abdusa d. raport final srs
TRANSCRIPT
3
ÎNTRODUCERE
Epigenetica constituie un domeniu nou al biologiei moleculare, care studiază cele mai
subtile mecanisme ale polimorfismului genetic. În biologie, termenul „epigenetică” se referă la
tulburările fenotipice ale expresiei genice cauzate de alte mecanisme decât cele de modificare a
secvenţei ADN-ului. Există mai multe mecanisme interdependente ale proceselor epigenetice,
inclusiv: metilarea acidului dezoxiribonucleic (ADN), modificarea histogenetică, repoziţionarea
nucleosomă, remodelarea cromatinei, non-codarea acidului ribonucleinic (ARN) şi altele. În
ultimii ani s-a descoperit că, acţionând asupra enzimelor de bază ale epigeneticii, care fac ADN-
ul mai mult sau mai puţin accesibil sistemelor de producere a proteinelor, poate fi controlată
activitatea genelor şi că unele boli complexe, precum tumorile, pot fi declanşate nu numai de
mutaţii genetice, ci şi de funcţionarea defectuoasă a unuia sau mai multor fenomene epigenetice.
Astfel, epigenetica ar putea explica multe probleme care nu pot fi lămurite prin abordările clasice
ale geneticii. Este deja pe larg recunoscută existenţa unui spectru mare de schimbări epigenetice
specific-parentale care contribuie la patogenia afectării şi diversitatea enormă a manifestărilor
clinice. Aceste schimbări epigenetice cuprind tulburări de metilare ADN, modificări histonice şi
cromatine, asociaţii nonsens ARN, diferite modificări ale ARN în celulele somatice şi cele
germinale.
Actualitatea temei. Epigenetica regleză activitatea genelor şi asigură stabilitatea
genomului. Un exemplu ilustrativ de retard de creştere este sindromul Silver-Russell. SRS a fost
descris pentru prima dată independent, dar aproape simultan de Sylver şi Russell. Sindromul
Silver-Russell este o condiţie genetică rară care determină probleme de sănătate, în special
tulburări de creştere. Studiile moleculare au demonstrat că sindromul SRS este un model
interesant pentru studiul creşterii organismului care permite de a înţelege cum creşterea
organismului poate fi controlată de factori genetici şi epigenetici. Concluziile studiilor iniţiale
precizează că la baza sindromul SRS este hipometilarea ADN la nivelul regiunii de amprentare
de pe cromozomul 11 (H19 ICR1) în ~ 20-65% dintre cazuri, disomia maternală uniparentală a
cromozomului 7 în 5-10% precum şi duplicaţii materne rare la nivelul cromozomului 7p şi 11p.
Cu părere de rău nu sunt disponobile informaţii suficiente despre istoria naturală a
condiţiilor de maturiate a pacienţilor cu sindromul SRS. Multe studii au arătat că copii născuţi cu
SGA sunt predispuşi să dezvolte mai tîrziu probleme de sănătate, inclusiv diabet zaharat,
hipertensiune, hipercolesterolemie, boli cardiovasculare, osteoporoză.
Diagnosticul pacienţilor cu SRS este uşor stabilit în cazuri extreme însă poate fi dificil în
situaţii mai subtile, mai ales cînd lipseşte criteriul clinic de asimetrie corporală. În ultimii ani a
devenit posibil detectarea anomaliilor moleculare în aproximativ 50% dintre pacienţii cu un
diagnostic clinic pentru SRS care au la baza hipometilarea ICR1 la nivelul cromozomului 11p15
4
şi mUPD7 . Acest lucru ar putea ajuta la definirea adecvată a orientărilor clinice corespunzătoare
cu privire la dificultăţile de creştere şi alimentaţie. Totuşi, aproximativ la 30-50% dintre pacienţii
diagnosticaţi clinic cu sindromul SRS defectul molecular nu este cunoscut. Majotitatea
pacienţilor cu sindromul SRS au un cariotip normal. Studii recente au arătat că un procent mic
dintre aceşti pacienţi pot avea aberaţii cromozomiale criptice. Cu toate acestea, pacienţii la care
aceste defecte moleculare au fost constatate sunt în general mai puţin tipice sindromului dat,
deseori pacienţii prezintă o formă uşoară a sindromului SRS. Această observaţie întăreşte
importanţa evaluării clinice atente pentru a încerca să se reducă heterogenitatea în rîndul
pacienţilor diagnosticaţi cu SRS idiopatic. În cele din urmă, diagnosticul molecular al SRS este
de o importanţă deosebită avînd în vedere subiectivitatea diagnosticului clinic pentru SRS. În
ceea ce priveşte consilierea genetică, identificarea hipometilării ICR1 şi mUPD7 nu permite
determinarea riscului pentru urmaşi deoarece multe cazuri sunt sporadice. Studiile sugerează că
fenotipul SRS asociat cu mUPD7 este mai puţin sever în comparaţie cu fenotipul SRS asociat cu
hipometilarea ICR1. Studiile fenotipice ulterioare vor permite de a stabili dacă pacienţii cu
fenotip SRS asociat cu mUPD7 răspund diferit la tratamentul cu hormoni de creştere faţă de
pacienţii ce au fenotipul SRS asociat cu hipometilarea ICR1 aşa cum sugerează unii cercetători.
Prezenta lucrare reprezintă o sinteză a cunoştinţelor teoretice şi practice din literatura de
specialitae care are ca drept scop:
Elucidarea mecanismelor moleculare implicate în patogeneza sindromului Silver-Russell
Obiectivele pe care mi le-am înaintat spre realizare constau în:
1. Studiul aspectelor clinice şi genetice ale sindromului Silver-Russell din sursele de
specialitate;
2. Caracterizarea bazei genetice moleculare a sindromului Silver-Russell şi corelarea
acesteia cu fenotipul;
3. Analiza datelor de expresie a genelor implicate în Sindromul Silver-Russell
O serie de aspecte molecular genetice legate de sindromul Silver-Russell sînt încă
neelucidate sau slab studiate. Munca cercetătorilor pentru a determina mecanismele moleculare
ce stau la baza sindromului SRS este în curs de desfăşurare. Elaborarea unei metode de testare a
pacienţilor diagnosticaţi cu sindromul Silver-Russell pe baza nivelului de metilare a genelor
implicate în sindrom reprezintă cheia succesului în stabilirea unui diagnostic molecular precoce
şi “instalarea” unei proceduri terapeutice adecvate, în functie de acest diagnostic molecular.
Studierea sindromului Silver-Russell ar permite înţelegere eficientă a reglării genetice şi
epigenetice a creşterii limitate, cît şi a mecanismelor epigenetice ce ar putea explica multe
probleme care nu pot fi lămurite prin abordările clasice ale geneticii.
5
1. SINDROMUL SILVER-RUSSELL
Sindromul Silver-Russell (SRS sau RSS; OMIM 180860) este o condiţie genetică rară
care determină probleme de sănătate, în special tulburări de creştere. SRS a fost descris pentru
prima dată independent, dar aproape simultan de Sylver şi Russell. În 1953 Silver [Silver HK, et
al., 1953] împreună cu colaboratorii săi au descris doi copii cu greutate corporală mică la
naştere, asimetrie corporală şi creştere întîrziată. În anul următor, Russell [Russell A. 1954] a
descris 5 copii cu caracteristici similare, iar 2 copii cu asimetrie corporală. Începînd cu anul
1970, termenul de sindrom Silver-Russell (SRS) a fost folosit pentru a descrie persoanele cu
trăsături caracteristice ale creşterii intrauterine întîrziate (IUGR), creştere postnatală întîrziată,
macrocefalie relativă, aspect facial triunghiular, clinodactilia degetului V şi asimetrie corporală
[Wollmann HA, et al., 1995; Price SM, et al., 1999]. Deasemenea, majoritatea copiilor afectaţi
aveau probleme de alimentaţie.
