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Introducción a las bases genéticas y moleculares

La enfermedad de Huntington es causada por una mutación resultante en la repetición CAG (poliglutamina) en la proteína del Huntington, huntingtina, almacenada en el brazo corto del cromosoma 4. Los residuos de poliglutamato (poli-Q) son altamente tóxicos para las células neuronales cuando entran al núcleo. Los mecanismos por los cuales inducen la neurodegeneración incluyen la unión de la proteína anormal (huntingtina) a la adenofosfatasa monofosfato cíclica, que hace que falte la capacidad para iniciar la transcripción de otros genes, que son necesarios para la actividad de la acetiltransferasa e inhiben la acetilasa de la histona, lo cual altera el sistema ubiquitina-proteosoma, con la posterior manifestación de la enfermedad.

Por la extensión de las poliglutaminas, se expresa la huntingtina, que se caracteriza por poseer glutaminas extra en el extremo terminal de la proteína, lo cual la hace antiapoptótica. La proteína mutante entra en el núcleo, pierde su función antiapoptótica y genera productos tóxicos. Se cree que posiblemente sea la responsable del déficit neurotrófico, debido a la fusión anormal de las vesículas, las inclusiones amiloideas en las células estriatales y su relación con factores neurotróficos (BDNF). La tasa de formación de fibrinas amiloides aumenta a medida que las repeticiones poli-Q se expanden de un grado normal a uno mutante, lo cual lleva a proponer que los procesos de agregación son fundamentales en la patogénesis de la enfermedad de Huntington. Una proteína anormal, con más de 36-40 repeticiones del triplete, produce una enfermedad clínica de Huntington.

Según la expansión individual de CAG, puede existir una anticipación genética que produzca un inicio más temprano de la enfermedad. En una gran expansión de tripletes, por encima de 60, se presenta el 4% del total del espectro de mutaciones y la aparición antes de los 20 años. La enfermedad juvenil de Huntington tiene una frecuencia estimada en 8 a 10% de los casos. El transmisor es el padre en 70% a 80% de los casos. Cuando la expansión de tripletes se da por encima de 80-100, se da un cuadro clínico con aparición por debajo de los 10 años (5% de todos los casos) y una progresión devastadora. Estos individuos tienen una presentación atípica con problemas en el aprendizaje, rigidez, distonía y convulsiones. En contraste con otras enfermedades genéticas, la variabilidad de la repetición de tripletes apunta a un espectro neurobiológico y comportamental, asociado a una carga genética importante. La compleja interacción de este defecto genético particular con múltiples factores ambientales, implica que existan múltiples fenotipos entre pacientes con la misma enfermedad. De ahí que lo tradicionalmente conocido para la enfermedad de Huntington, corea más demencia, no se encuentre fácilmente en los estadios iniciales de la enfermedad.

Huntingtina y enfermedad de Huntington

La Huntingtina (Htt) es una proteína que posee un segmento poliQ a partir del residuo 17, seguido de un segmento de repeticiones de prolina, cerca del extremo N-terminal. En condiciones normales, el segmento poli Q puede contener de 9 a 36 repeticiones CAG (rango normal: 11-27); en función de ello, la proteína presenta un tamaño aproximado de 3.136 aminoácidos y una masa molecular de 348kDa. El gen que la codifica (IT15) se encuentra en el brazo corto del cromosoma 4 (4p16.3) y fue caracterizado en 1993. Dicha proteína contiene múltiples regiones que son importantes para la interacción con otras proteínas, entre ellas, Htt asociada a proteína 1 (HAP-1), interacción de la Htt con proteína 1 ó 2 (HIP-1, HIP-2), gliceraldehído 3 fosfato deshidrogenasa y calmodulina. Está presente en el núcleo, citoplasma, dendritas, terminales nerviosos de neuronas, así como asociada a numerosos orgánulos, como el aparato de Golgi, el retículo endoplásmico y la mitocondria. Se expresa de forma ubicua, y se encuentra tanto en el sistema nervioso (neuronas y glía) como en una gran variedad de tejidos (hígado, páncreas, testículos, etc.).

Se han evidenciado diferentes dimensiones en la elongación del triplete CAG en los tejidos estudiados o áreas cerebrales analizadas. Así, dentro del tejido nervioso, su longitud es menor en el cerebelo respecto de la corteza frontal y cuerpo estriado (parte subcortical del prosencéfalo).
Diferentes estudios han puesto de manifiesto las múltiples funciones que se le atribuyen a la Htt, incluyendo, de forma general :
–  Participación en el desarrollo embrionario de vertebrados.
–  Comunicación interneuronal y neurogénesis
– Regulación procesos del metabolismo energético
–  Regulación transcripcional.
–  Transporte intracelular.
–  Degradación celular.
La forma mutada de la Huntingtina (mHtt) se sitúa por encima de 36 tripletes en pacientes que padecen la enfermedad, es decir, por encima de ese rango normal antes señalado.

En 1987, se demostró que era la primera enfermedad genética humana con una penetrancia completa. Así, una cola poli Q de 29-34 glutaminas (premutación) no desarrolla fenotipo de enfermedad de Huntington, pero incrementa el riesgo de su aparición en la siguiente generación a través de la meiosis, mientras que colas poliQ con 35-39 glutaminas desencadenan la enfermedad con una penetrancia variable o incompleta, aumentándola en las generaciones siguientes. Todo esto se debe a la inestabilidad en la replicación cuando el número de tripletes es igual o superior a 28.

