, o a las diferentes revisiones de los criterios diagnósticos (Lange et al., 2010) (Figura 1). En el año 1968, apareció recogido por primera vez en el DSM-II o manual diagnóstico y estadístico de los trastornos mentales con el nombre de “Reacción hipercinética de la infancia”, así como en la novena edición de la clasificación internacional de enfermedades (CIE-9) publicada en 1975 por la Organización Mundial de la Salud. No es hasta el año 1980 cuando el término fue sustituido por “Déficit de atención con o sin hiperactividad” recogido en el DSM-III, apareciendo en la siguiente versión como “Déficit de atención con hiperactividad” (DSM-III, 1987). A partir del DSM-IV (1994), se describieron tres subtipos en relación con el predominio de los síntomas: a) inatento, b) hiperactivo-impulsivo y c) combinado, que se mantienen en la actualidad en la quinta edición del DSM (2013), en la cual se sustituyen los términos "subtipos"

por "presentaciones clínicas". En definitiva, los diferentes términos empleados a lo largo de la historia para definir el trastorno pone de manifiesto la heterogeneidad de la sintomatología de este trastorno.

Figura 1. Evolución del concepto del TDAH a lo largo de la historia. Datos recogidos de Lange et al., 2010.

1.1 Criterios diagnósticos

El TDAH es un trastorno que requiere la intervención de personal sanitario especializado (psiquiatras, neuropediatras, neurólogos o pediatras) con amplia experiencia en el campo. No existe una única prueba que por sí sola sea concluyente y asegure el diagnóstico.

Por tanto, para realizar el juicio diagnóstico es necesario integrar información recogida de diferentes fuentes que rodean al paciente. La información comprende la elaboración de una historia clínica completa en la que se recogen cuestiones como información perinatal,

antecedentes familiares de TDAH y otras enfermedades neurológicas, edad de inicio, síntomas, presencia de comorbilidades asociadas al trastorno y la situación familiar y social del paciente, entre otros. Asimismo, se realiza una exploración física para descartar la presencia de otras enfermedades que puedan causar los síntomas y una evaluación psicopedagógica que incluye pruebas de capacidad intelectual y de desarrollo. Además, los clínicos cuentan con escalas complementarias que ayudan a orientar y a clasificar el diagnóstico, pero que nunca deben sustituir a la historia clínica (National Institute for Health and Care Excellence., 2016).

Actualmente existen dos sistemas principales de clasificación diagnóstica:

a. DSM-V (American Psychiatric Association., 2013): El DSM es el manual diagnóstico y estadístico de trastornos mentales de la Asociación Americana de Psiquiatría. La quinta versión incluye cambios con respecto a la última revisión (DSM-IV TR), entre los que destacan los siguientes aspectos: se contempla el diagnóstico del TDAH en adultos (incluyendo entre los criterios diagnósticos indicaciones específicas para adultos) y se retrasa la edad de aparición de los síntomas de los 6 años hasta los 12 años.

b. CIE-10 (World Health Organization., 1993). El diagnóstico del TDAH según la clasificación internacional de enfermedades (CIE) está menos generalizado. Dicho sistema de clasificación médica, en su última versión (CIE-10), se refiere al TDAH como trastorno hipercinético. Los criterios diagnósticos descritos son prácticamente iguales a los recogidos en el DSM-V, con la excepción de que se requiere que las tres características (inatención, hiperactividad e impulsividad) estén presentes de manera simultánea y los síntomas deben de aparecer antes de los 7 años.

El trabajo presentado en esta tesis doctoral está basado en los criterios diagnósticos descritos en la escala ADHD Rating Scale-IV (Du Paul., 1991), escala validada de uso común en la práctica clínica que contiene los 18 criterios ítems del trastorno basados en la clasificación del DSM-IV-TR (Tabla S1).

1.2 Sintomatología y comorbilidad

El TDAH es un trastorno clínicamente heterogéneo. Presenta tres síntomas nucleares que se encuentran en mayor o menor grado (falta de atención, hiperactividad e impulsividad) y que determinan cada uno de los subtipos en los que se subdivide la patología (inatento, hiperactivo/impulsivo y combinado). El déficit de atención se define como la incapacidad para

Introducción

11 centrarse en una tarea de trabajo o estudio durante un tiempo determinado, la hiperactividad se interpreta como un exceso de actividad motora y la impulsividad se considera como la falta de control inhibitorio de la conducta. El subtipo más frecuente en niños y adolescentes es el subtipo combinado en un 60% de los casos, seguido del subtipo inatento en un 30% y, por último, se sitúa el subtipo hiperactivo/impulsivo en un 9% de los casos (Faraone et al., 1998).

