Academic literature on the topic 'Defectes congènits de la glicosilació'

Els Defectes Congènits de la Glicosilació (CDG) y les deficiències de Piruvat Deshidrogenasa (PDH) són dos grups de malalties que afecten a vies molt importants pel correcte funcionament de l'organisme. En tots dos casos, petits defectes ja mostres manifestacions clíniques, que en aquests casos lleus poden arribar a sobreposar-se. Per aquest motiu l'objectiu d'aquesta tesi ha estat millorar i implementar metodologies, tant bioquímiques com genètiques, per l'estudi d'aquests dos grups de malalties, per tal de poder descartar o confirmar aquests defectes, agilitzant el diagnòstic dels pacients.
Per això hem millorat les tècniques de cribratge pels CDG, primer implementant l'estudi de les isoformes de la transferrina en gels d'agarosa y finalment, posant al punt dos mètodes semi-automàtics i quantitatius: HPLC i CZE. Aquests nous mètodes permeten una interpretació més objectiva dels patrons d'isoformes de la transferrina i faciliten la detecció de mostres lleument alterades.
Hem ampliat les tècniques per l'estudi dels pacients CDG-II, implementant l'anàlisi de les isoformes d'apolipoproteïna C-III.
L'aplicació d'aquestes tècniques a l'estudi de pacients ha permès diagnosticar 14 nous pacients amb defectes congènits de la glicosilació. I també definir dues noves causes d'alteració secundària del patró de sialotransferrines: la sepsis bacteriana i la fructosa-1,6-bisfosfatasa. Volem ressaltar la importància de descartar causes secundaries per tal d'evitar un retard en el correcte diagnòstic dels pacients.
Degut a la gran importància de la via de la glicosilació, una activitat residual zero és incompatible amb la vida, és per això que hem ampliat el cribratge a fetus amb malformacions ecogràfiques o avortaments espontanis, per intentar detectar les formes més severes de la malaltia. Però estudi de 238 individuos no ha mostrat cap individu afecte de CDG.
Per altra banda, hem incrementat i millorat l'estudi molecular de les deficiències de PDHA1, el subtipus més freqüent de deficiència de PDH, y ampliat l'estudi a altres subunitats del complex PDH. Això ens ha permès finalitzar el diagnòstic de 10 pacients amb deficiència en PDH-E1α i diagnosticar els primers pacients espanyols amb deficiències de PDH-E1β i PDH-E3.
En conclusió, aquesta tesi ha contribuït a ampliar i millorar del diagnòstic dels CDG i de les deficiències de PDHc, a incrementar el seu coneixement tant bioquímica com genètic i alhora ha desvelat formes clíniques no conegudes d'aquests defectes.
Congenital Disorders of Glycosylation (CDG) and Pyruvate Dehydrogenase (PDH) deficiencies are two groups of diseases which affect very important pathways for the correct organism working. In both cases, slight changes in these pathways can have pathologic significances with overlapped clinical features. For these reasons, the aim of this thesis has been the implementation of biochemical and genetic methodologies in order to improve their diagnosis.
We have improved the CDG screening techniques, first we have implemented the study of transferrin isoforms in agarose gels, and finally we have changed the screening techniques for CDG to semi-automated and quantitative methodologies: HPLC and CZE. Both methods allow a more objective sialotransferrin pattern interpretation and they permit an easier detection of slight altered patterns.
We have implemented the apolipoprotein C-III isoform analysis in order to improve the CDG-II patient studies.
With the application of these techniques to the patient studies we have diagnosed 14 new CDG patients. And we have also described two unknown secondary causes of sialotransferrin altered pattern: bacterial meningitis and fructose-1,6-bisphosphatase deficiency. We would emphasised the importance of role out secondary alterations in order to avoid a delay in the correct patient diagnosis.
The glycosylation pathway is very important, and defects with no residual activity are incompatible with life. For this reason we have extended our screening for CDG to foetus with ecographic abnormalities and sporadic miscarriages, in order to detect the most severe forms of these diseases. But the study of 238 samples has shown no CDG patient.
