Monografías de alumnos. Estudio de algunas frecuencias génicas en gatos de distintos fenotipos en Choele Choel

Estudio de las frecuencias génicas en los gatos de Choele Choel

Autores:  Arrieta, Macarena; Cruz, Micaela; Moyano, Camila; Ríos, Gimena; Torres, Emilio.
Cátedra de Genética de poblaciones y Mejoramiento Animal, Carrera Veterinaria, Universidad Nacional de Río Negro. Prof. Mag. Med. Vet. Gabriela M. Iglesias y J.T.P: Dra. María Pía Beker

Resumen:

El objetivo de este trabajo fue determinar la variabilidad genética de las poblaciones de gatos domésticos (Felis catus) utilizando genes que codifican la coloración, el diseño y longitud del pelaje en Choele Choel, provincia de Rio Negro, Argentina. Un total de 311 gatos fueron fenotipados mediante observaciones directas realizadas en recorridos por los distintos barrios de la localidad, atendiendo a los marcadores fenotípicos de color de pelaje: gen Naranja (Orange) (O), Agouti (A) o rayado, Negro (Black) (D), color diluído (Dilution) (d), pelo largo (Long Hair) (L), Manchas blancas (Spotting white) (S), Blanco Dominante (Dominant White) ( W ) y Manx (cola corta o nula “M”). Se calculó la frecuencia alélica de cada gen en el total de animales registrados y se comparó con las frecuencias del equilibrio  Hardy-Weinberg. Se encontró que el marcador Non-agouti (no rayado) y pelo corto, fueron los de mayor frecuencia, mientras los marcadores Blanco Dominante, Naranja, Pelo Largo presentaron los valores más bajos en la población.

Introducción:

En el presente trabajo se realizó un relevamiento de gatos de la localidad de Choele Choel, provincia de Rio Negro, Argentina. Se obtuvo un total de 311 gatos, a partir de los cuales se estimaron las frecuencias alélicas de genes que determinan el color del pelaje y otros marcadores fenotípicos.

Los marcadores fenotípicos, especialmente los relacionados con la coloración del pelaje, constituyen una valiosa herramienta a la hora de analizar la estructura genética de las poblaciones, debido a su gran contenido informativo, bajo costo, fácil manipulación e identificación y rápida obtención de resultados

Las características de los genes en que se basó el trabajo fueron:

  • Agouti: (A) es un gen dominante y autosómico que determina la presencia de un patrón de rayas. Por lo tanto, un gato necesita una sola copia del alelo “A” para tener la capa atigrada. En el caso de individuos con genotipo “aa” (homocigotas recesivos) ó no agutí, el pelaje de estos será de un color sólido.
  • Naranja: (O) el color naranja del pelaje está determinado por el gen O el cual está ligado al sexo y se encuentra en la región diferencial del cromosoma

Los machos poseen dos fenotipos posibles, ya que portan un solo alelo en su cromosoma X; en cambio las hembras tienen tres fenotipos posibles ya que ambos cromosomas X portan cada uno un alelo diferente o no. Las homocigotas dominantes (XOXO) expresan color anaranjado, las homocigotas recesivas (XoXo) expresan el color de base (negro o azul) y las heterocigotas expresan el fenotipo carey o calicó. Este fenotipo se produce por la inactivación de un cromosoma X al azar, formando zonas de color naranja y zonas del color de base. Las zonas de color naranja se producen por la inactivación del X portador del alelo recesivo (Xo), por lo tanto el alelo dominante (XO) inhibe el color de base. Las zonas del color de base se producen por el fenómeno inverso, el color de base puede expresarse gracias a la inactivación del X portador del alelo epistático. (Marrube et. al, 2013)

  • Negro: (B) el color negro depende de la interacción entre tres genes y es autosómico. El gen “B” determina la pigmentación negra, el gen “C” es la plena expresión del color y el “D” es de la coloración densa. Variantes de los genes B y D dan lugar a otros 3 colores, el b1 convierte el negro en un color pardo-chocolate mientras que una segunda mutación da origen al aleo b2 que da una capa más pálida de color canela.
  • Una mutación del gen D (negro) dará el gen dilución (d) diluyendo el color negro a gris.
  • El color negro del pelaje es un ejemplo de serie alélica, que es un conjunto de  alelos, para un gen determinado, cada alelo de este serie da lugar a un fenotipo diferente, lo que permite definirlo y separarlo de los otros.
  • Blanco: ( W)  la coloración blanca de todo el manto se debe a la presencia del alelo dominante del gen W, el cual es epistático y autosómico. Su presencia enmascara la expresión de todos los otros genes de color.
  • Manchado de blanco: (S) las manchas blancas son determinadas por el gen S, que es autosómico dominante. Es un gen con expresividad variable y dominancia incompleta. A modo de simplificación: si el individuo es homocigota recesivo (ss) no tendrá manchas blancas, mientras que los individuos heterocigotos (Ss) tendrán manchas en menos del 50% del cuerpo, y los individuos homocigotas dominantes (SS) presentarán más del 50% del cuerpo con manchas. (Christensen, 2000).
  • Longitud del pelo: (L)el pelo corto en los gatos está determinado por un gen dominante (L) por lo que aquellos individuos con genotipo homocigoto dominante (LL), o heterocigoto (Ll) tendrán pelo corto, y solo los homocigotas recesivos (ll) tendrán el pelo largo.  
  • Manx: (M) La ausencia de cola, o una cola extremadamente corta está determinada por el gen M que es autosómico y dominante. Los individuos homocigotos recesivos (mm) tendrán el largo de cola normal, en tanto que la expresión de ambos alelos dominantes (MM) resulta en un gen letal.

Los autores de las características morfológicas especificas de estos gatos Manx fueron descriptos por Howell y Sieger. Los autores distinguen un seguimiento de cuatro tipos:

  • Rumpy o manx verdadero : se ven afectadas las vertebras caudales.
  • Rumpy-riser: algunos gatos tienen vertebras caudales inmóviles
  • Stumpy: Los gatos tienen un gran numero significante de vertebras caudales (3) que el tipo previo pero anormalmente cola conformada.
  • Longie: la cola es corta con una normal apariencia.

Se ha notado que la anormalidad es causada por un factor dominante semiletal con un efecto letal recesivo en una etapa embriológica temprana.  Como el factor letal tiene una expresividad variable, el desarrollo de otras partes del cuerpo pueden ser también ser impares (faltas de vertebras lumbares, acortamiento de vertebras). Se supone que estos cambios son controlados por modificaciones genéticas. (Zhigachev-Vladimirova, et-al, 2002).

Tabla No 1: Genes utilizados en el relevamiento y sus símbolos

Locus Alelos Características
O (gen ligado al sexo) O Pigmentación naranja
o Pigmentación no naranja
A(gen autonómico) A Agutí
a No agutí
D (gen autosómico) D Color negro denso
d Color diluido (Gris)
L (gen autosómico) L Pelo corto
l Pelo largo
W (gen autosómico) W Color blanco
w Expresión de otros colores

Referencias: Ruiz Garcia y col.1994, Wright y Walters.1982, Pardo P. E. y col., 2014.

Materiales y métodos

La localidad de Choele Choel se encuentra en la provincia de Rio Negro (39°17′09″S 65°39′15″O). Para la recolección de datos Se utilizaron Google Maps, cámaras fotográficas y anotaciones. Se tuvieron en cuenta, además del pelaje, datos como raza, sexo, nombre, domicilios y edad, siempre que fuese posible.

Mapa Choele Choel y sus zonas
Mapa Choele Choel y sus zonas

Figura N° 1: Mapa de Choele Choel y zonas estudiadas

Tabla No.2

Zona % de la población felina
Zona 1 (Barrio Las Bardas) 8,6%
Zona 2  (Barrio Maldonado ) 17,68%
Zona 3 (Centro ) 10,28%
Zona 4 (Calle Roca – 25 de Mayo) 27,65%
Zona 5 (Calle Rojas- La Anónima) 36,3%

Tabla No. 2: Zonas y barrios de la localidad utilizados en el relevamiento

Tabla No.3

Fenotipos Número de animales
Agutí (A_) 194 2
No agutí (aa) 117 3
Naranja: (O_) 89
Manchado de blanco: (S) 166
Blanco dominante (W_ ) 10
Negro (D_X°X°) 94
Dilución (gris) (dd) 71
Manx (M) = 1 1
Pelo corto (L_) 256
Pelo largo (ll) 55

Tabla No. 3: Animales hallados en el relevamiento. Censo total en ciudad de Choele Choel= 311 gatos.

Datos recolectados: 1

1 Todo gato que contara con la presencia de más de un gen (por ejemplo tricolores que tienen gen naranja, gen negro, dilución y manchado blanco) fueron incluidos en el conteo de cada gen.

2En el conteo de individuos se incluyó a todo aquel que tuviera presencia del gen agutí, aunque además presentara otros genes (Naranja, Manchado de blanco, Gris, etc.)

