Blog del repositorio digital CSIC

El Blog de la Biblioteca del CID pretende ser un punto de encuentro para la difusión de la actividad de la biblioteca y delCentre d’Investigació i Desenvolupament “Josep Pascual Vila” (CID), así como un lugar donde descubrir información relacionada con la ciencia y la actividad científica que, de alguna manera, pueda resultar interesante o curiosa para los investigadores, el personal del centro y, por qué no, para todo aquel atraído/fascinado por la investigación y la ciencia.

Es para mí todo un honor figuar en el repositorio digistal de CSIC y les agradezco el resumen de mi blog y claro que hagna la referencia

Saludos

a través de Desde Mendel hasta las moléculas

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Monografías de alumnos: DEFICIENCIA DE PIRUVATO QUINASA (PK) en caninos

AUTORES:

  • RIOS GIMENA
  • CRUZ MICAELA

Curso de Genética Básica. Carrera de Veterinaria. Universidad Nacional de Río Negro. Argentina. 2017

By Flickr user dmealiffe

By Flickr user dmealiffe

Deficiencia de piruvato quinasa (PK) en caninos

Introducción

La anemia hemolítica es un trastorno que genera la disminución de la masa de globulos rojos sanguíneos y puede ser causada por diferentes alteraciones, una de ellas es a nivel genético debido a una mutación del gen PKLR. Esta es una alteración autosómica recesiva que se caracteriza por una disminución en la actividad catalítica de la enzima piruvato quinasa. Este trastorno provoca que los glóbulos rojos se destruyan mas rápido de lo que la medula ósea pueda producirlos. El animal afectado puede presentar diferentes signos clínicos, como mucosas pálidas, aumento del ritmo cardiaco y una tolerancia reducida al ejercicio. Las razas más susceptibles a esta deficiencia son Labrador Retriever, Pug, Beagle y Basenji.

 

¿Qué es la piruvato quinasa?

La piruvato quinasa es una enzima importante en el metabolismo energético de los glóbulos rojos. Se trata de una enzima de la vía glucolítica y su actividad enzimática proporciona la mitad de la energía (moléculas de ATP) producida en dicha vía, en el interior del eritrocito. La falta de energía en forma de ATP hace que se altere el equilibrio dentro del hematíe y se pierda agua y potasio que hay en su interior, generando una deshidratación de la célula y su posterior lisis. Este trastorno hereditario causa una deficiencia en esta enzima que genera un marcado agotamiento de la vida útil de los glóbulos rojos y, por lo tanto, una anemia hemolítica grave, produciendo un bajo hematocrito debido a la lisis celular.(Harvey, JW 1995); (Henderson A, 2007)

Existen 4 variantes de la enzima PK las cuales son específicas de cada tejido, entre las mas importante a destacar se encuentran: M2: ubicada en músculo esquelético; la tipo R: presente en eritrocitos, y la tipo L: localizadas en el hepatocito. En un estudio realizado en perros de raza Basenjis, se ha demostrado que este trastorno genera una deficiencia en la actividad catalítica de la enzima piruvato quinasa tipo R, por lo tanto el organismo intenta compensarlo, aumentado las concentraciones de PK-M2 en eritrocitos. (Whitney KM, 1994)

 

¿Quién codifica a piruvato quinasa?

El gen responsable de codificar a la enzima piruvato quinasa se lo conoce como gen  PK-LR o también conocido como PK1; PKL; PKR; RPK, ubicado en el cromosoma 7 de los caninos.

La longitud de este gen es de 1972 pb, y presenta 12 exones.

La siguiente imagen corresponde al gen PKLR y su recuento de exones. Se pueden observar las diferentes variantes ya sea tipo R o L, en el cual el recuento de exones se reduce a 11. Esto se debe al proceso de maduración de ARN o también llamado splicing alternativo o empalme alternativo, en el cual se van todos los intrones y solamente quedan los exones, que permite obtener diferentes tipos de ARN mensajero y por ende diferentes isoformas de proteínas específicas de cada tejido.

PKLR figura 1

Fuente: NCBI

 

Figura 1. Esquema del gen PKLR en caninos

 

Figura 2 Genetica (2)

Figura 2. Variantes del gen PKLR en diferentes tejidos. Por Ríos, G. y Cruz, M

 

¿Cómo se hereda?

La deficiencia de la enzima piruvato quinasa es un rasgo autosómico recesivo que significa que ambos padres de un perro afectado son portadores del trastorno. Los portadores tienen aproximadamente la mitad de la actividad enzimática normal en los glóbulos rojos y no se ven afectados clínicamente. Si se aparean dos portadores pueden producir descendencia afectada. (Harvey, JW y col, 1995)

Dicho trastorno es un típico caso de dominancia incompleta o codominancia en la cual los homocigotas son fenotípicamente diferentes a los heterocigotas, no existe un rasgo dominante ni tampoco recesivo, pero la enfermedad se manifiesta en la descendencia.

 

Gametas            Hembra

Macho

 A a
A AA Aa
a Aa aa

GENOTIPO                  FENOTIPO

AA  25%                      1/4  SANO

Aa  50%                       1/2PORTADOR

aa  25%                       1/4  ENFERMO

Figura 3. Cuadro de un entrecruzamiento de dos individuos heterocigotas, portadores. Por Ríos, G. y Cruz, M.

