GENETICA Y PRESENTACION DE LA DEFICIENCIA DE 21-HIDROXILASA

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Introducción

La hiperplasia suprarrenal congénita (HSC), producida por una deficiencia de la enzima suprarrenal 21-hidroxilasa (21-OH), es un trastorno hereditario autonómico recesivo del metabolismo de los esteroides y se divide en las formas clásica y no clásica.¹ El bloqueo de la 21-hidroxilasa es la forma más frecuente de HSC (90% de los casos), la causa más frecuente de ambigüedad sexual y la causa endocrina más frecuente de muerte neonatal.² La prevalencia de estos trastornos es alta; se calcula que la HSC afecta alrededor de 1 en 1 000 mujeres de raza blanca de origen no judío. Se estima que la heterocigocidad para la deficiencia de 21-hidroxilasa afecta aproximadamente a 1 de cada 60 individuos de la población blanca general de origen no judío, aunque puede afectar hasta a 1 de cada 3 judíos askenazis.³ En los países mediterráneos la frecuencia de este trastorno enzimático es bastante alta (de 1:27 en los israelíes a 1:333 en los italianos), mientras que en la población blanca, en general, la frecuencia de este error innato del metabolismo es de sólo 1:400.^3-5 La incidencia de la deficiencia de 21-OH entre las mujeres hirsutas varía entre el 1.2% y 20%.^6-8 La disparidad de estos hallazgos podría deberse a la variabilidad del gen de la 21-OH en diferentes poblaciones, la variabilidad de los protocolos de estudios, y la falta de similitud de las poblaciones de pacientes en los diferentes estudios. Actualmente se sabe que la síntesis de 21-OH está controlada por dos genes, el CYP21A₂ activo (CYP21B) y el seudogén CYP21A₁P (CYP21A, CYP21P). Este gen se localiza en el brazo corto del cromosoma 6 (6p21.3) dentro del complejo de histocompatibilidad del antígeno leucocitario humano (HLA).^2,9,10,11 Este gen se expresa principalmente en la zona glomerulosa y la zona fasciculada pero se detectó 21-hidroxilación extrarrenal probablemente producida por las isoenzimas CYP21 en la piel humana, el corazón y los linfocitos, y por último en el hipocampo y los queratinocitos cutáneos.^12,13

Fisiopatología

Existe un asa estrechamente ligada entre la concentración de cortisol y la secreción de corticosuprarrenotrofina (ACTH) por la hipófisis posterior. Cuando la concentración de cortisol disminuye, cualquiera sea la causa, el asa se activa y la hipófisis secreta ACTH para mantener normales los valores de cortisol. Entre todas las hormonas esteroideas, sólo el cortisol ejerce un efecto de retroalimentación negativo sobre la secreción de ACTH.

El sistema nervioso central controla la secreción de ACTH, su variación diurna y su aumento en el estrés a través del factor liberador de corticotrofina (CRF).

El defecto hereditario de una de las cinco enzimas necesarias para la conversión de colesterol a cortisol conduce a una disminución de la concentración de cortisol y a la acumulación de sustancias precursoras proximales al paso enzimático (Tabla 1).

Las características clínicas de la HSC (no sólo en la forma clásica sino también en la no clásica) se relacionan con las hormonas que son deficientes y las que son hiperproducidas. En la HSC por deficiencia de 21-hidroxilasa, la aldosterona y el cortisol (principalmente en la forma clásica) están disminuidos y los andrógenos se producen en exceso (Tabla 2), lo que conduce a la virilización prenatal de los fetos femeninos. La forma no clásica de HSC debida a una deficiencia de 21-OH no conduce a genitales ambiguos en la mujer 46XX porque la concentración prenatal de andrógenos no es lo suficientemente alta como para virilizar los genitales externos de un feto femenino, lo que incluye la clitoromegalia y la fusión de los labios.^11,13

Tabla 2

Recientemente se descubrió que, excepto por la corteza suprarrenal en los casos de HSC (principalmente en la forma clásica), la médula suprarrenal era afectada por la concentración baja de cortisol y el exceso de producción de andrógenos.^14,15

