Detección de Mutaciones del Gen de la Conexina 26 (GJB2). En la Sordera no Sindrómica

Dra.Martalucía Tamayo Fernández, MSc Instituto de Genética Humana,
Facultad de Medicina, Universidad Javeriana. Bact.Margarita Olarte
Instituto de Genética Humana, Facultad de Medicina, Universidad Javeriana
Bact.Nancy Gélvez, Bact Instituto de Genética Humana, Facultad de
Medicina, Universidad Javeriana. Biol.Marcela Rodríguez Instituto de
Genética Humana, Facultad de Medicina, Universidad Javeriana.

Introducción

Desde hace varios años el Programa de Estudios Genéticos en Enfermedades Visuales y Auditivas del Instituto viene estudiando la etiología de las sorderas. Más recientemente hemos logrado pasar del diagnóstico clínico al diagnóstico molecular, mediante la detección de mutaciones causales en la Sordera No-Sindrómica. Tal es el caso de gen GJB2 o Cx26, localizado en el cromosoma 13q con el que re-iniciamos una nueva era en los estudios genéticos en Colombia.

Objetivos del Estudio

Básicamente pretendemos establecer la frecuencia de las mutaciones “35delG y 179del” en el gen GBJ2 que codifica para la proteína Conexina 26, tamizando gran parte de la población sorda institucionalizada de Colombia. No es la primera vez que en Colombia se hacen estudios de este tipo, dado que nuestro grupo ya había investigado esta mutación en la población sorda de la Isla de Providencia. Lo interesante es que se desconoce su frecuencia en la población continental colombiana, pero se sospecha que puede llegar a ser la causante del 30% de las sorderas.

Para esto, nos estamos enfocando en la búsqueda de casos con sordera HEREDITARIA NO SINDRÓMICA. El primer paso es hacer una evaluación clínica completa que incluya valoraciones fonoaudiológica y genética en todos los afectados y familiares. El paso siguiente es detectar si existen o no mutaciones (35delG y 179delT) en el gen GJB2 responsable de sordera no sindrómica. Todo esto nos permitirá pasar a una correlación genotipo-fenotipo en esas familias y a la vez, determinar la frecuencia y distribución geográfica de la sordera no sindrómica y de la mutación, al tiempo que se ofrece una asesoría genética adecuada.

Marco Teórico

Uniones Celulares:

Aunque las uniones celulares son especialmente abundantes e importantes en el tejido epitelial, también se localizan en regiones de contacto célula-célula y célula-matriz de todos los tejidos. Las uniones Gap median la comunicación intercelular al permitir el paso de iones inorgánicos y otras pequeñas moléculas hidrosolubles entre los respectivos citoplasmas, acoplando las células tanto eléctrica como metabólica-mente. Además de los iones inorgánicos como Na, K, Ca, y otros, también pasan un número de pequeñas moléculas, tales como el AMPc e inositol 1,4,5 trifosfato (IP3).

Conexina 26 o Gap Junction Protein, Beta-2 (GJB2)

La conexina 26 (Cx26) es un miembro de la gran familia de proteínas involucradas en la formación de uniones Gap, las cuales permiten el paso directo de pequeños iones y moléculas entre las células vecinas. Las uniones Gap están formadas por seis subunidades protéicas llamadas conexinas (Cx). La unión de seis conexinas forman un hemicanal llamado conexón el cual atraviesa la membrana lipídica. La interacción entre dos conexiones de dos células adyacentes ocurre en el espacio (Gap) extracelular de donde se deriva su nombre “unión Gap”. Existen más de 11 tipos de conexinas expresadas en diferentes tejidos y con diversas funciones fisiológicas. La uniones Gap se encuentran generalmente en células gliales, epiteliales, músculo liso y músculo cardíaco. Se ha demostrado que la proteína Conexina 26 (GJB2) se expresa en la estría vascularis y la membrana basilar de la cóclea. La relación de las uniones Gap con respuestas intercelulares al sonido están relacionadas con el reciclaje de iones de potasio endolifático durante la transducción del sonido.

El gen GJB2, codifica para la proteína Conexina 26 y se encuentra localizado en el cromosoma 13q11- q12. Se sabe que las mutaciones en este gen son responsables de una clase de sordera no-sindrómica autosómica dominante (DFNA tipo3) y otra buena parte de sorderas no-sindrómicas autosómicas recesivas (DNFB tipo1). Desde su descubrimiento, se han descrito diversas mutaciones en el gen, siendo las mas frecuentes las denominadas “35delG” y “179delT”. En la forma recesiva autosómica, se ha observado que este tipo de mutación suele ser homocigota en todos los individuos afectados y heterocigota en los padres, quienes no presentan la enfermedad.

Varios grupos se han detenido a realizar tamizaje en diversas poblaciones para buscar mutaciones en el gen GJB2 en familias con sordera no-sindrómica autosómica recesiva (DFNB1). Se han reportado estudios en España, Italia, Pakistan e Israel, demostrándose una alta frecuencia de las dos mutaciones mencionadas.

Carrasquillo y colaboradores han descrito familias arabe-israelíes con la mutación 35delG y este grupo demostró que el gen GJB2 se estaba segrando de manera autosómica recesiva con 100% de penetrancia. Simultáneamente, Denoyelle y colaboradores realizaron el mismo tamizaje en familias de Tunisia, Francia, Nueva Zelandia e Inglaterra y reportaron que de 72 individuos estudiados, el 69% poseían la mutación 35delG.

