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Fibrosis Quistica. Genetica y Clinica.
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Autor: Jose Lopez Castro
Publicado: 4/05/2006
 


La primera descripción clínica de la fibrosis quística (FQ) fue realizada por Dorothy Andersen (Nueva York, 1938) quien atribuyó esta enfermedad a un déficit de vitamina A. En 1943, Farber propuso el término de mucoviscidosis tras las observaciones realizadas en las autopsias de pacientes fallecidos por fibrosis quística.

Bodian en 1952 elaboró la primera teoría patogénica de que las lesiones observadas en hígado, pulmón, páncreas y conductos deferentes eran debidas a secreciones anormalmente espesas. Describió por vez primera la cirrosis biliar focal (lesión patognomónica de fibrosis quística en hígado).


HISTORIA.
La primera descripción clínica de la fibrosis quística (FQ) fue realizada por Dorothy Andersen (Nueva York, 1938) quien atribuyó esta enfermedad a un déficit de vitamina A. En 1943, Farber propuso el término de mucoviscidosis tras las observaciones realizadas en las autopsias de pacientes fallecidos por FQ.

Bodian en 1952 elaboró la primera teoría patogénica de que las lesiones observadas en hígado, pulmón, páncreas y conductos deferentes eran debidas a secreciones anormalmente espesas. Describió por vez primera la cirrosis biliar focal (lesión patognomónica de FQ en hígado). Ese mismo año se concluyó que las alcalosis hipoclorémicas sufridas por los pacientes se debían a una eliminación anormal de cloro por el sudor. Posteriormente, la determinación de cloro y sodio en sudor se convirtió en el mejor método diagnóstico de la enfermedad. En los años 60, Shwachman estableció un sistema de puntuación clínico de gravedad que todavía hoy se sigue utilizando.

En 1965, Noblett utilizó gastrografín en el íleo meconial no complicado, lo que consiguió la curación de los niños sin cirugía. La introducción de fermentos pancreáticos con cubierta entérica contribuyeron de forma decisiva a la supervivencia de estos enfermos.

En 1983, Quinton descubre el defecto específico de la FQ: reabsorción defectuosa del cloro en las células epiteliales del epitelio glandular. Este hallazgo marcó un cambio en la investigación de la enfermedad.

I-BIOLOGÍA Y GENÉTICAMOLECULAR.

1)Introducción. Identificación, estructura y expresión del gen CFTR..

La FQ es la enfermedad hereditaria autosómica recesiva grave más frecuente en la población blanca. Tiene una incidencia aproximada de 1 por cada 2.500 recién nacidos y una frecuencia de portadores de 1 por cada 25. Es una enfermedad de las células epiteliales exocrinas. Los pacientes producen un moco espeso y viscoso que obstruye los conductos de los órganos donde se localiza. Los órganos más afectados son páncreas y pulmones, y son también los que determinan la gravedad y el pronóstico de la enfermedad.

El gen de la FQ ha sido el primer gen humano aislado sin conocer la proteína para la que codificaba. La metodología utilizada para su identificación se basó en estudios de ligamiento genético en familias con más de un hijo afecto y en la aplicación de técnicas de clonaje y secuenciación de ADN.

Localización del gen de la FQ: brazo largo (q) del cromosoma 7.

En 1989 culminó un arduo trabajo con la publicación de la identificación del gen que produce la FQ. En esa misma publicación se describe el clonaje de lamolécula de ARNm del gen y la estructura de la proteína a la que daría lugar. También se describe la deleción de un triplete de bases en este gen en individuos enfermos. Estudios de análisis de ligamiento basados en la utilización de numerosos marcadores polimórficos de ADN asignaron el locus FQ al brazo largo del cromosoma 7, banda q31.

La identificación de dos marcadores flanqueantes al locus (MET y J 3.11) y estrechamente ligados a éste hizo posible la aplicación de estrategias de clonaje para identificar este gen. Se descubrieron otros dos marcadores (D7S122 y D7S340) más cercanos al locus que los anteriores, con lo cual el siguiente paso fue clonar fragmentos de ADN próximos a estos marcadores para iniciar un “paseo cromosómico” que condujo a la identificación del gen.

En un trabajo posterior se estudió más detalladamente la estructura del gen. Se identificaron 27 exones, 3 de ellos interrumpidos por intrones que no se habían visto previamente. En los intrones se han descrito varios microsatélites polimórficos (que son marcadores altamente informativos). En el gen de la FQ se utilizan para caracterización y rastreo de mutaciones.

Expresión del gen:
Hay tres tipos de factores que influyen en la expresión del gen:

Factores basales: necesarios para la iniciación de la síntesis de ARNm.

Factores “de antes del gen”: son proteínas que se unen al ADN al reconocer cortas secuencias consenso localizadas antes del lugar de iniciación.