3 Al igual que con el gen agutí, se toma en cuenta aquellos individuos que presentan otros genes.

Datos para cálculos de frecuencias

En este estudio se identificaron y cuantificaron aquellos individuos con el genotipo homocigoto recesivo, debido a que son los únicos posibles de distinguir fenotípicamente. Es así que se estimaron las frecuencias alélicas teniendo en cuenta la nomenclatura clásica dónde al alelo recesivo se lo denomina “q” y al alelo dominante “p”

Gen agutí: Debido a que son indistinguibles, fenotípicamente hablando, aquellos individuos con genotipo heterocigoto (Aa) del homocigoto dominante (AA) ya que ambos tienen el fenotipo atigrado (Agutí), sólo podemos identificar y asignarle el genotipo a aquellos individuos con fenotipo no agutí, (homocigotas recesivos “aa”)

Frecuencia Genotípica “aa”= =117/311= 0,38

A partir de la frecuencia genotípica, se calculó la frecuencia génica de “a” empleando la siguiente fórmula:

q = Frec. (a) = √ Q ² = 0,61

Como la suma de las frecuencias alélicas es igual a la unidad (p + q = 1), podemos calcular por diferencia la frecuencia génica de A:

p = Frec (A) = 1 – Frec. (a)= 1 – 0.61= 0,39

Además, el cálculo de las frecuencias alélicas se puede usar para comparar si la población de Choele Choel se encuentra en equilibrio Hardly-Weimberg, para lo cual su utiliza la siguiente fórmula:

p2 + 2pq + q2 = 1

Donde:

  • p2 es igual a P2: frecuencia genotípica de homocigotas dominantes en el equilibrio
  • 2pq: es la frecuencia de los heterocigotos en el equilibrio
  • q2: es la frecuencia de los homocigotas recesivos en el equilibrio

 

Reemplazando los valores obtenidos: p (0,39) y q (0,61) las frecuencias genotípicas en el equilibrio deberían ser:

p2 2pq q2
0,392 2 x 0,39 x 0,61 0,612
0,15 0,48 0,37

 

En la población muestreada sólo podemos calcular, como ya se explicó, la frecuencia genotípica de las homocigotas recesivas (no agutí), que en nuestro caso dio 0,38.

Luego se realizo el mismo procedimiento para el resto de los alelos.

Tabla No. 4: Frecuencias alélicas estimadas

Gen Frecuencia q Frecuencia p
A 0,62 0,38
O 0,84 0,16
S 0,68 0,32
W 0,98 0,02
D 0,48 0,52
L 0,41 0,59
M 0,998 0,002

 Frecuencias fenotípicas de cada marcador

Una vez de haber realizado el cálculo de frecuencia alélica concluimos que los alelos que predominan en este muestreo aleatorio de Choele Choel serían L, d, w, y O. El alelo pelo corto (L) fue el que mostró mayor frecuencia al igual el gen de la dilución en nuestro muestreo aleatorio. El alelo dominante blanco ( W ) y el gen Manx (M) fueron los que presentaron valores más bajos de frecuencia. También los marcadores pelo largo y naranja mostraron bajas frecuencias a nivel de la población total en el censo.

Conclusión y discusión:

La elevada frecuencia del gen manchado de blanco, podría estar relacionada con factores ambientales como las altas temperaturas, que posiblemente estarían favoreciendo no solo la presencia, sino el aumento de individuos portadores de dicho gen (Ruiz-Garcia y Alvarez. 2005; Kaelin y col.2012; Eizirik y col. 2010). En nuestro caso, la frecuencia del gen manchado de blanco fue menor al 50% que suponemos que podría estar relacionado a las bajas temperaturas de la región.

Se ha propuesto que la carencia del gen W puede ser utilizada como indicador de diversidad genética (Ruiz-García y Álvarez. 1999).

En el presente estudio se encontró un bajo porcentaje del marcador W, resultado similar a lo reportado en estudios realizados en otras poblaciones (Ruiz- García y Álvarez. 1999). Sin embargo, el hecho que la frecuencia del alelo W sea muy baja o no se encuentre en todos los estudios, puede atribuirse a efectos pleiotrópicos sobre la audición (Geigy y col. 2007) lo cual podría causar complicaciones en los individuos así como la muerte a una edad más temprana.

Estudios han reportado que el gen No Aguti se ve favorecido en ambientes urbanos, cuyas densidades poblacionales son altas (Rosenfeld, 2010), pues tienden a “sociabilizar” con otros congéneres para poder co-existir y adaptarse, lo que permite suponer que los gatos que portan este gen, están mejor adaptados a las condiciones imperantes de este sitio, que otros que no lo portan.   Además, otra posible respuesta podría ser el rápido crecimiento poblacional de gatos lo cual incrementa considerablemente el flujo genético e incrementa la panmixia (Peña-Cruz y col. 2015). Si bien, el estudio se realizó en la zona urbana de la localidad, esta condición del gen No Agutí no se observó en la población, siendo solo el 38% de la misma.

Con respecto al gen Manx solo se encontró una gata castrada en la ciudad de Choele Choel por la que no dejará descendencia.  Es producto de una mutación natural y no es un animal de raza adquirido. Concluimos que la gata encontrada en la ciudad entra en la clasificación de Rumpy-riser. 

Bibliografía:

Christensen, A. (2000). Cats as an Aid to Teaching Genetics. Genetics155(3), 999-1004.

Pardo, E., Morales, J., & Cavadia, T. (2014). Estudio de la diversidad genética de la población de gato doméstico (Felis catus) en Montería, Colombia. Bistua Revista de la Facultad de Ciencias Basicas, 12(2), 35-47.

Wright, M. and Walters, S. (1982). El gato. 1st ed. Barcelona: Editorial Blume.

Ruiz-Garcia, M., Alvarez, D., & Shostell, J. (2005). Population genetic analysis of cat populations from Mexico, Colombia, Bolivia, and the Dominican Republic: Identification of different gene pools in Latin America. Journal Of Genetics, 84(2), 147-171.

-Guia de lectura de Genética Básica. MARRUBE, Graciela; MOTTER Mariana, MAIZON Daniel; PINTO Gabriel et-al, 2013. Universidad de Buenos Aires. Argentina. Genética Básica. Guía de Lectura. 2da y 3ra edición. BMPress Editores. 2006. I.S.B.N.: 987-97692-8-7. 

Zhigachev, A. I., & Vladimirova, M. V. (2002). Analysis of the Inheritance of Taillessness in the Baikuzino Population of Cats from Udmurtia. Russian Journal of Genetics38(9), 1051-1053.)

Pagina del Blog Desde Mendel hasta las moléculas. genética del sexo. (https://genmolecular.com/genetica-del-sexo/)

 

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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

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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

 

 

Síndrome overo letal blanco (OLWS). Monografía de alumnos Genética Básica

Fuente: https://www.facebook.com/SobreCaballos/photos/a.481816315195221.107974.479648582078661/1066990530011127/?type=3&theater

Nuevamente quiero dejarles una monografía realizada por dos de mis alumnos de Genética Básica 2017, en este caso Shaira Fernández y Emilio Torres, sobre una enfermedad hereditaria en caballos, el Síndrome Overo Letal Blanco, también conocido como OLWS. Felicitaciones por el trabajo y espero ayude a muchos otros que buscan información sobre el tema.

Tema: Monografía de enfermedad genética hereditaria

Autores: Shaira Fernández – Emilio Torres

Año: 2017

Docentes: Gabriela Iglesias – María Pía Beker

Carrera: Medicina Veterinaria

Materia: Genética Básica

Universidad Nacional de Rio Negro- Sede Alto Valle y Valle Medio (AVVM)

Introducción:

Los objetivos del presente trabajo son profundizar conocimientos genéticos sobre el síndrome overo letal blanco en caballos de la raza Cuarto de Milla Americana principalmente y otras como pintados, caballos miniatura, árabes y occidentales.

El síndrome del potro blanco letal overo se conoce como aganglionosis ileocolica y está directamente relacionado con el gen EDNRB ubicado en el cromosoma 17.

Los patrones de overo blanco son causados por un solo gen (dominante) por lo contrario los caballos con dos copias del gen (recesivo) nacen completamente blancos, (Horse: University of Minnesota Extension, 2017) causando la muerte de los potrillos poco después del nacimiento debido a defectos en el desarrollo embriológico de este, alterando la migración de las células de la cresta neural, las células progenitoras de los melanocitos y ganglios intestinales. (Horse Genome Project, 2017)

Se han descubierto similitudes entre el gen O y el gen que causa la enfermedad de Hirschsprung en humanos. La mutación esta en un lugar diferente en el gen pero causa los mismos efectos: manchas blancas y defectos del desarrollo. (Horse: University of Minnesota Extension, 2017)

Contenido:  

En los caballos hay 32 pares de cromosomas, cada célula del cuerpo de un caballo contiene dos copias de cada cromosoma, una de la madre y otra del padre. (Horse Genetics,2017). El alelo overo muestra pleíotropia que significa que tiene más de un efecto sobre el fenotipo. (Horse Genetics, 2017)

Los potrillos nacen con ojos azules y una bata blanca, y pueden tener pequeñas manchas negras a lo largo de la cabeza, cola y melena. Luego de un tiempo comienzan con cólicos debido a que no pueden defecar, a causa de un mal desarrollo del sistema nervioso gastrointestinal. Las células embrionarias encargadas de formar los nervios mencionados anteriormente también determinan el color de piel. (Horse: University of Minnesota Extension, 2017)

La mutación que causa esta patología es una sustitución de sentido erróneo, que provoca el cambio de lisina por isoleucina, esto ocurre en el codón 118 del receptor de la endotelina B (EDNRB) que está localizado en el cromosoma 17. (Universidad de California Santa Cruz, 2008). Esta proteína está asociada a la regulación del desarrollo de las células de la cresta neural que se convierten en ganglios entéricos y melanocitos. (Santschi, 1998)

Cabe destacar que la sustitución ocurre en el primer dominio transmembrana de un receptor acoplado a la proteína G de 7 dominios transmembrana para las endotelinas. (Baynash et al., 1994; Hosoda et al., 1994).

