El trastorno autosómico recesivo de la atrofia muscular espinal proximal (AME, MIM #253300) es una enfermedad neuromuscular grave caracterizada por la degeneración de las motoneuronas alfa en la médula espinal, lo que provoca una debilidad muscular proximal progresiva y parálisis. La AME es el segundo trastorno autosómico recesivo mortal más común después de la fibrosis quística, con una prevalencia estimada de 1 de cada 10.000 nacidos vivos y una frecuencia de portadores de 1/40Ð1/60. La AME infantil se subdivide en tres grupos clínicos en función de la edad de inicio y la evolución clínica: la AME de tipo I (Werdnig-Hoffmann) se caracteriza por una debilidad muscular grave y generalizada e hipotonía al nacer o en los primeros 3 meses. La muerte por insuficiencia respiratoria suele producirse en los dos primeros años. Los niños con el tipo II son capaces de sentarse, aunque no pueden estar de pie o caminar sin ayuda y sobreviven más allá de los 4 años. La AME de tipo III (Kugelberg-Welander) es una forma más leve, con inicio durante la infancia o la juventud: los pacientes aprenden a caminar sin ayuda.
El gen de la neurona motora de supervivencia (SMN) comprende nueve exones y se ha demostrado que es el principal gen determinante de la AME. Hay dos genes SMN casi idénticos en 5q13: el gen telomérico o SMN1, que es el gen determinante de la AME, y el gen centromérico o SMN2. El exón 7 del gen SMN1 está ausente de forma homocigota en aproximadamente el 95% de los pacientes afectados, con pocas excepciones, el resto son heterocigotos para la deleción del exón 7 y una pequeña mutación más sutil en el otro alelo (heterocigotos compuestos). Aunque se observan anomalías del gen SMN1 en la mayoría de los pacientes, no se ha observado una correlación fenotipo-genotipo porque el exón 7 de SMN1 está ausente en la mayoría de los pacientes, independientemente del tipo de AME. Esto se debe a que los métodos rutinarios de diagnóstico no distinguen entre una deleción de SMN1 y un evento de conversión por el que SMN1 es reemplazado por una copia de SMN2. Actualmente se han realizado varios estudios que han demostrado que el número de copias de SMN2 influye en la gravedad de la enfermedad. El número de copias varía de cero a tres copias en la población normal, y aproximadamente el 15% de los individuos normales no tienen SMN2. Sin embargo, se ha demostrado que los pacientes más leves con el tipo II o III tienen más copias de SMN2 que los pacientes del tipo I. Se ha propuesto que el SMN2 extra en los pacientes más levemente afectados surge a través de conversiones génicas, por las que el gen SMN2 se copia parcial o totalmente en el locus telomérico.
Existen cinco cambios de pares de bases entre los transcritos de SMN1 y SMN2, y ninguna de estas diferencias cambia los aminoácidos. Dado que prácticamente todos los individuos con AME tienen al menos una copia del gen SMN2, inicialmente no se entendía por qué los individuos con mutaciones en SMN1 tienen un fenotipo de AME. Ahora se ha demostrado que el gen SMN1 produce predominantemente una transcripción de longitud completa, mientras que la copia de SMN2 produce predominantemente un producto transcrito alternativamente (exón 7 eliminado). La inclusión del exón 7 en los transcritos de SMN1 y la exclusión de este exón en los transcritos de SMN2 está causada por una diferencia de un solo nucleótido en +6 en el exón 7 de SMN. Aunque el cambio de C a T en el exón 7 de SMN2 no cambia un aminoácido, sí interrumpe un potenciador de empalme exónico que hace que la mayoría de los transcritos de SMN2 carezcan del exón 7. Por lo tanto, la AME surge porque el gen SMN2 no puede compensar completamente la falta de expresión de SMN1 cuando éste está mutado. Sin embargo, la pequeña cantidad de transcritos de longitud completa generados por SMN2 es capaz de producir un fenotipo de tipo II o III más leve cuando se aumenta el número de copias de SMN2.
El diagnóstico molecular de la AME consiste en la detección de la ausencia del exón 7 del gen SMN1. La ausencia homocigótica de SMN1 detectable en pacientes con AME se está utilizando como una potente prueba diagnóstica de la AME. Aunque el análisis de la mutación dirigida tiene una excelente sensibilidad de aproximadamente el 95% en la identificación de homocigotos afectados, no puede detectar a los portadores de AME que tienen deleciones heterocigotas de SMN1. En su lugar, se requiere un análisis de la dosis del gen SMN1 para detectar a los portadores y es muy preciso cuando se realiza en un laboratorio experimentado. Dado que la AME es uno de los trastornos genéticos letales más comunes, con una frecuencia de portadores de 1/40Ð1/60, el análisis directo de la dosis de portadores ha sido beneficioso para muchas familias con niños afectados. Se han utilizado varios ensayos cuantitativos de reacción en cadena de la polimerasa para la identificación de portadores de AME.
