citocromo b de genes de ADN mito

RESEÑA CLUB DE REVISTA POSGRADO DE MEDICINA DE LA
ACTIVIDAD FÍSICA Y EL DEPORTE - FUCS
TÍTULO DEL ARTÍCULO
Intolerancia al ejercicio es debido
citocromo b de genes de ADN mito
AUTOR
ANTONI L. ANDREU, M.D., MICHAELG. HANNA, M.D. HEINZ REICHMANN, M.D.,CLAUDIO
BRUNO, M.D., AUDREYS. PENN, M.D., KURENAI TANJI, M.D., FRANCESCO PALLOTT,
M.D., PH.D AND SALVATORE DIMAURO, M.D.
BIBLIOGRAFÍA
The New England Journal of Medicine, Volume 341 Number 14. Downloaded from
a mutaciones en el
www.nejm.org at AL KHAZINDAR CO LTD TOTAL TRANSPORT on July 13, 2004.
Copyright © 1999 Massachusetts Medical Soviet.
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INTRODUCCIÓN.- La intolerancia al ejercicio es un síntoma común
de encefalomiopatías asociadas con
mutaciones en el ADN mitocondrial (mtDNA). Estos desordenes multisistémicos incluyen muchos tipos de
síndromes: el síndrome de Kearns-Sayre; encefalomiopatía mitocondrial, acidosis láctica y el síndrome MELAS entre
otros. Estos desordenes son transmitidos por herencia materna no mendeliana con exepción del Kearns-Sayre.
Hasta ahora poco se sabia de las bases moleculares de intolerancia al ejercicio como una manifestación solitaria
de la disfunción mitoncodrial de pacientes como casos esporádicos. No obstante en la literatura se describen 4
casos (Bouzidi et al 1993, Kennaway et al 1998 y otros), donde se describe hallazgos clínicos bioquímicos y
moleculares asociados a intolerancia al ejercicio y evidencia de deficincia del complejo III del músculo, con
mutaciones en el gen del citocromo b.
Esta revisión describe 5 nuevos pacientes en los que se identificaron caracteríscitcas similares de los 4 pacientes
previos y comparandolos con estos revelan una similaridad importante sugieriendo que las mutaciones en el gen
del citoromo b pueden causar intolerancia la ejercicio sin evidencia de herencia materna.
MÉTODOS.- Solamente un paciente fue descrito al
detalle, debido a las caracterisiticas similares del
resto. El paciente número 2 de sexo femenino de 52
años, tenia intolerancia al ejercicio desde la
niñezmasociado a fatiga prematura de los musculos
masticatorios mientras comia, lactato en sangre
elevado, la electromiografía de las 4 extremidades
mostraba una corta duración de las unidades motoras
en el biceps braquial y los músculos deltoideos, lo
cual sugiere la presencia de un proceso miopático
leve. Los resultados de rutina de laboratorio eran
normales , incluyendo las concentraciones séricas de
creatinkinasa
en el reposo. Los 5 pacientes
estudiados en reposo presentaban concentraciónon
de lactato elevado menos uno de ellos que la tenía
normal y al final del ejercicio aerobico los 5 pacientes tenian altas concentraciones de lactato. Ningún paciente
tenía hisotira familiar de síntomas similares asociados a intolerancia al ejercicio.
Análisis bioquímicos.- Muestras de músculo fueron obtenidas mediante biopsia abierta, congeladas
y
almacenadas en nitrógeno líquido. Se realizarón mediciones bioquímicas de la actividad enzimática de la NADH
deshidrogenasa (complejo I),-rotenona sensible-NADH citocromo c reductasa (complejos I y III), succinato
deshidrogenasa (complejo II), succinato-citocromo c reductasa (complejos II y III), el citocromo c oxidasa (complejo
IV ).
Análisis histoquímico y ensayo de fibra única de reacción en cadena de la polimerasa.- Se tiñeron
secciones transversales de músculo esquelético obtenidas con un criostato para evaluar las actividades de la
citocromo oxidasa y succinato deshidrogenasa. Una fibra única cadena de la polimerasa de reacción (PCR) se
realizó en Paciente 2 según los métodos descritos.
