Deficiencia de G6PC3: Un vistazo más cercano a un raro trastorno genético
Explorando la deficiencia de G6PC3 y su impacto en la salud inmunológica.
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Tabla de contenidos
La deficiencia de G6PC3 es un desorden genético raro que afecta el sistema inmunológico, especialmente un tipo de glóbulo blanco llamado neutrófilos. Esta condición se hereda de forma autosómica recesiva, lo que significa que una persona tiene que heredar dos copias del gen defectuoso para tener el trastorno. El descubrimiento inicial de esta condición se hizo en 2009 cuando los investigadores identificaron su conexión con la neutropenia congénita severa (SCN), que es un recuento bajo de neutrófilos presente al nacer.
Síntomas y Características
Las personas con deficiencia de G6PC3 suelen experimentar varios problemas de salud. El síntoma más notable es la neutropenia, que significa un número reducido de neutrófilos en la sangre. Los neutrófilos son cruciales para combatir infecciones, así que niveles bajos pueden aumentar la susceptibilidad a enfermedades. Además de la neutropenia, los individuos pueden mostrar otros signos, como defectos cardíacos, problemas con los sistemas urinario y reproductivo, venas inusualmente prominentes y problemas hormonales.
Curiosamente, alrededor del 20% de las personas con este déficit genético no presentan los síntomas clásicos asociados con la SCN. Pueden tener una forma más leve de la condición que carece de algunos de los síntomas adicionales. Algunos pacientes también demuestran neutropenia cíclica, donde los niveles de neutrófilos fluctúan con el tiempo.
Desafíos en el Diagnóstico
Diagnosticar la deficiencia de G6PC3 puede ser complicado. Los médicos a menudo necesitan descartar varias otras condiciones antes de llegar a este diagnóstico genético. Este proceso es especialmente difícil para los pacientes que no muestran síntomas típicos. Además, la mayoría de las bases de datos genéticas se basan en individuos de orígenes europeos, lo que significa que puede que no reflejen con precisión las Mutaciones encontradas en otras poblaciones. Esta falta de representación puede llevar a la clasificación errónea de las variantes genéticas como poco claras en su significado, haciendo más difícil confirmar un diagnóstico.
También no hay pruebas confiables para medir el efecto de nuevas mutaciones en el gen G6PC3, lo que añade otra capa de dificultad para determinar si una mutación particular está causando problemas de salud.
Una Mutación Específica en México
Los investigadores se han centrado en una mutación específica en el gen G6PC3, conocida como c.210delC, que parece ser común entre la gente de México. Esta mutación parece haber surgido de un ancestro común hace muchas generaciones, lo que indica que se ha transmitido a través de las familias en esta población.
Se estudiaron cuatro pacientes no relacionados del centro de México, y se analizó su material genético. Los hallazgos revelaron un trasfondo genético compartido alrededor de la mutación c.210delC, apoyando la idea de que esta mutación es resultado de un efecto fundador. Esencialmente, un pequeño grupo de ancestros tempranos llevó esta mutación, lo que llevó a su mayor presencia en sus descendientes.
Ancestría y Origen
Se cree que esta mutación específica data de aproximadamente 520 a 650 años. Esta línea de tiempo plantea preguntas sobre su origen: ¿provino de la ascendencia indígena americana o fue introducida más tarde por colonizadores europeos? Para responder a esto, los investigadores analizaron datos genéticos y encontraron que los portadores de la mutación c.210delC se agrupan estrechamente con poblaciones indígenas americanas. Esto sugiere que la mutación es de hecho de origen indígena americano.
Efectos en la Función del Proteína y el Gen
El gen G6PC3 proporciona instrucciones para fabricar una proteína que juega un papel en el Metabolismo celular. La mutación c.210delC causa un cambio en la proteína, lo que lleva a una versión más corta y no funcional. Esta proteína truncada no puede realizar sus tareas esenciales, lo que interrumpe la función celular normal.
En pruebas de laboratorio, cuando se tomaron células de pacientes con esta mutación, mostraron niveles reducidos de proteína G6PC3 y su ARN mensajero, que es necesario para fabricar proteínas. La presencia de esta mutación lleva a una pérdida completa de la expresión de G6PC3, lo que significa que los individuos afectados carecen de la proteína necesaria para apoyar efectivamente su función inmunológica.
Metabolismo y Función Inmunológica Deteriorados
G6PC3 está involucrado en una vía metabólica específica que ayuda a descomponer ciertos azúcares. Cuando G6PC3 no funciona correctamente, un subproducto llamado 1,5-anhidroglucitol-6-fosfato se acumula en el cuerpo. Esta acumulación puede inhibir la actividad de la hexokinasa, una enzima importante involucrada en el proceso de producción de energía conocido como glucólisis.
