El síndrome de Smith-Lemli-Opitz es un error congénito de la síntesis de colesterol. [1] Es un síndrome autosómico recesivo de malformaciones múltiples causado por una mutación en la enzima 7-deshidrocolesterol reductasa codificada por el gen DHCR7. Provoca un amplio espectro de efectos, que van desde discapacidad intelectual leve y problemas de conducta hasta malformaciones letales. [2]
La SLOS puede presentarse de forma diferente en distintos casos, dependiendo de la gravedad de la mutación y otros factores. Originalmente, los pacientes con SLOS se clasificaban en dos categorías (clásica y grave) según las características físicas y mentales, junto con otras características clínicas. Desde el descubrimiento del defecto bioquímico específico responsable de la SLOS, a los pacientes se les asigna una puntuación de gravedad basada en sus niveles de defectos cerebrales, oculares, orales y genitales. Luego se utiliza para clasificar a los pacientes como que tienen SLOS leve, clásica o grave. [3]
Las características faciales más comunes de SLOS incluyen microcefalia , estrechamiento bitemporal (distancia reducida entre las sienes), ptosis , nariz corta y respingada, micrognatia , pliegues epicánticos y hemangioma capilar de la nariz. [3] Otras características físicas incluyen: [2]
Ciertas conductas y atributos son comunes entre los pacientes con SLOS. Pueden tener una inteligencia normal baja y reaccionar negativamente o con hipersensibilidad a diferentes estímulos sensoriales. Esto es particularmente cierto para ciertos estímulos auditivos y visuales. Muchos pacientes muestran agresividad y conductas autolesivas , y los trastornos del sueño son comunes. [3] A menudo se presentan conductas específicas que se asemejan a las de las personas con autismo , así como hiperactividad , lo que proporciona información genética y biológica sobre los trastornos del espectro autista. Las conductas autistas más características de los pacientes con SLOS son la opistocinesis (un movimiento de la parte superior del cuerpo), el estiramiento de la parte superior del cuerpo y el movimiento rápido de las manos. [4] El autismo generalmente se diagnostica por separado del SLOS utilizando el DSM-V , y aproximadamente el 50-75% de los pacientes con SLOS cumplen los criterios para el autismo. [5]
Otras conductas asociadas con el síndrome de Down pueden estar directamente relacionadas con anomalías físicas. Por ejemplo, los bebés suelen mostrar problemas de alimentación o intolerancia alimentaria, y los pacientes pueden requerir una mayor ingesta calórica debido a un metabolismo acelerado. Las infecciones recurrentes, incluidas las infecciones de oído y la neumonía, también son comunes. [3]
Dado que la SLOS es causada por una mutación en una enzima involucrada en la síntesis de colesterol, las características bioquímicas resultantes pueden ser predecibles. La mayoría de los pacientes tienen niveles bajos de colesterol plasmático ( hipocolesterolemia ). Sin embargo, aproximadamente el 10% puede mostrar niveles normales de colesterol [3] , y las concentraciones reducidas de colesterol no son únicamente indicativas de SLOS. Los niveles elevados de precursores de colesterol también son comunes en SLOS. En particular, los niveles elevados de 7-dehidrocolesterol son bastante específicos de SLOS [2] .