Cultivos de mioblastos y fibroblastos.- Especímenes musculares se limpiaron de tejido conjuntivo, cortado en
trozos pequeños, y se expusieron a tripsina a 37 ° C durante una hora para liberar las células satélite de
músculo. Estas se añadieron a la superficie de las placas de cultivo dos semanas más tarde, los clones de
mioblastos se aislaron de los platos y fueron propagados en cultivos individuales. Los fibroblastos se cultivaron a
partir de muestras de piel de perforación de biopsia.
Se realizó análisis individual, mediante diferentes métodos de polimorfismo de longitud de fragmentos de
restricción (se refiere a secuencias específicas de nucleótidos en el ADN que son reconocidas y cortadas por
las enzimas de restricción ( endonucleasas)).
RESULTADOS
Análisis bioquímico e histoquímico.- Estos se realizarón en las biopsias musculares de los 5 pacientes. Los
resultados de los estudios bioquímicos de la actividad de las enzimas de la cadena respiratoria fueron comaprados
con los niveles de actividad de la citrato sintasa una enzima de la matriz y un marcador confiable de abundancia
mitocondrial.
Análisis de genética molecular
Paciente 1.- Reveló una deleción de 24-pb, lo que resulta en la pérdida de ocho aminoácidos de la proteína del
citocromo b .
Paciente 2.- Análisis de secuencias de ADNmt aislado mostró la sustitución de adenina por guanina en el nucleótido
14.846, que cambió de glicina a serina (G34S) en la secuencia de aminoácidos.
Paciente 3.- Mostró la sustitución de adenina por guanina en el nucleótido 15.168, que cambió triptófano (UGA) a un
codón de parada (UAA) en la posición 141 (W141X).
Paciente 4.- Mostró la sustitución de adenina por guanina en el nucleótido 15.084, que cambió triptófano (UGA) a un
codón de parada (UAA) en el aminoácido 113 (W113X). Esta mutación resulta en la pérdida de 240 aminoácidos en
el extremo C-terminal de citocromo b.
Paciente 5.- Mostró la sustitución de adenina por guanina, que cambió triptófano (UGA) a un codón de parada
(UAA) en la posición 326 y dio como resultado la pérdida de 55 aminoácidos en el C -terminal del citocromo b.
Análisis de PCR-RFLP mostró que la mutación era heteroplasmica en el músculo pero era indetectable en la sangre
en todos los casos en diferentes porcentajes. Para el paciente 5. No hubo disponibilidad de muestras en sangre.
DISCUSIÓN
El término "encefalomiopatías mitocondriales" se refiere a un grupo heterogéneo de trastornos clínicos debido a
defectos de la cadena respiratoria mitocondrial. Los trastornos debidos a mutaciones en nDNA se transmiten por
herencia mendeliana tradicional, mientras que los trastornos debidos a mutaciones en el ADNmt se transmiten
generalmente por herencia materna.
La mayoría de estas mutaciones mitocondriales están en ARN de transferencia ( ARNt): que afecta la síntesis
general de proteínas mitocondriales y están acompañadas por una proliferación masiva de las mitocondrias en el
músculo esquelético. Las fibras musculares con un número excesivo de las mitocondrias se han incrementado en la
tinción periférica roja con el Gomori técnica histoquímica modificada triCHROME y por lo tanto han sido apodados
"fibras rojas rasgadas" que también se tiñen intensamente con succinato deshidrogenasa (nDNA) . Cuando la
síntesis de proteína mitocondrial es defectuosa esta ausente la citocromo c oxidasa, una enzima que contiene tres
subunidades codificadas por el ADNmt. Por lo tanto, el citocromo c -oxidasa negativo en fibras rojas rasgadas son
características de las mutaciones de ARNt, excepto para la mutación que está asociada con el síndrome MELAS.
