3- AFINIDAD ENTRE LA REPETICIÓN DEL GEN Y LA SEVERIDAD DE ATAXIA DE FRIEDREICH. Presentado por el Dr. Massimo Pandolfo, M.D. Tomado de la Revista GENERATION (primavera de 1997). Traducción de Luis Eguiguren y Miguel-A Cibrián,.

El problema en la inmensa mayoría de los casos de Ataxia de Friedreich, no en todos, es la anormal expansión de una secuencia específica de ADN, que tiene lugar dentro del gen de la Ataxia de Friedreich. En un cromosoma normal, la secuencia GAA es repetida un limitado número de veces. El gen funciona normalmente en los números de repeticiones que están por debajo de un cierto nivel. En los pacientes de Ataxia de Friedreich, el número de repeticiones es mucho más alto de lo normal y tiene consecuencias negativas en la expresión del gen. Esta es la causa de la enfermedad, no las repeticiones, sino el hecho de que estas repeticiones afectan adversamente a la actividad del gen.

Tenemos cerca de 100000 genes en nuestro ADN y cada gen es una porción de ADN que contiene información necesaria para elaborar una proteína. Estas proteínas son enzimas. Las proteínas son moléculas determinantes de cómo estamos hechos, y sostienen estas funciones permitiéndonos vivir. Una porción de ADN codificante de proteína es llamada gen. Así, el gen de Ataxia de Friedreich es una porción de ADN que codifica una proteína llamada frataxina.

La información para hacer la proteína no está de forma continuada en el ADN, sino codificada en piezas separadas por porciones de ADN sin portar información para elaborar la proteína. El gen de la Ataxia de Friedreich, como muchos genes, está subdividido en un número de piezas llamas exones, y estos exones portan la información para hacer la proteína. Estas piezas están separadas por segmentos no codificados llamados intrones. Un exon es una pieza de ADN que porta la información para elaborar la proteína. Un intron es una pieza de ADN que está situada entre dos exones y separa dos piezas que tienen la información para hacer la proteína. En Ataxia de Friedreich, esta anormal expansión GAA está dentro de un intron. Esto no afecta la secuencia que contiene la información para hacer la proteína, pero sucede en una pieza de ADN situada entre dos segmentos codificantes de proteína.

¿Por qué algo que está en una pieza de ADN que se supone sin función, causa la enfermedad?. Tenemos la hipótesis de que bloquea la expresión de este gen. La molécula de ADN es transcrita dentro de una molécula RNA antes que pudiera ser utilizada como molde para elaborar la proteína. Probablemente la presencia de numerosas repeticiones GAA causa que el ADN tenga una extraña estructura que bloquea la posibilidad de elaborar al RNA y, esto, produce que la proteína no sea elaborada.

Las personas padecen Ataxia de Friedreich porque tienen deficiencia de esta proteína. Cada paciente tiene dos tamaños diferentes de expansión. ¿Existe una correlación entre el tamaño de la expansión y la severidad de la enfermedad, la edad de inicio, cuán rápido progresa la enfermedad, y la severidad de los problemas cardiacos?. Hemos hecho un estudio en más de 150 pacientes: medimos el tamaño de sus expansiones y consideramos su cuadro clínico para ver si podíamos encontrar alguna correlación. Existe una afinidad entre el tamaño de la expansión y la severidad de la enfermedad. Quienes tienen una expansión mayor tienden a tener un inicio más temprano. Así, a mayor expansión, más temprano es el inicio .Quienes tienen mayores expansiones, tienden a tener involucrado el corazón de una forma más severa y a tener problemas de visión y de audición. Las expansiones no explican completamente cómo ha de ser la historia de un paciente, existe un inusual cuadro clínico sin conexión clara con el tamaño de la expansión.

El Dr. Pandolfo muestra un gráfico sobre quienes desarrollan la enfermedad antes de los 5 años y de una persona que desarrolló la enfermedad cuando tenía 44, que es el otro extremo. Tenemos gran variabilidad en Ataxia de Friedreich. Los pacientes tienen dos cromosomas portadores de la expansión, pero la mayor correlación es con el más pequeño de los dos. Si se hace un análisis estadístico, se encontrará que la correlación es muy clara y significativa. Los pacientes con mayores expansiones tienen un promedio de inicio más temprano. Al mismo tiempo, si tomamos un paciente específico y medimos la expansión, no podemos decir nada sobre ese paciente, por la variabilidad.. En un cualquier caso, no podríamos realizar una predicción.