El gen que codifica DHCR7 (etiquetado como DHCR7 ) fue clonado en 1998 y ha sido mapeado en el cromosoma 11q12-13 . [1] Tiene una longitud de 14100 pares de bases de ADN y contiene nueve exones , [2] el ARNm correspondiente tiene una longitud de 2786 pares de bases (la secuencia de ADN restante es intrónica). La estructura del gen de rata DHCR7 es muy similar a la estructura del gen humano. [1]
Los niveles más altos de expresión de DHCR7 se han detectado en la glándula suprarrenal, los testículos, el hígado y el tejido cerebral. Su expresión es inducida por la disminución de las concentraciones de esteroles a través de las proteínas de unión reguladoras de esteroles (SREBP). También hay evidencia de que su actividad puede ser regulada por la transcripción específica de tejido y el splicing alternativo . [1]
Como se ha descrito anteriormente, la enzima DHCR7 cataliza la reducción de 7DHC a colesterol, así como la reducción de 7-deshidrodesmosterol a desmosterol. Requiere NADPH como cofactor para esta reducción, y puede implicar la actividad de la citocromo-P450 oxidorreductasa . También se cree que contiene hierro. [1] DHCR7 es una proteína de membrana integral del retículo endoplasmático, y los modelos informáticos han predicho hasta nueve dominios transmembrana . [2] DHCR7 es más eficiente en la reducción de 7DHC, pero se sabe que reduce el doble enlace de carbono 7 de otros esteroles, lo que indica un rango de especificidad de sustrato . Se predice que la versión humana de esta enzima tiene un peso molecular de 54.489 kDa y un punto isoeléctrico de 9,05. [1]
Se predice que la secuencia de aminoácidos que codifica DHCR7 contiene 475 aminoácidos, así como varios motivos proteicos . Contiene múltiples motivos de esterol reductasa, como sería de esperar dada su función. Contiene un posible dominio de detección de esteroles (SSD), cuya función se desconoce pero se cree que es necesaria para la unión de sustratos de esterol. También incluye múltiples sitios de fosforilación, incluidos posibles sitios de proteína quinasa C y tirosina quinasa (enzimas reguladoras responsables de la fosforilación). La función exacta de la fosforilación de DHCR7 aún se desconoce, pero se cree que está involucrada en la regulación de su actividad. [1]
El SLOS es un trastorno autosómico recesivo . [6] Se han identificado más de 130 tipos diferentes de mutaciones. [2] Las mutaciones sin sentido (cambio de un solo nucleótido que da como resultado un código para un aminoácido diferente) son las más comunes y representan el 87,6% del espectro SLOS. Estas suelen reducir la función de la enzima, pero es posible que no la inhiban por completo. Mucho depende de la naturaleza de la mutación (es decir, qué aminoácido se reemplaza y dónde). Las mutaciones nulas son mucho menos comunes; estas mutaciones producen una enzima completamente disfuncional o ninguna enzima en absoluto. Por lo tanto, las mutaciones sin sentido pueden ser más comunes en general porque son menos letales que las mutaciones sin sentido; las mutaciones sin sentido pueden simplemente dar como resultado un aborto espontáneo . [6]
La mutación IVS8-1G>C es la mutación más frecuentemente reportada en DHCR7 . Esta interrumpe la unión de los exones ocho y nueve, y da como resultado la inserción de 134 nucleótidos en la transcripción de DHCR7 . Esta es una mutación sin sentido, por lo que los pacientes que son homocigotos para este alelo se ven gravemente afectados. Se cree que esta mutación se produjo por primera vez en las Islas Británicas , y tiene una frecuencia de portadores (aquellos que son heterocigotos para el alelo pero no afectados) del 1,09% para los caucásicos de ascendencia europea. La frecuencia de las mutaciones difiere para varias etnias, dependiendo del origen de la mutación. En todas las poblaciones caucásicas, esta mutación en particular tiene una frecuencia de portadores estimada del 3%. [1]
La siguiente mutación más común es 278C>T, y da como resultado una treonina en la posición del aminoácido 93. Es una mutación sin sentido y tiende a estar asociada con síntomas menos graves. Esta mutación es la más común observada en pacientes de ascendencia italiana, cubana y mediterránea. [1]
La tercera mutación más común es 452G>A. Esta mutación sin sentido provoca la terminación de la proteína, de modo que no se formaría la enzima DHCR7. Se cree que surgió en el sur de Polonia y es más común en el norte de Europa. [1]
