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LOS GENES NF1 y NF2 DE LAS NEUROFIBROMATOSIS[1]
Las neurofibromatosis son un grupo de enfermedades que primariamente afectan a los tejidos derivados de la
cresta neural. Debido a su variable expresión se han descrito varios tipos, aunque en la actualidad son reconocidos
dos tipos principales: la neurofibromatosis tipo I (NF1), enfermedad de Von Reklinghausen o neurofibromatosis
periférica, y la neurofibromatosis tipo II (NF2) o central.
Las dos neurifobrimatosis son enfermedades monogénicas con herencia autosómica dominante. En 1987,
mediante estudios de ligamiento genético se demostró que los genes de las neurofibromatosis se localizan en dos
cromosomas diferentes; el de la NF1 en el cromosoma 17q11, y el de la NF2 en el cromosoma 22q11.21-q13.1.
Estos hallazgos confirmaron definitivamente la existencia de dos trastornos genéticos diferentes y, al año
siguiente, se establecieron los criterios para el diagnostico de las dos enfermedades .
La Neurofibromatosis tipo I
La NF1 es una enfermedad multisistémica que afecta principalmente al sistema nervioso y a la piel, y se
caracteriza por el desarrollo de tumores benignos en el sistema nervioso periférico y central. Las manifestaciones
más comunes son: manchas ?café con leche?, pecas axiales e inguinales, nódulos de Lisch (hamatomas del iris),
múltiples neurofibromas cutáneos, neurofibromas plexiformes, gliomas de las vías ópticas, alteraciones óseas
(cifoescoliosis, displasia cráneo-facial y pseudoartrosis), dificultades en el aprendizaje y retraso mental. La
aparición de tumores malignos es poco frecuente, siendo los más típicos los tumores malignos de la envoltura del
nervio periférico (Malignant peripheral nerve sheath tumor, MPNST) que ocurren generalmente en jóvenes y
adultos, con una incidencia aproximada del 10%. Las leucemias, específicamente la leucemia mielógena crónica
juvenil y los síndromes mielodisplásicos son raros pero más frecuentes que en los niños sin NF1.
La prevalencia de la enfermedad es 1 de cada 3000-3500 individuos. Se transmite con un patrón de herencia
autosómico dominante, aunque aproximadamente la mitad de los casos son esporádicos, causados por la aparición
de mutaciones ?de novo? en el gen causante de la enfermedad.
El gen NF1 fue identificado en 1990, mediante técnicas de clonación posicional . NF1 es uno de los genes
humanos de mayor tamaño, comprende unas 335 Kb de ADN genómico. El RNA mensajero (11-13 Kb) contiene
60 exones y tres de ellos presentan splicing alternativo. Se transcribe en sentido centrómero-telómero.
La proteína, denominada neurofibromina (2818 aminoácidos), con un peso molecular de 320 Kd, contiene una
región central de aproximadamente 360 aa (exones 21- 27a) que presenta una elevada homología de secuencia
con las proteínas que activan la GTPasa de las proteínas Ras (dominio GRD). Estudios ?in vivo? e ?in vitro? han
confirmado la funcionalidad del dominio GRD de la neurofibromina, actuando como un regulador negativo de la
actividad GTPasa de Ras. La inactivación de NF1 ocasiona la hiperactivación de Ras, alterando el control de la
proliferación y la diferenciación celular mediados por las vías de señalización dependientes de Ras.
El análisis mutacional del gen NF 1, en pacientes afectados de neurofibromatosis, ha mostrado un amplio espectro
de mutaciones germinales que causan la enfermedad: deleciones de diferente tamaño y mutaciones puntuales
(mutaciones de cambio de aminoácido, de parada y otras que alteran el splicing). La expresión de la enfermedad
es muy variable, incluso entre pacientes del mismo grupo familiar. No se ha encontrado correlación entre el
genotipo y el fenotipo, con la única excepción de las denominadas microdeleciones de 1,5 Mbp, mediadas por
secuencias repetidas (secuencias REP) que flanquean el gen NF1. Los pacientes con estas microdeleciones
generalmente presentan un fenotipo más severo de tumoración, dimorfismo facial, retraso mental y
malformaciones cardiacas.
La Neurofibromatosis tipo I
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El análisis genético de diferentes tumores NF1, tanto malignos, como benignos, han mostrado la existencia de
mutaciones somáticas, puntuales y deleciones, que inactivan la segunda copia del gen NF1. También se ha
detectado la pérdida de dicho gen en tumores no relacionados con la neurofibromatosis, en melanomas malignos y
en adenocarcinoma de colon, entre otros. Según estos hallazgos y en acuerdo con la definición de Knudson, el gen
NF1 es un gen supresor de tumores que induce la transformación tumoral según el modelo del ?doble golpe?.
Diferentes estudios experimentes han demostrado la existencia de una relación directa entre la activación de los
efectores de Ras, específicamente RAF, ERK1/2, PI3K y PAK, y el aumento de la tasa de proliferación observado
en células de Schwann y en astrocitos defectivos en neurofibromina. Estudios recientes han mostrado que la
pérdida de neurofibromina en astrocitos Nf1 (-/-) provoca la activación de una única isoforma de Ras,
específicamente K-Ras, a pesar de la abundante expresión de las tres isoformas (H-Ras, K-Ras y N-Ras) detectada
en astrocitos silvestres. También se ha detectado en astrocitos Nf1 (-/-) la hiperactivación de la vía mTOR-S6
(mammalian target of rapamycin), dependiente de la activación de K-Ras y de PI3K. La inhibición de la vía
mTOR-S6 con rapamicina revierte la elevada tasa de proliferación de los astrocitos Nf1 (-/-) in vitro.