También hemos llegado a la conclusión de que hay más pacientes de FA de cuanto habíamos pensado previamente. Hay pacientes que tienen una enfermedad atáxica similar a laAtaxia de Friedreich, pero que no ha sido considerada FA hasta hace poco, porque no todos los signos y síntomas clínicos eran compatibles con el criterio de diagnóstico de ataxia de Friedreich. Ahora entendemos que estas personas pueden tener la misma expansión y pueden tener Ataxia de Friedreich. Por eso, ahora estamos en un proceso de redefinición de la enfermedad a la luz de los resultados del examen genético. Ahora consideramos que la manifestación de la enfermedad puede ser más variada de cuanto pensábamos. Sabemos que la mayoría de los pacientes con Ataxia de Friedreich pierden sus reflejos. Sin embargo, hemos observada que hay un número pacientes de FA en quienes los reflejos están conservados o hasta exagerados. Esta fue considerada otra enfermedad hasta hace poco tiempo. Ahora estamos en proceso de tratar de comprender mejor la clasificación de estas enfermedades según las diversas manifestaciones y cómo se relacionan con el defecto molecular. Esto puede ser algo que aún no hemos identificado que determina la extensa variabilidad. Los pacientes con el inicio de la enfermedad después de los 25 años es algo que no habíamos previsto. Pensábamos que esta enfermedad siempre tenía que aparecer antes de los 20 años. Tenemos un paciente que ha desarrollado esta enfermedad después de los 50 años en quien podemos confirmar la expansión GAA, pero la expansión ha sido menor que en los otros casos. Las bases biológicas de esto indican que es una enfermedad causada por una deficiencia de frataxina, sin embargo, esta deficiencia no es completa. Los pacientes con FA no están sin frataxina, pero tienen una pequeña porción, y la cantidad que tienen varía de paciente a paciente. Aparentemente, la que tienen es proporcional al tamaño de la expansión. Probablemente, cuando la expansión es muy grande no parece ser una diferencia significativa, pero para quienes tienen expansiones más pequeñas sí existe una correlación aparente. Esto puede suceder porque los pacientes con menor expansión tienen más frataxina, desarrollan la enfermedad más tardíamente y tienen problemas menos severos.

Examinamos 8 pacientes y medimos la expansión en la sangre y en la piel de cada uno. Esto mostró que si tomamos dos muestras distintas del mismo paciente de dos tejidos diferentes, tenemos diferentes resultados. Si observamos cuán grandes son las expansiones en la sangre,, realmente, no sabemos cómo son de grandes en la médula espinal, en el corazón, o en otros tejidos afectados por la enfermedad.

Cada paciente es un mosaico de distintos tamaños de expansión en los diferentes tejidos. Hemos analizado 14 áreas cerebrales de 3 pacientes, y en cada paciente, con excepción de la corteza cerebral, encontramos un diferente número de repeticiones. No solamente los distintos tejidos tienen diferentes expansiones, sino también los distintos tipos de células. Muchas áreas del cerebro contienen células de diferentes tipos y todas ellas tienen distintas expansiones. Realmente, no podemos hacer una predicción en un solo paciente porque hay gran variabilidad en diferentes partes del cuerpo y esto es debido a que las repeticiones son inestables y no solamente cuando se trasmiten de padres a hijos, sino también son inestables durante el crecimiento embrionario. Estas repeticiones son inestables cuando ocurre la división de las células, y así en las células hijo el tamaño de la repetición puede no ser el mismo de las células madre. Es por eso por lo que diferentes partes del cuerpo tienen repeticiones de diferente tamaño y es por eso por lo que la predicción hecha en la sangre no es aplicable a los tejidos afectados.

La frataxina está principalmente expresada en los tejidos afectados por la enfermedad Estos tejidos afectados por la enfermedad, son los que expresan la proteína y en cierta forma dependen de ella para su normal funcionamiento y supervivencia. La proteína está particularmente expresada en la médula espinal, en la raíz de los ganglios dorsales, donde las grandes células sensoriales se degeneran en esta enfermedad, y en el corazón, que es otra posible área afectada por la enfermedad. Casi todos los seres vivientes en el reino animal elaboran una proteína casi idéntica a la frataxina. Ratones, moscas de la fruta, gusanos redondos y aún hasta las células de la levadura, elaboran una proteína muy parecida a la frataxina. Debe ser muy importante porque, básicamente, todos los animales necesitan tenerla para vivir con normalidad.

Ahora sabemos qué clase de células y qué tejidos elaboran la frataxina y deseamos avanzar un poco para ver en qué parte de la célula está localizada la proteína. Las células son organismos complejos por sí mismos. Está muy claro que la frataxina no está en el núcleo, no está en la membrana y no está sobre todo en el citoplasma. Estamos casi seguros (pero necesitamos hacer algunos experimentos finales) de que hay algunos tipos de células que necesitan frataxina en su mitocondría para su trabajo de producir energía. Probablemente lo que sucede en la enfermedad es que la carencia de frataxina causa que la mitocondria no trabaje apropiadamente, no produzca suficiente energía y, finalmente, las células no puedan sobrevivir. Esto aún es un hallazgo muy temprano y hay una cantidad de experimentos que nosotros, y otras personas, estamos realizando para sustentar esta hipótesis.