martes, 8 de abril de 2014

INTRODUCCIÓN

El síndrome de Patau consiste en un trastorno genético en el cual una persona tiene tres copias del material genético del cromosoma 13 en vez de dos.

Esta patología es la trisomía más infrecuente dentro de la especie humana. Aun así, podemos ver en la siguiente gráfica como el riesgo de concebir un embrión con síndrome de Patau aumenta con la edad de la madre (es el responsable del 1% de los abortos naturales):



Thomas Bartholin en 1657 fue el primero en observar este síndrome, pero no fue hasta 1960 cuando Klaus Patau la descubre como tal. Por este motivo, la trisomía del 13 también recibe el nombre de síndrome de Bartholin-Patau.
Los recién nacidos con este síndrome tienen apenas una esperanza de vida de unos meses o como mucho un año, generalmente. Incluso, muchos de los fetos mueren antes del momento del parto debido a las múltiples anomalías que sufren. Se trata de un síndrome que no tiene cura conocida ni tratamiento específico.

CARACTERÍSTICAS GENÉTICAS GENERALES

La trisomía del 13 se define como una aneuploidía que sucede mayoritariamente por la no-disyunicón en la primera división meiótica de las dos cromátidas hermanas del cromosoma 13 (principalmente por parte materna), que puede surgir de forma espontánea o debido a factores ambientales, aunque el riesgo aumenta con la edad de la mujer, pues el envejecimiento de los folículos ováricos está asociado a un incorrecto reparto de los cromosomas en los ovocitos secundarios (producto final de la meiosis I).

Otras causas pueden provocar la aparición de este síndrome, como la translocación t(13q14) que representa un 20% de los casos, o el mosaicismo por la presencia de un cromosoma 13 de más en parte de las células del individuo (no en todas), lo que representa un 5%. Éstas se desarrollarán detalladamente en las próximos entradas.

Para entender los aspectos patogenéticos de este síndrome es preciso definir ciertos conceptos de utilidad acerca de las anomalías cromosómicas en la especie humana.

Las anomalías cromosómicas en la especie humana suelen clasificarse en:

  • Anomalías estructurales: afectan a la estructura propia de un cromosoma por deleciones, duplicaciones, inversiones, translocaciones, inserciones o adquisición de una estructura anillada. Estos cambios están relacionados con la rotura cromosómica y se produce un reordenamiento desequilibrado de los genes.
  • Anomalías numéricas o aneuploidías: cuando ocurre una variación en la cantidad de copias de alguno de los cromosomas autosómicos o sexuales. El síndrome de Patau es precisamente una aneuploidía autosómica caracterizada por la presencia de un cromosoma 13 extra.

La mayoría de los pacientes con aneuploidía presentan una trisomía, es decir, tres copias de un cromosoma (como el síndrome de Down o trisomía del 21, síndrome de Edwards o trisomía del 18, síndrome de Patau o trisomía del 13, síndrome del Klinefelter o trisomía XXY, síndrome del superhombre o trisomía XYY, etc). No obstante, también puede existir una única copia de un cromosoma, como el síndrome de Turner o monosomía X.


Otros conceptos genéticos que no deben ser confundidos son: genético, hereditario y congénito.
  • Una enfermedad congénita es aquella que está presente desde el mismo momento del nacimiento.
  • Una enfermedad hereditaria es aquella que se va a transmitir de padres a hijos, de generación en generación.
  • Una enfermedad genética es la que está producida a causa de una alteración en el ADN, como por ejemplo debido a una de las alteraciones cromosómicas ya comentadas anteriormente. 

El síndrome de Patau, como se verá más adelante, es una enfermedad genética (pues está causada por una aneuploidía trisómica en el cromosoma 13) y congénita (pues desde la etapa fetal ya está presente en el individuo); sin embargo, en la mayoría de los casos no es hereditaria, pues no se transmite a la descendencia.