Otras mutaciones son menos comunes, aunque parecen afectar a ciertos dominios proteicos más que a otros. Por ejemplo, los motivos de la esterol reductasa son sitios comunes de mutación. [1] En general, existe una frecuencia de portadores estimada (para cualquier mutación de DHCR7 que cause SLOS) de 3-4% en poblaciones caucásicas (es menos frecuente entre las poblaciones asiáticas y africanas [7] ). Este número indica una incidencia de nacimiento hipotética entre 1/2500 y 1/4500. Sin embargo, la incidencia medida es de entre 1/10.000 a 1/60.000 (varía según la herencia y la descendencia). [6] Esto es mucho menor de lo esperado. Esto indica que muchos casos de SLOS no se detectan y es probable que se deban a abortos espontáneos causados por mutaciones graves (aborto espontáneo) o casos leves que no se diagnostican. Las mujeres carecen de las malformaciones genitales características que tienen los hombres afectados y, por lo tanto, es menos probable que se les diagnostique correctamente. [7]
El colesterol se puede obtener a través de la dieta, pero también se puede formar mediante el metabolismo en el cuerpo. El metabolismo del colesterol se lleva a cabo principalmente en el hígado, con cantidades significativas también en el intestino. [8] También debe tenerse en cuenta que el colesterol no puede atravesar la barrera hematoencefálica , por lo que dentro del cerebro, la biosíntesis es la única fuente de colesterol. [9]
En los seres humanos, la síntesis de colesterol comienza con la vía del mevalonato (ver diagrama), que conduce a la síntesis de farnesil pirofosfato (FPP). Esta vía utiliza dos acetil-CoA y dos NADPH para producir mevalonato , que se metaboliza a isopentenil pirofosfato (IPP) utilizando tres ATP . A partir de ahí, se necesitan tres IPP para producir un FPP. La combinación de dos FPP conduce a la formación de escualeno ; esto representa el primer paso comprometido hacia la biosíntesis del colesterol. El escualeno conduce a la creación de lanosterol , a partir del cual existen múltiples vías que conducen a la biosíntesis del colesterol. El paso limitante de la velocidad de la síntesis de colesterol es la conversión de 3-hidroxi-3-metilglutaril-CoA (HMG-CoA) a mevalonato, este es un paso temprano en la vía del mevalonato catalizada por la HMG-CoA reductasa . [10]
A través de una serie complicada de reacciones, el lanosterol conduce a la formación de zimosterol . Como se muestra en un diagrama a la derecha, es en este punto donde la vía diverge. En los humanos, la vía principal que conduce al colesterol se conoce como la vía de Kandutsch-Russell. [3] El zimosterol se metaboliza a 5α-colesta-7,24-dien-3β-ol, luego a latosterol y luego a 7-deshidrocolesterol o 7-DHC. El 7-DHC es el precursor inmediato del colesterol y la enzima DHCR7 es responsable de convertir el 7-DHC en colesterol. [1] DHCR7 reduce el doble enlace en el carbono 7 del 7-DHC, lo que conduce al producto no esterificado . [9] Las mutaciones en esta enzima son responsables de la amplia gama de defectos presentes en SLOS. En otra vía que conduce a la síntesis de colesterol, DHCR7 es necesario para la reducción de 7-dehidrodesmosterol a desmosterol . [1]
La regulación de la síntesis de colesterol es compleja y se produce principalmente a través de la enzima HMG-CoA reductasa (catalizador de la etapa limitante de la velocidad). Implica un ciclo de retroalimentación que es sensible a los niveles celulares de colesterol. Los cuatro pasos principales de la regulación son: [8]
El colesterol es un lípido importante que participa en el metabolismo, la función celular y la estructura. Es un componente estructural de la membrana celular , [1] de modo que proporciona estructura y regula la fluidez de la bicapa de fosfolípidos . Además, el colesterol es un componente de las balsas lipídicas . Estas son congregaciones de proteínas y lípidos (incluidos los esfingolípidos y el colesterol) que flotan dentro de la membrana celular y desempeñan un papel en la regulación de la función de la membrana. Las balsas lipídicas son más ordenadas o rígidas que la bicapa de membrana que las rodea. Su participación en la regulación se debe principalmente a su asociación con proteínas; al unirse a sustratos, algunas proteínas tienen una mayor afinidad para unirse a las balsas lipídicas. Esto las acerca a otras proteínas, lo que les permite afectar las vías de señalización . El colesterol actúa específicamente como espaciador y pegamento para las balsas lipídicas; la ausencia de colesterol conduce a la disociación de las proteínas. [11]