Estas cifras se mantienen en la población adulta (Wilens et al., 2009). Existen diferentes patrones de comportamiento en cuanto al género, ya que las niñas presentan más frecuentemente comportamientos de falta de atención, mientras que los niños muestran más comportamientos hiperactivos/impulsivos (Biederman et al., 2002). La heterogeneidad de los síntomas se ve incrementada por la presencia de trastornos psiquiátricos comórbidos asociados en el 70% de los casos (Larson et al., 2011). Por lo tanto, se puede considerar que la forma menos frecuente del TDAH es la que se limita única y exclusivamente a las manifestaciones clínicas características del trastorno en sí. Es importante señalar que únicamente se consideran trastornos comórbidos cuando las manifestaciones de éstos aparecen con mayor frecuencia que la observada en niños de su edad y con el mismo grado de desarrollo. En la Figura 2 se representan los principales trastornos comórbidos asociados al TDAH (Larson et al., 2011). La presencia de comorbilidades dificulta el diagnóstico y se asocia con una peor evolución y respuesta al tratamiento (Palma et al., 2015).

Figura 2. Frecuencias en población general y pacientes con TDAH de las principales comorbilidades asociadas al trastorno. Datos tomados de Larson et al., 2011.

Los síntomas asociados al TDAH afectan negativamente a la calidad de vida, repercutiendo considerablemente en el ámbito social, escolar y laboral en las personas que lo

padecen. De hecho, se asocian con tasas mayores de fracaso escolar (Holmberg & Bolte., 2014), de desempleo (Halmoy et al., 2009), de dificultad para mantener relaciones sociales y familiares (Caci et al., 2014) y de abuso de sustancias (Brod et al., 2012).

1.3 Tratamiento

El tratamiento del TDAH tiene como objetivo reducir la frecuencia y la intensidad de los síntomas, mejorando con ello la calidad de vida del individuo, no existiendo un tratamiento curativo. El tratamiento debe plantearse desde un enfoque multimodal que engloba tres aproximaciones: a) tratamiento cognitivo-conductual; b) psicoeducativo y c) farmacológico (Antai-Otong & Zimmerman., 2016). Se ha demostrado que con una terapia combinada que comprenda las tres aproximaciones terapéuticas se obtienen mejores resultados en la respuesta (The MTA Cooperative Group., 1999).

a. El tratamiento cognitivo-conductual es una aproximación que enseña al paciente a desarrollar formas estratégicas más efectivas para detectar y afrontar problemas emocionales, conductuales y cognitivos, ayudando a definir sus propias respuestas terapéuticas (Vidal et al., 2015).

b. La psicoeducación es un abordaje que muestra al paciente, a su familia y a su entorno más cercano en qué consiste el trastorno, qué características tiene y qué se puede hacer para mejorar (Ferrin et al., 2016).

c. Dentro del tratamiento farmacológico, los psicoestimulantes son los fármacos de primera elección. En España existen tres fármacos principales para el tratamiento del TDAH: dos fármacos psicoestimulantes (el metilfenidato (MTF) y la lisdexanfetamina) y uno no estimulante (la atomoxetina) (Moreno et al., 2015). La elección acerca de qué medicamento debe usarse depende de una serie de factores, como la presencia de comorbilidades, los efectos secundarios, la adherencia al tratamiento y las preferencias de los pacientes y sus cuidadores (National Institute for Health and Care Excellence., 2016).

1.4 Epidemiología

El TDAH es uno de los trastornos del neurodesarrollo más frecuente en niños y adolescentes. Estudios de metaanálisis han revelado una prevalencia global del 5,3%

(Polanczyk et al., 2007) y del 7,1% (Willcutt., 2012) en niños y adolescentes, siendo en España del 6.8% (Catala-Lopez et al., 2012). El trastorno persiste en, al menos, el 50% de los casos

Introducción

13 hasta la edad adulta, considerando el TDAH como una enfermedad crónica (Faraone et al., 2000a). La prevalencia en esta etapa de la vida es del 3,4% (Fayyad et al., 2007).

Tradicionalmente, se ha conceptualizado el TDAH como un trastorno del neurodesarrollo de inicio juvenil. Sin embargo, tres recientes estudios ponen de manifiesto la existencia de un alto porcentaje de adultos con TDAH que no presentaban diagnóstico en etapas previas (Moffitt et al., 2015; Agnew-Blais et al., 2016; Caye et al., 2016).

En cuanto al sexo, existe una mayor tasa de diagnóstico en hombres que en mujeres, con una proporción que varía desde 3:1 hasta 16:1 en niños y adolescentes (Novik et al., 2006), diferencias que se van reduciendo en la edad adulta (Willcutt., 2012). Una de las posibles causas de esas diferencias en cuanto a proporción podría ser debida a las diferencias de sintomatología que presentan ambos sexos, como se ha indicado anteriormente. Las mujeres presentan comportamientos más inatentos, por lo que podrían pasar más desapercibidas y estar infradiagnosticadas (Biederman et al., 2002).

Es necesario señalar la elevada variabilidad existente en la prevalencia del trastorno entre los diferentes estudios realizados hasta la fecha. Una fuente importante de esa variabilidad es debida al método diagnóstico empleado. De esta manera, estudios basados en el DSM-III-TR o ICD-10 emplean criterios más restrictivos y, en consecuencia, muestran tasas de prevalencia más bajas (2,4% y 4,1%, respectivamente) frente a los estudios basados en el DSM-IV (Goodman et al., 2000; Polanczyk et al., 2014).

