33- ATAXIAS DOMINANTES: ACTUALIZACIÓN CIENTÍFICA Y MÉDICA. Por Ewout Brunt (Presidente de Euro-Ataxia). Copiado del boletín de Euro-Ataxia (diciembre 2000). Traducción de Gabriela Dubedout y Miguel-A. Cibrián.

NOTA: Este texto pudiera llevar errores imputables a las dificultades de traducción. El original, en Inglés, puede conseguirse en las páginas 4, 5, 6, y 7 del Boletín de Euro-Ataxia, diciembre 2000.

Esta actualización se basa en lo informado este año el centro de rehabilitación AGM de Valjeviken, sito en la bella costa del sur de Suecia. En la actualización sobre ataxias dominantes del último número (boletín de Euro-Ataxia del 18 de febrero del 2000, páginas 7 y 8) se mencionó la identificación de cuatro nuevas formas de SCA (ataxia espinocerebelar): SCA8, SCA10, SCA11 y SCA12. Desde entonces se ha identificado otros dos tipos: SCA13 y SCA14. Aunque tal vez no se haya alcanzado ningún avance de suma importancia, continuamos progresando en el esclarecimiento de los mecanismos del daño y muerte de las células nerviosas en las ataxias dominantes y en otros desórdenes neurodegenerativos. El objetivo de esta comunicación es resumir los principales logros del último año.

Genética: El número de SCAs identificadas genéticamente sigue en aumento: este año se han agregado las SCA13 y 14. La SCA13 fue encontrada en una sola familia francesa y fue informado por el grupo de La Salpetrière de París el pasado mes de julio. En esta familia, los miembros afectados han evidenciado una lenta progresión en la ataxia cerebelar al caminar y disartria con inicio en la niñez, señales motoras retardadas y un moderado retraso mental. Algunos de ellos también han manifestado señales de espasticidad, movimientos oculares alterados (nistagmus), y las imágenes MRI en dos de los pacientes han mostrado una moderada atrofia ponto-cerebelar. Después de la exclusión de otras mutaciones de SCA conocidas y descubiertas, un amplio rastreo en esta familia mostró conexión con un nuevo sitio en el cromosoma 19q13.3-q13.4. Dicho gen aún no ha sido identificado.

Un mes más tarde, en agosto del 2000, el grupo de Sapporo informó sobre casos de SCA14 en una familia japonesa de tres generaciones. En esta familia, la ataxia progresiva comenzó en la adultez. Las personas afectadas con una edad de inicio relativamente tardía (más de 38 años) manifestaron solamente ataxia cerebelar, pero quienes tuvieron un relativo comienzo temprano (antes de los 28 años) manifestaron una fase inicial con myoclonus intermitente antes de la manifestación de la ataxia progresiva. Los estudios de imagen de algunos miembros mostraron atrofia cerebelar sin afectar al tronco cerebral. Una amplia búsqueda en el genoma unió el desorden en esta familia a un sitio en el cromosoma 19q13.4-qter. Intriga el caso de que los sitios de SCA13 y 14 se encuentren en el mismo cromosoma 19q y, de hecho, limitan uno con otro a cada lado del cromosoma 19q13.4. Aunque las manifestaciones clínicas en ambos casos sean obviamente diferentes, la estrecha proximidad sugiere la posibilidad de que pudieran ser genéticamente similares. Esto hace recordar lo sucedido hace unos seis años cuando se localizó el gen para la SCA3 en la misma región, cromosoma 6p, que el gen para la enfermedad de Machado Joseph y, aunque clínicamente se consideró diferente, más tarde la expansión CAG en el gen de MJD también se vio en SCA3.

Muy recientemente, en octubre, ha sido publicada una mutación del gen de SCA10 por el mismo grupo colaborador de Houston y Los Angeles que describió la SCA10 el año pasado en dos familias México-americanas. Cuando predijeron la posibilidad de anticipación, encontraron una repetición de expansión inestable como causa genética de la SCA10. La mutación es de un tipo nuevo y consiste en una extensa e inestable expansión pentanucleótida ATTCT muy grande en uno de los intrones del gen. En las personas controladas, el tamaño de dicha ATTCT oscilaba entre las 10 y las 22 copias, y en pacientes se expandía hasta llegar a varios miles de copias. Como en SCA8, esta expansión intrónica no se traduce en el producto de la proteína del gen, pero probablemente interfiere en su transcripción. Como en la mayoría de los desórdenes de repetición CAG, aunque menos pronunciada, el tamaño de la expansión de pentanucleótido es inversamente proporcional a la edad de inicio. De las SCAs conocidas, se ha reportado noticias interesantes a cerca de la genética de las SCA2, 7 y 8.

