Estudis bioquímics i genètics en dos grups de malalties metabòliques hereditàries que cursen amb malformacions cerebrals: Defectes Congènits de la Glicosilació i deficiències de Piruvat Deshidrogenasa

Abstract

Els Defectes Congènits de la Glicosilació (CDG) y les deficiències de Piruvat Deshidrogenasa (PDH) són dos grups de malalties que afecten a vies molt importants pel correcte funcionament de l'organisme. En tots dos casos, petits defectes ja mostres manifestacions clíniques, que en aquests casos lleus poden arribar a sobreposar-se. Per aquest motiu l'objectiu d'aquesta tesi ha estat millorar i implementar metodologies, tant bioquímiques com genètiques, per l'estudi d'aquests dos grups de malalties, per tal de poder descartar o confirmar aquests defectes, agilitzant el diagnòstic dels pacients.<br/>Per això hem millorat les tècniques de cribratge pels CDG, primer implementant l'estudi de les isoformes de la transferrina en gels d'agarosa y finalment, posant al punt dos mètodes semi-automàtics i quantitatius: HPLC i CZE. Aquests nous mètodes permeten una interpretació més objectiva dels patrons d'isoformes de la transferrina i faciliten la detecció de mostres lleument alterades.<br/>Hem ampliat les tècniques per l'estudi dels pacients CDG-II, implementant l'anàlisi de les isoformes d'apolipoproteïna C-III.<br/>L'aplicació d'aquestes tècniques a l'estudi de pacients ha permès diagnosticar 14 nous pacients amb defectes congènits de la glicosilació. I també definir dues noves causes d'alteració secundària del patró de sialotransferrines: la sepsis bacteriana i la fructosa-1,6-bisfosfatasa. Volem ressaltar la importància de descartar causes secundaries per tal d'evitar un retard en el correcte diagnòstic dels pacients.<br/>Degut a la gran importància de la via de la glicosilació, una activitat residual zero és incompatible amb la vida, és per això que hem ampliat el cribratge a fetus amb malformacions ecogràfiques o avortaments espontanis, per intentar detectar les formes més severes de la malaltia. Però estudi de 238 individuos no ha mostrat cap individu afecte de CDG. <br/>Per altra banda, hem incrementat i millorat l'estudi molecular de les deficiències de PDHA1, el subtipus més freqüent de deficiència de PDH, y ampliat l'estudi a altres subunitats del complex PDH. Això ens ha permès finalitzar el diagnòstic de 10 pacients amb deficiència en PDH-E1&#945; i diagnosticar els primers pacients espanyols amb deficiències de PDH-E1&#946; i PDH-E3.<br/>En conclusió, aquesta tesi ha contribuït a ampliar i millorar del diagnòstic dels CDG i de les deficiències de PDHc, a incrementar el seu coneixement tant bioquímica com genètic i alhora ha desvelat formes clíniques no conegudes d'aquests defectes.

Congenital Disorders of Glycosylation (CDG) and Pyruvate Dehydrogenase (PDH) deficiencies are two groups of diseases which affect very important pathways for the correct organism working. In both cases, slight changes in these pathways can have pathologic significances with overlapped clinical features. For these reasons, the aim of this thesis has been the implementation of biochemical and genetic methodologies in order to improve their diagnosis.<br/>We have improved the CDG screening techniques, first we have implemented the study of transferrin isoforms in agarose gels, and finally we have changed the screening techniques for CDG to semi-automated and quantitative methodologies: HPLC and CZE. Both methods allow a more objective sialotransferrin pattern interpretation and they permit an easier detection of slight altered patterns.<br/>We have implemented the apolipoprotein C-III isoform analysis in order to improve the CDG-II patient studies.<br/>With the application of these techniques to the patient studies we have diagnosed 14 new CDG patients. And we have also described two unknown secondary causes of sialotransferrin altered pattern: bacterial meningitis and fructose-1,6-bisphosphatase deficiency. We would emphasised the importance of role out secondary alterations in order to avoid a delay in the correct patient diagnosis. <br/>The glycosylation pathway is very important, and defects with no residual activity are incompatible with life. For this reason we have extended our screening for CDG to foetus with ecographic abnormalities and sporadic miscarriages, in order to detect the most severe forms of these diseases. But the study of 238 samples has shown no CDG patient.<br/>On the other hand, we have increased and improved the molecular study for PDHA1 (PDH-E1&#945;) deficiencies, the most frequently affected subunit, and we have also extended the molecular analysis to other PDH complex subunits. These works have permit us finishing the molecular diagnosis in 10 patients with PDHA1 deficiency, and describing the first Spanish patient with PDH-E1&#946; deficiency and PDH-E3 deficiency respectively.<br/>In conclusion, this thesis has contributed to improve the CDG and PDH deficiency diagnosis, has increased their biochemical and genetic knowledge, and has reported new clinical features.