1.1. Etiologia
Sindromul Silver-Russell este o tulburare heterogenă atît din punct de vedere genetic cît
şi din punct de vedere clinic. Etiologia sindromului rămîne necunoscută, majoritatea cazurilor
fiind sporadice [Wakeling, et al., 1998]. Diferite anomalii citogenetice au fost descrise într-un
număr mic de cazuri SRS implicînd cromozomii 7 şi 17 [Preece Michael A, 2002], 8,11,15,18
[Rossignol S, et al. 2008]. Deasemenea au fost raportate defecte molecular şi la nivelul
cromozomului 1 şi X. Au fost descries cîteva cazuri cu transmitere autosomal-dominantă,
inclusiv translocaţii echilibrate la nivelul cromozomului 17q25 şi duplicaţii la nivelul 7p11.2-p13
[Abu-Amero, et al., 2008] . Datele recente au demonstrat că în patogeneza sindromului SRS sunt
implicate gene amprentate de pe crs 7 şi 11p15 [Rossignol S, et al. 2008].
Caracteristicile clinice sunt uşor de identificat la nou-născuţi şi copii mici, în special
trăsăturile faciale specifice (faţă mică, triunghiulară). Adulţii nu manifestă caracteristici clinice la
fel de evidente ca sugarii sau copiii mici. Foarte rar se poate stabili din start un diagnostic clinic
încrezător. În general diagnosticul clinic al sindromului SRS este foarte dificil de stabilit.
1.2. Frecvenţa
Frecvenţa sindromului SRS este încă incertă din cauza lipsei unui diagnostic molecular
eficient şi este foarte dificilă de determinat, deoarece caracteristicile clinice sunt foarte variate şi
nespecifice [Eggermann T, et al. 2009]. Unele studii raportează că frecvenţa sindromului SRS
este de la ~ 1 : 50 000 la 1 : 100 000 născuţi vii [Abu-Amero, et al., 2008] . Aceasta poate fi
chiar şi de 1 : 3 000, doarece cazurile cu expresie fenotipică uşoară nu pot fi recunoscute şi de
multe ori aceste cazuri sunt clasificate aparte într-un grup non-sindromic cu statură mică [Abu-
6
Amero, et al., 2008] . De-a lungul ultimilor ani, în literatura de specialitate au fost descrise ~ 400
cazuri, cu variate fenotipuri, de la forme uşoare pînă la forme severe [Eggermann T, et al. 2009].
Acest sindrom este present la naştere, afectează persoanele de sex femenin şi masculin în raport
egal şi poate fi întîlnit în toate grupurile etnice, sociale şi în orice populaţie a globului [Robert J,
et al., 2009].
1.3. Riscul de recurenţă
Sindromul SRS apare de obicei sporadic, deşi în literatura de specialitate au fost raportate
cazuri SRS familiare, asociate cu diverse moduri de transmitere ereditară. Există cazuri
familiare rare cu transmitere autosomal dominantă, recesivă şi/sau X-linkată şi alte aberaţii
cromozomiale [Abu-Amero S, et al., 2008]. În literatura de specialitate au fost descrise un număr
mic de familii în care mai mult de un membru al familiei avea un defect molecular determinat de
hipometilarea ICR1 [Bartholdi D, et al., 2009; Wakeling E.L, et al., 2010]. Mecanismul
molecular al recurenţei pentru aceste familii rămîne incert. Cu toate acestea, marea majoritate a
cazurilor SRS sunt non-familiale şi riscul de recurenţă rămîne scăzut. În mod similar, riscul de
recurenţă pentru descendenţii persoanelor afectate se preconozează să fie scăzut.
1.4. Corelaţia genotip-fenotip
Frecvenţa caracteristicilor clinice la pacienţii cu sindromul SRS confirmate în caz de
hipometilarea centrului telomeric de amprentare ICR1 şi disomie maternală uniparentală a
cromozomului 7 sunt redate în Tabelul 1. Gradul de diferenţele (p≤0,005) a frecvenţei trăsăturilor
clinice în aceste două grupe este indicat prin semnele „+” (grad înalt de diferenţe) şi „-” (grad
scăzut de diferenţe). Cercetările iniţiale a pacienţilor cu mUPD7 au demonstrat că aceştia au un
fenotip clinic mai uşor în comparaţie cu pacienţii a căror fenotip este determinat de
hipometilarea ICR1 [Hannula K, et al. 2001]. Dificultăţi severe de alimentaţie, întîrziere de
vorbire, transpiraţie excesivă sunt caracteristici clinice comune, pe cînd caracteristici faciale
tipice sindromului SRS şi asimetrie corporală sunt observate mai puţin frecvent. Majoritatea
pacienţilor diagnosticaţi genetic în baza hipometilării ICR1 par să aibă un fenotip tipic pentru
acest sindrom iplicînd anumite trăsături clinice cum ar fi creştere intrauterină întîrziată, nanism
postnatal, trăsături craniofaciale caracteristice şi de multe ori asimetrie corporală [Bliek J, et al.,
2006; Netchine I, et al., 2007; Bruce S, et al., 2009; Kotzot D. 2008; Binder G, et al., 2008; B
artholdi D, et al., 2009]. Studiile ce au fost realizate pentru a compara caracteristicile clinice ale
pacienţilor cu mUPD7 sau hipometilarea ICR1 au descris un fenotip mai puţin sever la pacienţii
cu mUPD7 [Netchine I, et al., 2007; Netchine I, et al., 2007; Bruce S, et al., 2009; Kotzot D.
2008; Binder G, et al., 2008; B artholdi D, et al., 2009].Cu toate acestea nu este posibil încă de a
7
diferenţia în mod evident caracteristicile clinice ce determină un fenotip mai mult sau mai puţin
sever determinat de un mecanism sau altul [Kotzot D. 2008].
Tabelul 1. Frecvenţa caracteristicilor clinice la pacienţii cu sindromul SRS.
Trăsăturile clinice Hipometilarea ICR1
(%)
mUPD7
(%)
Valoarea lui
p≤0,05
Creşterea
Greutate corporală subponderală
Statură mică
Macrocefalie relativă
Asimetrie
Dezvoltare
Retard în dezvoltare
Uşor
Moderat
Probleme specifice legate de întîrzieri
de vorbire (≥2.5 ani)
Alte probleme
Probleme de alimentaţie
Transpiraţie exagerată
Hipoglicemie
Refluxul gastroesofagian
Anomalii congenitale
Trăsături craniofaciale
Faţă triunghiulară
Formă iregulată a dinţilor
Colţurile gurii orientate în jos
Anomalii ale urechii
Alte semne clinice
Clinodactilia degetului V
Sindactilie
Camptodactilia
Pete cafea cu lapte
82
57
70
68
20
11
2
32
84
64
24
14
36
59
36
30
36
75
23
16
14
70
65
90
30
65
55
10
67
90
75
29
10
10
90
45
20
75
45
20
25
15
-
-
-
+
+
+
-
-
-
-
-
+
-
-
+
+
-
-
-
Wakeling EL., et al., 2010
8
Unele studii au sugerat că severitatea fenotipului SRS poate reflecta nivelul nivelul de
hipometilare a ICR1 [Gicquel C, et al., 2005; Bliek J, et al., 2006; Zeschnigk M, et al., 2008;].
Cu toate acestea, un studiu recent nu a identificat nici o dovadă de corelare între nivelul de
hipometilare a ICR1 şi numărul variabil de manifestări clinice, inclusiv greutatea nou-născutului,
înălţimea postnatală, dificultăţi de alimentaţie, întîrziere în dezvoltare asimetrie şi/sau anomalii
congenitale [Kotzot D. 2008]. Explicaţii alternative pentru o gamă largă de manifestări clinice
severe pot fi observate la un % mic de pacienţi în asociere cu hipometilarea ICR1 mosaicism la
nivel de ţesut, hipometilarea selectivă a H19 sau IGF2 şi/sau hipometilarea locilor multipli
imprimaţi (HIL) [Wakeling E L, et al., 2010].
