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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN “Estudio molecular en el exón 28 del gen VWF en pacientes mexicanos con enfermedad de von Willebrand” T E S I S QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE: QUÍMICA FARMACÉUTICA BIÓLOGA P R E S E N T A : BEATRIZ MENA MONTES ASESORAS: DRA. ROSENDA ISABEL PEÑALOZA ESPINOSA M. en C. BRENDA MIREYA MELO NAVA CUAUTITLÁN IZCALLI, EDO. DE MÉX. 2007 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUT!TLAN UNIDAD DE LA ADMINISTRACION ESCOLAR DEPARTAMENTO DE EXAMENES PROFESIONALES V~IVER'iDAD };tAc,lOJtAl. AV~MADE MEX I<:,O DRA. 3UEMI RODRIGUEZ ROMO DIRECTOR DE LA FES CUJ!.WTITLAN PRESENTE ~O! etwI!1m~'iG~AI V ATN: L. A. ARACEU HERRERA HERNANDEZ Jefe del Departamento de Exámenes Profesionales de la FES Cuautitlán Con base en el art. 28 del Reglamento General de Exámenes, nG3 pennitimos comunicar a usted qlJe revisamos la Tesis: "Es tudio ¡r¡~le cular ~n el ex6p 2A del p'en v,rp en r¡acicn te s mexic ~1no:'i con E'nferrned8d r'le van ,'lilleor8nd " que presc:lb ~pasante: 3p. e t ri.z. ""ro "P Itcn:ct!"o'"'s'"-...,-,,,,--.,--. .,-__ _ con número de cuenb: 4');:>J 3 ~.d 3é para obtener el titulo de : ~í~ic~ F?rmacéu ti ca Bi610ga Con$iderando que dicho trabajo reúne los requisitos necesarios para ser discutido en el EXAMEN PROFESIONAL correspondiente, otc,rgamos nuestro VOTO APROBATORIO. ATENTAMENTE "POR MI RAZA HABLARA EL ESPIRITU" Cuautitlán Izcalll , Méx. a ~ de Noviembre PRESIDENTE Dra . Gilda Flores Rosal es VOCAL ~~Lu,~~~:Q~~~'::! Dra . Roseada r~abe) Peñfl] oZ8 _Espi n SECRETARIO QBP . Antonio S8nchez Ortea~ PRIMER SUPLENTE Dr a . Sandra lJínz BarriPR Ar.ce". L-2:::~~~~~. SEGUNDO SUPLENTE jFB . Rosalb a Bonil l~. 3ánche7. “ESTUDIO MOLECULAR EN EL EXÓN 28 DEL GEN VWF EN PACIENTES MEXICANOS CON ENFERMEDAD DE VON WILLEBRAND.” Dedicada a mi familia Mis padres Beatriz Montes Cárdenas Simón Mena Ferrer y mis hermanos María Angelina Mena Montes Marcelo Mena Montes DEDICATORIAS A mis padres Beatriz Montes Cárdenas Simón Mena Ferrer Por su apoyo incondicional y por sus consejos que día a día llevo conmigo, por la paciencia con la que me han sabido dirigir todos estos años, gracias por estar conmigo siempre. Gracias por darme todo el amor del mundo, todo lo que ahora soy y he logrado se los debo a ustedes y siempre estaré agradecida porque nunca alcanzare a pagarles tanto. A mis hermanitos Angelina y Marcelo quienes con su alegría han llenado de luz mi vida desde su existencia y a quienes quiero, admiró y respeto mucho, gracias por su apoyo y compartir conmigo su vida. A mi tutora Dra. Gilda Flores Rosales por compartir conmigo un poco de su experiencia, por guiarme durante está carrera y hacerme entender el papel tan importante de la ciencia. A Dios A aquel que día a día esta conmigo y guía cada uno de mis pasos, gracias señor por brindarme amor, tranquilidad y ofrecerme cada día para vivirlo y disfrutarlo al máximo. HUELLAS “Una noche soñé que caminaba con Jesús sobre la arena de la playa Y a través del firmamento se dibujaban escenas de mi vida. En cada escena veía dos pares de pisadas en la arena, unas eran mías, las otras de Jesús. Cuando la última escena de mi vida relució ante mis ojos, miré hacia atrás, para ver las pisadas en la arena, y note que sólo había un juego de pisadas, realmente me molesté y Pregunté a Jesús: ‐ Señor tu me dijiste que una vez que hubiera yo decidido seguirte, caminarías a mi lado todo el camino. Pero he notado que en esta época, la más difícil de mi vida, hay solamente un juego de pisadas. No comprendo por que precisamente cuando más te necesito, me has abandonado. Jesús me contestó: ‐Yo te quiero mucho y nunca, te abandonaría. En este tiempo de dolor, cuando tu ves únicamente un par de pisadas, es porque ………………….. YO TE LLEVO EN MIS BRAZOS”. AGRADECIMIENTOS A la Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán, por ser una segunda casa y brindarme todas aquellas instalaciones necesarias para mi formación. A la Dra. Rosenda Isabel Peñaloza Espinosa por haberme dado la oportunidad de participar en su proyecto y ofrecerme confianza durante la tutoría de la presente tesis. Al Dr Fabio Salamanca Gómez, jefe de la Unidad de Investigación Médica en Genética Humana. A la M en C Brenda Melo Nava por su tiempo dedicado a enseñarme y dirigirme en la realización de este proyecto y por la amistad que en ella encontré. A aquellas personas que me apoyaron, con la disposición para otorgarme información requerida en este trabajo: A la Dra. Herminia Benítez, de la Unidad del Servicio de Hematología del CMN SXXI del IMSS. A la Dra. Laura Espinosa, Jefa de la Unidad del Servicio de Hematología del CMN “La Raza” del IMSS. Al Dr. Manuel López, Jefe de la Unidad del Servicio de Hematología del Hospital 20 de Noviembre del ISSSTE. A los profesores que integran el jurado: Dra. Gilda Flores Rosales, Dra. Rosenda Isabel Peñaloza Espinosa, QBP. Antonio Sánchez Ortega, Dra. Sandra Díaz Barriga Arceo, QFB. Rosalba Bonilla Sánchez, a los cuales agradezco su paciencia, su disposición y su tiempo invertido en la revisión de está tesis. A mis amigos (as) y compañeros (as) quienes compartieron conmigo su tiempo, conocimiento y su amistad durante esté sendero de la vida ¡Gracias por todo! AGRADECIMIENTO A la UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO y a la Fundación Alfredo Harp Helú por el apoyo que recibí de ambas, gracias a ello concluí con éxito mis estudios por medio del Programa Nacional de Becas (PRONABES). ÍNDICE GENERAL Páginas Abreviaturas………………………………………..….…………………...................II Resumen……………………………………………………………………..…….….III Glosario…………………….……………………………………...............................V I.-Generalidades………………….……….………………………..…………...........1 1.1.-Antecedentes……………………...........................................................1 1.2.-Enfermedad de von Willebrand (EVW)……………………...….………..2 1.2.1.-Clasificación.…………...…………………………………………...2 1.2.2.-Epidemiología………………………………………………..……..5 1.2.3.-Penetrancia variable………………………………………..……...7 1.2.4.-Diagnóstico……………………………………………………..…..8 1.3.-Gen del factor von Willebrand (VWF)…………………………………….8 1.4.-Proteína del factor von Willebrand (FVW)……………………………….9 1.5.- Pruebas clínicas del laboratorio...………………………………………15 II.-Objetivos………………………………………………………….........................18 III.-Diagrama de trabajo………………………………......……………………...….19 IV.-Materiales……………………………………………………………………..….20V.-Metodología…..……..………………………………….....................................22 VI.-Resultados………………………..……………………….…….………………..27 VII.-Discusión de resultados………….……….…………………...…………..…...33 VIII.-Conclusiones……….………………………………………...….....................35 IX.-Bibliografía...…….