Texto principal
El síndrome de Cantú (MIM 239850) es un trastorno raro pero reconocible caracterizado por hipertricosis congénita, macrosomía neonatal, una osteocondrodisplasia distintiva y cardiomegalia. La hipertricosis da lugar a un pelo grueso en el cuero cabelludo, que se extiende a la frente, y a un aumento general del vello corporal. Además, la macrocefalia y los rasgos faciales gruesos, como el puente nasal ancho, los pliegues epicánticos, la boca ancha y los labios carnosos, pueden sugerir un trastorno de almacenamiento.1-3 Aproximadamente la mitad de los individuos con síndrome de Cantú son macrosómicos y edematosos al nacer, mientras que en la infancia suelen tener un aspecto muscular con poca grasa subcutánea.3 Aunque las alteraciones esqueléticas notificadas en una revisión más reciente de diez individuos eran leves,3 se ha informado previamente de un calvario engrosado, un tórax estrecho, costillas anchas, cuerpos vertebrales aplanados u ovoides, coxa valga, osteopenia, canales medulares agrandados y ensanchamiento metafisario de los huesos largos.1,4 El desarrollo motor suele estar retrasado debido a la hipotonía, la mayoría de los individuos presentan un leve retraso en el habla y un pequeño porcentaje tiene dificultades de aprendizaje o discapacidad intelectual. Cabe destacar que las manifestaciones cardíacas, como el conducto arterioso persistente, la hipertrofia ventricular, la hipertensión pulmonar y los derrames pericárdicos, están presentes en ∼80% de los casos.1,3
A pesar de la identificación del síndrome de Cantú como una entidad clínica distinta hace ∼30 años, su causa genética subyacente no ha sido identificada hasta la fecha.5 Inicialmente, se sugirió una herencia autosómica-recesiva sobre la base de los dos hermanos afectados en el informe original y la consanguinidad en otra familia.5,6 Sin embargo, utilizando el análisis de segregación, Robertson et al. demostraron que el síndrome de Cantú es muy probablemente un trastorno dominante.4 Además, de los 37 casos de síndrome de Cantú existentes en la literatura, la mayoría son casos simples; asimismo, dos transmisiones conocidas entre padres e hijos sugieren un patrón de herencia autosómico-dominante.1-Excepto por una deleción distal de 1p36 y una duplicación de 4q26q27 en dos individuos con sólo leves similitudes fenotípicas con el síndrome de Cantú, no se han descrito aberraciones cromosómicas recurrentes en individuos diagnosticados clínicamente con el síndrome de Cantú que permitan la identificación de la causa genética.3,7,8
Para identificar la causa genética subyacente del síndrome de Cantú, estudiamos una cohorte de 14 individuos, de los cuales siete eran casos simples y siete eran casos familiares. Los casos familiares consistían en dos hermanas y su madre (individuos 2a, 2b y 2c), una pareja de padre e hija (individuos 8a y 8b) y una pareja de hermanos (individuos 9a y 9b). En cuatro familias, los padres eran consanguíneos (individuos 1, 5, 8b, 9a y 9b). Los detalles clínicos de estos individuos se presentan en la Tabla 1, la Figura 1A y las Figuras S1A y S1B (disponibles en línea). Los cuatro individuos con secuenciación del exoma fueron seleccionados de la cohorte como los que más se asemejan al fenotipo inicialmente esbozado por Cantú et al.5
Las mutaciones en ABCC9 causan el síndrome de Cantú
(A) Fotografías de retrato de individuos con síndrome de Cantú con mutaciones en ABCC9, identificadas mediante secuenciación del exoma o secuenciación de Sanger. Obsérvese el aspecto facial tosco, que incluye un puente nasal ancho, una nariz corta, un filtrum largo, una boca ancha y labios carnosos.
(B) Mutación ABCC9 de novo g.21995261G>A (c.3460C>T; p. Arg1154Trp) identificada por secuenciación del exoma de un individuo afectado y sus padres. El panel superior muestra las lecturas de secuenciación de nueva generación del niño (individuo 1) seguidas de las lecturas del padre (centro) y de la madre (abajo).
(C) Validación de Sanger en el mismo trío; trazas de Sanger del niño (individuo 1, arriba), del padre (centro) y de la madre (abajo). La mutación puntual (g.21995261G>A; c.3460C>T) está marcada con una flecha roja.
