Sindromul X fragil (OMIM: 309550)

Sindromul X fragil este cea mai frecventă cauză de retard mental moștenit și reprezintă 30% din retardul mental legat de X.

În mod normal, gena FMR1 conține în porțiunea 5’UTR a exonului 1 între 6 și 54 de repetiții ale codonului CGG. Expansiunea (mutația completă) numărului de repetiții peste 200 determină metilarea ADN și blocarea expresiei proteinei FMRP care are rol important în dezvoltarea neuronală. Metilarea locusului FMR1 în banda Xq27.3 produce o construcție a cromatidelor care se observă la microscop ca un situs fragil.

Mutația completă

Dacă expansiunea este mare (mutație completă, 200-2000 CGG), va produce sindromul X fragil ale cărui manifestări tipice sunt: retard mental, facies alungit, urechi mari/proeminente și macroorhidism. Totuși, 15% dintre femei și 70% din bărbați au QI peste 70 și manifestă doar dificultăți de învățare sau au probleme emoționale. Frecvența alelei mutante este 1 la 2500.

Premutația

Dacă expansiunea este mică (premutație, 55-200 de repetiții CGG) nu apare deficit cognitiv dar, uneori, la mai mult de 100 de repetiții, se poate asocia cu ADHD și probleme de comportament în copilărie iar la adulți poate determina insuficiență ovariană primară și sindromul X fragil asociat cu ataxie și tremor ( FXTAS). Incidența premutației în populația generală este mai mare la femei (1 la 130-259 ) decât la bărbați (1 la 250-813).

Manifestări clinice

Aspectul clinic caracteristic apare doar la indivizii cu mutație completă (de obicei bărbați), dar și unii indivizi cu premutație pot prezenta modificări fenotipice.

Fenotipul mutației complete

Copiii prezintă manifestări nespecifice, de obicei cu întârziere marcată în dezvoltarea limbajului comparativ cu dezvoltarea motorie care e relativ normală, ADHD, comportament autist.

Bărbații afectați prezintă triada: dismorfism facial, macroorhidism și retard mental moderat cu note autiste. Dismorfismul facial constă în: față alungită cu fruntea înaltă, urechi mari/proeminente și prognatism iar macroorhidismul devine evident postpubertar. Majoritatea asociază și anomalii de țesut conjunctiv (tegumente catifelate, hipermobilitatea articulațiilor degetelor, subluxația policelui, picior plat, prolaps de valvă mitrală.

Femeile cu mutație completă vor fi mult mai puțin afectate decât bărbații. Au intelect normal/liminar și risc crescut pentru tulburări de învățare și/sau de personalitate.

Fenotipul premutației

Majoritatea indivizilor cu premutație au intelect normal dar bărbații sunt predispuși la probleme de atenție, disfuncții executive, deficite sociale și comportament obsesiv compulsiv.

Femeile au inteligență normală/borderline. Prezintă frecvent depresie, gravitatea afectării fiind în funcție de numărul repetițiilor dar este discutabil dacă există bază neurologică intrinsecă sau este consecința insuficienței ovariene. De asemenea, migrena este un simptom obișnuit.

Circa 20% din femeile purtătoare de premutație prezintă menopauză precoce. Femeile cu premutație au niveluri crescute de FSH iar cele cu CGG>70 au niveluri scăzute de hormon anti-mullerian. Penetranța și vârsta de debut a insuficienței ovariene primare ca și creșterea nivelurilor de FSH se corelează invers proporțional cu lungimea repetiției CGG.

Unele dintre femeile cu premutație și peste o treime din bărbații cu premutații pot prezenta un sindrom de neurodegenerare progresivă cu ataxie cerebeloasă și tremor intențional (FXTAS) cu debut la 50-60 de ani, caracterizat prin deficit de memorie, manifestări parkinsoniene, reducerea sensibilității la nivelul extremităților inferioare, ataxie și atrofie cerebrală. Acest fenotip este clinic și neuropatologic complet diferit de FXS, fiind rezultatul unui câștig de funcție, întrucât bărbații cu premutații prezintă o creștere a nivelului de transcripție a FMR1. Nivelul final de FMRP este aproape normal și se pare că tabloul clinic înregistrat la persoanele cu premutație se datorează toxicității induse de nivelul crescut de ARNm. Luând în considerare prevalența alelelor cu premutații în populația generală, s-a estimat că 1/3000 din bărbații peste 50 de ani din populația generală vor dezvolta simptome de FXTAS. Se pare că penetranța crește direct proporțional cu vârsta și cu lungimea repetițiilor CGG.