Por otra parte, estudios bioquímicos y genéticos, desarrollados principalmente en Drosophila han demostrado que
la neurofibromina regula la adenilato ciclasa (AC) y los niveles de AMP cíclico (AMPc). Resultados recientes,
propugnan la existencia una nueva vía de activación de la AC, estimulada por factores de crecimiento,
independiente de la proteína G, activada por NF1. Además, postulan otra segunda vía de activación de la AC,
estimulada por serotonina e histamina, dependiente de la subunidad G?s de la proteína G, también activada por
NF1, específicamente por el extremo carboxilo de la neurofibromina .
Los modelos animales, en particular de ratón, generados para estudiar los procesos tumores mediados por NF1,
han mostrado la participación de otros genes supresores de tumores (p53 y RB) en el proceso de malignización de
los tumores NF1. Además, se ha comprobado que la pérdida de las dos copias del gen Nf no es suficiente para el
desarrollo de tumores benignos NF1, neurofibromas y gliomas. Factores ambientales, en particular, la existencia
de un entorno de células con un genotipo Nf (+/-), en los nervios periféricos y en el cerebro, facilitan la
transformación neoplásica de las células de Schawnn y de los astrocitos .
La Neurofibromatosis tipo II
La neurofibromatosis tipo II, o forma central, se caracteriza por el desarrollo de múltiples tumores benignos,
intracraneales e intraespinales, siendo el más característico el schwannoma vestibular bilateral.
La prevalencia de la enfermedad es mucho menor que la de NF1, aproximadamente 1 de cada 30.000-50.000
individuos. La herencia es autosómica dominante y, también, aproximadamente la mitad de los casos son
esporádicos.
La localización del gen en el cromosoma 22q11.21-q13.1, posibilitó su identificación en el año 1993, mediante
técnicas de clonación posicional. El gen NF2, denominado también SCH, de aproximadamente 110 Kb, consta de
17 exones y, expresa dos transcritos mayoritarios resultantes del splicing alternativo del exón 16. La isoforma tipo
I contiene el exón 16 con un codón de parada de transcripción en dicho exón, y la forma tipo II que carece del
exón 16, con el codón de parada en el exón 17.
Los análisis genéticos han demostrado la existencia de diferentes mutaciones germinales en NF2, en pacientes con
neurofibromatosis tipo 2, y mutaciones somáticas que inactivan la segunda copia de dicho gen, en tumores NF2,
schwannomas y menigiomas. La pérdida alélica del gen NF2 también se ha encontrado en schwannomas y
menigiomas esporádicos, y en otros tumores no relacionados con la NF2: carcinomas de pulmón y de colon,
melanomas y mesoteliomas malignos. De todo esto se concluye que NF2 es también un gen supresor de tumores.
La Neurofibromatosis tipo II
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El gen NF2 codifica dos isoformas de la proteína, denominada schwannomina o merlina, la isoforma tipo 1 (NF2,
17) de 595 aa, y la isoforma tipo 2 (NF2, 16) de 590 aa. El análisis de la secuencia de dicho gen muestra que la
proteína presenta una alta homología con los miembros de la familia de proteínas EMR (Ezrina- MoexinaRadixina). Al igual que las proteínas EMR, la merlina se localiza en la membrana plasmática e interacciona con
ciertos componentes del citoesqueleto, en particular con la F-actina, desempeñando un papel importante en la
motilidad, la adhesión celular, y en las interacciones inter-celulares. Otros trabajos han mostrado la implicación
de la merlina en el control de la proliferación celular. Además de su unión con actina, la merlina puede formar
heterodímeros con Ezrina (humanos) o con Expanded (en Drosophila), o unirse a otros factores, tales como:
?-catenina, ?II-espectrina, y varias proteínas transmembranales como CD44. La mayor parte de estas
interacciones están mediadas por el dominio FERM de la merlina.
La proteína merlina puede encontrarse en dos estados conformacionales: abierta y cerrada (plegada), dependiendo
de su estado de fosforilación, y de su interacción con otras proteínas. Este cambio conformacional determina su
funcionalidad y su interacción con otras proteínas. La forma hipofosforilada, plegada, es la forma activa que
reprime el crecimiento celular .
La fosforilación de merlina es dependiente de la p21-activated Kinase (PAK) y de su activador la GTPasa Rac.
Asu vez, merlina reprime la actividad de Rac.
También Nf2 es un gen supresor de tumores en Drosophila. En este organismo, la merlina actúa conjuntamente
con Expanded, otra proteína de la famila FERM. Los últimos trabajos indican que merlina y Expanded controlan
la activación de la vía Hippo. Esta vía de señalización celular, conservada en mamíferos, contiene varios genes
supresores de tumores, y su activación inhibe Yorkie (Yki), un coactivador transcripcional que regula
positivamente el crecimiento, la apoptosis y la proliferación celular.
No existe un tratamiento para la enfermedad, pero se han realizado estudios genéticos para encontrar las
mutaciones de los genes de dos maneras distintas:
• estudios directos: buscando la mutación que produce la enfermedad en el gen.
• estudios indirectos: gracias a polimorfismos que segreguen junto con la mutación se pueden analizar lo
patrones de herencia.
1. ? Máster en Oncología Molecular (2007-2009). CEB/CNIO
La Neurofibromatosis tipo II
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