Beaujean y col. y Brown y col. observaron que en la glándula suprarrenal humana con deficiencia de 21-hidroxilasa las células cromafines formaban neuritas extensas, que se extendían entre las células corticosuprarrenales.^16,17 Más tarde, otros investigadores mediante estudios in vitro apoyaron el hallazgo de que los andrógenos suprarrenales promueven el crecimiento, mientras que los glucocorticoides preservan las células neuroendocrinas. Parece que la secreción normal de cortisol por la corteza suprarrenal es necesaria para la organogénesis en la médula suprarrenal, porque los glucocorticoides estimulan la expresión de la feniletanolamina-N-metiltransferasa, enzima que convierte la noradrenalina en adrenalina.¹⁸ Charmandari y col. mostraron que la función de la médula suprarrenal (expresada por la metanefrina libre) puede predecir el fenotipo y el genotipo en los casos clásicos de HSC debidos a deficiencia de 21-OH.¹⁹ La adrenalina puede desempeñar un papel no sólo en la hipoglucemia observada en los niños con HSC, sino también en la concentración de leptina (la adrenalina inhibe la leptina) y probablemente en la resistencia a la insulina que se observa en los casos de HSC.^20,21

Al parecer, un espectro de trastornos bioquímicos y hormonales (que incluyen el hipercortisolismo causado por el enfoque terapéutico, hiperandrogenemia, aumento de las concentraciones de leptina, bajas concentraciones de catecolaminas y resistencia a la insulina u obesidad) pueden desempeñar un papel importante en la presentación de los síndromes metabólicos en pacientes con HSC más tarde en su vida.¹⁴

También en los casos de HSC debidos a baja concentración de cortisol, el eje hipotálamo-hipófisis-suprarrenal es activado y aumenta el CRF, lo que conduce a efectos fisiológicos negativos y a un aumento del estrés psicológico incluso en los casos de HSC no clásica.²²

En los pacientes con HSC, en relación con la población general, se han observado tumores corticosuprarrenales con alta frecuencia; son tumores raros producidos por un aumento en la expresión de CRF, que es la consecuencia de la deficiencia de cortisol y de la activación del eje hipotálamo-hipófisis-suprarrenal, como se comunicó previamente.^23,24

Ligamiento genético con HLA y desequilibrio del ligamiento genético

Los genes para el HLA son antígenos de la superficie celular importantes para trasplantes y se localizan en el cromosoma 6. Cada individuo hereda un cromosoma 6 de su padre y uno de su madre. La hiperplasia suprarrenal congénita se transmite como rasgo autonómico recesivo y afecta a hombres y mujeres por igual. Como la deficiencia de 21-OH se hereda como un rasgo autonómico recesivo, los padres de un niño homocigota son heterocigotas obligados, y cada uno ha contribuido con un gen de deficiencia de 21-OH al niño.

Un ligamiento genético estrecho entre el complejo HLA localizado sobre el brazo corto del cromosoma 6 y la deficiencia de 21-OH fue descrito inicialmente por Dupont y col. en 1977.²⁵ En ese estudio se realizó una genotipificación del HLA de padres e hijos en seis familias en las que había uno o más niños afectados con HSC debido a una deficiencia de 21-OH. En cinco de estas familias, todos los descendientes afectados eran HLA idénticos, y todos eran HLA diferentes de sus hermanos no afectados. En la sexta familia, los dos hermanos afectados eran HLA-B idénticos. En el encuentro Eighth International Histocompatibility se calculó mediante métodos estadísticos de análisis genético que el puntaje de Lod para el ligamiento entre HLA y HSC por deficiencia de 21-OH era de 15.65. El puntaje de Lod es un índice estadístico de ligamiento genético y un valor mayor de 3 implica que existe ligamiento.²⁶ En los estudios genéticos es importante distinguir entre el ligamiento genético y el desequilibrio del ligamiento genético, que es la asociación no aleatoria de alelos de diferentes loci genéticos. Por lo tanto, no sólo están ligados genéticamente la deficiencia de 21-OH y la HLA, sino que existe un desequilibrio genético entre la deficiencia de 21-OH y los alelos de HLA.

