En xenética, a perda de heterocigose (ou de heterocigosidade; PDH, ou LOH na literatura inglesa) é un tipo de anormalidade xenética que se dá en organismos diploides na cal se perde unha copia dun xene completo e da rexión cromosómica que o rodea. Como as células diploides teñen dúas copias de cada xene, unha procedente de cada proxenitor, cando isto ocorre conservará aínda unha copia (só) do xene perdido, pero xa non presentará ningunha heterocigose (lixeiras diferenzas entre as versións do xene herdado ou alelos de cada proxenitor).
No cancro
A perda de heterocigose é común no desenvolvemento do cancro. Orixinalmente, cómpre que haxa un estado de heterocigose que indica que unha das dúas copias do xene supresor de tumores non é funcional na reixón de interese. Porén, moitas persoas seguen tendo boa saúde a pesar desa perda, porque aínda teñen un xene funcional no outro cromosoma dese par cromosómico. Pero pode ocorrer que a copia funcional que queda do xene supresor de tumores sexa inactivada por unha mutación puntual ou por outros mecanismos, o que resulta nun episodio de perda de heterocigose, que non deixa ningunha copia dese xene supresor de tumores funcional que protexa o corpo. A perda de heterocigose non implica un estado homocigoto (para o cal tería que haber dous alelos idénticos nese xene). As dianas exactas da perda de heterocigose non están caracterizadas para todas as perdas en cromosomas no cancro, pero algunhas están ben mapadas. Algúns exemplos son a perda 17p13 en múltiples tipos de cancro nos que se anula unha copia do xene xene TP53, a perda 13q14 no retinoblastoma con deleción do xene RB1 ou a perda 11p13 no tumor de Wilms, no cal se perdeu o xene WT1. Outras perdas comúns de loci cromosómicos están aínda a investigarse en canto aos posibles supresores de tumores afectados localizados nesas rexións.
Hipótese dos dous impactos de Knudson da tumoroxénese
Segundo esta hipótese deben producirse polo menos dous "impactos" que alteren xenes supresores de tumores para que se produza un cancro. Primeiro impacto: O primeiro impacto pensábase clasicamente que era unha mutación puntual, pero xeralmente orixínase debido a eventos epixenéticos que inactivan unha copia dun xene supresor de tumores, como RB1 (do retinoblastoma). Nas síndromes cancerosas hereditarias, os individuos nacen xa co primeiro impacto. O individuo non desenvolve cancro nese momento porque o alelo restante do xene supresor de tumores permanece no outro locus e aínda funciona normalmente. Segundo impacto: Aínda que normalmente se pensa que o segundo impacto é unha deleción que ten como resultado a perda do alelo funcional que queda do xene supresor de tumores, o mecanismo que se publicou orixinalmente sobre a perda de heterocigose no RB1 non foi unha deleción senón unha recombinación mitótica/conversión xénica/perda de heterocigose neutra en copias. Hai unha diferenza fundamental entre deleción e perda de heterocigose neutra en copias, xa que este último mecanismo non se pode detectar contando o número de copias do xene baseándose en hibridación xenómica comparativa (CGH), e require facer unha xenotipificación alélica. Dun modo ou do outro, a perda de heterocigose deixa soamente alelos non funcionais no xene supresor de tumores, e a persoa pode iniciar a desenvolver un cancro.
Perda de heterocigose neutra en copias A perda de heterocigose neutra en copias chámase así porque non se produce un cambio neto no número de copias do xene no individuo afectado. Posibles causas disto son unha disomía uniparental (UPD) adquirida e a conversión xénica. Na disomía uniparental, unha persoa recibe dúas copias dun cromosoma ou parte dun cromosoma procedentes dun proxenitor e ningunha copia do outro proxenitor debido a erros na meiose I ou meiose II. Esta homocigose adquirida podería levar ao desenvolvemento de cancro se o individuo herdou un alelo non funcional dun xene supresor de tumores.
Nas células tumorais a perda de heterocigose neutra en copias pode ser equivalente bioloxicamente ao segundo impacto da hipótese de Knudson.Mao X, Young BD, Lu YJ. The application of single-nucleotide polymorphism microarrays in cancer research. Curr Genomics. 2007 Jun;8(4):219–28. A disomía uniparental adquirida é bastante común tanto en tumores hematolóxicos coma en sólidos, e constitúe do 20 ao 80 % das perdas de heterocigose vistas en tumores humanos.Gondek LP, Tiu R, O'Keefe CL, Sekeres MA, Theil KS, Maciejewski JP. Chromosomal lesions and uniparental disomy detected by SNP arrays in MDS, MDS/MPD, and MDS-derived AML. Blood. 2008 Feb 1;111(3):1534–42.Ishikawa S, Komura D, Tsuji S, Nishimura K, Yamamoto S, Panda B, et al. Allelic dosage analysis with genotyping microarrays. Biochem Biophys Res Commun. 2005 Aug 12;333(4):1309–14. A deteminación de cariotipos virtuais usando matrices baseadas en SNP pode servir para saber o número de copias en todo o xenoma e o estado de perda de heterocigose, incluíndo a detección de perdas de heterocigose neutra en copias. A perda de heterocigose neutra en copias non se pode detectar por arrayCGH, FISH, ou citoxenética convencional. As matrices baseadas en SNP son as preferidas para a cariotipificación virtual de tumores e poden realizarse en tecidos frescos ou incrustados en parafina. miniatura|Perda de heterocigose neutra en copias/disomía uniparental. miniatura|Cariotipo virtual con matriz de SNP dun carcinoma colorrectal (vista de xenoma completo) mostrando delecións, ganancias, amplificacións e disomía uniparental adquirida (perda de heterocigose neutra en copias).
