Genetic counseling to a DMD asymptomatic carrier: First case report in the Peruvian public healthcare system / Asesoramiento genético a una portadora asintomática de DMD: Primer caso reportado en el Sistema de Salud Pública del Perú

SUMMARY Duchenne muscular dystrophy (DMD) is a rapidly progressive dystrophinopathy with X-linked inheritance. This report describes a woman with a family history of male relatives affected by DMD, as she sought out genetic counseling about her concerns related to family planning and risks of eventually having children with the disease. We proposed her to get involved in a pilot program for carrier-status diagnosis and genetic counseling. This case illustrates the importance of a genetic counseling program for diagnosis of asymptomatic carriers in neurogenetic diseases, particularly in regions with low-resource settings. We discussed successes and misunderstandings faced throughout the process, supporting policies for present and future challenges from this and similar kinds of diagnoses.

RESUMEN La distrofia muscular de Duchenne (DMD) es una distrofinopatía rápidamente progresiva con herencia ligada al cromosoma X. Este reporte describe el caso de una mujer con historia familiar de hermano y sobrinos con DMD, que acudió a consulta para orientación e información sobre riesgos inherentes a una eventual planificación familiar. Le propusimos participar en un programa piloto de asesoramiento genético para determinar su estado de portador o no de la variante causal de DMD en la familia. Esta primera experiencia ilustra la importancia de tener un programa de asesoramiento genético para el diagnóstico de portadores asintomáticos de enfermedades neurogenéticas en regiones con bajos recursos. Se incluyen reflexiones y comentarios sobre aspectos positivos y retos presentados durante el proceso, las políticas de apoyo presente y futuro para el afronte de los complejos problemas planteados por éste y similares diagnósticos.

Detección de mutaciones causantes de distrofia muscular de Duchenne/Becker: reacción en cadena de la polimerasa Multiplex vs. Amplificación múltiple dependiente de ligación por sondas / Detection of mutations causing Duchenne and Becker muscular dystrophies: multiplex polymerase chain reaction vs. Multiplex ligation dependent probe amplification

RESUMEN Las distrofias musculares de Duchenne/Becker son enfermedades raras que reciben poca atención en nuestro medio. El objetivo del presente estudio fue implementar la técnica de amplificación múltiple dependiente de ligación por sondas (MLPA) y demostrar que tiene ventajas sobre la técnica de reacción en cadena de la polimerasa multiplex (PCR-multiplex). Se analizaron muestras de 40 individuos con diagnóstico presuntivo de distrofia muscular de Duchenne/Becker, primero por PCR-multiplex y luego por MLPA. Con la PCR-multiplex se detectaron 15 individuos con deleciones causales y con la técnica MLPA se logró diagnosticar a 21 individuos, cuatro duplicaciones y 17 deleciones. En conclusión, la técnica MLPA logra detectar mutaciones de tipo deleción y duplicación de exones, consiguiendo un mayor número de diagnósticos moleculares por alteraciones en el gen DMD.

ABSTRACT Duchenne and Becker muscular dystrophies are rare diseases that receive limited attention in our field. The objective of this study was to implement the Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification technique (MLPA) and to demonstrate that it has advantages over the Multiplex Polymerase Chain Reaction (Multiplex PCR) technique. Samples from 40 individuals with a presumptive diagnosis of Duchenne and Becker muscular dystrophies were analyzed: first by Multiplex PCR and then by MLPA. Fifteen individuals with causal deletions were detected with Multiplex PCR, while the MLPA technique was able to diagnose 21 individuals, four duplications, and 17 deletions. In conclusion, the MLPA technique can detect mutations of the exon deletion and duplication type, yielding a larger number of molecular diagnoses due to alterations in the DMD gene.

Identificación de una deleción causante de tumor del estroma gastrointestinal (Gist) por el análisis de los genes KIT y PDGFRA / Identification of a causative deletion of gastrointestinal stromal tumor (gist) by the analysis of the KIT and PDGFRA genes

