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miR-323-3p circulante es un biomarcador de cardiomiopatía y un indicador de variabilidad fenotípica en pacientes de ataxia de Friedreich

 

Marta Seco-Cervera, José Santiago Ibañez-Cabellos, Daymé González-Rodríguez, José Luis García-Giménez, Federico V Pallardó

Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Raras
Instituto de Investigación Sanitaria INCLIVA
Dept. Fisiología. Facultat de Medicina i Odontologia. Universitat de València

 

biomarcador de cardiomiopatía

Estructura molecular de un microARN. Imagen: 2jxv. QuteMol.

La ataxia de Friedreich (FRDA; OMIM 229300) es una enfermedad mitocondrial neurodegenerativa con una herencia autosómica recesiva, aunque dentro de las ataxias hereditarias es la más prevalente. A pesar de este último hecho, se considera una enfermedad rara o poco frecuente con un debut en la infancia y presenta una progresiva pérdida de las neuronas sensitivas en el ganglio dorsal de la raíz y la columna posterior de la médula. Además de presentar alteraciones en el sistema nervioso periférico (Harding, 1981; Pandolfo, 2009), el sistema nervioso central también está afectado, detectando alteraciones en el núcleo dentado del cerebelo de estos pacientes (Koeppen, 2011). Al mismo tiempo de estas características neurológicas, otras enfermedades concomitantes se han descrito en pacientes de FRDA. Así, los pacientes de FRDA pueden presentar, además de mostrar las características neurológicas, escoliosis, diabetes tipo II y cardiomiopatía hipertrófica (Durr, 1996; Delatycki, 1999). Esta última es la principal causa de muerte en pacientes de FRDA.  El fenotipo observado en pacientes de FRDA está causado por una alteración en el número de repeticiones del tripéptido guanina-adenina-adenina (GAA) en el primer intrón del gen FXN que codifica para la proteína frataxina. En el caso de la ataxia de Friedreich las repeticiones fluctúan entre 44 y 1700 y generan la disminución de expresión de la proteína frataxina (Pandolfo, 2009; Sharma, 2004). La función principal de frataxina no está claramente corroborada, sin embargo, esta proteína se ha visto implicada en diversas funciones como la de almacenaje de hierro o la formación de los clústeres hierro-azufre (Puccio, 2001; Rotig, 1997). Este tipo de ataxia, presenta diferencias en las características clínicas, así como en la progresión de la enfermedad. Además, la presencia de enfermedades concomitantes incrementa la complejidad de esta neuropatía, por lo que se está incrementando el estudio de posibles biomarcadores pronóstico de esta enfermedad. No obstante, no existen biomarcadores fiables que puedan estratificar los pacientes según su enfermedad/es concomitante/s (diabetes, escoliosis y cardiomiopatía hipertrófica).

Los microARNs (miARN) son pequeñas secuencias de 22 nucleótidos localizadas en regiones intragénicas y/o intrínsecas de transcritos que codifican para proteínas. Tras su procesamiento por el complejo Drosha-DGCR8 (Gregory, 2004) y Dicer (Chantrel-Groussard, 2001), dos hebras complementarias se generan y una es incorporada al complejo de silenciamiento inducido de ARN (Bartel, 2004). Este complejo se une por complementariedad a la secuencia de ARN mensajero de la proteína diana controlando su degradación, y por tanto los niveles de proteína. Estas pequeñas moléculas genómicas han sido descritas como biomarcadores de diferentes enfermedades y ha sido descrita su implicación en el desarrollo y correcto funcionamiento del sistema nervioso (Fiore, 2011). Por ello, el estudio de los perfiles de expresión de estos miARN puede proporcionar más conocimiento acerca de los mecanismos patológicos de las enfermedades neurodegenerativas además de servir como biomarcadores de progresión de la enfermedad y monitorización de los tratamientos que se utilicen durante los ensayos clínicos.

En el análisis del miRNoma de las muestras de plasma encontramos siete miARN circulantes que tienen expresión diferencial entre pacientes de ataxia de Friedreich y sujetos control (hsa-miR-128-3p, hsa-miR-625-3p, hsa-miR-130b-5p, hsa-miR-151a-5p, hsa-miR-330-3p, hsa-miR-323a-3p, hsa-miR-142-3p). Además, al realizar análisis para estratificar los pacientes encontramos que el mir-323a-3p presenta niveles más elevados en aquellos pacientes con cardiomiopatía hipertrófica con una alta sensibilidad (88.9%) y una aceptable especificidad (62.5%). Este miARN puede ayudar a los clínicos en la generación de algoritmos que predigan la cardiomiopatía en este tipo de enfermos, contribuyendo a un diagnóstico y pronóstico temprano previo a la detección por procedimientos estándar.

Referencia: Seco-Cervera, M. et al. Circulating miR-323-3p is a biomarker for cardiomyopathy and an indicator of phenotypic variability in Friedreich’s ataxia patients. Sci Rep. 2017 Jul 12;7(1):5237. doi: 10.1038/s41598-017-04996-9.

Biografía:

Bartel DP. MicroRNAs: genomics, biogenesis, mechanism, and function. Cell. 2004 Jan 23;116(2):281-97.

Chantrel-Groussard K, et al. Disabled early recruitment of antioxidant defenses in Friedreich’s ataxia. Hum Mol Genet. 2001 Sep 15;10(19):2061-7.

Delatycki MB, et al. Clinical and genetic study of  Friedreich ataxia in an Australian population. Am J Med Genet. 1999 Nov 19;87(2):168-74.

Dürr A, et al. Clinical and genetic abnormalities in patients with Friedreich’s ataxia. N Engl J Med. 1996 Oct 17;335(16):1169-75.

Fiore R, et al. MicroRNA function in the nervous system. Prog Mol Biol Transl Sci. 2011;102:47-100. doi: 10.1016/B978-0-12-415795-8.00004-0

Gregory RI, et al. The Microprocessor complex mediates the genesis of microRNAs. Nature. 2004 Nov 11;432(7014):235-40.

Harding AE. Friedreich’s ataxia: a clinical and genetic study of 90 families with an analysis of early diagnostic criteria and intrafamilial clustering of clinical features. Brain. 1981 Sep;104(3):589-620.

Koeppen AH. Friedreich’s ataxia: pathology, pathogenesis, and molecular genetics. J Neurol Sci. 2011 Apr 15;303(1-2):1-12.doi: 10.1016/j.jns.2011.01.010

Pandolfo M. Friedreich ataxia: the clinical picture. J Neurol. 2009 Mar;256 Suppl 1:3-8.doi: 10.1007/s00415-009-1002-3.

Puccio H, et al. Mouse models for Friedreich ataxia exhibit cardiomyopathy, sensory nerve defect and Fe-S enzyme deficiency followed by intramitochondrial iron deposits. Nat Genet. 2001 Feb;27(2):181-6

Rötig A, et al. Aconitase and mitochondrial iron-sulphur protein deficiency in Friedreich ataxia. Nat Genet. 1997 Oct;17(2):215-7.

Sharma R, et al. Friedreich ataxia in carriers of unstable borderline GAA triplet-repeat alleles. Ann Neurol. 2004 Dec;56(6):898-901.

 

 

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