…………………………………………..............................36 ABREVIATURAS DNA Ácido Desoxirribonucleico RNA Ácido Ribonucleico FVW: RCo Actividad del cofactor de ristocetina RIPA Aglutinación de plaquetas inducida por ristocetina FVW: Ag Antígeno del Factor de von Willebrand dNTPs Desoxinucleótidos trifosfados cDNA DNA complementario Taq DNA Polimerasa Thermus aquaticus EVW Enfermedad de von Willebrand FVIII Factor VIII de coagulación FVW Factor de von Willebrand VWF Gen del factor de von Willebrand GP Glicoproteína BLAST Herramienta de búsqueda de alineamiento local Básica kb Kilo bases nt Nucleótido pb Pares de bases RFLP Polimorfismos de longitud de los fragmentos de restricción SNP Polimorfismos de nucleótido sencillo PCR Reacción en Cadena de la Polimerasa RNAm RNA mensajero ISTH SSC Subcomité Científico de la Sociedad Internacional en Trombosis y Hemostasia TP Tiempo de protrombina TTPa Tiempo de tromboplastina parcial activad RESUMEN La enfermedad de von Willebrand (EVW) es causada por defectos cualitativos (estructuras anormales) o cuantitativos (cantidades reducidas) del factor de von Willebrand (FVW) en torrente sanguíneo, por lo que se ve inhibida la adhesión plaquetaria y se manifiesta por sangrados mucocutáneos y hemorragias recurrentes. El FVW es una glicoproteína multimérica compleja que se sintetiza en megacariocitos y en células endoteliales (Ruggeri, 1997) y se encuentra en plasma. El gen VWF codifica para esta proteína y se localiza en el brazo corto del cromosoma 12 (12p13.3) y presenta 52 exones. El exón 28 es el más grande, comprende 1400 pb y codifica para los dominios A1 y A2 que se unen a la glicoproteína 1b (GPIb), y para el dominio A3 que es el sitio de unión a colágena. La clasificación actual consiste en 6 tipos distintos. Los tipos 1 y 3 son por defecto en la cantidad del FVW y el tipo 2 tiene 4 variantes debidas a alteraciones cualitativas (2A, 2B, 2M, 2N) del FVW (Sadler, 1994). La estimación exacta de una prevalencia es complicada por la penetrancia incompleta en el fenotipo de la enfermedad, sin embargo la mayoría de los autores cita hasta un 1.3% en la población mundial (Keenny, 2001). La variación es debida a que los casos leves pueden pasar desapercibidos. Las pruebas de laboratorio son esenciales para establecer el diagnóstico, sin embargo ninguna proporciona por sí sola un valor predictivo exacto y las pruebas a nivel molecular han podido inferir una relación genotipo-fenotipo importante, explicando algunas características de esta patología. El objetivo del presente trabajo fue determinar variantes moleculares en el exón 28 del gen VWF ya que es el más frecuentemente alterado (ISTH SSC VWF Base de datos de la Universidad de Sheffield http://www.vwf.group.shef.ac.uk/), en pacientes mexicanos con EVW. Los estudios moleculares del exón 28 del gen VWF en pacientes mexicanos, son importantes para ayudar a comprender el origen de la enfermedad y contribuir así con el diagnóstico de la enfermedad, su tratamiento y el asesoramiento genético adecuado. También nos permite corroborar que nuestra población es una mezcla de genes indígenas, caucásicos y africanos. Se obtuvo DNA a partir de linfocitos de sangre periférica de 10 pacientes con enfermedad de von Willebrand del Hospital de Pediatría de Centro Medico Nacional Siglo XXI, previo consentimiento informado. Se amplificó el exón 28 en dos segmentos, se purificaron los productos de reacción y a continuación se secuenciaron directamente, previamente marcados con Big Dye de acuerdo a las especificaciones de la casa comercial Applied Biosystem, (USA). La secuencia resultante se comparó por medio del programa BLAST con la informada en la red, y se prosiguió a la búsqueda de variantes moleculares. Se identificaron 2 nuevos polimorfismos G5023T y C3867A del cDNA lo que no cambia el amino ácido: 1675L/L y 1288S/S, respectivamente. Además se encontraron los polimorfismos H1472D y V1565L, previamente descritos (Sadler, 1993; Ginsburg, 1993). GLOSARIO Alelo: Forma alternativa de un gen situado en un locus particular. Antígeno: Cualquier sustancia que induce la producción de un anticuerpo, al que se une en forma específica. Molécula, generalmente una proteína de superficie celular, que puede inducir la formación de anticuerpos. Codominancia: Situación en la que los efectos fenotípicos de los alelos de un gen se expresan total y simultáneamente en el heterocigoto. Codón: Triplete de bases del mRNA que especifica un aminoácido o una señal de detención de la traducción. Cromosoma: Unidad estructural del material genético que consiste en una única molécula de DNA líneal de hebra doble y las proteínas asociadas. Dominio: Región alojada en el interior de una proteína que se pliega y funciona de una manera semiindependiente. Región de una proteína con estructura terciaria con distintiva actividad característica. Electroforesis: Técnica que mide la tasa de migración de moléculas con carga eléctrica en un medio, al aplicar un campo eléctrico. Es utilizada para separar una mezcla de moléculas por su migración diferencial en una fase estacionaria. Expresividad: Grado en el que se manifiesta un fenotipo para un carácter dado. Exón: Segmento de DNA de un gen que se transcribe y se traduce a proteína. Fenotipo: Características físicas, bioquímicas o clínicas de una persona que se expresan del genotipo. Gen: Unidad física fundamental de la herencia cuya existencia se puede confirmar por variantes alélicas y que ocupa un locus cromosómico concreto. Secuencia de DNA que codifica para un polipéptido o una molécula de RNA. Genética: Rama de la biología que trata de la herencia de caracteres y de la expresión de los mismos. Genotipo: Constitución génica de un individuo. Haplotipo: Grupo de alelos de loci íntimamente ligados que se encuentran en un individuo y suele segregar como unidad. Herencia: Transmisión de caracteres de una generación a la siguiente. Heterocigoto: Individuo con alelos distintos en uno o más loci. Tales individuos darán lugar a gametos diferentes. Homocigoto: Individuo que tiene un par de alelos iguales para un locus dado. Intrón: Porción de DNA situadas entre regiones codificantes de un gen que se transcribe pero que no aparece en el mRNA maduro. Mutación: Proceso que da lugar a la alteración del DNA. Mutación puntual: Mutación que se puede cartografiar en un solo locus. En el ámbito molecular,cambio que resulta de la alteración de un nucleótido por otro. Nucleótido: Nucleósido unido covalentemente a un grupo fosfato. Los nucleótidos son las piezas de construcción básicas de los ácidos nucleicos. Oligonucleótido (Primer): Secuencia lineal de nucleótidos (hasta 20) conectados por enlaces fosfodiéster 5’-3’. Está secuencia tiene pares de bases específicamente para una secuencia blanco a fin de permitir que una polimerasa inicie la síntesis de un filamento complementario. Penetrancia: Frecuencia expresada en porcentaje en la que individuos de un genotipo dado manifiestan al menos en algún grado un fenotipo mutante concreto asociado con un carácter. Polimerasa: Enzima que cataliza la formación de DNA y de RNA a partir de desoxirribonucleótidos y de ribonucleótidos, respectivamente. Polimorfismo: Existencia de dos o más variantes (alelos, fenotipos, variantes de secuencia, variante de estructura cromosómica) que se segregan en una población con una frecuencia importante. Los usos más laxos entre genetistas moleculares incluyen: 1.- Cualquier variante de secuencia que se encuentra a una frecuencia >1% en una población. 2.- Cualquier variante de secuencia no patogénica, prescindiendo de la frecuencia. Polimorfismo equilibrado: Polimorfismo genético que se mantiene en una población por selección natural. Polimorfismo genético: Coexistencia estable de dos o más genotipos discontinuos en una población. Presencia de dos o más alelos de cualquier sistema en una población en la que la frecuencia del más raro de ellos no puede explicarse por mutación recurrente. Polimorfismo de la longitud de fragmentos de restricción (RFLP): Variación en la longitud de fragmentos de DNA generados por endonucleasas de restricción. Estas variaciones están causadas por mutaciones que crean o suprimen sitios de corte de enzimas de restricción. Los RFLP se heredan de manera codominante y pueden utilizarse como marcadores genéticos. Polipéptido: Molécula formada por aminoácidos unidos mediante enlaces peptídicos. Este término se utiliza para denominar la cadena aminoacídica antes de que asuma su configuración tridimensional funcional. Pseudogén: Gen no funcional con homología de secuencia a un gen estructural conocido presente en cualquier sitio del genoma. Se diferencian de sus parientes funcionales por inserciones, deleciones, por la presencia de secuencias flanqueantes repetidas directas de 10 a 20 nucleótidos o por contener un número de codones de paro. Reacción en cadena de la polimerasa (PCR): Método para amplificar segmentos de DNA que utiliza ciclos