La mutación 35del G, resulta de la deleción de un Guanina localizada en una secuencia de seis Guaninas consecutivas, desde el nucleótido 30 al nucleótido 35, por lo que algunos autores llaman esta deleción 35delG y otros 30delG, (nosotros la llamaremos 35delG). Tenemos entonces que se trata de una de las mutaciones más frecuentes identificadas hasta el momento en la sordera genética. Se cree que esta secuencia de seis Guaninas consecutivas forman un “hot spot” (sitio caliente) mutacional en donde la polimerasa se salta y no lee una de las guaninas, creando así una deleción. El hecho de que esta mutación haya sido encontrada en variadas regiones geográficas apoya también la hipótesis del “hot spot”.

El grupo de Estivil en 1998 estudió familias de Italia y España, la mutación 35delG en un 73% de ellas. También ha sido descrita en el 33% de casos aislados y esporádicos. Algunos estudios han dicho que la mutación 35delG, es responsable del 10% de las sorderas aisladas y del 20% de las sorderas genéticas; y otros investigadores concluyen que el 50% al 80% de la sordera autosómica recesiva es debida a mutaciones en el gen Gap JunctionBeta 2.

Sorderas no Sindrómicas

Este tipo de sordera es aquélla que no se encuentra asociada a ningún otro tipo de alteración. Esta sordera es monogénica y representa una alta heterogeneidad genética (hasta 200 genes involucrados). Existen en la forma hereditaria Autosómica Dominante y Autosómica Recesiva.

Se sabe que en países desarrollados la sordera tiene un importante origen genético y se estima que por lo menos, un 60% de los casos son hereditarios. También se tiene claro que la forma más común de sordera hereditaria es la sordera no sindrómica autosómica recesiva, que llega casi al 80% de todos los casos de sordera genética. Aunque durante los últimos dos años ha sido muy activa la identificación de genes que causan sordera, no tenemos mucha información referente a Suramerica y mucho menos a Colombia. Se han descrito a la fecha más de 30 loci causando sordera no sindrómica autosómica recesiva. De todos los loci descritos, se destaca el correspondiente al gen GJB2, que codifica para la proteína Conexina 26 (Cx 26), como ya o hemos dicho.

La amplia distribución y conservación de conexinas en diferentes células y organismos, tanto como su modulación y niveles transcripcionales y de proteínas, indican su importancia fundamental para la función celular. Aberraciones en la expresión del conexón han sido implicadas en cáncer, isquemia e hipertrofia cardiaca y más recientemente se las ha asociado con trastornos genéticos como la sordera1.

Función de la Conexina 26 en la Cóclea

Ya se ha mencionado que las conexinas son unas proteínas de unión tipo Gap, las cuales constituyen un sistema mayor de comunicación intercelular en el intercambio de electrolitos, segundos mensajeros y metabolitos en el oído interno. La conexina 26 actúa en la vía de transporte y reciclaje de potasio en el oído interno27 esa es su principal función a este nivel. Después de dejar las células ciliadas el potasio es recogido por las células de soporte del órgano de corti y devuelto a la estría vascularis para bombearlo de regreso a la endolinfa.

Es sabido que personas con mutaciones en el gen GJB2 (Cx26), muestran pérdida neuronal auditiva. Si la red de uniones tipo Gap es interrumpida, se rompe una vía mayor para el reciclaje del potasio. Mientras la escala timpánica puede ser capaz de mantener los niveles de potasio disminuidos por medio de difusión, si el potasio que es liberado por las células ciliadas no es removido, se aumenta el nivel de potasio en el espacio extracelular y resultaría en una intoxicación del órgano de corti por el potasio, llevando a la pérdida de la audición.

Clínicamente, la pérdida de audición en personas con sorderas relacionadas con Cx 26 es de comienzo prelingual y no está asociado con factores sindrómicos o anormalidades vestibulares. La severidad de esta pérdida es usualmente severa a profunda o profunda, aunque también ocurre pérdida de audición moderada y moderadamente severa y aún han sido descritas pérdidas de audición medias. No es infrecuente encontrar entre parientes con la misma mutación en conexina 26, diferentes grados de pérdida de audición. La razón para esta variabilidad no es conocida, pero puede implicar alguna redundancia en la función de conexina 26 en el oído interno.

Conclusiones

La identificación de mutaciones específicas en conexinas que están involucradas en sorderas, ha revelado interesantes relaciones genotipo-fenotipo , que además le dan bases a la importancia de la comunicación intercelular por medio de las proteínas de uniones celulares tipo Gap, en las células del oído interno.

Uno de los más sorpresivos descubrimientos genéticos, es la asociación entre mutaciones recesivas de GJB2 y una proporción significante de sorderas no sindrómicas neurosensoriales. El papel de conexinas en las sorderas no sindrómicas autosómicas recesivas ayudará incrementar el entendimiento de los procesos del oído interno y beneficiará los individuos que estén buscando consejería genética para esta clase de sorderas.

Bibliografía

1. Gorlin RJ. (1995) Genetic Hearing Loss with no associated abnormalities In: Gorlin RJ, Toriello HV, Cohen MM. Hereditary hearing loss and its syndromes. Oxford university Press. Oxford, USA pags. 43-61.
2 .Ishikiriyama S. (1993) Gene for Waardenburg Syndrome type 1 is located at 2q35, not 2q37.3 (letter) Am. J. Med. Genet. 46: 608.
3..Fishel-GhodsianN. Falk RE (1996). Deafness. In Emery y Rimoins. Principles and practice of medical genetics. Third edition.Churchill Livingstone.
4.Van Camp G, Smith RJH. Hereditary Hearing Loss Homepages. World Wide Web. URL: https://dnalab-www.uia.ac.be/dnalab/hhh/.
5. .Griffith AJ. Friedman TB. (1996) Making sense out of sound. Nat. Genet. 21:347-349.