Edición 77 - Enero 2020 / Revisión de Temas

Revisión de Temas – Ed. 77

ENDOPEDONLINE – REVISION DE TEMAS – EDICION 77 – ENERO 2020.
Marco A. Rivarola and Alicia Belgorosky. Hospital de Pediatría Garrahan, Buenos Aires, Argentina.

Para la Sección de Revisión de Temas de Este Número de Endocrinología Pediátrica On Line hemos Seleccionado la Siguiente Publicación: 
Hum Mol Genet. 2019 Abr 15;28(8):1357-1368. doi: 10.1093/hmg/ddy451.
La Regulación de la Actividad del Promotor de GnRH por el EAP1 (Enhanced at Puberty-1) es Importante para Regular la Edad Puberal.
Mancini A1, Howard SR1, Cabrera CP2, Barnes MR2, David A3, Wehkalampi K4, Heger S5, Lomniczi A6, Guasti L1, Ojeda SR6, Dunkel L1.
1Centre for Endocrinology, William Harvey Research Institute, Barts and the London School of Medicine and Dentistry, Queen Mary University of London, London, UK. 2Centre for Translational Bioinformatics, William Harvey Research Institute, Barts and the London School of Medicine and Dentistry, Queen Mary University of London, London, UK. 3Centre for Integrative Systems Biology and Bioinformatics, Department of Life Sciences, Imperial College London, London, UK. 4Children’s Hospital, Helsinki University Hospital and the University of Helsinki, Helsinki, Finland. 5Department of Pediatric Endocrinology, Children’s Hospital Auf der Bult, Hannover, Germany. 6Oregon National Primate Research Center/Oregon Health and Science University, Portland, OR, USA.

Nota. El gen EAP-1es también conocido como PTTG-1, HPTTG, y TUTRI. La locación cromosómica es 5q33.3, el número de exones 6, es un regulador de la separación de cromátides hermanas, securinas [Homo sapiens (human)]. La proteína codificada, un homólogo de la proteína fúngica securina, la cual previene que las separinas generen la separación desregulada de cromátides hermanas. Un complejo promotor de la anafase (CPA) se asocia con una separina hasta la activación del CPA. El producto génico tiene actividad transformadora in vitro y tumorigénica in vivo. El gen se expresa muy activamente en varios tumores.

Resumen
La iniciación de la pubertad está orquestada por un aumento de la secreción de la hormona liberadora de gonadotrofinas (GnRH) a partir de unos pocos miles de neuronas hipotalámicas. Hallazgos recientes han indicado que el control neuroendocrino de la pubertad podría estar regulado por una red de factores de transcripción organizada jerárquicamente actuando corriente arriba del GnRH. Estos factores incluyen al gen EAP-1 (enhanced at puberty-1), el cual contribuye a la iniciación de la pubertad femenina por medio de la trans-activación del promotor del GnRH. Sin embargo, no se han encontrado mutaciones génicas en humanos con alteraciones del tiempo de la pubertad. Los autores hicieron secuenciación completa del exoma en 67 sujetos de prueba y 93 parientes de una amplia cohorte de familiares con retardo puberal auto-limitado. Se analizaron posibles variantes raras potencialmente patogénicas, relevantes al control biológico de la pubertad, enriquecida en estudios caso-control. Identificaron una deleción “in-frame” (Ala221del) y una rara variante “missence” (Asn770His) en EAP-1, en dos familias no relacionadas; estas variantes estaban altamente conservadas y eran potencialmente patogénicas. Estudios de expresión revelaron abundante mRNA EAP-1 en el hipotálamo del ratón peri-puberal. La unión del mRNA EAP-1 al promotor del GnRH aumentó en el hipotálamo del mono al comienzo de la pubertad, estudiada por inmuno-precipitación de la cromatina. Usando un ensayo reportero de luciferasa las mutantes EAP-1 mostraron una diminución en la trans-activación del promotor de GnRH comparando con la EAP-1 salvaje, debido a menores niveles de proteína causado por la mutación Ala221del y a mis-localización causada por la mutación Asn770His (Western blot e inmuno-fluorescencia, respectivamente). En conclusión, los autores afirman que han identificado las primeras mutaciones que generan una disminución de la actividad transcripcional del GnRH que resulta en un fenotipo de pubertad retrasada auto-limitada.