Estrés oxidativo y enfermedad de Huntington

El estrés oxidativo desempeña un papel importante en la patogénesis de las enfermedades neurodegenerativas, como la enfermedad de Huntington, la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad de Parkinson, la esclerosis lateral amiotrófica, la esclerosis múltiple, etc.
En el caso de la enfermedad de Huntington, los estudios ponen de manifiesto la presencia de estrés oxidativo, tanto en pacientes como en modelos con roedores. Dicho estrés oxidativo se caracteriza por un aumento en el daño al ADN (8OHdG), a las proteínas (grupos carbonilos y nitración de proteínas) y a los lípidos (malondialdehído, 4-hidroxinonenal y sustancias reactivas al ácido tiobarbitúrico), y una disminución en el contenido de glutatión reducido, así como un incremento en las enzimas antioxidantes como glutatión peroxidasa, catalasa y superóxido dismutasa. Según los datos disponibles, el desequilibrio oxidativo acontece antes de la aparición de los síntomas, lo que evidencia que el estrés oxidativo es un evento primario y no un fenómeno secundario al daño y muerte celular en este proceso, situación que avala el hecho de que las especies reactivas, tanto del oxígeno como del nitrógeno, desempeñan un papel central en la neurodegeneración. Adicionalmente, se ha mostrado la existencia de una correlación entre la gravedad de la enfermedad –según la Unified Huntington’s Disease Rating Scale- y los niveles de malondialdehído, lo que indica su posible potencial como biomarcador.
Este mismo grupo es el que  ha evidenciado la existencia de la correlación entre el número de tripletes CAG en el ADN mitocondrial de leucocitos de estos pacientes y la gravedad de la enfermedad, lo que apunta la posibilidad de que la longitud de repeticiones CAG pueda servir como índice de las enfermedades poli Q, de manera especial de la enfermedad de Huntington.
Por otro lado, se han detectado niveles reducidos de BDNF (factor neurotrófico del que dependen en gran medida las neuronas estriatales) en suero de pacientes con la enfermedad de Huntington mientras sus niveles pueden regularse como respuesta al estrés oxidativo y la producción de especies reactivas. Estudios experimentales han puesto de manifiesto una importante relación e interacción entre el tamaño de expansión de la cola poliQ, niveles de proteína mHtt, incremento de metabolitos tóxicos y mecanismos de toxicidad (estrés oxidativo, sucesos inflamatorios, etc.) que delimitan tanto las manifestaciones clínicas (penetrabilidad) de la enfermedad como el deterioro asociado a ella. Así, la intensidad de las modificaciones oxidativas es proporcional al número de repeticiones CAG en el polipéptido Htt-poli Q.

El daño oxidativo observado en estos pacientes puede atribuirse a la presencia de la mHtt. Así, los depóstios de mHtt provocan un incremento en los niveles de especies reactivas del oxígeno en neuronas y células no neuronales, situación que guarda perfecta concordancia con la característica de que estos acúmulos proteicos funcionan como centros dependientes del hierro de estrés oxidativo. Estas especies reactivas del oxígeno, debido a su localización en la matriz mitocondrial, a la falta de histonas y a sus mecanismos de reparación limitados, atacan al ADN mitocondrial. De hecho, en el Huntington se produce un aumento de las delecciones del ADN mitocondrial en los lóbulos temporal y frontal de la corteza. Así, estudios bioquímico-moleculares muestran alteraciones en la función mitocondrial de pacientes con enfermedad de Huntington. Una de estas alteraciones afecta a la cadena de transporte electrónico, concretamente a los complejos II y III. Esta situación origina un descenso significativo en la oxidación del succinato en su transformación a fumarato por acción de la succinato deshidrogenasa, así como una reducción en la producción de la síntesis de ATP. Esta alteración del metabolismo aerobio supone unas consecuencias fatales para la neurona.

Excitotoxicidad y enfermedad de Huntington

Estudios experimentales ponen de manifiesto que la excitotoxicidad guarda una estrecha relación con el estado oxidativo encontrado. Este binomio constituye la piedra angular de la patogénesis de este proceso patológico. Así, la excitotoxicidad desencadenada por glutamato en la enfermedad de Huntington se asocia a un incremento intracelular de ion calcio y especies reactivas del oxígeno y nitrógeno. Estudios en los modelos experimentales, anteriormente comentados, refuerzan estos datos, porque ponen de manifiesto este punto, así como el hecho de que la propia neurotoxicidad de los agentes disminuye el umbral de los receptores glutamatérgicos al glutamato, por lo que se requiere para su estimulación menor concentración de este neurotransmisor. Esto implica que menores concentraciones de glutamato serían capaces de desencadenar el fenómeno de la excitotoxicidad. Se trata éste de un punto de relevancia, debido a los resultados contradictorios obtenidos en los modelos experimentales, así como a la implicación de la vía corticoestriatal, que desempeña un papel importante en el desarrollo del fenotipo de dicha enfermedad. Es interesante tener presente que diferentes modelos de exón-1 son resistentes a la excitotoxicidad, probablemente debido a la activación de mecanismos compensatorios.
La elevación de calcio intracelular se traduce en la activación de la óxido nítrico sintasa neuronal o la óxido nítrico sintasa tipo I, y la consiguiente liberación de óxido nítrico. El óxido nítrico, un gas que actúa de segundo mensajero y que se ha involucrado en la plasticidad neuronal, se transformará en peroxinitrito tras reaccionar con el anión superóxido procedente de la cadena de transporte de electrones, así como de otras reacciones redox, como la establecida por la NADPH-oxidasa o la xantino oxidasa. Dichos sucesos, junto con el metabolismo de la dopamina, que puede sufrir un proceso de autooxidación, inducen un desequilibrio entre los sistemas oxidantes/antioxidantes a favor de los primeros y caracterizado por una producción y liberación excesiva de especies reactivas del oxígeno/especies reactivas del nitrógeno y un declive en los sistemas antioxidantes, tanto enzimáticos (superóxido dismutasa y glutatión peroxidasa) como no enzimáticos (glutatión reducido).