1.4.1. Creşterea
Majoritatea copiilor cu sindromul SRS au greutatea la naştere şi/sau lungimea postnatală
de ≤−2 SDS (scorul deviaţiei standard a înălţimii actuale). Spre deosebire de copii ce suferă de
IUGR, cauzată de problem placentare, pacienţii cu SRS nu prezintă o creştere postnatală
progresivă [Wollmann HA, et al. 1995]. Cu toate acestea, există o variabilitate considerabilă în
ceea ce priveşte severitatea parametrilor de creştere afectaţi. Întru-un studio recent [Wakeling E
L, et al. 2010] s-a demonstrate că doar 78% dintre copii diagnosticaţi cu sindromul SRS au avut
o greutate la naştere de ≤−2 SDS, iar o gamă largă de varietăţi a parametrilor de greutate a nou-
născuţilor a fost observată în special la copii cu hipometilarea ICR1. Copii cu mUPD7 aveau la
naştere o înălţime mai mare comparativ cu copii a căror ICR1 era hipometilat [Binder G, et al.
2008]. Cu toate acestea, studiile effectuate sugerează că la pacienţii cu mUPD7 este mult mai
probabil ca lungimea postnatală să fie sub indicii normei [Wakeling E L, et al. 2010].
1.4.2. Trăsături faciale
Caracteristicile clasice ale pacienţilor cu sindromul SRS includ faţă mică, triunghiulară
(Figura 1, B), circumferinţa capului normală, sclerotica de culoare albastră, micrognaţie
(dezvoltare incompletă a maxilarului inferior), colţurile gurii au o orientare în jos [Price SM, et
al., 1999]. De obicei la pacienţii cu defecte epigenetice mai frecvent se atestă macrocefalie
relativă, iar forma triunghiulară a feţei este mai frecvent observată la pacienţii cu mUPD7
[Kotzot D, 2008].
În stabilirea diagnosticului trebuie de ţinut cont că adulţii nu manifestă caracteristici
clinice la fel de evidente ca sugarii sau copiii mici, adică unele caracteristic clinice, în special
trăsăturile faciale, o dată cu înaintarea în vîrstă devin mai puţin evidente.
9
1.4.3. Asimetrie
Asimetria poate afecta trunchiul, faţa şi/sau membrele (Figura 1, A) şi este prezentă la
~1/3 dintre pacienţi [Price SM, et al., 1999]. În lotul de pacienţi, studiat de Price şi colaboratorii
săi, diferenţa maximală a lungimii piciorului este de 2.5 cm. La pacienţii mai în vîrstă, diferenţa
de lungime a membrelor a fost deobicei 2 cm, ceea ce în timpul copilăriei a fost observat puţin
sau chiar de loc. Asimetria este frecvent întîlnită în asociere cu hipometilarea ICR 1[Kotzot D,
2008].
Figura 1.1. Trăsărurilr clinice ale sindromului Silver-Russell
1.4.4. Dificultăţi de alimentaţie
Dificultăţile de alimentaţie în copilăria timpurie sunt o caracteristică esenţială a
sindromului SRS. Refluxul gastroesofagian este raportat în 34% dintre cazuri, esofagita – 25%,
aversiune la produsele alimentare – 32% [Wakeling EL, 2010]. Problemele de alimentaţie tind să
se rezolve treptat, pe parcursul primilor ani de viaţă. Majoritatea copiilor de vîrstă şcolară cu
sindromul SRS se hrănesc în mod normal, deşi apetitul lor poate rîmîne încă scăzut.
1.4.5. Transpiraţie excesivă şi hipoglicemie
Transpiraţia excesivă este raportată în ~2/3 dintre cazuri, în special în copilărie [W
akeling E L, et al., 2010]. În unele cazuri, există deasemenea dovezi documentate de
hipoglicemie (scădere sub valorile normale a concentraţiei de glucoză din sânge). Însă nu sînt
raportate dovezi ale frecvenţei sau asocierii acestor manifestări cu mUPD7 sau hipometilarea
ICR1 [W akeling et al., 2010]. Hipoglicemia poate provoca un dificit în dezvoltarea intelectuală.
10
Aproximativ ½ dintre copii cu SRS prezintă ablităţi cognitive scăzute, 38%dintre aceştia au
nevoie de o educaţie deosebită [Price SM, et al., 1999].
1.4.6. Dezvoltare cognitivă
Retardarea psihomotorie insotita de incapacitatea de coordonare a functiilor motrice este
raportată la doar ~1/3 dintre pacienţi [Lai K Y, et al., 1994]. În majoritatea cazurilor, aceasta
devine evidentă în perioada copilăriei tardive. Deobicei copii cu mUPD7 suferă frecvent de
retard de dezvoltare [Wakeling E.L, et al., 2010]. Probleme specifice legate de întîrzieri de
vorbire sînt asociate cu mUPD7. Acest lucru este legat de inhibarea expresiei genei FOXP2
paterne, aşa cum se observă la alţi pacienţi cu dispraxie verbală de dezvoltare [Feuk L, et al.,
2006]. De asemenea, la pacienţii cu sindromul SRS este destul de frecvent întîlnită întîrzierea
motorie timpurie şi probabil aceasta este legată de un efect combinat dintre masă musculară
scăzută şi respectiv mărimea capului relativ mare în timpul copilăriei [Wakeling E.L, et al.,
2010].
1.4.7. Anomalii congenitale
Anomaliile congenitale sunt descrise la un număr foarte mic d epacienţi cu sindromul
SRS. Acestea includ palatoschizis (Despic[tura valului palatin), boli cardiace congenitale,
anomalii genitale şi defecte ale membrelor [Engel JR, et al., 2000]. Aproximativ 20% dintre
pacienţi manifestă clinodactilie [Wakeling E.L, et al., 2010]. Clinodactilia degetului V (Figura 1,
C) este frecvent asociată cu hipometilarea ICR1 [Bruce S, et al., 2009].
1.4.8. Constatări obstretice
Într-un studiu de-al său, Russell a subliniat contribuţia factrorolor teratogeni în patologica
SRS, din moment ce 3 din 5 cazuri au prezentat avort iminent, sîngerări vaginale, anomalii ale
placentei [Russell A. 1954]. Cu toate acestea studii cu privure la complicaţiile obstretice în
sindromul SRS nu sunt frecvente [Patton M.A,1988; Tanner JM, 1975].
1.5. Idiopatie
Aproximativ la 30-50% dintre pacienţii diagnosticaţi clinic cu sindromul SRS defectul
molecular nu este cunoscut. Majotitatea pacienţilor cu sindromul SRS au un cariotip normal.
Studii recente au arătat că un procent mic dintre aceşti pacienţi pot avea rearanjamente
cromozomiale criptice, detectabile prin analiza microarray [Bruce S, et al. 2010]. Cu toate
acestea, pacienţii la care aceste defecte moleculare au fost constatate sunt în general mai puţin
tipice sindromului dat, deseori pacienţii prezintă o formă uşoară a sindromului SRS.
Duplicaţiile cromozomiale oferă indici cu privire la locaţia genelor implicate în SRS. Astfel au
11
fost cartografiate, identificate şi studiate mai multe gene candidat ce ar fi avut un rol potenţial în
etiologia SRS. Această observaţie întăreşte importanţa evaluării clinice atente pentru a încerca să
se reducă heterogenitatea în rîndul pacienţilor diagnosticaţi cu SRS idiopatic. Munca
cercetătorilor pentru a determina mecanismele moleculare ce stau la baza sindromului SRS este
în curs de desfăşurare.
1.6. Tratament
Tratamenul cu hormoni de creştere este pe larg acceptat pentru copii născuţi mici pentru
vîrsta gestaţională (SGA), inclusiv cei cu SRS [Clayton P.E, et al., 2007]. Copii mai mari de 2
ani care sau născut mici pentru vîrsta gestaţională sau cu retard de dezvoltare intrauterină pot
urma tratamentul cu hormoni de creştere (GH). Doza aprobată este de 0.24 – 0.48
mg/kg/săptămînă administrată subcutanat, divizată în doze zilnice [Toumba M, et al., 2010].
Scopul principal al tratamentului este de a spori viteza de creştere, pentru a atinge înălţimea
corpului în limite normale pentru vîrstă şi sex. Eficacitatea tratamentului cu GH este dependentă
de doză, vîrstă (copii mai mici răspund mai bine la tratamentul cu GH).
