Paciente masculino con cariotipo 46 XX negativo para el gen SRY y sin ambigüedad genital: reporte de un caso / Male patient 46, XX SRY -negative and unambiguous genitalia: A case report

En la mayoría de los casos, la diferenciación sexual masculina ocurre con la participación del gen SRY. Sin embargo, se pueden presentar otros genotipos excepcionales, como en el caso que se presenta en este reporte. Se trata de un paciente adulto de sexo masculino atendido en el Servicio de Paternidades del Instituto de Genética de la Universidad Nacional de Colombia. Se le hicieron los análisis del gen de la amelogenina y de repeticiones cortas en tándem (Short Tandem Repeat, STR) específicas para el gen SRY con estuches comerciales de identificación humana, así como los de cariotipo convencional e hibridación in situ fluorescente del SRY, y el estudio de microdeleciones del cromosoma Y mediante reacción en cadena de la polimerasa (PCR). Se le hizo la evaluación clínica y se le brindó asesoramiento genético. El paciente no presentaba ambigüedad genital, su cariotipo era 46 XX, y el perfil molecular era negativo para el gen SRY y positivo para el ZFY. Se le diagnosticó un trastorno de diferenciación sexual 46 XX testicular no sindrómico, una rara condición genética. Solo el 20 % de los pacientes con este diagnóstico son negativos para SRY y exhiben perfiles moleculares diversos. La información disponible parece indicar que el ZFY está relacionado con la diferenciación sexual masculina, aún en ausencia del gen SRY.

In most cases, male sexual differentiation occurs with SRY gene mediation. However, exceptional genotypes have been identified, as shown in this paper. This was a male adult patient seen at the Servicio de Paternidades, Instituto de Genética, Universidad Nacional de Colombia. The following procedures were carried out: Amelogenin gene and short tandem repeat analyses using human identification commercial kits, conventional karyotype, SRY fluorescent in situ hybridization, PCR analysis for Y chromosome microdeletions, clinical evaluation, and genetic counseling. We present an adult male with unambiguous genitalia, karyotype 46,XX, and an SRY negative and ZFY positive molecular profile. The diagnosis of nonsyndromic 46,XX testicular disorder of sex development (DSD) -a rare genetic condition- was established. Only 20 % of similarly diagnosed patients are SRY negative and exhibit diverse molecular profiles. Until now, available evidence seems to indicate that, even in the absence of SRY, the ZFY factor is involved in male sexual differentiation.

Immunohistochemical study of amelogenin binding proteins in an amelogenin point mutation mouse / Estudio inmunohistoquímico de proteínas de unión de la amelogenina en un ratón con mutación puntual de amelogenina

Amelogenin is one of the enamel matrices secreted by ameloblasts. A mutation of the amelogenin gene can cause hereditary dental enamel defects known as amelogenesis imperfecta (AI). Since lysosome-associated membrane protein-1 (LAMP-1), -3 (LAMP-3), and 78kDa glucose-related protein (Grp78) were identified as binding proteins of amelogenin, several studies have suggested the involvement of these binding proteins with the cell kinetics of ameloblasts in normal or abnormal conditions. The purpose of this study is to investigate the distribution of these amelogenin binding proteins in the ameloblast cell differentiation of mice with a point mutation of the amelogenin gene (Amelx*). The incisors of Amelx* mice had a white opaque color and the tooth surface was observed to be rough under a scanning electron microscope. Among the sequential ameloblast cell differentiation in the Amelx* mice, the shape of ameloblasts at the transition stage was irregular in comparison to those in wild-type (WT) mice. Immunostaining of Grp78 revealed that the whole cytoplasm of the transition stage ameloblasts was immunopositive for Grp78 antibody, while only the distal part of cell was positive in the WT mice. Furthermore, in the Amelx* mice, the cytoplasm of the transition stage ameloblasts was immunopositive for LAMP-1 and LAMP-3. These results suggest that Amelx* may cause the abnormal distribution of amelogenin binding proteins in the cytoplasm of ameloblasts.