Factores inducibles: son como los factores “de antes del gen” pero con papel regulador.

El gen de la FQ puede sufrir mutaciones: delecciones/inserciones, cambios de base,...


BIOLOGIA Y GENETICA MOLECULAR 2.
2)Regulador de la conductancia transmembrana de la FQ.

La CFTR es una proteína de 170.000 dalton anclada en la membrana por dos dominios transmembrana (TM-1 y TM-2) y cada dominio transmembrana atraviesa 6 veces a doble capa lipídica. Tiene dos sitios de unión al ATP (NBF1 y NBF2) y un dominio regulador (R) de alto contenido en aminoácidos eléctricamente cargados como glutámico, aspártico, glutamina y lisina (ver transparencia 2). TM-1 es el soporte físico del poro del canal. Este canal está regulado por estímulos hormonales, cuyo efecto se ejerce elevando la concentración intracelular de AMPc. El AMPc es un segundo mensajero que activa una proteína quinasa A (PK A), la cual a su vez fosforila a otras proteínas, que son activadas o inactivadas por esta fosforilación.

Existen 9 sitios “consenso” para fosforilación por PK A en el dominio R de la proteína CFTR. La apertura del canal CFTR se activa por fosforilación del dominio R por la PK A. Además es necesaria la hidrólisis de ATP por el NBF1 y que otra molécula de ATP se una al NBF2 para estabilizar la apertura del canal (ver transparencia 3).

Actualmente se sabe que el canal afectado en la FQ es CFTR (cuyo gen pertenece a la superfamilia de genes ABC, que en humanos incluye aquellos genes cuyos productos son proteínas de membrana cuya función es el transporte de sustancias a través de la membrana mediante un proceso dependiente de energía).

3)Mutaciones del gen.

Hasta la fecha se han identificado más de 620 mutaciones diferentes, responsables de la amplia manifestación fenotípica de la enfermedad. La mutación más frecuente es una deleción de tres pares de bases que determina la pérdida de la fenilalanina en posición 508 de la proteína codificada por CFTR. La frecuencia de esta mutación varía mucho según el grupo étnico y la localización geográfica. En la población española, la frecuencia de esta mutación representa el 53%.

La segunda mutación más frecuente es la G542X (frecuencia de un 8.3% en la población española).

Métodos de detección de mutaciones: son los mismos que se utilizan para otras patologías (directos o indirectos):

Polimorfismos de conformación de cadena simple (SSCA) y electroforesis en geles de gradiente denaturantes (DGGE): en ambos se obtiene un patrón de bandas anómalo si existe algún cambio en el fragmento de ADN que estamos estudiando.

En la figura de la página anterior observamos 8 muestras de individuos afectos (analizadas mediante SSCA). Los carriles 2 y 7 muestran dos fragmentos anómalos, que después de ser secuenciados correspondían a las mutaciones R117H y DE115.

*Correlación genotipo/fenotipo (ver transparencia 4): La expresión de la FQ es muy heterogenea. Dado el amplio espectro de mutaciones encontradas y las subsiguientes consecuencias moleculares debería existir correlación entre diferentes genotipos y sus fenotipos.

Se han realizado estudios agrupando pacientes que presentaban características clínicas comunes entre individuos con FQ con el mismo genotipo. De entre todos los parámetros analizados sólo la función pancreática se correlaciona bien con los fenotipos clínicos y parece correlacionar con diferentes mutaciones en CFTR. El factor limitante a la hora de establecer este tipo de correlaciones estriba en conseguir individuos homocigotos para una mutación determinada.

Una de las hipótesis que ha ido tomando más fuerza a la hora de explicar las diferencias encontradas entre individuos, que perteneciendo a la misma familia y presentando el mismo genotipo para CFTR poseen diferente fenotipo, es la existencia de un gen modulador de CFTR.

4)Detección de portadores.

Estudios moleculares en familias con FQ: Los trabajos con sondas moleculares estrechamente ligadas al gen, permitieron realizar los primeros estudios de portadores mediante el estudio de polimorfismos moleculares (FRLP: fragmentos de restricción de longitud polimórfica). Estos FRLPs permitían seguir la segregación del gen anómalo a lo largo de varias generaciones. A finales de los 80, la PCR simplificó mucho los estudios de segregación.

El screening se puede realizar en recién nacidos, jóvenes y mujeres embarazadas (se estudia a la embarazada, y sólo en caso aquellos casos positivos se pasa a estudiar a la pareja. En ciertas ocasiones se realizan estudios en cascada, pues una persona o pareja sin mutación conocida tiene todavía un riesgo residual elevado de tener un hijo con FQ.

La identificación de portadores es factible en la práctica totalidad de las familias con FQ (99%) combinando el estudio directo del gen con los estudios indirectos de sondas y microsatélites.

REGULADOR DE LA CONDUCTANCIA TRANSMEMBRANA DE LA FQ.