Referencias bibliográficas
  • Sierra Santos, L.; Álvarez Herrero, C.; Gil Sánchez, L.; Sierra Santos, E. Un síndrome de Patau con una supervivencia que supera los pronósticos. Medifam, vol 11, nº 8, ago-sept, 2001, Madrid.
  • Solari, A. J., Genética humana. Fundamentos y aplicaciones en Medicina, Editorial Panamericana, 4ª ed, 2011.
  • Jorde, L.B.; Carey, J.C.; Bamshad, M.J., Genética médica, Editorial Elsevier Mosby, 4ª ed., 2011.
  • National Center for Biotechnology Information (NCBI): Cómo entender la genética: Una guía para pacientes y profesionales médicos en la región de Nueva York y el Atlántico Medio, Genetic Alliance, 2008. <http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK132208/>

 PATOGÉNESIS

¿Qué es el síndrome de Patau desde el punto de vista genético?
El síndrome de Patau es una enfermedad de causa genética también conocida bajo el nombre de Trisomía del 13. Su origen se debe a la presencia de un cromosoma 13 adicional o suplementario.
Por tanto, se la define como una enfermedad genética de tipo cromosómico de la familia de las aneuploidías homogénea, pues todas las células del individuo se encuentran afectadas con la mutación (salvo si la enfermedad está originada por un mosaico).

PATOGENIA: ¿Cuál es la causa en origen de la presencia de un cromosoma 13 adicional?
a)  No disyunción cromosómica en el proceso de gametogénesis
Al igual que otras trisomías humanas, la mayor parte de los casos de trisomía del cromosoma 13 se deben a una no disyunción cromosómica durante el proceso de meiosis, principalmente en el gameto materno (es decir, la ovogénesis del gameto femenino ha tenido lugar de forma defectuosa). Es por eso que la edad paterna, y en gran medida la materna, son factores que incrementan exponencialmente el riesgo de concebir un embrión con trisomía del 13 (dado que con la edad la ovogénesis se realiza de forma menos eficaz, y es más susceptible a sufrir anomalías en el proceso).
La no disyunción cromosómica consiste en la no separación de las tétradas durante la anafase, de modo que si se produce durante la anafase I, tendrá lugar un reparto desigual del contenido genético a las células hijas de la siguiente forma: dos de ellas tendrán dos cromosomas 13, que cuando sean fecundadas por un gameto genéticamente normal, darán lugar a un embrión trisómico para el par 13. Las otras dos células hijas carecerán de cromosomas 13, de manera que tras su fecundación por un gameto normal genéticamente, surgirá un embrión con monosomía del 13.
Si la no disyunción durante la anafase II de cualquiera de una de las dos células hijas generará 2 gametos con dotación cromosómica normal (un cromosoma 13 cada una), un gameto con dos cromosomas 13 (que tras la fecundación generará un embrión trisómico) y un gameto con ningún cromosoma 13 (que cuando sea fecundado dará lugar a un embrión monosómico).


b)  Translocación robertsoniana durante la gametogénesis
No obstante, aproximadamente un 20% de los casos de Síndrome de Patau se deben a translocaciones, siendo la t(13q14q) (translocación entre el brazo largo del cromosoma 13 y el cromosoma 14) la de mayor prevalencia. Se trata de un tipo especial de translocación, conocido como translocaciones robertsonianas.
En este tipo de translocaciones se suelen perder los brazos cortos de dos cromosomas acrocéntricos no homólogos, y los brazos largos se unen por el centrómero, formando un cromosoma único. Afecta a los cromosomas 13, 14, 15, 21 y 22. Normalmente, las translocaciones robertsonianas son causa de monosomías, pues se pierden dos cromosomas para formar uno. No obstante, si durante el proceso de meiosis en la gametogénesis se produce, tras dicha translocación, una segregación adyacente de tipo 1, da lugar a una trisomía (de hecho, es causa del 5% de los fenotipos de Síndrome de Down; trisomía del par 21).
La segregación adyacente tiene lugar durante la anafase I del proceso meiótico (en el caso de la trisomía del 13, suele ser en la meiosis del gameto femenino). Durante la anafase I, los cromosomas homólogos se disponen formando tétradas o cuadrivalentes. Se produce una migración de los centrómeros adyacentes (y no alternos, pues de lo contrario se trataría de una disyunción alternante) al mismo polo de la célula en meiosis. Este tipo de segregación produce gametos desequilibrados (con deficiencias o anomalías en el número cromosómico).