Existe una reciente percepción social de que la prevalencia del TDAH está aumentando en los últimos años. Según un estudio realizado en Estados Unidos por el Centro para el Control y Prevención de Enfermedades, la prevalencia del trastorno aumentó un 43% en la pasada década (Collins & Cleary., 2016). La información sobre las tasas de TDAH provenía de padres que informaban sobre el diagnóstico de sus hijos mediante entrevistas telefónicas. Sin embargo, evidencias científicas ponen de manifiesto que la prevalencia se ha mantenido estable en los últimos 30 años, cuando se emplean criterios diagnósticos estandarizados (Polanczyk et al., 2014). Además de mantenerse estable a lo largo de los años, la prevalencia sigue permaneciendo estable cuando se consideran diferentes regiones geográficas, indicando que aspectos culturales o sociales no parecen estar directamente implicados en la etiología del trastorno (Bauermeister et al., 2010; Polanczyk et al., 2014).

2. ETIOLOGÍA DEL TDAH

El TDAH se considera un trastorno de origen multifactorial que se produce como consecuencia de la acción combinada de diferentes factores de origen biológico, genético y ambiental.

2.1. Fisiopatología

2.1.1. Regiones neuroanatómicas

Actualmente, no se conocen con exactitud las regiones neuroanatómicas implicadas en el trastorno. Sin embargo, existen diferentes evidencias, tanto estructurales como funcionales, que apuntarían a determinadas áreas cerebrales que están afectadas en pacientes con TDAH cuando se las compara con individuos sanos. La mayoría de los estudios de neuroimagen estructural han revelado que los pacientes con TDAH presentan una disminución del volumen total del cerebro del 5% (Castellanos et al., 1996; Castellanos & Acosta., 2004). Dicha reducción se encuentra reflejada en regiones cerebrales específicas implicadas en el TDAH, entre las que figuran la corteza prefrontal (responsable de planificar acciones y evitar distracciones), los ganglios basales (implicados en el control del impulso), el cuerpo calloso (que garantiza la comunicación entre los dos hemisferios con el fin de desarrollar un trabajo coordinado) y el córtex del cíngulo anterior (responsable del control de las emociones) (Valera et al., 2007). Además, se ha descrito un retraso en la maduración cortical más significativo en la región prefrontal (Shaw et al., 2007). Respecto a los estudios de neuroimagen funcional, se ha observado una menor actividad en las regiones prefrontales y estructuras estriadas (Cortese et al., 2012). En la Figura 3 se muestran las principales regiones cerebrales y vías de señalización que se han implicado con el TDAH (Arnsten & Rubia., 2012).

Figura 3. Imagen esquemática en la que se muestran las diferentes vías y conexiones implicadas en el TDAH.

La corteza prefrontal superior que a través de sus conexiones con la corteza sensorial se encarga de reducir las distracciones y mantener la atención. La corteza prefrontal inferior establece conexiones con los ganglios basales y el cerebelo para ejercer su función regulatoria sobre el control inhibitorio y motor.

Imagen tomada de Arnsten & Rubia., 2012.

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15 2.1.2. Factores neuroquímicos

Los sistemas de neurotransmisión mayormente implicados en las vías de señalización que contribuyen a la etiopatogenia del trastorno son los sistemas monoaminérgicos, en concreto, la dopamina (DA), la noradrenalina (NA) y la serotonina (5-HT). A continuación, se describen las diferentes evidencias que apoyan su implicación en la etiología del trastorno.

La DA y la NA son los neurotransmisores con un mayor peso específico debido a los siguientes hallazgos: a) la distribución anatómica de los receptores de catecolaminas (DA y NA) coinciden con las regiones cerebrales que las técnicas de neuroimagen han relacionado con el TDAH, como la corteza prefrontal. Además, se requieren unos niveles óptimos de estos neurotransmisores para presentar una actividad motora y una función cognitiva apropiada (Arnsten., 2009); b) los tratamientos estimulantes (como el MTF) y no estimulantes (como la atomoxetina) aumentan los niveles de dichos neurotransmisores en la corteza prefrontal (Spencer et al., 2000); c) la lesión en las vías dopaminérgicas en ratas se asocia con la presencia de hiperactividad y el déficit del aprendizaje, que se mejora con fármacos estimulantes (Davids et al., 2002; Sontag et al., 2010) y d) una baja actividad de la DA B-hidroxilasa, enzima sintetizada por la NA, se asocia con falta de atención, alteraciones de las funciones ejecutivas e impulsividad (Arnsten & Pliszka., 2011).

Aunque la implicación de la 5-HT cuenta con una menor evidencia científica, la desregulación en sus niveles se ha asociado con niveles de hiperactividad y agresividad en pacientes con TDAH (Halperin et al., 1997). Además, fármacos con actividad serotoninérgica, como los inhibidores de la recaptación de serotonina, o antidepresivos tricíclicos, han demostrado tener eficacia en la reducción de los síntomas del TDAH (Budur et al., 2005).

Por todo lo anteriormente expuesto y, dada la heterogeneidad en la sintomatología, la teoría más probable que postulan los autores es que la desregulación combinada de varios de estos neurotransmisores determina la naturaleza del trastorno y no la acción aislada de cada uno de ellos (Himelstein et al., 2000).

