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ResumenVarios estudios han demostrado la existencia de cierta influencia materna en la transmisión de la diabetes sacarina no insulinodependiente (DSNID). Las encefalopatías mitocondriales constituyen un grupo de enfermedades que se heredan por vía materna y se caracterizan por una serie de defectos en el ADN mitocondrial. La diabetes es una característica que presentan algunos de estos trastornos. Por lo tanto, se ha formulado la hipótesis de que las mutaciones en el ADN mitocondrial desempeñarían algún papel en los pacientes que padecen diabetes sin signos de enfermedad neurológica.Investigaciones recientes confirman que un punto específico de mutación en la codificación genética del ARNt para la leucina segrega junto con la diabetes y la sordera de origen neurológico en familias del Reino Unido, Holanda, Francia y Japón. Estos resultados aún no han sido confirmados por nuestros estudios en la población italiana.En cambio, en amplias genealogías con DSNID y sordera se ha demostrado que hay un cambio de adenina (A) por guanina (G) en la posición 3243 de los nucleótidos (PN) del gen ARNt Leu (UUR) del ADN mitocondrial.Nuestro equipo ha identificado dicha mutación en un niño que sufría atrofia óptica y retardo mental, y también en su madre diabética. Estos datos señalan la expresión fenotípica variable de la mutación PN 3243 del ADN mitocondrial. Es necesario continuar las investigaciones para conocer el papel que desempeñan los defectos de los genes mitocondriales en la diabetes y el sustrato fisiopatológico de la intolerancia a la glucosa.Recientemente, los defectos en el ADN mitocondrial fueron reconocidos como causa de diabetes.1,2 El genoma mitocondrial es el único ADN extracromosómico de la célula humana. Las mitocondrias contienen su propia información genética, que es de transmisión exclusivamente materna. Las células contienen miles de mitocondrias; cada una de esas organelas alberga a su vez entre 2 y 10 copias de ADN mitocondrial, molécula circular con una longitud de 16 569 pares de bases. El ADN mitocondrial codifica 13 subunidades de la cadena respiratoria y 2 ARNs, así como también 22 ARN de transferencia necesarios para la síntesis de las proteínas intramitocondriales. Aún se desconoce la verdadera incidencia de los defectos del ADN mitocondrial sobre la diabetes. Uno de los factores principales que limitan la identificación de los pacientes es la complejidad de la genética mitocondrial. El genoma mitocondrial se hereda exclusivamente por vía materna; existen múltiples copias de ADN mitocondrial en una sola mitocondria y potencialmente miles de copias en una única célula. En la mayoría de los pacientes se verifica una mezcla de ADN mitocondrial con mutaciones y ADN mitocondrial salvaje, situación conocida como heteroplasmia. La proporción entre el ADN mitocondrial con mutaciones y el salvaje (porcentaje de heteroplasêmia) puede variar en gran medida de un tejido a otro. El porcentaje de heteroplasmia es alto en los tejidos posmitóticos como el músculo y las células beta. En cambio, es bajo en los tejidos que se dividen aceleradamente como la sangre.4 Este hecho posee repercusiones en la detección de mutaciones nuevas, dado que la secuenciación puede identificar de manera confiable mutaciones relacionadas con altos niveles de heteroplasmia, por ejemplo, superiores al 40%.Al inicio de esta década se detectaron algunas variaciones del genoma mitocondrial. Se encontró que estaban asociadas con múltiples neuromiopatías como la debilidad muscular neurogénica, ataxia y retinitis pigmentaria o la epilepsia mioclónica y fibras rojas estriadas rasgadas, entre otras (figura 1).5(INSERTAR LA FIGURA 1: rigofig1a.gif, rigofig1b.gif)Figura 1. DEAF, hipoacusia. MELAS, miopatíaitocondrial, encefalopatía, acidosis láctica y episodios similares a un accidente cerebrovascular. NARP, neuromiopatía, ataxia y retinitis pigmentaria. MERRF, epilepsia mioclónica y fibras estriadas rasgadas.La intolerancia a la glucosa de la DSNID se presenta en algunas personas con miopatía de origen mitocondrial. Se han reportado casos de familias en las que se evidenciaba la cosegregación de la miopatía y la DSNID.6 Se han identificado tanto puntos de mutación en el ADN mitocondrial como cambios en el ordenamiento de las bases.7En 1992, Ballinger y sus colaboradores elevaron un informe en el cual afirmaban que la diabetes familiar con sordera era provocada por la deleción de 10.4 kb (kilobases) del ADN mitocondrial.1 Posteriormente, varios estudios demostraron que en algunos pacientes con DSNID con la diabetes heredada por vía materna y sordera, se objetivaba un cambio de G por A en la PN 3423 del gen ARNt Leu (UUR) codificado en el ADN mitocondrial (figura 2). La misma mutación se asocia comúnmente con una enfermedad neuromuscular grave llamada miopatía mitocondrial, encefalopatía, acidosis láctica y episodios similares a un accidente cerebrovascular (figura 1).2 (INSERTAR LA FIGURA 2: rigolifig2.gif)Figura 2. Se señala la transición de A a G en la posición 3243 de los nucleótidos en el asa que corresponde a la dihidrouridina.Entonces, Maassen y colaboradores8 propusieron a la Diabetes de Herencia Materna con Sordera (DHMS) como un nuevo subtipo de diabetes, con las siguientes características: herencia por vía materna, hipoacusia perceptiva (frecuencias > 5 kHz), índice de masa corporal < 25 kg/m2 y edad de inicio de la enfermedad entre los 25 y 35 años (rango de 8 a 69) (tabla 1).