Una vez introducidos los conceptos de translocación robertsoniana y segregación adyacente, puede entenderse el mecanismo por el cual una translocación del tipo t(13q14q) puede producir una trisomía del par 13. La translocación generaría un cromosoma mutante (denominado isocromosoma, que es dicéntrico porque posee dos centrómeros) resultado de la unión de los brazos largos de los cromosomas 13 y 14 (los brazos cortos se pierden durante el proceso) en los ovocitos primarios. Posteriormente, durante la anafase I se sucedería una segregación adyacente, de modo que el gameto resultante poseería el cromosoma 13 no afectado y el isocromosoma resultado de la translocación entre el 13 y el 14 (funcionalmente tendría dos cromosomas 13).
Por eso, si la translocación es equilibrada por haberse producido una segregación alternante, el individuo será fenotípicamente normal, aunque existe el riesgo de transmitir la trisomía a la descendencia.
Tras la fecundación fruto de la fusión del oocito previo defectuoso con un espermatozoide normal, existirían tres cromosomas 13: uno normal cedido por el gameto sano (frecuentemente el paterno), otro también normal aportado por el gameto alterado (frecuentemente el materno) y otro que porta la translocación con el brazo largo del cromosoma 14 también aportado por el gameto alterado.
 



















c)              Mosaicismo genético
Un 5% de los casos de Trisomía del 13 están producidos por mosaicos en los que el cuadro malformativo suele ser menos severo (estos individuos son los que llegan a edades más avanzadas). Esto quiere decir que los individuos afectados presentan células trisómicas y otras normales. Se da en unos pocos pacientes que experimentan un cuadro clínico que varía entre un fenotipo normal y el de la trisomía 13 clásica de acuerdo con el número de células trisómicas presente en los tejidos.
En este caso, la alteración no es producida durante los procesos de gametogénesis, como ocurría en los casos previos, sino que la causa más frecuente reside en la no disyunción en una división mitótica poscigócita temprana (esto es, tras haberse producido la fecundación a partir de gametos genéticamente normales). De esta forma, dicho fenómeno será transmitido a las células descendientes de aquella célula que haya sufrido la mitosis de forma anómala, pero no a las restantes. Por eso se originan dos poblaciones de células genotípicamente distintas o dos líneas celulares a partir de un mismo cigoto: unas afectadas con la trisomía en el par 13 y otras genotípicamente sanas.
Estudios recientes apuntan a que el mosaicismo genético está también relacionado con la edad de la madre: cuanto mayor sea la edad de la misma, mayor será el riesgo en el desarrollo de mosaicos genéticos en los embriones descendientes.




Referencias bibliográficas:
  •  L. Sierra Santos, C. Álvarez Herrero, L. Gil Sánchez, E. Sierra Santos (2001). Un síndrome de patau con una supervivencia que supera los pronósticos. Medifam 11(8). Consultada el 5 de Abril de 2014
  • Jean-Loup Huret, Claude Leonard, John RK Savage (2000). Cromosomas, Anomalías Cromosómicas. Consultada el 5 de Abril de 2014): http://atlasgeneticsoncology.org/Educ/PolyMecaSp.html
  • Alain Verloes (2008). Trisomía 13. Consultada el 5 de Abril 2014 de la web de orphanet de enfermedades raras: http://www.orpha.net/consor/cgi-bin/OC_Exp.php?Lng=ES&Expert=3378
  • Ramos Fuentes, Feliciano J. (n.d.). Síndrome de Patau (trisomía del 13). Consultado el 6 de Abril de 2014: https://www.aeped.es/sites/default/files/documentos/4-patau.pdf
  • Gabriel Abudinén A., Alejandra Vergara V., Alex Castet A., Gabriela Flores F., Ignacio Cabrera-Samith (2012). Clinical presentation of mosaic trisomy 13 with longer life expectancy. Case report. [versión electrónica]. Anacem 7(1). Consultada el 5 de Abril de 2014 : http://revista.anacem.cl/web/wp-content/uploads/2013/07/7.1.11-trisom%C3%ADa-13-mosaico.pdf