Alte complicații: afectare tiroidiană, fibromialgie, convulsii, neuropatie periferică, hipertensiune arterială.

Mozaicism FMR1

Mozaicismul mutațional. Există o linie celulară cu mutație completă în care ADN-ul este complet metilat și o linie celulară cu premutație , ADN-ul fiind nemetilat și gena funcțională. Fenotipul mental este variabil, în funcție de tipul de mutație predominant în diferite părți ale creierului.

20% dintre bărbații afectați prezintă mozaic mutațional detectabil prin Southernblot.

Un tip mai rar de mozaic mutațional este cel cu linie celulară cu număr normal de repetiții CGG și linie celulară cu premutație sau mutație completă. În acest caz, analiza PCR este mult mai utilă pentru a identifica prezența premutației într-un număr mic de celule.

Mozaicismul de metilare se caracterizează prin faptul că numărul de repetiții CGG este caracteristic unei mutații complete dar ADN-ul nu este metilat în toate celulele.

Alte tipuri de mutații

Deși aproape toate cazurile de FXS sunt provocate de expansiunea repetiției trinucleotidice CGG, există și câteva cazuri produse de alt tip de mutații și deleții ( de la 1bp până la 100bp și chiar> 1 Mb), și mutații punctiforme în gena FMR1. De asemenea, duplicația unui segment de 5 Mb în locusul Xq27.3q28 care include FMR1, FMR2 și alte 26 de gene poate determina un sindrom ereditar de retard mental cu statură mică și hipogonadism.

Aspecte citogenetice

Aspectul cromozomului X nu mai este de interes diagnostic dar este important de știut că numele sindromului provine de la fragilitatea situsului Xq27.3 la nivelul căruia cromatina apărea atenuată dând aspectul unei rupturi. Situsul fragil era prezent la aproape toți bărbații afectați și la cele mai multe femei purtătoare de mutație completă dar nu la purtătorii de premutație.

Mod de transmitere

Mutația genei FMR1 se transmite legat de X dar începe să devină o problemă semantică dacă se poate spune ”semidominant legat de X” sau “incomplet recesiv legat de X”. De fapt este mult mai util să ne referim la statusul premutațional sau mutație completă.

Expresivitatea este variabilă și penetranță redusă (80% la bărbați și 30% la femei). Penetranța bolii variază în interiorul aceleiași familii și crește în generații succesive ( fenomenul de anticipație) Când numărul de repetiții CGG depășește o anumită limită, regiunea în care se găsesc devine instabilă și are tendința să crească în lungime (premutație) atunci când este transmisă la descendenți. Expansiunea neobișnuită a repetițiilor transformă premutația în mutație completă și duce la apariția manifestărilor clinice ale bolii.

Mutația completă “de novo” nu există. Mamele tuturor indivizilor afectați de FXS sunt cel puțin purtătoare de premutație. Rata mutației dintr-un număr normal de repetiții CGG este foarte mică.

Transmiterea masculină. Atunci când secvența trinucleotidică instabilă este transmisă de un bărbat, ea nu va crește în mărime, ba chiar poate să descrească. La bărbații cu mutație completă, în spermă s-au observat doar celule cu premutație.

Transmiterea feminină. Atunci când secvența trinucleotidică este  transmisă de o femeie, ea va crește în mărime. Femeile care transmit premutații mici vor avea creșteri în mărimea secvenței mai mici decât femeile care transmit premutații mari. Femeile cu mai puțin de 70 de repetiții vor avea copii care de asemenea vor purta premutații, deșii premutațiile lor vor fi mai mari decât ale mamelor. Pe de altă parte, femeile cu premutație cu mai mult de 90 de repetiții și purtătoarele de mutație completă transmit aproape întotdeauna o mutație completă.