Utilizarea tratamentului cu GH este o opţiune, deşi răspunsul organismului la acest
tratament este heterogen şi sînt disponobile doar cîteva rezultate pe termen lung al eficacităţii
acestui tratament. Totuşi un studiu recent a demonstrat o îmbunătăţire semnificatică a creşterii în
înălţime a pacienţilor cu sindromul SRS trataţi cu hormoni de creştere [Toumba M, et al., 2010].
Deasemenea, unele cerectări sugerează că terapia cu hormoni de creştere este mai eficace în
cazurile asociate cu mUPD7 decît la cei cu hipometilarea ICR1 [Binder G, et al., 2008]. Cu toate
acestea, există documentate cazuri în care adulţii cu ICR1 hipometilat trataţi cu hormoni de
creşetre pe termen lung au atins o înălţime relativ normală [Bliek J, et al., 2006; Wakeling EL, et
al., 2010]. Efectul diferenţial posibil al tratamentului cu hormoni de creştere la pacienţii cu
fenotip asociat cu mUPD7 sau ICR1 hipometilat este o incertitudine clinică importantă care
merită investigaţii mai ample şi de perspectivă.
Tratamentul cu hormoni de creştere nu îmbunătăţeşte în mod semnificativ asimetria la
pacienţii cu sindromul SRS [Rizzo V, et al., 2001].
Pentru a facilita creşterea copiilor care prezintă hipoglicemie în combinaţie cu dificultăţi
de alimentaţie este necesară endoscopia nasogastrică sau gastrostomie endoscopică percutanată
(PEG) în timpul perioadei neonatale [Price, et al., 1999].
Defectele urogenitale cum ar fi de exemplu criptorhidia sunt adesea corectate chirurgical
[Price, et al., 1999]. Deoarece hipoglicemia poate provoca un dificit în dezvoltarea intelectuală,
logopedia precum şi cursuri speciale de educaţie sunt bine venite în rîndul pacienţilor cu SRS
[Price, et al., 1999].
12
1.7. Diagnostic
Diagnosticul pacienţilor cu SRS este uşor stabilit în cazuri extreme însă poate fi dificil în
situaţii mai subtile, mai ales cînd lipseşte criteriul clinic de asimetrie corporală.
În scopuri de diagnosticare a fost propus mai multe algoritme, deşi nici unul nu este bine
stabilit. În 1999, Price şi colaboratorii săi au stabilit un alt algoritm de diagnosticare prin
prezenţa a cel puţin trei din următoarele 5 criterii clinice [Price SM, et al., 1999]:
1. Copii născuţi mici pentru vîrsta gestaţională
2. Statură mică
3. Aspect facial caracteristic:
faţă triunghiulară
colţurile gurii orientate în jos
maxilar mic
frunte proieminentă în timpul copilăriei timpurii
4. Clinodactilia degetului 5
5. Asimetrie corporală sau facială
Într-un studiu recent, realizat de Wakeling şi colaboratorii săi doar 61% dintre cazuri cu
hipometilarea ICR1 şi 20% din cazuri cu mUPD7 sunt diagnosticate cu sindromul SRS după
algoritmul lui Price [Wakeling E.L, et al., 2010]. Nici o trăsătură clinică n-a fost comună pentru
toţi pacienţii, chiar şi greutatea corporală scăzută a nou-născutului a fost observată la doar 78%
din numărul total de pacienţi investigaţi.
Un alt algoritm clinic de diagnosticare a fost propus recent de către Netchine et at.
(Netchine I, et al., 2007) pentru copiii subponderali cu sindrom SRS dar care neglijează
aspectul facial caracteristic sindromului în cauză. Doar acest algoritm de diagnostic clinic al
sindromului SRS include probleme de alimentaţie, care sunt o caracteristică esenţială a acestui
sindrom. În cele din urmă, şi probabil cel mai important este că cu toate că acest algoritm
permite detectarea la o rată înaltă a pacienţilor cu anomalii cauzate de defecte ale cromozpmului
11p15, există riscul ca o parte dintre pacienţi, fie cu mUPD7 sau fenotip asociat cu hipometilarea
ICR1 sa nu fie identificaţi. Copii suspectaţi ca fiind bolnavi de sindromul Silver –Russell trebuie
să manifeste retard de creştere intrauterină în asociere cu cel puţin trei dintre următoarele cinci
criterii:
1. Retard de creştere postnatală
2. Macrocefalie ralativă la naştere
3. Frunte proieminentă în timpul copilăriei timpurii
4. Asimetrie corporală
13
5. Dificultăţi de alimentaţie în timpul copilăriei timpurii, cu un indice de masă corporală
(IMC) <=2SD în timpul perioadei de sugar sau copilăriei timpurii.
La moment sunt disponibile pe scară largă teste moleculare pentru hipometilarea regiunii
cromozomiale 11p15 şi mUPD7. În cazul în care testele moleculare nu confirmă aceste defecte
moleculare poate fi efectuată cariotiparea moleculară (analiza microarray). Un studiu recent
realizeazat de Hall oferă o imagine de ansamblu excelentă, de diagnostic diferenţial la copii cu
IUGR sever şi nanism postnatal [Hall JG, 2010].
Un studiu recent a demonstrat că utilizarea tehnicii de genotipare prin Microarry la nivel
genomic permite identificarea UPD, aberaţii genomice submicroscopice şi alte evenimente
moleculare neaşteptate [Bruce S, 2009]. Este important că prin această tehnică pot fi detectate
majoritatea evenimentelor genomice implicate în sindromul SRS. Astfel a fost demonstrat că
este posibilă corelarea aspectelor clinice cu hipometilarea ICR.
Microarray în primul rînd se foloseste la analiza expresiei genice, facilitînd analiza
profilului transcriptomic. Se utilizează, de asemenea, în genotipare, hibridizare genomică
comparativă, studii de localizare epigenică. În industria farmaceutică se foloseşte pentru studii de
farmacologie si farmacologie. În clinică se foloseşte pentru diagnostic, farmacogenomică şi
toxicogenomică. Este utilă pentru descoperirea de biomarkeri caracteristici pentru diverse stări
patologice, dar şi ca instrument terapeutic.
Principiul metodei microarray consta într-o serie de mii de spoturi microscopice de
oligonucleotide ADN, fiecare continand picomoli ai unei secvente specifice de ADN (proba).
Aceasta secventa poate fi o scurta sectiune a unei gene sau a altui element ADN, si este folosita
pentru hibridizarea cu o proba de cADN sau cARN (numita ţinta). Hibridizarea este detectata si
cuantificata printr-o metoda bazata pe fluorescenta. Sunt folosite etichete fluorofore pentru a
determina abundenta relativa a secventei de acid nucleic in tinta. In procedura standard, probele
sunt atasate covalent la suprafata solida (via legatura epoxi-silane, amino-silane, lizina,
poliacrilamida sau altele). Suprafata solida poate fi un cip de sticla sau silicon, caz in care sunt
cunoscute ca Affy chip cand se foloseste Affimetrix. Alte platforme microarray, ca Illumina,
folosesc perle microscopice in loc de un suport solid.
În ultimii ani a devenit posibil detectarea anomaliilor moleculare în aproximativ 50%
dintre pacienţii cu un diagnostic clinic pentru SRS care au la baza hipometilarea ICR1 la nivelul
cromozomului 11p15 şi mUPD7 (Figura 1.2.). Acest lucru ar putea ajuta la definirea adecvată a
orientărilor clinice corespunzătoare cu privire la dificultăţile de creştere şi alimentaţie.
Algoritmul de diagnosticare trebuie să includă MS-MLPA pentru analiza locilor cromozomului
11p15 şi testarea mUPD7 pentru locii de la nivelull ambelor braţe cromozomiale.