Las mutaciones en los genes de ADNmt codificadores de proteínas se han asociado con dos grandes síndromes,
tanto de herencia materna: la neuropatía óptica hereditaria de Leber, una causa importante de ceguera a una edad
temprana por mutaciones en los siete genes que codifican subunidades de complejo I, y el síndrome de Leigh, una
encefalopatía severa de la infancia o la niñez, por mutaciones en ATPasa 6, uno de los dos genes de ADNmt que
codifican subunidades de complejo V (ATP sintetasa) . La proliferación mitocondrial no es prominente en estas dos
condiciones, y las fibras rojas rasgadas no se ven.
Un estudio reveló que cuatro de 9 pacientes tenían diferentes mutaciones patógenas en genes codificantes de
proteínas de ADN mitocondrial, que para el citocromo b. Los 9 pacientes tuvieron severa intolerancia al ejercicio y
empeoraron progresivamente, la mayoría presentó leve debilidad de las extremidades proximal, no hubo
anormalidad neurológica, presencia de mioglobinuria seguida de ejercicio inusualmente intenso, todos menos un
paciente tenía acidosis láctica, la biopsia muscular mostró miopatía mitocondrial con fibras rojas en todos menos un
paciente y estudios bioquímicos mostraron deficiencia en el complejo III en los nueve pacientes.
La heterogeneidad genética de esta enfermedad es sorprendente: los nueve pacientes tenían mutaciones diferentes.
Todos eran heteroplasmicos. Cinco eran mutaciones sin sentido, una era deleción que eliminaba ocho aminoácidos
de la proteína, y tres eran sustituciones de nucleótidos.
La proteína del citocromo b contiene dos sitios de unión, ubiquinona-Qp (oxidación ubihidroquinona)y Qn (oxidación
ubihidroquinona). Ambos sitios sirven para la transferencia de protones. Todas las mutaciones missense (mutación
de lectura o sentido erróneo) y la supresión de 24 bp se encuentran cerca de estos sitios de unión y es probable que
evitar la unión ubiquinona, pueda estar vinculada con la pérdida de la actividad enzimática.
La base molecular del síndrome identificado en estos pacientes podría haber sido pasado por alto previamente
porque contradice dos conceptos predominantes sobre la genética mitocondrial, las mutaciones puntuales del
ADNmt se transmite por vía materna y causa trastornos multisistémicos. Por el contrario, cinco de estos pacientes
tenían casos esporádicos, ninguno tenía un historial familiar de trastornos neuromusculares y ninguno tenía
mutaciones en muestras de sangre periférica. Por otro lado no se detectaron las mutaciones en las líneas celulares
de mioblastos estudiados, podría ser debido a que la mutación surgió en mioblastos o precursores de mioblastos
después de la diferenciación de la capa germinal. Por todas estas razones, las mutaciones en el citocromo b de
genes en nuestros pacientes son propensos a haber sido somáticas es decir, eventos espontáneos que se
produjeron en el músculo y sin afectar a las células de la línea germinal.
El síndrome ha sido probablemente infradiagnosticado, ya que los informes de la intolerancia al ejercicio son
comunes, difíciles de documentar de manera objetiva, y con frecuencia descartado como psicógeno. El hallazgo de
la acidosis láctica en un paciente con intolerancia al ejercicio y sin antecedentes familiares de intolerancia al ejercicio
podrían alertar al clínico sobre la posibilidad de una mutación en el citocromo b. La confirmación del diagnóstico
requiere una biopsia muscular para documentar la deficiencia de complejo III y para identificar el defecto molecular.
La intolerancia al ejercicio es tan frustrante para los médicos, que con frecuencia tienen problemas para encontrar un
diagnóstico satisfactorio, como lo es para los pacientes. Estas mutaciones podrían ser comunes y deberían ser
incluidas en el diagnóstico diferencial de dolores musculares y calambre.
Elaborado por:
YELENKA TATIANA VELASCO GONZÁLEZ
RESIDENTE PRIMER AÑMEDICINA DE LA ACTIVIDAD FÍSICA Y EL DEPORTE FUCS
FECHA: 16 DE SEPTIEMBRE DEL 2014
Bogotá – Colombia