Recientes estudios han involucrado el estrés oxidativo presente en la activación del factor de transcripción Nrf2. Este factor modula la expresión de los denominados vitagenes, genes conservados en la evolución filogenética de la especie y que regulan la expresión de proteínas antioxidantes de citoprotección de fase II, como tiorredoxina/tiorredoxina reductasa 1, glutatión-S-transferasa, glutatión peroxidasa y superóxido dismutasa 1. Dicho factor se encuentra secuestrado en el citoplasma por la proteína Keap1. Este complejo puede separarse, entre otros fenómenos conocidos, por la acción de las especies reactivas del oxígeno sobre Keap1 o por la fosforilación de Nrf2, lo que da como resultado la liberación citoplasmática de Nrf2 y su consiguiente translocación al núcleo, donde induciría la transcripción de proteínas antioxidantes.
Un reciente estudio muestra que la mHtt activa estos genes relacionados con la respuesta antioxidante/reductora vía Nrf2-ARE. Está claro que en el curso natural y evolutivo de la enfermedad de Huntington esta respuesta es insuficiente, ya que, finalmente, se establece el daño oxidativo y la muerte neuronal.
Sin embargo, tiene gran relevancia, ya que con ella se abren nuevas perspectivas para estrategias terapéuticas que puedan llevar a un retraso en el inicio de la enfermedad o a un enlentecimiento en su evolución, mejorando con ello las expectativas de calidad de vida de los pacientes. Sin duda, y a la luz de las evidencias científicas, se requieren más estudios en esta línea.

Adicionalmente, se han mostrado evidencias de que el coactivador-1α de PPARg actúa como pieza clave en la protección neuronal frente al daño oxidativo involucrado en la patogénesis de la enfermedad de Huntington. PGC-1 α induce la transcripción de programas celulares regulando la respiración mitocondrial, la defensa frente al estrés oxidativo y la termogénesis adaptativa, situación que también posibilita la generación de nuevos focos calientes en los estudios de este proceso patológico ( posibles líneas de investigación para un eficaz tratamiento ).

Desequilibrio del circuito neuronal y neurotoxicidad

La expresión de la huntingtina no es exclusiva de las áreas cerebrales afectadas por la neurodegeneración. Se verifica que algún tipo de neurotransmisión puede contribuir en la pérdida neuronal preponderante en el cuerpo estriado. En la enfermedad de Huntington, la pérdida de neuronas del cuerpo estriado que presentan receptores D2 de la dopamina hace posible la inhibición gabaérgica en la parte externa del globo pálido, provoca la desinhibición del tálamo y el exceso de excitación del tálamo sobre la corteza motora. El aminoácido glutamato es el principal neurotransmisor excitante del sistema nervioso central y el cuerpo estriado recibe una densa estimulación glutamatérgica de la corteza. Las neuronas del estriado presentan receptores del glutamato en abundancia, principalmente los sensibles a la N-metil-D-aspartato (NMDA), que alteran la permeabilidad de los iones Ca2+, Na+ y K+.
 Los agonistas de los receptores de la NMDA provocan degeneración del cuerpo estriado y constituyen un modelo experimental. El aumento de la liberación del glutamato en el estriado puede contribuir en el estrés oxidativo a través de la inhibición por competitividad de la absorción del aminoácido cisteína, cuya disponibilidad es un factor limitante en la síntesis de glutatión; pero otros factores están implicados en la neurotoxicidad con intervención del glutamato. Modelos experimentales en animales transgénicos ponen de manifiesto un aumento de la sensibilidad al glutamato y potencial de reposo más despolarizado en el estriado. La disminución en la producción neuronal de ATP, determina el cierre de los canales y bombas iónicas dependientes de ATP, despolarizando la membrana y perjudicando la restauración del potencial de reposo. El bloqueo de los receptores NMDA por Mg2+, dependiente del potencial de membrana, se vuelve ineficaz, de manera que incluso bajas concentraciones de glutamato se vuelven capaces de activar a sus receptores, aumentando la concentración intracelular de Ca2+. El calcio puede participar en la muerte celular a través de mecanismos que implican la activación de la óxido nítrico sintetasa, la fosfolipasa A2 (PLA2), proteasa y proteincinasas. El aumento de la producción de óxido nítrico, que origina el potente radical peroxinitrito, contribuye en el aumento del estrés oxidativo y en la concentración de hierro libre. Igual que el Ca2+, la isquemia aumenta la actividad PLA, que resulta al aumentar la concentración de lípidos bioactivos como factor de activación plaquetaria (PAF) y prostaglandinas, que estimulan respectivamente la liberación de glutamato presináptico y en la glía, potenciando su excitotoxicidad. El PAF también produce contracción de las arterias cerebrales, disminuyendo la perfusión sanguínea, y a través de la activación de la proteincinasa C estimula más la activación de PLA2, constituyendo un ciclo vicioso que contribuye en la excitotoxicidad.