On the other hand, we have increased and improved the molecular study for PDHA1 (PDH-E1α) deficiencies, the most frequently affected subunit, and we have also extended the molecular analysis to other PDH complex subunits. These works have permit us finishing the molecular diagnosis in 10 patients with PDHA1 deficiency, and describing the first Spanish patient with PDH-E1β deficiency and PDH-E3 deficiency respectively.
In conclusion, this thesis has contributed to improve the CDG and PDH deficiency diagnosis, has increased their biochemical and genetic knowledge, and has reported new clinical features.

Introducció
Els defectes congènits representen la segona causa de morbi-mortalitat perinatal i infantil a Catalunya.L'any 1997 s'implementa el Programa de diagnòstic prenatal de defectes congènits de Catalunya, que està basat en la pràctica de: 1) cribratge bioquímic (double test) amb determinació d'Alfafetoproteïna i β-Gonadotrofina coriònica humana i càlcul dels riscos de trisomia 21(T21) i Defecte de tub neural obert (DTN); 2) cribratge ecogràfic amb la realització d'una ecografia al voltant de les 20 setmanes per valorar l'anatomia fetal; 3) l'oferiment de les proves invasives en la població d'alt risc d'anomalia cromosòmica.
Objectiu Valorar l'efectivitat conjunta del programa de diagnòstic prenatal de defectes congènits de Catalunya del Pla de Salut 1996-98 a nivell poblacional.Hipòtesi de treball
El cribratge bioquímic de segon trimestre conjuntament amb l'ecografia de les 20 setmanes permeten el diagnòstic prenatal de més del 60 % de les T21 i més del 50 % de les anomalies morfològiques majors detectables.Material i Mètodes S'ha plantejat un estudi prospectiu de cohorts que inclou tots aquells fetus a qui es practica un dels dos cribratges esmentats en l'àmbit de la sanitat pública per un període de 3 anys.L'estudi te un caràcter poblacional, ja que la població d'estudi ve definida per les gestants ateses a les 5 Àrees Bàsiques de Salut (ABS) adscrites a l'Hospital de Sant Pau i Santa Tecla de Tarragona .Les anomalies fetals incloses en l'estudi son:
1. les anomalies cromosòmiques clínicament rellevants (enteses com aquelles en que es justificable l'oferiment d'una Interrupció Legal de l'Embaràs (ILE)) com a prevenció secundària que resulta en una millora de la morbi-mortalitat perinatal i infantil;
2 les anomalies morfològiques detectables a les 20 setmanes (seguint la classificació de l'EUROCAT que es un estudi multicèntric europeu de defectes congènits de base pediàtrica)
Les anomalies morfològiques s'han reanalitzat considerant-ne només les anomalies severes (segons la classificació del Royal College of Obstetricians and Gynaecologists), el diagnòstic de les quals justifica la consideració d'una prevenció secundària per disminuir la morbi-mortalitat perinatal i infantil.S'han definit els casos d'anomalia postnatalment mitjançant: 1) l'informe necròpsic en els casos d'èxitus fetal intrauterí o ILE, i 2) mitjançant l'exploració neonatal i el seguiment pediàtric dels nens fins a l'any de vida per part dels pediatres de les ABS corresponents, com a punt més rellevant. Això ens ha permès també valorar l'efectivitat de l'exploració neonatal per al diagnòstic d'aquelles malformacions no diagnosticades en l'etapa prenatal.Resultats
S'han estudiat 1721 fetus que suposen el 62 % del total de la població assignada en el període d'estudi. L'aplicació conjunta de les dues proves de cribratge permet el diagnòstic del 80 % de les trisomies 21, del 100 % dels defectes de tub neural oberts, del 55 % de les anomalies morfològiques detectables i del 81 % de les anomalies morfològiques severes. Aquestes dades superen les plantejades en l'hipòtesi de treball i que estaven fonamentades en els estudis previs que valoren l'efectivitat d'ambdós cribratges.