de desnaturalización térmica, de emparejamiento a cebadores y de síntesis de DNA dirigida por la DNA polimerasa. Sustitución de base: Cambio de una base en una molécula de DNA que produce una mutación o un polimorfismo. Hay dos tipos de sustituciones: las transiciones, en la que una purina substituye a una purina o una pirimidina substituye a una pirimidina y las transversiones, en las que una pirimidina substituye a una purina o viceversa. I GENERALIDADES 1.1 Antecedentes Erick von Willebrand, médico finlandés, describió en 1926 un trastorno hemorrágico hereditario con características diferentes a la hemofilia y lo denominó “pseudohemofilia” porque no era una herencia ligada al X, y sí una transmisión autosómico dominante. Este trastorno se conoce ahora con el nombre de su descubridor. Su evaluación comenzó con una familia que vivía en Föglö, una isla en el archipiélago Ǻland de Finlandia (Zhang, 1993). El propusitus de esta familia fue una mujer quien sangró hasta la muerte después de su periodo menstrual, otros cuatro miembros de la familia murieron como resultado de hemorragias no controladas. El Dr von Willebrand atribuyó el desorden a un defecto en las plaquetas o en la pared vascular después de notar en estos pacientes un tiempo de sangría prolongado y un conteo plaquetario normal (Lillicrap, 2004). Durante los años 50 y principios de los 60 el trastorno se relacionó con un nivel reducido en la actividad del factor VIII procoagulante compensando la deficiencia mediante infusión de plasma. Para 1971 por primera vez se demostró mediante pruebas inmunológicas que el factor VIII (FVIII) y el factor von Willebrand (FVW) eran proteínas distintas. En 1985 cuatro grupos independientes de investigadores caracterizaron al gen VWF (Ginsburg, 1985; Lynch, 1985; Sadler, 1985 y Verweij, 1985), y la secuencia peptídica del factor de von Willebrand fue determinada en 1986 (Titati, 1986). Todo esto, permitió la localización de los sitios funcionales del gen VWF y se definió el papel de la proteína FVW en la hemostasia primaria. La EVW es el desorden hemorrágico hereditario más común en los seres humanos causada por defectos cualitativos (estructuras anormales) o cuantitativos (cantidades reducidas o ausente) del FVW en torrente sanguíneo que inhiben la adhesión plaquetaria (Casaña, 20001; Keeney, 2001; Lillicrap, 2004; Mckenzie, 2000; Tierney, 2003 y Gibbins, 2004). 1.2 Enfermedad de von Willebrand (EVW) 1.2.1 Clasificación de la EVW Se han descrito más de 20 subtipos, aunque la clasificación actual consiste en 6 tipos distintos. Los tipos 1 y 3 son defectos cuantitativos donde el FVW tiene poca o nula presencia, el tipo 2 tiene 4 variantes cualitativas (2A, 2B, 2M, 2N) con distintos defectos de unión a ligandos (Clasificación de acuerdo a su ultima publicación de la Sociedad Internacional sobre Trombosis y Hemostasia, Sadler, 1994). 1.2.1.1 Enfermedad de von Willebrand tipo 1 Es un trastorno de deficiencia cuantitativa parcial, la forma de herencia es autosómico dominante, y es conocida como el tipo clásico. Su diagnóstico es complicado debido a su penetrancia reducida o incompleta y a su expresividad variable. Se caracteriza por una reducción paralela que va de leve a moderada en los niveles plasmáticos de FVW:Ag y Factor VIII; tiene una distribución de multímeros normal y es la forma más común de la enfermedad observada en cerca del 80% de los casos clínicos. Los síntomas más comunes son las hemorragias excesivas de las superficies de las mucosas. En mujeres se puede evidenciar por una menstruación excesiva, o después de cortaduras, cirugía o traumatismos (Lillicrap, 2004; Casaña, 2001; Eikenboom, 2006; Goodeve, 2006; Kunicki, 2004; Montgomery, 2006; Rodeghiero, 2005; y Sadler, 2004 y 2005). 1.2.1.2 Enfermedad de von Willebrand tipo 2A Es un defecto cualitativo del FVW asociado con la ausencia de los multímeros grandes. Aproximadamente se presenta en 10-15% de los casos clínicos. Hay niveles bajos en la actividad del cofactor de ristocetina FVW: RCo a la par del FVW:Ag. Es un desorden autosómico dominante, causado por mutaciones bien definidas en los dominios D2, A1 y A2 del gen VWF (Allen, 2000; Patrushev, 2001; Hilbert, 2004; Hommais, 2006; Kunicki, 2006 y O’Brien, 2006). Pueden distinguirse dos grupos: El grupo 1 se debe a un defecto en el trasporte intracelular y el grupo 2 está asociado a un incremento en la proteólisis del FVW en plasma (Keeney, 2001). 1.2.1.3 Enfermedad de von Willebrand tipo 2B Es una variante cualitativa, con aumento de la afinidad por el receptor GPIb /IX de las plaquetas. Variante no común, se presenta en <5% de los casos clínicos. Este tipo se asocia con una reducción en los multímeros de alto peso molecular debido a que los multímeros grandes del FVW se unen de manera espontánea a las plaquetas y no están disponibles para la adhesión plaquetaria normal. Este tipo es el resultado de cambios en la región del dominio A1 (Casaña, 1998; Patruchev, 2001; Matsubara, 2003; Ulrichts, 2004 y Baronciani, 2005). La prueba de RIPA (aglutinación de plaquetas inducida por ristocetina) es útil para diagnosticareste subtipo teniendo un incremento al utilizar plasma rico en plaquetas del paciente y concentraciones de ristocetina de <0.6 mg/mL. Se presenta con un modo de herencia autosómico dominante. Una mutación plaquetaria que aumenta la afinidad de la GPIb/IX para los multímeros del factor de von Willebrand normales, crea un trastorno similar desde el punto de vista clínico, denominado tipo plaquetario o pseudoenfermedad de von Willebrand. En este caso los multímeros grandes también desaparecen del plasma y se activan las plaquetas. Aquí el defecto está en las plaquetas manifestándose anormalmente en la agregación con ristocetina (Rodack, 2005). Para diferenciar el tipo 2B de la EVW del tipo plaquetario se necesita, la prueba de aglutinación inducida por ristocetina de las plaquetas lavadas del paciente y mezcladas con plasma normal presentando una manifestación mayor en el caso de EVW tipo plaquetario, pero no en el tipo 2B; o un análisis en los genes del FVW y la GPIbα (Lillicrap, 2004). 1.2.1.4 Enfermedad de von Willebrand tipo 2M Variante cualitativa asociada con un defecto específico en la interacción plaqueta/FVW, con disminución de la unión del FVW con las plaquetas, los multímeros de alto peso molecular tienen un rango normal. La relación entre FVW:Ag y FVW: RCo es <0.6. La mayoría de las mutaciones sustitutivas que causan el tipo 2M han sido localizadas en el dominio A1 codificado en parte del exón 28 (Casaña, 1998; Patruchev, 2001; Hilbert, 2002 y ISTH SSC VWF Base de datos de la Universidad de Sheffield. http://www.vwf.group.shef.ac.uk/). 1.2.1.5 Enfermedad de von Willebrand tipo 2N Es un defecto cualitativo del FVW, que resulta en una disminución de su afinidad por el factor VIII y por consecuencia en circulación hay niveles bajos del FVIII. El tipo de herencia es autosómica recesiva. Frecuentemente la única anormalidad que se detecta en el laboratorio, es un nivel bajo en plasma de FVIII, confundiéndose ocasionalmente con hemofilia A. Las mutaciones responsables de este fenotipo se agrupan en la región del gen VWF que codifica al dominio D’ que comprende los exones 18-25 (Jorieux, 2000 y Hilbert, 2003 y 2004). 1.2.1.6 Enfermedad de von Willebrand tipo 3 Este trastorno cuantitativo clínicamente grave, es raro. El factor de von Willebrand no está presente o está casi ausente, resulta en una marcada reducción o ausencia de plaquetas, del FVW en plasma y la actividad del factor VIII está reducida. Usualmente la herencia es autosómica recesiva con una frecuencia aproximada de 1-5:106 de los casos (Castaman, 2006 y Kenny, 2001). Por lo general no hay multímeros plasmáticos. Estos pacientes manifiestan graves hemorragias mucocútaneas recurrentes, así como frecuentes hemorragias músculo- esqueléticas y en tejidos blandos. El tipo 3 de la EVW se produce por pérdidas grandes en el DNA o por mutaciones que dan lugar a la ausencia total de mRNA del factor de von Willebrand funcional, produciendo hemorragia sistémica y anatómica grave en el sujeto heterocigoto, o en caso de los homocigotos por consanguinidad los síntomas se asemejan a los de la hemofilia A (Mckenzie, 2000; Rodack, 2005 y Mongomery, 2006). 