Estudios genéticos


La enfermedad de Huntington es un trastorno hereditario de transmisión autosómica dominante, cuyo gen posee una baja penetrancia en la infancia y juventud, y prácticamente completa (100%) en individuos de 70-80 años.
Gracias al análisis de numerosas familias americanas recogido en una amplia base de datos, se ha podido demostrar que los síntomas de la enfermedad tienden a aparecer en edades más tempranas a medida que avanzamos en las generaciones siguientes, especialmente si se transmite a través del padre, fenómeno denominado "anticipación".

La localización del gen es concreta, en el brazo corto del cromosoma 4. El exón 1 de este gen, llamado IT15, contiene una secuencia repetida de tripletes CAG, responsable directo de la enfermedad.
El gen IT15, de 200 kb de longitud, contiene en total 67 exones de los cuales el número 1, como hemos dicho antes, contiene una secuencia repetida de tripletes CAG muy polimórfica. Su tamaño varía entre 10 y 35 repeticiones en la población general, siendo los alelos más frecuentes aquellos que contienen entre 15 y 20 CAG. En los pacientes con enfermedad de Huntington, la longitud de esta secuencia está expandida, conteniendo 36 o más repeticiones. Las mutaciones por amplificación de una secuencia de repetición polimórfica se denominan mutaciones dinámicas, descritas por primera vez en 1990.
Atendiendo al número de repeticiones CAG del gen IT15 distinguimos tres tipos de alelos :
  1. Normales. Contienen entre 10 y 26 repeticiones
  2. Intermedios. Contienen entre 27 y 34 repeticiones. Las personas portadoras de estos alelos no desarrollan la enfermedad, pero debido a la inestabilidad de la secuencia CAG, existe un riesgo de que esta se expanda en sus hijos hasta alcanzar el rango patológico. Se denominan alelos mutables.
  3. Patológicos. Contienen 36 o más repeticiones. Las personas portadoras de estos alelos tienen un riesgo alto de desarrollar los síntomas de la enfermedad de Huntington a lo largo de su vida. Estos alelos patológicos se clasifican a su vez en dos grupos:

    • Alelos de baja penetrancia. Contienen entre 36 y 39 repeticiones CAG y sus portadores pueden no desarrollar la enfermedad, aún viviendo hasta la década de los ochenta.
    • Alelos de penetrancia completa. Contienen 40 o más repeticiones y se asocian a la presencia de manifestaciones clínicas.

El análisis del número de repeticiones CAG nos permite realizar un diagnóstico directo y seguro de la enfermedad, independientemente de la presencia o no de los síntomas.
En cuanto a la relación fenotipo-genotipo, el número de correlaciones CAG está en correlación inversa con la edad de comienzo de los síntomas de la enfermedad de Huntington. Las personas con una forma adulta de la enfermedad presentan generalmente tamaños que pueden variar entre los 40 y los 55 CAG, en tanto que las formas juveniles,frecuentemente, se asocian a expansiones mayores, superiores a las 60 repeticiones.
Tanto la enfermedad de Huntington como otras enfermedades de herencia dominante se expresan en heterocigotos ( personas portadoras de un alelo mutado y otro normal en el mismo locus). En circunstancias excepcionales (ambos padres afectados), una persona puede heredar las dos copias mutadas de un gen dominante. Por lo general, los homocigotos o portadores de doble dosis de enfermedades dominantes presentan una clínica mucho más grave y muy frecuentemente son letales. La enfermedad de Huntington es una de las pocas excepciones a esta regla, ya que los homocigotos son clínicamente semejantes a los heterocigotos, si bien se sospecha un inicio más temprano de los síntomas.
Hoy en día se considera que el tamaño de la secuencia CAG condiciona, aproximadamente, un 50-65 % de la variabilidad en la edad de comienzo de los síntomas de la enfermedad. Sin embargo, el efecto de esta secuencia es llamativamente inferior en personar con un número de repeticiones entre 40 y 50 repeticiones, que en aquellas con 50 o más.  Esta circunstancia sugiere que los factores modificadores, diferentes a la longitud de la secuencia, tienen un mayor impacto en aquellas personas con expansiones pequeñas, circunstancia que explicaría la amplia variabilidad en la edad de comienzo de los síntomas que se observa en pacientes con un número de repeticiones entre 40 y 45.