14
Figura 1.2. Algortmul de diagnostic molecular al pacienţilor
cu sindromul SRS (Eggermann et al., 2010)
(MSA – analiza microsateliţilor, teste MS – teste de metilare specifice)
Toţi pacienţii cu mUPD7 cunoscuţi pînă în prezent sunt rezultatul nondisjuncţiei
cromozomiale, iar în aceste cazuri riscul de recurenţă pentru descendenţi nu este cresut. Astfel în
scopuri de diagnosticare este sugerat efectuarea MS-PCR (methylation specific PCR), metoda
moleculara de estimare a gradului de metilare la nivelul alelelor. Dacă se obţine un rezultat
pozitiv este indicată testarea microsateliţilor pe ntru a confirma mUPD7 şi de a exclude defectele
de amprentare sau deleţii [Eggermann T, et al., 2010,].
În cazul testării prenatale pentru a determina UPD, testele de metilare specifice ar putea
determina dificultăti din cauza necunoaşterii dacă metilarea este completă, astfel testarea
microsateliţilor este la alegere.
Un grup mare de pacienţi SRS arată hipometilarea ICR1 la nivelul cromozomului 11p15.
Aceste defecte de metilare pot fi detectate prin metoda MS-MLPA (methylation-specific
multiplex ligation probe-dependent analysis). MLPA (multiplex ligation-dependent probe
amplification) - Amplificarea cu Probe de inalta specificitate a regiunii cromozomiale de interes
este o noua metoda pentru screening genomic cantitativ, ce se bazeaza pe amplificarea unor
probe hibridizate specific si permite depistarea de noi mutatii. Avantajele principale ale metodei
sunt usurinta detectiei duplicatiilor ceea ce presupune screeningul tuturor regiunilor codante ale
genelor de interes.
15
Diagnosticul pacienţilor presupune analiza limfocitelor şi astfel un anumit % de pacienţi
nu pot fi diagnosticaţi deoarece pacienţii cu ICR1 hipometilat prezintă mozaicism molecular,
care afectează diferite ţesuturi, altele decît cel sangvin. În prezent este dificl încă de estimat dacă
metodele moleculare de estimare a gradului de metilare la nivelul alelelor sunt o maodalitate
adecvată pentru testarea prenatală deoarece este incert la etapa embrionară metilarea/demetilarea
anumitor loci genici.
Recent a fost demonstrat că în poatogeneza SRS sunt hipometilaţi pe lîngă ICR1 şi alţi
loci în 7% din cazuri, În scopuri de cercetare este recomandat studierea şi altor loci la pacienţii
cu ICR1 hipometilat. Dacă prin diagnosticul molecular este exclusă UPD şi defecte epigenetice,
se efectuiază cariotiparea cu scopul de a identifica eventuale aberaţii submicroscopice. La
moment frecvenţa aberaţiilor submicroscopice nu este cunoscută, datele existente sunt raportate
doar de două studii care raportează o frecvenşă de ~1% [Spengler S, et al., 2009; Bruce S, et al.,
2009].
În cele din urmă, diagnosticul molecular al SRS este de o importanţă deosebită avînd în
vedere subiectivitatea diagnosticului clinic pentru SRS. În ceea ce priveşte consilierea genetică,
identificarea hipometilării ICR1 şi mUPD7 nu permite determinarea riscului pentru urmaşi
deoarece multe cazuri sunt sporadice. Aşa cum sa mai menţionat, studiile sugerează că fenotipul
SRS asociat cu mUPD7 este mai puţin sever în comparaţie cu fenotipul SRS asociat cu
hipometilarea ICR1. Studiile fenotipice vor permite de a stabili dacă pacienţii cu fenotip SRS
asociat cu mUPD7 răspund diferit la tratamentul cu hormoni de creştere faţă de pacienţii ce au
fenotipul SRS asociat cu hipometilarea ICR1 aşa cum sugerează Binder şi colaboratorii săi
[Wollmann HA, et al., 1995].
1.8. Diagnostic prenatal
Nu s-au raportat succese în depistarea prenatală a sindromului SRS.
1.9. Sfat genetic
Dificil, deoarece majoritatea cazurilor sunt sporadice. Achiziţiile viitoare şi utilizarea pe
scară largă a tehnicilor de investigare moleculară ar putea creşte sensibilitatea diagnosticului şi ar
aduce informaţii utile pentru un sfat genetic adecvat.
1.10. Evoluţie şi prognostic
Sindromul SRS are în general o evoluţie lent regresivă (Figura 2), întârzierea motorie este
recuperată la vârsta adultă dacă inteligenţa este normală. Deficitul statural la adult este în general
mic, talia este aproximativ 1 m 50 cm. Cu părere de rău nu sunt disponobile informaţii suficiente
16
despre istoria naturală a condiţiilor de maturiate a pacienţilor cu sindromul SRS. Multe studii au
arătat că copii născuţi cu SGA sunt predispuşi să dezvolte mai tîrziu probleme de sănătate,
inclusiv diabet zaharat, hipertensiune, hipercolesterolemie, boli cardiovasculare, osteoporoză
[Hall J.G, 2010].
Figura 1.3. Retard în creştere (fetiţă de 2 ani)
1.10.1. Creşterea
Numărul de pacienţi cu sindromul SRS raportat în literatura de specialitate care a atins
înălţimea cuvenită pentru un adult este încă mic, iar faptul că tot mai mulţi copii sunt trataţi cu
hormoni de creştere face dificilă studierea istoriei naturale ale sindromului. Unele studii au
constatat că în 386 cazuri, vîrsta osoasă întîrziată se manifestă în copilăria timpurie cu progres
evident la vîrsta de ~10 ani, indicînd o pubertate timpurie/promptă la unii copii. Aceasta, la
rîndul său duce la reducerea înălţimii adultului. Înălţimea medie la bărbaţii adulţi este de 151,2
cm ( SD −3.7; n=11) şi 139.9 cm la femei (SD −4.2; n=29). Înălţimea pacienţilor fără
administrarea hormonilor de creştere a fost raportată la două femei cu hipometilarea ICR1,
aceasta fiind 142.5 cm şi 146.5 cm, şi un bărbat cu mUPD7 avînd înălţimea relativă de 154,0 cm
[Wakeling EL, et al., 2010].
Este foarte important pentru părinţi să cunoască parametrii normali de creştere ai
copilului. Greutatea normală la naştere, pentru un copil născut la termen este în jur de 3 Kg
[Wakeling EL, et al., 2010]. Probabil datorita pierderii fluidului în exces, grautatea scade cu
10% în prima săptămînă de viaţă; greutatea de la naştere ar trebui să o atingă din nou copilul la
vîrsta de 2 săptămîni.
17
2. GENETICA MOLECULARA A SINDROMULUI SRS
Studiile moleculare ale pacienţilor cu SRS au demonstrat că acest sindrom este un
exemplu relativ rar, dar reprezintă un model ilustrativ în ceea ce priveşte modul în care creşterea
organismului este controlată de factori genetici şi epigenetici şi subliniază importanţa
amprentării factorului de creştere insulinic în creşterea şi dezvoltarea organismului uman [Abu-
Amero S, et al. 2008].
Amprentarea genomică presupune realizarea în gametogeneză a unui marcaj epigenetic
diferit în funcţie de originea parentală a genelor. Acest aspect este denumit efectul originii
parentale [Schonherr N, et al., 2007]. Amprentarea genomică reflectă o modificare funcţională
într-o genă. Astfel, nu este modificată secvenţa nucleotidelor, ci numai activitatea genei. Starea
unei gene, activă sau silenţioasă, depinde de modul în care a fost imprimată la genitori.
Amprentarea genomică, determinînd expresia diferenţiată a alelelor unei gene, joacă un rol
important în diferite boli genetice şi în unele cazuri de cancer. Mecanismul expresiei genelor
imprimate are la bază metilarea ADN, care face distincţie între alelele materne şi cele paterne.
Aceste efecte pot provoca dereglarea genelor amprentate în sindromul SRS [Rossignol S, et al.
2008]. Cu toate acestea, cauzele moleculare ale sindromului SRS nu sunt cunoscute la o mare
parte dintre pacienţi. Rezultatul marcajului este transcrierea exclusivă a unei alele, cel puţin în
unele etape de dezvoltare sau ţesuturi. Genele amprentate sunt implicate în creşterea fetală,
dezvoltarea placentei, proliferarea celulară şi comportamentul adultului [Preece M.A. and Moore
G.E., 2000]. Imprintingul genomic este cel mai bun exemplu de control transcripţional al genelor
prin modificări epigenetice. Acest lucru este ilustrat în SRS, care la moment poate fi considerat
un model nou de boală amprentată [Rossignol S, et al. 2008].