Dada su prevalencia en las membranas celulares, el colesterol está muy involucrado en ciertos procesos de transporte . Puede influir en la función de los canales iónicos y otros transportadores de membrana. Por ejemplo, el colesterol es necesario para la actividad de unión del ligando del receptor de serotonina . [12] Además, parece ser muy importante en la exocitosis . El colesterol modula las propiedades de la membrana (como la curvatura de la membrana) y puede regular la fusión de vesículas con la membrana celular. También puede facilitar el reclutamiento de complejos necesarios para la exocitosis. Dado que las neuronas dependen en gran medida de la exocitosis para la transmisión de impulsos , el colesterol es una parte muy importante del sistema nervioso . [13]
Una vía particularmente relevante en la que interviene el colesterol es la vía de señalización Hedgehog . Esta vía es muy importante durante el desarrollo embrionario y está implicada en decidir el destino de las células (es decir, a qué tejido necesitan migrar). Las proteínas Hedgehog también están implicadas en la transcripción de genes que regulan la proliferación y diferenciación celular . El colesterol es importante para esta vía porque sufre un enlace covalente con las proteínas Hedgehog, lo que da como resultado su activación. Sin colesterol, la actividad de señalización se interrumpe y la diferenciación celular puede verse afectada. [14]
El colesterol es un precursor de muchas moléculas importantes, entre ellas los ácidos biliares (importantes en el procesamiento de las grasas de la dieta), los oxiesteroles , los neuroesteroides (que intervienen en la neurotransmisión y la excitación), los glucocorticoides (que intervienen en los procesos inmunitarios e inflamatorios), los mineralocorticoides (que intervienen en el equilibrio osmótico) y los esteroides sexuales (es decir, los estrógenos y la testosterona ; que tienen una amplia gama de funciones pero que intervienen en el desarrollo genital prenatal). [1] Por último, el colesterol es un componente importante de la mielina , una capa protectora que rodea a las neuronas. La mielinización se produce más rápidamente durante el desarrollo prenatal, lo que significa que la demanda de biosíntesis de colesterol es muy alta. [9]
Dado que la función del colesterol abarca un espectro muy amplio, es poco probable que los síntomas de SLOS se deban a un único mecanismo molecular. Algunos de los efectos moleculares aún se desconocen, pero podrían extrapolarse en función del papel del colesterol. En general, los efectos negativos se deben a la disminución de los niveles de colesterol y al aumento de los niveles de precursores del colesterol, en particular, el 7DHC . Aunque el 7DHC es estructuralmente similar al colesterol y podría actuar potencialmente como sustituto, aún se están estudiando sus efectos. [2]
La mayoría de los pacientes con SLOS presentan niveles reducidos de colesterol, particularmente en el cerebro (donde los niveles de colesterol dependen principalmente de la nueva síntesis). Esto también significa que cualquier derivado esterol del colesterol también tendría concentraciones reducidas. Por ejemplo, se pueden observar niveles reducidos de neuroesteroides en SLOS. Estos son lípidos que participan en la señalización dentro del cerebro y deben producirse dentro del propio cerebro. Son responsables de interactuar con los receptores esteroides nucleares y se unen a los canales iónicos controlados por neurotransmisores . Específicamente, modulan los efectos de los receptores GABA y NMDA , lo que resulta en efectos calmantes, mejor memoria y más. Por lo tanto, dado que algunas características de SLOS son opuestas a estos efectos (hiperactividad, ansiedad), una reducción de neuroesteroides podría influir tanto en el desarrollo neurológico como en el comportamiento. [15]
Además, como se ha señalado anteriormente, el colesterol es un aspecto importante de la señalización Hedgehog. Con niveles más bajos de colesterol, las proteínas hedgehog no sufrirían la modificación covalente necesaria y la activación posterior. Esto daría lugar a un desarrollo embrionario deficiente y podría contribuir a los defectos físicos congénitos observados en SLOS. Una proteína de señalización hedgehog en particular, Sonic Hedgehog (SHH), es importante en el patrón del sistema nervioso central, los rasgos faciales y las extremidades. [2] Otras proteínas hedgehog pueden estar implicadas en el desarrollo del tracto genital y el esqueleto. [3]