En relación a la anticipación genética (incremento de la gravedad o disminución de la edad de comienzo de los síntomas en generaciones sucesivas ), podemos decir que es un fenómeno predominante en el Huntington y en otras enfermedades causadas por mutaciones dinámicas. Su efecto depende del sexo del progenitor. En nuestro caso, la anticipación se produce más frecuentemente por transmisión del alelo mutado a través de la vía paterna, como consecuencia de la inestabilidad de la repetición CAG durante la espermatogénesis. Las expansiones grandes se producen casi exclusivamente a través del padre.
Cromosoma 4
Gen de la Htt






Estudios genéticos


  • Alelos intermedios y nuevas mutaciones: Más de un 25-30% de los casos diagnosticados no refieren antecedentes familiares. El análisis del gen IT15 en estas familias ha demostrado que gran parte de estos casos esporádicos son consecuencia de la expansión, hasta el rango patológico, de un alelo intermedio (27-35 repeticiones de CAG) presente en los padres. Estos alelos intermedios se transmiten preferentemente a través de la línea germinal de los varones y su inestabilidad se asocia a una edad avanzada paterna, circunstancia previamente descrita en otras enfermedades dominantes. De esta manera, se explica la existencia de nuevas mutaciones en  el Huntington, estimándose hoy en día una tasa en torno al 10 %.
Los alelos intermedios o secuencias CAG de longitud comprendida entre 27 y 35 repeticiones son relativamente frecuentes en la población general (1%-3,9%) y se consideran estables. Su frecuencia es mayor entre las familias con la enfermedad y presentan una clara tendencia a expandirse. Sin embargo, el riesgo de expansión está aún por determinar. Es posible que estas diferencias sean secundarias a la presencia de factores intrínsecos  al pool genético que define las poblaciones hasta ahora estudiadas.
  • Genes modificadores: La presencia en dos personas de una misma expansión de tripletes CAG en el gen del Huntington no se traduce, ni mucho menos, en la existencia de unas manifestaciones clínicas semejantes. Además del tamaño de la secuencia CAG, el inicio de los síntomas motores depende claramente de la presencia de otros genes y de factores ambientales cuya contribución se estima en un 40 y 60%,respectivamente, de la variabilidad residual.
Existen diversas publicaciones con resultados aparentemente positivos sobre genes implicados en diversos procesos celulares: transmisión glutaminérgica (GRIK, GRIN2A, GRIN2B), degradación de proteínas ( UCHL1), transcripción genética (TCERG1, TP53), respuesta al estrés oxidativ/ apoptosis celular (DFFB, MAP3K5,MAP2K6), mecanismo lipoproteico (APOE),tráfico axonal (HAP1) o metabolismo energético ( PPAEGC1A).Recientes investigaciones apuntan la posibilidad de que exista una asociación genética entre la edad de comienzo de los primeros síntomas característicos de la enfermedad de Huntington y el gen que mapea para la región promotora del factor de transcripción E2F2, denominado rs2742976. En concreto, los pacientes de Huntington que portan el alelo T de este gen muestran una menor expresión de este factor E2F2 en linfocitos T, lo que sugiere que la dependencia a la actividad transcripcional de E2F2 puede tener implicaciones con la patogénesis de la enfermedad (postulándose como un potencial factor modificador en el Huntington ).

E2F2 es un gen que codifica para un factor de transcripción con implicaciones en el ciclo celular, regulando la fase quiescente de los linfocitos T y sobre todo (en lo que atañe a esta enfermedad) tiene un importante papel en la diferenciación de los terminales neuronales.
El rs2742976 se localiza en un supuesto sitio de unión (STATX) en la región promotora del gen E2F2, existiendo una correlación entre el genotipo rs2742976 y la expresión del gen E2F2, siendo mayor en los individuos con el polimorfismo TT que los individuos GG. Esto quiere decir que la presencia del alelo T en el genotipo E2F2 rs2742976 indica una menor expresión del factor de transcripción E2F2, lo que a su vez está relacionado con una aparición más tardía de los síntomas propios del Huntington.

Modelos transgénicos

Para abordar los procesos de neurodegeneración acontecidos en el ser humano, como en la enfermedad de Huntington, son de gran utilidad y apoyo los modelos experimentales, tanto los que usan animales transgénicos como los inducidos por neurotóxicos, a pesar del salto filogenético que implica su uso.
Los modelos transgénicos desarrollan cuadros con gran similitud fenotípica, bioquímica y genética al ser humano, y muestran no sólo los cambios conductuales, tróficos y bioquímicos característicos, sino también las alteraciones genéticas implicadas y, en consecuencia, los depósitos de la proteína mHtt. En la actualidad, se dispone de una gran variedad de modelos genéticamente manipulados (transgénicos):
Transgénicos propiamente denominados: aquéllos que tienen incorporado en su genoma un fragmento de ADN exógeno con un número de copias en tándem y al azar (por ejemplo, YAC72, YAC128, R6/, R6/2). El R6/2 es uno de los más utilizados, ya que manifiesta una forma muy agresiva y similar a la variante juvenil.
Knock-in: aquéllos en los que se ha sustituido un gen normal para la proteína Htt, insertándose una secuencia codificante o el gen completo para la mHtt en la localización exacta dentro del brazo corto del cromosoma 4, lo que le va a conferir otras propiedades determinadas (por ejemplo, CAG140).
Knock-out: inactivación de los dos alelos de un gen (por ejemplo, Htt). Según nuestro conocimiento, estos modelos en roedores no muestran algunas de las alteraciones cerebrales (inclusiones nucleares y agregados de neuropilo) y modificaciones de la conducta (distonía y corea) que padecen los pacientes con esta enfermedad. Por ello, se han desarrollado modelos de primates no humanos transgénicos, utilizando al macaco rhesus, que adicionalmente reproduce modificaciones cerebrales y conductuales similares a las del ser humano (inclusiones nucleares, agregados de neuropilo, distonía y corea).
Por su parte, los modelos inducidos mediante agentes neurotóxicos presentan ventajas como  ser más económicos y más fácilmente manipulables, y reproducir cambios bioquímicos, moleculares y conductuales similares a la enfermedad estudiada. Al igual que los modelos transgénicos, también presentan algún inconveniente o limitación, como sería, principalmente, el no mostrar el defecto o la alteración genética. En el caso específico de los agentes neurotóxicos reproductores de un modelo similar a la enfermedad de Huntington (ácido quinolínico, ácido 3-nitropropiónico), no manifiestan la expansión del triplete CAG y, por lo tanto, los depósitos de proteína mHtt. En el caso concreto de la enfermedad de Huntington, el modelo inducido por el ácido 3-nitropropiónico reproduce con fidelidad cambios conductuales y del comportamiento, así como bioquímico-moleculares y celulares similares a los acontecidos en esta enfermedad, excepto los depósitos citoplasmáticos e intranucleares de mHtt.