1.2.1.7 Enfermedad de von Willebrand adquirida La deficiencia adquirida muestra manifestaciones similares a las de la enfermedad de von Willebrand, se ha descrito asociada con trastornos autoinmunes, linfoproliferativos y mieloproliferativos, gammapatías monoclonales benignas, tumor de Wilms, angiodisplasia intestinal, enfermedad cardiaca congénita , exposición a plaguicidas y síndrome urémico hemolítico (Bloom, 1991; Rodack, 2005 y Federici, 2006). 1.2.2 Epidemiología de la EVW La EVW es el desorden hereditario más común de la coagulación en los seres humanos. Su prevalencia en la población varía dependiendo del enfoque diagnóstico. Sin embargo por lo menos en dos estudios epidemiológicos prospectivos, se ha encontrado que hasta 1% de una población predominantemente pediátrica manifiesta síntomas y signos de laboratorio de la EVW (Rodeghiero, 1987 y Werner, 1993). La estimación exacta de una prevalencia es complicada por la penetrancia variable en el fenotipo de la enfermedad se presenta con una prevalencia de 1.3% en la población mundial (Keenny, 2001) pero puede ser mayor ya que casos leves pueden pasar desapercibidos. En México no hay datos exactos sobre prevalencia, los pocos datos obtenidos son los siguientes: La federación de hemofilia de la República Mexicana informa en su página web, que 78% de sus pacientes registrados presenta hemofilia A y el 2% de la EVW, esto es 60 pacientes con EVW de 3,387 pacientes con otras alteraciones de la coagulación (Figura 1). El jefe del servicio de hematología del hospital 20 de Noviembre del ISSSTE tiene en su registro desde 1986 hasta noviembre del 2006, 4 casos de EVW, sin embargo, en el laboratorio de diagnóstico de este hospital se tiene el registro de 2 pacientes con EVW en el 2005 y 8 en el 2006. La jefa del servicio de hematología del hospital de Centro Médico “La Raza”, tiene sólo registrados de varios años atras 4 pacientes con EVW de 164 pacientes con alteraciones de la coagulación. Y en el hospital de Pediatría de CMN SXXI del IMSS se tienen más datos sobre esta enfermedad, la tasa de prevalencia anual de pacientes con diagnóstico de EVW (por cada 1000 pacientes atendidos en citas de primera vez) fue de: 2.5 en 1995 y 1996, 1.0 en 1997, 1.2 en 1998, 0.5 en 1999 y 1.0 en 2000, y de enero a noviembre del 2006 se tienen 13 pacientes con diagnóstico de EVW. Figura 1: Registro nacional de pacientes con diferentes alteraciones de la coagulación, el porcentaje esta expresado al número de pacientes registrados en la federación de hemofilia de República Mexicana. 1.2.3 Penetrancia variable Además de las mutaciones genéticas, la EVW presenta una penetrancia variable. El sistema de grupos sanguíneos ABO, las hormonas, el ejercicio y el estrés también influyen en la producción del FVW. Las personas con un grupo sanguíneo O tienen niveles de 20 a 25% menores del factor de von Willebrand que los observados por los otros grupos sanguíneos A, B y AB (Bauduer, 2004; Bowen, 2002 y Miller, 2003). Las elevaciones de estrógenos durante el embarazo normalizan la concentración plasmática del FVW incluso en la deficiencia moderada, sin embargo los niveles maternos disminuyen con rapidez después del parto lo que conduce a la hemorragia aguda. El FVW es un reactante de fase aguda, debido a ello los niveles aumentan en la inflamación, el ejercicio y el estrés (Bloom, 1991 y Rodack, 2005). 1.2.4 Diagnóstico Para un diagnóstico de la EVW se tiene que tomar en cuenta: 1.2.4.1 Un historial personal y familiar de hemorragias mucocutáneas 1.2.4.2 Una evaluación de laboratorio que sea consistente con un defecto cuantitativo y/o cualitativo del FVW. La evolución clínica de la EVW se basa principalmente en la acumulación de un historial personal objetivo de hemorragias mucocutáneas excesivas, epistaxis recurrentes, hemorragias gingivales, hemorragias prolongadas debidas a laceraciones y propensión a hematomas, así como menorragias en mujeres. Un historial familiar de hemorragias excesivas en donde la mayoría de los tipos son heredados como rasgo autosómico dominante puede ser evidente, sin embargo, se puede complicar ya que la enfermedad presenta formas de penetrancia y expresividad variables en el fenotipo, manifestándose en diversos síntomas dentro de la familia (Lillicrap, 2004; Federici, 2006 y Budde , 2002). 1.3 Gen del factor von Willebrand (VWF) El gen VWF esta localizado en el brazo corto del cromosoma12 (12p13.3), con una longitud de 178 kb y comprende 52 exones, donde el más grande es el exon 28 que tiene 1.4 kb. (McClatchey, 2002; Collins, 1987 y Mancuso, 1989). Codifica para un RNAm de ~9 kb, la transcripción está regulada por una combinación de factores ubicuos y específicos al tipo de célula, incluyendo las proteínas GATA y ETS (Lillicrap, 2004). El exón más grande del gen VWF es el exón 28 que comprende 1380 pb que codifican para 460 aminoácidos, implicando los dominios A1 y A2 los cuales son para la unión a GPIb (Huizing, 2002) y para el dominio A3 que es el sitio de unión a colágena. Por el gran tamaño y complejidad del gen, el análisis es complicado debido a la existencia adicional de un pseudogén en el cromosoma 22 (22q11-13) (Patracchini, 1989) que con los exones 23 al 34 presenta una alta homología (97%) de la secuencia del cromosoma 12 (Mancuso, 1991); este pseudogén presenta múltiples codones de paro y pudo haberse generado en la época en la que los primates se diferenciaron (Lillicrap, 2004). Las conversiones genicas entre el gen VWF y el pseudogén son eventos raros y están restringidos a regiones límites que codifican para los dominios D3 y A1. Estas conversiones genicas son facilitadas por la alta homología entre el gen y el pseudogén y probablemente por la presencia de las secuencias llamadas “chi” que promueven la recombinación no homologa entre genes, incluso entre cromosomas diferentes, hay dos secuencias chi (CCTGGTGG y GCTGGTGG) en el gen VWF, una es localizada en la región 3’ del intrón 27 y otra en la región 5’ del exón 28, estando estas región sujeta a conversiones genicas, explicando de esta manera la variabilidad genética en la región 3’ del intrón 27 y la región 5’ del exón 28. (Eikenboom, 1994; Gupta, 2005). 1.4 Proteína del factor von Willebrand El FVW es una glicoproteína compleja que se encuentra en plasma, en los gránulos alfa de las plaquetas y en tejido conectivo subendotelial (Ruggeri, 1997; Dacie, 2002 y Ruiz, 2003). Se sintetiza en megacariocitos y en células endoteliales donde se almacena en los llamados cuerpos Weilbel-Palade (Gibbins, 2004). Los pesos moleculares de la proteína varían de 0.5 a más de 20 millones de daltones, tiene una vida media en circulación in vitro de 24 horas y su concentración media plasmática es de 1 mg/dL. La biosíntesis del FVW es compleja y requiere de varias modificaciones post-traduccionales incluyendo un proceso proteolítico, glicosilación y sulfatación (Mancuso, 1989). El procesamiento se inicia en el retículo endoplásmico rugoso, donde el péptido señal se elimina y se agregan carbohidratos. A continuación se forman dímeros por enlaces disulfuro ubicados en los extremos carboxilo terminales. Los dímeros se desplazan a la región del aparato de Golgi donde el propéptido es eliminado, y aquí los carbohidratos se transforman a complejos y se agregan grupos sulfato (Figura 2). Figura 2. Resumen de los eventos post-traducionales que tienen lugar durante la biosíntesis del FVW y su