New genetic defects and mechanisms involved in antithrombin deficiency

Résumé

La antitrombina es un anticoagulante natural que juega un papel crucial en la hemostasia. Las diferentes proteasas procoagulantes diana y el potente mecanismo inhibidor de esta serpina explican que incluso reducciones moderadas de antitrombina aumenten significativamente el riesgo de trombosis venosa. Así, la deficiencia de antitrombina es la primera y más grave trombofilia, estudiada ampliamente durante más de 50 años. Sin embargo, aún existen retos en torno a este anticoagulante, como conocer los factores implicados en la heterogeneidad clínica, caracterizar las variantes estructurales implicadas y describir la base molecular del 25% de casos sin defecto genético conocido. En esta tesis hemos intentado correlacionar datos genéticos y clínicos en una gran cohorte de pacientes con deficiencia de antitrombina. OBJETIVO El objetivo de esta tesis es aportar información nueva y original sobre este trastorno. Específicamente, pretendíamos describir el impacto clínico de la deficiencia de antitrombina. Además, quisimos caracterizar en profundidad las variantes estructurales implicadas en la deficiencia de antitrombina, e identificar nuevos defectos moleculares responsables de este trastorno. MÉTODOS Hemos estudiado una de las mayores cohortes de pacientes con esta enfermedad rara reclutada durante más de 20 años. En todos los pacientes, se ha realizado estudios funcionales, bioquímicos y moleculares y se han recopilado datos clínicos. Para estudios específicos se empleó expresión recombinante y una novedosa técnica para el análisis de haplotipos. Además, se han utilizado diferentes tecnologías para la caracterización de los defectos moleculares en SERPINC1, incluyendo la secuenciación de tercera generación y la PCR larga. RESULTADOS La deficiencia de antitrombina incrementa notablemente el riesgo de trombosis pediátrica (300 veces mayor que el de la población general). Por el contrario, hemos caracterizado una deficiencia leve de antitrombina de difícil diagnóstico funcional causada por p.Thr147Ala, una mutación con efecto fundador en la población africana. El estudio de la mayor cohorte de variantes estructurales que causan deficiencia de antitrombina empleando diferentes métodos, incluido la secuenciación del genoma completo con tecnología de nanoporos, mostró que son heterogéneas en tamaño y tipo e identificó por primera vez una variante estructural compleja y la inserción de un nuevo retrotransposon. Describimos un mapa detallado de variantes estructurales con zonas calientes intra e intergénicas, y encontramos un mecanismo común que involucra elementos repetitivos, para la formación de variantes estructurales causantes de este desorden. CONCLUSIONES Nuestro estudio proporciona información nueva y original sobre la trombofilia más grave. El alto riesgo de trombosis pediátrica apoya el cribado de ciertos tipos de deficiencia de antitrombina en niños de familias afectadas para beneficiarse de estrategias preventivas. Las mutaciones fundadoras expandidas en diferentes poblaciones, como la descrita en nuestro estudio en población africana, causan deficiencias leves de difícil diagnóstico funcional. Identificamos y caracterizamos un nuevo mecanismo que causa deficiencia de antitrombina: la inserción de un retrotransposón en un intrón. Además, diseccionamos las variantes estructurales implicadas en deficiencia de antitrombina. Nuestro estudio revela que la combinación de diferentes métodos es útil para la caracterización de estos grandes defectos genéticos, pero la secuenciación de nanoporos es el método más adecuado para su completa caracterización.