2.2 Factores ambientales

Se estima que los factores ambientales relacionados con el TDAH explican entre un 4%

y un 20% de la variabilidad fenotípica (Banerjee et al., 2007). Los factores ambientales se pueden dividir en tres categorías: factores de riesgo prenatales, factores de riesgo sociales y contaminantes medioambientales. Dentro de los factores prenatales destacan el estrés

psicológico de la madre (Linnet et al., 2003), el nacimiento prematuro, el bajo peso al nacer, el parto con fórceps y la duración del parto (Galera et al., 2011; Sciberras et al., 2017).

Numerosos estudios ponen de manifiesto factores de índole social, tales como la depresión materna, el hecho de pertenecer a un hogar monoparental, antecedentes de trastorno psiquiátrico de los padres, bajo nivel educativo de los padres y ser hijo adoptivo (Sprich- Buckminster et al., 1993; Biederman et al., 1995; Hjern et al., 2010). En cuanto a los contaminantes ambientales, algunos trabajos han publicado que la exposición al tabaco y al alcohol (Han et al., 2015), al plomo (Surkan et al., 2007; Froehlich et al., 2009), y a los bifenilos policlorados (Jacobson et al., 1990; Schantz et al., 2003) en etapas tempranas del desarrollo contribuyen a la aparición de la sintomatología hiperactiva y la falta de atención, suponiendo un factor de riesgo para el TDAH.

2.3 Factores genéticos

A nivel genético, el TDAH es una enfermedad compleja multifactorial en la cual, la acción combinada de varias variantes genéticas de efectos menores, sumada a la acción de factores ambientales, determina la predisposición al trastorno, presentando una herencia poligénica (Klug et al., 2008). La alta contribución del componente genético al trastorno se pone de manifiesto gracias a estudios familiares, de gemelos y de adopción.

Los estudios familiares se encargan de evaluar el riesgo de padecer TDAH en individuos con algún familiar de primer grado (padres o hermanos) diagnosticado con el trastorno. El riesgo de padecer TDAH en los padres de un niño afecto o entre hermanos biológicos es de 2 a 8 veces mayor (Faraone & Doyle., 2000). Recíprocamente, el riesgo de padecer el trastorno para un niño si uno de sus padres lo padecen es de alrededor del 40-90% (Waldman & Gizer., 2006). De forma global, el riesgo relativo de TDAH en familiares de primer grado de los pacientes con el trastorno varía entre el 4 y el 5,4 veces (Faraone et al., 2000b). El riesgo relativo es similar tanto en hombres como en mujeres (Faraone et al., 2000c), así como entre familias de diferentes áreas geográficas (Samuel et al., 1999). Los estudios familiares son necesarios para apoyar la hipótesis de que el TDAH en parte se atribuye a una causa genética, pero no proporciona suficiente evidencia por sí mismo, ya que miembros de una misma familia también comparten factores ambientales. Por tanto, se hace necesario realizar estudios de gemelos y de adopciones para distinguir la contribución relativa de genes y medio ambiente.

Los estudios de gemelos ofrecen la posibilidad de determinar el componente hereditario del trastorno. Se basa en el cálculo de la tasa de concordancia en cuanto a

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17 presentar el trastorno entre gemelos monocigóticos (MC), que comparten el material genético, y gemelos dicigóticos (DC), cuyo grado de identidad genética es igual al de una pareja de hermanos. Si una enfermedad tiene un elevado componente genético, la tasa de concordancia entre MC será mayor que la tasa de DC. El cálculo de la heredabilidad se realizaría con la Ecuación 1, donde h es la heredabilidad, Cmc es la concordancia entre gemelos MC y Cdc es la concordancia entre gemelos DC.

Este tipo de análisis corrige la influencia de los factores ambientales, ya que tanto los gemelos MC como los DC comparten ambiente. Se estima una concordancia entre gemelos MC con valores que oscilan entre el 50 % y el 80%, mientras que en gemelos DC los valores se sitúan entre el 30% y el 40%. (Thapar et al., 2007). Se ha descrito una mayor heredabilidad para los síntomas de hiperactividad impulsividad (88%) que para los de inatención (79%), pudiendo verse incrementada la contribución genética cuando más extremos sean los síntomas (Mcloughlin et al., 2007). De forma global, un metaanálisis de 20 estudios sobre gemelos ha determinado una heredabilidad media del TDAH en un 76% (Faraone et al., 2005), considerando el TDAH como uno de los trastornos psiquiátricos con una mayor componente genético, junto con la esquizofrenia que presenta un 80% de heredabilidad (Sullivan et al., 2003).

Por último, los estudios de adopción también han permitido determinar que la influencia ambiental es mucho menor que la carga genética, ya que las variables genéticas y ambientales son separadas por el proceso de adopción, siempre y cuando las condiciones ambientales de la familia de acogida no sean las mismas que las de origen. De esta manera, los estudios determinan que el riesgo de padecer TDAH es mayor en los familiares biológicos de los afectados que en los familiares adoptivos (Sprich et al., 2000).