Ausencia de Caspasa-6

La proteólisis de la Huntingtina mutada (mHtt) es uno de los desencadenantes (por no decir el principal) de la patogénesis en la enfermedad de Huntington, al favorecer la formación de los tóxicos agregados de Huntingtina y otras proteínas intranucleares como factores implicados en la regulación transcripcional. Se ha descrito el aminoácido 586 de esta proteína como el lugar de reconocimiento de la proteasa caspasa-6. La activación de esta enzima ocurre de forma presintomática.
En ausencia de la caspasa 6, se reducen los niveles del fragmento mHtt-586. In vivo, la eliminación del gen de la caspasa 6 (casp6) tiene como consecuencia una recuperación parcial del peso corporal, la normalización de los niveles de IGF-1 (Insuline-like growing factor), un revertimiento del fenotipo depresivo y lo más importante, una reducción de la proteína huntingtina salvaje o normal. 
Se han puesto en marcha experimentos con ratones para analizar las posibilidades de una caspasa disfuncional o no activada. En los ratones resistentes a Casp6 (C6R), se les ha bloqueado el aminoácido 586 de unión a la caspasa a través de la introducción del gen mutado D586A, que conlleva a la completa ausencia del fragmento mHtt-586, impidiendo la unión de la caspasa 6 o de cualquier otra proteasa. Este resultado proporciona una posible diana terapéutica (inhibición de la caspasa 6)
Otros resultados obtenidos con respecto a esta inhibición son el aumento de BDNF (imprescindible para el buen funcionamiento de las neuronas nigroestriatales afectadas en el Huntington) y una mejora de la degeneración estriatal y testicular en estadíos tempranos.
Teniendo en cuenta que la caspasa 6 interviene en procesos neurodegenerativos independientes de la expression de mHtt, como la unión a la proteína citoesquelética neuronal Tau o la mediación de la degeneración axonal, es posible que las similitudes fenotípicas entre el Huntington y otras enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer pueden atribuir su origen a alteraciones bioquímicas comunes como el incremento de la actividad de esta caspasa 6 y la unión con otros sustratos. Mientras tanto, los fenotipos específicos de Huntington sí están mediados por la presencia de la huntingtina mutada y sus fragmentos de unión.
Se ha propuesto como hipótesis la presencia de un ciclo de realimentación o “feedback loop” donde la actividad de la Casp6 aumenta con la edad, lo que conduce a la generación de ese mHtt-586 que a su vez promueve la activación de Casp6.
Se ha descubierto que la proteasa Casp8 se encuentra en íntima relación con Casp6. Casp8 es la responsable de la presencia continuada del fragmento mHtt-586 en ratones doble transgénico (YAC128/Casp6−/− ) y está involucrada en los procesos apoptóticos y de excitotoxicidad. Además, Casp8 se activa en condiciones neurodegenerativas como en la enfermedad de alzheimer, similar a casp6. Casp 6 y casp8 puede que actúen en la misma vía, siendo plausible que cap 8 sea capaz de compensar la ausencia de Casp6 en los animals knock out constitutivos.
En los modelos de ratones doble transgénicos (YAC128/Casp6-/-) que por tanto tienen el gen Casp6 inhibido,los niveles de p62 se ven reducidos. La proteína codificada por p62 se asocia al autofagosoma, y se degrada cuando este se funde con el lisosoma. En el Huntington se postula que p62 se acumula debido a un déficit en el proceso de carga del autofagosoma, lo que produce una disfunción en la vía autofágica.
 La inhibición de Casp6 puede causar un inesperado efecto beneficioso al conseguir un proceso autofágico funcional. 

Desregulación transcripcional y desacetilación de histonas

La regulación de la expresión génica se consigue mediante la acción de factores de transcripción que alteran la estructura de la cromatina gracias que estos reclutan enzimas
modificadoras de histonas. Uno de los procesos anormales más destacados mediados por la huntingtina mutada es la desregulación a nivel transcripcional, ya que cuanto más larga sea la cadena poliQ, mayor secuestro de factores de transcripción se dará en el núcleo. Uno de los factores secuestrados más importantes es el CBP (creb-binding protein), que posee un dominio para la acetil-transferasa de histonas (activación transcripcional).