La amelogenina es una de las matrices de esmalte secretadas por los ameloblastos. Una mutación del gen de amelogenina puede causar defectos hereditarios del esmalte dental conocidos como amelogénesis imperfecta (AI). Dado que la proteína de membrana asociada a lisosoma-1 (LAMP-1), -3 (LAMP-3) y la proteína relacionada con la glucosa de 78 kDa (Grp78) se identificaron como proteína de unión a amelogenina, varios estudios han sugerido la participación de estas proteínas con la cinética celular de los ameloblastos en condiciones normales o anormales. El objetivo del estudio fue investigar la distribución de LAMP-1, LAM-3 y Grp78 durante la diferenciación celular de ameloblastos de ratones con una mutación puntual del gen de amelogenina (Amelx*). Los incisivos de los ratones Amelx* presentaron un color blanco opaco y se observó en microscopio electrónico de barrido que la superficie del diente era áspera. La diferenciación celular secuencial y la forma de los ameloblastos en la etapa de transición en los ratones Amelx* fue irregular en comparación con los ratones silvestres (RS). La inmunotinción de Grp78 reveló que todo el citoplasma de los ameloblastos en etapa de transición fue inmunopositivo para el anticuerpo Grp78, mientras que solo la parte distal de la célula fue positiva en los ratones RS. Además, en ratones Amelx*, el citoplasma de los ameloblastos en etapa de transición fue inmunopositivo para LAMP-1 y LAMP-3. Estos resultados sugieren que Amelx* puede causar distribución anormal de proteínas de unión a amelogenina en el citoplasma de los ameloblastos.

Alteración del gen AMELX en amelogénesis imperfecta. Una breve revisión / Alteration of the AMELX gene in amelogenesis imperfecta. A brief review

Resumen La amelogénesis imperfecta es un grupo de trastornos de desarrollo del esmalte dental asociados principalmente con mutaciones en el gen AMELX. Clínicamente presenta diferentes fenotipos que afectan la estructura y función del esmalte, tanto de la dentición primaria como secundaria. El objetivo de este estudio fue realizar una revisión bibliográfica de las funciones y mutaciones de AMELX relacionadas con amelogénesis imperfecta. Se llevó a cabo una revisión bibliográfica en dos bases de datos: PubMed y Web of Science, usando las palabras clave “AMELX”, “amelogenina”, “amelogénesis imperfecta” y “mutación de AMELX”. Fueron revisados 40 artículos y se encontró que AMELX es el gen predominante en el desarrollo del esmalte dental y de la amelogénesis imperfecta, alterando la estructura de la amelogenina. En los últimos años se han descrito las características en el proceso de amelogénesis imperfecta con diferentes fenotipos de esmalte hipoplásico o hipomineralizado y se han reportado diferentes mutaciones, con lo que se ha determinado la secuenciación del gen y las posiciones de las mutaciones.

Abstract Amelogenesis imperfecta is a group of developmental disorders of the dental enamel that is mainly associated with mutations in the AMELX gene. Clinically, it presents different phenotypes that affect the structure and function of dental enamel both in primary and secondary dentition. The purpose of this study was to conduct a literature review on the AMELX functions and mutations that are related to amelogenesis imperfecta. A literature search was carried out in two databases: PubMed and Web of Science, using the keywords “AMELX”, “amelogenin”, “amelogenesis imperfecta” and “AMELX mutation”. Forty articles were reviewed, with AMELX being found to be the predominant gene in the development of dental enamel and amelogenesis imperfecta by altering the structure of amelogenin. In the past few years, the characteristics of the amelogenesis imperfecta process have been described with different phenotypes of hypoplastic or hypo-mineralized enamel, and different mutations have been reported, by means of which the gene sequencing and the position of mutations have been determined.

