Análisis exhaustivo del gen ABCA4: caracterización de nuevas variantes patogénicas

Análisis exhaustivo del gen ABCA4

Un gran número de pacientes con distrofias de retina de afectación macular, como la enfermedad de Stargardt, presentan mutaciones en el gen ABCA4, un gen de gran tamaño y complejidad. El objetivo de esta investigación es estudiar el este gen para mejorar el diagnóstico y tratamiento de estas patologías. 

Equipo investigador

Principal: Dra. Esther Pomares

Co-investigadores: Dr. Arnau Navinés (Departamento de Genética), y Dra. Anniken Burés, Dr. Borja Corcóstegui y Dr. Rafael Navarro (Departamento de Retina y Vítreo)

Financiación

Donaciones de particulares a través del crowdfunding Explorando Un Gen (www.explorandoungen.org

ONCE

Fondos propios de Fundación IMO

Duración

Noviembre de 2016 – actualidad

Descripción del proyecto

La gran mayoría de pacientes con enfermedad de Stargardt, así como la mitad de los casos recesivos de distrofia de conos y bastones, presentan mutaciones en el gen ABCA4. Este gen también se asocia a un número considerable de casos de maculopatía en ojo de buey y a un pequeño conjunto de familias con Retinosis Pigmentaria. Todo esto sitúa a ABCA4 como un gen con destacada casuística en el conjunto de las Distrofias de Retina (DR), y es por este motivo que se está trabajando en el diseño de terapias efectivas sobre él.

La mayoría de estos tratamientos dependen del tipo de mutación y del efecto que produce, por lo que el estudio y conocimiento previo de las variantes asociadas a estas DR es un requisito indispensable a la hora de desarrollar las terapias más adecuadas en cada caso.

La búsqueda e identificación de variantes en el gen ABCA4 es particularmente compleja, debido a su gran tamaño (50 exones o regiones codificantes del ADN) y su elevada heterogeneidad alélica (más de 1200 mutaciones descritas a día de hoy).  Además, puede presentar variantes patogénicas en regiones intrónicas o reguladoras, es decir, no codificantes. De hecho, se estima que entre el 5-10% de los pacientes son portadores de, al menos, una mutación en estas regiones, que no se pueden analizar en los estudios genéticos convencionales por su elevada complejidad.

En una primera fase de este proyecto, el grupo investigador del laboratorio de biología molecular de Fundación IMO llevó a cabo un estudio basado en el análisis completo de los 50 exones del gen ABCA4 en 65 pacientes. En el 23% de los casos sólo se pudo identificar un alelo patogénico, y por este motivo, en una segunda fase del proyecto se planteó el estudio de estas regiones no codificantes, con el objetivo de identificar nuevas variantes y completar el diagnóstico genético de aquellos pacientes con una sola mutación en ABCA4. Para ello, se diseñó una estrategia de análisis del gen completo, la cual ha permitido identificar nuevas variantes en regiones intrónicas profundas, en algunos de los casos.

Paralelamente, junto con otro proyecto de Fundación IMO, se ha continuado trabajando con los dos modelos celulares obtenidos a partir de biopsias de piel de dos pacientes afectos de enfermedad de Stargardt y portadores de mutaciones en el gen ABCA4. Estos modelos han sido diferenciados a los dos principales tipos celulares de la retina, los fotorreceptores y las células del epitelio pigmentario de la retina.

 

Estado actual del proyecto

Junio de 2022

El Departamento de Genética ha alcanzado una gran tasa de éxito al haber hallado las variantes patogénicas en el gen ABCA4 de más de100 familias con manifestaciones clínicas asociadas a las Distrofias maculares de retina. Estas familias están clasificadas en distintas patologías que afectan las células mayoritarias de la mácula, en el centro de la retina: los conos. Así, en nuestra cohorte, tenemos familias que presentan Enfermedad de Stargardt (STGD), Distrofia de Conos y Bastones (CRD) o FundusFlavimaculatus (FF), entre otras. En total, se han identificado 163 variantes patogénicas, de las cuales, 17 de ellas no han sido anteriormente descritas en otras familias afectas de Distrofias de Retina.

En varias de estas familias, en las cuáles anteriormente no se había encontrado una causa genética para la enfermedad, se han encontrado nuevas variantes patogénicas en regiones intrónicas profundas que podrían ser las responsables de la distrofia retiniana.

Por otro lado, hemos seguido estudiando los modelos de fotorreceptores (conos y bastones) y células del epitelio pigmentario obtenidas de células madre (células iPS) de dos pacientes con la enfermedad de Stargardt. Además, también a partir de estas células madre, hemos empezado a generar modelos 3D de esta patología, los organoides de retina, que permiten un estudio más fino y preciso de los procesos celulares que se encuentran afectados en estos pacientes.

El análisis de estos modelos in vitro obtenidos en el laboratorio, nos permitirá determinar y caracterizar con profundidad las causas celulares y moleculares de las distrofias de retina asociadas a mutaciones en el gen ABCA4.

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