Los niveles alterados de esteroles en SLOS son particularmente relevantes para las membranas celulares, que están hechas principalmente de lípidos. Los pacientes con SLOS pueden mostrar membranas celulares con propiedades o composición anormales, y los niveles reducidos de colesterol afectan en gran medida la estabilidad y las proteínas de las balsas lipídicas . [2] A pesar de su similitud estructural, 7DHC es incapaz de reemplazar el colesterol en las balsas lipídicas. [16] Además, la falta de colesterol contribuye al aumento de la fluidez de la membrana celular y puede causar secreciones anormales de gránulos . [2] Todos estos cambios en la membrana probablemente contribuyen a los cambios en las funciones de transporte que se observan en SLOS. Pueden causar defectos en la desgranulación de mastocitos mediada por el receptor de IgE y la producción de citocinas , que son células involucradas en las respuestas alérgicas e inmunes. [2] El receptor NMDA se ve afectado, así como la capacidad de unión del receptor de serotonina del hipocampo . [12] La interacción de célula a célula, que es muy importante en el desarrollo, puede verse afectada. [3] Se ha demostrado que la exocitosis en las vesículas sinápticas está reducida, probablemente debido a una fusión deficiente de las vesículas con la membrana celular o a un reciclaje deficiente de las vesículas. [13] Finalmente, el colesterol tiene una alta prevalencia en la mielina , por lo tanto, los pacientes con SLOS muestran una mielinización reducida de los hemisferios cerebrales , los nervios periféricos y los nervios craneales . [15]
Además de los niveles reducidos de colesterol, muchos de los síntomas que se muestran en SLOS se derivan de los efectos tóxicos del 7DHC. Se sabe que el 7DHC altera el transporte intracelular de colesterol. También aumenta la degradación de la HMG-CoA reductasa (la enzima que cataliza el paso limitante de la velocidad en la síntesis de colesterol). El 7DHC conduce a nuevos derivados de oxisterol y esteroides , y muchas de sus funciones o efectos aún se desconocen. [2] Un hallazgo muy importante con respecto al 7DHC es que es el lípido más reactivo para la peroxidación lipídica y da como resultado estrés oxidativo sistémico. Se sabe que la peroxidación lipídica destruye las membranas de las células y los orgánulos unidos a la membrana . El derivado del 7DHC que se utiliza para indicar estrés oxidativo es 3β,5α-dihidroxi-colest-7-en-6-ona (DHCEO); Se forma a partir de un producto primario de la peroxidación de 7DHC, 7-DHC-5α,6α-epóxido. El DHCEO es tóxico para las células neuronales y gliales corticales y acelera su diferenciación y arborización . [17] A través del estrés oxidativo, se cree que el 7DHC es responsable de la mayor fotosensibilidad que se muestra en pacientes con SLOS. La exposición normal a los rayos UVA puede provocar estrés oxidativo en las células de la piel. Dado que el 7DHC se oxida más fácilmente, mejora los efectos de los rayos UVA, lo que conduce a una mayor oxidación de los lípidos de la membrana y una mayor producción de especies reactivas de oxígeno (ROS). [16]
Por lo general, los niveles más alterados de 7DHC y colesterol conducen a síntomas más graves de SLOS. Los niveles de estos metabolitos también se corresponden con la gravedad de la mutación (sin sentido frente a sin sentido); algunas mutaciones de DHCR7 pueden seguir mostrando una síntesis residual de colesterol, y otras no. Sin embargo, incluso individuos con las mismas mutaciones o genotipo pueden seguir mostrando variabilidad en sus síntomas. Esto puede deberse a factores maternos, como la transferencia de colesterol al feto durante el embarazo, así como a la cantidad de colesterol presente en el cerebro antes de que se forme la barrera hematoencefálica prenatalmente. La tasa de acumulación y excreción de metabolitos tóxicos puede variar de persona a persona. La apolipoproteína E materna también se ha implicado en la variabilidad individual en SLOS, aunque se desconoce la naturaleza exacta de esta relación. Es probable que haya más factores que contribuyan al amplio espectro de efectos en SLOS que aún no se han descubierto. [6]
El indicador bioquímico más característico de SLOS es una concentración aumentada de 7DHC (los niveles reducidos de colesterol también son típicos, pero aparecen también en otros trastornos). Por lo tanto, prenatalmente , SLOS se diagnostica al encontrar una proporción elevada de 7DHC:esterol total en los tejidos fetales, o niveles aumentados de 7DHC en el líquido amniótico . La proporción de 7DHC:esterol total se puede medir a las 11-12 semanas de gestación mediante una muestra de vellosidades coriónicas , y el 7DHC elevado en el líquido amniótico se puede medir a las 13 semanas. Además, si se conocen las mutaciones parentales, se pueden realizar pruebas de ADN del líquido amniótico o de las vellosidades coriónicas. [3]
