Estudis genètics per Panells NGS
Panell de Anèmia sideroblástica congènita i anèmia sideroblástica adquirida (Codi 10020)

NGS-10020-v15
ABCB7 ALAS2 GLRX5 HSPA9
LARS2 MTATP6 NDUFB11 PUS1
SF3B1 SLC19A2 SLC25A38 STEAP3
TRNT1 YARS2

El nostre laboratori realitza diagnòstics genètics d’anèmies sideroblàstiques congènites i anèmies sideroblàstiques adquirides.

Les anèmies sideroblàstiques es caracteritza per presència de sideroblasts en anell a la medul·la òssia. Hi ha dues maneres d’anèmies sideroblàstiques, l’anèmia sideroblástica congènita (hereditàries) (veure Anèmies sideroblàstiques congènites) i l’anèmia sideroblástica adquirida -no hereditarias- incloent un subtipus ben definit de síndrome mielodisplàsica (SMD) que presenten sideroblasts en anell (ARSA, ARSA- T i CRDM-SA).

 

Anèmia sideroblàstica congènita

L’anèmia sideroblástica congènita (CSA, de l’anglès “Congenital Sideroblastic Anaemia”) es caracteritza per una alteració del metabolisme de ferro mitocondrial, la presència de sideroblasts en anell i un increment de l’eritropoesi.

Les formes microcítiques de la CSA són malalties genètiques minoritàries degudes a mutacions en almenys quatre gens: ALAS2, SLC25A38, ABCB7 i GLRX5.

La forma més freqüent és deguda a mutacions en el gen ALAS2 que presenta una herència lligada al cromosoma X, de manera que la incidència de la malaltia és molt més gran en els homes que en les dones (OMIM # 300751). En aquests casos hi ha una eritropoesi inefectiva, presència de sideroblasts en anell i normalment una sobrecàrrega de ferro hepàtica. L’edat d’inici clínic de la malaltia és variable (de 0 a 90 anys). Aquests pacients poden respondre al tractament amb vitamina B6 (piridoxina) i àcid fòlic. En alguns casos d’anèmia severa sense resposta al tractament són necessàries mesures de suport com ara transfusions sanguínies. La sobrecàrrega de ferro es tracta amb teràpia de quelació.

El segon tipus més comú de CSA microcítica i no sindròmica és deguda a mutacions en el gen SLC25A38 (Guernsey et al. Nat Genet 2009) (OMIM # 301310). La deficiència del transportador SLC25A38 mitocondrial causa anèmia microcítica hipocrómica greu amb acumulació de ferro en les mitocòndries de les cèl·lules eritroides, la formació de sideroblasts en anell en excés en la medul·la òssia i presenta una herència autosòmica recessiva. Aquest tipus d’anèmia no respon al tractament amb vitamina B6 (piridoxina) i els pacients sovint necessiten transfusions de sang regulars per al seu desenvolupament normal. La sobrecàrrega de ferro es tracta amb teràpia de quelació. El trasplantament de medul·la òssia s’ha dut a terme amb èxit en alguns pacients.

L’anèmia microcítica sideroblástica amb atàxia lligada al cromosoma X (XLSA / A) és una forma sindròmica associada amb atàxia espinocerebelosa, i es pot deure a mutacions en un gen ABCB7 (Allikmets R. et al, 1999) (OMIM # 301310). La proteïna ABCB7 es troba a la membrana interna dels mitocondris i és essencial per a la hematopoesi ja que està involucrada en el transport d’estructures que contenen grups d’àtoms de ferro i sofre (Fe / S clústers). La deficiència del grup Fe / S clúster condueix a l’activació de la proteïna IRP1 que bloqueja la síntesi de la proteïna ALAS2, el primer enzim de la síntesi del grup hemo, el que produeix l’anèmia.

 

El gen GLRX5 codifica per a la glutaredoxina 5, un enzim mitocondrial, amb un paper essencial en la formació de les agrupacions de ferro / sofre (Fe / S clúster). La deficiència d’aquest enzim genera una anèmia lleu microcítica hipocrómica amb sobrecàrrega de ferro en el fetge, un engrandiment de la melsa i fetge i diabetis tipus 2 (OMIM # 610819). És un trastorn molt poc freqüent, fins ara només s’han descrit molt pocs pacients i no es coneix la seva prevalença (Camaschela C. et al, 2007). Els pacients descrits amb mutacions en aquest gen no responen al tractament amb vitamina B6 (piridoxina) ni àcid fòlic. Sorprenentment, l’anèmia es va empitjorar en fer un tractament amb transfusions de sang i es va millorar mitjançant una teràpia de quelació de ferro.