DIAGNOSTIC

În laborator, diagnosticul se face prin amplificarea PCR a repetițiilor CGG și aprecierea lungimii fragmentelor prin electroforeza capilară. Bărbații care nu au un rezultat clar în limita normalului și femeile care nu sunt clar heterozigote pentru doua alele normale, vor fi investigați prin analiza Southernblot.

Pentru diagnosticul prenatal, metoda Southern blot reprezintă standardul deoarece PCR-ul nu poate evidenția alelele parentale normale la făt.

Screeningul statusului de purtător la femeile de vârstă reproductivă

Prevenția secundară înseamnă prevenirea nașterii unui copil cu FXS într-o familie în care există deja un copil diagnosticat cu FXS. Prevenția primară presupune detectarea unei femei purtătoare înainte de a avea o sarcină cu FXS.

Diagnosticul prenatal se face prin testul PCR care amplifică fragmentele cu repetiții. Statusul metilării ADN din vilozități poate conduce la interpretări greșite deoarece un status non metilat al vilozităților se poate asocia cu un status metilat în țesuturile fetale. Nu se recomandă amniocenteza deoarece se face mai târziu decât biopsia de vilozități coriale și necesită un timp mai mare pentru cultură care să furnizeze suficient ADN. Se preferă recoltarea probei din vilozități coriale.

CONSILIERE GENETICĂ

Riscul reproductiv

Toți bărbații cu mutație completă vor avea FXS și, deși severitatea afectării nu poate fi prezisă de mărimea mutației, totuși, prezența concomitentă și a unei premutații sau lipsa metilării în majoritatea moleculelor din mutația completă vor determina un fenotip mai puțin sever.

Femeile cu mutație completă prezintă un spectru larg de fenotipuri, de la absența oricărei manifestări până la dificultăți medii de învățare și chiar afectare la fel de severă ca în cazul bărbaților cu mutație completă. Gradul de severitate nu este predictibil în funcție de mărimea mutației și nici de patern-ul inactivării cromozomului X.

Femeile cu premutație prezintă risc de disfuncție ovariană și probabil infertilitate.

Bărbații vârstnici cu premutație și, mai rar, femeile vârstnice cu premutație prezintă risc de FXTAS manifestat prin: tremor intențional și ataxie asociate adesea cu deteriorare cognitivă și comportamentală progresivă.

Majoritatea bărbaților afectați și marea majoritate a femeilor afectate moștenesc mutația de la mamă care este purtătoare de premutație sau mutație completă.

Femeile purtătoare de mutație completă au 50% șanse la fiecare sarcină de a o transmite.

Femeile cu premutație au 50% șanse la fiecare sarcină de a transmite o mutație completă, în funcție de mărimea repetițiilor (3% pentru alelele ce conțin 55-59 repetiții până la 100% peste 90 CGG).

Bărbații cu premutație o transmit tuturor fiicelor dar nici unul dintre fii nu va fi afectat. Există posibilitatea ca un bărbat cu premutație, deci neafectat, să aibă fete afectate, datorită unui mosaicism gonadal pentru mutația completă.

Fii bărbaților cu premutație nu vor dezvolta FXS și nici FXTAS.

Genetica moleculară a locusului X fragil

Fenotipuri asociate funcție de numărul de repetiții CGG

¹posibil deficit cognitiv și sindrom X fragil asociat cu tremor sau ataxie în later middle age

²unele femei pot prezenta afectare mild psihică și de comportament și există o asociere cu insuficiența ovariană primară și sindromul X fragil asociat cu tremor sau ataxie.

Probabilitatea expansiunii este legată de prezența întreruperilor AGG intercalate în repetițiile CGG din premutație. Cu cât mai puține întreruperi AGG cu atât va fi mai probabilă expansiunea premutației.

TRATAMENT

Un tratament specific care să rezolve cauza bolii, adică să încerce să oprească sau să reverseze calea aberantă patofiziologică ce necesită o cunoaștere mai bună a modului în care lipsa proteinei FMRP determină disfuncție neuronală. Fenobam și minociclina sunt două din medicamentele supuse trialurilor clinice. Cu toate acestea este puțin probabil să fie identificată o moleculă care să vindece boala.