La moment se cunosc două mecanisme moleculare principale implicate în patogeneza
acestui sindrom: disomia uniparentală maternală a cromozomului 7 (mUPD7) şi anomalii
cromozomiale de metilare a cromozomului 11p15 [Rossignol S, et al. 2008]. Cu toate acestea,
există încă un număr semnificativ de pacienţi cu caracteristici clinice sugestive ale sindromului
SRS, dar a căror cauză este încă necunoscută.
2.1. Mecanismele moleculare implicate în patogeneza sindromului Silver-Russell
Concluziile studiilor iniţiale precizează că la baza sindromul SRS este hipometilarea
ADN la nivelul regiunii de amprentare de pe cromozomul 11 (H19 ICR1) în ~20-65% dintre
cazuri, disomia maternală uniparentală a cromozomului 7 în 5-10% precum şi duplicaţii materne
rare la nivelul cromozomului 7p şi 11p [Abu-Amero, et al., 2008].
18
2.1.1. Disomia uniparentală maternală a cromozomului 7
Prima anomalie moleculară identificată la un număr semnificativ de pacienţi a fost
disomia uniparentală maternală a cromozomului 7 (mUPD7) [Wakeling EL, 2010] . Disomia
uniparentală (Figura 3) este cauzată de nondisjuncţia cromozomală, care poate să se producă în
prima sau în a doua diviziune a meiozei. Termenul se referă la constituţia genetică diploidă a
unui individ sau a unei linii celulare în care este prezentă o pereche de cromozomi moştenită de
la un singur părinte [Engel E, 1980]. Această constituţie rezultă din fuzionarea a doi gameţi
anormali, un gamet prezintă ambii cromozomi ai unei perechi, iar gametul de sex opus nu
prezintă nici unul. Disomia uniparentală apare atunci când un individ moşteneşte 2 copii ale unui
cromozom sau porţiuni ale unui cromozom, doar de la unul dintre parinţi, şi nici o copie de la
celălalt parinte (Figura 1.4).
Acest fenomen poate aparea fie ca un eveniment aleator în procesul de formare a
spermatozoizilor sau ovulelor, fie precoce în timpul dezvoltarii fetale. În multe cazuri, disomia
uniparentală nu are niciun efect asupra sanătăţii sau dezvoltării individului. Deoarece majoritatea
genelor nu sunt amprentate, nu conteaza dacă o persoană moşteneste ambele copii de la un
părinte în loc de cîte o copie de la fiecare părinte. În unele cazuri însă, există o diferenţă dacă o
genă este moştenită de la mamă sau de la tată. Unui individ cu disomie uniparentala îi poate lipsi
copia activă a unei gene amprentată genomic, ceea ce poate duce la retard în dezvoltare
psihomotorie sau alte probleme medicale [Binder G, et al. 2011].
În cele mai multe cazuri, originea acestui defect este considerat a fi un zigot trisomic ce
conţine doi crs de la acelaşi părinte (Figura 1.5), cele maimulte dintre ele fiind letale. Pentru
mulţi cromozomi, singura cale prin care trisomia rămîne viabilă este pierderea unuia dintre cei
trei cromozomi. În 1/3 din aceste cazuri, pierderea aleatoare a unui cromozom poate determina
19
UPD. Dăcă UPD rezultă dintr-o eroare mitotică postzigotică, ea poate fi asociată cu mozaicisme
cromozomiale. UPD a fost dscrisă pentru majoriatatea cromozomilor, dar numai cromozomii 6,
7, 11, 14, 15 prezintă un fenotip de bază a tulburărilor de amprentare [Wang L, et al., 2007]. În
ceea ce priveşte disomia uniparentală, ea poate fi de 2 tipuri: isodisomie (prezenţa a 2 exemplare
identice ale aceluiaşi crs) sau heterodisomie. Isodisomia permite stabilirea de homozigoţi pentru
mutaţii recesive.
Figura 1.5. Mecanismul de formare a disomiei uniparentale complete (a) şi (b)
parţiale (Thomas Eggermann, et al., 2008)
La pacienţii SRS a fost observată atît isodisomia cît şi heterodisomia mUPD7 [Binder G,
et al. 2011]. Dintre toate cazurile mUPD7 descrise, 34 au fost raportate cu heterodisomie, iar 21
cazuri – cu isodisomie, sugerînd că mecanismul de formare variază foarte mult [Kotzot D, 2008].
Cu toate acestea, cea mai probabilă explicaţie pentru fenotipul purtătorilor de UPD(7)mat
este considarat a fi expresia alterată a genelor amprentate de pe crs 7, fie prin diminuarea
produselor expresiei genei paterne, sau prin exces de produs al expresiei genei materne.
Cercetările asupra genelor candidat imprimate de pe crs 7 se efectuiază încă activ [Binder G, et
al. 2011].
Disomia uniparentală maternală a cromozomului 7 se manifestă în cazul în care ambele
copii ale cromozomului 7 sunt moştenite de la genitorul matern, şi nici una de la genitorul patern
[Kotzot D, Schmitt S, et al. 1995]. Se consideră că una sau mai multe gene de pe cromozomul 7
joacă un rol anumit în patogeneza sindromului SRS [Binder G, et al. 2011].
20
Gena GRB10 amprentată (growth factor receptor bound protein 10) (factor de creştere al
receptorilor legat de 10 proteine) este localizat pe crs 7p11.2p13. La şoareci, expresia ei este
limitată de alela maternă. Funcţia genei GRB10 ca un regulator negative al IGF –I şi semnalelor
insulinice la şoareci [Wang L, et al., 2007; Shiura H, et al., 2005 ] şi supraexprimarea acesteia
este asociată cu întîrzierea creşterii postnatale şi rezistenţă la insulină [Shiura H, et al., 2005 ].
Cu toate acestea, pînă în present nu au fost identificate nici o mutaţie punctiformă la nivelul
regiunii de codificare, nici defecte de metilare ce limitează GRB10 [Arnaud P, et al., 2003]. În
plus, există cazuri SRS care poartă un segment UPD(7) mat mărginit de braţul lung al crs 7
[Binder G, et al. 2011].
2.1.2. Epigenetica sindromului Silver-Russell
Recent, atenţia cercetătorilor sa concentrat asupra cromozomului 11p15, care conţine un
cluster de gene imprimate pentru controlul creşterii fetale [Wakeling E.L, 2010]. Genele
amprentate sunt organizate în general în domenii multigenice. Regiunea 11p15.5 conţine un
astfel de domeniu, alcătuit din cel puţin opt gene amprentate (TSSC3, TSSC5, p57KIP2
, KVLQT1,
ASCL2, IGF2, H19): şase exprimă alela maternă iar două, alela paternă. Organizarea acestui
domeniu este complicată de identificarea a două subdomenii amprentate, separate de o regiune
ce conţine gene, printre care şi gena insulinei, care aparent scapă amprentării [Preece M.A. and
Moore G.E, 2000]. Regiunea în cauză este formată din două centre de amprentare (ICRs) (Figura
1.6.): centru de amprentare telomeric (ICR1) şi centrul de amprentare centromeric (ICR2).
Centru de amprentare telomeric reglează expresia genelor IGF2 şi H19. În 2005 Gicguel şi alţii
au identificat o epimutaţie (pierdere de metilare) la nivelul (ICR1) pe crs 11p15 la diferiţi
pacienţi cu caracteristici clinice pentru SRS. Hipometilarea centrului telomeric de amprentare
este un defect major identificat în ~60% dintre pacienţii cu sindromul SRS [Abu-Amero S, et al.