CARACTERÍSTICAS CLÍNICAS-FENOTIPO

Esta enfermedad se caracterizada por la llamada TRIADA CLÁSICA (POLIDACTILIA, LABIO LEPORINO Y MICROFTALMIA)
*Polidactilia, que consiste en la presencia de más de cinco dedos en las manos o los pies. Los dedos “de más” pueden llegar a desarrollarse correctamente y ser funcionales. El sexto dedo también puede aparecer unido al meñique mediante un pedículo (en este caso se suele extirpar el dedo).
 *Labio leporino y paladar hendido, que puede provocar infecciones de oído y dan lugar a problemas en el habla y en la alimentación. Afecta notablemente a la apariencia de la cara.
*Microftalmia, anomalía ocular en la que un globo ocular o ambos tienen un tamaño muy pequeño, llegando incluso a parecer inexistentes.



También encontramos otras características típicas en esta enfermedad, como son:
1) Manos empuñadas: dedos externos sobre dedos internos.
2) Ojos muy juntos (en algunos casos incluso fusionados en uno).
3) Disminución del tono muscular.
4) Hernias: umbilical (protuberancia hacia afuera de los órganos abdominales en el área cercana al ombligo) e inguinal (protrusión del contenido de la cavidad abdominal por un punto débil del conducto inguinal).
5) Agujero, división o hendidura en el iris (coloboma).
6) Orejas de implantación baja.
7) Discapacidad intelectual (aunque de manera severa).
8) Ausencia de piel
9) Convulsiones, hallazgo físico o cambio en el comportamiento que ocurre después de un episodio de actividad eléctrica en el cerebro.
10) Pliegue palmar único: presencia de una sola línea que se extiende por la palma de la mano.
11) Anomalías esqueléticas de las extremidades: una gran variedad de problemas de estructura ósea.
12) Cabeza pequeña (microcefalia).
13) Mandíbula inferior pequeña (micrognacia).
14) Testículo no descendido (criptorquidia). 






Referencias bibliográficas 
  • Trisomía 13 (2011). Consultado el 5 de Abril de 2014, MedlinePlus: http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/article/001660.html


EL CROMOSOMA 13



El síndrome de Patau no esta causado por un gen en concreto, sino por la copia extra de un cromosoma entero, el 13, o por la translocación de una parte de este cromosoma a otro, con lo cual el individuo posee 2 copias del cromosoma mas la parte translocada (generalmente la translocación es la 13q14).

Este cromosoma es acrocentrico y grande, perteneciendo así al grupo “D” de los siete existentes en los que están clasificados los 23 pares humanos.

Este cromosoma contiene unos 800 genes, y esta compuesto por unos 115 millones de pares de bases. Además, representa entre un 3,5 y 4% de la cantidad de ADN total de cada célula.

Los genes que contiene este cromosoma están implicados en la agudeza auditiva del individuo.



Algunos de los genes que podemos encontrar en este cromosoma son:



  • ATP7B: este gen esta situado en el brazo largo, en la posición 14.3.
    Codifica para una ATPasa transportadora de cobre, que encontramos principalmente en el hígado y en menor medida en los riñones y el cerebro. Juega un papel importante en el transporte de cobre del hígado al resto del cuerpo, el cual mantiene las funciones normales de algunos enzimas.
    Este gen esta implicado en la
    enfermedad de Wilson.


