Trabajos Originales
Dres. Lina Moreno, Consuelo Valencia, Gustavo Jailler, Luis Fernando Villegas, Oscar López: Programa General de Labio Hendido y paladar hendido. Clínica Noel; Dra. María Luisa Bravo: Departamento de Biología, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Antioquia, Colombia: Dr. Rafael Blanco: Departmento de Biología Celular y Genética, Facultad de Medicina, Universidad de Chile, Santiago, Chile; Dr. Mauricio Arcos-Burgos: Departamento de Biología, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Antioquia, Instituto Neurológico de Antioquia, Medellín, Colombia.
Objetivo: discriminar los componentes genéticos y ambientales involucrados en generar la susceptibilidad para labio hendido con o sin paladar héndido (LH+PH) en familias de Antioquia, Colombia y buscar asociación o ligamiento a marcadores genéticos.
Material y método: se seleccionaron 60 individuos afectados de LH+PH y se reconstruyó su genealogía. Al tiempo, se seleccionaron 80 individuos apareados por edad, sexo y condición socioeconómica que sirvieron como controles. Se realizaron análisis de segregación simple, cálculos de heredabilidad, prueba de hipótesis sobre las predicciones del modelo multifactorial, y análisis de asociaciones y ligamiento genético.
Resultados: el análisis de segregación simple mostró un mejor ajuste del modelo de locus mayor recesivo con penetrancia incompleta. La heredabilidad de 96% está de acuerdo con la existencia de un gen mayor. Las pruebas de hipótesis refutaron el modelo de herencia multifactorial. La frecuencia del gen mayor que induce la susceptibilidad para desarrollar LH+PH fue de 0,037. Se encontró covarianza significante entre el fenotipo LH+PH y el genotipo JKa/ JKa (grupo sanguíneo Kidd p<0,01, riesgo relativo=0,2).
A partir de este se practicó análisis secuencial de ligamiento entre LH+PH y dicho marcador en una familia extendida multigeneracional que no mostró resultados concluyentes.
Conclusiones: los hallazgos sugieren que los efectos ambientales son mínimos en la susceptibilidad a desarrollar LH+PH y es más importante el efecto de un gen mayor.
El labio hendido (LH) con o sin paladar hendido (PH): (LH±PH), es una malformación congénita que ha acompañado a la humanidad desde sus orígenes. Representa 60% de todas las malformaciones del tracto gastrointestinal, y es la segunda de todas las malformaciones congénitas (1).
Varios estudios han mostrado la
existencia de diversos factores
ambientales que podrían explicar
el desarrollo de LH±PH. La gran
mayoría de ellos cursan con alteraciones
sindromáticas y obligan,
por lo tanto, a un diagnóstico certero
con la finalidad de obviar
falsas apreciaciones debidas a
heterogeneidad genética. Entre estos factores se puede mencionar
la rubéola (2), el virus de la
influenza A2 (3), el uso de
difenilhidantoinato sódico (4) y
de tranquilizantes menores (5).
Por otro lado, el LH±PH acompaña
a más de un centenar de
anomalías cromosómicas (6) y a
un gran número de alteraciones
sindromáticas (7). También se
ha descrito susceptibilidad (genes
mayores específicos) para la
génesis de paladar hendido cuando
existe exposición a glucocorticoides
en el primer trimestre
del embarazo (8). Debe mencionarse,
igualmente, que la incidencia
de LH±PH varía en
orden descendente cuando se
toma como variable de comparación
la raza; así, el orden de
incidencia en los diferentes grupos
étnicos es el siguiente:
mongoloïdes (incluidos en este
grupo los amerindios) >
caucasoides > negroides; con las
siguientes cifras de incidencia:
1,93/1000 > 1,25/1000 > 0,46/
1000 respectivamente (9). Por
último, los estudios en gemelos
han mostrado una alta concordancia
en la existencia de la malformación
entre gemelos monozigóticos
que cuando se compara
con la concordancia encontrada
en gemelos dizigóticos
(10). Todos estos aspectos, sugieren
la existencia de un componente
genético en la etiología
de la entidad.