Diversidad del ADN mitocondrial en restos óseos prehispánicos / Mitochondrial DNA diversity in prehispanic bone remains on the eastern Colombian Andes

Resumen Introducción. El ADN antiguo que se extrae de los restos óseos humanos permite analizar la composición genética de las poblaciones precolombinas y determinar las dinámicas poblacionales que dieron origen a la diversidad de las poblaciones contemporáneas. Objetivo. Determinar la diversidad genética y la relación con otras comunidades contemporáneas y antiguas de América, de los restos óseos asociados al Templo del Sol en Sogamoso, Colombia. Materiales y métodos. Se analizaron 13 individuos pertenecientes al periodo precolombino muisca (siglos IX-XVI d. C.), provenientes de los alrededores del Templo del Sol en Sogamoso, Boyacá, Andes orientales colombianos. Se amplificó el ADN mitocondrial (ADNmt) y se determinaron los polimorfismos de la longitud de los fragmentos de restricción (Restriction Fragment Length Polymorphism, RFLP) para los cuatro haplogrupos amerindios (A, B, C y D). Además, se amplificaron y analizaron los marcadores autosómicos, incluida la amelogenina, y los marcadores de los polimorfismos de repeticiones cortas en tándem (Short Tandem Repeat, STR) del cromosoma Y. Resultados. El haplogrupo A fue el linaje mitocondrial más frecuente en esta población, seguido de los haplogrupos B y C; no se detectó el haplogrupo D. Los análisis de variación genética indicaron una diversidad semejante a la de las poblaciones pertenecientes a la familia lingüística chibcha, contemporánea en Colombia y Centroamérica. Se logró hacer la determinación molecular del sexo de los individuos estudiados y compararla con los datos osteológicos. Con una sola excepción, los datos bioantropológicos y moleculares concordaron. Conclusiones. Estos resultados aportan nuevos elementos a la hipótesis del origen centroamericano de los grupos chibchas del altiplano cundiboyacense con base en marcadores genéticos, y permitieron establecer el sexo y las relaciones de parentesco.

Abstract Introduction: DNA extracted from ancient human bones allows to analyze the genetic makeup of preColumbian populations and to determine the dynamics that gave rise to the diversity of contemporary populations. Objective: To determine the genetic diversity of skeletal remains associated with the Templo del Sol (Sun Temple) and their relationship with other contemporary and ancient communities of America. Materials and methods: We analyzed 13 individuals belonging to the pre-Columbian Muisca Period (IX-XVI centuries AD) from the vicinities of the Templo del Sol (Sun Temple) (Sogamoso, Boyacá) in the eastern Colombian Andes. Mitochondrial DNA was amplified and RFLPs were performed in order to type the four traditional Amerindian haplogroups (A, B, C and D). In addition, autosomal markers including amelogenin and Y-chromosome STRs were amplified. Results: Among the observed mitochondrial lineages, haplogroup A was the most frequent, followed by haplogroups B and C; no evidence of haplogroup D was found. The genetic variation analysis indicated a similar diversity of pre-Columbian Muiscas to that of contemporary populations belonging to the Chibcha linguistic family from Colombia and Central America. Molecular sexing was accomplished and it was compared to osteological data. With only one exception, anthropological and molecular data were consistent. Conclusions: Our results contribute new genetic elements supporting the hypothesis of Central American origin of the Chibcha groups of the Cundiboyacense plateau, and allowed sex typing and kinship evaluations.

Pathogenesis of dental fluorosis: biochemical and cellular mechanisms / Patogénesis de la fluorosis dental: mecanismos bioquímicos y celulares

Abstract. The mechanisms involved in the development of dental fluorosis are still unknown. The development of in vivo and in vitro models using biologically relevant concentrations of fluoride for the emergence of fluorosis has allowed suggesting hypotheses that contribute to the understanding of the mechanisms that produce this defect in enamel development, with high prevalence in Colombia. This topic review presents an update on the normal mechanisms of the formation of enamel and how they are affected by exposure to high concentrations of fluoride. This is a thorough review of the deleterious effects of fluoride on the cells and the extracellular matrix, especially during the maturation stage, resulting in a delay of the removal of the protein matrix of amelogenins, as well as the appearance of mottled enamel-a characteristic of dental fluorosis. Finally, it shows the perspectives of the study of this defect in enamel development from biochemistry and cellular and molecular biology.