ubicación al interior de la célula endotelial o megacariocito. (RER= Retículo endoplásmico rugoso). Figura tomada de Lillicrap, 2004. Ya en las etapas finales, los dímeros comienzan a vincularse por los extremos amino terminales mediante enlaces de disulfuro para formar multímeros continuando este proceso en el citoplasma (Mckenzie, 2000). Se sintetiza como una proteína de 2813 aminoácidos denominada factor prepro- von Willebrand o pro-von Willebrand, este monómero consiste de 22 aminoácidos del péptido señal, 741 aminoácidos del propéptido y 2050 aminoácidos de la subunidad madura con un peso molecular de 260, 000 daltones (Figura 3). Figura 3. Estructura polipéptido primaria del FVW que contiene una secuencia de 22 aminoácidos correspondientes al péptido señal, 741 aminoácidos del propéptido. La subunidad madura ya secretada tiene 2050 aminoácidos y diferentes dominios que unen a receptores plaquetarios, colágena y factor VIII. Figura tomada de Lillicrap, 2004. La estructura primaria de la proteína FVW está formada por varios dominios repetidos designados desde la A hasta la D (Figura 4). Los dominios D1, D2, D’ y D3 participan en la regulación del proceso de formación de multímeros, y las regiones D’ y D3 también median la unión con el factor VIII. Tanto el dominio A1 como el A3 poseen propiedades de unión a colágena. Los sitios donde el FVW se une a las plaquetas son: en el dominio A1 al receptor plaquetarario de glicoproteína Ib/IX y en el dominio C2 al receptor de glicoproteína IIb/IIIa. Así cada monómero permite a la proteína unirse a los ligandos GPIb/IX y GPIIb/IIIa de las plaquetas, en el subendotelio a la colágena y al factor VIII de coagulación en torrente sanguíneo (Ruggeri, 1997 y Keeney, 2001). Figura 4. Estructura de la proteína FVW que contiene una secuencia de 22 aminoácidos correspondientes al péptido señal, 741 aminoácidos del propéptido y 2050 aminoácidos que dan una subunidad madura señalando en cada dominio los sitios de unión a receptores plaquetarios, colágena y factor VIII. (Figura tomada de la ISTH SSC VWF Base de datos de la Universidad de Sheffield. http://www.vwf.group.shef.ac.uk/ y Keeney, 2001). Los multímeros del factor de von Willebrand, están constituídos por una gama amplia de tamaños. Los multímeros más pequeños son secretados espontáneamente por las células endoteliales tanto al plasma como al subendotelio. Los secretados al plasma se combinan con el factor VIII al circular prolongado su vida media plasmática de unos minutos a 12 horas, este complejo es denominando VIII/FVW (Rodak, 2005). Los multímeros más grandes se almacenan en los cuerpos de Weibel-Palade de las células endoteliales, secretados después de una lesión y son estimulados por trombina, fibrina o histamina. El factor de von Willebrand sintetizado en los megacariocitos se almacena en los gránulos alfa de las plaquetas, estos contienen multímeros más grandes que los que están en plasma (Mckenzie, 2000 y Gibbins, 2004 ). Aquellos multímeros extremadamente grandes de FVW se unen a la superficie de la célula endotelial, mediante unan interacción con la proteína P-selectina de membrana Weibel-Palade. En este sitio, los multímeros del FVW se ven sometidos a “corte por estres” del flujo sanguíneo y el tamaño de los multímeros tiene una reducción fisiológica por el evento de fragmentación proteolítica controlado (Bernardo, 2005). El sitio de fragmentación del FVW está en el dominio A2, entre los aminoácidos 1505 y 1506, la fragmentación es mediada por la metaloproteinasa ADAMTS13 (Bowen, 2004 y Sadler, 2005). La proteína FVW presenta sitios de unión a ligandos plaquetarios (GP1b, GPIIa/IIIb), a FVIII en el torrente sanguíneo y de colágena en la pared del vaso, y desempeña 3 funciones fisiológicas: Media la adhesión de las plaquetas a los sitios de lesión vascular por medio de su unión al receptor plaquetario glicoproteína Ib/IX y a colágena en el subendotelio vascular (Resendiz, 2004). Facilita la agregación plaquetaria por medio de su unión al receptor IIb/IIIa. Se une por medio de un enlace de tipo no covalente al factor VIII (Figura 5) para estabilizarlo y protegerlo de la degradación proteolítica mientras es transportado en circulación general (Keeney, 2001). Figura 5.Complejo factor von Willebrand-factor VIII. El FVW muestra sus diferentes sitios de unión a membrana plaquetaria, colágena y factor VIII (Tomado de Rodack, 2005). El mecanismo de acción del FVW consiste en que se une a la colágena fibrilar expuesta durante la descamación de las células endoteliales, luego las plaquetasse unen a través de sus sitios de la GP Ib/IX a la “capa” de moléculas FVW (Figura 6). Cuando el FVW se une a la GP Ib/IX por la integrina de superficie plaquetaria (Karp, 1999) se activan las plaquetas y expresan el segundo sitio de unión al FVW, la GP IIb/IIa, en este sitio se une al FVW y al fibrinógeno mediando la agregación plaquetaria (Rodack, 2005). Figura 6. Interacción de las plaquetas que se enlazan al factor von Willebrand creando un puente entre la colágena del subendotelio después de una lesión. (Tomado de Mckenzie, 2000). 1.5 Pruebas clínicas de laboratorio El perfil de pruebas de la enfermedad de von Willebrand debe realizarce por lo general dos o tres veces en un período de semanas o meses. El perfil normal implica el tiempo de sangría, que es la prueba de rutina para el factor de von Willebrand y mide la función de las plaquetas cuando el resultado de la prueba es anormal, no significa que las plaquetas sean las anormales, sino que, en ausencia del factor de von Willebrand, las plaquetas no pueden adherirse a la colágena e iniciar la serie de reacciones que conducen a la formación del tapón hemostático primario. La prueba de FVW:RCo, que es similar a la agregometría plaquetaria, proporciona un resultado cuantitativo de la actividad de FVW. El FVW:Ag aporta un resultado cuantitativo para el FVW total, funcional y no funcional. El recuento de plaquetas, es necesario para descartar la trombocitopenia como una causa alternativa del sangrado sistémico. El tiempo de tromboplastina parcial activada (TTPa) se prolonga cuando el nivel del factor VIII disminuye (Lillicrap, 2004; Tierney, 2003; Rubio, 2004 y Baynes, 2006). Los exámenes adicionales, agregados al perfil para indicar el diagnóstico en los casos más difíciles son: la prueba de agregometría plaquetaria inducida por dosis bajas de ristocetina (LD-RIPA), es útil para el diagnóstico del subtipo 2B, la prueba de actividad del factor VIII, la prueba de unión a colágena, y la electroforesis en gel de agarosa o poliacrilamida que permite la visualización cualitativa de la distribución multimérica del FVW. Sí el paciente tiene un historial de pérdida de sangre, esta puede deberse a una deficiencia de hierro o anemia, el tipo 2B del EVW generalmente tiene una leve trombocitopenia crónica por lo que, el tiempo de sangría no se debe usar como prueba de detección habitual para la EVW y se puede utilizar el analizador PFA100® aún que su papel exacto no se ha resuelto (Rodack, 2005 y Moore, 2001). Las pruebas más útiles para el diagnóstico son: la prueba inmunológica para el antígeno del FVW (FVW:Ag); una prueba funcional para el FVW, la prueba del cofactor de ristocetina (FVW: RCo) y la prueba de función del procoagulante del FVIII (FVIII:C). Deben establecerse los rangos normales locales para estas pruebas y debido a la variabilidad de los valores, habrán de repetirse, por lo menos dos veces las pruebas antes de confirmar el diagnóstico de la enfermedad (Castaman, 2003).Cuando se realizan estas pruebas los laboratorios deben comunicar las variaciones biológicas, las variables preanalíticas, así como los fármacos que afectan estos resultados, la repetición de estas pruebas brinda una predicción más definitiva. Las técnicas de biología molecular más utilizadas son: La Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR), la secuenciación automática y los RFLP (Polimorfismos de longitud de los fragmentos de restricción). Los análisis con RFLP son muy comunes, y representan la variación de origen natural ocasionada por cambios en un solo par de nucleótidos (Perera, 2003; Theophilus, 2002). Las técnicas de diagnóstico molecular revolucionan el enfoque del laboratorio para la detección de la EVW. En la actualidad las pruebas a nivel molecular han podido inferir en el diagnóstico de la EVW ya que se han identificados gran cantidad de mutaciones responsables de los diferentes tipos de la EVW (Tabla 1). Estudios de funcionalidad (Hilbert, 2002 y 2003) han mostrado que la EVW puede ser el resultado de una serie de defectos del gen VWF que causan manifestaciones clínicas distintas de la enfermedad. Un análisis en población mexicana de los exones con mayor frecuencia de mutación del gen VWF en pacientes con EVW (Melo, 2006) se informó que con 27 pacientes se identificarón en el exón 28, 2 mutaciones nuevas y 8 polimorfismos nuevos no antes reportados. Los pacientes en quienes se sospecha de EVW por la clínica y las pruebas de coagulación, es necesario corroborar el dato de alteración molecular en el gen VWF donde el exon 28 es el más frecuentemente alterado. TABLA 1.- RESUMEN DEL TIPO DE EVW, FRECUENCIA, HERENCIA Y BASES MOLECULARES. Tipo de EVW Frecuencia Tipo de herencia Bases moleculares. Tipo 1 1-3: 1000 AD Penetrancia incompleta. Reporte de varias mutaciones. Las bases moleculares no son conocidas en la mayoría de los casos. Tipo 2A 10-15% de los casos clínicos de la EVW. AD Mutaciones dentro del dominio A2. Mutaciones en el grupo 1: Defecto en el transporte intracelular. Mutaciones en el grupo2: Incremento en la proteolísis del FVW en el plasma después de la secreción. Tipo 2B No común < 5% de los casos clínicos de la EVW. AD Mutaciones dentro del dominio A1. Resulta un incremento o una unión espontánea a GPIb de la plaqueta. Tipo 2M Incidencia poco estimada. AD Mutaciones y pequeñas deleciones en el dominio A1. Tipo 2N No común, heterocigotos pueden ser prevalentes en algunas poblaciones. AR (Homocigotos o algunos heterocigotos pueden parecer Hemofilia A autosómica.) Mutaciones dentro del extremo N-terminal del FVW maduro interfiere con la unión al FVIII. Tipo 3 1-5: 106 AR Deleciones en el gen VWF, mutaciones con sentido, sin sentido y con corrimiento en el marco de lectura a lo largo del gen VWF. Defecto cis en la expresión del mRNA. AD: Autosómica dominante. AR: Autosómica recesiva (Tomada de Kenny, 2001). II OBJETIVOS General Determinar variantes moleculares en el exón 28 del gen VWF mediante técnicas de biología molecular en 10 pacientes mexicanos con enfermedad de von Willebrand del hospital de Pediatría de CMN Siglo XXI del IMSS. Particulares Amplificar el exón 28 con el método de reacción en cadena de la polimerasa (PCR). Marcar las muestras con Big Dye para detectar alteraciones en los nucleótidos por medio de la secuenciación. Comparar los resultados de la secuenciación mediante el programa BLAST y la base de datos (ISTH SSC VWF Base de datos de la Universidad de Sheffield. http://www.vwf.group.shef.ac.uk/) para identificar alguna variante molecular. III DIAGRAMA DE TRABAJO Purificación y cuantificación del DNA Amplificación del exón 28 del gen VWF mediante PCR Extracción de DNA a partir de leucocitos de sangre periférica, previamente tomada con EDTA PACIENTE CON ENFERMEDAD DE VON WILLEBRAND Secuenciación Interpretación y discusión de resultados Reacción de secuenciación marcando con Big Dye IV MATERIAL 4.1 Biológico Muestra de 3-4 ml de sangre periférica con EDTA de 10 pacientes con diagnóstico establecido de enfermedad de von Willebrand, previo consentimiento informado y la aprobación del proyecto por el comité de ética del Hospital de Pediatría CMN SXXI, IMSS, de acuerdo a los siguientes criterios: 4.1.1 Criterios de inclusión Pacientes que tengan un diagnóstico clínico establecido de enfermedad de von Willebrand. Que acepten voluntariamenteel estudio al firmar una carta de consentimiento. 4.1.2 Criterios de exclusión Pacientes que estén bajo tratamiento medico con anticoagulantes o con algún medicamento como la aspirina que interfieran con la coagulación al momento de la toma de muestra (De Gaetano, 2003). 4.2 Químico Solución de lisis (tris 10 Mm, NaCl 10 mM, MgCl2 5mM) NaCl 5mM SDS Dodecilbenceno sulfato de sodio al 10% Etanol al 100% y 70% Agua destilada o desionizada Colorante Azul de bromofenol Bromuro de etidio (0.5 µg/mL) Buffer para PCR Tris-HCl/ NaCl de Invitrogen MgCl2 50mM de Invitrogen dNTPs (2mM) solución de dTTP, dATP, dCTP, dGTP de Invitrogen primers de Invitrogen Platinum ® Taq DNA Polimerasa de Invitrogen Acetato de amonio 10 M Big Dye TM Terminators de Amplied Biosystem que contiene: A- Terminador con dicloro [R6G] C- Terminador con dicloro [ROX] G- Terminador con dicloro [R110] T- Terminador con dicloro [TAMRA] Deoxinucleótidos trifosfatados (dATP, dCTP, dITP, dUTP) DNA polimerasa AmpliTaq FS con pirofosfatasa estable Terminal, MgCl2 Buffer para marcaje NaCl, Tris- HCl pH 9.0 Enzima de restricción Bsl1 (10 000U/ml) de New England Bio Labs: NEBuffer10X: NaCl (100 mM), Tris-HCl (50mM), MgCl2, DTT (1mM) pH 7.9 4.3 Equipos Espectrofotómetro Biophotometer 6131 Eppendorf de UV Termociclador GeneAmp 9700, Applied Biosystem, USA Microcentrífuga Eppendorf V METODOLOGÍA 5.1 Extracción de DNA Se centrifuga la sangre total previamente recolectada con EDTA a 2500rpm por 30 min, transcurrido este tiempo se separan los leucocitos con pipeta pasteur recolectándolos en un tubo de microcentrífuga, se agrega a los leucocitos solución de lisis, se centrifuga a 6,000 rpm por 10 min, desechando el sobrenadante, se repite esto por 3 veces. Se agregan 180µL de NaCl a 5 mM se agita en vortex y se deja reposar por 10 min, transcurrido este tiempo, se agregan 90 µL de SDS 10% y se agita por 10 min, después se agregan 690 µL de solución saturada de NaCl, se agita 10 min y se centrifuga 10 min a 13,000rpm, transcurrido este tiempo se reparte el sobrenadante en dos tubos de microcentrífuga añadiendo a cada tubo 800 µL de etanol al 100%, posteriormente se centrifuga a 10,000rpm por 5 min, al finalizar este tiempo se desecha el sobrenadante y se agrega etanol al 70%, se centrifuga por 5 min a 10,000 rpm repitiendo este paso 3 veces, terminando esto, se desecha el último sobrenadante y se evaporar el etanol a 50 ºC, la pastilla seca se resuspender con agua destilada o desionizada aproximadamente 200 µL y se conservan los tubos a 4ºC. 5.2 Cuantificación de DNA Se programa el espectrofotómetro conforme a la dilución deseada en este caso 2 de DNA más 98 de agua, para obtener un factor 1:50. Se calibrar con el blanco, y se colocan 2 µL de muestra con 98 µL de agua destilada a la celda previamente limpia y seca. El espectrofotómetro da la concentración real. Se corre una electroforesis en gel de agarosa al 1.5% donde se colocan 2µL de la muestra con 3µL de colorante en uno de posos, conjuntamente se coloca en otro poso 2µL de marcador de peso la cámara de electroforesis se conecta al fuente de poder donde se va a correr a 100 volts por aproximadamente 25 min, el gel se revela con bromuro de etidio, observando en el transiluminador bandas grandes. 