2.4 Teoría evolutiva del TDAH

Algunas de las características del trastorno podrían apoyar la hipótesis de que el TDAH tiene un origen evolutivo seleccionándose de manera positiva rasgos propios del trastorno a lo largo de la evolución. En primer lugar, el TDAH tiene una alta prevalencia y una distribución homogénea en diversas regiones geográficas. Es un trastorno muy heterogéneo con una distribución normal de su gravedad en la población, siendo más común en el sexo con el nivel

E1. Cálculo del componente hereditario mediante estudio de gemelos.

h (Cmc – Cdc)

más bajo de inversión parental y presenta una alta heredabilidad (Cardo et al., 2010). La evolución es un proceso que se manifiesta con cambios en las frecuencias alélicas en la población y estos cambios se ven reflejados en un gen altamente implicado en el TDAH, el receptor de dopamina DRD4. El alelo descrito como asociado al TDAH es el que tiene 7 repeticiones (7R), y comparada con el resto de alelos presenta una frecuencia comparada con el resto de alelos mucho mayor que la que se esperaría por azar, indicando que podría haberse seleccionado de manera positiva (Ding et al., 2002). Se ha comprobado que esa variante se asocia con rasgos de hiperactividad que determinan tiempos de reacción más rápidos y conductas que buscan la novedad (Grady et al., 2003). Individuos con respuestas rápidas serían seleccionados en épocas de escasez de recursos, en circunstancias críticas o cambiantes ya que presentarían mayor rendimiento para la caza o mayor capacidad de movilidad. De esta manera se ha visto que la frecuencia del alelo 7R es más alta en poblaciones con alta influencia migratoria (Chen et al., 1999). Por lo tanto, algunos autores postulan que lo que en su día fue una respuesta adaptativa, hoy en día con la aparición de nuevas necesidades y cambios sociales, puede haber hecho que los rasgos del TDAH se consideren un fenómeno patológico (Williams & Taylor., 2006).

3. ESTUDIOS DE ASOCIACIÓN GENÉTICA CON EL TDAH

Como se ha mencionado anteriormente, las enfermedades complejas están causadas por un número elevado de variantes genéticas que determinan la susceptibilidad al trastorno.

Los estudios de asociación genética permiten identificar esas variantes, estableciendo comparaciones entre los individuos afectos y controles libres de la enfermedad. En general, dichos estudios se basan en el análisis de polimorfismos, que son aquellas variantes en el ADN que están presenten en la población con una frecuencia mayor del 1% (Durbin et al., 2010).

Existen dos posibilidades: por un lado, que los marcadores polimórficos sean la causa de la enfermedad o, por otro lado, que estén en alto desequilibrio de ligamiento con la variante causal de la enfermedad. Los mecanismos mediante los cuales estos polimorfismos modifican la susceptibilidad son por cambios en la expresión génica, o bien, a través de modificaciones en la funcionalidad de la proteína. A continuación se definen los principales tipos de variantes polimórficas (Nussbaum et al., 2007; Durbin et al., 2010).

 Polimorfismos de nucleótido simple (SNP,Single Nucleotide Polymorphisms). Se trata de un cambio nucleotídico, que puede ser una sustitución de una base por otra, una deleción, o una inserción. Los SNPs son las variaciones más abundantes en el genoma

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19 humano y, por tanto, el tipo de variante genética más utilizada en los estudios de asociación genética. Se han descrito más de 15 millones de SNPs a lo largo del todo el genoma (Durbin et al., 2010). Presentan una media de aparición de 1 por cada 300 pares de bases, contribuyendo al 90% de total de la variabilidad genómica (Feuk et al., 2006)

 Repeticiones en tándem (VNTRs, Variable Number of Tandem Repeats). Se caracterizan por presentar unidades de repetición de 6 a 100 nucleótidos.

 Variaciones en el número de copias (CNV, Copy Number Variations). Son segmentos de ADN mayores de 1Kb que determinan duplicaciones o deleciones en el genoma.

Con el propósito de establecer los patrones de variación genética polimórfica entre las diferentes poblaciones, surgieron varias iniciativas como el Proyecto Internacional HapMap, y el Proyecto de los 1000 genomas, cuyo fin es generar una base de datos sobre la variación genética humana que incluye no solo variantes polimórficas, sino también variantes poco frecuentes y variantes estructurales (De Vries et al., 2017). El empleo de estas herramientas favorece la caracterización de la variabilidad genética individual y por consiguiente, la búsqueda de genes asociados con enfermedad.

3.1 Tipos de estudios de asociación genética

Existen diferentes estrategias para la identificación de factores genéticos que han resultado más o menos eficientes en el estudio de esta alteración, entre los que se encuentran: los estudios de genes candidatos, los estudios de análisis de ligamiento y los estudios de asociación de genoma completo o GWAS. A continuación, se muestran los hallazgos más relevantes encontrados en cada una de las aproximaciones y que han sido objeto de este estudio.

3.1.1 Estudios de genes candidatos

Los estudios de genes candidatos se focalizan en analizar genes que son biológicamente relevantes en el trastorno debido a su implicación en la fisiopatología del mismo.