2008]. Centrul de amprentare centromeric controlează expresia genelor CDKN1C (cyclin-
dependent kinase inhibitor 1C p57, Kip2), LIT1 (KCNQ10T1 - (potassium channel KQT-family
member 1/KCNQ1 overlapping transcript 1)) şi alte gene. Cele mai multe mutaţii sau epimutaţii
care cauzează sindromul BWS sunt localizate aici, 50% dintre defectele genetice cuprind
hipometilarea ICR2. Genele IGF2 şi H19 sunt plasate în apropierea genei pentru insulină. Gena
IGF2 este transcrisă exclusiv de pe cromozomul patern, cu excepţia leucocitelor, unde
amprentarea este mai relaxată, gena H19 este transcrisă exclusiv de pe cromozomul matern
[Falls G.J, et al., 1999].
21
Figura 1.6. Clusterul genic de amprentare de la nivelul cromozomului 11p15
(Wakeling EL., 2010)
Deşi în sacul vitelin, s-a evidenţiat amprentarea genelor pentru insulină, IGF2 şi H19
[Moore G.E, et al., 2001], în marea majoritate a studiilor efectuate în perioada fetală şi la adult,
nu s-a putut evidenţia amprentarea insulinei.
În anul 2005, Gicquel şi colaboratorii săi au demonstrat demetilarea genelor paterne la
nivelul genelor H19-IGF2 controlate de centrul de amprentare centromeric ICR2 la cinci din
nouă pacienţi cu carateristici tipice ale sindromului SRS [Gicquel C, et al., 2005]. Acest defect a
fost asociat cu dereglarea (downregulation) expresiei genei IGF2. Gena IGF2 codifică factorul 2
de creştere similar insulinei (IGF2 = insulin like growth factor 2) care este un factor de creştere
fetal [Weng E. Y, et al., 1995]. Dintre toţi pacienţii investigaţi cu sindromul SRS a fost raportat
doar un singur caz de duplicaţie maternală la nivelul centrului centromeric de amprentare ICR2
la un [Schonherr N, et al. 2007].
Mecanismul hipometilării ICR1 (Figura 1.7.) associat cu retard de creştere este încă
puţin înţeles. Deşi a fost demonstrată expresia redusă a IGF2 în cultura de fibroblaşti [Gicquel C,
et al. 2005], unii pacienţi cu ICR1 hipometilat au nivele serice IGF2 normale [Bliek J, et al.
2006 ]. IGF2 are un rol central în creşterea fetală, fiind predominant exprimat patern în
placentă/antinatal. După naştere, serul IGF2 este predominant produs la nivelul ficatului, unde
imprimarea IGF2 este relaxed. Expresia redusă a genei IGF2 şi hipometilarea centrului telomeric
de amprentare ICR1 determină tulburări ale creşterii prenatale. IGF2 poate avea un nivel scăzut
în ţesuturile postnatale în ciuda nivelelor serice IGF2 normale.
22
Figura 1.7. Mecanismul reglării epigenetice a centrelor de amprentare (ICR1 şi ICR2) din
regiunea cromomozomului 11p15 (Rossignol S, et al., 2008)
a) regiunea 11p15 conţine 2 centre de amprentare: centru de amprentare telomeric ICR1şi
respectiv centru de amprentare centromeric ICR2. ICR1 este metilat pe alela paternă P şi se
leagă de proteina CTCF pe alela maternă demetilată M, determinînd izolarea genei IGF2 de
promotorul din aval de H19. ICR2 este metilat pe alela maternă şi produce un ARN non-coding
(KCNQ1OT1) de la alela paternă.
b) Demetilarea centrului de amprentare telomeric ICR1 patern duce la expresia bialelică a
H19 şi blochează expresia IGF2 ceea ce determină retard de creştere asociat cu sindromul SRS
c) Metilarea centrului de amprentare telomeric ICR matern duce la blocarea expresiei
genei H19 şi determină expresia bialelică a IGF2, ceea ce determină sindromul Beckwith-
Weidemann. Genelor expresate patern sunt reprezentate de boxe albastre, cele exprimate matern
– boxe portocalii, genele neexpresate – boxe gri.
Hipometilarea regiunii H19/IGF2 ar putea duce la asimetrie corporală şi retard în
dezvoltarea fetală observate la pacienţii cu sindrom SRS. Mutaţiile opuse (hipermetilarea) în
această regiune genomică este asociată cu sindromul Beckwith-Wiedemann (BWS) caracterizat
prin creştere excesivă şi/sau asimetrie corporal [Weksberg, et al., 2003] . În present SRS şi BWS
sunt considerate 2 boli cauzate de modificări epigenetice opuse în aceeaşi regiune cromozomială
(11p15) determinînd tulburări de creştere .
23
CONCLUZII
La etapa actuală, numărul de date care descriu sindromul Silver-Russell lasă impresia de
insuficienţă şi este necesară o masă critică de articole pentru a elucida mecanimele moleculare a
acestui sindrom.
Aproximativ la 30-50% dintre pacienţii diagnosticaţi clinic cu sindromul SRS defectul
molecular nu este cunoscut. Această observaţie întăreşte necesitatea completării metodologiei de
diagnosticare cu teste moleculare precum şi importanţa evaluării clinice atente pentru a încerca
să se reducă heterogenitatea în rîndul pacienţilor diagnosticaţi cu SRS idiopatic.
Reeşind din variabilitatea manifestărilor clinice este necesar de a include în studiu un şir
mai mare de gene, ce ar putea fi realizat prin studierea datelor de expresie şi identificarea genelor
şi/sau locilor implicaţi direct/indirect în manifestarea fenotipică a sindromului.
Între pacienţii SRS cu mUPD7 şi cei cu ICR1 hipometilat pot fi observate diferenţe
clinice. Cu toate acestea este dificil de a distinge aceste două subgrupe de pacienţi în baza unor
manifestări clinice stabile. Există un număr semnificativ de pacienţi cu SRS în care mecanismul
molecular ce stă la baza sindromului rămîne să fie determinat. Cunoaşterea şi înţelegerea
evoluţiei acestui sindrom precum şi cunoaşterea mecanismelor ce stau la baza tulburărilor de
creştere în această condiţie genetică heterogenă ar permite stabilirea unui algoritm eficient de
diagnosticare a pacienţilor cu sindromul Silver-Russell.
24
CERCETĂRI ULTERIOARE
Elucidarea originii hipometilării şi consecinţele biologice ale acestui fenomen la nivel
celular.
Efectuarea unor studii relevante cu privire la eficacitatea tratamentului cu GH pe termen
lung.
Stabilirea unui algoritm clinic eficient pentru diagnosticul sindromului Silver-Russell.
Efectuarea studiilor ce ar confirma/infirma rapoartele privind hipometilarea
multilocusurilor (MLH) în unele cazuri de SRS.
Etc.
25
BIBLIOGRAFIE
1. Abu-Amero S, Monk D, Frost J, et al. The genetic aetiology of Silver-Russell syndrome.
J Med Genet 2008 ; 45 : 193 – 9.
2. Arnaud P, Monk D, Hitchins M et al. Conserved methylation imprints in the human and
mouse GRB10 genes with divergent allelic expression suggests differential reading of the same
mark. Human Molecular Genetics 2003; 12: 1005–1019.
3. Bartholdi D , Krajewska-Walasek M, Ounap K, et al. Epigenetic mutations of the
imprinted IGF2-H19 domain in Silver-Russell syndrome (SRS): results from a large cohort of
patients with SRS and SRS-like phenotypes. J Med Genet 2009 ; 46 : 192 – 7.
4. Binder G, et al. Silver–Russell syndrome. J Clin Endocrinol Metab 2011 ; 25 : 153-160.
5. Binder G, Seidel AK, Martin DD, et al. The endocrine phenotype in silver-russell
syndrome is defi ned by the underlying epigenetic alteration. J Clin Endocrinol Metab 2008 ; 93
: 1402 – 7.
6. Bliek J, Terhal P, van den Bogaard MJ, et al. Hypomethylation of the H19 gene causes
not only Silver-Russell syndrome (SRS) but also isolated asymmetry or an SRS-like phenotype.
Am J Hum Genet 2006 ; 78 : 604 – 14.