5.3 Amplificación de ambos segmentos del exón 28 por el método de PCR Se prepara la siguiente mezcla en la campana previamente esterilizada con UV Buffer 2.5 µL MgCl2 0.75 µL dNTPs 2 µL Primer F 1 µL Primer R 1 µL H 2O 15.5 µL Taq 0.25 µL DNA 100 ng Dando un volumen final de 25 µL. La mezcla es para una reacción y dependiendo del fragmento se usan oligonucleótidos específicos (Tabla 2) además se debe calcular para un número de reacciones dado. Se programa el termociclador para que se lleve a cabo la PCR que requiere las siguientes condiciones, variando la Tm de cada par de oligos que se utilicen (ver tabla 3): 94 ºC 5 min 94 ºC 30 seg Tm dependiendo cada par de oligos 72 ºC 30-50 seg 72 ºC 7 min 4ºC ∞ TABLA 2: SECUENCIA DE OLIGONUCLEÓTIDOS EMPLEADOS Oligonucleótido Secuencia (5’→3’) Tamaño del fragmento Localización* V28AF AGAAGTGTCCACAGGTTCTTC 150-170 V28AR AGATTTGGAACAGTGTGTATTT 487pb 615-636 V28B.F CTCAAGCAGATCCGCCTCATC 794-815 V28R CATACCAGGTGCAGGGGAGAG 789pb 1569-1589 vwkp28.F CCTGAAGCCCCTCCTCCTACT 915-935 vwkp28R AGGATTAGAACCCGAGTCG 376pb 1666-1684 F, oligonucleótido sentido; R oligonucleótido antisentido * Numeración acorde con Mancuso et al. 1989. TABLA 3: CONDICIONES PARA UNA PCR DE ACUERDO A CADA PAR DE OLIGONUCLEÓTIDOS EMPLEADOS. TEMPERATURA Y TIEMPO DE CADA ETAPA, CONCENTRACIÓN DE MAGNESIO REQUERIDA Y EL TAMAÑO DE CADA FRAGMENTO. Oligonucleótid o Temperatura y tiempo de desnaturalizació n Temperatur a y tiempo de alineación (Tm) Temperatur a y tiempo de extensión Concentració n de Magnesio Tamaño del fragment o V28AF V28AR 94ºC/ 30 seg 55ºC/30seg. 72ºC/45 seg 1,5-2,5 mM 487pb V28B.F V28R 94ºC/ 30 seg 62ºC/30seg. 72ºC/ 50 seg 1,5mM 789pb Kpn28F Kpn28R 94ºC/ 30 seg 59ºC/30seg. 72ºC/ 40 seg 1,5mM 376pb 5.4 Purificación de los productos obtenidos por PCR Se prepara un gel de agarosa de bajo punto de fusión al 2% donde se coloca en un poso marcador de peso molecular, y en otro poso se adicionan los 25 µL de la PCR previamente mezclados con 25 µL de colorante, se llenan los otros posos de acuerdo al número de muestras que se tengan, se conecta la cámara de electroforesis a la fuente de poder y se corre a 100 volts por 20 minutos. Se cortar la banda en el trans-iluminador de UV, y se guarda en un tubo para microcentrifuga a -72ºC después de 2 hrs, la banda se centrifuga a 10,000 rpm por 5 min, ésta se pasa a la columna rellena de fibra de vidrio, la columna se coloca encima de del tubo anterior y se centrifugan a 10,000 rpm por 15 min, trascurrido este tiempo se mide el volumen obtenido en el tubo inferior, se agregan medio volumen de acetato de amonio 10 M más el doble del volumen de Etanol al 100%, posteriormente se centrifuga a 14,000 rpm por 20 min, se retira el sobrenadante con sumo cuidado y se agregan 150 µL de etanol al 70% y se centrifuga nuevamente a 14,000 rpm por 10 min esto se realiza otras 3 veces y al final se deseca a 55ºC, la pastilla seca se resuspende agregando 10-15 µL de agua destilada. Se prepara un gel de agarosa al 2% y se corren 2 µL de la muestra recuperada, conjuntamente se corre marcador de peso y marcador de masa en la electroforesis a 100 volts por 15 min, se cuantifica comparando la intensidad de la banda con el marcador de masa. 5.5 Reacción de secuenciación realizando un marcaje con Big Dye Preparar una mezcla en campana estéril de Big Dye 1 µL Buffer de Big Dye 3 µL Primer 0.3 µL H 2O 14 µL DNA2 µL Dando un volumen final de 20 µL Se programa el termociclador con las siguientes condiciones 94 ºC 5 min 94 ºC 10 seg 50 ºC 5 seg 60 ºC 4 min 4 ºC ∞ Terminado este tiempo de reacción se purifica la mezcla de reacción de secuencia por medio de columnas de sephadex y enviar a secuenciar en el Instituto de Biología de la UNAM. 5.6 Comparación de los datos obtenidos Los resultados obtenidos se abren en la computadora mediante el programa CHROMAS y a su vez, por medio del programa BLAST se alinea la secuencia de nuestras muestras con la secuencia del exón 28 que esta en red, de esta forma se detectan alguna alteración en nuestra secuencia y se buscan en la Base de datos de la Universidad de Sheffield ISTH SSC VWF http://www.vwf.group.shef.ac.uk. VI RESULTADOS 6.1 Pacientes De los 10 pacientes diagnosticados no relacionados, se analizaron 4 pacientes femeninos y 6 masculinos, 9 de ellos tuvieron grupo sanguíneo O, Rh (+) y 1A, Rh (+); con un rango de edad de los 3-38 años, cuyo promedio fue de 19.8 años. El tiempo de sangrado y el TP está normal en el 100% de los pacientes, el TTP está prolongado en 50% de los pacientes, un 30% de los pacientes presenta leve trombocitopenia. El FVW está disminuido en 40% de pacientes y el FVIII está disminuido en 10% de los pacientes y sólo el 10% presenta alteración en ristocetina. Se tienen 7 pacientes tipo 1, uno tipo 2A, uno tipo 2B y uno tipo 2M de la EVW (Tabla 4). Clasificados así debido a que todos presentan síntomas de sangrados mucocutáneos excesivos y hemorragias de leves a moderadas con antecedentes tanto personales como familiares de estos síntomas, por los valores obtenidos del laboratorio y la correspondientes valoración del médico Hematólogo y el médico Genétista. TABLA 4: RESULTADOS OBTENIDOS EN LAS PRUEBAS REALIZADAS EN EL LABORATORIO CLÍNICO DE LOS 10 PACIENTES ESTUDIADOS CON DIAGNÓSTICO DE ENFERMEDAD DE VON WILLEBRAND. Paciente Edad Ivy Plaquetas Rh TP TTPa FVIII:C % de agregación con Ristocetina VWF:Ag Diagnóstico Valor de Referencia Sin rango 2-6 min 150-450 x103 11-14.5 seg 23-32 seg 60-140% 60-150% 61-158% Tipo 1 27 2’59’’ 223 A+ 11.8/12.8 31.9/29.4 126 65 90 1 2 17 3’ 295 O+ 12/12.8 38.7/29.5 100 91.2 53.4 1 3 3 3’30´´ 120 O+ 13.5/12.6 42.7/29.5 78 71 15.2 2A 4 8 2´45´´ 301 O+ 11.7/12.1 49.7/29.2 17 71.25 86.8 2N 64 12 4´25´´ 474 O+ 13/12.4 32.2/29.8 88 106 81.8 1 65 38 1’55’’ 354 O+ 12.3/12.4 31.4/29.8 101 123 71.8 1 66 35 3’50’’ 203 O- 12.4/12.4 28.9/29.8 89 98 55.9 1 76 13 2´05´´ 131 O+ 13/12.6 34.4/29.8 130 93 66 1 78 35 5’2’’ 112 O+ 13/12.6 24.7/29.8 186 58 98.7 2B 79 10 4’ 235 O+ 12.4/12.6 37.2/29.9 112 102 35.2 1 Promedio 19.8 2´76´´ 244.8 12.51 35.18 102.7 87.8 65.48 Paciente: Se asignó una numeración dada. Ivy: Prueba del tiempo de sangrado expresada en minutos (min), TP: Tiempo de Protrombina en segundos (seg), TTPa: Tiempo de Tromboplastina Pacial activada en segundos, FVIII:C: Concentración del factor VIII, % de agregación con el antibiótico ristocetina, VWF:Ag: Antigeno de FVW. Diagnóstico: Tipo de EVW. 6.2 Amplificación de ambos segmentos del exón 28 mediante PCR Después de la extracción del DNA a partir de leucocitos de sangre periférica tomada de cada uno de los pacientes, se procedió a amplificar el exón 28 en 2 segmentos, uno cercano al extremo 5’ y otro cercano al extremo 3’, esto debido a que al intentar amplificar todo el exón 28 completo la banda de PCR se hacia inespecífica y al purificar la banda, la cantidad recuperada era poca y no suficiente para secuenciar (Figura 6), además en 2 segmentos se evita amplificar parte de la secuencia del pseudogén. Figura 6: Amplificación de los segmentos de 789pb y 487pb del exón 28 del gen VWF para los pacientes 1 y 2, amplificación del exón 28 completo dando un producto de 1440pb para los pacientes 1 y 2. La PCR de ambos segmentos del exón 28 se visualizó en un corrimiento electroforético en gel de agarosa de bajo punto de fusión al 2 % debido a como se observa en la figura 7, ambas reacciones presentan impurezas, la banda fue cortada y congelada para proceder a purificarla. 487pb 789pb PM: Marcador de peso de 100 pb. 464: Fragmento de 487 pb del paciente 64. 465: Fragmento de 487 pb del paciente 65. 466: Fragmento de 487 pb del paciente 66. 478: Fragmento de 487 pb del paciente 78. 445: Fragmento de 487 pb del paciente 45. 71: Fragmento de 789 pb del paciente 71. 764: Fragmento de 789 pb del paciente 64. 765: Fragmento de 789 pb del paciente 65. 766: Fragmento de 789 pb del paciente 66. 778: Fragmento de 789 pb del paciente 78. 745: Fragmento de 789 pb del paciente 45. Figura 7: Corrimiento electroforético en gel de agarosa al 2% de una PCR para ambos segmentos (789pb y 487 pb) del exón 28 del gen VWF de diferentas pacientes. Después de congelar la banda del producto de PCR, ésta es purificada por medio de fibra de vidrio, al final del procedimiento se realizó un corrimiento electroforético para verificar la cantidad recuperada al compararse con el marcador de masa como se ve en la figura 8. 