Hay dos limitaciones en la prueba de portadores. En primer lugar, aproximadamente el 2% de los casos de AME surgen como resultado de eventos de mutación de novo, lo que es elevado en comparación con la mayoría de los trastornos autosómicos recesivos. La alta tasa de mutaciones de novo en SMN1 puede explicar la alta frecuencia de portadores en la población general a pesar de la letalidad genética de la enfermedad de tipo I. El gran número de secuencias repetidas alrededor de los locus SMN1 y SMN2 probablemente predisponen a esta región a cruces desiguales y eventos de recombinación, lo que resulta en la alta tasa de mutaciones de novo. Se ha demostrado que las mutaciones de novo se producen principalmente durante la meiosis paterna. En segundo lugar, el número de copias de SMN1 puede variar en un cromosoma; hemos observado que aproximadamente el 5% de la población normal posee tres copias de SMN1. Por tanto, es posible que un portador posea un cromosoma con dos copias y un segundo cromosoma con cero copias. El hallazgo de dos genes SMN1 en un solo cromosoma tiene serias implicaciones de asesoramiento genético, porque un portador con dos genes SMN1 en un cromosoma y una deleción de SMN1 en el otro cromosoma tendrá el mismo resultado de dosificación que un no portador con un gen SMN1 en cada cromosoma 5. Por lo tanto, el hallazgo de una dosis normal de dos copias de SMN1 reduce significativamente el riesgo de ser portador; sin embargo, sigue existiendo un riesgo residual de ser portador y, posteriormente, un pequeño riesgo de recurrencia de futura descendencia afectada para los individuos con 2 copias del gen SMN1. Los cálculos de evaluación del riesgo utilizando el análisis bayesiano son esenciales para el asesoramiento genético adecuado de las familias con AME.
Actualmente, sólo se ofrecen de forma rutinaria pruebas de portador a los individuos con antecedentes familiares de AME. Sin embargo, actualmente se recomienda un cribado de portadores poblacional más amplio para una serie de otros trastornos genéticos con frecuencias de portadores similares. El prototipo de cribado de heterocigotos fue la prueba de la enfermedad de Tay-Sachs en la población judía asquenazí, donde se ofrece la prueba de portadores desde 1969. El cribado de portadores, seguido de un diagnóstico prenatal cuando está indicado, ha dado lugar a un descenso espectacular de la incidencia de la enfermedad de Tay-Sachs en la población judía. En general, se acepta que deben cumplirse los siguientes criterios para que un programa de cribado tenga éxito (1) el trastorno es clínicamente grave, (2) alta frecuencia de portadores en la población cribada, (3) disponibilidad de una prueba fiable con una alta especificidad y sensibilidad, (4) disponibilidad de diagnóstico prenatal, y (5) acceso a asesoramiento genético. La AME se ajusta a los criterios para el cribado genético basado en la población. El cribado de portadores se recomienda si se dispone de material educativo que pueda ser utilizado por pacientes y proveedores.
El objetivo del cribado de portadores de AME basado en la población es identificar a las parejas con riesgo de tener un hijo con AME. El cribado de portadores previo a la concepción permite a las parejas portadoras considerar la gama más completa de opciones reproductivas. La elección de someterse a una prueba de portador de AME debe hacerse mediante una decisión informada. Existen folletos educativos que proporcionan información sobre la AME y los patrones de herencia. Es importante que las parejas entiendan las pruebas de dosificación. Dado que la AME es el resultado de un único evento de deleción común en el 95% de los casos, la prueba de portador es muy sensible (tasa de detección del 90%). Sin embargo, las pruebas moleculares no identifican a todos los portadores y, por tanto, pueden producirse falsos negativos. Aproximadamente el 5% de los pacientes afectados son heterocigotos compuestos, que presentan una deleción y una mutación puntual. Las pruebas de dosificación no identifican a estos portadores de mutaciones puntuales. Es bien sabido que un resultado falso negativo en los portadores de AME se produce cuando el portador tiene dos genes SMN1 en cis en el único cromosoma 5. Además, aproximadamente el 2% de los individuos afectados tienen una mutación de novo. Por lo tanto, debe proporcionarse asesoramiento genético que aborde específicamente la posibilidad de resultados falsos negativos a los individuos que eligen la prueba de portador.