  • B3GALTL: este gen esta situado en el brazo largo, en la posición 12.3.
    Codifica un enzima denominada beta-1,3-glucosiltranferasa, se encarga de la glucosilación de proteínas, añadiendo una molécula de glucosa a una de fucosa que ya estaba unida a una proteína.
    Esta implicado en el
    síndrome de Peters Plus.
  • BRCA2: este gen esta situado en el brazo largo, en la posición 12.3.
    Codifica una proteína que es supresora de tumores, impidiendo la proliferación incontrolada de células.
    Esta implicado en el
    cáncer de mama.
  • COL4A1: este gen esta situado en el brazo largo, en la posición 34.
    Se encarga de codificar uno de los componentes del colágeno de tipo 4. Este colágeno se encuentra en las membranas basales que rodean los vasos sanguíneos de nuestro cuerpo.
  • EDNRB: este gen esta situado en el brazo largo en la posición 22.
    Se encarga de codificar el receptor de endotelina de tipo B. Este interacciona con las endotelinas, regulando procesos de desarrollo de vasos sanguíneos, producción de hormonas y la estimulación de el crecimiento y división de las células.
    Esta implicado en síndromes como el de
    Waardenburg o Hirschsprung.
  • FLT3: este gen esta situado en el brazo largo, en la posición 12.
    Codifica el receptor FLT3 (FMS-like tyrosine kinase 3) implicado en muchos procesos de señalización.
    Esta implicado en
    leucemias mieloblásticas agudas.
  • GJB2: este gen se encuentra en el brazo largo, entre las posiciones 11 y 12.
    Codifica la conexina 26, encontrada en las uniones tipo GAP, sobre todo de células del oído interno y de la piel. Se encarga del transporte de iones de potasio y algunas pequeñas moléculas.
    Esta implicado en muchas enfermedades que provocan
    pérdida de audición.
  • RB1: este gen esta situado en el brazo largo, en la posición 14.2.
    Se encarga de fabricar un enzima supresor de tumores, e interacciona con otras proteínas para influenciar la apoptosis celular y procesos de diferenciación.
    Esta implicado en el
    cáncer de vejiga o en el retinoblastoma.
  • SGCG: este gen esta situado en el brazo largo, en la posición 12.
    Codifica la porción gamma del complejo sarcoglicano, que se encuentra en la membrana que rodea a las células musculares, ayudando a mantener la estructura del tejido muscular.
    Esta implicado en la
    distrofia muscular de cinturas.
  • SLITRK1: este gen esta situado en el brazo largo, en la posición 31.1.
    Se encarga de codificar una proteína que se encuentra en el cerebro, que se encarga del crecimiento y desarrollo de las células nerviosas.
    Esta implicado en el
    síndrome de Tourette.






















     


    Referencias bibliográficas:
    • Cromosomas (n.d.). Diccionario ilustrado de términos médicos. Consultado el 4 de Abril 2014, página web del instituo químico biológico: http://www.iqb.es/diccio/c/cromosomas.htm , http://www.iqb.es/cromosomas/cromosoma13.htm
    • Chromosome 13 (2013). Consultado el 4 de Abril de 2014, http://ghr.nlm.nih.gov/chromosome/13





DIAGNÓSTICO  DEL  SINDROME  DE  PATAU
   El diagnóstico del síndrome de Patau suele ser prenatal, es decir, diagnosticado a partir del feto o del embrión. Esto se debe a que con una simple ecografía ya son apreciables las malformaciones más características: Ojos muy juntos, microcefálea, anomalías esqueléticas en las extremidades etc.
   Para confirmar el diagnóstico, el ginecólogo utilizará técnicas invasivas, como son la  amniocentesis, la biopsia de vellosidades coriales o la funiculocentesis:
·      Amniocentesis:    Consiste en una pequeña punción con una aguja fina que atraviesa la pared abdominal y el útero. Se extrae una muestra de líquido amniótico en el cuál hay células que se han desprendido del feto, que serán analizadas. Tiene un riesgo de aborto de un 1%.
  