La sensibilitat de l'exploració neonatal per al diagnòstic d'aquelles anomalies no diagnosticades en l'etapa prenatal ha estat la següent: 100 % per a la T21, 66,7 % per a les anomalies cromosòmiques clínicament rellevants, 73 % per a les anomalies morfològiques detectables i 87,5 % per a les anomalies morfològiques severes.Conclusions
L'alta capacitat diagnòstica dels dos cribratges estudiats a nivell poblacional per a les anomalies més severes reforça la necessitat de la seva implementació universal.
Congenital anomalies are currently the second cause of perinatal and infantile morbidity and mortality in Catalonia.The Catalan Programme of Prenatal Diagnosis of Congenital Anomalies, implemented in 1997, recommends: 1) biochemical screening using the double test (alpha-fetoprotein and β-hCG) to estimate the risks for both trisomy 21(T21) and open neural tube defects (NTD); 2) ultrasound screening by means of the anomaly scan at 20 weeks' gestation and 3) offering an invasive procedure to pregnant women with a high risk for chromosomal anomalies.
Objective Evaluate the effectiveness of the Catalan Programme of Prenatal Diagnosis of Congenital Anomalies applied in the Health Plan for 1996-98 in a general population of pregnant women.Hypothesis
Second trimester biochemical screening together with the anomaly scan at 20 weeks allow for the prenatal diagnosis of more than 60% of T21 and more than 50 % of detectable structural anomalies.Material and Methods
This is a prospective cohort including all the fetuses screened by biochemistry or ultrasound in the public health system during a 3-year period.This is a population-based study, in which the study population was formed by the pregnant women attending the 5 health basic areas (ABS) assigned to the Hospital de Sant Pau i Santa Tecla of Tarragona.The fetal anomalies included in the study were all:
1.Clinically relevant chromosomal anomalies, in which termination of pregnancy may be considered as a means of secondary prevention to improve the perinatal and infantile morbidity and mortality;
2.Detectable structural anomalies at the 20 weeks' scan (adopting the EUROCAT classification established by this European network of population-based registries for the epidemiologic surveillance of congenital anomalies)Structural anomalies were reanalyzed considering only the severe anomalies (as defined by Royal College of Obstetricians and Gynaecologists), in which termination of pregnancy may be considered as a means of secondary prevention to decrease the perinatal and infantile morbidity and mortality.
Congenital anomalies have been ascertained by means of: 1) post-mortem reports in fetal demise or termination of pregnancy, and 2) neonatal examination and pediatric follow-up up to one year of life performed by local pediatricians (in the corresponding ABS). Thus, the effectiveness of the neonatal examination was also evaluated in the detection of those anomalies prenatally undiagnosed.Results
1721 fetuses were studied, accounting for 62 % of the total population of the area during the study period. When applied, both screening methods allowed the prenatal diagnosis of 80% of T21, 100 % of NTD, 55% of detectable structural anomalies and 81% of severe structural anomalies. These rates were higher than expected according to previous studies.The detection rate achieved by the neonatal examination in the diagnosis of those prenatally undiagnosed was 100 % for T21, 67 % for clinically relevant chromosomal anomalies, 73 % for detectable structural anomalies and 88 % for severe structural anomalies.Conclusions
In this population-based study, a high diagnostic capability was found for the two methods of prenatal screening regarding the most severe anomalies and would support the universal application of biochemical and ultrasound screening.