(D) Resumen esquemático de SUR2, con las mutaciones causantes del síndrome de Cantú representadas por la flecha. Abreviaturas: ABC, dominio transportador de casetes de unión a ATP (rojo); TMD, dominio transmembrana ABC tipo-1 (azul).
(E) Conservación de aminoácidos del punto caliente de la mutación p.Arg1154 para múltiples especies (humano, ratón, perro, pollo, pez cebra); la arginina altamente conservada se representa en rojo.
Tabla 1
Fenotipo de los individuos con síndrome de Cantú
| Características clínicas | Individuos afectados | |||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2a | 2b | 2c | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8a | 8b | 9a | 9b | 10 | |||
| Género | M | F | F | F | M | F | M | F | M | F | M | M | F | M | ||
| Mutación (ADNc) | 3460C>T | 3461G>A | 3461G>A | 3461G>A | 3461G>A | 3460C>T | 3460C>T | 3128G>A | 3461G>T | 1433C>T | 1433C>T | – | – | – | ||
| Alteración (proteína) | Arg1154Trp | Arg1154Gln | Arg1154Gln | Arg1154Gln | Arg1154Gln | Arg1154Trp | Arg1154Trp | Cys1043Tyr | Arg1154Gln | Ala478Val | Ala478Val | – | – | – | ||
| Heredado | de novo | heredado | heredado | de novo | de novo | de novo | de novo | de novo | heredado | |||||||
| Consanguinidad | + | – | – | – | – | – | + | – | – | – | + | + | + | – | ||
| Edad en el momento de la evaluación | 4 m | 16 años | 10 años | 39 años | 8 años | 21 años | 3.5 m | 4,5 años | 9.8 años | 4 m | 32 años | 6 años | 4 años | 3 m | ||
| Vivo | – | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | – | + | ||
| Hipertricosis congénita | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | |
| Macrosomía al nacer | + | – | + | + | – | + | – | + | – | + | + | – | – | + | ||
| Macrocefalia | + | + | + | + | + | – | + | + | + | + | + | + | + | + | ||
| ID∗ y/o retraso en el desarrollo | – | – | – | – | + | – | + | – | – | + | – | + | + | + | ||
| Rasgos faciales | ||||||||||||||||
| + | + | + | + | + | ||||||||||||
| Los pliegues epicánticos | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | – | ||
| Pestañas abundantes y/o rizadas | + | + | + | – | + | – | + | + | + | + | – | + | + | + | ||
| Puente nasal ancho y/o plano | + | + | + | + | + | + | – | + | + | + | + | + | + | + | + | |
| Nariz pequeña y/o antevertida | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | – | – | – | + | |
| Boca prominente y/o labios gruesos | + | + | + | + | + | + | ||||||||||
| Filtro largo | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | ||
| Paladar alto y/o estrecho | + | + | + | + | – | + | + | – | – | – | + | + | + | – | ||
| Macroglossy | + | + | + | + | – | + | + | – | – | – | + | – | – | – | ||
| Mordida abierta anterior | – | + | + | – | – | + | – | – | – | – | – | – | – | |||
| Hiperplasia gingival | + | + | + | + | – | + | + | – | – | + | – | – | – | – | ||
| Cuello corto | – | – | – | + | + | – | + | + | + | – | – | + | + | + | ||
| Características cardíacas | ||||||||||||||||
| Anomalías cardíacas estructurales | + | – | – | – | – | + | + | – | + | + | – | – | + | |||
| Hipertensión pulmonar | + | – | – | – | – | – | – | – | + | – | – | – | – | |||
| Derrame pericárdico | – | + | + | – | + | – | – | – | – | – | – | – | ||||
| Cardiomegalia | – | + | + | + | + | + | – | – | + | – | + | + | + | + | ||
| Miocardiopatía hipertrófica y/o dilatada | + | + | + | + | – | – | – | – | – | – | + | + | + | |||
| Hallazgos radiológicos | ||||||||||||||||
| Osteopenia generalizada | – | – | – | – | – | + | – | + | + | + | + | |||||
| Calvario grueso | + | + | + | + | + | – | – | + | – | – | + | + | + | + | ||
| Retraso de la edad ósea | + | – | – | + | – | + | + | + | + | |||||||
| Silla turca ampliada, base vertical del cráneo | – | – | – | – | – | – | + | – | – | – | + | + | + | |||
| Hombros estrechos | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | + | + | + | ||
| Tórax estrecho | – | – | + | – | + | – | – | – | + | – | + | + | + | + | ||