Características propias del gen:

Gen: EDNRB

Titulo: receptor de endotelina tipo B

Mutación: ocurre en codón 118 de EDNRB

Localización: cromosoma 17

Recuento de exones: 8

Longitud: 24,536 pares de bases (bp)

Fuente: EDNRB endothelin receptor type B [Equus caballus (horse)] – Gene – NCBI. (2017).

Mutación del ADN: NM 001081837.1:c.353_354delinsAG

Efecto previsto de la mutación: Interrupción de aminoácidos (isoleucina 118 por lisina)

Fuente: Bellone, R. (2010).

figura 1 corregida

Figura 1: Secuencia gen EDNRB. Fuente: EDNRB endothelin receptor type B [Equus caballus (horse)] – Gene – NCBI. (2017).

figura 2

Figura 2: Gen endotelina B. Fuente: EDNRB endothelin receptor type B [Equus caballus (horse)] – Gene – NCBI. (2017)

Diagnóstico :

PCR especifica de alelo, es una de las variaciones de la PCR básica que se usa para identificar o utilizar los polimorfismos de una sola base (SNPs). Se utilizan primers específicos para la secuencia normal y mutante. El diseño más habitual de esta técnica es un análisis en dos tubos con dos primers: uno normal y otro mutante en reacciones separadas junto con los primers control. (Reacción en cadena de la polimerasa. Es.wikipedia.org, 2017)

La reacción de cadena en la polimerasa (PCR) alelo especifica es la técnica de genética molecular utilizada para identificar a los caballos reproductores en riesgo de transmitir el gen letal a sus descendientes.  Para analizar el ADN se extrae sangre o muestras de cabello con raíces. (Horse Genetic ,2017).

Esta técnica permite amplificar el ADN, produciendo cantidades relativamente grandes para analizar su secuencia génica, expresión génica. Los materiales para llevar a cabo la reacción vienen incluidos en un KIT con uno o más cebadores de oligonucleótidos (cadenas cortas de nucleótidos), tampón de reacción de PCR, enzima de ADN polimerasa, materiales de análisis de electroforesis en gel e instrucciones para llevar a cabo reacciones de PCR. (Metallinos et al. 2002)

Descripción de la técnica:

En este caso es un método para identificar un gen del receptor de endotelina B de tipo salvaje y la mutación, amplificando una porción del gen del receptor de endotelina B de una muestra biológica de caballo usando cebadores/primers denominados SEQ ID NO: 3, SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 13, SEQ ID NO: 14 y SEQ ID NO: 15 en reacciones de amplificación en las que da como resultado la generación de polinucleótidos de 174, 105 y 90 bp. (Metaliinos et al. 2002).

figura 3 primers

Figura 3: grupo de primers que se utilizaron para llevar a cabo la técnica PCR alelo específica. Fuente: patente US 6372900 B1 – Horse Endothelin-b Receptor Gene And Gene Products The Lens

La Figura 4 muestra la orientación y posición de los cebadores usados en un ensayo de reacción en cadena de la polimerasa (PCR) para detectar la mutación de dos pares de bases asociada con el Síndrome Overo Letal Blanco. Las flechas indican el extremo 3 ‘ de cada cebador. El recuadro alrededor de las bases TC-AG, muestra la diferencia de secuencia de dos pares de bases entre el caballo de tipo salvaje y el ADN de caballo blanco letal.

figura-4.jpg

Figura 4: Esquema de la secuencia y los primers u oligonucleótidos usados para la amplificación en una PCR alelo específica. Fuente: patente US 6372900 B1 – Horse Endothelin-b Receptor Gene And Gene Products The Lens.

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Figura 5: muestra los resultados de una reacción de PCR realizada en un gel de poliacrilamida al 12% y teñida con bromuro de etidio. Fuente: patente US 6372900 B1 – Horse Endothelin-b Receptor Gene and Gene Products The Lens

En la Figura 5 observamos el carril 1 que es el producto de PCR de una muestra de caballo heterocigota; el carril 2 es el producto de PCR de la muestra de caballo de potro blanco letal y el carril 3 es el producto de PCR de una muestra homocigótica de caballo salvaje.
Se puede observar que cada carril tiene el control de 174 pares de bases para la reacción de PCR resultante de la amplificación con los cebadores E1.F y E1.R. Los carriles 1 y 2 tienen el producto específico blanco letal de 105 pares de bases resultante de la amplificación con los primers lw2. F y E1.R. Los carriles 1 y 3 tienen el producto específico de tipo salvaje de 90 pares de bases resultante de la amplificación con los cebadores wt2.F y E1-2.F.
( Patente US 6372900 B1 – Horse Endothelin-b Receptor Gene And Gene Products The Lens).
En conclusión se puede distinguir un producto del alelo blanco letal de 105 pb y alelo tipo salvaje de 90 pb. Por lo tanto los portadores del alelo del potro letal blanco pueden identificarse fácilmente por PCR.

Aplicaciones más importantes de esta técnica: detectar alelos de un gen normal y mutado (enfermedades hereditarias), portadores (individuos que presentan un fenotipo normal, pero son capaces de transmitir a su descendencia un carácter indeseable que los predispone a padecer una patología). Por lo general este carácter sigue un modelo de herencia simple recesiva, de tal modo que solo las homocigotas recesivas presentan el fenotipo indeseable. (Técnicas de biología molecular, 2008)

Modo de transmisión a la descendencia:

La herencia del gen se caracteriza por ser:

  • Autosómica recesiva
  • Expresividad variable
  • Es Letal
  • Penetrancia incompleta

Fuente: (the “genetics”of beeding horse journals, 2013).

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Figura 6: Esquema de modo de herencia del gen overo letal blanco. Fuente: (Santschi et al.,1998)

El apareamiento de dos overos heterocigotos dará como resultado promedio un 25 % de potros con el gen letal overo blanco, esto quiere decir que hay una probabilidad de 1 en 4 de que nazca un overo blanco letal, los demás descendientes serán overos de color sólido o heterocigotos.

Los potros afectados son homocigotos para el gen Lys (Lys 118/Lys 118) y los portadores son heterocigotos (Ile 118/Lys 118).

La incidencia de heterocigotos OLWS es muy alta, mas de 94% en caballos marco overo muy blanco y mezclas de marco overo. Un 21% de incidencia de heterocigotos OLWS blancos con patrones de color incluyen al tobiano, sabino. (Santschi et al; 2001).

Se recomienda cruzar caballos sólidos con overos que dan como resultado potros sólidos y overos en igual número sin aparecer potros con el gen letal. Ocasionalmente los caballos sin patrones apreciables de manchas corporales han engendrado potros con LWO (letal White overo) incluida la raza cuarto de milla. Algunos caballos que llevan el gen overo letal blanco pueden tener poco o ningún color blanco en ellos. (lethal white overo horses, 2017)

Debido a esto no se puede deducir el genotipo necesariamente a partir del color del pelaje. (Metallinos et al., 1998)

Prevención y control:

  • Principalmente un diagnostico PCR  dirigido a todos los overos de cuadro y sus descendientes.
  • Pelajes similares como: tobiano, pintado.
  • Prevención en la adquisición de un ejemplar equino

Conclusión:

Concluimos que conocer la genética del caballo nos sirve para su mejoramiento ya que los genes son como si fueran piezas de un código que indica cómo se va a construir molecularmente un organismo y su funcionamiento. Además debemos recordar que los trastornos genéticos van a ser heredados y que a simple vista no podemos diagnosticarlos ya que los pelajes pueden resultar engañosos, para ello es necesario conocer el árbol genealógico del animal o realizar una técnica de diagnostico molecular (PCR),  la cual está a nuestro alcance en Argentina solo que debemos mandar a sintetizar los primers específicos y contar con la infraestructura necesaria para realizarlo.

A lo largo de esta investigación podemos afirmar que el síndrome overo letal blanco es una enfermedad genética a tener en cuenta sobre todo en caballos de la raza cuarto de milla, pese a las excepciones ya nombradas en otras razas, siendo de pronóstico grave y sin tratamiento que termina en la muerte del potrillo entre las 12-24 horas aproximadamente luego de su nacimiento.  Si bien la bibliografía nos lleva a casos de otros países debemos prever la posibilidad de que suceda en Argentina y saber actuar al respecto.

Con estas herramientas de diagnostico podemos proveer información acerca del gen letal para criadores y haras con el fin de prevenir el nacimiento indeseado de potrillos con este síndrome y además a las personas dispuestas a adquirir un ejemplar. Como parte de nuestra formación en medicina veterinaria creemos imprescindible el asesoramiento para evitar pérdidas.

