Cibic Laboratorios ha incorporado el estudio de la expansión hexanucleotídica GGGGCC (G4C2) en el gen C9orf72, asociada a la esclerosis lateral amiotrófica (ELA) y la demencia frontotemporal (DFT). El análisis se realiza mediante RP‑PCR seguida de electroforesis capilar, metodología que permite detectar la presencia de alelos expandidos.

La esclerosis lateral amiotrófica (ELA) y la demencia frontotemporal (DFT) son enfermedades neurodegenerativas progresivas que actualmente se consideran parte de un mismo espectro clínico debido a sus características clínicas, neuropatológicas y genéticas compartidas. La expansión hexanucleotídica de C9orf72 constituye una de las causas genéticas más frecuentes de ELA y DFT, especialmente en poblaciones de ascendencia europea. Su frecuencia varía considerablemente según la población estudiada y es mayor en las formas familiares, aunque también puede identificarse en pacientes sin antecedentes familiares conocidos.

En el amplio estudio multicéntrico de Majounie y colaboradores, se detectó aproximadamente en el 39 % de los pacientes de ascendencia europea con ELA familiar y en el 7 % de aquellos con ELA esporádica, así como en el 25 % de los pacientes con DFT familiar y en el 6 % de los casos esporádicos (4).

El número de repeticiones del motivo G4C2 presenta una amplia variabilidad en la población, desde alelos con pocas repeticiones hasta expansiones que pueden superar las 4000 unidades. Los alelos no expandidos suelen presentar entre 2 y 24 repeticiones. Sin embargo, se han propuesto distintos rangos para definir alelos intermedios o de significado incierto, algunos de los cuales se encuentran dentro del rango de repeticiones observado en alelos no expandidos. La significancia clínica de estos alelos aún no está completamente establecida (5).

La expansión del motivo G4C2 produce neurodegeneración mediante mecanismos combinados de pérdida y ganancia de función. Entre ellos se incluyen la disminución de la expresión de C9orf72, la formación de focos nucleares de ARN y la producción de proteínas de repetición de dipéptidos (DPRs) mediante traducción asociada a repeticiones sin codón de inicio (RAN), procesos que alteran la homeostasis celular y favorecen la degeneración neuronal (Imagen 1) (2, 3).

Imagen 1. Estructura del gen C9orf72 y principales mecanismos propuestos de toxicidad asociados a la expansión G4C2.(Ranganathan R, Haque S, Coley K, Shepheard S, Cooper-Knock J, Kirby J. Multifaceted Genes in Amyotrophic Lateral Sclerosis-Frontotemporal Dementia).
Debido al elevado contenido de GC y al gran tamaño que pueden alcanzar las expansiones, la PCR convencional presenta limitaciones para su detección. Por este motivo, la metodología de elección combina Gene-Specific PCR y Repeat-Primed PCR (RP-PCR). Esta última incorpora un cebador específico para la secuencia repetitiva que genera un patrón característico de picos separados por seis pares de bases (“patrón en diente de sierra”) durante la electroforesis capilar (Imagen 2), permitiendo detectar expansiones incluso cuando no pueden amplificarse completamente.
La RP-PCR permite estimar el número de repeticiones G4C2 a partir del tamaño de los productos obtenidos. Sin embargo, por encima de aproximadamente 145 repeticiones, la resolución de los fragmentos no permite determinar su tamaño con suficiente precisión. Por este motivo, las expansiones mayores a 145 repeticiones se informan como >145 G4C2, sin asignar un número exacto de repeticiones.

Imagen 2. Electroferograma correspondiente a una muestra con expansión G4C2.

En síntesis, la expansión de C9orf72 constituye una causa genética relevante tanto en las formas familiares de ELA y DFT como en pacientes sin antecedentes familiares conocidos. Debido a su naturaleza y al gran tamaño que puede alcanzar, su detección y caracterización requieren metodologías específicas, como la RP-PCR seguida de electroforesis capilar, que permiten identificar expansiones que pueden superar ampliamente el rango de amplificación convencional. La indicación y la interpretación del estudio deben integrarse con las características clínicas y los antecedentes familiares del paciente, acompañadas de asesoramiento genético antes y después de la prueba.

Prestación disponible en CIBIC Laboratorios:

Referencias:

1. DeJesus-Hernandez M, et al. Expanded GGGGCC hexanucleotide repeat in noncoding region of C9ORF72 causes chromosome 9p-linked FTD and ALS. Neuron. 2011;72(2):245-256.
2. Renton AE, et al. A hexanucleotide repeat expansion in C9ORF72 is the cause of chromosome 9p21-linked ALS-FTD. Neuron. 2011;72(2):257-268.
3. Balendra R, Isaacs AM. C9orf72-mediated ALS and FTD: multiple pathways to disease. Nat Rev Neurol. 2018;14(9):544-558.
4. Majounie E, et al. Frequency of the C9orf72 hexanucleotide repeat expansion in patients with amyotrophic lateral sclerosis and frontotemporal dementia: a cross-sectional study. Lancet Neurol. 2012;11(4):323-330.
5. GeneReviews®. Gossye H, Engelborghs S, Van Broeckhoven C, van der Zee J.. C9orf72 Frontotemporal Dementia and/or Amyotrophic Lateral Sclerosis. University of Washington, Seattle. NCBI Bookshelf. Created: January 8, 2015; Updated: December 17, 2020
6. Ranganathan R, Haque S, Coley K, Shepheard S, Cooper-Knock J, Kirby J. Multifaceted Genes in Amyotrophic Lateral Sclerosis-Frontotemporal Dementia. AmplideX® PCR/CE C9orf72 Kit – Protocol Guide. Asuragen

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Sección: Biología Molecular
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