 

Los perros con deficiencia de PK generalmente muestran signos de los 4 meses a 1 año de edad. Son lentos para crecer y muestran una leve debilidad y baja tolerancia al ejercicio. También muestran cambios en sus huesos, específicamente el reemplazo de la medula ósea por tejido fibroso y el endurecimiento o la densidad anormal del hueso (llamada mielofibrosis y osteoclerosis). Los perros con esta deficiencia por lo general mueren antes de los 4 años de edad debido a insuficiencia de la medula ósea y/o enfermedad hepática. (Harvey, JW y col, 1995)

Mutaciones

Los resultados de los estudios realizados en diferentes razas de perros se pueden obtener de distintas regiones del gen, según se localice en cada raza. Cabe destacar que estos datos fueron obtenidos de un estudio realizado en el año 2012 con el objetivo de determinar la causa de la deficiencia de esta enzima en caninos. A continuación se describen las mutaciones puntuales para cada caso:

Labrador Retriever: el lugar donde ocurre la mutación se presenta en el exón 7, en el cual se genera un cambio en la base 799, de citocina por timina en el gen PKLR (mutación o sustitución de sentido erróneo), dando como resultado un codón de stop prematuro (TAA) debido a la terminación temprana de la enzima, la cual carece de sitios activos importantes en la unión al sustrato. (G. InalGultekin y col. 2012)

 

figura 4 genetica (2)

Figura 4. Esquema de la mutación del gen PKLR en canino de raza Labrador Retriever, cambio de Citocina por Timina en la base 799. Por Ríos, G. y Cruz, M.

Pug: se encontró una sustitución en el exón 7, en la base 848 que origino un cambio de timina por citocina, esta mutación puntual cambia a GTC que codifica valina, en GCT que codifica alanina, generando una proteína diferente con una mínima actividad catalítica.(G. InalGultekin y col. 2012)

 

Figura 5 genetica (2)

Figura 5. Esquema de la mutación del gen PKLR en un canino de raza Pug, sustitución de Timina por Citocina en la base 848, generando una proteína diferente. Por Ríos, G. y Cruz, M.

Beagle: se descubrió una mutación de sustitución de una sola base en el exón 8 del gen PK-LR. (sustitución de sentido erróneo) Esta mutación puntual cambia el codón GGC a AGC y así reemplaza a una glicina por una serina. Sólo la glicina es tolerada en esta posición por lo tanto es muy probable que esta mutación cause una proteína no funcional. (G. InalGultekin y col. 2012)

 

figura 6 genetica

Figura 6. Esquema de la mutación del gen PKLR en canino de raza Beagle, sustitución de Guanina por Alanina generando una proteína diferente no funcional. Por Ríos, G. y Cruz, M.

 

METODOS DE DIAGNOSTICO MOLECULAR

Las mutaciones fueron detectadas por PCR-RFLP en perros de raza Labrador, Pug y Beagle.

El segmento a amplificar fue de 188 pares de bases del exón 7. Los productos fueron digeridos con enzimas de restricción que cortan, en el  labrador al alelo silvestre 2 veces produciendo 3 fragmentos, de 96, 46, 46. El alelo afectado, en cambio,es cortado solamente 1 vez, produciendo un fragmento de 142 y 46 pb ya que la enzima no reconoce un sitio de corte al cambiar una base por otra. (G. InalGultekin y col. 2012)

En el caso del pug los productos de la digestión, son cortados en 2 bandas de 141 y 47 pb para el alelo normal, mientras que al alelo mutante le falta el sitio de restricción y no corta, mostrando así los 188 pb.

Por último, en el caso de los Beagle, la digestión corta al alelo silvestre de 109 pb en un fragmento de 90 y otro de 19 pb, mientras que el alelo mutante no se digiere, mostrando la banda no cortada a 109 pb. El segmento que se amplifico en esta raza se obtuvo del exón 8.(G. InalGultekin y col. 2012)

figura 7 genetica

Figura 7. Esquema del producto de amplificación para raza en particular. Por Ríos, G. y Cruz, M.

 

IMPORTANICIA DE SU DIAGNOSTICO

Debido a que es un rasgo autonómico recesivo, ambos padres de los perros afectados portan el gen defectuoso. Los individuos heterocigotos generalmente son asintomáticos y puede ser difícil detectar signos clínicos en ellos, por eso, es útil comprobar la presencia de la enfermedad antes de la reproducción. Este es uno de los factores más importante a tener en cuenta en los lugares dedicados a la cría, ni los perros afectados (homocigota recesivo) ni los portadores (heterocigota) deben utilizarse en la reproducción, debe ser un conocimiento fundamental para los criadores que buscan detectar portadores y eliminarlos de la población reproductiva. (Gultekin GI, y col. 2012)

Actualmente se han registrado 10 casos de deficiencia de PK en todo Estados unidos, 40 en Europa y 11 en Sudamérica. Pero se sospecha que la incidencia es mayor debido a que la mayoría de los perros utilizados para detectar la deficiencia de PK proviene de casas de cría. (G. Inal Gultekin y col, 2012)

 

Conclusión:

Debe considerarse la deficiencia de la enzima piruvato quinasa en caninos como una importante alteración que produce una anemia hemolítica grave y pone en riesgo la calidad y tiempo de vida del animal, limitándose a ciertas razas de perros particularmente. Es una alteración autosómica recesiva, siendo ambos padres del afectado, portadores de la mutación, por eso es importante conocer esta patología y detectar animales afectados o portadores de ésta, para no seguir aumentando el porcentaje de caninos con dicha deficiencia.