En la deficiencia de 21-OH clásica, la asociación más importante es con HLA B₄₇.^5,11,26 También se informó un desequilibrio del ligamiento genético para la forma no clásica de la deficiencia de 21-OH y una frecuencia significativamente aumentada de HLA B₁₄, DR₁.²⁷ Los antígenos HLA B₅ y B₄₀ también se asocian con mayor riesgo de deficiencia de 21-OH clásica.³ La otra asociación importante de los antígenos HLA-B con la HSC no clásica es el HLA B₃₅.²⁸

Genética molecular de la deficiencia de 21-hidroxilasa (genotipo)

Forma clásica

La deleción de los genes CYP21B y C₄B, que se asoció con el haplotipo A₃B_W47DR_7,fue la primera mutación comunicada.²⁹ La mutación de adenina a citosina en el intrón 2 (A o C → G). Esta mutación fue el cambio genético más comúnmente asociado con la forma clásica de la enfermedad, compuesta por un 25% de todos los alelos de la deficiencia clásica de 21-hidroxilasa y habitualmente conduce a transcritos de ARN con corte y empalme anormal.^30,31 Las otras mutaciones asociadas con una deficiencia completa de la enzima 21-OH fueron la mutación en el codón 318, la deleción de 8 pares de bases en el exón 3, la mutación Arg → ³⁵⁶ Trp y las cuatro mutaciones en el agrupamiento: Ile–Val–Clu–Met^236-239 → Asn–Glu–Glu–Lys.³² La mutación Ile¹⁷² → Asn se asocia específicamente con la forma virilizante simple de la enfermedad, con una actividad enzimática del 3% al 7 % de la actividad normal.³³ Por último, la mutación Pro ³⁰ → Leu se presentó tanto en la forma virilizante simple como en la forma no clásica de la enfermedad³⁴ (Tabla 3).

Forma no clásica

La mutación Val ²⁸¹ → Leu se ha observado en pacientes con el haplotipo HLA-B₁₄DR₁.³⁵ En algunas poblaciones como los judíos askenazi esta mutación fue un polimorfismo genético frecuente con una frecuencia del gen superior al 10%. La mutación Pro ³⁰ → Leu ha sido detectada en un tercio de los alelos de pacientes con forma no clásica de la enfermedad.³⁶ Otras mutaciones incluyen la mutación Pro ³⁰ → Ser que se observó más tarde y la mutación Pro ⁴⁵³→ Ser³⁷ (Tabla 3). Se están realizando otras investigaciones en muchos países del mundo para dilucidar la genética molecular completa de este trastorno enzimático;^38-41 pero las once mutaciones, deleciones, translocaciones o cambios genéticos previamente comunicados en general, abarcaban más del 90% de todos los cambios genéticos que se han reconocido hasta la fecha en este trastorno enzimático. Esto es importante en los estudios en los cuales se buscan cambios moleculares.

Diagnóstico

El diagnóstico de los casos de HSC clásica suele ser fácil; se combinan hallazgos bioquímicos y características clínicas. Los hallazgos bioquímicos incluyen los valores muy altos de 17-hidroxiprogesterona, androstenediona, progesterona, testosterona y los valores bajos de cortisol, no sólo en los niveles basales sino también después de la prueba de estimulación con ACTH. Las características clínicas incluyen el hirsutismo moderado o grave, los trastornos menstruales, la altura corporal final baja del adulto y, por supuesto, la virilización de los genitales externos o la pérdida de sal.^42,43

Por el contrario, el diagnóstico de los casos de HSC no clásica, así como los portadores heterocigotas, presenta grandes dificultades y estos individuos con frecuencia no son diagnosticados. Las dificultades se concentran en el hecho de que, en las formas leves, el inicio temporal del trastorno en la pubertad, algunas de las sustancias precursoras en el suero y la característica ecográfica de los ovarios no difieren de otras causas de hiperandrogenismo como el síndrome de ovarios poliquísticos y la hiperinsulinemia. La mayoría de los investigadores concuerdan en que la prueba de ACTH es esencial en el diagnóstico diferencial de los casos no clásicos de HSC de otras causas de hiperandrogenismo.²⁶ Con la prueba de estimulación de ACTH se acumulan sustancias precursoras como la 17-hidroxiprogesterona y progesterona (debido a deficiencia enzimática). En relación con los costos de la prueba de estimulación de ACTH, algunos investigadores han propuesto que esta prueba se realice en los casos sospechosos, después de una precalificación sustentada por hallazgos especiales, como los valores básicos de testosterona o los valores de 17-hidroxiprogesterona matinales en la fase folicular temprana del ciclo superiores a 2 ng/ml. Según el criterio de precalificación de los pacientes con sospecha de HSC no clásica con valores basales de 17-hidroxiprogesterona > 2 ng/ml, hemos observado casos de la forma no clásica de HSC con valores matinales de 17-hidroxiprogesterona por debajo de 1 ng/ml.⁴⁴

