Genetic approach in amyotrophic lateral sclerosis

The superoxide dismutase type 1 (SOD1) gene is the first responsible gene mapped in amyotrophic lateral sclerosis type 1 (ALS1), and it codes for the enzyme SOD1, the function of which is to protect against damage mediated by free radicals deriving from oxygen. Its pathophysiological mechanism in ALS1 is related to ischemia. Several molecular studies of the SOD1 gene show that point mutations are the most frequent. The most common mutations in familial cases are p.A4V, p.I113Y, p.G37R, p.D90A and p.E100G, which account for more than 80% of cases, although intronic mutations have also been described as responsible for ALS1. Sporadic cases are explained by mutations in other genes such as SETX and C9orf72. ALS1 is a complex disease with genetic heterogeneity. On the other hand, familial and sporadic cases have a different etiology, which is explained by molecular heterogeneity and multiple pathogenic mechanisms that lead to ALS1; oxidative stress and ischemia are not the only cause. In Mexico, ALS molecular genetics studies are scarce. Clinical studies show an increase in cytokines such as adipsin in cerebrospinal fluid.

Ataxina-2, nuevo blanco en enfermedades genéticas complejas / Ataxin-2, a new target in complex genetic diseases

Resumen El gen de la ataxina-2 es un blanco en la patogénesis de enfermedades complejas, entre ellas los factores de riesgo cardiovascular y enfermedades neurodegenerativas. El gen ATXN2 tiene un VNTR en el exón 1, cuya expansión por encima de las 30 repeticiones provoca al desarrollo de ataxia espinocerebelosa tipo 2; las repeticiones en rango menor se asocian con diabetes tipo 2 o esclerosis lateral amiotrófica. También este locus está ligado con fenotipos metabólicos e inflamatorios. En conclusión, el gen puede ser utilizado como marcador clínico de fenotipos metabólicos y neurológicos, lo cual está relacionado con su efecto pleiotrópico.

Abstract The ataxin 2 gene is a target in the pathogenesis of complex diseases, including cardiovascular risk factors and neurodegenerative diseases. ATXN2 gen has VNTR in exon 1, whose expansion exceeding 30 repetitions leads to the development of spinocerebellar ataxia type 2; lower-range repetitions are associated with type 2 diabetes or amyotrophic lateral sclerosis. This locus is also linked with metabolic and inflammatory phenotypes. In conclusion, this gene can be used as a clinical marker of metabolic and neurological phenotypes, which is related to its pleiotropic effect.

El polimorfismo (CAG)n del gen ATXN2, nuevo marcador de susceptibilidad para diabetes mellitus tipo 2 / (CAG)n polymorphism of the ATXN2 gene, a new marker of susceptibility for type 2 diabetes mellitus

RESUMEN Objetivo Estimar si hay asociación del repetido (CAG)n del gen ATXN2 en población mexicana con diabetes mellitus (DM) tipo 2. Métodos Estudio epidemiológico de casos y controles. Se incluyeron personas sanas y personas diabéticas. La detección de la expansión (CAG)n se realizó por reacción en cadena de la polimerasa (PCR)-punto final. Los productos de PCR se analizaron mediante electroforesis (PAGE al 8%) y tinción con nitrato de plata. Resultados La distribución de alelos del trinucleótido (CAG)n en la población analizada resultó similar a la reportada en el centro del país. El alelo más frecuente es el de 22 repetidos; sin embargo, hay asociación con los portadores de los repetidos largos dentro del rango normal con diabetes. Conclusiones Los resultados sugieren que el repetido (CAG)n del gen de ATXN2 podría ser un factor causal de DM tipo 2.

ABSTRACT Objective Estimate whether there is an association between the (CAG)n repeat in the ATXN2 gene in the Mexican population and type 2 diabetes mellitus (DM). Methods Epidemiological case-control study, including healthy people and diabetics. (CAG)n expansion was detected by end-point polymerase chain reaction (PCR). PCR outputs were analyzed by electrophoresis (PAGE 8%) and silver nitrate staining. Results (CAG)n nucleotide allele distribution in the study population was similar to that reported in central Mexico. The 22-repeat allele is the most frequent; however, there is an association with carriers of long repeats in the normal range with diabetes. Conclusions The results suggest that the (CAG)n repeat of the ATXN2 gene could be a causal factor for type 2 DM.