MATERIAL I MÈTODES: En el primer estudi es van analitzar els resultats de l’aplicació del Test Combinat (bioquímica materna de primer trimestre (f-β-hCG i PAPP-A) i la mesura de la translucència nucal (TN) d’ambdós fetus a les 11-14 s) per a la detecció de trisomia 21 en 100 gestacions gemel•lars. Es va comparar l’ efectivitat del Test Combinat amb el cribratge exclusivamnet ecogràfic mitjançant la medició de la TN. En un segon temps es van analitzar els resultats obtinguts amb el Test Combinat en 161 gestacions gemel•lars. Es va analitzar també la distribució dels marcadors bioquímics de primer trimestre en funció de la corionicitat i del tipus de reproducció (espontània o assistida). En el segon estudi es van valorar els resultats obtinguts en totes les gestacions gemel•lars (monocorials i dicorials) amb un o ambdós fetus amb una TN extrema (> percentil 99) diagnosticats durant l’ecografia de primer trimestre, en un període de 4 anys. CONCLUSIONS: . Dels resultats del primer estudi es desprèn que l’aplicació del Test Combinat permet en les gestacions gemel•lars, disminuir els falsos positius obtinguts amb l’aplicació del cribratge exclusiu ecogràfic (14.3% de les gestacions vs 5.1%) i que els marcadors bioquímics de primer trimestre presenten uns valors significativament disminuits en les gestacions monocorials respecte a les gestacions dicorials. Els resultats del segon estudi mostren que la prevalença d’una TN extrema és major en els fetus procedents d’una gestació monocorial i que una TN extrema en algun dels fetus s’associa a resultats obstètrics desfavorables (80%) tant en les gestacions monocorials com dicorials. PARAULES CLAU: Gestació gemel•lar; Test Combinat; cribratge de trisomia 21; cribratge de primer trimestre; translucència nucal; translucència nucal augmentada; cariotip normal; defectes estructurals; síndrome de transfusió feto-fetal.
Methods: In the first study, free-β-hCG and PAPP-A were determined at 8-12 weeks and fetal nuchal translucency (NT) was measured at 11-14 weeks in 100 twin pregnancies. The individual risks for trisomy 21 were estimated using NT alone and the Combined Test and the effectiveness of both tests was compared. Subsequently, the results of the combined test were evaluated in 161 twin pregnancies with an assessment on the distribution of the biochemical markers ant NT thickness according to chorionicity and the mode of conception. In the second study a consecutive sample of 206 twin pregnancies (166 dichorionic and 40 monochorionic) were scanned for NT. In those with a NT>99th percentile and a normal karyotype, extensive follow-up was performed and perinatal outcome was recorded. Results:. In the first study, two pregnancies with trisomy 21 were detected by both methods. The false positive rate achieved by NT screening (11.2% of pregnancies) was substantially reduced when first trimester biochemistry was added (5.1%). With the application of the Combined Test in 161 pregnancies, all trisomy 21 pregnancies were identified (3 pregnancies) for a false-positive rate of 6.4%. Fβ-hCG and PAPP-A were significantly decreased in monochorionic pregnancies and PAPP-A was significantly decreased in pregnancies conceived by assisted reproduction. In the second study in 10 pregnancies one of the fetuses had a NT> 99th percentile, 5 DC (1.5%) and 5 MC (6.3%) with a normal karyotype. Among these, six structurally abnormalities were diagnosed (3 in dichorionics and 3 in monochorionics), and two intrauterine fetal demises occurred (1 in dichorionics and 1 in monochorionics). Normal perinatal outcome was observed in two pregnancies, one dichorionic and one monochorionic. Conclusion: The Combined Test maintains the detection rate achieved by NT screening for trisomy 21 in twin pregnancies, but false positive rates are reduced. The differences in the biochemical markers related to chorionicity or the mode of conception must be confirmed in further studies. NT>99th percentile with a normal karyotype was associated with a high rate of fetal abnormalities anf fetal demise irrespective of chorionicity KEY WORDS: Twin pregnancy; Combined Test; Down syndrome screening; first trimester screening; nuchal translucency; increased nuchal translucency; normal karyotype; fetal abnormalities; twin-twin transfusion syndrome