RESUMEN. Los mecanismos involucrados en el desarrollo de la fluorosis dental aún no se conocen a cabalidad. El desarrollo de modelos in vivo e in vitro que utilizan concentraciones de fluoruro biológicamente relevantes para la aparición de fluorosis ha permitido el planteamiento de hipótesis que aportan cada vez más al conocimiento de los mecanismos que generan este defecto del desarrollo del esmalte, de alta prevalencia en Colombia. Esta revisión presenta una actualización sobre los mecanismos normales de la formación del esmalte y cómo estos se ven afectados por la exposición a altas concentraciones de fluoruro. Se presenta una revisión en detalle de los efectos deletéreos del fluoruro sobre las células y sobre la matriz extracelular, especialmente durante la etapa de maduración, que tendrán como consecuencia el retraso de la remoción de la matriz proteica de amelogeninas y se traducirá en la apariencia de esmalte moteado, característica de la fluorosis dental. Por último, se muestran las perspectivas del estudio de este defecto del desarrollo del esmalte desde la bioquímica y la biología celular y molecular.

Expression of enamel proteins in rough endoplasmic reticulum and golgi complex in human dental germs / Expresión de proteínas del esmalte en retículo endoplásmico rugoso y complexo golgiensis en gérmenes dentales humanos

Tooth enamel is the hardest tissue in the body. The organic matrix configuration is provided by the main proteins amelogenin, ameloblastin and enamelysin (MMP20), an enzyme that helps to shape the matrix. The aim of this study was to determine by histochemistry the expression of amelogenin and enamelysin through the rough endoplasmic reticulum in the late stages of amelogenesis, and its expression in the Complexus golgiensis (Golgi complex / Golgi apparatus) in the early stages in human fetuses. In early stages a colocalization of both proteins inside the Golgi apparatus was found, being more evident the relationship between Golgi and amelogenin (99.92 %). In the late stage, a colocalization of both proteins and rugged endoplasmic reticulum was found. With enamelysin being more evident in relation with rough endoplasmic reticulum (99.95 %). Our findings demonstrated the presence of amelogenin and enamelysin in odontoblast and ameloblast. However, the presence of these two proteins in odontoblast remains unknown.

El esmalte dental es el tejido más duro del cuerpo. La configuración de la matriz orgánica es proporcionada por las proteínas principales amelogenina, ameloblastina y enamelisina (MMP20), una enzima que ayuda a dar forma a la matriz. El objetivo de este estudio fue determinar mediante histoquímica la expresión de amelogenina y enamelisina a través del retículo endoplasmático rugoso en las últimas etapas de la amelogénesis , y su expresión en el Complexo golgiensis en las primeras etapas de formación en fetos humanos. En las primeras etapas se observó colocalización de ambas proteínas en el interior del Complexo golgiensis, siendo más evidente la relación entre Golgi y amelogenina (99,92 %). En la última etapa, se identificó una colocalización de ambas proteínas y retículo endoplásmico rugoso. Resulto más evidente la enamelisina en relación con el retículo endoplasmático rugoso (99,95 %). Nuestros resultados demostraron la presencia de amelogenina y enamelisina en odontoblastos y ameloblastos, sin embargo se desconoce la presencia de estas dos proteínas en odontoblastos.