Bibliografía:

Harvey, JW 1995. Anemias hemolíticas congénitas y metahemoglobinemias. ACVIM-Proceedings del 13. ° Foro Médico Veterinario Anual: 37-40.
Henderson A. Anemia, Hemolítico. En: Côté E, ed. Asesor Clínico Veterinario Perros y Gatos. Missouri: MosbyElsevier, 2007: 64-66.
Sargan DR. Deficiencia de piruvato quinasa. En IDID – Enfermedades hereditarias en perros: información basada en la web para la genética de enfermedades hereditarias caninas .
vetGen : información sobre pruebas genéticas disponibles (basenjis y terriers blancos de las Highlands occidentales)

Inal Gultekin, G., Raj, K., Foureman, P., Lehman, S., Manhart, K., Abdulmalik, O., & Giger, U. (2012).Erythrocytic pyruvate kinase mutations causing hemolytic anemia, osteosclerosis, and secondary hemochromatosis in dogs. Journal of veterinaryinternal medicine, 26(4), 935-944.

Whitney, K. M., Goodman, S. A., Bailey, E. M., & Lothrop Jr, C. D. (1994). The molecular basis of canine pyruvate kinase deficiency. Experimental hematology, 22(9), 866-874.

WHITNEY, K. M., et al. The molecular basis of canine pyruvate kinase deficiency. Experimental hematology, 1994, vol. 22, no 9, p. 866-874.

https://www.guiametabolica.org/ecm/deficiencia-piruvato-quinasa

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/490425

 

 

Enferemedades raras y epigenética

La epigenética desde hace uno años, ha sido objeto de profunda investigación. Son cambios en la regulación de la expresión de los genes, que se dan por modificaciones químicas del ADN (por ejemplo : metilaciones). Algunas enfermedades raras son de las estudiadas. Les dejo un video del Prof. Manel Esteller. Director del Programa de Epigenética y Biología del Cáncer del Instituto de Investigación Biomédica de Bellvitge (IDIBELL)

Fuente: Una de cada cuatro enfermedades minoritarias presenta alteraciones de un gen epigenético.

Para saber más y leer sobre este tema: la entrevista completa aquí

Ganador 1ra. Mención Premio UBA 2017

 

BANNERS_2017-BLOG

Hola a todos los lectores; nuevamente el Blog ha sido distinguido con la 1ra. mención a de los Premios UBA a Edublogs en la categoría Individuales Universitarios o terciarios.

El premio UBA tiene como objetivo: reconocer el uso de las nuevas tecnologías, en la divulgación de contenidos culturales y científicos como, también, en su aprovechamiento como herramienta de apoyo en el proceso de enseñanza – aprendizaje en un contexto educativo, en 2012 se incorporó al Premio UBA a la divulgación de contenidos educativos en medios periodísticos nacionales, la categoría “Edublogs”. El de este año ya ha sido asignado. Les dejo la noticia de todos los ganadores: aquí: Ganadores del premio UBA 2017

Es honor que este Blog ya haya sido distinguido como ganador en 2012, recibió 2da mención en 2013, 2014 y 2016 y ahora por 5ta vez, 1ra mención. Sin dudas un honor para mí que no sería posible sin el apoyo de los lectores y usuarios en general del Blog (docentes de nivel medio, de universidades y todo tipo de estudiantes o personas ávidas de conocimientos, en especial mis alumnos que han hecho trabajos maravillosos que he tenido el placer de compartir aquí mismo con todos los lectores.

La entrega de premios se realizará el 11 de diciembre, como siempre en el Centro Cultural Rojas. Ya compartiré fotos con todos

Gracias a todos y a María Pía que se inicia conmigo en este camino!!!

Saludos y a festejar!!!

¡¡4 millones de visitas!!

Blog 4 millones.png
No puedo creer, que ya hayan hecho click 4 millones de veces en este Blog, de esas muchas no habrán conducido a nada, pero significa que muchas muchas otras habré podido ayudar un poco a alguien que buscaba información. Así que mil gracias a todos Uds: Los lectores y usuarios de este Blog, ¡¡ que me ha dado tantas satisfacciones!!!

Gracias

Gaby

Videos educativos de alumnos: Heredabilidad y repetibilidad

En esta oportunidad les dejo el video educativo sobre heredabilidad y repetibilidad que hicieron un grupo de alumnas mías de la carrera de Veterinaria de la Univ. Nacional de Río Negro. En este caso ellas son:  Luciana Román, Fiamma Fornies, Daiana Garramuño y Yanina Lorena Ibarra

Felicitaciones chicas!!!! Muy buen trabajo!!!

 

Videos educativos de alumnos: Selección artificial para mejoramiento genético

Mis alumnos de genética de poblaciones han realizado este video educativo sobre selección artificial para el mejoramiento genético.

Sus autores son: Giuliana Scattone, Melina Galfrascoli y Alina Perez.

Muy buen trabajo chicas!!!!!!!!!!