(INSERTAR LA TABLA 1; LA DIRECCION ES: Q:\USUARIOS\EXPERTOS\CORRECCI\RIGOLIL\RIGOLTAB.DOC) Tanto Van den Ouveland y cols.9 como Reardon y cols.10 informaron la asociación entre el cambio A3243G y la DSNID. La prevalencia del cambio A3243G es baja en pacientes diabéticos no seleccionados (0.5% - 1.5%) pero elevada en los enfermos diabéticos que cuentan con antecedentes familiares positivos (hasta 10%).11Debido a que no se disponía de datos acerca de la presencia de la citada mutación en Italia, hemos decidido emprender una búsqueda sistematizada en una muestra representativa de nuestra población con DSNID.12Del total de personas que concurren a nuestra clínica de atención de diabetes estudiamos 231 pacientes sucesivos con DSNID no relacionados, de los cuales 123 pertenecían al sexo masculino. Todos ellos habían nacido en Sicila o en Calabria (en el sur de Italia) y eran de origen itálico. Ciento dieciocho (51%) contaban al menos con un progenitor diabético; en 72 casos, era la madre; en 15, el padre; y en los restantes 31, ambos padres sufrían la enfermedad.Ninguno de ellos presentaba evidencia clínica de sordera importante ni de enfermedades neurológicas. A fin de detectar la mutación en la PN 3243, se prepararon los nucleótidos para la prueba de PCR (reacción en cadena de la polimerasa) con el propósito de amplificar la región correspondiente a los nucleótidos 2770 a 3456.No hemos hallado ningún sujeto con la mutación 3243 en el ADN mitocondrial en el total de las personas con DSNID incluidas en el estudio. Además, entre los pacientes con el subtipo DHMS, tampoco hemos logrado identificar a ningún portador de la mutación buscada.La discrepancia en los informes previos puede explicarse por las diferencias étnicas entre la población examinada y otras poblaciones estudiadas o por el empleo de diversos métodos de reclutamiento.Por el contrario, hemos descripto una familia del sur de Italia portadora de la mutación en la PN 3243, que evidenciaba diferentes fenotipos de expresión de la enfermedad, inclusive DSNID como característica principal.13 Se identificó a la familia a través de los pacientes que concurrían a la Unidad de Genética Médica de nuestro Departamento de Pediatría y presentaban DSNID en tres o más generaciones. El genograma demostró la transmisión por vía materna de la DSNID que afectaba a tres de sus miembros. No se registraron antecedentes familiares de consanguinidad (figura 3).(INSERTAR LA FIGURA 3: rigolifig3.gif) Figura 3. Genograma de la familia que proporcionó la evidencia para la diabetes sacarina de herencia materna con sordera. Los números romanos indican las generaciones. Se señala con una cruz a los pacientes cuyo ADN fue analizado. Cuadrado vacío, varones; círculo vacío, mujeres; círculo lleno, diabetes sacarina tipo 2 y sordera; círculo semilleno, diabetes sacarina tipo 2; círculo o cuadrado 1/4 lleno, atrofia óptica.La mujer I-2 presentó hipoacusia de percepción a los 35 años. Su diabetes se manifestó a los 48 años y pudo controlarse con dieta e hipoglucemiantes orales hasta los 55, momento en el cual requirió inyecciones de insulina. Falleció a los 75 años a causa de un infarto de miocardio.La paciente II-1 evidenció sordera y diabetes tipo 2 a los 35 y 50 años, respectivamente. La diabetes fue tratada con hipoglucemiantes orales. La mujer falleció a los 60 años debido a una afección cardíaca inespecífica.La mujer II-2, de 50 años, perteneciente a la segunda generación, fue diagnosticada como portadora de DSNID a los 47 años de edad y tratada con terapia hipoglucemiante por vía oral.Las mujeres I-2, II-1 y II-2 no presentaron antecedentes ni signos de enfermedades oftalmológicas ni neuro+lógicas.La paciente III-1, una adolescente de 14 años de edad, nació luego de un embarazo cronológicamente prolongado. Las pautas madurativas se desarrollaron del siguiente modo: se sentó a los 13 meses, pronunció las primeras palabras a los 18 meses y caminó a los 2 años y medio. La menarca se produjo con retraso, a los 14 años, y los períodos menstruales fueron regulares. A los 6 años la niña había comenzado con dificultades en la visin y se le diagnosticó atrofia óptica bilateral.El paciente III-3, un niño de 9 años, pudo permanecer sentado sin ayuda recién a los 12 meses, pronunciar