Immunohistochemical study of amelogenin and lysosome-associate membrane proteins (LAMPs) in cartilage / Estudio inmunohistoquímico de la amelogenina y proteínas de membrana asociadas a lisosomas (LAMPs) en el cartílago

Amelogenin is one of the enamel matrix proteins secreted by ameloblasts during enamel formation in tooth development. Recent studies showed that the amelogenin is expressed in chondrocyte. Lysosome-associated membrane proteins (LAMPs) have been identified as binding partner proteins to amelogenin and it has been suggested they act as signaling receptors of amelogenin. The purpose of this study is to clarify the localization of amelogenin and LAMPs in growth plate cartilage and cartilaginous nodules in micromass culture. Mouse knee joints including tibia growth plate at 4 weeks old and micromass cultures of limb bud mesenchymal cells after 2 weeks were fixed in paraformaldehyde, routinely processed, sections were cut and immunostained with amelogenin, collagen type II and type X, LAMP-1 and -3. The positive immunoreaction of amelogenin was observed both in proliferation and hypertrophic zone cartilage of growth plate after enzymatic pretreatment in immunostaining. Furthermore, cartilaginous nodules in micromass culture were immunopositive to amelogenin. The chondrocytes in the proliferation zone of the growth plate were immunopositive to LAMP-1 but weakly stained in the chondrocytes of hypertrophic zone. These observations indicate that amelogenin may be present in cartilage matrix produced in vivo and in vitro and amelogenin may involve cartilage formation through the LAMP-1 signaling pathway.

La amelogenina es una de las proteínas de la matriz del esmalte secretadas por ameloblastos durante la formación del esmalte en el desarrollo dentario. Estudios recientes demuestran que la amelogenina se expresa en los condrocitos. Las proteínas de membrana asociadas a lisosomas (LAMPs) se han identificado como proteínas de unión asociadas a la amelogenina; se ha sugerido que actúan como receptores de señalización de la amelogenina. El propósito de este estudio fue aclarar la localización de la amelogenina y las LAMPs en el cartílago de crecimiento y nódulos cartilaginosos en cultivos de micromasa. Articulaciones de la rodilla del ratón, que incluían la placa de crecimiento tibial de 4 semanas de edad y cultivos de micromasa de células mesenquimales del brote del miembro después de 2 semanas se fijaron en paraformaldehído y procesaron rutinariamente. Los cortes fueron sometidos a inmunotinción con amelogenina, colágeno tipo II y X, LAMP-1 y LAMP-3 . Se observó inmunorreacción positiva de amelogenina tanto en la zona proliferación e hipertrófica del cartílago de crecimiento después del pretratamiento enzimático. Además, los nódulos cartilaginosos en el cultivo de micromasa eran inmunopositivos para la amelogenina. Los condrocitos en la zona de proliferación de la placa de crecimiento fueron immunopositivos a LAMP-1, mientras que los condrocitos de la zona hipertrófica se tiñeron débilmente. Estas observaciones indican que la amelogenina puede estar presente en la matriz del cartílago producida tanto in vivo e in vitro, además la amelogenina puede estar implicada en la formación de cartílago mediante la vía de señalización de LAMP-1.

Amelogenésis imperfecta: criterios de clasificación y aspectos genéticos / Amelogenesis imperfecta: classification criteria and genetic aspects

La amelogénesis imperfecta es una alteración del esmalte que se puede presentar tanto en dentición decidua como permanente con diversas consecuencias negativas para los pacientes. La presente revisión describe los criterios diagnósticos, clasificación, etiología, casos esporádicos en los que se ha relacionado con otras alteraciones clínicas o enfermedades sistémicas, y su tratamiento; enfatizando la etiología y clasificación de esta alteración puesto que son las áreas en las que se han realizado muchos avances en los últimos años, especialmente relacionado con los aspectos genéticos.

Amelogenesis imperfecta is an enamel alteration that occurs in both deciduous and permanent dentition with diverse negative consequences for the patients. The present review describes the diagnostic criteria, classification, etiology, sporadic cases in which it is related to other clinical alterations or systemic diseases, and its treatment; emphasizing in the etiology and classification of this alteration since they are the areas in which many advances have been performed in the last years, specially related to the genetic aspects.