7. Bruce S , Hannula-Jouppi K, Peltonen J, et al. Clinically distinct epigenetic subgroups in
Silver-Russell syndrome: the degree of H19 hypomethylation associates with phenotype severity
and genital and skeletal anomalies. J Clin Endocrinol Metab 2009 ; 94 : 579– 87.
8. Bruce S, Hannula-Jouppi K, Puoskari M, et al. Submicroscopic genomic alterations in
Silver-Russell syndrome and Silver-Russell-like patients. J Med Genet 2010 ; 47: 816-22.
9. Bruce S. Genomic and epigenetic investigations of silver-russell syndrome and growth
restriction. Published by Karolinska Institutet and University of Helsinki 2009; 978-91-7409
221-9.
10. Clayton PE, Cianfarani S, Czernichow P, et al. Management of the child born small for
gestational age through to adulthood: a consensus statement of the International Societies of
Pediatric Endocrinology and the Growth Hormone Research Society. J Clin Endocrinol Metab
2007 ; 92 : 804 –10.
11. Thomas Eggermann, Katja Eggermann and Nadine Schonherr. Growth retardation versus
overgrowth: Silver-Russell syndrome is genetically opposite to Beckwith-Wiedemann
syndrome.Trends in Genetics 2008; Vol.24 No.4
12. Eggermann T, et al. Broad clinical spectrum in Silver-Russell syndrome and
consequences for genetic testing in growth retardation. Pediatrics 2009, 123 :e929-e931.
26
13. Eggermann T, et al. Silver-Russell syndrome: genetic basis and molecular genetic testing.
J of Rare Diseasea 2010, 5:19.
14. Engel E. A new genetic concept: uniparental disomy and its potential effect. Am. J. Med.
Genet 1980 ; 6 : 137-143.
15. Engel JR, Smallwood A, Harper A, et al. Epigenotype-phenotype correlations in
Beckwith-Wiedemann syndrome. J Med Genet 2000 ; 37 : 921 – 6.
16. Falls G.J., Pulford D.J., Wylie A.A. Genomic Imprinting: Implications for Human
Disease. American Journal of Phatology, vol 154, no 3, 1999.
17. Feuk L , Kalervo A, Lipsanen-Nyman M, et al. A bsence of a paternally inherited FOXP2
gene in developmental verbal dyspraxia. Am J Hum Genet 2006 ; 79 : 965 – 72.
18. Gicquel C, Rossignol S, Cabrol S, et al. Epimutation of the telomeric imprinting center
region on chromosome 11p15 in Silver-Russell syndrome. Nat Genet 2005; 3 7 : 1003–7.
19. Hall JG. Review and hypothesis: syndromes with severe intrauterine growth restriction
and very short stature–are they related to the epigenetic mechanism(s) of fetal survival involved
in the developmental origins of adult health and disease? Am J Med Genet 2010;152A:512–27.
20. Hannula K, Kere J, Pirinen S, et al. Do patients with maternal uniparental disomy for
chromosome 7 have a distinct mild Silver-Russell phenotype? J Med Genet 2 001; 38 : 273 – 8.
21. Kotzot D, Schmitt S, Bernasconi F, et al. Uniparental disomy 7 in Silver-Russell
syndrome and primordial growth retardation. Hum Mol Genet 1995 ; 4 : 583 – 7
22. Kotzot D. 2008. Maternal uniparental disomy 7 and Silver-Russell syndrome - clinical
update and comparison with other subgroups. Eur J Med Genet 51:444-51.
23. Lai K Y, Skuse D, Stanhope R, et al. Cognitive abilities associated with the Silver-
Russell syndrome. Arch Dis Child 1994 ; 71 : 490 – 6.
24. Moore G.E., Abu-Amero S.N, Bell G. Evidence that insulin is imprinted in the human
yolk sac. Diabetes, vol 50, January, 2001.
25. Netchine I, Rossignol S, Dufourg MN, et al. 1 1p15 imprinting center region 1 loss of
methylation is a common and specifi c cause of typical Russell-Silver syndrome: clinical scoring
system and epigenetic-phenotypic correlations. J Clin Endocrinol Metab 2007 ; 92 : 3148 – 54.
26. Patton MA. 1988. Russell-Silver syndrome. J Med Genet 25:557-60.
27. Preece M.A., Moore G.E. Genomic imprinting, uniparental disomy and foetal growth.
TEM, vol 11, no7, 2000.
28. Preece Michael A. The Genetics of the Silver-Russell Syndrome. J Clin Endocrinol
Metab 2002 ; 3 : 369-379.
27
29. Price SM, Stanhope R, Garrett C, et al. The spectrum of Silver-Russell syndrome: a
clinical and molecular genetic study and new diagnostic criteria. J Med Genet 1999 ; 36 : 837 –
42.
30. Rizzo V, Traggiai C, Stanhope R. 2001. Growth hormone treatment does not alter lower
limb asymmetry in children with Russell-Silver syndrome. Horm Res 56:114-6.
31. Robert J, Ferry Jr, et al. Silver-Russell Syndrome Follow-up. J Med Genet 2009.
32. Rossignol S, et al. Epigenetics in Silver-Russell syndrome. J Clin Endocrinol Metab
2008; 3: 403-414.
33. Russell A. A syndrome of intra-uterine dwarfi sm recognizable at birth with cranio-facial
dysostosis, disproportionately short arms, and other anomalies (5 examples). Proc R Soc Med
1954 ; 47 : 1040 – 4.
34. Schonherr N, Meyer E, Roos A, et al. The centromeric 11p15 imprinting centre is also
involved in Silver-Russell syndrome. J Med Genet 2007 ; 44 : 59 – 63.
35. Shiura H, Miyoshi N, Konishi A et al. Meg1/Grb10 overexpression causes postnatal
growth retardation and insulin resistance via negative modulation of the IGF1R and IR cascades.
Biochemical and Biophysical Research Communications 2005; 329: 909–916.
36. Silver HK, Kiyasu W, George J, et al. Syndrome of congenital hemihypertrophy,shortness
of stature, and elevated urinary gonadotropins. Pediatrics 1953 ; 12 : 368 – 76.
37. Spengler S, Schonherr N, Binder G, Wollmann H. Submicroscopic chromosomal
imbalances in idiopathic Silver-Russell syndrome (SRS): the SRS phenotype overlaps with the
12q14 microdeletion syndrome. J Med Genet 2009, 47:356-360.
38. Tanner JM, Lejarraga H, Cameron N. The natural history of the Silver-Russell syndrome:
a ongitudinal study of thirty-nine cases. Pediatr Res 1975 ; 9 : 611-23.
39. Toumba M, Albanese A, Azcona C, et al. Effect of long-term growth hormone treatment
on final height of children with Russell-Silver syndrome. Horm Res Paediatr 2010;74:212–17 ].
40. Wakeling EL, et al. Genetics of silver-russell syndrome. Horm Res 4 1998 ; 9 : 32-6.
41. Wakeling EL, et al. Epigenotype-phenotype correlations in Silver-Russell syndrome. J
Med Genet 2010;47:760 – 8.
42. Wakeling EL. Silver–Russell syndrome. Arch Dis Child (2011). Doi : 10.1136/adc. 2010.
190165.
43. Wang L, et al. Peripheral disruption of the Grb10 gene enhances insulin signaling and
sensitivity in vivo. Molecular and Cellular Biology 2007; 27: 6497–6505.
44. Weksberg R, et al. 2003. Beckwith-Wiedemann syndrome demonstrates a role for
epigenetic control of normal development. Hum Mol Genet 12 Spec No 1:R61-8.
28
45. Weng E. Y, Moeschler J. B., Graham Ir. J. M. – Longitudinal observation on 15 children
with Wiedemann-Beckwith szndrome. Am. J. Med. Genet. 56, 366-373, 1995.
46. Wollmann HA, et al. Growth and symptoms in Silver-Russell syndrome: review on the
basis of 386 patients. Eur J Pediatr 1995 ; 154 : 958 – 68.
47. Zeschnigk M, et al. IGF2/H19 hypomethylation in Silver-Russell syndrome and isolated
hemihypoplasia. Eur J Hum Genet 2008 ; 16 : 328 – 34.