MATERIAL I MÈTODES: En el primer estudi es van analitzar els resultats de l’aplicació del Test Combinat (bioquímica materna de primer trimestre (f-β-hCG i PAPP-A) i la mesura de la translucència nucal (TN) d’ambdós fetus a les 11-14 s) per a la detecció de trisomia 21 en 100 gestacions gemel•lars. Es va comparar l’ efectivitat del Test Combinat amb el cribratge exclusivamnet ecogràfic mitjançant la medició de la TN. En un segon temps es van analitzar els resultats obtinguts amb el Test Combinat en 161 gestacions gemel•lars. Es va analitzar també la distribució dels marcadors bioquímics de primer trimestre en funció de la corionicitat i del tipus de reproducció (espontània o assistida). En el segon estudi es van valorar els resultats obtinguts en totes les gestacions gemel•lars (monocorials i dicorials) amb un o ambdós fetus amb una TN extrema (> percentil 99) diagnosticats durant l’ecografia de primer trimestre, en un període de 4 anys. CONCLUSIONS: . Dels resultats del primer estudi es desprèn que l’aplicació del Test Combinat permet en les gestacions gemel•lars, disminuir els falsos positius obtinguts amb l’aplicació del cribratge exclusiu ecogràfic (14.3% de les gestacions vs 5.1%) i que els marcadors bioquímics de primer trimestre presenten uns valors significativament disminuits en les gestacions monocorials respecte a les gestacions dicorials. Els resultats del segon estudi mostren que la prevalença d’una TN extrema és major en els fetus procedents d’una gestació monocorial i que una TN extrema en algun dels fetus s’associa a resultats obstètrics desfavorables (80%) tant en les gestacions monocorials com dicorials. PARAULES CLAU: Gestació gemel•lar; Test Combinat; cribratge de trisomia 21; cribratge de primer trimestre; translucència nucal; translucència nucal augmentada; cariotip normal; defectes estructurals; síndrome de transfusió feto-fetal.
Methods: In the first study, free-β-hCG and PAPP-A were determined at 8-12 weeks and fetal nuchal translucency (NT) was measured at 11-14 weeks in 100 twin pregnancies. The individual risks for trisomy 21 were estimated using NT alone and the Combined Test and the effectiveness of both tests was compared. Subsequently, the results of the combined test were evaluated in 161 twin pregnancies with an assessment on the distribution of the biochemical markers ant NT thickness according to chorionicity and the mode of conception. In the second study a consecutive sample of 206 twin pregnancies (166 dichorionic and 40 monochorionic) were scanned for NT. In those with a NT>99th percentile and a normal karyotype, extensive follow-up was performed and perinatal outcome was recorded. Results:. In the first study, two pregnancies with trisomy 21 were detected by both methods. The false positive rate achieved by NT screening (11.2% of pregnancies) was substantially reduced when first trimester biochemistry was added (5.1%). With the application of the Combined Test in 161 pregnancies, all trisomy 21 pregnancies were identified (3 pregnancies) for a false-positive rate of 6.4%. Fβ-hCG and PAPP-A were significantly decreased in monochorionic pregnancies and PAPP-A was significantly decreased in pregnancies conceived by assisted reproduction. In the second study in 10 pregnancies one of the fetuses had a NT> 99th percentile, 5 DC (1.5%) and 5 MC (6.3%) with a normal karyotype. Among these, six structurally abnormalities were diagnosed (3 in dichorionics and 3 in monochorionics), and two intrauterine fetal demises occurred (1 in dichorionics and 1 in monochorionics). Normal perinatal outcome was observed in two pregnancies, one dichorionic and one monochorionic. Conclusion: The Combined Test maintains the detection rate achieved by NT screening for trisomy 21 in twin pregnancies, but false positive rates are reduced. The differences in the biochemical markers related to chorionicity or the mode of conception must be confirmed in further studies. NT>99th percentile with a normal karyotype was associated with a high rate of fetal abnormalities anf fetal demise irrespective of chorionicity KEY WORDS: Twin pregnancy; Combined Test; Down syndrome screening; first trimester screening; nuchal translucency; increased nuchal translucency; normal karyotype; fetal abnormalities; twin-twin transfusion syndrome

Una de les causes importants que s'associen a l'aparició de defectes congènits, retard mental i malformacions congènites, són les anomalies cromosòmiques. Les conseqüències fenotípiques depenen no tan sols de la grandària de fragment perdut, o guanyat, sinó dels gens que contenen. Per aquesta raó es importantissim determinar la regió cromosòmica implicada en l'alteració.