Es útil señalar que los valores > 20 ng/ml, propuestos por New y cols. para el diagnóstico de la HSC no clásica, se redujeron más tarde a 10 ng/ml.

Incidencia

Speiser y col. observaron que las frecuencias de HSC no clásica y sus formas heterocigotas son de 1 en 27 y 1 en 3, respectivamente, en judíos ashkenazis; 1 en 53 y 1 en 4, en hispanos; 1 en 63 y 1 en 5, en yugoslavos; 1 en 333 y 1 en 9, en italianos, y 1 en 1 000 y 1 en 14, en otros sujetos de raza blanca.³ La HSC no clásica es uno de los trastornos autosómicos recesivos más frecuentes de los seres humanos. Sobre la base de la respuesta de la 17-OH a la estimulación aguda con ACTH, se estima que la incidencia de deficiencia de 21-OH entre mujeres hiperandrogénicas griegas es de 3.4%.⁴⁴ Mediante estudios realizados en la población heterocigota de Nueva York, se calculó que la frecuencia de HSC no clásica es de 1/100, lo que la convierte en la enfermedad autosómica recesiva más frecuente, más incluso que la drepanocitosis, la enfermedad de Tay-Sachs, la fibrosis quística y la fenilcetonuria.²²

Clasificación

El esquema de clasificación propuesto por Kohn y col. fue aceptado en general por la comunidad científica internacional.⁴⁵ Este esquema reconoce tres alelos para la deficiencia de 21-OH (21-OHd^normal, 21-Ohd^leve, 21-Ohd^grave). El trastorno clásico se presenta cuando una persona es homocigota para 21-OH^grave. En el trastorno no clásico existen los siguientes fenotipos (21-Ohd^leve/21-Ohd^leve o 21-OHD^normal). La deficiencia de 21-OH críptica es indistinguible desde el punto de vista bioquímico de aquellos con la forma no clásica y tiene el mismo genotipo.²⁸

Presentación clínica de la deficiencia de 21-hidroxilasa

Formas clínicas de la enfermedad (fenotipo)

La enfermedad se clasifica en las siguientes formas:

La forma clásica, en la cual la característica más sobresaliente es la virilización de los genitales externos o el cuerpo (forma virilizante simple) o la virilización de los genitales externos o el cuerpo con pérdida renal de sal definida por hiponatremia, hiperpotasemia, natriuresis inapropiada y baja concentración de aldosterona en suero y orina (forma perdedora de sal de la HSC).²⁴

La forma no clásica se caracteriza por virilización, trastornos menstruales, acné o seborrea, obesidad, piel untuosa, hirsutismo y esterilidad. Se ha comunicado disfunción gonadal, oligoespermia, subfertilidad, hiperpigmentación sutil y agrandamiento del pene debidos a un aumento de los andrógenos suprarrenales en hombres con deficiencia de 21-OH.^24,26