·      Biopsia de corion:   Es la extracción de una muestra de las vellosidades coriónicas a través de la vagina o del abdomen (mediante un catéter o una aguja).  Se puede realizar a partir de la semana 11 o 12 de embarazo frente a la amniocentesis que se realiza a partir de la semana 16. Debido al mosaicismo genético pueden haber un falso positivo, porque solo ciertas células poseen síndrome de Patau, como en las del tejido extraembrionario.






·      Funiculocentesis o cordocentesis: Tiene mayor riesgo que las anteriores (entre un 1% y un 3%) y solo se realiza a partir de la semana 20 (cuando los vaso sanguíneos del cordón poseen un tamaño suficiente). Consiste en la punción de uno de los vasos sanguíneos del cordón umbilical.
   Estas tres pruebas se realizarán siempre bajo la guía de un ecógrafo, para poder dirigir la aguja sin lesionar al feto.
   Para determinar aneuploidías se pueden realizar cultivos de células con sustancias que estimulen su proliferación (mitógenos), para luego detener la mitosis (de aquellas que se estén dividiendo) con un antimitótico, como la colchicina. Entonces, a través de microscopio, se fotografía  una célula que se encuentre en metafase y se ordenan los cromosomas, en la imagen, para obtener el cariotipo. Como se tardan dos o tres semanas en realizar este procedimiento, existen otros que son más rápidos; como un FISH o  una PCR.
   La hibridación in situ por fluorescencia (FISH) consiste en marcar el ADN con moléculas fluorescentes (sondas) las cuales  se fijarán a una región específica del cromosoma que se desea estudiar (el 13 en nuestro caso). Con un microscopio de fluorescencia un especialista puede determinar rápidamente la presencia de un cromosoma 13 extra; observará tres señales fluorescentes en lugar de las dos normales (una por cada cromosoma 13). Esta técnica se puede realizar en interfase, por eso es mucho más rápida que la anterior, ya que podemos obtener los resultados en dos o tres días.
   La técnica PCR (reacción en cadena de la polimerasa) se basa en multiplicar fracciones del ADN de los cromosomas gracias a la ADN polimerasa. La cantidad final de esa porción de ADN será proporcional a la cantidad de ADN que exista. Es decir, si las células fetales poseen 3 cromosomas 13 en lugar de 2, la cantidad final de ADN propio del cromosoma 13 será mayor que si sólo hubiese habido 2 cromosomas 13. La cuantificación del ADN se consigue finalmente mediante una técnica de la fluorescencia.
  Si el embarazo no ha sido controlado por un médico o no se ha detectado la enfermedad, este síndrome podrá ser fácilmente detectado tras el parto pues las sus características morfológicas (que son bien conocidas por los neonatólogos y fácilmente identificables). No obstante, se puede complementar el diagnóstico con diversos estudios de imagen (para valorar el grado de afección de los órganos internos) y confirmarlo a través del cariotipo.



Referencias Bibliográficas:
  • Talise, Marta. (n.d.). Síndrome de Patau, diagnóstico del síndrome de patau. Consultada el 5 de Abril de 2014: http://www.webconsultas.com/salud-al-dia/sindrome-de-patau/diagnostico-del-sindrome-de-patau-7308 
  • Surmani, Bárbara, Aragón, Isabel, Savarese, Sophie. (n.d.) Estudio de los cariotipos. Consultada el 5 de Abril de 2014: http://proyectogrupo4sesion2011.wikispaces.com/Estudio+de+los+cariotipos
  • Pruebas invasivas, amniocentesis (n.d.).  Consultado el 5 Abril de 2014, página web de la fundación iberoamericana down21: http://www.down21.org/web_n/index.php?option=com_content&view=article&id=148%3Apruebas-invasivas&catid=77%3Adiagnosticos&Itemid=2048&limitstart=1
  • Diagnóstico prenatal, Funiculocentesis (2010). Consultado el 5 de Abril de 2014:
    http://www.onmeda.es/salud/embarazo/preparacion_parto/diagnostico_prenatal-tecnicas-invasivas-funiculocentesis-2158-6.html