Recentment s’ha descrit el primer cas d’una nova forma d’anèmia genètica hipocrómica i dependent de transfusió associada a una mutació “nonsense” del gen STEAP3 / TSAP6 (AHMIO2 OMIM # 609671) (Grandchamp et al., Blood, 2011). La clínica dels pacients s’assembla en alguns aspectes a la de l’anèmia congènita sideroblástica no sindròmica (CSA) amb presència de sideroblasts i sobrecàrrega de ferro. No obstant això, en aquesta família, els nivells de protoporfirines estan augmentats, mentre que són normals o fins i tot baixos en casos de CSA lligats a mutacions en els gens ALAS2 o SLC25A38. Mitjançant microscòpia electrònica s’observa acumulació de ferro tant en grànuls siderosómicos com en la mitocòndria. Aquest gene codifica per l’antigen epitelial transmembrana de la pròstata (steap3) que està implicat en la regulació del cicle cel·lular, apoptosi i en la secreció de proteïnes per via no clàssica, incloent exosomes. En el metabolisme del ferro, el gen STEAP3 / TSAP6 codifica per a una ferrireductasa implicada en l’absorció de ferro pels glòbuls vermells; aquesta proteïna s’expressa molt en teixits hematopoètics on es localitza en l’endosoma. Els ratolins que no tenen el gen Steap3 / tsap6 presenten una anèmia hipocrómica microcítica severa i una maduració anormal reticulòcit, amb la via endocítica del receptor de transferrina afectada a causa d’una producció disminuïda de exosomes (Ohgami et al., Blood, 2005).

Les formes sindròmiques (amb afectacions no només hematològiques) de CSA són malalties genètiques rares degudes a mutacions en els gens: PUS1, YARS2, SLC19A2 o TRNT1 i són totes d’herència autosòmica recessiva.

La miopatia mitocondrial i anèmia sideroblástica o miopatia amb acidosi làctica i anèmia sideroblástica (MLASA) pertany a la família heterogènia de les miopaties metabòliques. Es caracteritza per una intolerància progressiva a l’exercici que es manifesta durant la infància i per l’aparició d’una anèmia sideroblástica en l’adolescència, així com acidèmia làctica i miopatia mitocondrial. La forma MLASA1 és deguda a mutacions en el gen codificant per a la pseudo-uridina sintasa nuclear 1 (PUS1), localitzat en 12q24.33. La pseudouridinación deficient dels ARNt mitocondrials pot conduir a un trastorn de la fosforilació oxidativa. La biòpsia muscular mostra una activitat baixa dels complexos 1 i 4 de la cadena respiratòria i la possibilitat de presentar inclusions paracristal·lines en la majoria de les mitocòndries, observables per microscòpia electrònica.

La forma MLASA2 (miopatia, acidosi làctica i l’anèmia sideroblástica tipus 2) és deguda a mutacions en el gen YARS2 (Riley et al., 2010) que codifica per l’enzim mitocondrial tirosil-tRNA sintetasa. Aquest trastorn mostra una marcada variabilitat fenotípica: alguns pacients presenten un trastorn multi-sistèmic greu des de la infància, incloent miocardiopatia i insuficiència respiratòria que ocasiona mort primerenca, mentre que altres presenten a la segona o tercera dècada de vida amb anèmia sideroblástica i debilitat muscular lleu.

 

L’anèmia megaloblàstica sensible a tiamina (AMST) se caracteriza per la triada d’anèmia megaloblàstica, diabetis mellitus no tipus 1 i sordesa neurosensorial. Les manifestacions clíniques de l’anèmia megaloblàstica poden incloure hiporexia, letargia, cefalea, pal·lidesa, diarrea i parestèsia en mans i peus. Altres signes clínics variables inclouen: distròfia retiniana, atròfia del nervi òptic, alçada baixa, anomalies cardiovasculars que inclouen defectes cardíacs congènits com defectes septals ventriculars i / o atriales i anomalies de la conducció / arítmies, convulsions i apoplexies. La variabilitat del fenotip pot causar un retard significatiu entri la aparició dels símptomes i el diagnòstic precís. Aquesta causada per mutacions heterogènies en el transportador de alta afinitat a tiamina SLC19A2 (1q23.3). El diagnòstic diferencial inclou: síndrome de Wolfram, trastorns mitocondrials com la síndrome de Kearns-Sayre i la síndrome de Pearson (consulteu aquests termes), així com a dèficit en la dieta de vitamina B12 o de folat.