La acetilación de histonas está modulada por la alternancia en la actuación de acetiltransferasas de histonas (HAT) y las desacetilasas de histonas (HDAC), que colaboran con el objetivo de modificar la estructura de la cromatina y así regular la transcripción. En términos más sencillos, podríamos decir que la actividad de las acetil-transferasas de histonas aumenta la actividad transcripcional al crear una conformación cromatínica más abierta, mientras que la HDAC elimina los grupos acetilo condensando la cromatina, lo que supone una represión o supresión génica. La acetilación histónica regula el reclutamiento de complejos transcripcionales reguladores específicos, mediando esta transformación en la cromatina.
  
El CBP antes mencionado se asocia con el factor CREB en el núcleo, aumentando la acetilación de histonas y estimulando así la expresión génica. Como CBP es reclutado por la huntingtina mutada, CREB no se activa y no permite que un tercer factor TAF regule la correcta transcripción realizada por la ARN polimerasa II. Debido a esto, no se expresará encefalina (depresora del sistema nervioso central necesaria en el cuerpo estriado, cuyos niveles se ven disminuidos en el Huntington).
Una investigación revela que el exon 1 de la Huntingtina con 51 glutaminas que contiene el dominio de poliprolina (Httex1p 51Q) se une directamente al dominio de la acetiltransferasa en el CBP. In vitro, se demuestra que la presencia de mHtt conlleva a una disminución de la acetilación de la histona 4, extrayéndose la conclusión de que la interacción directa de la huntingtina con los dominios de la acetiltransferasa inhibe la acetilación de las histonas. Pero esta disminución en la acetilación se ha demostrado poder ser tratada con inhibidores de las desacetilasas de histonas (butirato de sodio, tricoestatina A y ácido suberoylanilido hidroxámico), lo cual podría ser un foco de investigación terapéutica.


Estudios recientes aseguran que los agregados de poliQ interfieren en la asociación entre TAF y un nuevo elemento, Sp1, lo cual evita el anclaje directo de Sp1 al DNA. Consecuentemente, Sp1 no cumple su función y no transcribe el gen del receptor de dopamina D2 y los factores de crecimiento nervioso (NFG), repercutiendo directamente en la etiopatogenia del Huntington.

Epigenética de la enfermedad de Huntington

Hoy en día, se ha comprobado cómo la enfermedad de Huntington, como otras, tiene relación con la estructura del cromosoma en relación a las modificaciones epigenéticas (metilaciones, desacetilaciones…) que presenta.
Ciertos factores ambientales, como el estrés, la contaminación o el abuso de ciertas sustancias se ha comprobado como provocan una aparición más temprana de la enfermedad, además de unos peores síntomas. Por el contrario, la práctica de ejercicio, terapias con ciertas drogas o un buen ambiente de vida pueden propiciar una aparición más tardía de la enfermedad en estos individuos.
Por lo tanto, aparte de factores genéticos esta enfermedad tiene una serie de variables que es importante observar para ver cómo se puede incidir en esta enfermedad por otros ángulos con tal de intentar buscarle cura.

Gen C9orf72 y su relación con la enfermedad

Nuevos experimentos han descubierto cómo una repetición en el gen C9orf72 aumenta los casos de degeneración lobular frontotemporal y esclerósis lateral amiotrófica esporádicamente en las familias. Se quiso relacionar con nuestro caso, para lo cual se llevó a cabo un estudio en 514 pacientes con la enfermedad de Huntington, a los que se les estudió este gen C9orf72, y se vio el tamaño de la expansión que originaban (puede expandir cientos de miles de repeticiones de hexanucleótidos). De estos, 10 la presentaban (1.94%), haciéndolo la causa más común de presentar la enfermedad. Los pacientes con C9orf72 presentaban movimientos desordenados, distonia, corea… Además, presentaron la enfermedad más tempranoEl 19.5% de los enfermos de Huntington presenta un familiar con una enfermedad neurodegenerativa similar. De los experimentados, el 70% de los que tenían C9orf72 tenía algún familiar con una enfermedad de este tipo, por lo que se vio una relación directa entre el gen y estos casos. Los casos de C9orf72 positivo esporádicamente también son posibles.
La tabla adjunta refleja los síntomas presentes en los pacientes diagnosticados con expansiones positivas de c9orf72, y se puede observar que hay una serie de síntomas relacionados claramente con la enfermedad de Huntington.
Como conclusión, se ha demostrado como una expansión de C9orf72 es la causa genética más común detectada en los pacientes con Huntington con un fenotipo enfermo, con una prevalencia de 1.95%

Este descubrimiento puede ser muy importante, puesto que la detección de este gen puede ayudar a diagnosticar más rápido la enfermedad, además de abrir otro camino en el intento de encontrar una cura a esta.