 

 

Monografías de alumnos: Síndrome de stress porcino

Por: Garramuño Fernandez, Daiana Elizabeth.

SÍNDROME DE ESTRÉS PORCINO

(PSS)

 Alumna: Garramuño Fernandez, Daiana Elizabeth.

Cátedra: Genética Básica.

Docentes:

  • Prof Asociada: Iglesias, Gabriela.
  • Ayudante de Primera: María Pía Beker.

Universidad Nacional de Rio Negro. Carrera de Veterinaria.  

Introducción.

Esta monografía tiene como objetivo informar sobre el Síndrome de estrés porcino (PSS) o también conocido como Hipertermia maligna, dando a conocer y detallando características, herencia, frecuencia y métodos de diagnóstico de la misma a partir de recopilación de información de distintos trabajos académicos y artículos.

Definición del Síndrome de estrés porcino y síntomas.

 

portada

La mutación.

La presencia de PSS está dada por el alelo recesivo “n” ubicado en el par de cromosomas autosómicos 6, identificándose tres tipos de genotipos posibles: homocigota dominante NN (normal), heterocigota Nn (portador de la mutación) y homocigota recesivo nn (susceptible a la enfermedad). La mutación se origina de un cambio de citocina por timina en el nucleótido 1843 del gen afectado, esta sustitución provoca un cambio aminoacídico (arginina→ cisteína)[2]en el canal de calcio del retículo sarcoplásmico.

Frecuencia genética.

La frecuencia con que aparece la enfermedad puede variar según las razas y los cruzamientos que se realicen a favor de la economía de la región, siendo más afectada la raza Pietrain con un 97%de los individuos de esta raza, y seguida por 35% en Landrace, 15% en Duroc, 19% en Large White, 14% en Hampshire, 19% en Yorkshire y 16% en razas cruzadas[3].

Diagnóstico.

Existen dos formas de diagnóstico, en la cual una consiste en aplicar Halotano (un gas anestésico), del cual se origina el nombre Hal para el locus del gen afectado, ya que genera la aparición de síntomas de PSS en aquellos animales que en su genotipo posean el alelo recesivo pero no permite diferenciar los individuos homocigota recesivos que pueden sufrir la enfermedad de los que solo son portadores. Para esto existe otra forma de diagnóstico: el PCR-RFLP.

La presencia del alelo recesivo genera la aparición adicional de dos secuencias restriccion en donde puede actuar una enzima de restricción y cortar el ADN en fragmentos de pares de bases. De esta forma los individuos nn presentan los fragmentos 358, 166 y 135 pb, mientras que en los Nn 524, 358, 166 y 135 pb; y en el caso de los NN presentan 524 y 135 pb. El fragmento 135 pb es común en los tres genotipos.

El PCR-RFLP (reacción en cadena de polimerasa – polimorfismo en el largo de los fragmentos de restricción) consiste principalmente en replicar muestras de ADN y posteriormente digerirlo con enzimas de restricción cortando cadenas de nucleótidos que permitan la identificación del gen mutado.

Se comienza con el PCR a partir de muestras de ADN (generalmente sangre) a las cuales se las somete procesos de amplificación que incluyen la utilización de dos primers que flanquean la secuencia de 659pb donde se encuentrala mutación: F-CRC1 5’-TCC AGT TTG CCA CAG GTC CTA CCA-3’ y R-CRC2 3’-ATT CACCGG AGT GGA GTC TCT GAG-5’[4] (siendo F-CRC1 el cebador iniciador y el R-CRC2 el cebador reverso).

Una vez amplificado el ADN se prosigue con la RFLP en donde se utilizan endonucleasas de restricción para que se unan a secuencias específicas y que a partir de una digestión corten distintos fragmentos del ADN. En el análisis de PSS se utiliza la endonucleasa la Alw21I (HgiAI) durante 3 h a 37 °C, con una posterior inactivación de la enzima a 65 °C durante 20 minutos y una desnaturalización con proteínasa K, incubándose a 37 °C durante 1 h.[5] De esta forma se obtiene fragmentos de distintas longitudes que se ven e identifican a partir de una corrida de electroforesis. Para esto se utiliza geles de agarosa y se tiñe la cadena de ADN con bromuro de etidio para poder verlo con luz ultravioleta, el ADN debido al voltaje y el tamaño de la muestra tiende a migrar al polo positivo, pudiendo compararlo con marcadores de peso molecular.

De esta forma se podrán visualizar que fragmentos de secuencias de ADN contiene la muestra.

esquema monografia pss

Tamaño del fragmento a amplificar por PCR y un esquema del patrón de restricción con enzimas en el alelo N (dominante) y el n (recesivo) con la enzima Alw211

esquema monografia pss 3

Cómo se verían los genotipos, homocigota dominante a la Izquierda, homocigota recesivo en el centro y Heterocigota a la derecha en geles de agarosa o poliacrilamida

 

foto 3

Observación de los patrones en geles de poliacrilamida y tinción en sales de plata

foto 2

Conclusión.

Es de importancia conocer como reconocer y diagnosticar el PSS con el fin de evitar su propagación y la muerte prematura de animales como también la pérdida de calidad de la carne y sus subproductos. A si mismo también es beneficioso como parámetro o tema a considerar para la selección de animales que actualmente debido a la búsqueda de características como aumento de peso y musculatura del animal tienden a propagar este síndrome. 