Han sido mostrado dos casos esporádicos de SCA2 en Italia como causados por una interrupción anormal CAT de una repetición CAG de tamaño normal. Esto es notable, puesto que en SCA1 y SCA3, la edad de inicio ha sido contrariamente relacionada a la ininterrumpida expansión CAG. Un estudio de un número mayor de casos con SCA7 de diferentes orígenes étnicos ha mostrado diferentes haplotipos de la región peri-SCA7 del gen, indicando diversos orígenes o "fundadores". De todas las SCAs, la inestabilidad de la expansión CAG es mayor en SCA7, con un aumento medio de +6 repeticiones en la transmisión paternal y +3 repeticiones en la transmisión maternal. En línea con esto, varios informes mencionan nuevas mutaciones desde la expansión de tamaño intermedio de las repeticiones CAG. La ocurrencia de nuevas mutaciones puede llegar a explicar por qué la SCA7 no se ha extinguido a pesar de su fuerte tendencia a una mayor expansión en las generaciones siguientes.

La genética de la SCA8 es aún un poco enigmática debido a la diferencia de casos. En algunos países, como Canadá, Francia, Reino Unido y Finlandia, se ha informado de expansión de repeticiones CTG en individuos sanos. Sin embargo, los informes de otros países, como Portugal y Japón, no mencionan superposición con dichos datos. La separación más clara se ve en Japón con expansiones de 89 a 155 en afectados y expansiones de 15 a 34 en la población normal. En Portugal, las repeticiones CTG variaban entre 100 y 152 copias en pacientes de SCA8 y de 15 a 91 en individuos no afectados: entre éstos, menos del 1%, de 40 a 91 repeticiones. En Finlandia, el tamaño de repeticiones en pacientes de SCA8 oscilaba entre 100 y 675, pero las expansiones CTG dentro de este límite también tenían lugar en el 3 % de los sujetos sometidos a control, y el análisis del haplotipo indicaba orígenes múltiples.

Siguiendo su informe original sobre SCA8, el grupo de Minneapolis confirmó en un extenso informe complementario de un caso parecido en Minnessota que con expansión CTG está directamente involucrado en este tipo. La expansión CTG era mayor en afectados (116 repeticiones CTG) comparada con la de portadores no afectados (90 repeticiones), con un umbral patogénico de 107 repeticiones. Notablemente, las mayores expansiones, con más de 250 repeticiones, no han ocasionado ataxia. En este tipo había una fuerte influencia materna relacionada con las expansiones en la transmisión maternal, y una reducida influencia paterna debido a las contracciones meióticas mostradas en el esperma. Los hallazgos de grandes reducciones de repeticiones CTG en el esperma en este tipo han sido confirmados por informes de Portugal y Francia. La incidencia materna observada en este tipo no se ha hallado en el estudio Finlandés. De modo que la incidencia en la población de extensas repeticiones normales CTG en el gen de SCA8 muestra diferencias geográficas, y la repetición muestra una elevada inestabilidad meiótica (transgeneracional).

Epidemiología: Entre los datos epidemiológicos informados este año, se encuentran los de países del lejano oriente: China, Japón, India y Corea, y los de dos países europeos: España e Italia. Según anteriores publicaciones, era evidente que la MJD/SCA3 es mundialmente el tipo más prevaleciente de ADCAs, con mayores porcentajes en Portugal y en las islas Azores: un 80 % de las ADCAs. En España se ha visto ahora que los tipos más frecuentes de ADCAs son la SCA2 y la SCA3, ambas equivalentes a un 15 % de todos los casos de ADCAs. En Italia existe una notable diferencia entre el norte y el sur: En el sur predomina la SCA2 (tipo conocido por su especial ocurrencia en Cuba y en la India) y equivale a más o menos las tres cuartas partes de afectados por ADCAs, mientras que en el norte de Italia la SCA1 es el tipo predominante siendo equivalente aproximadamente a las dos terceras partes de pacientes de ADCAs.

