Anàlisi genètica i molecular de les malalties Gangliosidosi GM1 i Morquio B

Abstract

En aquesta tesi s'ha realitzat una aproximació genètica i molecular a les malalties Gangliosidosi GM1 i Morquio B. Aquestes dues malalties són causades per mutacions en un únic gen, el gen GLB1. Aquest gen codifica per la proteïna beta-galactosidasa lisosòmica, de manera que mutacions al gen GLB1 alteren la funcionalitat d'aquesta proteïna. Això pot conduir a l'acumulació dels diferents substrats que normalment són degradats per la beta-galactosidasa: el gangliòsid GM1, el queratà sulfat i diferents oligasacàrids proteics. En aquesta tesi es presenten els resultats de la cerca de mutacions en 49 pacients amb Gangliosidosi GM1 i 5 amb Morquio B. Els pacients estudiats provenien bàsicament d'Espanya i d'Argentina. Es van poder identificar 52 mutacions diferents de les que 32 no havien estat descrites prèviament. A més a més, per a la majoria de mutacions identificades es va poder establir una correlació entre la mutació trobada i un fenotip determinat de la malaltia. La mutació R59H va ser la mutació més prevalent a les poblacions analitzades, essent especialment prevalent als pacients d'ètnia gitana, on aquesta va ser l'única mutació descrita. A més a més, en aquests pacients la mutació R59H sempre es va trobar associada a un mateix haplotip, cosa que indicaria un origen únic del canvi R59H dins de la població gitana. Posteriorment, algunes de les mutacions identificades van ser expressades in vitro utilitzant com a sistema d'expressió les cèl.lules COS-7 transfectades amb Lipofectamina. D'aquesta manera es van expressar 15 variants mutades de la beta-galactosidasa. Les variants causants de la forma infantil (la forma més severa) van mostrar una activitat enzimàtica residual nul.la, mentre que 3 variants associades a formes més lleus (el tipus adult i la malaltia de Morquio B) van resultar en activitats residuals amb un rang del 7-15%. Per altra banda, 3 canvis que eren polimòrfics (no patogènics) van ser els que van presentar una activitat enzimàtica residual més elevada, al voltant del 30-60%. Així doncs, es va poder concloure que el sistema d'expressió emprat era un bon sistema per establir correlacions entre les activitats residuals de les variants mutades i el fenotip associat a cadascuna d'elles. Finalment, es van dur a terme una sèrie d'experiments per entendre el mecanisme que regula el procés d'splicing alternatiu del gen GLB1. Aquest gen codifica dues proteïnes diferents (la beta-galactosidasa i l'EBP) gràcies a un mecanisme d'splicing alternatiu. Al transcrit de l'EBP, els exons 3, 4 i 6 són exclosos del transcrit madur. Diferents experiments van mostrar que el mecanisme d'NMD ("Nonsense-mediated decay") s'encarrega d'eliminar les combinacions d'exons errònies, fent que únicament els dos transcrits funcionals romanguin estables a la cèl.lula. Paral.lelament, mitjançant la cotransfecció de plasmidis que codificaven diferents proteïnes SR junt amb un minigèn construït amb els exons implicats en l'splicing alternatiu del gen GLB1, es va poder comprovar que les proteïnes SR tenien la capacitat de modificar la proporció en que es generaven les diferents combinacions d'exons en els transcrits obtinguts a partir del minigèn. Això indicaria que les proteïnes SR, que juguen un paper essencial en el procés d'splicing cel.lular, podrien tenir també una funció en la regulació de l'splicing alternatiu del gen GLB1.