Bibliografía.

http://www.scielo.org.co/pdf/acag/v57n4/v57n4a10

[1]COMA; PIQUER. Avances en nutrición y alimentación animal calidad de carne en porcino: efecto nutrición.  GrupoVallCompanys.XV Curso de Especialización .P.8. https://www.researchgate.net/publication/28180214_Calidad_de_carne_en_porcino_efecto_de_la_nutricion

[2]MONTENEGRO; CASTRO; BARLOCCO; LLAMBÍ. Frecuencia alélica del Síndrome de Estrés Porcino en Uruguay(análisis por PCR-RFLP).Sociedad de Medicina Veterinaria del Uruguay. Año LX Vol. 46  N° 177-178-179-180  Enero – Diciembre de 2010. P.23.http://www.revistasmvu.com.uy/revistas/numero177-180.pdf#page=23

[3]RIOJAS VALDÉZ; CANALES ZAMBRANO; GÓMEZ DE LA FUENTE; DÁVALOS ARANDA; HERNÁNDEZ VIDAL; SALINAS MELÉNDEZ. Frecuencia alélica del síndrome de estrés porcino en Nuevo León, mediante análisisPCR-RFLP.Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, UNAM. Volumen 36 Número 3Julio-Septiembre 2005. P.4 http://www.medigraphic.com/pdfs/vetmex/vm-2005/vm053b.pdf

[4]MONTENEGRO; CASTRO; BARLOCCO; LLAMBÍ.Frecuencia alélica del Síndrome de Estrés Porcino en Uruguay(análisis por PCR-RFLP).Sociedad de Medicina Veterinaria del Uruguay. Año LX Vol. 46  N° 177-178-179-180  Enero – Diciembre de 2010. P.24. http://www.revistasmvu.com.uy/revistas/numero177-180.pdf#page=23

[5]MONTENEGRO; CASTRO; BARLOCCO; LLAMBÍ. Frecuencia alélica del Síndrome de Estrés Porcino en Uruguay(análisis por PCR-RFLP).Sociedad de Medicina Veterinaria del Uruguay. Año LX Vol. 46  N° 177-178-179-180  Enero – Diciembre de 2010. P.24. http://www.revistasmvu.com.uy/revistas/numero177-180.pdf#page=23

Monografías de alumnos: Acondroplasia en caninos

Por: Melina, Galfrascoli

Introducción:

La siguiente monografía se realiza para informar las características del trastorno genético “acondroplasia” producido en caninos mediante la recopilación de datos obtenidos de diferentes fuentes.

La acondroplasia es una enfermedad genética autosómica dominante causada por una mutación del gen receptor del factor de crecimiento de los fibroblastos en la que los huesos no crecen hasta el tamaño normal esperado para la raza en cuestión. [1]

Pertenece al grupo de enfermedades denominado condrodistrofias o anomalías en la osificación de los cartílagos. Se caracteriza por la presencia de enanismo desproporcionado, macrocefalia, hipoplasia facial y malformaciones vertebrales.

Se presentan alteraciones del desarrollo esquelético, las cuales pueden aparecer en forma esporádica en la clínica o formar rasgos característicos de ciertas razas. [2]

Desarrollo:

Normalmente, durante el desarrollo fetal y el crecimiento del cachorro, los tejidos cartilaginosos se convierten en huesos excepto en lugares como la nariz y orejas. En perros con acondroplasia este proceso se desarrolla de manera anormalmente lenta, sobre todo en los huesos más largos, especialmente en brazos y piernas, provocando huesos cortos y baja estatura.

El crecimiento de los huesos se produce a partir de los extremos del mismo y lo hacen de acuerdo a un proceso genéticamente determinado por células llamadas condrocitos. Estas células, se alojan en el cartílago de las epífisis de los huesos, de manera más precisa en las placas de crecimiento, y se van multiplicando organizándose en columnas, luego se hipertrofian y mueren dejando el espacio para que se consolide el hueso. Para la correcta maduración de los condrocitos, poseen unas moléculas que evitan que pasen de un estado a otro prematuramente. Estas moléculas son:

  • la proteína relacionada con la hormona paratiroidea (PTHrP) que es la encargada de evitar la hipertrofia y permitir que los condrocitos se sigan multiplicando;
  • Indian hedgehog Ihh), es la molécula que se encarga de permitir que la PTHrP se siga produciendo y también estimula su multiplicación;
  • FGF (factor de crecimiento de fibroblastos, del inglés “fibroblast growth factor”) del cual depende el correcto desarrollo del hueso, cuyo receptor se lo denomina FGFR3 (del inglés “fibroblast growth factor receptor 3”.).

El receptor FGFR3 participa en las principales vías que controlan el crecimiento y desarrollo de los huesos. En particular, esta vía es la encargada de frenar la proliferación y diferenciación de los condrocitos. Su importancia en el proceso de formación del hueso se reveló cuando se descubrió que una mutación en el gen que codifica para este receptor era el causante de provocar acondroplasia. [3]

imagen 1

La acondroplasia se hereda como un rasgo autosómico dominante, aunque en la mayoría de los casos se origina por mutaciones de novo con padres sanos. El gen afectado codifica para el receptor 3 del factor de crecimiento de los fibroblastos (FGFR3), este es un receptor tirosina quinasa que participa en la transducción de la señal de varios factores de crecimiento de fibroblastos. [4]

Existen dos mutaciones posibles en la posición 1138 del gen que codifica para FGFR3:

Mutación G1138A, la guanina es sustituida por adenina (en el 98% de casos de acondroplasia es por esta mutación);

Mutación G1138C, se cambia una guanina por citosina, (su frecuencia es aproximadamente el 2%).