El defecto del canal para el cloro en el conducto sudoríparo de la FQ produce un aumento de cloro y de sodio en el sudor. En las vías aéreas, los pacientes tienen menor secreción de cloro y mayor reabsorción de sodio y agua, que provoca una deshidratación de la capa de moco que reviste las células epiteliales, una acción mucociliar defectuosa y tapones de moco en las vías aéreas.

La mutación más frecuente en el gen de la CFTR da lugar a una glucosilación defectuosa de la proteína en el aparato de Golgi/retículo endoplásmico y a una degradación de la CFTR antes de que alcance la superficie celular. La mutación más frecuente provoca la pérdida de una fenilalanina. Esta deleción se produce en una región de la proteína de unión al ATP. Existen algunas mutaciones de un solo aminoácido, las cuales se encuentran principalmente asociadas a pacientes con función pancreática normal.

III- CLÍNICA Y DIAGNÓSTICO.

La lesión inicial en los pulmones es la obstrucción bronquial. Esto facilita la rápida aparición de infecciones pulmonares repetidas que causan importantes fenómenos inflamatorios, los cuales provocan distorsión del árbol bronquial, obstrucción y destrucción del parénquima pulmonar. La afectación pancreática es debida a la obstrucción de los conductos pancreáticos por las secreciónes, lo que da origen al aplanamiento y a la atrofia de las células epiteliales.

A)A continuación expongo las manifestaciones clínicas de esta enfermedad sistematizadas por órganos y aparatos:

1)Aparato respiratorio: sus alteraciones se observan en más del 90% de los enfermos. De hecho, debe sospecharse FQ en cualquier niño con síntomas crónicos o recurrentes de afectación de las vías respiratorias superiores o inferiores. La obstrucción bronquial y las infecciones bacterianas repetidas provocan bronquiolitis, bronquiectasias y fibrosis peribronquial. El primer síntoma de la enfermedad es la tos, que puede aparecer en los primeros meses de vida. Posteriormente se hace crónica. Pueden observarse acropaquias y cianosis central. En la radiografía de tórax se ven regiones de enfisema pulmonar, pulmones hiperinsuflados, diafragmas aplanados y atelectasias lobares. La espirometría muestra un patrón obstructivo, con discreta respuesta broncodilatadora en algunos pacientes.

En fases avanzadas suelen aparecer complicaciones como neumotórax, hemoptisis (a veces masiva), insuficiencia respiratoria y cor pulmonale, que suelen ser causa de la muerte en estos pacientes. Las vías respiratorias superiores se afectan en forma de sinusitis y poliposis nasal.

2)Páncreas: La insuficiencia pancreática exocrina es evidente en el 85-90% de los pacientes. Este compromiso pancreático es progresivo y la insuficiencia pancreática se manifiesta como malabsorción, esteatorrea, creatorrea y signos de malnutrición (retraso de crecimiento, edemas, diátesis hemorrágica,...). las deposiciones son frecuentes, amarillentas, voluminosas y fétidas.

3)Tracto gastrointestinal: El íleo meconial es la manifestación más precoz (se observa en 15% de los casos). La mitad de los casos de íleo meconial se asocian con vólvulo o atresia de intestino delgado y/o peritonitis meconial. La radiografía simple de abdomen muestra asas de intestino delgado distendidas, sin niveles hidroaéreos y ausencia de gas en el colon. Si hay peritonitis meconial pueden verse calcificaciones intraabdominales, seudoquistes meconiales, adherencias peritoneales o ascitis meconial. El tratamiento del íleo meconial suele ser quirúrgico, con una supervivencia superior al 90% en los casos no complicados. En estos pacientes también han sido eficaces los enemas con medios de contraste hidrosolubles, que en algunos casos resuelven el cuadro obstructivo. Los enemas hipertónicos no son aconsejables.

Los pacientes con íleo meconial complicado requieren siempre tratamiento quirúrgico.

En los niños mayores y en los adultos puede producirse un cuadro de obstrucción intestinal similar al íleo meconial del recién nacido.

El prolapso rectal tiene una incidencia del 20% en los pacientes con FQ, y puede ser la primera manifestación de la enfermedad. Los principales factores que determinan su aparición son las deposiciones frecuentes y voluminosas, la malnutrición y el aumento de la presión intraabdominal, debido a las crisis de tos.

4)Hígado y vías biliares: El compromiso del hígado en la FQ tiene una prevalencia del 15%. Se asocia frecuentemente con insuficiencia pancreática. La alteración hepática más común es la esteatosis. La progresión de las lesiones hepáticas provoca una cirrosis biliar focal debido a la obstrucción de los conductillos biliares.