3.1.1.1 Genes del sistema dopaminérgico

 Gen del transportador de dopamina SLC6A3

El gen del transportador de dopamina SLC6A3 codifica para una proteína de membrana que se encuentra en la neurona presináptica y es la responsable de la recaptación de DA en la hendidura sináptica y devolverlo a la membrana presináptica (Ciliax et al., 1999).

La variante más estudiada es una VNTR de 40 pb de repetición localizada en el extremo 3´UTR del gen. Los alelos más comunes son los que se corresponden con 10R (71.9%) y 9R (23.4%) (Doucette-Stamm et al., 1995). Cook y colaboradores encontraron por primera vez una asociación estadísticamente significativa entre el alelo de 10R y el riesgo de presentar TDAH (Cook et al., 1995). A partir de ese momento, han surgido numerosos estudios que han examinado el papel de esta variante con el TDAH presentando resultados dispares. En un metaanálisis se identificó una asociación modesta, pero significativa, entre el alelo 10R y el TDAH con una odds ratio (OR) global de 1,10 (Gizer et al., 2009). Estudios in vitro demuestran que la variante de 10R se correlaciona con mayores niveles de expresión del transportador (Mill et al., 2002; Brookes et al., 2007).

La siguiente variante más estudiada en el gen SLC6A3 es la correspondiente a una VNTR de 30 pb de repetición localizada en el intrón 8. Los alelos más frecuentes se corresponden con los que presentan 5 y 6 repeticiones. Existen evidencias de que un aumento en el número de repeticiones está asociado con mayores niveles de ARN mensajero de SLC6A3 (Brookes et al., 2007). Resultados de un metaanálisis han indicado una asociación significativa entre el alelo de 6R con el TDAH (OR de 1,19) (Gizer et al., 2009). Otras variantes menos estudiadas, pero que también han sido relacionadas con el TDAH, son tres SNPs: rs2550948, rs2652511, rs11564750 localizados en la región 5´reguladora (Genro et al., 2008).

 Genes de los receptores de dopamina: DRD2, DRD4.

Los genes de los receptores de dopamina DRD2 y DRD4 codifican proteínas localizadas en la membrana postsináptica que pertenecen a la superfamilia de receptores acoplados a proteínas G (Sibley & Monsma., 1992). Estos receptores juegan un papel crítico en la mediación del control motor, funciones cognitivas y emocionales (Picetti et al., 1997; Beninger

& Miller., 1998)

Introducción

21 Respecto al receptor de dopamina D2, la variante genética más interesante por su implicación en la expresión del receptor se corresponde con el SNP Taq1A (rs1800497), en concreto el alelo minoritario T conocido como A1 (Thompson et al., 1997). Los resultados de un metaanálisis reflejan una asociación significativa con el TDAH (OR de 1,65) (Wu et al., 2012).

La variante más estudiada del receptor de dopamina D4 se corresponde con una VNTR de 48 pb de repetición localizada en el exón 3, existiendo alelos de entre 2 y 11 repeticiones.

Un metaanálisis ha descrito una asociación entre la variante de 7R y el trastorno (OR de 1,35) (Wu et al., 2012). Existen estudios funcionales que asocian esta variante con una actividad dopaminérgica reducida a nivel de la cascada de señalización intraneuronal (Asghari et al., 1994; Asghari et al., 1995). Otra variante ampliamente estudiada se corresponde con una duplicación de 120 pb en la región promotora existiendo el alelo de una repetición “S” (120 pb) y dos repeticiones “L” (240 pb). Los resultados de dos metaanálisis no han mostrado asociación con ninguno de los dos alelos y el TDAH (Gizer et al., 2009; Wu et al., 2012), a pesar de que existen evidencias funcionales de que el alelo de una repetición posee una mayor actividad promotora (D'souza et al., 2004). Esta diferencia en la eficiencia transcripcional puede ser debida a la presencia de sitios de unión a factores de transcripción en la región duplicada, por los que la variante duplicada tiene un papel en la regulación de la transcripción (Wu et al., 2012). Esto unido a que la variante corta se ha relacionado con rasgos impulsivos y exploratorios (Rogers et al., 2004) sugieren que la variable de riesgo al TDAH sería la variante de una repetición (Wu et al., 2012). Otros autores encontraron una asociación significativa entre el gen DRD4 con el SNP rs3758653 (Oades et al., 2008).

3.1.1.2 Genes del sistema noradrenérgico

 Gen del transportador de noradrenalina SCL6A2

El gen SLC6A2 codifica el transportador de NA, que al igual que el transportador de DA, es una proteína de membrana que se encarga de recaptar el neurotransmisor de la hendidura simpática y devolverlo a la neurona presináptica (Pacholczyk et al., 1991). Se expresa en los lóbulos frontales y tiene un importante papel en la regulación noradrenérgica en la corteza prefrontal (Stahl, 2003). El SNP rs5569 es el más estudiado. El resultado de un metaanálisis muestra una falta de asociación significativa entre el trastorno y este polimorfismo (Gizer et al., 2009). Otro polimorfismo que tiene su importancia por su implicación, no solo en la

reducción de la actividad promotora del transportador, sino también en su implicación con el TDAH, es el SNP rs28386840, en concreto el alelo minoritario T (Kim et al., 2006).