La amniocentesis (proceso de toma de muestra de líquido amniótico) y la muestra de vellosidades coriónicas no se pueden realizar hasta aproximadamente los 3 meses de embarazo. Dado que el SLOS es un síndrome muy grave, los padres pueden querer optar por interrumpir su embarazo si su feto está afectado. La amniocentesis y la muestra de vellosidades coriónicas dejan muy poco tiempo para tomar esta decisión (los abortos se vuelven más difíciles a medida que avanza el embarazo) y también pueden suponer graves riesgos para la madre y el bebé. Por lo tanto, existe un gran deseo de pruebas de diagnóstico no invasivas a mitad de la gestación. [18] Examinar las concentraciones de esteroles en la orina materna es una forma potencial de identificar el SLOS prenatalmente. Durante el embarazo, el feto es el único responsable de sintetizar el colesterol necesario para producir estriol . Un feto con SLOS no puede producir colesterol y puede utilizar 7DHC u 8DHC como precursores del estriol. Esto crea 7- u 8-dehidroesteroides (como el 7-dehidroestriol), que pueden aparecer en la orina materna. Estos son metabolitos nuevos debido a la presencia de un doble enlace normalmente reducido en el carbono 7 (causado por la inactividad de DHCR7), y pueden usarse como indicadores de SLOS. [19] Otros derivados del colesterol que poseen un doble enlace en la posición 7 u 8 y están presentes en la orina materna también pueden ser indicadores de SLOS. Se ha demostrado que los 7- y 8-dehidropregnanetrioles están presentes en la orina de madres con un feto afectado pero no en un feto no afectado, y por lo tanto se usan en el diagnóstico. Estos pregnadienos se originaron en el feto y viajaron a través de la placenta antes de llegar a la madre. Su excreción indica que ni la placenta ni los órganos maternos tienen las enzimas necesarias para reducir el doble enlace de estos metabolitos nuevos. [18]
Si el SLOS no se detecta hasta después del nacimiento, el diagnóstico puede basarse en las características físicas características, así como en el hallazgo de niveles plasmáticos elevados de 7DHC . [20]
Existen muchas formas diferentes de detectar los niveles de 7DHC en el plasma sanguíneo, una de ellas es mediante el reactivo de Liebermann-Burchard (LB) . Se trata de un ensayo colorimétrico simple desarrollado con la intención de utilizarlo para la detección a gran escala. Cuando se tratan con el reactivo LB, las muestras de SLOS se tornan rosadas inmediatamente y gradualmente se vuelven azules; las muestras de sangre normal son inicialmente incoloras y desarrollan un color azul tenue. Aunque este método tiene limitaciones y no se utiliza para dar un diagnóstico definitivo, tiene atractivo porque es un método mucho más rápido que el uso de cultivos celulares. [20]
Otra forma de detectar 7DHC es mediante cromatografía de gases , una técnica utilizada para separar y analizar compuestos. La cromatografía de gases/espectrometría de masas con monitorización de iones seleccionados (SIM-GC/MS) es una versión muy sensible de la cromatografía de gases y permite la detección incluso de casos leves de SLOS. [21] Otros métodos incluyen la espectrometría de masas de tiempo de vuelo , la LC/MS de haz de partículas , la MS en tándem con electrospray y la absorbancia ultravioleta , todos los cuales pueden utilizarse en muestras de sangre, líquido amniótico o vellosidades coriónicas. La medición de los niveles de ácidos biliares en la orina de los pacientes o el estudio de la actividad de DCHR7 en cultivos de tejidos también son técnicas de diagnóstico posnatal comunes. [20]
El tratamiento de las personas con SLOS es complejo y a menudo requiere un equipo de especialistas. Algunas de las malformaciones congénitas (paladar hendido) se pueden corregir con cirugía. [7] Otros tratamientos aún no han demostrado ser exitosos en estudios aleatorizados, sin embargo, anecdóticamente parecen causar mejoras. [22]