Va esser a partir de l'any 1970, amb la introducció de les tècniques de bandeig cromosòmic, quant es van caracteritzar un gran nombre d'anomalies cromosòmiques. Els darrers anys s'ha produït un important avanç en la citogenètica amb la introducció de tècniques moleculars, com la FISH, CGH, MLPA entre d'altres, ja que permeten establir correlacions, molt més acurades, entre el fenotip i el genotip.
L'objectiu principal d'aquest treball ha estat caracteritzar les anomalies cromosòmiques presents en individus amb malformacions congènites o infertilitat, mitjançant tècniques de citogenètica convencional i molecular. A més de comparar l'eficiència de les diferents tècniques emprades, valorar-ne les avantatges i limitacions.
Per tal d'assolir aquest objectiu s'han estudiat 123 pacients, que presentaven malformacions congènites o infertilitat, mitjançant diferents tècniques de citogenètica convencional i moleculars com la CGH, HR-CGH, array-CGH, M-FISH, cenM-FISH, subcenM-FISH, BACs i MLPA.
S'ha analitzat el tipus i freqüència d'alteracions cromosòmiques presents en aquests pacients. S'han caracteritzat: 26 monosomies parcials autosòmiques, 29 trisomies parcials autosòmiques, 9 monosomies parcials gonosòmiques, 6 trisomies parcials gonosòmiques, 4 reorganitzacions cromosòmiques complexes i 21 cromosomes marcadors supernumeraris petits. La identificació exacta d'aquestes anomalies cromosòmiques ens ha permès establir noves correlacions genotip-fenotip no descrites anteriorment a la bibliografia.
Per últim, l'anàlisi de 116 punts de trencament implicats en aquestes anomalies cromosòmiques mostra que la distribució en l'ideograma humà no és a l'atzar, ja que la majoria d'ells es localitzen en les bandes-G-clares (62,2%), en regions del genoma riques en duplicacions segmentàries (81,9%) i no coincideixen amb bandes on s'ubiquen llocs fràgils (75%). També s'ha observat que les bandes cromosòmiques especialment afectades han estat la 11q23, 15q11.1, 15q26, Xp22.3 i Yq11.2.
Chromosomal abnormalities have been described as an important cause of congenital defects such as mental retardation and congenital malformations. Phenotipical consequences depend not only on size implied in the imbalance, also on genes located at this region. For this reason it is very important to determine chromosomal fragment implied in the alteration.
Since 1970, when chromosomal banding techniques were described, a high number of chromosomal abnormalities have been characterised. In last years, cytogenetics have been improved with the introduction of molecular techniques, such as FISH, CGH, MLPA and others, since they allow more accurate genotype-phenotype correlations.
The main aim of this work has been to characterise chromosomal abnormalities present in individuals with congenital malformations, or infertility, with conventional and molecular cytogenetic techniques. We established the advantages and disadvantages of the techniques and compared the efficiency.
In order to achieve the main aim, we studied 123 patients with congenital malformations or infertility, with conventional and molecular cytogenetic techniques (CGH, HR-CGH, array CGH, M-FISH, cenM-FISH, BACs and MLPA).
We analised the frequency and sort of chromosomal abnormalities in these patients. We could characterise: 26 parcial autosomic monosomies, 29 parcial autosomic trisomies, 9 partial gonosomic monosomies, 6 partial gonosomic trisomies, 4 complex chromosomal reorganisations and 21 small supernumerary marker chromosomes. The exact identification of these chromosomal abnormalities has allowed establishing new genotype-phenotype correlations not previously described in the literature.
Finally, analysis of the 116 breakpoints implied in these chromosomal abnormalities show that their distribution is not random. The majority are localised in light G-Bands (62,2%), in bands with segmental duplications (81,9%) and there is no coincidence with fragile sites (75%). The higher rate breakpoints were located at 11q23, 15q11.1, 15q26, Xp22.3 and Yq11.2.