Lecciones de la Hemofilia Humana: Grandes Inversiones y Rearreglos causados por Recombinación Homóloga en el cromosoma X

DE BRASI CD

Mar del Plata

Simposio; LVIII Congreso anual de la Sociedad Argentina de Investigación Clínica (SAIC); 2013

Sociedad Argentina de Investigación Clínica (SAIC)

La hemofilia es una enfermedad hereditaria ligada al sexo masculino caracterizada por sangrados prolongados, externos e internos, y artropatías progresivas potencialmente discapacitantes. Esta coagulopatía ligada al cromosoma X afecta a uno de cada 5.000 varones de todas las poblaciones humanas por igual aunque también afecta otras especies de mamíferos proveyendo numerosos modelos experimentales. La hemofilia se clasifica en dos grupos de complementación bioquímica, la hemofilia A (HA) y, cinco veces menos frecuente, la hemofilia B causadas por defectos en los genes del factor VIII (F8) y del factor IX, respectivamente. Como paradigma de enfermedad monogénica, la severidad clínica de la hemofilia está condicionada casi exclusivamente por la radicalidad de los defectos moleculares del gen causal. Aunque conocida desde la antigüedad, durante la revolución genética del último medio siglo, la hemofilia constituyó modelos para investigar áreas de interés médico (relación genotipo-fenotipo), de genética poblacional y evolución molecular, y aspectos meramente experimentales como el desarrollo de técnicas de análisis de mutaciones desde las más pequeñas como las puntuales hasta las más grandes variantes estructurales como los rearreglos del orden de una Mbp. Casi la mitad de las HA severas muestra un tipo inusual de mutación que permaneció oculta hasta nueve años después de haberse aislado y caracterizado el F8 (1984-1993). Es una inversión molecular causada por recombinación homóloga entre repeticiones invertidas que no presentan ni variación en el número de copias, ni cambios en las secuencias de ADN. Impulsada por el mecanismo de recombinación meiótica, la inversión del intrón 22 (Inv22) del F8 causa el 45% de las HA severas sin diferencias étnico-geográficas ni asociaciones haplotípicas. La Inv22 ocurre en células germinales masculinas por recombinación no-alélica entre un segmento presente en el intrón 22 del F8 (int22h-1, h1) (10 kb) y la más distal de dos copias de h1 ubicadas en los brazos de un gran palíndromo imperfecto en Xq28 (h2/h3). Liberada la secuencia del cromosoma X humano, se reveló la orientación opuesta de h3 y h2, y se dedujo que sólo la recombinación de h1 con la copia distal (h2 o h3) generaría inversiones, pero no la copia proximal con la que sólo generaría deleciones y duplicaciones. Para justificar la evidencia experimental de la Inv22 tipo I y tipo II, como resultado de recombinación entre h1 con h3 y h2, respectivamente; se hipotetizó una gran inversión no-deletérea (68 kb) mediada por un gran palíndromo imperfecto cercano al telómero Xq que intercambia la ubicación de h3 por h2. Aunque aún no confirmada con evidencia experimental, se cree que este polimorfismo de inversión en los cromosomas X humanos caracterizado por dos variantes, una más prevalente, h123 (80%), y una menos prevalente, h132, proveería la estructura para originar la Inv22 tipo I y tipo II, respectivamente; observadas con frecuencias relativas de 4:1. Esta complejidad genómica descripta, develada a causa del foco científico asociado al impacto fenotípico que genera, constituye según nuestra hipótesis sólo una fracción del total de inversiones mediadas por duplicones tanto en el X como en autosomas. Esta hipótesis está basada en que las grandes inversiones perfectas (i.e., sin ganancia ni pérdida de secuencias) sólo pueden ser detectadas masivamente con técnicas no convencionales que raramente son aplicadas. Nuestro trabajo integrado al de muchos otros grupos involucrados en la genética de la hemofilia ha permitido el desarrollo de diferentes abordajes de genotipado rápido, por ejemplo, de todas las especies estructurales de int22h (Inv22, deleciones y duplicaciones) basadas originalmente en análisis de Southern blot (1993-), en PCR-larga distancia después (1998-) y, finalmente, en PCR-inversa (2005-). En conclusión, el estudio genético de la hemofilia por sus características típicamente diversas (e.g., distinto tamaño y complejidad exónica de los genes involucrados, y la marcada heterogeneidad de los defectos moleculares) nos ha provisto fructíferos modelos para generación de conocimiento que son aplicables a otras enfermedades hereditarias que afectan al ser humano.