Clínica: Los estudios con mediciones electrofisiológicas han mostrado una implicación de los nervios periféricos en aproximadamente la mitad de los pacientes con SCA1 y SCA3 y cerca de las tres cuartas partes de los afectados de SCA2, y en pacientes de Cuba con SCA2 se ha visto una relación entre la severidad de la ataxia y mayor lentitud de conducción en el sistema nervioso central, y entre la pérdida de reflejos y un retardamiento de los reflejos periféricos. Los síntomas del Parkinson, que reaccionan favorablemente a la levodopa, en un principio característicos de SCA3/MJD, han sido descriptos también en SCA2. En un estudio con un radiorastreador, la ocurrencia de síntomas de Parkinson en SCA3//MJD ha sido relacionada con una disminución de dopamina en los sitios receptores en los núcleos profundos del cerebro.

Después del informe a cerca de un segundo caso de SCA4 en Francia con algunos síntomas adicionales a las alteraciones cerebelares y sensoriales descritas en principio por el grupo de Utah, se ha informado desde Japón de otros casos con SCA4 sin alteraciones sensoriales, probablemente ampliando aún más el espectro clínico de este tipo de SCA.

Datos neurofisiológicos y de imágenes, en SCA6, han mostrado que además del síndrome clínico puramente cerebelar, puede haber atrofia del ponto e implicación del tronco cerebral y de los nervios periféricos. Más datos sobre la SCA7 han llegado a través de estudios belgas y británicos mostrando una fuerte correlación entre el tamaño de las repeticiones CAG y las manifestaciones clínicas. Aparentemente, los síntomas leves con inicio en estado adulto tienen lugar con una magnitud de repeticiones de hasta 45 copias, los casos de enfermedad severa con comienzo en la adolescencia ocurrían con hasta 55 repeticiones, mientras que el origen en la infancia y un rápido curso fatal tenían lugar con más de 55 repeticiones.

La información clínica adicional sobre SCA8 menciona la existencia de síntomas como espasticidad, temblor y, en ocasiones, deterioro cognitivo, además de la ataxia prominente y la variabilidad, presenta un sentido reducido de vibración, descritos en el informe original. La progresión es relativamente lenta y, a veces, tienen lugar fluctuaciones.

Terapia: Desafortunadamente, aún son mínimas las posibilidades terapéuticas en la ataxia dominante. En ratones transgénicos con SCA1 se ha observado un alivio pasajero de la ataxia después de un transplante cerebelar alográfico. En humanos con SCA6 se ha observado una mejoría temporal en estudios abiertos con estímulos magnéticos transcraneales, y con acetazolamida, un medicamento también usado en la ataxia episódica tipo 2, un desorden alélico de la SCA6.

Etiología: Permítanme comenzar por resumir lo ya conocido o supuesto hasta el año pasado sobre las causas de la degeneración celular neuronal en las diferentes SCAs y en otros desórdenes causados por una inestable expansión CAG. En las SCA1, 2, 3, y 7, como en la enfermedad de Huntington, DRPLA, y SBMA (atrofia Muscular Espinobulbar), la anormal repetición del triplete CAG expandido se traduce dentro de una cadena de aminoácidos poliuglutamínicos (PolyQ) en el producto proteico del gen. En estos "desórdenes de repetición CAG" la magnitud de la inestable repetición CAG muestra una fuerte correlación inversa a la edad de comienzo de los síntomas y, también, con la progresión de la enfermedad en personas afectadas. Salvo unas pocas excepciones, no se conoce la función en las células de estas proteínas, denominadas ataxina1, ataxina2 , huntingtina, etc.. En estos desórdenes, como en todos los desórdenes hereditarios dominantes, ambos productos del gen (normal y anormal) se encuentran presentes. Las ataxinas anormales con una cadena PolyQ anormalmente larga se llaman ataxinas mutadas, y se supone que tienen una función nociva: una función que en la normalidad no está presente.

Entre los primeros descubrimientos había una interacción anormal entre proteínas mutadas y otras proteínas, denominadas proteínas asociadas (AP). Por ejemplo, en la enfermedad de Huntington se ha encontrado interacción con la HAP1, en SCA1 se ha hallado interacción con la LANP (proteína nuclear rica en leucina), y en la SCA2 la ataxina-2 se ha encontrado ligada a la proteína (A2BP1) que se localiza en las estructuras citoplasmáticas, conocidas como la red de Golgi. Pronto, se ha hecho evidente que el tracto de la PolyQ en las proteínas mutadas ocasionaba un anormal pliegue tridimensional de la proteína y una tendencia anormal a agregarse. El gran paso siguiente fue el descubrimiento tanto en tejidos humanos como en el de animales transgénicos con SCA1, 3, 7, HD, DRPLA, y SBMA, de pequeñas inclusiones nucleares (NIs) en las células neuronales. En SCA2 y SCA6 no se han encontrado agregados anormales en el núcleo, sino en el citoplasma de las células.