Asociación del gen ELMO1 (snp rs1345365) con el desarrollo de diabetes mellitus tipo 2 en población mestiza Mexicana / Association of the ELMO1 gene (snp rs1345365) with development of type 2 diabetes mellitus in the Mexican mestizo population

El locus g.37190613 en 7p14.2-14.1 del gen ELMO1 presenta un polimorfismo el cual consiste en un cambio G>A(rs1345365). Esta variante, entre otras, de ELMO1, ha sido asociada con nefropatía diabética en diferentes poblaciones. En México son limitados los estudios de asociación de diabetes mellitus con genes candidatos. Por ello, el objetivo del presente trabajo fue determinar la asociación del SNP rs1345365 del gen ELMO1 con el desarrollo de diabetes mellitus tipo 2 (DM2). Para ello se analizaron 148 pacientes con DM2, 156 individuos sin diabetes pero con factores de riesgo cardiovascular y 269 personas sanas sin DM2. El polimorfismo se identificó por PASA (PCR AMPLIFICATION ALLELE SPECIFIC) y PAGE teñida con nitrato de plata. La asociación se estableció por diferentes modelos de epidemiología genética; el modelo dominante mostró una asociación positiva (p=0,0006) como factor protector y el para-dominante mostró al estado heterocigoto como factor de riesgo. En conclusión el estudio reveló la asociación del SNP rs1345365 del gen ELMO1 con DM2 en una población mestiza Mexicana.

The g.37190613 locus on 7p14.2-14.1 in the ELMO1 gene has a G>A polymorphism (SNP rs1345365) that has been associated with diabetic nephropathy in different populations. The genetic-association studies in type 2 diabetes mellitus (DM2) on the Mexican population are limited. The aim of this study was to estimate whether the polymorphism G>A of ELMO1 gene is associated with the development of DM2. We included 148 DM2 individuals, 156 individuals with cardiovascular risk factors without diabetes and 269 healthy proband without DM2. The polymorphism was identified by PCR amplification specific allele (PASA), PAGE and silver staining. The association was established by genetic epidemiological models; the dominant model showed a positive association (p=0.0006) as a protective factor, and the para-dominant model to heterozygous, as risk factor. In conclusion, this study revealed the association of the SNP rs1345365 of the ELMO1 gene in a Mexican population.

Uso medicinal de plantas antidiabéticas en el legado etnobotánico oaxaqueño / Medicinal use of antidiabetic plants in Oaxacan ethnobotanical tradition

Introducción: la diabetes mellitus tipo 2 es uno de los principales padecimientos crónicos degenerativos en México. Diversos tratamientos se usan para atender a la población oaxaqueña de este país, incluido el empleo de plantas medicinales. Objetivo: efectuar una revisión bibliográfica exhaustiva a través de plataformas electrónicas científicas, con el objetivo de hallar datos sobre plantas antidiabéticas y sus extractos con efecto hipoglucemiante, que son usadas empíricamente en Oaxaca, México. Métodos: se realizó una búsqueda bibliográfica exhaustiva de estudios científicos concernientes a la evaluación de la actividad biológica (que incluyen pruebas in vitro e in vivo) y la química de plantas comúnmente utilizadas para el tratamiento de la diabetes en el estado de Oaxaca, México. Resultados: se presentan 35 plantas de 22 familias botánicas que se usan para el tratamiento de la diabetes mellitus tipo 2, entre ellas se cuenta con un número mayor de especies de las familias Lamiaceae, Cecropiaceae y Equisetaceae. De las 35 especies, 23 sustentan su acción antidiabética en modelos animales y solo en 19 se lograron identificar los compuestos con actividad hipoglucemiante. Conclusión: aproximadamente 77 % de estas plantas cuenta con estudios sobre el efecto de sus extractos o bien acerca de sus metabolitos secundarios individuales. Algunas plantas usadas empíricamente en el estado de Oaxaca, México, contienen flavonoides y terpenos bien identificados con actividad antioxidante e inhibitoria de enzimas del metabolismo de carbohidratos. Miembros específicos de estas familias de metabolitos poseen efecto evidente en la regulación de la glucemia bajo previos bioensayos in vivo o in vitro. Estos hallazgos sustentan de modo coherente el uso milenario de las especies aquí tratadas.

Introduction: type 2 diabetes mellitus (DM2) is one of the most common chronic degenerative diseases in Mexico. Medicinal plants are one of the treatments provided to the Oaxacan population suffering from this disease. Objective: carry out an exhaustive bibliographic review in electronic scientific databases with the purpose of collecting information about antidiabetic plants and hypoglycemic extracts empirically used in Oaxaca, Mexico. Methods: an exhaustive bibliographic search was conducted for scientific studies dealing with the biological activity (in vitro and in vivo tests) and chemical characteristics of plants commonly used to treat diabetes in the state of Oaxaca, Mexico. Results: a presentation is made of 35 plants from 22 botanical families which are used to treat type 2 diabetes mellitus. Most of these species are from the families Lamiaceae, Cecropiaceae and Equisetaceae. In 23 of the 35 species, antidiabetic action was tested in animal models, and only in 19 of them could compounds with hypoglycemic activity be identified. Conclusion: about 77 % of these plants have reports on the effect of their extracts or their individual secondary metabolites. Some of the plants used empirically in the state of Oaxaca, Mexico, contain clearly identified flavonoids and terpenes with antioxidant activity and inhibitory action on enzymes involved in carbohydrate metabolism. Previous in vitro and in vivo assays have shown that certain members of these metabolite families have an obvious effect on glycemia regulation. These findings consistently support the millenarian use of the species herein dealt with.