La Síndrome d’anèmia sideroblástica congènita-immunodeficiència de cèl·lules B-febre periòdica-retard en el desenvolupament (SIFD, de les seves sigles en anglès) és una forma d’anèmia sideroblástica constitucional caracteritzada per anèmia microcítica greu, limfopènia de cèl·lules B, panhypogammaglobulinemia i neurodegeneració variable . És a causa de mutacions en el gen TRNT1, gen que codifica per l’enzim d’addició de CCA (EC 2.7.7.72), qu’es un enzim essencial que catalitza l’addició de CCA en l’extrem 3 ‘dels precursors d’ARNt. Aquesta reacció és un requisit fonamental previ perquè els ARNt madurin e es aminoacilen per participar en la biosíntesi de proteïnes. La malaltia es presenta a la infància amb episodis febrils recurrents, trastorns gastrointestinals, retard del desenvolupament, convulsions, atàxia i sordesa neurosensorial. La majoria dels pacients requereixen transfusió sanguínia regular, quelació de ferro i reemplaçament d’immunoglobulina intravenosa (IVIG). El trasplantament de cèl·lules mare hematopoètiques ha tingut èxit en algun d’aquests casos.

 

Anèmia sideroblástica adquirides. Síndrome mielodisplástico amb sideroblasts en anell (gen SF3B1)

El SMD són trastorns clonals de les cèl·lules mare hematopoètiques caracteritzats per citopènia perifèrica i la propensió a progressar a una leucèmia mieloide aguda (LMA). L’anèmia refractària amb sideroblasts en anell (ARSA) i la citopènia refractària amb displàsia multilinaje i sideroblasts en anell (CRDM-SA) són dos subtipus fenotípicament ben definit de SMD que es caracteritzen per la presència de sideroblasts en anell.

La sobrecàrrega de ferro és freqüent en pacients amb SMD i influeix negativament en la supervivència en aquests pacients (pitjor supervivència global i pitjor supervivència lliure de leucèmia). La teràpia perllongada de transfusions de cèl·lules vermelles és un factor contribuent de la sobrecàrrega de ferro, encara que molts pacients desenvolupen una sobrecàrrega de ferro en una etapa primerenca de la malaltia, fins i tot abans de les transfusions, probablement a causa d’una eritropoesi ineficient. Una teràpia de quelació del ferro és per tant beneficiosa en aquests pacients.

Recentment s’ha descrit que les mutacions somàtiques en el gen SF3B1 (un gen involucrat en maquinària d’entroncament d’ARN) són particularment freqüents (60-80%) en els pacients amb SMD-ARSA o CRDM-SA (Papaemmanuil E et al., 2011 NEJM).

 