Características clínicas

Formas clásica y no clásica

Como se mencionó previamente, en la forma clásica de la enfermedad (con una deficiencia completa o grave de la enzima [actividad enzimática: 0 al 3% de la normal]) puede haber virilización de los genitales externos del feto femenino al nacimiento, porque estas niñas están expuestas a concentraciones sistémicas elevadas de andrógenos suprarrenales aproximadamente desde la séptima semana de gestación (la HSC debida a deficiencia de 21-OH es la causa más frecuente de genitales ambiguos en el recién nacido que conduce a seudohermafroditismo femenino).^24,26 Alrededor de un tercio de los pacientes con deficiencia de 21-OH tienen la forma virilizante simple.⁴⁶ La mujer que presenta HSC y no es tratada o lo es de forma inadecuada desarrolla signos de virilización progresiva. El vello púbico aparece a los 2-4 años, seguido por el vello axilar. La edad ósea está adelantada 2 años y debido al cierre epifisario temprano, la altura en la infancia se logra a expensas de una baja estatura en la vida adulta. La masculinización progresiva continúa con el desarrollo del hábito masculino, acné, profundización de la voz, amenorrea y esterilidad que puede presentarse en niñas adolescentes con cualquier forma de deficiencia de 21-OH. Sin embargo, alrededor del 80% de las mujeres con la forma virilizante simple y el 60% de aquellas con la forma perdedora de sal son fértiles.²⁴ También se comunicó el comportamiento heterosexual en las mujeres después de la adolescencia. En general, se observa un desequilibrio electrolítico del tipo perdedor de sales a los pocos días de vida y se presenta en alrededor de un tercio de los pacientes con la forma virilizante. El lactante que presenta este trastorno continúa hasta presentar crisis de tipo addisoniano con hiponatremia, hiperpotasemia y acidosis. Se necesita un diagnóstico y un tratamiento rápidos para salvar a estos niños. Los varones pueden presentar agrandamiento del pene con testículos pequeños porque los andrógenos circulantes son de origen suprarrenal.²⁶

La forma no clásica de deficiencia de 21-OH (deficiencia de la enzima de alrededor del 30% al 50% de la actividad normal) es una enfermedad con diversidad fenotípica extrema. Si bien los individuos con esta enfermedad son normales al nacimiento, pueden presentarla antes de la pubertad, alrededor de ella o después con síntomas como adrenarca precoz, acné, hirsutismo, irregularidades menstruales, clitoromegalia, amenorrea, baja estatura en la adultez y esterilidad. Recientemente se ha descubierto que existe una reducción importante de la secreción de tirotrofina (TSH) matinal en los pacientes con deficiencia de 21-OH en comparación con las mujeres con síntomas hiperandrogénicos de otra etiología. Estos resultados sustentan una disfunción del eje hipotálamo-hipófisis-tiroides debido a una alteración de los patrones de secreción de ACTH.⁴⁷ El fenotipo y los síntomas clínicos de las mujeres, como se informó previamente, se manifiestan antes de la pubertad o después de ella y no difieren de los hallados en pacientes con síndrome de ovarios poliquísticos, hirsutismo idiopático o hiperinsulinemia. En el caso de la deficiencia críptica de 21-OH, es posible que los individuos no manifiesten síntomas. Puede existir una deficiencia de 21-OH no clásica y críptica en hermanos bioquímica y genotípicamente idénticos. Los pacientes con la forma críptica pueden presentar síntomas y los pacientes con la forma no clásica sintomática pueden tener una mejoría espontánea.^28,42 No es infrecuente que los síntomas aumenten y disminuyan durante toda la vida.

Portadores heterocigotas

Los portadores heterocigotas de la deficiencia de 21-OH portan una mutación grave o leve y un gen normal y habitualmente se encuentran asintomáticos. Se los encuentra en los estudios de las familias de los sujetos afectados, la sospecha surge por las concentraciones ligeramente aumentadas de 17-hidroxiprogesterona luego de la estimulación con ACTH y el diagnóstico es confirmado con el análisis de ADN. La prueba de estimulación con ACTH no es diagnóstica en estos individuos porque existe superposición con sujetos en los que no hay sospecha alguna en alrededor de un tercio al 50% de los heterocigotas.¹³

No está claro si los portadores heterocigotas de la deficiencia de 21-OH (mutaciones CYP 21) tienen mayor riesgo de hiperandrogenismo.^13,24,48,49