Actualmente, la forma más común de tratamiento para SLOS implica la suplementación de colesterol en la dieta . [23] Los informes anecdóticos indican que esto tiene algunos beneficios; puede resultar en un mayor crecimiento, menor irritabilidad , mejor sociabilidad, menos comportamiento autolesivo , menos defensividad táctil , menos infecciones , más tono muscular, menos fotosensibilidad y menos comportamientos autistas . [24] La suplementación de colesterol comienza con una dosis de 40-50 mg/kg/día, aumentando según sea necesario. Se administra a través del consumo de alimentos ricos en colesterol (huevos, crema, hígado) o como colesterol de grado alimenticio purificado. Los niños más pequeños y los lactantes pueden requerir alimentación por sonda. [3] Sin embargo, el colesterol dietético no reduce los niveles de 7DHC, no puede cruzar la barrera hematoencefálica y no parece mejorar los resultados del desarrollo. [24] Un estudio empírico encontró que la suplementación de colesterol no mejoró el retraso del desarrollo , independientemente de la edad en la que comenzó. Es probable que esto se deba a que la mayoría de los retrasos en el desarrollo se deben a malformaciones del cerebro, que el colesterol dietético no puede mejorar debido a su incapacidad para cruzar la barrera hematoencefálica. [25]
Los inhibidores de la HMG-CoA reductasa se han examinado como tratamiento para SLOS. Dado que esto cataliza el paso limitante de la velocidad en la síntesis de colesterol, inhibirlo reduciría la acumulación de metabolitos tóxicos como 7DHC. [23] La simvastatina es un inhibidor conocido de la HMG-CoA reductasa y, lo que es más importante, puede cruzar la barrera hematoencefálica. Se ha informado que disminuye los niveles de 7DHC , así como que aumenta los niveles de colesterol . [24] El aumento de los niveles de colesterol se debe al efecto de la simvastatina en la expresión de diferentes genes. La simvastatina aumenta la expresión de DHCR7 , lo que probablemente conduce a un aumento de la actividad de DHCR7. También se ha demostrado que aumenta la expresión de otros genes involucrados en la síntesis y captación de colesterol. Sin embargo, estos beneficios dependen de la cantidad de síntesis de colesterol residual. Debido a que algunas personas poseen mutaciones menos graves y demuestran cierta cantidad de actividad de DCHR7, estas personas son las que más se benefician de la terapia con simvastatina, ya que aún tienen una enzima que funciona parcialmente. Para las personas que no muestran actividad residual de DCHR7, como las homocigotas para alelos nulos o mutaciones, la terapia con simvastatina puede ser tóxica. [23] Esto resalta la importancia de identificar el genotipo específico del paciente con SLOS antes de administrar el tratamiento. Todavía se desconoce si la simvastatina mejorará los déficits conductuales o de aprendizaje en SLOS. [24]
Los antioxidantes son aquellos que inhiben la oxidación de moléculas o reducen los metabolitos que se oxidaron previamente. Dado que se cree que algunos síntomas de SLOS son resultado de la peroxidación de 7DHC y sus derivados, inhibir esta peroxidación probablemente tendría efectos beneficiosos. Se ha demostrado que los antioxidantes aumentan el nivel de transcripciones de lípidos en células SLOS, estas transcripciones desempeñan un papel en la biosíntesis de lípidos (colesterol) y se sabe que están reguladas a la baja en SLOS. Además, se sabe específicamente que la vitamina E disminuye los niveles de DHCEO, que es un indicador de estrés oxidativo en SLOS, así como presenta cambios beneficiosos en la expresión genética. La vitamina E parece ser el antioxidante más poderoso para tratar SLOS, y en modelos de ratón ha reducido los niveles de oxisteroles en el cerebro. Sin embargo, los antioxidantes solo se han estudiado en modelos animales de SLOS o células SLOS aisladas. Por lo tanto, su importancia clínica y efectos secundarios negativos aún se desconocen, y su uso aún debe estudiarse en humanos. [26]
En el tratamiento de la SLOS, una cuestión recurrente es si los déficits intelectuales y conductuales se deben a problemas de desarrollo fijos (es decir, malformaciones cerebrales fijas) o a niveles anormales de esteroles que interrumpen el funcionamiento normal del cerebro y otros tejidos. [23] Si esto último es cierto, entonces los tratamientos que cambian los niveles y proporciones de esteroles, particularmente en el cerebro, probablemente mejorarán el resultado del desarrollo del paciente. Sin embargo, si lo primero es cierto, entonces es probable que el tratamiento ayude solo con los síntomas y no con los déficits de desarrollo específicos. [23]
El animal más común utilizado para estudiar SLOS es el ratón . Según BioCyc , la biosíntesis de colesterol en ratones es muy similar a la de los humanos. Lo más importante es que los ratones poseen tanto DHCR7 (la enzima responsable de SLOS) como HMG-CoA reductasa (el paso limitante de la velocidad de la síntesis de colesterol). [27] Las ratas son similares a los ratones y también se han utilizado. Hay dos formas populares en las que se crean modelos animales de SLOS. La primera es utilizando teratógenos , la segunda es utilizando manipulaciones genéticas para crear mutaciones en el gen DHCR7 . [28]