Los agregados intranucleares contenían ataxinas mutadas parcialmente descompuestas y, también, diferentes proteínas celulares degradando enzimas como la ubiquitina y el protosomes. En un principio se sospechaba que los agregados anormales eran nocivos para las neuronas, pero en HD y en SCA1 se ha visto que la prevención del anormal agregado proteico de hecho aumentaba su efecto tóxico, mientras que la prevención de entrada de proteínas en el núcleo protegía a las células. En consecuencia las NIs parecían activar el reflejo defensivo de las células y la puesta en marcha de la degradación de esas proteínas anormales que sin las NIs serían aún más tóxicas.

En el pasado año se hicieron varias contribuciones para el esclarecimiento de las diversas formas de neurodegeneración en las ataxias espinocerebelares. Gracias a un estudio con células transfectadas, se descubrió que una vez dentro del nucléolo de las células, no sólo la ataxina-3 mutada sino también la ataxina-3 normal, adoptaban un cambio conformacional mientras se exponían al estiramiento de la poliglutamina .El deterioro en la degradación de la ataxina mutada fue confirmado por un estudio con ratones transgénicos de SCA1. Mientras que el primer paso durante el cual la proteína ataxina mutada se une a la enzima ubiquitina es normal, el segundo paso durante el cual el complejo proteína-ubiquitina es separado por la enzima proteasome se ve alterado.

Más aún, en un ratón transgénico de SCA1 se ha visto que en las células de Purkinje, del cerebelo, varias proteínas manejadoras del calcio (parvalbumina y calbindina) estaban reducidas antes de la aparición de las NIs, y que estas proteínas estaban también incluidas en las NIs una vez que aparecían. Se ha hallado que en SCA3 y en SBMA, las NIs anormales también incluían la Proteína Obligatoria CREB (CBP). La CBP es una proteína que activa la transcripción del ADN y refuerza los niveles que protegen a las células contra la toxicidad de las proteínas con un tracto poliglutamínico.

Se ha hallado que las moscas de la fruta, transgénicas de SCA3, incluían también ciertas proteínas "heatshock" (Hsp's). Las Hps's pertenecen a un grupo de proteínas de compañía que sirven de protección contra los daños a las proteínas. En células transfectadas de SCA3, el incremento de los niveles de cierta proteína de compañía, Hsp, anulan el agregado de proteínas poliglutamínicas, pero el aumento de los niveles de otra Hsp (Hsp70) pueden proteger a la célula de la toxicidad de las proteínas de poliglutamina. Con el uso de células transfectadas en un estudio sobre la distribución celular de la ataxina-7, se ha hallado una conexión dentro del núcleo a la matriz nuclear y al nucléolo, sugiriendo que la ruptura de la matriz nuclear o de la función nuclear pudieran estar involucradas en la patogénesis de la SCA7.

Aún se debate si las NIs que tienen lugar en la SCA1, 3, 7, HD, DRPLA, y SBMA, son en sí mismas nocivas. Por un lado, se ha hallado que las células de Purkinje del cerebelo en ratones con SCA1, que tienen una unión defectuosa a la ubiquitina y, por lo tanto, no forman agregados intranucleares, poseen menos NIs, pero muestran mayor patología. Por otro lado, un estudio en células cultivadas con otra proteína agregada (no polyQ), sugiere que la presencia de agregados intranucleares es nociva y ocasiona la muerte celular por fragmentación nuclear (apoptosis). En un estudio sobre la expresión regional de la ataxina-7, se ha encontrado en las áreas de neurodegeneración una fuerte expresión citoplasmática y nuclear, pero la expresión nuclear no puede explicar toda la neurodegeneración.