Bibliografía:

·         Horse Genome Project. (2017). Uky.edu. Retrieved 24 October 2017, from http://www.uky.edu/Ag/Horsemap/

·         Finno, C., Spier, S., & Valberg, S. (2009), Equine diseases caused by known genetic mutatios. The Veterinary Journal, 179(3), 336-347.doi:10.1016/j.tvjl.2008.03.016

·         Santschi, E., Purdy, A., Valberg, S., Vrotsos, P., Kaese, H., & Mickelson, J. (1998). Endothelin receptor B polymorphism associated with lethal white foal syndrome in horses. Mammalian Genome, 9(4), 306-309. doi:10.1007/s003359900754

·         Lethal white overo horses. (2017). Horse-genetics.com. Retrieved 24 October 2017, from http://www.horse-genetics.com/overo-horses-LWO.html (Overo lethal white syndrome (OLWS) : Horse : University of Minnesota Extension
·         Overo lethal white syndrome (OLWS) : Horse : University of Minnesota Extension. (2017). Extension.umn.edu. Retrieved 24 October 2017, from https://www.extension.umn.edu/agricult)
·         Horse Genome Project. (2017). Uky.edu. Retrieved 24 October 2017, from http://www.uky.edu/Ag/Horsemap/hgpd
·         lethal white overo horses. (2017). Horse-genetics.com. Retrieved 24 October 2017, from http://www.horse-genetics.com/overo-horses-LWO.html
·         (Overo lethal white syndrome (OLWS) : Horse : University of Minnesota Extension (2017). Extension.umn.edu. Retrieved 24 October 2017, from https://www.extension.umn.edu/agricult
·         TÉCNICAS DE BIOLOGÍA MOLECULAR. (2008). Desde Mendel hasta las moléculas
·         Patente US 6372900 B1 – Horse Endothelin-b Receptor Gene And Gene Products The Lens. (2017). The Lens.
·         EDNRB endothelin receptor type B [Equus caballus (horse)] – Gene – NCBI. (2017). Ncbi.nlm.nih.gov
·         Bellone, R. (2010). Pleiotropic effects of pigmentation genes in horses. Animal Genetics, 41(s2), 100-110.
·         Danika Metallinos, Portola Valley, California (EE. UU.); Jasper Rine , Moraga, California (EE. UU.); y Ann Bowling, Davis, California (EE. UU.), 2002

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.

Talasemia. Monografías de alumnos

Hoy quería dejarles la monografìa realizada por Mariana de Gregorio acerca de la Talasemia. Espero esto les sirva a todos los que busacn información del tema

Saludos

Gaby

 

Trabajo final de

Genética básica.

TALASEMIA.

 

Alumna: Mariana De Gregorio Paolasini.

Profesora: Gabriela Iglesias.

Fecha: 3 de Noviembre del año 2015.

Universidad: Nacional de Rio Negro.

Curso:  Genetica básica, Tercer año.

Carrera: Medicina veterinaria

 

Introducción:

En la sangre encontramos distintos tipos celulares, entre ellos, los eritrocitos, los cuales representan el número más abundantes de células  de la sangre, y que tienen como componente principal la hemoglobina , cuya función es transportar el oxígeno hacia los diferentes tejidos del cuerpo.  Participa en el proceso por el que la sangre lleva los nutrientes necesarios hasta las células del organismo y conduce sus productos de desecho hasta los órganos excretores. También transporta el oxígeno desde los pulmones (o desde las branquias, en los peces), donde la sangre lo capta, hasta los tejidos del cuerpo.

Los eritrocitos son producidos continuamente en la médula ósea de los huesos largos principalmente.  Tienen una forma oval, bicóncava, aplanada, con una depresión en el centro; diseño óptimo para el intercambio de oxígeno con el medio, ya que le otorga flexibilidad para poder atravesar los capilares, donde liberan la carga de oxígeno.

El diámetro de un eritrocito típico es de 6-8 µm.

Los valores considerados normales de eritrocitos en adultos son:
  • Mujeres: 4 – 5 x 106/mL(mililitro) de sangre
  • Hombres: 4,5 – 5,5 x 106/mL(mililitro) de sangre. wikipedia.org,. (2015).

Un  déficit o disminución por debajo del rango de referencia de los eritrocitos  genera un estado patológico  denominado anemia,  cuya  alteración provoca hipoxia tisular. En cambio, un exceso de estos, se denomina policitemia, el aumento de la concentración de eritrocitos (eritrocitosis) es una patología mucho menos común.

Existen  alteraciones en la maduración de los eritrocitos, entre las cuales están la deficiencia de hierro y las anomalías genéticas que conducen a la producción de hemoglobinas anormales.

Entre las patologías que se pueden producir por anomalías genéticas esta la talasemia, trastorno sanguíneo hereditario.

En este trabajo se explicara que es la talasemia, se nombraran sus variedades, haciendo hincapié en una en particular, llamada β-talasemia, dentro de la que encontramos más de 200 tipos de mutaciones, de las que se explicaran las  más frecuentes en nuestro país.

Desarrollo:

En un sujeto normal, los glóbulos rojos tienen una duración de 120 días de vida. Cada día, el cuerpo produce nuevos glóbulos rojos para reemplazar los que han muerto o los que el cuerpo ha perdido.  En la talasemia, los glóbulos rojos se destruyen a una velocidad mayor generando anemia.

La talasemia ¨Es un trastorno sanguíneo que se transmite de padres a hijos (hereditario) en el cual el cuerpo produce una forma anormal de hemoglobina, la proteína en los glóbulos rojos que transporta el oxígeno¨. (Policlinicalacibis.es,. 2015).

Esta hemoglobina está compuesta por cuatro cadenas de polipeptidos, dos cadenas de globina alfa y dos cadenas de globina beta. Por lo que hay dos tipos de talasemia principales – talasemia alfa y talasemia beta – cuyo nombre viene de los defectos que pueden ocurrir en estas cadenas de proteínas.

Hay dos copias del gen que produce la hemoglobina α (HBA1 y HBA2), y cada uno codifica una cadena α, y ambos genes están localizados en el cromosoma16. El gen que codifica las cadenas β (HBB) está localizado en el cromosoma 11.  (Es.wikipedia.org,. 2015). 

 

 

hemo2

Figura 1: Molécula de hemoglobina. Estructura cuaternaria de globinas. Fundrepa.org

Lo que genera las siguientes patologías:

  1. Alfa talasemia:cuando el cuerpo tiene dificultades produciendo alfa globina
  2. Beta talasemia:cuando el cuerpo tiene dificultades produciendo beta globina

En la α-talasemia, el gen HBA1  y HBA2, del cromosoma 16,  hay una deficiencia de síntesis de cadenas α. El resultado es un exceso de cadenas β que trasportan deficientemente el oxígeno, lo que conduce a bajas concentraciones de O2 (hipoxemia).

Paralelamente, en la β-talasemia  hay una falta de cadenas β, y el consiguiente exceso de cadenas alfa, que puede formar agregados insolubles que se adhieren a la membrana de los eritrocitos, pudiendo causar la muerte de éstos y sus precursores, originando anemia de tipo hemolítico.

Estas compensaciones  dan lugar a la formación de hemoglobinas inestables que provocan la destrucción de los glóbulos rojos y por lo tanto anemia. (Es.wikipedia.org,. 2015).

La talasemia se transmite de manera autosómica recesiva, afectando a los varones y mujeres igualmente, pues no implica el cromosoma de sexo  y se da cuando existe un defecto en un gen que ayuda a controlar la síntesis de una de las proteínas globulina  alfa o globulina beta  que componen la hemoglobina.

Sin título

Google.com.ar,. (2015)

 

Como se explico anteriormente, hay diversas formas de talasemia y cada tipo tiene muchos subtipos diferentes. Tanto la talasemia α como la talasemia β,  abarcan las siguientes dos formas, dependiendo la severidad de los síntomas:

  1. Talasemia menor.
  2. Talasemia mayor.

La talasemia menor se presenta  si uno recibe  el gen defectuoso  de solo uno de los padres. Las personas con esta forma de trastorno  son portadoras de la enfermedad y por lo general no tienen síntomas. En cambio, es necesario heredar el gen defectuoso de ambos padres para padecer la talasemia mayor.

Esta enfermedad está provocada por deleciones en uno o varios genes de los que componen los grupos de la α-globina y la β-globina. Según la cantidad de deleciones,  el tipo de talasemia será más o menos grave.

Existen otras deleciones  como resultado de entrecruzamientos desequilibrados entre los segmentos duplicados presentes en la región de la agrupación. (Es.wikipedia.org,. 2015).

Entrecruzamiento_desequilibrado (1)

Imagen de entrecruzamiento desequilibrado. Upload.wikimedia.org,. (2015)

 

Talasemia alfa:

La talasemia alfa ocurre cuando un gen, o los dos genes relacionados con la proteína globina α  de la hemoglobina faltan o se han modificado, mutado.  La alfa globina se genera en el cromosoma 16, por lo tanto, si los dos genes que le indican al cromosoma 16 que produzca alfa globina no se encuentran o han mutado, se produce menos alfa globina. Esto afecta la hemoglobina y disminuye la capacidad de los glóbulos rojos de transportar oxígeno por el cuerpo.

 

 

“Se necesitan cuatro genes, dos de cada padre, para hacer cadenas de proteína alfa. Cuando faltan uno o más de los genes, se produce la talasemia alfa. Este gráfico describe los diferentes tipos de talasemia.”

 

Genes alfa que faltan Problema Síntomas de anemia Otros nombres
1 Portador silencioso Ninguno Talasemia alfa – 2 rasgos, talasemia alfa mínima
2 Rasgos Leve Talasemia alfa – 1 rasgo, talasemia alfa menor
3 Hemoglobina H Moderados Enfermedad de la hemoglobina H
4 Seria Mortal Hidropesía fetal con la Hemoglobina de Bart

Clevelandclinic.org,. (2015).

 

  • Portador silencioso de alfa talasemia: un alelo del gen de la cadena alfa está delecionado (los otros tres son normales).  Genotipo  -/α α/α
  • Portador de alfa talasemia:perdida de dos alelos α, de los genes de cadena alfa, cualquiera ambos del mismo cromosoma 16, llamaron una canceladura de los “cis” o uno de ambos cromosomas 16, llamado una canceladura “trans.” Genotipo: -/- α/α or -/α -/α.
  • Enfermedad de la hemoglobina H: perdida de tres alelos α de los dos  genes de la cadena alfa están delecionados. La enfermedad de la hemoglobina H, produce una anemia. Las personas que tienen la enfermedad de la hemoglobina H corren un mayor riesgo de tener un hijo con alfa talasemia grave, puesto que son portadores de un cromosoma número 16 con dos genes delecionados de la cadena alfa (deleción en cis). Genotipo: -/- -/α
  • Alfa talasemia grave:pérdida de los cuatro alelos α, de ambos  genes de la cadena alfa, lo que es tan grave que puede producirse la muerte dentro del útero (antes del nacimiento). Genotipo: -/- -/-

Todos los casos posibles de talasemia alfa, según la ausencia de uno, dos, tres o cuatro genes de la alfa globina. Es.wikipedia.org,. (2015).