En las dos mutaciones, la repercusión en la cadena aminoacidica de la proteína FGFR3  es el cambio del aminoácido glicina por una arginina. [3]

imagen 2

Herencia genética:

La acondroplasia es un trastorno cuya herencia es autosómica dominante, es decir, que para adquirirla, es suficiente con una copia del gen mutado de al menos uno de los progenitores. Sus posibilidades genotípicas y fenotípicas son:

Homocigoto: (G1138A/G1138A), para que se produzca, es necesario que ambos progenitores tengan acondroplasia (heterocigotos, debido a que los homocigotos no sobreviven), las probabilidades de que la descendencia lo presenten es de un 75%.

Heterocigoto: (G1138A/alelo normal), genotipos:

  • Si ambos padres tienen acondroplasia, la posibilidad de que la descendencia sea heterocigota para en trastorno es de un 50%;
  • Si únicamente uno los padres es acondroplasico, también hay un 50% de posibilidades de heredarlo. [3]

imagen 4

Síntomas de acondroplasia canina:

  • Cabeza más grande de lo normal,
  • Prognatismo,
  • Dientes torcidos,
  • Los huesos de los miembros son más cortos y gruesos de lo normal,
  • Pobre crecimiento o falta de crecimiento,
  • Miembros anteriores cortos y arqueados articulaciones agrandadas,
  • Foramen magnum más estrecho de lo normal,

Frecuentemente se asocia a: sordera, paladar hendido, cardiopatías, convulsiones y tienen una esperanza de vida corta.

imagen 3

Las razas más comúnmente afectadas son: Pastor Alemán, Boston Terrier, Pequines, Shih-tzu, Beagle, Cocker Spaniels, Sharpei, Basset Hounds, Bulldog Ingles, Bulldog Francés, terrier escoses, Jack Russell “Pudin”.

En algunas razas la acondroplasia canina se fomenta de manera selectiva, como en el salchicha o Daschund, Skye Terrier y el Corgi gales. [2]

Diagnostico:

La técnica de PCR es empleada para el diagnóstico de esta enfermedad. El producto de amplificación, de 164 bp es sometido posteriormente a digestión enzimática con enzimas de restricción.

El G-1138-A de transición y G-a-C transversión crean nuevos sitios de restricción (SFCI y MspI) en el gen codificante de FGFR3, particularmente en la porción que codifica para el dominio transmembrana. El ADN, una vez digerido, se separa y visualiza en geles de agarosa. También se puede secuenciar el producto amplificado. [5]

Conclusión:

A modo de conclusión, luego de haber investigado sobre la enfermedad hereditaria autosómica dominante, acondroplasia, y al ver que los individuos que la padecen, sufren deformaciones óseas, dificultándoles sus movimientos y trayéndoles conjuntamente a largo plazo problemas, entre las que se destacan principalmente artritis y  además, al asociarse a otras patologías, descritas en la presente monografía, debemos tener cuidado al hacer cruzamientos para que los descendientes no padezcan la enfermedad, que al ser dominante basta con que uno de los progenitores tenga una copia del gen mutado, para adquirir este trastorno.

Desafortunadamente, los humanos han utilizado esta mutación, para crear razas de manera selectiva, con un fin estético, sabiendo que serían propensos a experimentar consecuencias durante la vida del individuo.

Bibliografía:

  1. Richette PBardin TStheneur C., 2007. Achondroplasia: from genotype to phenotype. Joint Bone Spine.2008 Mar;75(2):125-30. Available at: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1297319X07002928 [Accessed 9 Nov. 2016].
  2. Veterinaria-online.net. (2014). Acondroplasia canina – Veterinaria Online. [online] Available at: http://www.veterinaria-online.net/2014/01/acondroplasia-canina/ [Accessed 8 Nov. 2016].
  3. wikipedia.org. (2016). Acondroplasia. [online] Available at: https://es.wikipedia.org/wiki/Acondroplasia [Accessed 8 Nov. 2016].
  4. Martínez  J SValdés  JAlonso  R A; Las bases moleculares de la acondroplasia en perros. Revista AMMVEPE [online] Available at: http://www.imbiomed.com/1/1/articulos.php?method=showDetail&id_articulo=10300&id_seccion=17&id_ejemplar=1063&id_revista=4 [Accessed 8 Nov. 2016].
  5. nlm.nih.gov. (2016). [online] Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1801129/pdf/ajhg00028-0015.pdf [Accessed 9 Nov. 2016].
  6. ggc.edu. (2016). Achondroplasia (4p16.3) – GGCWiki. [online] Available at: http://wiki.ggc.edu/wiki/Achondroplasia_(4p16.3) [Accessed 10 Nov. 2016].

Monografìas de alumnos: CANCER RENAL HEREDITARIO MULTIFOCAL Y DERMATOFIBROSOS NODULAR (RCND) EN PERRO PASTOR ALEMAN

Por Yanina Lorena Ibarra.