| Costillas anchas | – | + | + | + | – | -. | + | + | + | + | – | – | – | + | ||
| Irregularidades de la placa terminal vertebral | – | – | – | – | + | – | – | + | – | – | – | + | + | – | ||
| Patyspondyly | + | – | + | – | – | + | – | – | – | – | – | + | + | – | ||
| Cuerpos vertebrales ovoides | + | – | – | – | – | -. | + | + | – | – | – | + | + | + | ||
| Hipoplasia del isquion y del pubis | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | + | + | – | ||
| Foramen obturador estrecho | – | + | – | + | – | – | – | – | ||||||||
| Erlenmeyer-flask-como huesos largos | + | + | + | + | – | – | + | – | + | + | + | – | ||||
| Coca valga bilateral | – | – | + | – | + | – | – | – | – | – | + | – | – | + | ||
| Se trata de un ensanchamiento metafisario con enl. medul. ca.∗ | + | + | + | + | + | – | + | – | + | + | + | + | – | |||
| Bandas metafisarias transversales | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | + | – | – | – | |
| Otras características | ||||||||||||||||
| Hipoplasia falángica distal preaxial | – | – | – | – | – | + | – | – | + | – | – | – | ||||
| Corto, ancho primer dedo del pie | + | – | – | – | – | – | + | + | + | + | + | + | + | |||
| Hernia umbilical | + | – | – | – | – | – | + | + | – | + | + | – | – | + | ||
| Estenosis pilórica | + | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | + | ||
| Inmunodeficiencia | – | – | – | – | + | – | – | + | – | + | + | – | ||||
| Piel arrugada y/o flácida | + | – | – | – | – | – | + | – | – | + | + | + | + | – | ||
| Dos pliegues palmares profundos | + | – | – | – | – | – | + | – | – | + | + | + | + | – | ||
| Almohadillas para los dedos | + | – | – | – | – | + | + | – | – | – | – | – | – | |||
| Hiperextensibilidad articulaciones interfalángicas | + | – | + | – | – | + | + | – | + | – | + | – | – | – | ||
| Pectus carinatum | + | – | – | – | – | + | – | – | – | – | – | – | – | – | ||
| Anomalías genitales | + | – | – | – | – | – | + | – | – | + | – | – | – | |||
| Escoliosis | + | + | + | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | ||
| Linfedema | – | + | + | + | – | + | – | – | – | – | + | + | + | – | ||
| Aumento de la tendencia a las hemorragias digestivas altas | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | |||
| Anomalías renales | – | – | – | – | – | – | – | + | – | – | – | |||||
| Publicado anteriormente | sí1 | sí1 | sí 1 | sí12 | ||||||||||||
Número de acceso a RefSeq NM_020297.2 se utilizó para nombrar las mutaciones. Las características que no estaban disponibles se dejaron en blanco. Adaptado de Engels et al. 2002.12
Inicialmente, aplicamos un enfoque de secuenciación del exoma a los datos de tres individuos utilizando un instrumento de secuenciación SOLiD v4 y el kit de enriquecimiento del exoma SureSelect v1 (38 Mb) de Agilent. Las variantes detectadas se priorizaron como se describió anteriormente (Tabla S1).13,14 Sólo un gen (RP1L1 ) albergaba variantes en los tres individuos, pero éstas no fueron validadas por la secuenciación Sanger. Por lo tanto, realizamos una secuenciación adicional del exoma en un caso simple (individuo 1) y en sus padres (Tabla S2). El análisis de novo (como se describe en Vissers et al.15) dio como resultado 15 posibles mutaciones de novo en 15 genes candidatos (Figuras 1B y 1C y Tabla S2). La validación sistemática a través de la secuenciación Sanger de los 15 candidatos mostró que sólo una mutación en ABCC9 (c.3460C>T) pudo ser validada en el individuo afectado.15 Además, de estos 15 genes candidatos, sólo se pudieron identificar variantes privadas no sinónimas en ABCC9 (MIM 601439), en dos de los tres individuos secuenciados inicialmente (individuos 3 y 4; c.3461G>A). La inspección visual de los datos de secuenciación del exoma del tercer individuo (individuo 2a, c.3460C>T) identificó una posible mutación adicional en ABCC9 con una cobertura de secuencia muy baja. En particular, todas las mutaciones residían en el exón 27 de ABCC9.