Optimizar la detección de mutaciones en los genes KIT y PDGFRA en una muestra de tumor del estroma gastrointestinal (GIST). Material y Métodos: Se analizó una muestra de tumor GIST fijada y embebida en parafina. Mediante la técnica de reacción en cadena de la polimerasa (PCR) se amplificaron los exones 9, 11, 13 y 17 del gen KIT y los exones 12 y 18 del gen PDGFR que contienen las mutaciones causales de GIST. Se confirmó la amplificación mediante electroforesis en gel de agarosa al 2%. Los fragmentos amplificados, fueron purificados y secuenciados en un analizador genético. Se detectó una sobreposición de bases propio de una deleción por lo que se tuvo que clonar los productos del exón 11 para identificar el alelo mutado. Resultados: Se determinó la presencia de una mutación patogénica en el exón 11 del gen KIT. Dicha mutación es una deleción de 15 pares de bases que genera la pérdida de 5 aminoácidos en el receptor tirosina kinasa KIT. Se encontraron polimorfismos neutrales en los exones 11 del gen KIT y en el exón 18 del gen PDGFRA. Conclusión: El análisis molecular mediante secuenciación automática, permitió identificar una mutación en el gen KIT en una muestra de tumor GIST. Esta técnica puede ser aplicada para caracterizar las mutaciones genéticas de casos peruanos de GIST y así poder establecer un tratamiento adecuado según su perfil mutacional...

Objective: To optimize the detection of mutations in the genes KIT and PDGFRA in a sample of gastrointestinal stromal tumor (GIST). Material and Methods: We analyzed a GIST tumor sample fixed and embedded in paraffin. Using the technique of the polymerase chain reaction (PCR) we amplified exons 9, 11, 13 and 17 of the KIT gene and exons 12 and 18 PDGFR gene which contain tha causal mutations of GIST. PCR amplification was confirmed by gel electrophoresis on 2% agarose. The amplified fragments were purified and cloned for subsequent sequencing. An overlap of baeses, characteristic of a deletion was detected, so we had to clone the exon 11 products to identify mutated allele. Results: We determined the presence of a pathogenic mutation in exon 11 of KIT gene. The mutation is a deletion of 15 base pairs and generates a loss of 5 amino acids in the KIT receptor tyrosine kinase. Neutral polymorphisms were also found in exon 11 of KIT gene and exon 18 of PDGFRA gene. Conclusion: Molecular analysis by automatic sequencing identified a mutation in the KIT gene in a tumor sample GIST. This technique can be applied to characterize genetic mutations Peruvian cases of GIST and thus establish adequate treatment by mutational profile...

Implementación de la Prueba del Multiplex PCR para el Gen DMD en Pacientes con sospecha de Distrofia Muscular de Duchenne/Becker y la identificación de una deleción de los exones 48-51 / Establishment of the multiplex PCR test for the DMD gene in patients with suspicion of Duchenne/Becker muscular dystrophy and the identification of a deletion of exons 48-51

OBJETIVO: Estandarizar la prueba del Multiplex PCR para identificar las deleciones más frecuentes que incluye nueve exones: 45, 48, 19, 17, 51, 8, 12, 44 y 4 del gen DMD cuyas mutaciones producen las distrofias musculares de Duchenne y de Becker. MATERIAL Y MÉTODO: La prueba fue realizada con 9 individuos, usando DNA obtenido de sangre periférica. De ellos, incluyendo 2 hermanos, tenían diagnóstico clínico de distrofia muscular compatible con DMD. Nueve pares de primers de los exones mencionados se usaron simultáneamente en una amplificación PCR y analizados por geles de agarosa y acrilamida. Uno de los pacientes (DMD-1) tenía diagnóstico molecular de deleción del exón 45 (control positivo) y 5 controles sanos (controles negativos). RESULTADOS: Los controles normales mostraron segmentos normales del tamaño esperado de los 9 exones luego de la amplificación PCR. El paciente DMD-1, evidenció la deleción del exón 45 (control positivo). Uno de los pacientes (DMD-3) presentó una nueva deleción que incluyó los exones 48 a 51, el resultado fue replicado en su hermano (también afectado con DMD). CONCLUSIONES: Se optimizó la prueba de Multiplex-PCR del gen DMD. Esto nos permite contar con una prueba para discernir gran número de pacientes con distrofia y determinar si tienen DMD/DMB. Uno de los pacientes mostró una mutación consistente en la deleción de los exones 48 a 51 que fué corroborada en su hermano afectado con distrofia.

OBJETIVE: To establish the Multiplex PCR test to identify the most frequent mutations caused by deletions that include DMD gene exons 45, 48, 19, 17, 51, 8, 12, 44 and 4 causing Duchenne and Becker dystrophies (DMD/BMD). MATERIALS AND METHOD: The test was performed in DNA obtained from peripheral blood of 9 individuals, four of them (including 2 brothers) patients clinically diagnosed with muscular dystrophies compatible DMD. Nine pair of primers corresponding to the above mentioned exons were used simultaneously for PCR amplification and analyzed in agarose and polyacrilamide gel electrophoresis. One of the patients (DMD-1) used as positive control, had a previous molecular diagnosis with a deletion of exon 45. RESULTS: Normal controls showed the expected size for the 9 segments amplified by PCR. The study of the sample of patient DMD- 1 with previous molecular diagnosis corroborated the lack of the band corresponding to exon 45. One of the patients (DMD-3) evidenced a new deletion spanning exons 48 to 51, that mutation was also replicated in his dystrophic brother. CONCLUSIONS: We have established the Multiplex-PCR test for the DMD gene. This will enable us to have a system for the serial screening of patients suspected of Duchenne or Becker muscular dystrophy. One of the patients showed a deletion comprising exons 48 to 51, mutation corroborated in his afflicted dystrophic brother.