Los pacientes con FQ tienen una elevada incidencia de afecciones biliares; las más frecuentes son la microvesícula y la litiasis biliar. La clínica puede consistir en: cólicos hepáticos, obstrucción de la vía biliar principal por cálculos y colangitis. El tratamiento quirúrgico no es aconsejable.

5)Aparato reproductor: Más del 95% de los varones afectados por FQ son estériles, debido a la ausencia del epidídimo, los conductos deferentes y las vesículas seminales. Los testículos no están afectados. No existen alteraciones anatómicas del aparato reproductor femenino, pero se ha descrito una disminución de la fertilidad, debido a un aumento de la viscosidad del moco cervical

B)Diagnóstico de la FQ:

Se basa en un elevado índice de sospecha, en un niño con síntomas respiratorios crónicos y/o manifestaciones gastrointestinales. Actualmente, la FQ es la causa más frecuente de EPOC y de insuficiencia pancreática exocrina en niños de raza blanca.

Su diagnóstico depende del hallazgo de elevadas concentraciones de sodio y cloro en el sudor. Para ello se realiza la prueba del sudor por iontoforesis con pilocarpina. Concentraciones superiores a 60 mEq/l permiten diagnosticar la enfermedad. Esta prueba no es evaluable durante la primera semana de vida.

Debido a la importancia de realizar un diagnóstico precoz para mejorar el pronóstico, se ha usado la determinación del tripsinógeno sérico mediante radioinmunoanálisis, que está elevado en la mayoría de los pacientes con FQ. No obstante, esta prueba tiene muchos falsos positivos y negativos, por lo que su aplicación generalizada no está bien definida.


TRATAMIENTO. NUEVAS TERAPIAS.

El tratamiento se basa en tres puntos principales: mejorar y prevenir la obstrucción bronquial, tratar las infecciones pulmonares y mejorar la nutrición.

Aparato respiratorio:

Fisioterapia respiratoria: es una de las medidas fundamentales en el tratamiento de la obstrucción bronquial. El drenaje postural, los ejercicios respiratorios, la presión positiva espiratoria y un ejercicio físico regular facilitan la expulsión de las secreciones acumuladas.

Los broncodilatadores inhalados y los antiinflamatorios (corticoides, ibuprofeno,...) son útiles en el tratamiento de la obstrucción bronquial.

También se usan: fluidificantes de las secreciones, antibióticos (en infecciones pulmonares crónicas) e inmunoterapia pasiva. En enfermedad avanzada: trasplante pulmonar y terapia génica.

Aparato digestivo: Un aspecto fundamental es asegurar una correcta nutrición. Los
pacientes pueden requerir dietas especiales administradas por sonda nasogástrica, gastrostomía o yeyunostomía. Para mitigar la insuficiencia pancreática exocrina se utilizan: enzimas pancreáticas, suplementos de vitaminas (A, D, E y K) y triglicéridos de cadena media.

En el íleo meconial puede realizarse cirugía o enemas de bario.

En la obstrucción intestinal distal utilizaremos: enemas de N-acetilcisteína, enzimas pancreáticas y lactulosa o cisaprida.

En general, la dieta debe ser normal y adecuada para cada paciente en función de su edad y constitución.

En caso de colestasis: ácido ursodesoxicólico.

 

V-BIBLIOGRAFÍA.

BEHRMAN, RICHARD E. y KLIEGMAN, ROBERT M.. (1999). Nelson, tratado de Pediatría.

BROCK D. J. et cols. (1996). Prenatal screening for cystic fibrosis: 5 years´experience

Reviewed. Lancet, 347: 148-150.

Engelhardt J. F. et cols. (1994). Expression of the QF gene in adult human lung. Journal Clin Invest, 93: 737-749.

FARRERAS-ROZMAN. (1998). Medicina Interna (13ª Edición).

GUYTON, ARTHUR C. y JOHN E. HALL. (1996). Tratado de Fisiología médica (10ª Edición).

KONSTAN M. W. Et cols. (1994). Effect of high-dose ibuprofen in patients with cystic fibrosis. New England Journal of Medicine, 10: 981-987.

SALCEDO POSADAS, A. y GARCÍA NOVO M. D.. (1998). Fibrosis quística.

SCHWARZEMBERG S. J. et cols. (1995). Cystic fibrosis associated colitis and fibrosing colonopathy. Journal of Pediatry, 127: 565-570.

SHALON L. B. y ADELSON J. W. (1996). Cystic fibrosis. Gastrointestinal complications and gene teraphy. Pediatry clin North America, 43: 157-196.

SEIDEL, HENRY M. y colaboradores. (1997). Manual “Mosby” de Exploración Física (3ª Edición).

VARIOS AUTORES. (2000). HARRISON, Principios de Medicina Interna (15ª Edición).

VARIOS AUTORES. (1995). ROBBINS, Patología funcional y estructural (5ª edición).

VARIOS AUTORES. (2001). RODÉS, Medicina Interna .