Para explicar la agregación familiar
de LH±PH se han propuesto
diferentes formas de
transmisión. El modelo más clásico
es el de Falconer, en el cual
la susceptibilidad es una variable
continua que se distribuye
normalmente y sólo aparece el
fenotipo afectado cuando la susceptibilidad
llega a ciertos umbrales
de riesgo (11). Este modelo
de transmisión se denomina
modelo del umbral multifactorial
y en el se acopla a los
efectos ambientales y a los efectos
genéticos. Así pues, ellos
interactuan sumatoriamente y al
final aparece como resultado un
fenotipo particular. Los estudios
actuales han propuesto el modelo
de locus mayor, con el inconveniente
de que diferentes poblaciones
presentan ajuste diferencial
a varios modelos como
el de herencia recesivo, el de
herencia dominante e incluso el
codominante (12). También se
ha intentado determinar la localización
de este locus mayor,
mediante el uso de mapeo por
ligamiento a genes candidatos
como por ejemplo: los factores
de crecimiento (asociación
significante a un RFLP del gen
del factor de crecimiento
transformante epidérmico, localizado
en el cromosoma 2 (13),
al gen (F13A) en el 6p (14), al
gen BCL3 en el cromosoma 19
(15, 16), a ENDI 1 (17), al gen
D4S192 en el cromosoma 4q
(18), al factor de crecimiento
transformante alfa (TGFα) (19,
20), al gen para el receptor alfa
del ácido retinoico (RARα gene)
en el 17q (21), al homebox 7
MSX1) (20 ) y al factor de crecimiento
transformante ß2 (20) Sin
embargo, los resultados de
ligamiento para estos genes, utilizando
diferentes poblaciones
no han sido concluyentes.
De este modo, es evidente que
existen resultados contradictorios
con relación al tipo de modelo
que se adapta a la susceptibilidad
hereditaria para el desarrollo
de LH±PH. Por ello, el
objetivo de esta investigación,
es determinar el aporte genético
en la aparición de LH±PH, utilizando
técnicas de epidemiología
genética. Así mismo, discriminar
que modelo de herencia se
adapta mejor a las genealogías
trazadas en una población nuestra,
y por último, determinar asociaciones
eventuales y ligamiento
de la entidad a marcadores
genéticos.
Mediante una estrategia de
muestreo fijo, se estudiaron 60
pacientes de la Clínica Noel de
Medellín, afectados de LH+PH
que fueron analizados y aleatorizados
de acuerdo con el orden
de llegada. Nosotros suponemos
que dos individuos que llegan
consecutivamente a la clínica son
independientes y bajo este supuesto
el orden de llegada a la
clínica es un buen generador de
una muestra aleatoria de afectados
de LH+PH en el departamento
de Antioquia. La edad de estos
casos índice estuvo comprendida
entre los 0 y los 14 años. Paralelamente,
se estudiaron 80 niños
con edades entre 0 y 14 años,
entre los que llegan a la misma
clínica para atención médica, sin
sufrir ni tener antecedentes de
LH±PH, y que en adelante denominaremos
controles.
Cada individuo afectado de
LH+PH, en primera instancia, fue
evaluado por el equipo de cirugía
plástica y de ortodoncia, pertenecientes
al programa de la clínica
y luego remitido a examen de
genética. Este consistió en un análisis
clínico con la finalidad de
descartar entidades sindromáticas.
No se practicaron pruebas
de coeficiente intelectual ni
se realizó cariotipificación. En las
familias con más de un afectado
en la misma hermandad, o en diferentes
hermandades conectadas
por algún relacionado biológico
al caso índice, se verificó la in-
formación mediante trabajo de campo. A los casos índices y a los padres se les tomó una muestra sanguínea de 3 cc. En las visitas domiciliarias se tomó muestra sanguínea a los familiares disponibles. Posteriormente se determinaron los genotipos para los sistemas eritrocitarios ABO, Rh- Hr, MNSs, Kell y Kidd, de acuerdo con la metodología de Sussman (22).
El análisis de segregación se realizó
según la teoría descrita por
Morton para modelos de segregación
simple (23). La contrastación
del modelo multifactorial
de Falconer fue realizada según
la metodología descrita por
Marazita (12). Se determinó la
incidencia de afectados en los
relacionados biológicos en primer
grado (hermanos y padres)
y segundo grado (abuelos y tíos).
Se calculó, así mismo, la heredabilidad,
h2, según el modelo de
Falconer (11). El análisis de asociaciones
se hizo de acuerdo con
un modelo de contingencia según
la distribución de X2 y considerando
la prueba exacta de
Fisher, que es recomendada para
muestras pequeñas. El análisis
de ligamiento se realizó mediante
el método secuencial de
ligamiento (LOD SCORE), creado
por Morton (24) mediante el
uso del programa sistematizado
LIPED. De los 60 afectados analizados,
cinco fueron excluidos
debido a que la evaluación clínica
mostró que presentaban un
cuadro sindromático.
Las variables demográficas se describen mediante distribuciones porcentuales en las Tablas 1-3. En los 30 casos en que se detectó agregación familiar fue posible trazar genealogías com pletas de 22. Sólo se muestran cuatro de estas genealogías (Figuras 1 a 4). En ellas se definieron 46 hermandades con un total de 219 individuos, entre los cuales existieron 54 afectados. En la Tabla 4 se muestran los cálculos para el análisis de segregación simple, bajo el supuesto de una frecuencia de segregación (p)= 0,25, es decir segregación recesiva. El valor esperado de afectados para p=0,25 es aproximadamente 4 DS mayor que el encontrado. Cuando se asume p=0,50 (herencia dominante), el número de individuos esperados se aleja aproximadamente 10 DS.
