ESTUDIO DE VARIANTES ESTRUCTURALES DEL GENOMA HUMANO ASOCIADAS A

280 Pages·2016·3.95 MB·Spanish

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ESTUDIO DE VARIANTES ESTRUCTURALES DEL
GENOMA HUMANO ASOCIADAS A
TRASTORNOS DEL NEURODESARROLLO

Sergio Villatoro Gómez
Tesis doctoral
Sabadell, 2016
ESTUDIO DE VARIANTES ESTRUCTURALES DEL GENOMA HUMANO
ASOCIADAS A TRASTORNOS DEL NEURODESARROLLO

Memoria presentada por Sergio Villatoro Gómez para alcanzar el grado
de Doctor en Biología por la Universidad Autónoma de Barcelona

Tesis doctoral realizada bajo la dirección de la Dra. Míriam Gutart Feliubadaló Dra.
Neus Baena Díaz y el Dr. Lluís Armengol Dulcet en la Corporación Sanitaria Parc
Taulí de Sabadell y adscrita al departamento de Biología Celular, Fisiología e
Inmunología de la Universidad Autónoma de Barcelonabajo
la tutoría del Dr. Jordi Benet Català

Sergio Villatoro Gómez Miriam Guitart Feluibadaló Neus Baena Díez
Doctorando Directora Directora

Lluís Armengol Dulcet Jordi Benet Català
Director Tutor

Septiembre 2016
La Dra. Míriam Guitart Feliubadaló, directora de la sección del laboratorio de
Genética, de la Corporación Sanitaria Parc Taulí, la Dra. Neus Baena Díez, adjunta de
la sección del laboratorio de Genética, de la Corporación Sanitaria Parc Taulí, el Dr.
Lluís Armengol Dulcet, director científico de Qgenomics y el Dr. Jordi Benet Català,
profesor de la Universidad Autónoma de Barcelona.

CERTIFICAN:
Que la tesis doctoral titulada “Estudio de variantes estructurales del genoma humano
asociadas a trastornos del neurodesarrollo”, presentada por Sergio Villatoro Gómez
para acceder al título de Doctor en Biología, se ha realizado bajo su dirección y cumple
con los requisitos formales y científicos para ser defendida ante el tribunal
correspondiente. Este trabajo se ha realizado en el laboratorio de Genética de la
UDIAT-centro de diagnóstico, en la Corporación Sanitaria Parc Taulí, en el grupo de
investigación de Trastornos neuroconductuales de origen genético y síndrome de
Angelman.
Sabadell, 2016

Sergio Villatoro Gómez Miriam Guitart Feluibadaló Neus Baena Díez
Doctorando Directora Directora