Detección de mutaciones en el gen MYOC/TIGR en pacientes peruanos con glaucoma primario de ángulo abierto / Detection of mutations in MYOC/TIGR gene in Peruvian primary open angle glaucoma patients

El objetivo de esta investigación fue identificar variantes en el exón 3 del gen miocilina (MYOC/TIGR) en pacientes peruanos con Glaucoma Primario de Ángulo Abierto (GPAA). Es en este exón del gen MYOC donde se encuentra la mayoría de mutaciones en pacientes con GPAA a nivel mundial. Material y métodos: Las muestras de ADN fueron obtenidas de 70 pacientes con GPAA y sus respectivos controles del Instituto Nacional de Oftalmología (INO) Lima-Perú, mediante técnicas estandarizadas. Dos fragmentos que comprenden el exón 3 del gen MYOC fueron amplificados por PCR y evaluados mediante Conformation Sensitive Gel Electrophoresis (CSGE) para identificar las variantes. Los segmentos con resultado positivo fueron secuenciados y sus cromatogramas analizados para identificar el cambio de frecuencia. Resultados: Dos pacientes diagnosticados con GPAA, presentaron cambios en la secuencia del exón 3 del gen MYOC. Un polimorfismo neutro denominado Thr325Thr y una nueva mutación Gly326Ser.Conclusiones: El polimorfismo neutro Thr325Thr es una de las muchas variaciones que se han reportado en estudios anteriores en el exón 3 del gen MYOC. Sin embargo la mutación Gly236Ser, aún no reportada en bases de datos, sugiere un rol importante en la función de la miocilina, convirtiéndola en una mutación casual de GPAA en el paciente analizado. El hallazgo de esta mutación permitirá el estudio de los miembros de la familia para un diagnóstico temprano y un manejo adecuado de la enfermedad.

The aim of this study was to identify variations in exon 3 of the myocilin gene (MYOC/TIGR) sequence in Peruvian primary open angle glaucoma (POAG) patients. This exon of the MYOC gene is where most of the mutations are located in POAG patients worldwide. Material and methods: DNA samples of 70 diagnosed POAG patients and controls were obtained from INO (Instituto Nacional de Oftalmología) following customary procedures. We amplified exon 3 of MYOC gene in two fragments by PCR. These products were evaluated with conformation sensitive gel electrophoresis (CSGE). Sequence variations found were sent for sequence analysis and chromatograms were read to identify nucleotide changes. Results: PCR products of two diagnosed POAG patients showed sequence changes in exon 3 of MYOC gene. One known neutral polymorfism Th325Thr and a novel mutation Gly326Ser, were detected. Conclusions: The Thr325Thr polymorfism, is a previously reported variation in exon 3 of the MYOC gene. However Gly236Ser mutation suggests an important rol in myocilin function, becoming a causal disease mutation of POAG in analyzed patients. Our finding of a novel mutation in MYOC/TIGR will contribute to study family members of the proband to make early diagnoses with regular clinical visits and effective treatment.

Aberraciones cromosómicas in vitro para evaluar genotoxicidad de extractos de Abuta grandifolia (abuta) y Alchornea castaneifolia (hiporuro) / In vitro chromosome aberration analysis to evaluate genotoxicity of extracts of Abuta grandifolia (abuta) and Alchornea castaneifolia (hiporuro)