Los modelos teratogénicos se inducen alimentando a ratas o ratones preñados con inhibidores de DCHR7. Dos inhibidores comunes son BM15766 (ácido 4-(2-[1-(4-clorocinamil)piperazin-4-il]etil)-benzoico) y AY9944 (diclorhidrato de trans-1,4-bis(2-clorobencilaminometil)ciclohexano). Estos compuestos tienen diferentes propiedades químicas y físicas, pero inducen efectos similares. Se ha demostrado que AY9944 induce holoprosencefalia y malformaciones sexuales similares a las observadas en humanos con SLOS. [29] También se sabe que causa alteraciones en el receptor de serotonina , otro defecto que se observa comúnmente en pacientes con SLOS. [30] BM15766 ha producido la falta de síntesis de colesterol y ácidos biliares que se observa en pacientes con SLOS con mutaciones homocigotas . Todos los modelos teratogénicos se pueden utilizar de forma eficaz para estudiar SLOS; Sin embargo, presentan niveles más bajos de 7-DHC y 8-DHC que los observados en humanos. Esto se puede explicar por el hecho de que los humanos experimentan un bloqueo permanente en su actividad de DHCR7, mientras que los ratones y ratas tratados con inhibidores experimentan solo bloqueos transitorios. Además, diferentes especies de ratones y ratas son más resistentes a los teratógenos y pueden ser menos eficaces como modelos de SLOS. [29] Los modelos teratogénicos se utilizan con mayor frecuencia para estudiar los efectos a más largo plazo de SLOS, porque sobreviven más tiempo que los modelos genéticos. Por ejemplo, un estudio examinó la degeneración retiniana de SLOS, que en ratas no ocurre hasta al menos un mes después del nacimiento. [30]
Los modelos genéticos de SLOS se crean eliminando el gen DHCR7 . Un estudio utilizó recombinación homóloga para alterar DCHR7 en células madre embrionarias de ratón . De manera similar a lo que se encuentra en humanos, los ratones heterocigotos (que tienen solo un alelo mutado) fueron fenotípicamente normales y se cruzaron para producir crías (ratones jóvenes) homocigotos para el alelo mutado. Aunque estas crías murieron durante el primer día de vida debido a su incapacidad para alimentarse, mostraron características similares a los humanos con SLOS. Tenían niveles reducidos de colesterol, niveles elevados de 7- y 8DHC, mostraron menos crecimiento y menor peso al nacer, tenían malformaciones craneofaciales y menos movimiento. Muchos también tenían paladar hendido y respuestas neuronales disminuidas al glutamato . Sin embargo, en general, las crías tenían menos características dismórficas que los pacientes humanos con SLOS; no presentaban malformaciones en las extremidades, renales, suprarrenales o del sistema nervioso central . Esto se explica por el hecho de que en los roedores, el colesterol materno puede atravesar la placenta y, de hecho, parece ser esencial para el desarrollo del feto. En los seres humanos, muy poco colesterol materno se transfiere al feto. En resumen, el modelo genético del ratón es útil para explicar la neurofisiología del SLOS. [28]
Muchos de los descubrimientos en la investigación de SLOS se han realizado utilizando modelos animales. Se han utilizado para estudiar diferentes técnicas de tratamiento, incluida la eficacia de la terapia con simvastatina . [24] Otros estudios han examinado las características conductuales al intentar explicar su patogénesis subyacente. [31] Un hallazgo común es que los modelos de ratón de SLOS muestran un desarrollo serotoninérgico anormal , que puede ser al menos parcialmente responsable de los comportamientos autistas observados en SLOS. [32] Los modelos de ratón también se han utilizado para desarrollar técnicas de diagnóstico; múltiples estudios han examinado biomarcadores que resultan de la oxidación de 7DHC, como DHCEO. [17] [33] Es probable que a medida que se mejoren los modelos animales, conduzcan a muchos más descubrimientos en la investigación de SLOS. [34]
Recibe su nombre en honor a David Weyhe Smith (1926-1981), un pediatra estadounidense; Luc Lemli (1935-), un médico belga; y John Marius Opitz (1935-2023), un médico germano-estadounidense. Estos son los investigadores que describieron por primera vez los síntomas de la SLOS. [35]
Este artículo incorpora material de dominio público de Genetics Home Reference. Biblioteca Nacional de Medicina de los Estados Unidos .