Se encontraron 11 afectados en
120 relacionados biológicos de
primer grado (padres y hermanos)
del caso índice (0,09166) y
seis afectados en 236 relacionados
biológicos de segundo grado
(abuelos, tíos) del caso índice
(0,02500). El estimado de la
heredabilidad, a partir de estos
resultados de incidencia es de
96,15 (SE=7,98).
Se encontró asociación significante
sólo para el genotipo JKa/
JKa del grupo sanguíneo Kidd
(p<0,01). La búsqueda de un posible
ligamiento para este grupo
sanguíneo y LH±PH, utilizando
modelo de herencia recesivo con
penetrancia incompleta, y considerando,
además, igual fracción
de recombinación masculina
y femenina, mostró un resultado
de LOD SCORE de-1.
La incidencia de LH±PH en Antioquia según estimados obtenidos en los archivos del Hospital General de Medellín (25), y de informaciones verbales suministradas por personal perteneciente a programas especiales del
Servicio Seccional de Salud del Departamento, es de aproximadamente un afectado por cada 1000 nacimientos. Esta frecuencia es mayor que la estimada en otras poblaciones, en donde ha sido calculada como del orden de un afectado por cada 1500 a 3000 individuos (26). En este estudio la distribución por género no muestra variaciones significativas. Se observó una proporción aproximada de 1:1. Este resultado no concuerda con lo encontrado en algunos estudios epidemiológico genéticos que han descrito una proporción de dos varones por cada mujer (27). Tampoco encontramos relación entre grado de severidad del síndrome y el sexo masculino como lo han informado otros autores (27). Los anteriores hallazgos podrían indicar una conducta inusual en la distribución y manifestación de LH+P H para la población de Antioquia, que podría estar relacionada a la estructura genética de esta población o consistente con la existencia de heterogeneidad en el desarrollo de la malformación. Encontramos agregación familiar en 54% de los casos, representada en: antecedentes de afectados vía paterna, materna, o ambos, antecedentes de uniones consanguíneas, y antecedentes tanto de consanguinidad como de relacionados biológicos afectados. Lo anterior fortalece la hipótesis de intervención de factores genéticos en la aparició n del fenotip o LH±PH. El análisis para el modelo de herencia multifactorial reportó una heredabilidad de 96%. Este estimativo es altamente semejante con el encontrado por Chung de 99% (9) y por Hecht de 93% (27). Este último hallazgo está de acuerdo con lo predicho por Morton para la existencia de genes mayores. Altos resultados de heredabilidad, cercanos a uno son muy sugestivos de la presencia de genes mayores (26).
Para contrastar la verosimilitud del modelo multifactorial, utilizamos pruebas de ajuste de los resultados obtenidos contra los esperados de acuerdo con las tesis extrapolables a partir del modelo del umbral multifactorial de Falconer (11). Estas tesis están bien descritas por Marazita (12) y son: 1) La incidencia en relacionados biológicos se espera que
caiga desde el primero al segundo grado de coancestria. 2) Los relacionados biológicos en primer grado del sexo menos afectado, se espera que tengan un riesgo más alto, que los relacionados biológicos en primer grado del sexo más afectado 3) La heredabilidad no debe ser mayor de 75%, resultados cercanos o mayores de 100% son incompatibles con el modelo y 4) La consanguinidad no debe ser mayor que la existente en la población general. Debe observarse que las tesis extrapolables que pueden someterse a prueba en este trabajo son la primera y tercera.
La segunda tesis no puede contrastarse,
puesto que no se encontraron
distorsiones de la distribución
por géneros. Igualmente
la cuarta tesis tampoco puede contrastarse
puesto que hasta el día
de hoy no se conoce el coeficiente
de endogamia que existe en la
población de Antioquia. Con relación
a la tercera tesis los resultados
de alta heredabilidad obtenidos
en nuestro trabajo son incompatibles
con el modelo
multifactorial y, como consecuencia,
lo hacen falible. Según la teoría
Popperiana de la
contrastación, con una sola
contrastación incompatible, el
modelo debe descartarse y se debe
considerar otro que explique los
resultados donde el falló (28).
El análisis de segregación para la
hipótesis de locus mayor, mostró
que nuestros resultados se adaptan
mejor al modelo recesivo con
penetrancia incompleta P=0,25
(proporción según modelo
recesivo). No obstante, como se
puede observar, la segregación
de nuestros resultados se aleja
más de 2DS de lo esperado (Tabla
4). Compárense individuos
afectados esperados y casos afectados).