 

 

Ventajas de la talasemia α:

La α-talasemia protege a los individuos que la portan frente a la malaria. La malaria o paludismo está producida por un parásito protista del género Plasmodium y es transmitida por un mosquito del género Anopheles. La protección frente a esta enfermedad por parte de los individuos que posee α-talasemia es debida a que Plasmodium sólo es capaz de parasitar a los eritrocitos sanos. Sin embargo, la sangre de alguien con este tipo de anemia presenta un número elevado de eritrocitos deformes por culpa de que la hemoglobina no está bien constituida y eso es esencial pues deja al parásito indefenso en la sangre permitiendo que nuestro sistema inmunitario acabe con él.

 

Talasemia Beta

Normalmente hay dos genes de globina beta, uno heredado  de cada padre. La talasemia beta es un cambio en uno o los dos genes de globina beta, localiza en el cromosoma 11. Las mutaciones pueden suprimir completamente (mutaciones β0) o disminuir (mutaciones β+ y β++) la producción de cadenas β globina, lo que resulta en un desequilibrio en la síntesis de cadenas de globina α/β.

La magnitud de este, es la determinante principal del fenotipo de la enfermedad, que abarca desde los individuos asintomáticos (β-Talasemia  menor o portador) que agrupa a los genotipos heterocigotos (β+/P o β0/P) y que corresponde a la forma más frecuente en nuestro país,  hasta los que dependen de transfusiones regulares para vivir (β talasemia mayor) que comprende a los genotipos homocigotos (β00 y β++) o dobles heterocigotos (β0+), y corresponde a las formas de mayor expresividad clínica.

Entre ambos extremos, se encuentran los pacientes con β talasemia intermedia (BTI), en los cuales las manifestaciones clínicas son variables.

 

Este gráfico describe los diferentes tipos de talasemia beta.

 

Genes beta afectados Problema Síntomas de anemia Otros nombres
1 Portador silencioso Leve
1 Rasgo Leve
2 Intermedia Moderado
2 Mayor Severo Anemia de Cooley

Clevelandclinic.org,. (2015).

 

También existen casos de deleciones de diversos tamaños que pueden afectar al gen de la beta globina o a la región de control del locus.

Mayoritariamente es una enfermedad hereditaria con un patrón autosómico recesivo, pero también existen algunos casos donde la herencia es autosómica dominante.

También existen dos variedades de beta-talasemia (mayor o menor) según sea un déficit total o parcial de la síntesis (dependiendo la severidad de los síntomas): la talasemia mayor (también conocida como anemia de Cooley o anemia del mediterráneo) que es más severa y la talasemia intermedia.

Beta talasemia grave o MAYOR u homocigota (anemia de Cooley): los dos genes de la cadena beta tienen deleciones, causando el tipo más grave de beta talasemia. Los pacientes que tienen talasemia grave pueden fabricar suficientes glóbulos rojos  por lo que necesitan frecuentes transfusiones de sangre y puede que no vivan mucho tiempo. Durante el primer año o dos primeros años de vida, pueden estar pálidos, irritables, tener poco apetito y padecer muchas infecciones. Sin tratamiento, aumenta el tamaño del hígado, del bazo y del corazón, y los huesos pueden volverse delgados y quebradizos, desarrollan hemosiderosis (depósito en todos los tejidos del hierro liberado tras la hemólisis). Es frecuente la presencia de cálculos biliares por la hemólisis crónica. Adquieren un color pardo-verdoso por la anemia, la ictericia (la hemólisis libera bilirrubina que produce un color amarillo en la piel y mucosas) y la hemosiderosis. Se detiene el crecimiento, se retrasa la pubertad. Y finalmente se produce un fallo cardíaco.

Actualmente algunos pacientes pueden también ser tratados, e incluso curados, mediante un transplante de médula ósea.

 

Beta talasemia leve o característica de talasemia – un gen beta tiene una deleción, provocando anemia. La talasemia leve se divide en:

1.-Talasemia mínima  (la persona tiene pocos o ningún síntoma).

2.-Talasemia intermedia  (la persona tiene una anemia de moderada a grave).

 

-Beta Talasemia Intermedia: Se designa así al síndrome talasémico de moderada intensidad, que condiciona la aparición de una anemia leve y alteraciones óseas. Presentan sintomatología clínica y requieren transfusiones de sangre durante alguna época de su vida, pueden desarrollar hemosiderosis. Sus manifestaciones no son tan graves como en los pacientes afectados de la forma mayor de la enfermedad.

-Beta talasemia heterocigota o menor (rasgo talasemico): aparece cuando sólo está afectada una de las copias del gen que codifica la cadena. Es la mutación del gen beta, caracterizada por unos hematíes elevada, con concentración de hemoglobina normal o disminuida y generalmente presenta un aumento de la Hb A2. Las personas portadoras de talasemia menor, no presentan manifestaciones clínicas, aunque en ocasiones pueden tener una ligera anemia que se pone de manifiesto al realizar un análisis. Los glóbulos rojos de los portadores del rasgo talasémico son más pequeños de lo normal. La talasemia menor está presente desde el nacimiento, permanece durante toda la vida y puede transmitirse de los padres a los hijos.

Las β-talasemias además de la deleción del gen de la β-globina, también pueden darse por otras causas como:

  • Mutaciones en el promotor que detienen o reducen su transcripción.
  • Mutaciones en los sitios de corte y empalme (splicing) que impiden la eliminación de losintrones.
  • Mutaciones en el sitio aceptor de poli-A que afectan al procesamiento del mesnajero ó mRNA.
  • Mutaciones de cambio en la pauta de lectura.

Es.wikipedia.org,. (2015).

O también pueden presentarse otras formas de talasemia beta cuando se hereda un gen para la beta talasemia en combinación con un gen de una variante hemoglobínica. Las más importantes son:

  • HbE: Si se hereda un gen de la HbE y uno de la beta talasemia, esta combinación es la responsable de la HbE-beta talasemia, apareciendo una anemia de moderada a severa similar a la beta talasemia intermedia.
  • HbS: beta talasemiaanemia falciforme. Si se hereda un gen de la HbS y otro de la beta talasemia, aparece la HbS-beta talasemia. es,. (2015).

 

Diagnostico para un paciente talasemico:

El diagnostico se puede realizar  con una única muestra de sangre, realizando:

  • Cuadro Hemático Completo (CBC), que incluye la medición de la hemoglobina y la cantidad/ tamaño de células rojas. La gente que sufre de talasemia tiene menos cantidad de células rojas sanas, menos hemoglobina de lo normal y dichos eritrocitos serán más pequeños e irregulares. (hemograma completo).
  • Un recuento de reticulocitos (medición de células rojas jóvenes) puede indicar que tu médula espinal no está produciendo el número adecuado de células rojas.
  • Los estudios del hierro indicarán si la causa de la anemia es una deficiencia de hierro (anemia ferropenica) o talasemia.
  • Se pueden usar pruebas genéticas o análisis mutacional para diagnosticar cuando hay un historial familiar de talasemia.
  • Electroforesis de la hemoglobina: es unprocedimiento de laboratorio que diferencia los tipos de hemoglobina presentes.
  • El médico lleva a cabo un examen físico para buscar un bazo inflamado (agrandado).

 

DIAGNOSTICO MOLECULAR- PCR:

El PCR es un método sencillo para el clonaje in vitro de cualquier segmento de ADN permitiendo disponer de forma rápida, eficaz y económica, de cantidades suficientes del mismo para su  posterior estudio molecular. Mediante esta  técnica, se realiza  la detección de los genotipos causantes de β-talasemia, ya que permiten discriminar entre alelos normales y mutantes que difieren en una sola base.

El método Amplificación Refractaria de Sistemas de Mutaciones (ARMS-PCR) es una modificación de la técnica de PCR,  utilizada para la detección de mutaciones puntuales causantes de β-talasemia. Esta técnica permite la amplificación enzimática de alelos específicos, mediante el uso de cebadores que están diseñados para discriminar entre secuencias que difieren en una única base. Además, utiliza cebadores control que amplifican otra región del gen de β globina, cercana a la mutación que será detectada, actuando como control interno de amplificación asegurando la eficiencia de la PCR y evitando falsos negativos.

Este es un método basado en la reacción en cadena de la polimerasa, capaz de detectar diversas mutaciones puntuales y pequeñas deleciones o inserciones en el gen β globina, con el empleo de oligonucleótidos de secuencia específica.

 

 

Los productos obtenidos en la amplificación (PCR)  pueden analizarse mediante diversas técnicas:

 

https://www.google.com.ar/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=imgres&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjpnaK939zJAhXKGJAKHZ3FB_EQjRwICTAA&url=http%3A%2F%2Fslideplayer.es%2Fslide%2F138610%2F&psig=AFQjCNGlrHnc5wtOs65GHix5t_7SlnCBIQ&ust=1450230428015774

  • Dot blot: se utiliza para detección de mutaciones puntuales mediante muestras de ADN hibridadas con sondas marcadas radiactivamente específicas de ciertas regiones del ADN de estudio. Solamente las muestras portadoras de la región de interés se revelan (puntos oscuros).