Los neutrófilos, que requieren mucha energía para funcionar correctamente, sufren cuando la glucólisis se interrumpe. La falta de G6PC3 lleva a problemas en la producción de energía para estas células inmunitarias, aumentando el riesgo de infección y otros problemas de salud.
Perfil Clínico de los Pacientes
Al examinar a pacientes con la mutación c.210delC, los investigadores han encontrado que sus características clínicas son similares a las que se ven en otros individuos con deficiencia de G6PC3. Aunque ninguno de estos pacientes tenía neutropenia aislada, presentaron neutropenia sindrómica que viene con complicaciones de salud adicionales.
A pesar de las variaciones en sus presentaciones clínicas, que pueden reflejar diferencias ambientales, los pacientes con esta mutación aún mostraron las características principales asociadas con la deficiencia de G6PC3. En particular, algunos pacientes exhibieron tasas más altas de plaquetas bajas, problemas hormonales y problemas de audición.
Conclusión y Direcciones Futuras
La deficiencia de G6PC3 es un desorden genético único que puede llevar a graves problemas de salud, especialmente si no se trata. La identificación de la mutación c.210delC como una mutación fundadora en ciertas poblaciones puede ayudar a agilizar el proceso de diagnóstico para individuos en regiones donde esta mutación es más común.
Entender el impacto funcional de esta mutación es crucial para mejorar los resultados de los pacientes. En algunos casos, medicamentos existentes como el empagliflozina, originalmente utilizados para la diabetes, han mostrado ayudar a manejar los síntomas al reducir sustancias dañinas en la sangre.
Esto destaca el potencial de nuevos tratamientos y la importancia de un diagnóstico temprano. La investigación futura debería centrarse en pruebas funcionales para evaluar mejor el impacto de otras mutaciones de G6PC3 y explorar posibles tratamientos para pacientes con esta condición.
Título: Molecular and clinical characterization of a founder mutation causing G6PC3 deficiency
Resumen: BackgroundG6PC3 deficiency is a rare genetic disorder that causes syndromic congenital neutropenia. It is driven by the intracellular accumulation of a metabolite named 1,5-anhydroglucitol-6-phosphate (1,5-AG6P) that inhibits glycolysis. Patients display heterogeneous extra-hematological manifestations, contributing to delayed diagnosis. ObjectiveThe G6PC3 c.210delC variant has been identified in patients of Mexican origin. We set out to study the origin and functional consequence of this mutation. Furthermore, we sought to characterize the clinical phenotypes caused by it. MethodsUsing whole-genome sequencing data, we conducted haplotype analysis to estimate the age of this allele and traced its ancestral origin. We examined how this mutation affected G6PC3 protein expression and performed extracellular flux assays on patient-derived cells to characterize how this mutation impacts glycolysis. Finally, we compared the clinical presentations of patients with the c.210delC mutation relative to other G6PC3 deficient patients published to date. ResultsBased on the length of haplotypes shared amongst ten carriers of the G6PC3 c.210delC mutation, we estimated that this variant originated in a common ancestor of indigenous American origin. The mutation causes a frameshift that introduces a premature stop codon, leading to a complete loss of G6PC3 protein expression. When treated with 1,5-anhydroglucitol (1,5-AG), the precursor to 1,5-AG6P, patient-derived cells exhibited markedly reduced engagement of glycolysis. Clinically, c.210delC carriers display all the clinical features of syndromic severe congenital neutropenia type 4 observed in prior reports of G6PC3 deficiency. ConclusionThe G6PC3 c.210delC is a loss-of-function mutation that arose from a founder effect in the indigenous Mexican population. These findings may facilitate the diagnosis of additional patients in this geographical area. Moreover, the in vitro 1,5-AG-dependent functional assay used in our study could be employed to assess the pathogenicity of additional G6PC3 variants.
Autores: Ruben Martinez-Barricarte, X. Zhen, M. J. Betti, M. E. Kars, A. Patterson, E. A. Medina Torres, S. C. Scheffler Mendoza, D. A. Herrera Sanchez, G. Lopez-Herrera, Y. Svyryd, O. M. Mutchinick, E. Gamazon, J. C. Rathmell, Y. Itan, J. Markle, P. O'Farrill Romanillos, S. O. Lugo-Reyes
Última actualización: 2024-05-14 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.05.13.24307299
Fuente PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.05.13.24307299.full.pdf
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