La compresión actual de los desórdenes de repetición CAG puede resumirse de la siguiente manera: el tracto poliglutamínico anormal en la proteína mutada ocasiona un pliegue anormal, y por interacción o unión a ciertas proteínas celulares específicas puede dejar sin efecto o dañar la función de otras proteínas. La proteína mutada puede, en forma anormal, entrar en el nucléolo de la célula, donde puede ser susceptible a otro cambio conformacional exponiendo el tracto poliglutamínico. El tracto de poliglutamina causa una autoagregación anormal y hace a la proteína resistente a la degradación causada por las enzimas proteasome. La presencia de proteínas mutadas en el núcleo puede causar una acentuada respuesta incrementando los niveles de proteínas protectoras de compañía. Dentro del núcleo, (parte de) las proteínas mutadas pueden causar una transcripción del gen alterada y, lo que es más, desarreglar el metabolismo celular. Como mecanismo de defensa, pudieran formarse agregados intranucleares que contienen fragmentos de proteínas mutadas, degradando enzimas proteína como ubiquitina y proteasome, y una variedad de otras proteínas más o menos específicas de la célula. La neurodegeneración resultante se relaciona con la magnitud del tracto polyQ, los niveles (expresión) de la proteína mutada, y la duración de la exposición.

En la SCA2, la ataxina-2 mutada permanece localizada en el citoplasma, y las células en las regiones de neurodegeneración muestran microagregados citoplasmáticos sin ubiquitina. Sin embargo, con técnicas especiales de etiquetado, los agregados intranucleares ubiquitinizados han sido ahora probados en otras células que no son las cerebelares que corren el mayor peligro.

Los mecanismos de neurodegeneración en la SCA6, SCA8, SCA10, y SCA12 difieren de los causados por toxicidad de poliglutamina. En la SCA6 una pequeña y relativamente estable expansión CAG ocasiona un cambio en la subunidad proteica de un canal de calcio que es expresado preferentemente en las células de Purkinje. En dichas células de Purkinje han sido identificados pequeños agregados citoplasmáticos en forma de pequeñas varas que contienen proteínas canal-del-calcio, pero que no están ubiquitinizadas. El estudio de los canales de calcio mutados manifiestos en las células, ahora han mostrado características alteradas de apertura y cierre que sugieren la posibilidad de una entrada excesiva de calcio en la célula. La sobrecarga de calcio en la célula pudiera causar una alteración metabólica y un deterioro de las funciones mitocondriales que pueden conducir a carencias energéticas y a la muerte celular. Con esta información se hace evidente que la SCA6 puede ser considerada como una "canalopatía", similar a la Ataxia Episódica de tipo 2 (EA2).

En la SCA8, la mutación genética consiste en una expansión inestable trinucleótida CTG en una parte no traducida del ADN que, a menudo, muestra una expansión en la transmisión materna y una contracción en la transmisión paterna. Como el producto proteico del gen no es anormal, no estaba claro en un principio en que forma esta expansión trinucleótida no traducida podría causar una ganancia en la función, como se sugiere para las repeticiones CAG. Mientras que la genética de la SCA8 no está aún completamente clara y una expansión CTG no siempre conduce a la SCA8, el grupo de Miinneapolis ha descubierto que la transcripción de la última parte del gen de la SCA8 se lleva a cabo vía la primera parte del gen vecino, y que estos dos genes se superponen influenciando las transcripciones de uno y otro. Este gen vecino codifica una proteína "citoskeleton" en las células del cerebro.

La mutación de SCA10 consiste en un pentanucleótido intrónico muy largo. Todavía no se tiene claro cómo afecta esto a la transcripción o tal vez al producto del gen. Como se mencionó en la actualización del año pasado, la repetición CAG en la SCA12 es notable por su ubicación en el sitio promotor del gen. Se sugiere que esta mutación causa una excesiva cantidad del producto del gen, que por otra parte es normal. La proteína de la SCA12 juega un papel dirigiendo una enzima nominada como PP2AA o PPP2R2B, la cual está involucrada en el proceso de envejecimiento y muerte de determinadas células del cerebro, posible explicación a la neurodegeneración en la SCA12.

En resumen: Este año ha dado la bienvenida a dos nuevas formas de SCA y a la clonación de un gen. Han sido reportados nuevos datos genéticos y clínicos sobre las SCA6, 7, y 8, y se ha profundizado aún más en la visión de la toxicidad de la PolyQ, pero todavía no se han vislumbrado las posibilidades terapéuticas de estos avances. Mientras se avanza, gradual pero firmemente, en la investigación de estos desórdenes, en espera de establecer futuros tratamientos, no se ha de olvidar intentar vivir la vida tal y como se presenta cada día involucrándose tanto como sea posible.