 

  • Visualización del producto en geles de agarosa o poliacrilamida: se utiliza para separar los fragmentos de DNA basado en su tamaño.

http://slideplayer.es/slide/138610/

  • Análisis con enzimas de restricción: Las enzimas de restricción o endonucleasas, son enzimas que cortan los enlaces fosfodiester del material genético a partir de una secuencia que reconocen. Las mismas permiten cortar DNA de hebra doble, donde reconocen secuencias palindrómicas (secuencias que se leen igual en ambas direcciones).
  • Secuenciación directa del ADN amplificado: determinación del orden de los nucleótidos (ACG y T) en un oligonucleótido de ADN

 

Las mutaciones más frecuentes en la población argentina del gen de β-globina son CD39 e IVS1-110, las cuales se dan a conocer mediante la técnica de ARMS-PCR.

  • IVS-I-110 (G>A)
  • CD 39 (C>T),

El diagnóstico molecular de β-talasemia, puede ser útil para brindar el asesoramiento genético entre parejas portadoras. La técnica de ARMS-PCR, reúne los requisitos necesarios de los métodos de diagnóstico: alta especificidad, reproducibilidad y bajo costo. Por lo tanto constituye un método eficaz para el diagnóstico de β-talasemia en pacientes sin posibilidad de estudio familiar, debido a la falta de uno de los padres.

Esta técnica no sólo permite detectar la mutación causante del padecimiento, sino también determinar si se encuentran en estado homocigoto o heterocigoto.

Los pacientes portadores de éstas (hetrerocigotos β/ βCD39 y β/βIVS1-110) y otras mutaciones β-talasémicas, son generalmente (salvo complicaciones) asintomáticos. Sin embargo, en estado homocigótico producen cuadros clínicos de mayor gravedad (Anemia de Cooley). De aquí la importancia de detectar a los individuos portadores, y en especial, aquellas parejas con probabilidades de concebir hijos con talasemia mayor, teniendo en cuenta las complicaciones que conlleva la herencia de dicha condición.  (Qbpatologica.files.wordpress.com,. 2015).

Tratamiento:

Los tratamientos estándar para los pacientes con talasemias serias son las transfusiones de sangre, quelación de hierro, extirpación del bazo, dosis diarias de ácido fólico, posible extirpación quirúrgica de la vesícula biliar, y trasplante de médula.

  • Las transfusiones de sangre cada 4 meses en los pacientes con talasemias moderadas o severas, y cada 2 a 4 semanas para los pacientes con talasemia seria beta. Se pueden necesitar transfusiones ocasionales para la enfermedad de la hemoglobina H o la talasemia intermedia beta.
  • La quelación del hierro: extirpación del exceso de hierro del cuerpo. Uno de los riesgos de las transfusiones de sangre es que pueden causar una sobrecarga de hierro, que a su vez puede causar enfermedades del corazón.
  • Esplenectomía(extirpación del bazo)
  • El trasplante de la médula espinal
  • Terapia génica: para lograr que un gen normal se inserte en un genoma del individuo con dicha enfermedad hereditaria.

Factores de riesgo:

  • Etnicidad afroamericana, asiática, china o mediterránea.
  • Antecedentes familiares del trastorno.

 

Incidencia

Las talasemias alfa ocurren con mayor frecuencia en personas del sudeste asiático, Medio Oriente, China y en aquellas de ascendencia africana. Las talasemias beta ocurren en personas de origen mediterráneo, y en menor grado, los chinos, otros asiáticos y afroamericanos.

 

Conclusión:

Luego de llevar a cabo la presente monografía,  se pude considerar que la talasemia es una enfermedad muy distribuida por el mundo, muy poco conocida por la población, aunque con una gran incidencia.

Estando al tanto de la gran distribución mundial de esta enfermedad, y la gran variedad de formas en las que se puede presentar,  es importante dar a conocer la misma, y que sean detectados y alertados por sus médicos aquellos individuos portadores,  en especial, aquellas parejas con probabilidades de concebir hijos con talasemia mayor, teniendo en cuenta las complicaciones que conlleva la herencia de dicha condición.


 

Bibliografía:

·   Bragos, M. (2015). Diagnostico molecular: aplicaciones en hemoglobina.. [online] Available at: https://fundatal.files.wordpress.com/2011/07/diagnostico-molecular-dra-bragos.pdf  [Accessed 15 Nov. 2015].

·   Clevelandclinic.org,. (2015). Las Talasemias. Retrieved 14 November 2015, from http://www.clevelandclinic.org/health/shic/html/s14508.asp

·   Es.wikipedia.org,. (2015). Eritrocito. Retrieved 15 November 2015, from https://es.wikipedia.org/wiki/Eritrocito

·   Exactas-unam.dyndns.org,. (2015). Retrieved 16 November 2015, from http://exactas-unam.dyndns.org/recyt/images/stories/Descargas/Rev14/6_acosta.pdf

·   Fundatal.files.wordpress.com,. (2015). Retrieved 15 November 2015, from https://fundatal.files.wordpress.com/2011/07/diagnostico-molecular-dra-bragos.pdf

Google.com.ar,. (2015). Resultado de imágenes de Google para

·   Qbpatologica.files.wordpress.com,. (2015). Retrieved 15 November 2015, from https://qbpatologica.files.wordpress.com/2013/06/2010-diagnostico-molecular-de-mutaciones-beta-talasc3a9micas-genotipos-complejos.pdf

·   Scielo.org.ar,. (2015). Retrieved 15 November 2015, from http://www.scielo.org.ar/pdf/recyt/n14/n14a06.pdf

 

Parálisis Periódica Hiperkalémica (HYPP) en equinos. Monografías de alumnos

En esta ocasión les dejo la monografìa realizada por la alumna Betiana Tscherig acerca de la  Parálisis Periódica Hiperkalémica (HYPP) en equinos y su forma de diagnóstico por técnicas de biología molecuar. Espero les sirva a todos aquellos en el camino de aprender y los interesados en aprender sobre el tema

Saludos

Gaby

Tscherig. Imagen 2

Escuela de Medicina Veterinaria y Producción agroindustrial.

Parálisis Periódica Hipercalémica (HYPP) en Equinos.

Curso de Genética básica a cargo de Iglesias, Gabriela, año 2015.

Alumna Tscherig Betiana.

 

Parálisis periódica hipercalémica (HYPP) en equinos.

 

Con la presente monografía se darán a conocer con detalles, aspectos propios de la Parálisis Periódica Hipercalémica (HYPP) haciendo especial hincapié en el área genética. Se trata de una enfermedad genética de tipo autosómica dominante presente en los equinos que básicamente afecta los canales de sodio en las células del músculo y la capacidad para regular los niveles de potasio en la sangre.

Esta enfermedad presenta una amplia variedad de síntomas clínicos y se generalizó cuando los criadores trataron de producir caballos con musculatura pesada. Hipótesis que posteriormente se descartó.

Se debe tener presente que dicha afección no solo se produce en equinos sino que también lo hace en los seres humanos, en los cuales se denomina Gamstorp adynamy episódica.

Características propias de la Parálisis Periódica Hipercalémica.

 

Herencia.

La Parálisis Periódica Hipercalémica es una enfermedad muscular que se presenta en los descendientes del semental  Cuarto de Milla “Impressive” (AQHA 767246), oriundo Oklahoma, Estados Unidos. El semen de este equino fue seleccionado y utilizado de manera intensa gracias a las cualidades de conformación de dicho semental, desconociendo aún la mutación. Tal es así que a partir del año 2003 se registraron más de 55.000 equinos vivos relacionados en su genealogía con Imprenssive (según registros de la AQHA), pero se sabe que contribuyó a la composición genética de 2.9 millones de caballos registrados (Rudolph et al., 1992).

En la actualidad se dice que la Parálisis Periódica Hipercalémia equina se presenta en 1 de cada 50 caballos cuarto de milla. También se ha reportado su presencia en varias líneas de caballos tales como Apaloosa y Pintos (Church 1995, Rudolph et a/, 1992).

En 1996, el Dr. Naylor sugirió como hipótesis que las anomalías en la transmisión del potencial de membrana de los caballos HYPP-positivo podrían conducir a la hipertrofia muscular característica en esta línea. Doctores expertos de la Universidad de California Davis y de la Universidad de Valberg, Minnesota, llevaron a cabo los análisis musculares para apoyar o refutar esta hipótesis mediante biopsias del músculo glúteo pero no encontraron ninguna diferencia en cuanto al porcentaje de contracción, edades o tamaño de las fibras y ninguna asociación con la gravedad clínica. Por lo tanto, su investigación descartó la hipótesis del Dr. Naylor.

 

Características genéticas.

La parálisis periódica hipercaliémica (HYPP) es una enfermedad genética de herencia autosómica dominante, es decir que es requerida una sola copia del gen (alelo) para que se presente la enfermedad.

Durante un estudio genético llevado a cabo en Stichting Klinisch Genetisch Centrum de Leiden (Holanda) en humanos se determinó que la enfermedad está causada por mutaciones en el gen SCN4A, que codifica la subunidad alfa (α) del canal de sodio muscular o canal de tipo IV. Se trata de una proteína transmembrana de 1.836 aminoácidos que, junto a la subunidad beta (β) del canal, media la permeabilidad de las membranas musculares excitables a los iones de sodio. El canal adopta conformaciones abiertas o cerradas en función de las diferencias de voltaje y el sodio pasa a través del poro de acuerdo con su gradiente electroquímico. El gen, que tiene 24 exones y se localiza en el cromosoma 17q23.3, fue identificado como la causa de la enfermedad mediante cartografía genética y análisis mutacional. (B. Narberhaus; 2008)

Normalmente para evitar que el músculo se contraiga continuamente, el canal de sodio se cierra mediante su compuerta de inactivación rápidamente después de que se abra y tome contacto con el ion. Con el tiempo, los iones de potasio salen de las células musculares, repolarizando así a las células y provocando el bombeo de calcio fuera del aparato contráctil para relajar el músculo. (Ganong, 2010)

Mediante el estudio génico de Narberhaus y otros investigadores, se determinó además que se presenta un cambio en heterocigosis, una transición nucleotídica de Citocina a Timina en el exón 13 del gen, que resulta en una sustitución aminoacídica de treonina (Thr) a metionina (Met) en el residuo 704 de la proteína (c.2111C>T, p.Thr704Met).

