Dra. M.J. Coll  Institut de Bioquímica Clínica Corporació Sanitària Clinic

Genética y enfermedad de Niemann-Pick tipo C

La genética en general y la genética molecular en particular ha sufrido un avance espectacular durante los últimos años en su conocimiento, de forma que el diagnóstico por técnicas de biología molecular y la terapia génica son ya una realidad para determinadas enfermedades.

Constantemente aparecen noticias en los medios de comunicación sobre genética molecular y sus aplicaciones en biomedicina y se espera que hacia el año 2005 ya se disponga de la secuencia completa del genoma humano, revolucionando de forma importante el panorama para el diagnóstico de muchas patologías. Disponer de la secuencia completa del genoma (unos tres mil millones de bases), no presupone saberla interpretar. El lenguaje de los genes es altamente complejo y los esfuerzos actuales se centran en aprender a comprender este lenguaje y en desarrollar tecnologías que nos permitan abordarlo de la forma más rápida, económica y eficaz posibles. El diagnóstico de las enfermedades hereditarias no depende únicamente del conocimiento de los genes (composición), sino también del conocimiento de tecnologías adecuadas que permitan abordar su estudio de forma fiable. De esta forma, se conseguirá que lo que hoy es aplicable sólo para algunos genes, llegue a ser una realidad para su totalidad.

Cuando se altera un gen, también lo hace su producto génico específico, lo cual conduce a una pérdida de las funciones originarias de este producto, ocasionando desequilibrios químicos en el organismo que dan lugar a las manifestaciones clínicas consecuentes a la enfermedad. En este sentido, la enfermedad de Niemann-Pick tipo C (NPC) es un trastorno bioquímico de origen genético que se caracteriza por una acumulación de colesterol libre (no esterificado) y de otros lípidos en los lisosomas de las células de diversos tejidos. Ello se debe probablemente, a un error en el transporte del colesterol exógeno, afectando por lo tanto, a la homeostasis de éste lípido. A pesar que no se conoce la localización y naturaleza exacta del defecto(s) en el transporte del colesterol, por estudios de hibridación con células y análisis de ligamiento se sabe que en la enfermedad de NPC existen dos grupos de complementación, NPC1 y NPC2. El grupo de complementación NPC1 incluye aproximadamente el 95% de los pacientes con esta enfermedad. En ellos, el defecto primario es consecuencia de cambios patogénicos en la secuencia del DNA (mutaciones) en el gen NPC1 localizado en el brazo largo del cromosoma 18 en posición 11-12 (18Q11-12) (Carstea Et Al., 1997). El grupo NPC2 incluye el resto de pacientes, en los cuales se ha visto que el defecto molecular primario se localiza en el gen HE1/NPC2 localizado en posición 24.3 del brazo largo del cromosoma 14 (14Q24.3) (Naureckiene Et Al., 2000)

El hecho de que estos dos grupos de complementación no puedan distinguirse ni por el fenotipo clínico ni bioquímico, ha llevado a la conclusión de que los productos de ambos genes deben funcionar conjunta o de forma secuencial en la misma vía metabólica (Vanier Et Al., 1996; Carstea Et Al., 1997).

El gen NPC1 tiene un tamaño de 47 Kb y está formado por 25 Exones (Morris Et Al 1999) y el CDNA codifica para la proteína NPC1 que consta de 1278 aminoácidos.
El análisis topológico de la proteína NPC1 revela que consta de 13 dominios transmembrana, 3 grandes dominios a nivel luminal, seis pequeños lazos y una cola citoplásmicos y una zona de unión a esteroles. Existen una serie de estudios que indican que esta proteína NPC1 podría jugar un papel fundamental modulando el tráfico vesicular del colesterol y de los glicolípidos (Neufeld Et Al., 1999, Blanchette-Mackie 2000). Por otro lado, en un trabajo del 2000 se indica que esta proteína podría ser una permeasa que actuaría como una bomba transmembrana (Davies Et Al., 2000).

Actualmente, existen cinco publicaciones distintas que describen mutaciones en el gen NPCI. Estas son heterogéneas e incluyen mutaciones puntuales y corrimientos de pauta de lectura de la proteína, consecuencia de pequeñas deleciones/inserciones. Entre las mutaciones puntuales, cabe destacar la mutación I1061T que se ha encontrado con relativa frecuencia en pacientes franceses y que cuando se encuentra en homocigosis tiene una buena correlación con la forma clínica neurológica de inicio juvenil (Millat Et Al., 1999).