Lluís Armengol Dulcet Jordi Benet Català
Director Tutor

© Sergio Villatoro Gómez
La investigación llevada a cabo es fruto de un proyecto del grupo de Trastornos
neuroconductuales de origen genético y síndrome de Angelman y ha sido posible
gracias al soporte de la Fundación Parc Taulí, Instituto Fondo de Investigaciones
Sanitarias de la Seguridad Social (FIS) y a la colaboración establecida con el grupo
coordinado por el Dr. Xavier Estivill del programa Genómica y Enfermedad del Centro
de Regulación Genómica (CRG).
A mis abuelos,
A mis padres,
A mi mujer,
A mi hija,
A mi familia.
“La experiencia más hermosa que podemos tener es la de lo
misterioso. Es la emoción fundamental que yace junto a la
cuna del arte y la ciencia verdaderos.”
Albert Einstein
Agradecimientos
Tras largos años de periplo en la ciencia, por fin se aproxima el final del viaje,
un viaje que he realizado acompañado de gente fantástica. Son tantas las personas
que he conocido y a las que tengo que agradecer que estuvieran allí en los buenos y
malos momentos, tanto personales como científicos, que para no olvidarme de nadie,
tan sólo os quiero decir a todos MUCHAS GRACIAS por compartir un poquito de
vosotros conmigo.
Me reitero una vez más, MUCHAS GRACIAS a todos, de corazón.
Resumen
El síndrome de Angelman (SA) y el de Prader-Wili (SPW) son trastornos del
neurodesarrollo cuya principal etiología molecular es la deleción de la región 15q11.2-
q13. Esta deleción está promovida por la Recombinación Homóloga No Alélica
(NAHR) y mediada por secuencias altamente repetitivas de bajo número de copias
(LCRs) que la flanquean. La orientación de estas LCRs predispone al reordenamiento
final que se obtendrá por NAHR. Las LCRs en orientación directa generan deleciones
y duplicaciones mientras las que presentan orientación invertida originan inversiones.
Estas inversiones pueden facilitar una recombinación inadecuada entre las LCRs que
flanquean la región 15q11.2-q13 dando lugar a la deleción en la descendencia. En
este trabajo se presenta un nuevo análisis de la frecuencia de la inversión 15q11.2-
q13 en 23 controles de población general, 21 progenitores de pacientes con SA y 32
con descendencia por SPW. Se han analizado un total de 9540 cromosomas
informativos mediante FISH de sondas de BACs, encontrando la inversión en el 4,61%
de los cromosomas estudiados en la población control. También se ha analizado la
frecuencia de la inversión en progenitores de pacientes con SA y SPW observando un
incremento significativo de inversiones en las madres de hijos con SA por deleción y
en los padres de SPW por deleción frente a la población control (p=8x10-7 y p=0.007,
respectivamente). Nuestros resultados indican que la inversión 15q11.2-q13 es un
polimorfismo presente en población general. Así mismo, el incremento de la frecuencia
de la inversión en madres de SA y padres de SPW con deleción sugiere que la
inversión podría ser una estructura que promueve el mal alineamiento de las LCRs y
facilita la generación de deleciones en 15q11.2-q13.
El SA es diagnosticado molecularmente en el 90% de los pacientes, sin
embargo, en el 10% restante, aún presentando unas características clínicas bien
definidas, su etiología molecular es todavía una incógnita (SA-like). Se han analizado
20 pacientes SA-like mediante a-CGH previo cribado de variaciones en número de
copias (CNVs) en regiones sindrómicas y subteloméricas. Las regiones variables en
número de copia con una frecuencia poblacional inferior al 5% o que no se encuentran
estudiadas según la Database of Genomic Variants se han seleccionado para ser
confirmadas mediante Multiplex Ligation-depenent Probe Amplification (MLPA). Se han
evaluado las CNVs en 20 pacientes SA-like y sus progenitores y se ha ampliado el
estudio para cribar pacientes con discapacidad intelectual (n=296), trastornos del
espectro autista (n=164) y controles de población general española (n=453). Se ha
identificado una deleción de novo (1q44), dos duplicaciones heredadas de la madre
(Xp11.23 y Xq28) y 20 regiones heredadas con CNVs en los pacientes SA-like pero
que no se observan en la población control. En tres pacientes la concomitancia de una
deleción y un SNP puede estar originando una discapacidad intelectual de herencia
recesiva, sugiriendo que el gen MYH13 y los ARNs no codificantes largos podrían
estar involucrados en el fenotipo SA-like. En lo referente a los pacientes con
discapacidad intelectual y trastornos del espectro autista se han identificado
alteraciones de gran tamaño implicadas en la etiología: del(1)(p36), del(1)(q44),
dup(10)(q21.1), dup(X)(q11.23q28) y dup(X)(q28) en tres casos. También se han
detectado 29 regiones con CNVs heredadas que no son variables en población
general, 12 de las cuales son compartidas con los pacientes SA-like. Nuestros
resultados respaldan la idea de que regiones con CNVs pueden ser, probablemente,
responsables de un alto porcentaje de trastornos del neurodesarrollo. Las CNVs
identificadas en pacientes, pero no detectadas en población control, aún siendo
heredadas, podrían estar asociadas a algunas características clínicas de la
enfermedad desenmascarando, en genes específicos, mutaciones de carácter
recesivo relacionados con los fenotipos.