En cambio, en el equino esta mutación de punto consiste en una sustitución de Citosina a Guanina en el gen que codifica el dominio transmembranal de la sub-unidad alfa del canal de sodio muscular. El intercambio de citosina por guanina de la proteína SCN4A resulta en la sustitución de un residuo fenilalanina por leucina el cual es más pequeño que el residuo de la fenilalanina, resultando fisiológicamente o electroquímicamente en la fuga del ion sodio, a través del poro de la membrana celular que debería permanecer cerrado cuando no está bajo estimulación nerviosa (que generaría una contracción muscular) (Reynolds, 1997). La mutación en esta especie fue aislada en 1994 por investigadores de la Universidad de Pittsburgh, con una subvención de diversas organizaciones de equinos; los mismos desarrollaron un análisis de sangre el cual es utilizado actualmente para la identificación de los individuos afectados.

Las mutaciones, alteran la estructura normal y la función del canal de sodio e interrumpen de este modo la regulación de la contracción muscular, originando así cierta susceptibilidad a los episodios de parálisis del mismo.

“La sustitución aminoacídica impide la inactivación del canal que sigue normalmente a un potencial de acción, dando lugar a un flujo incontrolado de sodio hacia el interior de la fibra muscular. Como consecuencia, la fibra se despolariza activando la entrada de calcio desde el retículo sarcoplasmatico para causar la contracción del músculo, impidiendo la generación de nuevos potenciales de acción. La entrada masiva de sodio dentro de las células provoca una salida de potasio que explica los niveles aumentados de este catión en sangre que son característicos de la enfermedad.” (B. Narberhaus; 2008)

El fallo de los canales de sodio para inactivar correctamente se ve favorecido frente a  factores como el estrés o cuando los niveles de potasio en la sangre fluctúan. Esto último puede ocurrir con el ayuno seguido por el consumo de un alimento rico en potasio, como la alfalfa. (ucdavis.edu., 2015)

Descendencia.

Desde el año 1998, la AQHA (American Quarter Horse) exige revelar la condición genotípica de la HYPP en los documentos de registro de todos los potros que descienden de alguna línea genética identificada como portadora del gen portador. Si un potro y sus progenitores no han sido analizados para el gen HYPP, los documentos de registro deberán llevar la leyenda: “Este caballo tiene un ancestro conocido como portador del gen HYPP, designado de a cuerdo a las reglas de la AQHA como un defecto genético. La AQHA recomienda realizar el examen respectivo para confirmar la presencia o ausencia de este gen” (Crabbe, 1998).

Según los resultados de los análisis realizados a los equinos para el gen HYPP el documento de registro del animal llevará la designación “N/N”, “N/H” o “H/H”. (Ayala, M., 2005)

Homocigota recesivo: N/N. resulta negativo para la enfermedad, lo cual significa que no es portador del gen HYPP y por ende no lo transmiten, aunque sean descendientes de Impressive.

Heterocigota: N/H. si tiene una copia o alelo del gen el caballo resulta positivo a la mutación. Estos caballos se ven afectados en un grado menor.

Homocigota dominante: H/H. Si tiene dos alelos del gen. Darán lugar a toda la descendencia que lleva el gen defectuoso, independientemente del estado del otro progenitor. El fenotipo se muestra como severamente afectado.

Se concluye con esto que los animales homocigótos para la mutación (H/H) son severamente más afectados que los heterocigótos (N/H) (Beech et al., 1993) y por esto se deben de tener en cuenta las siguientes posibilidades de apareamiento:

  • Un equino (♂ o ♀) heterocigótico para la mutación (N/H), tiene un 50% de probabilidad de transmitir una copia del gen anormal (H) a su descendencia cuando es apareado con un equino normal (N/N) mientras que el otro 50% lleva la mutación (N/H).
  • Un equino (♂ o ♀) heterocigótico para la mutación (N/H), tiene un 75% de probabilidad de procrear un potro con HYPP (50% N/H; 25% H/H), cuando es apareado con otro equino también heterocigótico (N/H)
  • Un equino (♂ o ♀) homocigótico para la mutación (H/H), tiene un 100% de probabilidad de procrear un potro con HYPP (100% N/H), cuando es apareado con un equino normal (N/N). . (Ayala, M., 2005)

De esta forma, sólo cruzando animales sanos (N/N), previamente detectados por diagnóstico molecular de Parálisis Periódica Hipercalémica, podría reducirse la incidencia de la mutación y eventualmente eliminarse (Naylor, et al. 1999, Spier, et al. 1990), a la vez que se conservan los rasgos deseables de la línea del semental Impressive. (Spier, 1993).

Sintomatología.

 

Los síntomas principales de la enfermedad en el animal son la rigidez, tremor (hiperexcitabilidad) o debilidad muscular, prolapso del tercer párpado, relincho anormal (por afección de los músculos de la laringe) y convulsiones en ocasiones acompañadas de parálisis de músculos respiratorios y cardiacos que pueden derivar en la muerte por falla cardiaca o respiratoria (Bowling et al., 1996). Estos síntomas se manifiestan principalmente en la etapa adulta de los animales afectados, pero pueden aparecer algunos de ellos  entre los dos a tres años de edad dependiendo de la influencia que tienen las prácticas de manejo como el transporte y la alimentación que estimulan dicha alteración (dado que puede ser agravada por incremento de potasio o frío). Factores como la edad, el género, y la cantidad de músculo no son importantes para la predicción de síntomas HYPP.

 

La HYPP en ocasiones es confundida con el síndrome de cólico ya que los animales afectados normalmente caen por la debilidad muscular, presentando similar incoordinación de las extremidades y los sonidos respiratorios. Pero a diferencia del cólico, la duración de una convulsión es muy rápida y el caballo está totalmente normal después de la recuperación. (ucdavis.edu, 2010)

El ataque convulsivo se produce cuando el potasio sale de la célula al torrente sanguíneo y la célula se llena de sodio produciendo una alteración en la conducción eléctrica hacia los músculos, esto surge como mecanismo compensatorio fisiológico para tratar de evitar el acumulo excesivo de cargas positivas en el interior de la célula. Los equinos son plenamente conscientes y lúcidos durante un ataque. (ucdavis.edu, 2010)

Así mismo, se han reportado manifestaciones subclínicas de animales afectados. (Citado por Moreno Chapa, J. 2007)

 

Diagnostico de la enfermedad

Una forma de llegar al diagnóstico de la enfermedad es analizando una muestra de sangre conservada en citrato sódico tomada durante uno de los ataques, para confirmar la hipercalemia, ya que en ese momento siempre se manifiesta un repentino incremento en la concentración de potasio en suero (por arriba de 8 a 9 mEq/L). Tal aumento indica que se ha alterado la entrada y salida convencional del electrolito. (Wikipedia, 2014)

El genotipo de los individuos también puede determinarse mediante una Prueba de Reacción en Cadena de  Polimerasa y Polimorfismo de Longitud en Fragmentos de Digestión (PCR-RFLP), que consiste en una amplificación in vitro de un fragmento específico del gen (Ácido DesoxirriboNucléico -ADN) del canal de sodio seguida de una separación electroforética de los productos de PCR digeridos por la enzima de restricción Taq I de los productos amplificados (Rudolph et al., 1992). De esta forma, para distinguir entre un individuo que presenta una mutación y otro que no, se elige la enzima de restricción que reconozca su sitio de corte (en un genotipo u otro), de forma que el corte se efectúe sólo en los individuos de un genotipo determinado. Posteriormente se visualizara este polimorfismo de longitud de fragmento de restricción (RFLP) del ADN amplificado a través de un corrimiento electroforético en gel de agarosa (Rudolph et al. 1992) mostrando en una o dos bandas los productos de PCR digeridos (Griffiths et al 1995, Puertas 1999). Esta técnica muestra una precisión de 99% (citado por Moreno, J. 2007 desde Bowling et al. 1996).

El fragmento del gen donde se da la mutación a través de la amplificación originada por la enzima termoestable Taq polimerasa, proveniente de una bacteria (Thermus aquaticus),  efectúa el proceso de polimerización de una cadena complementaria de ADN, obteniéndose millones de copias del fragmento de interés. (citado por Moreno, J.)

“La enzima de restricción Taq I lo corta si no existe la mutación, originando dos fragmentos, mientras que si la hay sólo se genera un fragmento para encontrar la mutación dentro del gen específico. Esto consiste en una amplificación de un fragmento específico del gen del canal de sodio, el cual es después digerido con una endonucleasa (enzima de restricción Taq l) que lo corta si no existe la mutación, originando dos fragmentos, mientras que si la hay solo se genera un fragmento” (Rudolph et al. 1992).