Párrafos extraídos de éste artículo.
Se ha encontrado que el mRNA del gen EAP-1 aumenta en el hipotálamo de ratas y de primates no humanos en el momento de la pubertad, y que la deficiencia de EAP1 genera retraso puberal y alteración de la ciclicidad estral, tanto en roedores como en primates no humanos. El Eap-1 codifica para un factor de transcripción nuclear, caracterizado por una actividad transcripcional doble; transactiva a ambos, el promotor de GnRH, que facilita la secreción de GnRH, e inhibe al promotor de preproencekalina, el cual reprime al GnRh. Por lo tanto, la actividad transcripcional de Eap-1 facilita la iniciación de la pubertad femenina, de una forma independiente de la expresión del gen hipotalámico Kiss1. Notablemente, un  estudio llevado a cabo en ratas demostró que la expresión hipotalámica de Eap-1 no está directamente regulada por los estrógenos ováricos, ya que su expresión en el hipotálamo peripuberal femenino cambia aún en la ausencia de ovarios. A pesar de su aparentemente importante rol, no se han identificado mutaciones en EAP-1 en humanos con alteraciones en la pubertad. La pubertad atrasada habitualmente se resuelve alrededor de los 18 años, y en este caso se la denomina como pubertad atrasada “auto-limitada, o constitucional”.
La pubertad atrasada auto-limitada es comúnmente familiar y se segrega con una característica hereditaria autosómica dominante en >70% de las familias, indicando la base fuertemente genética del rasgo. Este tipo de herencia sugiere que tiene una base oligogénica o monogénica, aunque se han descubierto muy pocos genes relacionados a ella. La secuenciación exómica en familias con pubertad retrasada auto-limitada ha identificado variantes en EAP-1, que se han propuesto como candidatos importantes para la regulación jerárquica del tiempo puberal, utilizando enfoques de biología sistémica y modelos animales. Se ha observado que los niveles de mRNA y de proteína EAP-1 aumentan en el hipotálamo de primates y roedores en el momento de la pubertad. Se han identificad dos variantes que están altamente conservadas y son potencialmente dañinas para la función proteica. Las dos variantes, p.Asn770His y p.Ala221del tienen baja frecuencia alélica, <0.5% en bases de datos poblacionales. Ambas afectan a aminoácidos altamente conservados y alineamientos secuenciales múltiples. La variante p.Asn770His se predice como deletérea para la función proteica por herramientas de predicción, ya que los aminoácidos afectados se encuentran en una región con una larga curvatura, que es C-terminal al dominio de anillo C3HC4 (residuos 715-762). Esta región muestra conservación evolutiva entre diferentes especies. Miembros de dos familias con pubertad retrasada clásica poseen variantes EAP-1 heterocigotas, heredadas en forma autosómica dominante. Los individuos afectados de estas dos familias tienen las características clínicas y bioquímicas clásicas de pubertad retrasada auto-limitada, con comienzo retrasado de estadio II de Tanner y del pico de velocidad de crecimiento. El caso índice de la familia A se presentó a la edad de 15,7 años con retardo de desarrollo puberal. Su padre había tenido un retardo similar del comienzo puberal. En la evaluación inicial tenía volúmenes testiculares de 4 ml y concentración de testosterona circulante propia de pubertad temprana (5,7 nmol/I). El caso índice de la familia B se presentó a la edad de 15,3 años volúmenes testiculares de 3 ml bilaterales Ambos casos-índice tuvieron un marcado atraso de la edad ósea en su presentación, y durante su seguimiento tuvieron desarrollo puberal espontáneo sin terapia de testosterona alguna, excluyendo el diagnóstico de hipogonadismo hipogonadotrófico idiopático.

El gen Eap-1 se expresa dentro de regiones clave en el hipotálamo del ratón adulto macho y hembra. Los autores llevaron a cabo hibridización in situ durante la peri-pubertad de ratones de ambos sexos. Se detectó una abundancia del mRNA de Eap1 en los núcleos ventromedial, paraventricular y arcuato de ratones hembras y machos. Simultáneamente, utilizando inmuno-histoquímica, se detectaron axones neuronales de GnRH a nivel de la eminencia media, mientras que los cuerpos de las neuronas se vieron en forma dispersa en el área pre-óptica mediana en un ambiente Eap-1 positivo.
La especificidad de expresión de Eap-1 se testeó con una sonda específica. Por lo tanto el Eap-1 mostró fuerte expresión en subregiones hipotalámicas específicas de ratones hembras y machos en peri-pubertad. Estos resultados en ratones aportan evidencia similar a la observada con la expresión de Eap-1 en el hipotálamo de ratas y de primates no humanos. Otras evidencias indirectas incluyen la expresión de Eap-1 por neuronas GnRH, y el aumento de la unión de EAP-1 al promotor de GnRH en la pubertad.
En resumen, los autores identificaron dos mutaciones patogénicas del regulador transcripcional central EAP-1 como la causa más probable de la pubertad retrasada auto-limitada en dos familias. Se conocen varios genes que ejercen influencia sobre la secreción de GnRH y que han sido identificados en pacientes con retardo puberal, incluyendo TAC3, TACR3, KISS1 y, ahora EAP-1. Estos resultados refuerzan el concepto de que EAP-1 es un regular fisiológico del comienzo de la pubertad, y ayudan a comprender como funciona la red neural regulatoria que controla el comienzo de la pubertad en los humanos.


Publicado en: Edición 77 - Enero 2020, Revisión de Temas
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