 Gen del receptor de noradrenalina ADRA2A

El gen ADRA2A codifica el receptor de NA, proteína implicada en la etiología del trastorno por estudios que sugieren que tiene un papel importante en funciones ejecutivas, como la atención y el control inhibitorio en la corteza prefrontal (Arnsten & Li., 2005). Los dos polimorfismos más estudiados en relación con este gen son las variantes rs1800544 y rs553668 (Park et al., 2005; Schmitz et al., 2006) estableciendo el riesgo en el alelo G y T, respectivamente. Sin embargo, estos polimorfismos no presentaron una asociación significativa con el trastorno en un metaanálisis (Gizer et al., 2009).

3.1.1.3 Genes del sistema serotoninérgico

 Gen del transportador de serotonina SLC6A4

El gen SLC6A4 codifica el transportador de 5HT. Al igual que otros transportadores descritos anteriormente, es una proteína de membrana que se encarga de la receptación del neurotransmisor serotonina de la hendidura sináptica e introducirlo de nuevo en la neurona presináptica, representando el mecanismo primario de regulación de la actividad serotoninérgica en el cerebro (Heils et al., 1996). El polimorfismo más estudiado en su relación con el diagnóstico del TDAH consiste en una inserción/deleción de 44 pb en la región promotora del gen que determinan el alelo largo (L) y el alelo corto (S). El alelo largo está asociado con una mayor expresión del transportador y, por tanto, con una actividad aumentada de la receptación de serotonina que resulta en menores niveles de serotonina activa (Lesch et al., 1996). Un metaanálisis indica que existe una asociación modesta aunque significativa, entre el alelo largo y el TDAH (OR de 1,10) (Gizer et al., 2009). Además, numerosos estudios se centran en otra variante polimórfica de este gen, una VNTR de 17R localizada en el intrón 2. Los dos alelos más frecuentes son los de 10 y 12 repeticiones, y se ha demostrado que el alelo de 12R presenta una transcripción aumentada respecto al alelo de 10R (MacKenzie & Quinn., 1999). Basados en un estudio inicial donde se reportaba una menor frecuencia del alelo de 12R en niños con TDAH (Zoroglu et al., 2002), se ha considerado el alelo de 10R como el alelo de riesgo. Sin embargo, no se ha encontrado una asociación significativa entre el TDAH y el alelo de 10R en un metaanalisis (Gizer et al., 2009).

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 Receptores de serotonina: HR2A y HTR2C

Los genes HTR2A y HTR2C codifican los receptores de 5HT, que están acoplados a proteínas G estimulando la fosfolipasa C, incrementado la actividad de la proteína quinasa C en la neurotransmisión serotoninérgica (Lesch., 2001). En relación al receptor HTR2A, Ribases y colaboradores encontraron una asociación significativa entre el SNP rs7322347 y casos de TDAH (Ribases et al., 2009), asociándose también en un estudio posterior con comportamientos agresivos (Banlaki et al., 2015). En cuanto al receptor HTR2C, aunque hay pocos estudios que estudien su implicación con el TDAH (Bobb et al., 2005), algunos trabajos relacionan el SNP rs6318 con trastornos afectivos y psiquiátricos (Lerer et al., 2001; Drago &

Serretti, 2009).

3.1.1.4 Otros genes candidatos

El gen COMT codifica la enzima catecol-metil trasferasa que se expresa en los lóbulos frontales y es la responsable de la degradación de las catecolaminas (DA y NA) (Hong et al., 1998). La variante polimórfica más estudiada es el SNP rs4680 (G>A), que se corresponde con un cambio de aminoácido de valina por metionina. Se ha observado que los individuos homocigotos GG presentan una mayor actividad enzimática, por lo que sería razonable pensar que el alelo G sea el alelo de riesgo para el TDAH (Lotta et al., 1995). Sin embargo, los resultados de un metaanálisis no muestran una asociación significativa con el TDAH (Gizer et al., 2009), aunque estudios posteriores apoyan su implicación (Deyoung et al., 2010; Palmason et al., 2010). Otra variante menos estudiada, pero que también ha demostrado una asociación significativa, es el SNP rs4818 (Michaelovsky et al., 2008).

El gen SNAP25 codifica la proteína 25 asociada al sinaptosoma. Es una proteína implicada en el crecimiento axonal y en la fusión de vesículas sinápticas, necesaria para la liberación del neurotransmisor (Sollner et al., 1993). Además, variantes de este gen se asocian con una reducción de la expresión de la proteína en regiones del cerebro implicadas en la atención e inhibición (Hawi et al., 2013). La variante más estudiada se correspondiente con el SNP rs3746544 localizado en el extremo 3' UTR, mostrando una asociación significativa con el TDAH (OR de 1,15) en el resultado de un metaanálisis con el alelo mayoritario A como alelo de riesgo (Gizer et al., 2009).

El gen DDC codifica la enzima dopa descarboxilasa, encargada de catalizar la conversión de dopa a DA y de L-5-hidroxitriptófano a 5HT. Únicamente el SNP rs6592961

localizado en este gen se mantuvo estadísticamente significativo tras la corrección por comparaciones múltiples en un estudio de asociación con el TDAH (Ribases et al., 2009).