Referències

  • Allikmets R, Raskind WH, Hutchinson A, Schueck ND, Dean M, Koeller DM. Mutation of a putative mitochondrial iron transporter gene (ABC7) in X-linked sideroblastic anemia and ataxia (XLSA/A). Hum Mol Genet. 1999 May;8(5):743-9. [PubMed: 10196363].
  • Camaschella C, Campanella A, De Falco L, Boschetto L, Merlini R, Silvestri L, Levi S, Iolascon A. The human counterpart of zebrafish shiraz shows sideroblastic-like microcytic anemia and iron overload. Blood. 2007 Aug 15;110(4):1353-8. [PubMed: 17485548].
  • Chakraborty, P. K., Schmitz-Abe, K., Kennedy, E. K., Mamady, H., Naas, T., Durie, D., Campagna, D. R., Lau, A., Sendamarai, A. K., Wiseman, D. H., May, A., Jolles, S., and 23 others. Mutations in TRNT1 cause congenital sideroblastic anemia with immunodeficiency, fevers, and developmental delay (SIFD). Blood 124: 2867-2871, 2014. [PubMed: 25193871]
  • Cotter, P. D., May, A., Fitzsimons, E. J., Houston, T., Woodcock, B. E., Al-Sabah, A. I., Wong, L., Bishop, D. F. Late-onset X-linked sideroblastic anemia: missense mutations in the erythroid delta-aminolevulinate synthase (ALAS2) gene in two pyridoxine-responsive patients initially diagnosed with acquired refractory anemia and ringed sideroblasts. J. Clin. Invest. 96: 2090-2096, 1995. [PubMed: 7560104]
  • Grandchamp B, Hetet G, Kannengiesser C, Oudin C, Beaumont C, Rodrigues-Ferreira S, Amson R, Telerman A, Nielsen P, Kohne E, Balser C, Heimpel A novel type of congenital hypochromic anemia associated with a nonsense mutation in the STEAP3/TSAP6 gene. Blood. 2011 Dec 15;118(25):6660-6. [PubMed: 22031863].
  • Guernsey DL, Jiang H, Campagna DR, Evans SC, Ferguson M, Kellogg MD, Lachance M, Matsuoka M, Nightingale M, Rideout A, Saint-Amant L, Schmidt PJ, Orr A, Bottomley SS, Fleming MD, Ludman M, Dyack S, Fernandez CV, Samuels ME. Mutations in mitochondrial carrier family gene SLC25A38 cause nonsyndromic autosomal recessive congenital sideroblastic anemia. Nat Genet. 2009 Jun;41(6):651-3. [PubMed: 19412178]
  • Kannengiesser C, Sanchez M, Sweeney M, Hetet G, Kerr B, Moran E, Fuster Soler JL, Maloum K, Matthes T, Oudot C, Lascaux A, Pondarré C, Sevilla Navarro J, Vidyatilake S, Beaumont C, Grandchamp B, May A. Missense SLC25A38 variations play an important role in autosomal recessive inherited sideroblastic anemia. Haematologica. 2011 Jun;96(6):808-13. doi: 10.3324/haematol.2010.039164. [PubMed: 21393332].
  • Labay, V., Raz, T., Baron, D., Mandel, H., Williams, H., Barrett, T., Szargel, R., McDonald, L., Shalata, A., Nosaka, K., Gregory, S., Cohen, N. Mutations in SLC19A2 cause thiamine-responsive megaloblastic anaemia associated with diabetes mellitus and deafness. Nature Genet. 22: 300-304, 1999. [PubMed: 10391221]
  • Ohgami RS, Campagna DR, Greer EL, Antiochos B, McDonald A, Chen J, Sharp JJ, Fujiwara Y, Barker JE, Fleming MD. Identification of a ferrireductase required for efficient transferrin-dependent iron uptake in erythroid cells. Nat Genet. 2005 Nov;37(11):1264-9. [PubMed: 16227996].
  • Papaemmanuil E, Cazzola M, Boultwood J, Malcovati L, Vyas P, Bowen D, Pellagatti A, Wainscoat JS, Hellstrom-Lindberg E, Gambacorti-Passerini C, Godfrey AL, Rapado I, Cvejic A, Rance R, McGee C, Ellis P, Mudie LJ, Stephens PJ, McLaren S, Massie CE, Tarpey PS, Varela I, Nik-Zainal S, Davies HR, Shlien A, Jones D, Raine K, Hinton J, Butler AP, Teague JW, Baxter EJ, Score J, Galli A, Della Porta MG, Travaglino E, Groves M, Tauro S, Munshi NC, Anderson KC, El-Naggar A, Fischer A, Mustonen V, Warren AJ, Cross NC, Green AR, Futreal PA, Stratton MR, Campbell PJ; Chronic Myeloid Disorders Working Group of the International Cancer Genome Consortium.. Somatic SF3B1 mutation in myelodysplasia with ring sideroblasts. N Engl J Med. 2011 Oct 13;365(15):1384-95. [PubMed PMID: 21995386]
  • Patton, J. R., Bykhovskaya, Y., Mengesha, E., Bertolotto, C., Fischel-Ghodsian, N. Mitochondrial myopathy and sideroblastic anemia (MLASA): missense mutation in the pseudouridine synthase 1 (PUS1) gene is associated with the loss of tRNA pseudouridylation. J. Biol. Chem. 280: 19823-19828, 2005. [PubMed: 15772074]
  • Riley, L. G., Cooper, S., Hickey, P., Rudinger-Thirion, J., McKenzie, M., Compton, A., Lim, S. C., Thorburn, D., Ryan, M. T., Giege, R., Bahlo, M., Christodoulou, J. Mutation of the mitochondrial tyrosyl-tRNA synthetase gene, YARS2, causes myopathy, lactic acidosis, and sideroblastic anemia-MLASA syndrome. Am. J. Hum. Genet. 87: 52-59, 2010. [PubMed: 20598274]