487pb 789pb Figura 8: Corrimiento en gel de agarosa al 2% de los productos purificados de ambos segmentos del exón 28. Además, también se amplificaron ambos segmentos del exón 28 en 50 individuos sanos con valores de Ivy, TTPa, FVW:Ag, FVIII:C normales, en la figura 9 se observan bandas de 487 pb de 25 de estos individuos normales. 487pb 487pb Masa: Marcador de masa (2μL) 64: Fragmento de 487 pb del paciente 64. 65: Fragmento de 487 pb del paciente 65. 66: Fragmento de 487 pb del paciente 66. 78: Fragmento de 487 pb del paciente 78. 45: Fragmento de 487 pb del paciente 45. 64: Fragmento de 789 pb del paciente 64. 65: Fragmento de 789 pb del paciente 65. 66: Fragmento de 789 pb del paciente 66. 78: Fragmento de 789 pb del paciente 78. 45: Fragmento de 789 pb del paciente 45. 3: Fragmento de 789 pb del paciente 3. Figura 9: Corrimiento en gel de agarosa al 2% para el segmento que da un producto de 487pb de algunos individuos sanos, donde pm es marcador de peso de 100 pb. 6.3 Secuencias Después de purificar los productos de la reacción de PCR, estos fueron marcados por medio de una reacción con Big Dye, purificados y posteriormente se enviaron a secuenciar, después por medio de los programas CHROMAS y BLAST se obtienen los siguientes resultados, donde en la figura 10B la flecha indica el nucleótido A (Adenina) que al compararse con la secuencia normal 10A, hay un cambio del nucleótido A por una C, y al compararse con la literatura se tiene el polimorfismo V1565L y así mismo la secuencias de la figura 11, en la 11D se tienen dos picos indicando la presencia de otro nucleótido (Heterocigoto) en este caso están presentes tanto A como C, al compararse con el normal 11C, se tiene el polimorfismo S1288. A) B) Figura 10: A) Secuencia normal en la posición 1224 del exón 28 del gen VWF. B) Secuencia alterada en la posición 1224 del exón 28 del gen VWF (Polimorfismo V1565L). C) D) Figura 11: C) Secuencia normal en la posición 398 del exón 28 del gen VWF. D) Secuencia alterada en la posición 398 del exón 28 del gen VWF (Polimorfismo S1288).Al analizar las secuencias de ambos segmentos del exón 28 de los 10 pacientes, se obtuvieron 4 polimorfismos que se resumen en la tabla 5, donde la frecuencia fue determinada analizando las secuencias de los 50 individuos normales que conjuntamente se trabajaron. TABLA 5: RESULTADOS OBTENIDOS EN EL EXÓN 28 DEL GEN VWF; 4 POLIMORFISMOS INDICANDO SU POSICIÓN EN EL cDNA, EN EL MENSAJERO Y EN LA PROTEÍNA. No nt cDNA No nt Alelos No aa Enzima de Restricción Población y Frecuencia Referencia Frecuencia en México 3867 398 C/A S1288 -- -- -- 0.97/0.03 4414 945 G/C H/D 1472 Rle AI Norte América 0.89/0.11 Sadler, 1993 0.78/0.22 4693 1224 G/T V/L 1565 Bsl I NI Sadler, 1993 0.60/0.40 5023 1554 C/T L1675 -- -- -- 0.97/0.03 No nt cDNA: Número de nucleótido en el cDNA; No nt: Número de nucleótido acorde con Mancuso, 1989. No aa: Número de amino ácido, NI: No informado. VII DISCUSIÓN DE RESULTADOS OBTENIDOS El DNA es la base de la información en el proceso de la herencia, esté material genético presenta varias características: replicación, almacenaje y expresión de la información, y variación por mutación. Si ocurre una mutación, un cambio en la composición química del DNA, la alteración se reflejará en la transcripción y en la traducción, afectando a una proteína específica, estos cambios pueden causar diversas enfermedades en esté caso la enfermedad de von Willebrand en México. La EVW es la alteración de la coagulación hereditaria más frecuente, se presenta a nivel mundial con el 1%, está incidencia es muy baja, y en México que no se tienen datos sobre prevalencia encontrar un caso de EVW es raro, por está razón en el presente trabajo se tuvieron únicamente 10 pacientes con EVW que fueron diagnosticados en un hospital de concentración donde acuden pacientes de toda la república. Además el diagnóstico de está enfermedad es muy complicado por la penetrancia que presenta, y porque se requieren diversas pruebas de laboratorio para su confirmación. La extracción de DNA por el método de precipitación de sales es sencilla, rápida y fácil de realizar, obteniéndose cantidades de DNA adecuadas para trabajar. Posterior a la extracción se amplificó el exón 28 del gen VWF, la amplificación del exón completo resulta complicada por su tamaño, y al intentar la amplificación del exón completo, se tienen diferentes bandas dando una reacción muy inespecífica, y debido a que con el método de purificación empleado, se recupera muy poca cantidad del producto y no era lo suficiente para secuenciar (Figura 6), se amplificó en 2 segmentos, uno cercano al extremo 5’ de un producto de 487pb, y otro segmento cercano al extremo 3’ de 789 pb, con esté procedimiento se evita además amplificar parte de la secuencia del pseudogén. La amplificación del exón en 2 segmentos nos da los productos de reacción más pequeños, así aunque con la purificación se tenga un rendimiento bajo, la cantidad requerida para secuencia es suficiente. La interpretación de las secuencias se realizó por medio del programa CHROMAS y de la herramienta BLAST, los cuales son fáciles de utilizar y se encuentran disponibles en red, las secuencias se alinearon para la búsqueda de variantes moleculares, como se tiene en las figuras 10 y 11. Al final del análisis se encontraron 4 polimorfismos, de los cuales 2 son sin cambio de aminoácido L1675 y S1288; 2 con cambio de aminoácido, el polimorfismo donde hay cambio de valina por leucina V1565L ambos aminoácidos neutros no polares y el polimorfismo donde hay cambio de histidina por ácido aspártico H1472D un aminoácido con carácter básico por uno ácido, los dos últimos han sido descritos en población mexicana y en Norteamérica. La frecuencia de los 4 polimorfismos fue determinada por secuenciación en 100 alelos normales de 50 individuos sanos con valores de Ivy, TTPa, FVW:Ag, FVIII:C normales. Es importante aclarar que en la presente tesis, sólo se estudiaron dos segmentos del exón 28 y con esto no se descarta la presencia de una mutación específica en otra región del gen; debido a que el gen VWF es muy grande y una mutación puede caer en cualquier sitio, ya sea en el promotor, en el gen regulador, en alguno de los otros 51 exones o en los intrones (Keightley, 1999; Harvey, 2000). Además, no sólo las variantes moleculares influyen en la producción del FVW, también el sistema sanguíneo ABO, las hormonas, la inflamación, el ejercicio y el estrés porque la EVW es multifactorial (Bloom, 1991; Rodack, 2005). El IMSS a pesar de ser una institución pública ha introducido mediante la investigación, un diagnóstico molecular de la EVW en México ya que principalmente el tipo 2 N de la EVW es confundido con hemofilia A. El diagnóstico molecular complementa al diagnóstico clínico y de laboratorio ya que es diferencial y confirmatorio. VIII CONCLUSIONES Se determinaron 4 variantes moleculares en el exón 28 del gen VWF. Se identificaron 4 polimorfismos, 2 sin cambio de aminoácido L1675 y S1288; 2 con cambio de aminoácido en la secuencia V1565L y H1472D este último previamente descritos en Norteamérica. IX BIBLIOGRAFÍA Allen, S., Abuzenadah, A.M., Hinks, J., Blagg, J.L., Ingerslev, J., Goodeve, A.C., Peake, I.R. y Daly, M.E. (2000). A novel von Willebrand disease causing mutation (Arg273Trp) in the von Willebrand factor propeptide that results in defective multimerization and secretion. Blood 96:560-568. Bauduer, F. y Ducout, L. (2004). Is the assessment of von Willebrand disease prevalence an achievable challenge? The example of the French Basque Country where blood group O and factor XI deficiency are highly prevalent. J Thromb Haemost. 2:1724-1726. Baronciani, L., Federici A.B., Beretta, M., Cozzi, G., Canciani, M.T. y Mannucci, P.M. (2005). 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