La evaluación de plantas medicinales usando parámetros de genotoxicidad, nos permite indicar si alguno de sus componentes puede provocar daño al material genético, a niveles génico o cromosómico. Este daño puede estimarse y determinará si el uso de la planta es conveniente o si por el contrario, el efecto benéfico aludido, se ve opacado por el probable efecto genotóxico. De forma alternativa, esta misma metodología permitiría detectar el efecto protector de una planta frente a la acción de mutágenos, lo cual redundaría en beneficio de los usuarios. Objetivo: Evaluar, in vitro, el efecto genotóxico del extractos de Abuta grandifolia, ôAbutaõ y Alchornea castaneifolia, ôHiporuroõ. Materiales y método: se realizaron cultivos de linfocitos obtenidos de sangre periférica, agregando los extractos de Abuta grandifolia, ôAbutaõ y Alchornea castaneifolia, ôHiporuroõ a diferentes concentraciones. Posteriormente, se realizó la evaluación citológica de aberraciones cromosómicas. Resultados: Se encontró un número elevado de aberraciones cromosómicas, tanto para el cultivo con Abuta como para el de Hiporuro. Este efecto se observó a diferentes concentraciones de extracto. Conclusiones: Las aberraciones cromosómicas encontradas en el presente trabajo, implicarían un efecto genotóxico de ambas plantas medicinales en el sistema in vitro empleado. Se requiere más estudios a diferentes niveles de organización que complementen los resultados reportados de este trabajo.

The evaluation of plants used in traditional medicine base don genotoxic parameters, allows researchers to determinate if some component could promote, genetic or chromosomal damage. This damage can be measured and, allow to determine the convenience of its use or, on the contrary, if its beneficial effect in undermined by the genotoxic effect. Moreover, this method would make it possible to detect the protective effect of the plant as opposed to a mutagen, which would enhance the benefit of its use. Objective: To evaluate the genotoxic effect of extracts of Abuta grandifolia, ôAbutaõ and Alchornea castaneifolia, ôHiporuroõ, using an in vitro test. Materials and method: Lymphocytes were cultured from peripheral blood, adding Abuta or Hiporuro extracts in different doses. Cytological evaluation of chromosome aberration was performed and registered. Results: An increased number of chromosome aberrations in Abuta and Hiporuro culture were found for different doses of extract. Conclusions: Chromosome aberrations found in the present work, would implicate a genotoxic effect in both plants in the system used. More studies are needed to complement the results of this research.

Three novel polymorphic microsatellite markers for the glaucoma locus GLC1B by datamining tetranucleotide repeats on chromosome 2p12-q12

In order to identify new markers around the glaucoma locus GLC1B as a tool to refine its critical region at 2p11.2-2q11.2, we searched the critical region sequence obtained from the UCSC database for tetranucleotide (GATA)n and (GTCT)n repeats of at least 10 units in length. Three out of four potential microsatellite loci were found to be polymorphic, heterozygosity ranging from 64.56 percent to 79.59 percent. The identified markers are useful not only for GLC1B locus but also for the study of other disease loci at 2p11.2-2q11.2, a region with scarcity of microsatellite markers.

Estudio genético-molecular de glaucoma primario de ángulo abierto en una familia peruana sugiere nuevo locus para glaucoma / Molecular genetic study of primary open-angle glaucoma in a Peruvian family suggests new locus for glaucoma

La contribución de la genética molecular al estudio de enfermedades hereditarias es innegable. Existen numerosos reportes de genes responsables de enfermedades hereditarios que facilitan al diagnóstico, pronóstico y también la posibilidad de terapias cuando se conoce el defecto molecular involucrado. Además, hay cientos de enfermedades en donde la identificación del defecto molecular está cerca porque se han localizado regiones cromosómicas específicas en donde se sabe, residen genes responsables de estas enfermedades. Una estrategia es precisamente, refinar paulatinamente esta ubicación a fin de caracterizar el defecto molecular, todo ello con miras a establecer posibles tratamientos. El glaucoma primario de ángulo abierto (GPAA) es una enfermedad hereditaria que puede llevar a la ceguera si no hay un diagnóstico temprano y tratamiento. Hasta ahora, se conocen seis genes que son responsables de la enfermedad y nuestro grupo está trabajando en la caracterización genético-molecular de GPAA en familias peruana usando marcadores microsatélites a fin de caracterizar su asociación con los seis grupos de marcadores. Reportamos el hallazgo de una familia peruana afectada con GPAA que no segrega con ninguno de los marcadores microsatélites de las diferentes regiones cromosómicas que se sabe están asociadas con la enfermedad. Esto apunto a la existencia de un nuevo locus responsable del GPAA en esta familia.

Molecular genetic studies are increasingly important for the study of heredity diseases and its contribution is well known. There are several hundred reports of genes responsible of genetic diseases that help in diagnosis, prognosis and possible treatment when the molecular defect is known. Primary open-angle glaucoma (POAG) is a hereditary disease that can lead to blindness if untreated. There are six known loci that can cause it and or group is working on the characterization of Peruvian families using microsatellite markers located on regions known to harbor glaucoma genes. We found a Peruvian family that does not segregate with any of the markers located near known glaucoma loci. This would account for a new locus responsible for the disease in this family.