En la cohorte restante de diez individuos con síndrome de Cantú, se encontraron cinco mutaciones sin sentido adicionales en ABCC9 a través de la secuenciación Sanger (NM_020297.2; Tabla S3). Así, en total, 11/14 casos tenían una mutación en ABCC9. Curiosamente, ocho mutaciones se produjeron en un punto caliente de mutación, que afectaba al residuo Arg1154 en el exón 27, que afectaba a la segunda región transmembrana de tipo 1 (TMD2: dominio transmembrana 2) de la proteína codificada por ABCC9, el receptor de sulfonilurea (SUR2) (Figura 1D). Todas las demás mutaciones (c.3128G>A y c.1433C>T ) también afectaban al TMD1 o al TMD2. Todas las mutaciones menos una (la encontrada en los individuos 8a y b) han sido predichas como posiblemente o probablemente dañinas por múltiples programas de predicción in silico. La conservación de pares de bases (medida por phyloP) fue relativamente alta, mientras que el residuo Arg1154 se conservó hasta el pez cebra (Figura 1E). Es importante destacar que en los seis casos de simplex, las mutaciones se produjeron de novo (Figura S1). Además, ninguna de las mutaciones se ha identificado en ninguno de los más de 5.000 exomas disponibles públicamente (Exome Variant Server, NHLBI Exome Sequencing Project , Seattle). Todos los procedimientos se ajustaron a las normas éticas del comité responsable de la experimentación con seres humanos (institucional y nacional), y se obtuvo el debido consentimiento informado.
ABCC9 es un miembro de la subfamilia C de casetes de unión a ATP, también conocida como la familia CFTR/MDR (regulador de la conductancia transmembrana de la fibrosis quística y proteína de resistencia a múltiples fármacos), y codifica el regulador de canales SUR2, que contiene TMD1 y TMD2, un dominio N-terminal (TMD0), y dos pliegues de unión a nucleótidos (NBF1 y NBF2), que comprenden motivos de unión a nucleótidos Walker A y Walker B y otras secuencias conservadas.16,17 Junto con un miembro de la familia de canales Kir, SUR2 forma canales de potasio sensibles al ATP (canales KATP) que constan de cuatro subunidades SUR2 y cuatro subunidades Kir formadoras de poros.17 El empalme alternativo del ARN del exón terminal de ABCC9 produce dos isoformas SUR2: SUR2A, que se expresa predominantemente en las células musculares cardíacas y esqueléticas, y SUR2B en el músculo liso.18 Curiosamente, los genes de Kir6.1 (KCNJ8 ) y SUR2 están localizados en un grupo de genes en el cromosoma 12p12.1, lo que sugiere una coregulación a nivel génico.19 Una situación similar se observa para Kir6.2 (KCNJ11 ) y SUR1 (ABCC8 ), que también están localizados en un grupo de genes, pero en el cromosoma 11p15.1. Esto proporciona pruebas de que estas regiones se produjeron en un antiguo evento de duplicación, lo que está en consonancia con su conservación desde el pez cebra hasta el ser humano (Figura 1E).20 Mientras que el canal KATP codificado en el clúster del cromosoma 12 funciona principalmente en el corazón, el músculo esquelético y el músculo liso, el canal KATP codificado en el clúster del cromosoma 11 muestra un papel predominante en el sistema neuroendocrino, y las mutaciones en estos genes pueden dar lugar a hipoglucemia hiperinsulinémica y diabetes neonatal.18
Los canales KATP se abren y cierran en respuesta a los cambios intracelulares en la relación ADP/ATP, vinculando así el estado metabólico de la célula con su potencial de membrana.17,18,21 La inhibición de la actividad de los canales KATP provoca la despolarización de la membrana y, por tanto, la activación de los canales de Ca2+ dependientes de voltaje, lo que conduce a la afluencia de Ca2+ y al aumento del potencial intracelular.19
El mantenimiento correcto del manejo del calcio es esencial para el funcionamiento normal del corazón, y la homeostasis disfuncional del calcio miocelular contribuye a la patogénesis de la cardiomiopatía dilatada (CMD10 ).22-24 En los ratones Sur2-/-, la actividad del canal KATP está esencialmente ausente, y estos animales presentan hipertensión, vasoespasmo de las arterias coronarias y muerte súbita cardíaca.