Nueva mutación de la enfermedad de Huntington que provoca la transmisión de alelos intermedios por parte de la madre

Se ha descubierto que una nueva mutación provoca la repetición y expansión de tripletes CAG en un alelo intermedio denominado 27e35CAG. Esto es interesante ya que hasta el momento se había comprobado que la expansión de CAG en el rango patológico (>36) era de herencia paterna. Así, en esta nueva mutación se ha visto como el padre tiene una expansión dentro del rango normal de tripletes CAG, pero la madre, con un alelo intermedio de 33 repeticiones CAG, lo transmite a su descendencia, que en esta zona ahora presenta 46 repeticiones de CAG, provocando la aparición de un nuevo miembro con la enfermedad de Huntington.

Esta madre presentaba un deterioro cognitivo que había sido diagnosticado como demencia. Es decir, hasta que no tuvo una descendencia con la enfermedad de Huntington no se había relacionado sus síntomas con la Htt, y por tanto, no se había sometido a estas pruebas.
Este nuevo descubrimiento puede llegar a ser muy importante para la genética para prevenir el riesgo de transmisión de esta enfermedad en hembras con alelos intermedios.
En el estudio, se comprobó cómo había alelos intermedios en el cromosoma que presentaban un haplotipo similar al que presentan los alelos que provocan la enfermedad. Por esto, se han relacionado a estos con la aparición de más tripletes CAG. Además, se ha comprobado como este nuevo haplotipo es más común en personas caucásicas que en aquellas de otras etnias.
El caso usado para este hallazgo fue una mujer caucásica de 40 años diagnosticada con enfermedad de Huntington. Mediante PCR, se analizó su ADN y se encontró como tenía 17 y 48 CAG repetidos en el exón 1 del gen Htt. Se vio como a partir de los 30 empezó a presentar los síntomas característicos, y unas pruebas periódicas cada 5 años de resonancias radiomagnéticas demostraron una progresiva y difusa atrofia.
Esta mujer no presentaba ningún individuo de su familia con esta enfermedad. Su padre no la presentaba, pero su madre presentaba un deterioro cognitivo, aunque no utilizaba medicación. Diferentes pruebas neuropsicológicas, de la actividad del hígado, de la vitamina B1, B12… demostraron valores normales. Aun así, fue diagnosticada con demencia y degeneración. Sus hermanos o padres no presentaban síntomas ningunos. Una vez murió, se le hizo una prueba para comprobar los números de CAG repetidos en la Htt.
Al estudiar genéticamente a los padres de la mujer, se vio como el padre era homocigoto para 17 CAG repetidos, pero la madre tenía 17/33 CAG repetidos. Además, se vio que había una situación normal en la separación entre CAG y los trozos CCG.
Se comprobó usando el kit PowerPlex16 si estos tripletes de más no eran debidos ni a la madre, ni al padre, o por una mezcla, pero la prueba dio negativo, por lo que se excluyó. Así, se encontró en la mujer enferma un nuevo haplotipo asociado a la enfermedad, que fue definido como A1x, muy parecido a A1 que está asociado a la enfermedad.

Anatomía patológica y cambios neuroquímicos

El cerebro presenta una atrofia cortical en relación directa con el grado de evolución de la enfermedad. En los cortes coronales el hallazgo característico es la atrofia del estriado, fundamentalmente del núcleo caudado, lo que condiciona un incremento en el tamaño de las astas frontales de los ventrículos laterales al perder la impronta de la cabeza del núcleo caudado.
A diferencia de lo que ocurre en las enfermedades degenerativas ya desarrolladas, en la EH existe una lesión microscópica característica. El proceso degenerativo recae muy selectivamente en las neuronas estriatales espinosas de mediano tamaño; en relación a esta selectividad, existe una hipótesis que afirma que son precisamente estas neuronas estriatales las más dependientes a la actividad mitocondrial,y como esta se ve afectada en la enfermedad de Huntington (en concreto el complejo II de la cadena de transporte) son las que primero degeneran. Neuroquímicamente los niveles de sustancias neurotransmisoras como GABA y su enzima sintética descarboxilada del ácido glutámico están marcadamente disminuidos en los ganglios basales; asimismo, también se
encuentran reducidos los niveles de acetilcolina, sustancia P y encefalinas. La espectroscopia por resonancia magnética en personas vivas afectadas muestra niveles elevados de lactato en los ganglios basales.

Las interneuronas estriatales, que carecen de espinas dendríticas, no están afectadas por el proceso degenerativo, y los neurotransmisores que manejan estas interneuronas (acetilcolina, somatostatina y neuropéptido)  se encuentran preservados.

Fisiopatología

La EH se produce como consecuencia de una inactivación funcional o de una lesión en el NST (núcleo subtalámico), que conduce a una disminución de la actividad del complejo GPi/SNpr (globo pálido interno/sustancia nigra pars reticulata).

La presencia de discinesia se vincula al hecho de que el proceso degenerativo en las neuronas del estriado se inicia en la subpoblación GABA-encefalina, conduciendo a una reducción del output inhibitorio en el circuito indirecto, lo que da lugar a una inhibición excesiva del NST por el GPe (globo pálido externo). Al disminuir el efecto excitador del NST sobre el complejo GPi/SNpr, disminuye  el efecto inhibidor de éste sobre el tálamo, lo que conduce a un aumento de la actividad talamocortical y, en último término, a la aparición de movimientos involuntarios. Durante el proceso neurodegenerativo la progresiva afectación del circuito directo (subpoblación GABA-sustancia P) explica la disminución de la corea y la aparición paradójica de acinesia durante el curso de la enfermedad.
Vídeo:

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