Los iniciadores a utilizar permiten la amplificación, por la técnica de Reacción en Cadena de la Polimerasa, de la secuencia correspondiente al segmento del gen donde ocurre la mutación, específicamente en la base nitrogenada 2188 de su ADNc. Los iniciadores de PCR son los siguientes (Rudolph et al. 1992):

IVS2F: 5′-GGGGAGTGTGTGCTCAAGATG-3′

IVS3R: 5′-AATGGACAGGATGACAACCAC-3′

La mezcla de reacción se ejecuta mediante el empleo del estuche para PCR Taq & Go para la amplificación.

Para llevar a cabo la verificación del genotipo las bandas observadas por efecto de la digestión de los productos de PCR por la enzima de restricción, deben evidenciar los siguientes genotipos (Rudholp et al. 1992):

  • Normal (homocigoto recesivo, N/N): una banda de 64 pares de bases (pb) y una banda de 28 pb.
  • Afectado (heterocigoto, N/H): una banda de 92 pb, una de 64 pb y una de 28 p.b.
  • Afectado (homocigoto dominante, H/H): una banda de 92 pb. (Figura 6 del anexo)

Tratamiento.

Los equinos afectados pueden ser tratados con  posibilidad de reducir los signos clínicos, pero el grado que ayuda a tratamiento médico varía entre los individuos. No existe una cura.

Algunos, se ven más afectados por la enfermedad que otros y algunos ataques serán más graves que otros, incluso en el mismo individuo.

Para un atraque leve el tratamiento indicado es un poco de ejercicio, ingestión de alimentos ricos en carbohidratos o suplementados con glucosa. Se pueden necesitar diuréticos como la furosemida para detener los ataques. Acetazolamida y diuréticos de tiazida, tales como clorotiazida también son eficaces.

En cambio, el tratamiento para un ataque severo usualmente consiste en la administración intravenosa de reconstituyentes de dextrosa, calcio y sodio. El calcio intravenoso disminuye la actividad de los canales de sodio pudiendo detener los ataques. (Carlos, J., 2015)

La glucosa por vía intravenosa y la insulina estimula la captación de potasio en la célula por la Na-K ATPasa y pueden reducir la debilidad sin una pérdida de potasio corporal total.

 

Se debe considerar también, la implementación de las buenas prácticas en las explotaciones equinas tales como inocuidad de alimento de los equinos; salud e higiene del personal; calidad del agua de bebida de los equinos; programa para el control de fauna nociva; manejo de excretas y uso apropiado de medicamentos veterinarios (después de realizado el diagnóstico) siendo utilizados de acuerdo a las recomendaciones, dosis, tiempos de retiro y caducidad. (Carlos, J., 2015)

A modo de conclusión y síntesis.

En los pacientes con mutaciones en SCN4A, el canal no es capaz de inactivar, la conductancia de sodio es sostenido y el músculo permanece permanentemente tensa. Como la placa de extremo del motor es despolarizadas, más señales al contrato no tienen ningún efecto. La condición es hiperpotasemia debido a una concentración de iones de potasio extracelular alta hará que sea aún más desfavorable para el potasio a salir de la celda con el fin de repolarise que el potencial de reposo, y esto aún más prolonga la conductancia de sodio y mantiene el músculo contraído. Por lo tanto, la gravedad se reduciría si las concentraciones de iones de potasio extracelulares se mantienen bajos.

Ésta mutación no se originó como el producto de endogamia, sino que se empezó a manifestar debido a las cruzas selectivas de buscar animales con mejor musculatura (Moreno, J., 2007). Además, como la HYPP es una enfermedad de herencia dominante puede transmitirse a otras razas de caballos que utilicen Cuarto de Milla en su conformación genética.

Dada la propagación de la enfermedad en el mundo se vuelve más relevante la identificación del genotipo de los equinos para determinar así cuan intensa puede llegar a ser la afección que se presenta con mayor intensidad a los caballos homocigoto dominante (H/H) que los heterocigotos (N/H) y que solamente queda exento de padecerla aquel que posea el gen el homocigoto recesivo (N/N).

 

Anexo

Tscherig. Imagen 1.

 

Tscherig. Imagen 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figura 1: Fotografia del semental  Impressive (1969-1995) de raza Cuarto de Milla. Campeón y padre de caballos campeones en conformación.

 

Tscherig. Imagen 3

 

Figura 2: Extraída del artículo Parálisis periódica hipercaliémica: presentación de una familia española con la mutación p.Thr704Met en el gen SCN4A en el cual se muestra el ideograma del cromosoma y un esquema del gen que se presenta de manera similar en los equinos.

 

 

 

Tscherig. Imagen 4

Figura 3: Ejemplo de interpretación de resultados del tratamiento de los productos de PCR con la enzima de restricción Taq I. Se muestra los genotipos homocigoto dominante (normal, NN) en el carril 1, heterocigoto (portador, NH) en el carril 2 y homocigoto recesivo (afectado, HH) en el carril 3. Se utilizó el marcador de peso molecular Hiperladder V para verificar el tamaño de los productos de PCR (Moreno Chapa, J. 2007).

Tscherig. Imagen 5

 

Figura 4. Ejemplo de visualización en el fotodocumentador  Fluor- S Multimager*1 (Bio- Rad) de la purificación de ADN a partir de muestras sanguíneas. Carriles 1 y 10: Marcador de peso molecular; carriles 2 a 8: productos de PCR; Carril 9: control negativo. Puede verse que todas las muestras, excepto la del carril 3,(quizá debido a errores de preparación de la mezcla de reacción para PCR siendo ideal que se repitiera el proceso de amplificación)  mostraron el producto de PCR esperado de 92 p. b. (Moreno Chapa, J . 2007)

 

Tscherig.Imagen 6

 

Figura 5: Ejemplo de visualización de análisis RFLP. Puede verse que la Muestra 1 tiene las bandas de 92 y 64 pb., mientras que la muestra 2 solo tiene la banda de 64 pb. La banda de la muestra 3 es un dímero de iniciador. (Moreno Chapa, J., 2007)

Bibliografía

-Ayala, M. (2005) Prevalencia del gen de la Parálisis Periódica Hipercalémica Equina (HYPP) en Avances en la investigación científica en el CUCBA. Jalisco, México. pp 588-591.

 

– Ayala,-Valldovinos, MA.; Anguiano-Estrella R.; Galindo-García, J.; Sánchez-Chiprés DR.; Duifhuis-Rivera, T. (2002). Prevalencia del gen de la parálisis periódica hipercalémica (hypp) equina y del gen del síndrome overo letal blanco (olws) en caballos importados a México. De http://comvepebc.com/wp-content/uploads/2015/07/Prevalencia-de-los-genes-HYPP-y-OLWS-en-Caballos-Importados-a-M-%C2%AExico.pdf/

                                                         

– Ayala-Valdovinos MA, Villagómez, DAF, Galindo-García J, y Sánchez-Chiprés DR. Diagnóstico molecular (PCR-RFL) de parálisis periódica hipercaliémica equina. XXV Congreso Anual de la Asociación Mexicana de Médicos Veterinarios Especialistas en Equinos, A. C. Octubre 8-11 de 2003:141–144. México.

 

-Carlos, J. (2015). Alcances del Diagnóstico Veterinario: El uso de técnicas moleculares. Lavet. Retrieved 16 November 2015, de

Alcances del Diagnóstico Veterinario: El uso de técnicas moleculares

 

– Barrett, K., (2010). Ganong Fisiología Médica. Edición 23a. México, D.F.Editorial Mcgraw-Hill. Sección II. pp: 93-114.

 

-Moreno Chapa, J.,(2007) Determinación alélica de la mutación causante de la parálisis periódica hipercalémica en caballos cuarto de milla y sus cruzas en el noreste de méxico. Tesis de grado de Maestro en Ciencias veterinarias. México, Universidad autónoma de Nuevo León, Facultad de medicina veterinaria y zootecnia.

– Narberhaus, B; Cormand, B.; Cuenca-León, E; Ribasés, M; Monells J. (2008) Parálisis periódica hipercaliémica: presentación de una familia española con la mutación p.Thr704Met en el gen SCN4A. Neurología. 23(7):427-435

-Naylor, J; Niquel, DD; Trimiño, G.; Lightfoot K; Adams, G. (1999) Hyperkalaemic periodic paralysis in homozygous and heterozygous horses: a co-dominant genetic condition en Equine Veterinary. Volumen 31, número 2, Marzo 1999. pp 153-159.

 

-Pirila R, Lehmus S, Somer H, Baumann P. (2002) Hyperkalemic periodic paralysis. Duodecim.118(14):1475-9.5.

 

-Rudolph, J; Spier, S; Byrns, G; Rojas, C; Bernoco, D y Hoffman. (1992). Parálisis Periódica en Caballos Cuarto de milla: una mutación en el canal de sodio difundida por la crianza selectiva. Nature Genetics. 2, 144-147.

 

-Spier, J. (1999) Current facts about Hyperkalemic Periodic Paralysis in horse (hypp) disease. O desde http://www.vgl.ucdavis.edu/-lvmillon/hypp.html./

-Spier, SJ, Carlson, GP, Holliday, TA, et al (1990). La parálisis periódica hipercaliémica en caballos. J Am Vet Med Assoc. 197. Pp 1009-1017. De http://www.vgl.ucdavis.edu/services/hypp.php/

 

-Spier SJ. (1993). Current facts about hyperkalemic periodic parálisis (HYPP) disease. The Quarter Horse Journal. April1993. pp 60-63.

 

http://www.equisan.com//

 

https://www.vgl.ucdavis.edu// (Página oficial Universidad de California, Davis: Medicina Veterinaria.)

 

http://www.aqha.com//

http://www.horsetesting.com/Equine/Genetic_Disease/HYPP.asp (Hyperkalemic Periodic Paralysis Disease)