Previamente, se han descrito mutaciones en el exón 38 de ABCC9, que codifica la terminación C de SUR2A, en dos individuos con CMD10 idiopática.25 Una de estas mutaciones se comunicó posteriormente como una variante de frecuencia desconocida en dbSNP (rs72559751). Curiosamente, las mutaciones descritas para CMD10 afectan a un exón que sólo se transcribe en la isoforma SUR2A, que muestra una alta expresión en el músculo cardíaco, mientras que esta mutación no afecta a la isoforma SUR2B, que se expresa predominantemente en el músculo liso vascular. Esto puede explicar por qué el fenotipo permanece restringido al corazón, a pesar de que la mutación frameshift afecta a un gen que podría tener una función más general, como implican los diversos problemas clínicos de los individuos con síndrome de Cantú.
Los individuos con síndrome de Cantú que tienen una mutación causal en ABCC9 están clínicamente tan gravemente afectados como aquellos en los que no se ha podido detectar ninguna mutación. Se necesitan más estudios para determinar si esto refleja la heterogeneidad genética.
Es de destacar que, en 2006, Grange et al. observaron la superposición del fenotipo en individuos con síndrome de Cantú y en individuos tratados con Minoxidil, un abridor de canales KATP.1,26 Este fármaco se utiliza para el tratamiento de la hipertensión, así como de la calvicie, y los individuos tratados mostraron un aumento similar del patrón de pelo corporal y de los derrames pericárdicos.27 Otros efectos comunicados del Minoxidil incluyen el aumento de la expresión de elastina en las células del músculo liso y el edema.28 El Minoxidil actúa como agonista del canal KATP para aumentar la permeabilidad del potasio, lo que da lugar a una disminución del citoplasma y a la consiguiente relajación del músculo liso.29,30 Esta reducción de la resistencia vascular y el aumento del gasto cardíaco pueden dar lugar a un aumento de la masa muscular cardíaca. Debido al solapamiento clínico entre los efectos del tratamiento con Minoxidil y el síndrome de Cantú, se podría especular que tienen el mismo mecanismo subyacente de apertura del canal KATP.
Ninguno de nuestros individuos tenía deleciones o mutaciones de truncamiento de la proteína, y los fenotipos de cuatro individuos, 139, 262714, 263616 y 255953, según se informa en DECIPHER (Database of Chromosomal Imbalance and Phenotype in Humans Using Ensembl Resources), con deleciones superpuestas y una duplicación, respectivamente, no se parecen al síndrome de Cantú. Estos resultados apoyan el papel de las mutaciones activadoras como mecanismo subyacente en el síndrome de Cantú. Una prueba indirecta de que las mutaciones causantes del síndrome de Cantú son mutaciones activadoras proviene de las mutaciones homólogas identificadas en ABCC8 (que codifica SUR1) que son una causa común de diabetes neonatal.31,32 Los autores de Babenko et al. mostraron un efecto activador de las mutaciones en ABCC8, una de las cuales afectaba al aminoácido homólogo a nuestro punto caliente identificado (Arg1154).31 Concluyeron que las mutaciones sobreactivan los canales KATP, y que la acción estimuladora potenciada del receptor mutante es suficiente para mantener abiertos los canales KATP, incluso a una proporción elevada de ATP a ADP.31 Curiosamente, la mayoría de estos individuos son tratados con pastillas de sulfonilurea,31,33 un fármaco que se une a la subunidad SUR1 para provocar el cierre del canal independientemente del ATP.33 Dependiendo de la consecuencia funcional exacta de las mutaciones, cuya determinación requerirá más estudios, se podrían considerar opciones terapéuticas para los individuos con síndrome de Cantú utilizando una estrategia similar.
En resumen, identificamos la causa genética subyacente del síndrome de Cantú, las mutaciones en ABCC9, y proponemos que este síndrome se añada a la lista de canalopatías de potasio con potenciales opciones terapéuticas.