  1. Introducción

En la siguiente monografía se tratará la enfermedad Cáncer renal hereditario multifocal y dermatofibrosis nodular, conocida como RCND por sus siglas en inglés “Renal Cystadenocarcinoma and Nodular Dermatofibrosis”, característica de los perros de la raza Pastor Alemán.

Existen evidencias de que esta enfermedad está causada por una alteración génica, que presenta un patrón de herencia autosómica dominante.

El gen afectado por la mutación se denominado BHG (por sus siglas en inglés “Birt-Hogg-Dube”), ubicado en el cromosoma 5. La mutación cae dentro de la porción codificante del exón 7, y da lugar a una sustitución aminoacídica en una región altamente conservada de la proteína.

La enfermedad se caracteriza por presentar tumores bilaterales, de ubicación multifocal en los riñones, y numerosos nódulos firmes en la piel e hipodermis, que consisten de fibras de colágeno denso. Este tipo de cáncer canino presenta similitudes con el cáncer renal humano, ya que se identificó tanto en perros como en humanos que presentan la patología una región con alta homología correspondiente al gen causante de la enfermedad (en humanos corresponde al locus Birt-Hogg-Dube, o simplemente BHD).

En otras publicaciones se han identificado una variada gama de mutaciones en el gen BHD que predisponen al desarrollo del sindrome Birt-Hogg-Dube en humanos. Por ejemplo, en una serie de pacientes con esta patología se identificaron en líneas germinales en el gen BHD tres deleciones, dos inserciones, dos sin sentido, dos sin sentido, y una de sentido erróneo (Toro, 2008).

El objetivo de esta monografía es poder comprender y explicar dicha enfermedad hereditaria. Se tomara en consideración la historia de la enfermedad, la descripción de esta, su herencia, bases genéticas de la mutación, herramientas, diagnóstico y su tratamiento.

 

  1. Enfermedad

El primer perro que presentó la enfermedad fue necropsiado en el año 1967. El 79% de los perros raza Pastor Alemán sometidos a necropsia presentaban insuficiencia renal primaria y neoplasias. Los perros afectados tenían un promedio de 8,5 años de edad y la enfermedad se presentaba con diferentes secuelas como, nódulos cutáneos de consistencia firme (ver Figura 1, A), distensión del abdomen, esplenomegalia llegando a un peso de 2950 g y forma anormal de ambos riñones (ver Figura 1, B y C). Los signos que presentaban eran pérdida de peso de manera creciente, vómito, diarrea y dermatitis, con una manifestación lenta de la enfermedad. Presenta un prolongado curso clínico que va desde meses hasta años y los perros terminan falleciendo por la insuficiencia renal aguda o por las metástasis producidas en otros órganos como hígado y pulmón, esto ocurre aproximadamente tres años después de que se presentan las primeras patologías de piel (Vail &Whithrow; Frode, 2003)

El análisis del pedigree concluyó que este síndrome se producía en familias relacionadas y que solo uno de ambos padres padecía la enfermedad (Frode, 2003).

 

A: tumores cutáneos

 

B: Tumores en el riñón

Tumor en riñón cubierto por capsula renal.

Figura 1. Manifestaciones de RCND en perros de raza Pastor Alemán. (A) Nódulos cutáneos en miembro torácico de perro Pastor Alemán. (B) Tumores en el riñón. (C) Tumor en riñón cubierto por capsula renal. Fuente: Enrique, 1994; Ingeborg, 2002.

 

 

  1. Patrón de Herencia de RCND

Hay una fuerte evidencia de que la enfermedad (RCND) se hereda como un gen autosómico dominante. Es decir, es suficiente que al menos uno de los progenitores aporte una copia del gen defectuoso para la manifestación de la patología en a descendencia (Frode, 2003).

 

  1. Descripción de la Mutación

La mutación del gen BHD canino, codificante de una proteína denominada foliculina, consiste de una sustitución de sentido erróneo de Adenina por Guanina en el Exón 7 (Ver la Figura 2 A y B). Como resultado, la proteína codificada presenta alterada la secuencia aminoacídica: en lugar de Histidina en la posición 255 de la proteína, hay Arginina (H255R) Ver la Figura 2 C (Frode, 2003).

La importancia de la proteína foliculina se confirma indirectamente, por su marcada conservación en su secuencia de proteínas en doce especies diferentes que va desde el hombre hasta la levadura, tal como puede observarse en la Figura 3 (Frode, 2003).

Figura 2. Mapeo de la mutación del gen BHD a nivel de secuencia nucleotídica y aminoacídica. A. En la figura A se demuestra la secuencia de bases correspondiente al exón 7 de BHD donde se presenta la mutación de las bases puricas adenina por guanina. En la figura B, se muestra el espectro cromatográfico de la secuenciación de perros heterocigotos (es decir, que presentan una copia del gen mutado y una copia normal) y de perros homocigotas. Las flechas 1 y 2 indican la posición de Adenina y Guanina en muestra de DNA extraídos de perros con ambas variantes alélicas, mientras que la flecha 3 indica solamente la presencia de Adenina en esa misma posición en muestras de DAN extraídos de perros normales. En C se muestra la secuencia de aminoácidos alterada de la proteína foliculina (cambio de H por R).