las primeras palabras a los 24 meses y caminar al año y medio. A los 5 años su agudeza visual comenzó a desmejorar y a los 7 presentaba un franco deterioro. El diagnóstico fue atrofia óptica bilateral. En la tomografía computarizada de cerebro se verificó atrofia cerebral leve.El paciente III-2, un varón de 12 años, y la paciente III-4, una niña de 6, eran sanos al menos en apariencia. No se constató en ellos ningún signo de atrofia óptica.Todos los sujetos de la segunda y tercera generación fueron sometidos a varios controles audiométricos y metabólicos.El diagnóstico de DSNID se basó en los criterios de la Organización Mundial de la Salud.14Mediante el método de la PCR se rastreó la existencia de la deleción de 10.4 kb y de mutaciones en las PN 3243, 7445 y 11778 en el ADN mitocondrial de 6 personas emparentadas.La mutación en la PN 3243 del gen mitocondrial ARNt Leu (UUR) se identificó en un niño afectado por atrofia óptica y retardo mental y en su madre diabética (figura 4). No se encontraron otras mutaciones ni deleciones.(INSERTAR LA FIGURA 4: rigolifig4.gif) Figura 4. Análisis molecular de la posición 3243 de los nucleótidos, en 6 miembros de la familia. En la prueba PCR se utilizó ApaI; la electroforesis se realizó sobre gel de agar al 2.5% y como tinción se utilizó bromuro de etidio. La mutación en el ADN mitocondrial en la posición 3243 da como resultado bandas adicionales en las posiciones 473 213 de las bases. En la familia que analizamos, los fenotipos clínicos de dos sujetos que portaban la transición en la PN 3243 A a G son diferentes. De hecho, la mujer II-2 padecía diabetes sacarina tipo 2 pero su hijo no. Este perfil, aparentemente confuso, puede explicarse porque el niño e de menor edad que el promedio de los individuos con diagnóstico de DSNID. Por lo tanto, este paciente podría presentar hiperglucemia en el futuro. Además, la persona III-3 padecía atrofia óptica y retardo mental leve al igual que la III-1.Resulta difícil definir el papel de la mutación en la PN 3243 en el varón III-3 que sufría atrofia óptica y retardo mental. Sin embargo, la mutación en la PN 3243 del ADN mitocondrial también se ha asociado con el síndrome VACTERL.15 La asociación VACTERL de defectos vertebrales, anales, cardiovasculares, traqueoesofágicos, renales y de los miembros es uno de los trastornos congénitos más comunes, con alteraciones en las extremidades, que se inicia durante la blastogénesis. Sin embargo, Stone DL informó que la mutación mitocondrial en la PN 3243 no es una causa común de la asociación VACTERL.16De esta manera, son varios los estudios que confirman que el papel de la mutación en la PN 3243 del ADN mitocondrial aún es desconocido.La asociación de la mutación en ese mismo punto con síndromes notablemente diferentes resulta inexplicable. La diferencia en el fenotipo clínico puede estar determinada por la presencia de mutaciones adicionales en el ADN mitocondrial de los pacientes con DSNID y sordera, debido a que se ha identificado un número de mutaciones potencialmente patógenas en algunas genealogías no descriptas anteriormente.17,18No se ha identificado ninguna de estas mutaciones adicionales en el ADN mitocondrial de otras estirpes portadoras del subtipo de diabetes DHMS con la utilización de la secuenciación directa de los fragmentos de ADN mitocondrial de doble hélice. Tampoco se recabaron datos positivos con el procedimiento diferencial que emplea oligonucleótidos, que permite detectar con facilidad bajos niveles de heteroplasmia (menores o iguales al 5%).19Esto significa que, probablemente, el fenotipo clínico de la DHMS esté determinado sólo por la mutación del ARNt Leu (UUR). Las mutaciones adicionales no contribuirían de manera notable a la configuración del fenotipo clínico sino que serían polimorfismos. El estudio de la genética mitocondrial se torna complejo ya que las células pueden contener mezclas de ADN mitocondrial normal y de ADN con mutaciones (heteroplasmia) y, además, el grado de heteroplasmia puede ser diferente de un tejido a otro.4Bibliografía1. Ballinger SW, Shoffner Jm, Hedaya EV et al. «Maternally transmitted diabetes and deafness with a 10.4 kb mitochondrial DNA deletion», Nat Genet 1:11-15, 1992.2. Van den Ouweland JMW, Lemkes HHPJ, Ruitenbeek W et al. «Mutation in mitochondrial tRNA Leu (UUR) gene in a large pedigree with maternally transmitted typle 2 diabetes mellitus and deafness», Nat Genet 1:368-371, 1992.3. Gerbitz KD, van den Ouweland JMW, Maassen JA et al. «Mitochondrial diabetes mellitus: a review», Biochem Biophys Acta 1271:253-260, 1995.4. Lynn S. Wardell T, Johnson MA et al. «Mitochondrial diabetes. Investigation and identification of a novel mutation», Diabetes 47:1800-1802, 1998.5. Wallace DC. «Diseases of the mitochondrial DNA», Ann. Rev. 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Conclusión breve
Principal: Genética Humana, 