El gen HE1/NPC2 tiene un tamaño de 13.5 Kb aproximadamente, está compuesto por 5 Exones y codifica para una proteína de 132 aminoácidos y se conoce que es una glicoproteína capaz de unirse al colesterol (Okamura Et Al., 1999).

Respecto a las mutaciones de los pacientes NPC pertenecientes al segundo grupo de complementación NPC2, actualmente sólo existen dos trabajos en los que se describen pacientes con mutaciones en el gen HE1 (Naureckiene Et Al., 2000, Millat Et Al., 2001). En el primer trabajo se describen dos pacientes. Uno de ellos es homocigoto para una mutación sin sentido localizada en el Exón 1 (E20X) y el otro, compuesto heterocigoto para esta misma mutación y una pequeña deleción localizada en el Exón 2. En el segundo trabajo, se presentan las mutaciones de 8 pacientes pertenecientes a distintas poblaciones y en cinco de ellos, aparece la mutación E20X en homo o en heterocigosis. Los tres pacientes que no la presentan son homocigotos para otras tres mutaciones.

Es importante destacar que ante la sospecha clínica de que un paciente puede padecer la enfermedad de NPC, la primera herramienta para el diagnóstico definitivo es el diagnóstico bioquímico, ya que es fiable y requiere mucho menos tiempo que el diagnóstico molecular. Este diagnóstico consiste en hacer crecer las células (fibroblastos) de una biopsia de piel del paciente y en teñirlas con un compuesto llamado filipina que emite fluorescencia cuando es impresionado por la luz ultravioleta. La filipina tiene la capacidad de unirse de forma específica al colesterol libre y por lo tanto, mediante la utilización de un microscopio óptico, puede observarse el acumulo de este metabolito en pacientes NPC como se muestra en las siguientes imágenes.

En la imagen de la superior pueden observarse fibroblastos teñidos con filipina  pertenecientes a un paciente NPC. En la inferior, pueden observarse fibroblastos de un control con la misma tinción (1000 X).

Existe además la posibilidad de cuantificar en el laboratorio la esterificación del colesterol, la cual es mínima o muy baja en pacientes NPC. Mediante la utilización simultánea de ambas técnicas puede alcanzarse el diagnóstico definitivo en la mayoría de diagnósticos clínicos de enfermedad de NPC.

Desgraciadamente, hoy por hoy, tener el diagnóstico bioquímico y molecular de enfermedad de NPC no implica curación, pero si que nos ofrece la posibilidad de poder ofrecer en algunos casos un pronóstico de la enfermedad y en todos ellos, un consejo genético a la familia, lo cual significa: conocimiento del tipo de herencia, evaluación del riesgo de recurrencia y posibilidad de diagnóstico de portadores y de diagnóstico prenatal en las familias afectas.


Bibliografía

. Blanchete-Mackie EJ 2000. Intracellular Cholesterol Trafficking: role of the NPC1 Protein. Bba1486:171-183
. Carstea Ed Et Al. 1997. Niemann-Pick C1 disease gene: homology to mediators of cholesterol homeostasis. Science 277: 228-231
. Davies Jp Et Al 2000. Transmembrane molecular pump activity of Niemann-Pick C1 Protein. Science 290:2295-2297.
. Millat G Et Al. 1999. Niemann-Pick C1 Disease: the I1061T substitution is a frequent mutant allele in patients of western european descent and corelates with a classic juvenile phenotype. Am J hum genet 65:1321-1329
. Millat G Et Al., 2001. Niemann-Pick type C: spectrum of he1 mutations and genotype/ phenotype correlations in the NPC2 group. Am. J. Hum Genet., 69: on line
. Morris Ja Et Al 1999. The genomic organization and polymorphism analysis of the human Niemann-Pick C1 Gene. Bbrc 261:493-498
. Naureckiene S Et Al. 2000. Identification of HE1 as the second gene of Niemann-Pick C disease. Science 290:2298-2301
. Neufeld Eb Et Al.1999. The Niemann-Pick C1 protein residues in a vesicular compartment linked to retrograde transport of multiple lysosomal cargo. J.Biol Chem 274:9627-9635
. Vanier Mt Et Al. 1996. Genetic heterogeneity in Niemann-Pick C disease: a study using somatic cell hybridization and linkage analysis. Am J Hum Genet 58:118-125

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