Como resultado de esta mutación, se observa la pérdida de viabilidad fetal, ya que es letal en homocigosis, ocasionando la muerte en el útero (Frode, 2003).

Un análisis de cuatro camadas con una sumatoria de 19 cachorros, en las cuales se aparearon perros afectados por RCND (heterocigotos) dio como resultado tres crías con Genotipo AA, 16 crías con genotipo AG y ningún cachorro con genotipo GG, donde G indica la presencia del alelo mutado del gen BHD.  Estos resultados ponen en evidencia que la mutación que causa la enfermedad es de carácter letal en homocigosis (Frode, 2003).

 

  1. Conservación de la secuencia de aminoácidos en la proteína BHD

El gen BHD codifica para una proteína denominada foliculina, un supresor tumoral cuya función está ausente en el síndrome Birt-Hogg-Dubé (BHD) en humanos (Medvetz et. al., 2012, Nookala et. al., 2012, Zhu, 2016).

Esta proteína es muy conservada en varias especies, desde humanos a levaduras lo cual indica que esta proteína sin ninguna tiene mucha importancia funcional.

Se realizaron alineaciones de aminoácidos de homólogos de la proteína foliculina de diversas especies y para todas estas especies se indica la localización en el exón 7 del aminoácido Histidina en la posición 255. Tal como se puede observar en la Figura 3, la Histidina está en una región altamente conservada de todas las secuencias alineadas (Frode, 2003).

Figura 3. Alineación de proteína foliculina en diferentes especies. Con flecha está indicada la posición del aminoácido H mutado por Arginina. Fuente: Frode, 2003.

 

  1. Herramientas de Diagnóstico

Mediante PCR y posterior secuenciación del producto/s amplificado/s se pueden identificar los caninos portadores del alelo mutado del gen BHD.

  1. Tratamiento

El tratamiento consiste en extirpar quirúrgicamente los nódulos fibrosos de piel cuando se presentan en poca cantidad, ya que estos causan problemas en la funcionalidad normal del animal, molestias, dolor y además, por una cuestión  estética. Esta enfermedad no tiene cura y el animal termina falleciendo por una falla renal. (Vail & Whithrow).

  1. Conclusión

A modo de conclusión se puede decir que esta enfermedad se hereda con un patrón autosómico dominante causada por una mutación en el exon 7 del gen BHG, que se manifieste en la raza de perros Pastor Alemán. Afecta principalmente la fisiología del riñón, y se puede proceder a la extirpación de los nódulos fibrosos de piel, pero su pronóstico al pasar el tiempo es grave y poco favorable.

  1. Referencias Bibliográficas:

 

  • Fernández, EA; Duque, EG; Pérez, JP; Sánchez López, R (1994). Dermatosis nodular generalizada y adenocarcinoma quístico renal bilateral. Informe de un caso. Vet mex- 361.

 

  • Forde Lingaa’s., Kanime E. Comstock., Ewan F. Kindness., Anita Sorensen .,Tone Aarskaug.,Christophe Hitte., Michael L. Nickerson., Lars Moe., Laura S. Schmidt, Rachael Thomas., Matthew Breen., Francis Galibert., Berton Zbar and Elaine A. Ostrander., (2003). A mutation in the canine BHG gene is associated with hereditary multifo renal cystadenocarcinoma and nodular dermatofibrosis in the German Sherperd dog. Human Molecular Genetics, Vol. 12, N° 23 3043-3053.

 

  • Ingeborg Maria Langohr., Luiz Francisco Irigoyen., Mônica Weissmann Seabra Salles.,Glaucia Denise Kommers., Claudio Severo Lombardo de Barros., (2002). Cistadenocarcinoma Renal e Dermatofibrose Nodular em cães Pastor Alemão: 4 casos Rural vol.32 N°4.

 

  • Lium, B. and Moe, L. (1985) Hereditary multifocal renal cystadenocarcinomas and nodular dermatofibrosis in the German shepherd dog: macroscopic and histopathologic changes. Vet. Pathol. 22, 447–455.

 

 

  • Nookala RK, Langemeyer L, Pacitto A, et al. Crystal structure of folliculin reveals a hidDENN function in genetically inherited renal cancer.Open Biology. 2012; 2(8):120071. 

 

  • Toro JR, Wei MH, Glenn GM, Weinreich M, Toure O, Vocke C, et al. BHD mutations, clinical and molecular genetic investigations of Birt-Hogg-Dube syndrome: a new series of 50 families and a review of published reports. J Med Genet 2008; 45:321–31.

 

  • Vail, D; Whithrow, SJ. Cuarta parte. Neoplasias Específicas en Pequeños Animales, Cap. N° 18. Tumores de la Piel y Tejidos Subcutáneos.

 

  • Zanatta, M, Bettini, G; Scarpa, F; Fiorelli F; Rubini, G; AN; Capitani, O (2013).  Nodular Dermatofibrosis in a Dog without a Renal Tumour or a Mutation in the Folliculin Gene. J. Comp. Path. Vol. 148, 248-251.

 

  • Zhu, JF, Shen, XQ, Zhu, F & Tian, L. (2016). Novel folliculin (FLCN) mutation and familial spontaneous pneumothorax. QJM: An International Journal of Medicine, 2016, 1-4.