Retinoblastoma
O exemplo clásico de perda de xenes protectores é o retinoblastoma hereditario, no cal a contribución dun proxenitor do supresor de tumores RB1 é defectuosa. Aínda que a maioría das células terán unha segunda copia funcional, os eventos ao chou de perda de heterocigose en células individuais case invariablemetne leva ao desenvolvemento deste cancro retinal en nenos pequenos.
Cancro de mama e BRCA1/2 Os xenes BRCA1 e BRCA2 mostran perda de heterocigose en mostras de tumores de pacientes que teñen mutacións da liña xerminal.Maxwell, K.N., Wubbenhorst, B., Wenz, B.M. et al. BRCA locus-specific loss of heterozygosity in germline BRCA1 and BRCA2 carriers. Nat Commun 8, 319 (2017). https://doi.org/10.1038/s41467-017-00388-9 Os BRCA1/2 son xenes que producen proteínas que regulan a vía de reparación do ADN ao unírense a Rad51.
Reparación por recombinación homóloga
Nos cancros de mama, ovario, pancreático e de próstata, un encima central empregado na reparación por recombinación homóloga (HRR) de danos no ADN adoita ser defectivo debido á perda de heterocigose, que é un defecto xenético en ambas as copias (no xenoma diploide humano) dun xene que codifica un encima necesario para a HRR. Tales perdas de heterocigose nestes diferentes tipos de cancro atopáronse nos xenes de reparación do ADN BRCA1, BRCA2, BARD1, PALB2, FANCC, RAD51C e RAD51D. A redución da capacidade de reparar correctamente os danos no ADN por recombinación homóloga pode levar a unha reparación incorrecta compensada, incremento da mutación e progresión a un cancro.
Detección A peda de heteroigose pode identificarse en cancros detectando a presenza de heterocigose no locus xenético no ADN da liña xerminal dun organismo, e a ausencia de heterocigose nese locus nas células cancerosas. Isto adoita facerse usando marcadores polimórficos, como microsatélites ou polimorfismos dun só nucleótido, para o cales os dous proxenitores contribuíron con diferentes alelos. O estado da perda de heterocigose en todo o xenoma de mostras de tecido fresco ou incrustado en parafina pode avaliarse por cariotipificación virtual usando matices de SNP.
En organismos asexuais Propúxose que a perda de heterocigose pode limitar a lonxevidade de organismos asexuais. O alelo menor en áreas heterocigotas do xenoma é probable que teña consecuencias leves sobre a eficacia biolóxica comparado coas mutacións de novo, porque a selección tivo tempo de eliminar alelos prexudiciais. Cando a conversión xénica alélica elimina o alelo maior neses sitios, os organismos probablemente sofren un leve declive en eficacia biolóxica. Como a perda de heterocigose é moito máis común que a mutación de novo, e porque as consecuencias sobre a eficacia biolóxica están próximas á neutralidade, ese proceso debería impulsar o trinquete de Muller máis rapidamente que as mutacións de novo. Aínda que sobre este proceso se fixo pouca experimentación experimental, sábese que unha importante signatura de asexualidade en xenomas de metazoos parece ser a perda de heterocigose de xenoma completo, un tipo de efecto anti-Meselson.
En xenética de poboacións En xenética de poboacións, cando se produce un colo de botella poboacional dise que se orixina unha perda de heterocigose e un aumento da homocigose, debido ao aumento da endogamia en poboacións que quedaron reducidas.Stricberger. Genética. 2ª edición. Ediciones Omega. Barcelona. ISBN 84-282-0369-5. Páxinas 821-822. miniatura|300px|esquerda|Un exemplo de perda de heterocigose co paso do tempo en poboacións nun colo de botella. Diferentes alelos pintados en diferentes colores. Unha poboación diploide de 10 individuos pasou por un colo de botella baixando a só tres individuos repetidamente, e o resultado foi que todos os individuos son homocigotos.
Notas
Véxase tamén Outros artigos Depresión endogámica Inestabilidade de microsatélites Xene supresor de tumores Cariotipo virtual Hipótese de Knudson Deleción
Ligazóns externas
"Long-term study of the clinical significance of loss of heterozygosity in childhood acute lymphoblastic leukemia" – Leukemia "Loss of heterozygosity identifies genetic changes in chronic myeloid disorders, including myeloproliferative disorders, myelodysplastic syndromes and chronic myelomonocytic leukemia" – Modern Pathology "Mapping loss of heterozygosity in normal human breast cells from BRCA1/2 carriers" – BJC "Loss of Heterozygosity Studies on Chromosome 12q in Disseminated Superficial Actinic Porokeratosis: Lessons to be Learned" – Journal of Investigative Dermatology
Categoría:Xenética Categoría:Cancro Categoría:Mutacións