Concordancia entre fenotipo y genotipo en las tres formas de la enfermedad

Muchos investigadores descubrieron que la tasa de concordancia de genotipo y fenotipo era diferente en las tres formas de la enfermedad. Dracopoulou y col. observaron en una muestra sustancial de la población griega que se detectaba una concordancia completa en los genotipos que predecían el fenotipo perdedor de sal, se detectaba una concordancia ligeramente inferior (95.2%) en los genotipos que predecían el fenotipo virilizante simple y la menor concordancia (67.6%) se observaba en los genotipos que predecían el fenotipo no clásico.³⁴ Speiser y col. observaron que una estrecha correlación entre genotipo y fenotipo es especialmente aplicable a los homocigotas en las mutaciones graves o leves. La predicción de fenotipo o genotipo tiende a volverse más difícil entre los pacientes que son heterocigotas compuestos para dos mutaciones diferentes o aquellos que portan mutaciones de gravedad intermedia.⁵⁰ Los mismos hallazgos fueron comunicados por Willson y col.,⁵¹ Rumsby y col.,⁵² Sepiser,⁵³ White y Speiser²⁴ y por otros investigadores en otras poblaciones.^54-56 New informó que en su base de datos de 1 502 pacientes con diagnóstico de HSC confirmado genéticamente, en el 98% de los pacientes con deficiencia de 21-OH, el genotipo se corresponde con el fenotipo hormonal. En los pacientes con la forma no clásica de HSC se presentó concordancia entre genotipo hormonal y fenotipo en el 97% de los casos.²² Esta autora señala que no se ha estudiado aún la concordancia del genotipo con las características clínicas del exceso de andrógenos (es decir, hirsutismo, baja estatura). Al parecer es posible que algunos factores que modifican la expresión genética de 21-OH y la acción de las hormonas esteroideas expliquen estas diferencias en la expresión del fenotipo.⁴⁵ Esto puede tenerse en consideración en el diagnóstico prenatal y el asesoramiento genético.

Importancia de la identificación precisa de los pacientes con deficiencia de 21-hidroxilasa

Es importante una identificación precisa de los pacientes con deficiencia de 21-OH, por varias razones.^11,42

Primero, para realizar un tratamiento satisfactorio. El tratamiento de la forma clásica de HSC y la forma no clásica grave de la enfermedad es específico: administración de corticosteroides. Los anticonceptivos orales o los antiandrógenos utilizados en el tratamiento del hirsutismo son una elección inapropiada como terapia primaria en pacientes con las formas clásica y no clásica de HSC, dado que no remedian el origen del problema (menor producción de cortisol y mayor producción de andrógenos). Además, se pueden utilizar anticonceptivos orales o antiandrógenos en el tratamiento de la forma no clásica leve de HSC, las formas heterocigota y críptica de la deficiencia de 21-OH, si se presentan síntomas clínicos.

En segundo lugar, determinar si existe la necesidad de recibir un tratamiento con corticosteroides durante toda la vida en los pacientes que presentan una respuesta disminuida al cortisol, en el caso de la estimulación suprarrenal, y en todos los casos en los momentos críticos de mayor estrés.

Tercero, a los fines del asesoramiento genético, sobre todo en las poblaciones con alta incidencia conocida de HSC, como judíos ashkenazis o individuos de origen mediterráneo y pertenecientes a sociedades cerradas.

Cuarto, en el tratamiento de la esterilidad en los pacientes con la forma no clásica de HSC y la esterilidad en casos sin irregularidades menstruales y concepción espontánea (tasa de aborto de alrededor del 30%).⁴²

Diagnóstico prenatal

Si se lleva a cabo una biopsia de vellosidades coriónicas y se utilizan técnicas moleculares de análisis de ADN, como se comunicó antes, se puede realizar un diagnóstico prenatal temprano en el primer trimestre (Figura 1). Además, la amniocentesis a las 16 semanas de gestación o después con cultivo de células de líquido amniótico ha indicado fetos afectados con HSC, aunque puede estar presente la virilización, que tiene lugar entre las 10 y las 16 semanas de gestación. Algunos estudios mostraron que la terapia con dexametasona materna al comienzo de la gestación evita la virilización fetal. Por estas razones, en individuos provenientes de familias sospechosas, poblaciones de alto riesgo, sociedades cerradas e individuos con síntomas clínicos o valores bioquímicos que ofrecen dudas o están relacionados con una HSC, es necesario el asesoramiento genético y evaluar un diagnóstico pregestacional.^{11,13,14,22,24,57}

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