Lo anterior puede aceptarse
si asumimos una penetrancia
reducida (73%). Estos hallazgos
son compatibles con los encontrados
por Chung et al.. (9) y
Marazita et al., (12). No obstante,
los anteriores resultados son
incompatibles con los resultados
encontrados por Hecht, quien ha
demostrado que sus genealogías
se ajustan mejor al modelo dominante
con una penetrancia muy
reducida para LH±PH. 20% (20).
Pensamos que estos resultados,
aparentemente incompatibles,
coinciden en varios puntos: la
acción de un gen mayor, un pequeño
efecto medioambiental y
penetrancia incompleta. Derivamos
estas diferencias de
penetrancia, en función de la
existencia de variaciones de la
expresividad para la entidad, lo
que repercute en una apreciación
subjetiva de penetrancia
incompleta. En otras palabras,
existe una mala clasificación de
individuos afectados que presentan
microformas de la entidad
(ausencia de incisivos laterales,
por ejemplo). En relación
con lo anterior, debe mencionarse
que existen criterios encontrados.
Por ejemplo, Woolf
demostró que el incisivo lateral,
anómalo ó agenésico, se
encuentra con una incidencia
igual, tanto en la población general
como en la población de
relacionados biológicos de afectados
son LH+PH (29). Nosotros
no pudimos encontrar estudios
posteriores relacionados
con la existencia de alteraciones
en incisivos superiores.
Crawford encontró que la
asimetría del primer molar, asociada
a presencia de asimetría
en los dermatoglifos, constituye
un criterio de predisposición individual,
para el desarrollo de
LH±PH en la descendencia (30).
Así mismo, Kurisu y col, reportaron
la tendencia a hipertelorismo
familiar como un indicador
de predisposición en genealogías
afectadas de LH+PH (31).
Otro aspecto que puede corroborar
nuestra hipótesis de
recesividad, tiene que ver con la
observación empírica de los árboles
genealógicos en los que se
presenta un alto coeficiente de
endogamia.
Asumiendo el modelo de locus
mayor recesivo y penetrancia
completa, se calculó la frecuencia
del gen anormal para esta
población en 0,037. Esto permite
determinar exactamente las
probabilidades de afección de un
próximo descendiente, en una
familia con riesgo, sin utilizar el
riesgo empírico establecido por
el modelo multifactorial.
La asociación significante al
genotipo JKa/JKa (p<=0,01) del
grupo sanguíneo Kidd, con un
riesgo relativo RR=0,20 y una
fracción etiológica (FA) igual a
- 0,32, catalogan a JKa/JKa como
un protector para el desarrollo
de la entidad. Hasta ahora, no se
han detectado asociaciones
significantes para el cromosoma
18. Este hallazgo debe corroborarse
posteriormente mediante el
uso de más familias en el análisis
de ligamiento, porque los resultados
de LOD SCORE que se
obtuvieron, no descartan ni confirman
ligamiento a este grupo
sanguíneo. En un estudio de
ligamiento a otros genes candidatos
(TGFß2, MSX1, TGFß3,
TGFα) en una población
finlandesa (20), no pudo encontrarse
asociación con variantes
alélicas previamente informadas
para ninguno de estos genes. Así
mismo Scapoli (32) no pudo encontrar
asociación entre el TGFα
polimorfismo Taq I y labio hendido con o sin paladar hendido
en 40 familias italianas utilizando
desequilibrio de ligamiento.
Esto comparado con otros estudios
que utilizaron poblaciones
caucásicas en donde si se ha encontrado
mayor asociación con
el TGFα, sugiere la existencia
de diferentes factores etiológicos
genéticos y /o ambientales entre
distintas poblaciones.
Queremos agradecer a las familias que colaboraron
para la realización de este estudio.
Mauricio Arcos-Burgos fue financiado por
Colciencias y por el ICI becas Mutis durante
el desarrollo de su PhD. Este trabajo fue posible
gracias a la colaboración de la Clínica
Noel de Medellín y su grupo de LH±PH.
A genetic epidemiological
analysis of cleft lip with or
without cleft palate (CL±CP) in
antioquian population (Colombia)
is presented. The segregation
analysis is more in agreement
with a recessive major locus
model with incomplete penetrance.
An heredability of 96%,
was not in agreement with the
multifactorial threshold model
and supported the major gene
model. The frequency of the
abnormal gene at recessivity and
incomplete penetrance is 0.037 for
the antioquian population. The
blood group Kidd showed
association with CL+CP
(Pc)=0.01 and its relative risk
(RR)=0.2 is consistent with
protection for developing
CL±CP. In five families, we
found a LOD SCORE of-1.
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