El gen STS codifica la enzima esteroide sulfatasa. Dicha enzima es hidrolítica, insoluble y se encuentra ligada a la membrana microsomal. Su relación con el TDAH proviene de un estudio en el cual se observó que el 30% de pacientes con ictiosis ligada al cromosoma X, una enfermedad producida por mutaciones o deleciones en el gen STS, presentaban el subtipo inatento del TDAH (Kent et al., 2008). Un análisis de asociación genética relacionó dos SNPs, rs12861247 y rs17268988, con el TDAH (Brookes et al., 2008).

El gen FADS2 codifica la enzima desaturasa 2 que se encarga de catalizar el paso limitante de formación de ácidos grasos polinsaturados de cadena larga (Baylin et al., 2007).

Estudios realizados en animales han demostrado que un déficit de ácidos grasos omega-3 conlleva una reducción de la concentración de dopamina en la corteza prefrontal (Delion et al., 1996). Además, existen evidencias de que individuos con TDAH presentan niveles inferiores de ácidos grasos omega-3 (Colquhoun & Bunday., 1981; Chen et al., 2004), por lo que el estudio del gen FADS2 en la etiología del TDAH resulta de interés, como demuestran Brookes y colaboradores donde observan asociación del trastorno con el SNP rs498793 (Brookes et al., 2006a).

3.1.2 Estudios de análisis de ligamiento

Los estudios de análisis de ligamiento de genoma completo utilizan marcadores multialélicos que se encuentran en desequilibrio de ligamiento. El desequilibrio de ligamiento se define como la aparición conjunta de determinados alelos que se encuentran en distintos loci con una frecuencia mayor a la que cabría esperar por azar, heredándose en bloque, y constituyendo lo que se denomina un haplotipo. Los análisis de ligamiento permiten identificar regiones genómicas que predisponen a la enfermedad, esperando que individuos con la patología que estén emparentados muestren un exceso de haplotipos idénticos en la región que contenga el gen causante de la enfermedad. El resultado más significativo fruto de esta aproximación fue llevada a cabo por Arcos-Burgos y colaboradores, en la que identificaron el gen de la latrofilina 3 (LPHN3) asociado con el TDAH (Arcos-Burgos et al., 2004; Arcos-Burgos et al. 2010). El gen LPHN3 se expresa en regiones cerebrales mayoritariamente implicadas con el TDAH (Arcos-Burgos & Muenke., 2010) y codifica un receptor acoplado a proteína G implicado en la regulación de la exocitosis de neurotransmisores y en el desarrollo de la sinapsis (O'Sullivan et al., 2014). Los polimorfismos mayormente implicados en la patología son

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25 los siguientes SNPs: rs1397548, rs2305339, rs6551655, rs1868790, rs6813183, rs6858066 (Arcos-Burgos et al. 2010; Ribases et al., 2011).

3.1.3 Estudios de GWAS

Los estudios de GWAS son estudios de asociación donde se analizan cientos de miles de variantes genéticas a lo largo de todo el genoma sin ninguna hipótesis previa. Entre los resultados más relevantes obtenidos de los estudios de GWAS en el TDAH (Hawi et al., 2015) destacan la implicación de los siguientes genes:

El gen CDH13, que codifica la caderina 13, se expresa en la corteza cerebral y parece que actúa como regulador negativo del crecimiento neuronal (Takeuchi et al., 2000). Se asocia con síntomas de hiperactividad e impulsividad en pacientes con TDAH (Salatino-Oliveira et al., 2015). En un estudio de GWAS se asocia la variante rs6565113 con el TDAH (Lasky-Su et al., 2008) Este gen parece particularmente interesante, ya que también ha sido detectado en dos GWAS adicionales (Lesch et al., 2008; Neale et al., 2010).

El gen GFOD1 codifica el dominio 1 de una glucosa fructosa oxidoreductasa, se expresa en cerebro y, aunque su implicación con el TDAH es menos clara, un estudio lo relaciona con el TDAH a través del SNP rs552655 (Lasky-Su et al., 2008).

Otro gen implicado en el TDAH resultado de un estudio de GWAS es el gen que codifica el receptor de glutamato metalotrópico GRM7, en concreto, el SNP rs3792452 (Park et al., 2013). Este gen se expresa en la corteza prefrontal, hipocampo y cerebelo, regiones tradicionalmente implicadas con el TDAH (Makoff et al., 1996).

Por último, destaca el papel del gen SLC6A9 que codifica para el transportador de glicina encontrándose el SNP rs9810857 entre las 20 asociaciones más significativas en un estudio de GWAS (Mick et al., 2010). Estudios indican que codifica un intercambiador de hidrogeno/sodio localizado en las membranas y se expresa en cerebro, corazón, placenta, riñón e hígado (De Silva et al., 2003).

4. ESTUDIOS FARMACOGENÉTICOS EN EL TDAH

4.1 Consideraciones generales de la farmacogenética

Existe una amplia variabilidad interindividual en la respuesta a fármacos que determina que la administración de un mismo fármaco a una misma dosis produzca respuestas