Mapeo cromosómico y refinamiento de la localización de un gen de glaucoma en 2cen-2q12 en una familia peruana: avances hacia la identificación del gen GLC1B / Chromosome mapping and refinement of the location of a gene of glaucoma in 2cen-2q12 in a Peruvian family: advances towards to identification of the gene GLC1B

La genética molecular es una herramienta que está revelando los genes responsables de enfermedades hereditarias, incluso algunos de ellos han sido ya identificados y caracterizados. En otros genes la identificación está más cercana porque se les ha localizado (mapeado) en regiones cromosómicas específicas donde su búsqueda se refina paulatinamente. El glaucoma primario de ángulo abierto (GPAA) es una anomalía hereditaria que sin tratamiento puede llevar a la ceguera, pero si es detectado tempranamente, permite preservar la visión. Hay 6 loci (genes) para GPAA: GLC1A localizado en la región cromosómica 1q24.3-q25.2, GLC1B (2cen-q13), GLC1C (3q21-q24), GLC1D (8q23), GLC1E (10p14-p15) y GLC1F (7q35-q36). Hemos estudiado varias familias peruanas con GPAA para analizar su asociación con marcadores en las regiones mencionadas. Una familia de Chincha ha mostrado cosegregación con marcadores de 2cen-q13 indicando que el glaucoma en esta familia pertenece a GLC1B. Un análisis posterior con más familiares nos revela una recombinación que restringe la región crítica para GLC1B a 2cen-q12. Esta reducción en términos genómicos descarta varios millones de nucleótidos y muchos genes de 2q13 facilitando la identificación de GLC1B.

Molecular genetics is an important tool to elucidate the cause of hereditary diseases. One of the strategies used in this type of studies, is to map the gene responsible of the disease to a specific chromosome region. This has helped in the characterization of some genes, but others remain to be identified. Primau Open Angle Glaucoma (POAG) is a hereditary disease that can lead to blindness if untreated. There are six loci for POAG: GLClA on chromosome region lq24.3-q25.2, GLClB (2cenq13), GLClC (3q21-q24), GLClD (8q23), GLClE (10p14p15) y GLClF (7q35-q36). In a study of several POAG Peruvian families we have characterized one that cosegregates with markers of chromosome 2 corresponding to a new reported family for GLCIB located at 2cen-2q13. One additional individual in the family reveals genetic recombination that refines the position to a smaller region in 2cen-q12 eliminating several millions of base pairs in the search of the GLCIB gene.

Optimización del diagnóstico molecular para la enfermedad de Huntington y la Hemocromatosis / Optimization of the molecular diagnosis for Huntington's disease and the Hemocromatosis

La caracterización genética-molecular de las enfermedades es útil para su diagnóstico, pronóstico y, en algunos casos, para diseñar estrategias de tratamiento; esto es posible por el análisis directo de las mutaciones responsables de estas enfermedades. La Enfermedad de Huntington (Corea) es una enfermedad neurodegenerativa que produce movimientos espásticos; rememorando una coreografía, conlleva a demencia y muerte. A nivel molecular, la enfermedad es causada por una expansión en el trinucleótido (CAG)n que se encuentra en el exon 1 del gen responsable HD en la región cromosómica 4p 16. La hemocromatosis hereditaria es una enfermedad primariamente hepática, que provoca cirrosis, diabetes y deficiencia cardiaca y alrededor de un tercio de pacientes muere por carcinoma hepatocelular. Más del 95 por ciento de casos de hemocromatosis en USA y EUROPA es provocado por mutaciones en el gen HFE (6p21), principalmente por las mutaciones C282Y y H63D. En los laboratorios del Instituto de Genética y Biología Molecular de la USMP se ha implementado el diagnóstico molecular de estas enfermedades como el inicio de un servicio que ya incluye otras anomalías genéticas. Tenemos interés en dirigirlo paulatinamente hacia las enfermedades y mutaciones más frecuentes en las poblaciones peruanas.

The molecular characterization of the mutations causing hereditary diseases are important tools for diagnosis, prognosis and eventually treatment. Huntington's disease is a neurodegenerative disease producing spastic uncontrolled movements and is caused by the expansion of a trinucleotide (CAG)n with in the first exon of the gene HD located at 4p16. Hemocromatosis is a liver disease causing cirrosis, diabetes and heart problems, in addition one third of patients dies of hepatocarcinoma. Almost all cases of hemocromatosis are due to mutations in the gene HFE at 6p21, being C282Y and H63D the mutations most frequently detected in Europe and USA. We are establishing the molecular diagnosis of different diseases starting with Huntington disease and hemochromatosis as the begining of a service to the Peruvian comunity.