Ciliopatía - Ciliopathy
| Ciliopatía | |
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| Cilio eucariota | |
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Genética Médica 
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Una ciliopatía es cualquier trastorno genético que afecta los cilios celulares o las estructuras de anclaje de los cilios, los cuerpos basales o la función ciliar. Los cilios primarios son importantes para guiar el proceso de desarrollo, por lo que la función ciliar anormal mientras se desarrolla un embrión puede conducir a un conjunto de malformaciones que pueden ocurrir independientemente del problema genético particular. La similitud de las características clínicas de estos trastornos del desarrollo significa que forman un grupo reconocible de síndromes, atribuidos vagamente a una función ciliar anormal y, por lo tanto, se denominan ciliopatías. Independientemente de la causa genética real, es la agrupación de un conjunto de características fisiológicas características que definen si un síndrome es una ciliopatía.
Aunque generalmente se considera que las ciliopatías involucran proteínas que se localizan en cilios o centrosomas móviles y / o inmóviles (primarios) , es posible que las ciliopatías se asocien con proteínas inesperadas como XPNPEP3 , que se localiza en las mitocondrias pero se cree que afecta la función ciliar a través de escisión proteolítica de proteínas ciliares.
A mediados de la década de 1990 se lograron avances significativos en la comprensión de la importancia de los cilios. Sin embargo, el papel fisiológico que juega este orgánulo en la mayoría de los tejidos sigue siendo difícil de alcanzar. Los estudios adicionales sobre cómo la disfunción ciliar puede conducir a enfermedades y patologías del desarrollo tan graves es todavía un tema de investigación actual.
Signos y síntomas
Una amplia variedad de síntomas son posibles características clínicas de la ciliopatía. Los signos más exclusivos de una ciliopatía, en orden descendente de exclusividad, son:
- Malformación de Dandy-Walker ( hipoplasia del vermis cerebeloso , generalmente con hidrocefalia )
- Agenesia del cuerpo calloso
- Situs inversus
- Encefalocele posterior
- Riñones poliquísticos
- Polidactilia postaxial
- Enfermedad del higado
- Retinitis pigmentosa
- Discapacidad intelectual
Se ha descrito un caso con síndrome de ovario poliquístico , múltiples quistes subcutáneos, deterioro de la función renal, enfermedad de Caroli y cirrosis hepática por ciliopatía.
Los fenotipos que a veces se asocian con ciliopatías pueden incluir:
- Anencefalia
- Anomalías respiratorias
- Hipoplasia del vermis cerebeloso
- Diabetes
- Exencefalia
- Anomalías en el movimiento de los ojos
- Hidrocefalia
- Hipoplasia del cuerpo calloso
- Hipotonía
- Esterilidad
- Defectos / deterioro cognitivo
- Obesidad
- Otra polidactilia
- Disfunción respiratoria
- Enfermedad quística renal
- Degeneración de la retina
- Sordera neurosensorial
- Espina bífida
Fisiopatología
"En efecto, el [cilio móvil] es una nanomáquina compuesta de quizás más de 600 proteínas en complejos moleculares, muchas de las cuales también funcionan de forma independiente como nanomáquinas". Los cilios "funcionan como mecano o quimiosensores y como un sistema de posicionamiento global celular para detectar cambios en el entorno circundante". Por ejemplo, la señalización ciliar juega un papel en el inicio del reemplazo celular después del daño celular.
Además de esta función sensorial de mediación de señales de señalización específicas, los cilios desempeñan "una función secretora en la que se libera una proteína soluble para tener un efecto aguas abajo del flujo de líquido" en las células epiteliales y, por supuesto, pueden mediar el flujo de líquido directamente en el caso de cilios móviles. Los cilios primarios en la retina juegan un papel en la transferencia de alimento a las células de los conos y bastones no vascularizados desde las células vascularizadas varios micrómetros detrás de la superficie de la retina.
Las vías de transducción de señales involucradas incluyen la vía de señalización Hedgehog y la vía de señalización Wnt .
Los cilios disfuncionales pueden provocar:
- Anormalidades de la quimiosensación , típicamente por disfunción de las células epiteliales ciliadas .
- Defectuoso thermosensation o mechanosensation , a menudo a través ciliadas del epitelio disfunción celular.
- Disfunción de la motilidad celular
- Problemas con el desplazamiento del líquido extracelular
- Anormalidades de la transducción de señales paracrinas
En organismos de salud normal, los cilios son fundamentales para:
Genética
"Así como diferentes genes pueden contribuir a enfermedades similares, los mismos genes y familias de genes pueden desempeñar un papel en una variedad de enfermedades diferentes". Por ejemplo, en sólo dos de las enfermedades causadas por el mal funcionamiento de los cilios, el síndrome de Meckel-Gruber y el síndrome de Bardet-Biedl , los pacientes que portan mutaciones en genes asociados con ambas enfermedades "tienen síntomas únicos que no se observan en ninguna de las dos afecciones por sí solas". Los genes vinculados a las dos condiciones diferentes "interactúan entre sí durante el desarrollo". Los biólogos de sistemas se esfuerzan por definir módulos funcionales que contienen múltiples genes y luego observan los trastornos cuyos fenotipos encajan en dichos módulos.
Un fenotipo particular puede superponerse "considerablemente con varias afecciones (ciliopatías) en las que los cilios primarios también están implicados en la patogenicidad . Un aspecto emergente es el amplio espectro de mutaciones del gen de la ciliopatía que se encuentran dentro de diferentes enfermedades".
Lista de ciliopatías
"Los parámetros fenotípicos que definen una ciliopatía pueden usarse tanto para reconocer la base celular de una serie de trastornos genéticos como para facilitar el diagnóstico y tratamiento de algunas enfermedades de causa desconocida".
Ciliopatías conocidas
Probables ciliopatías
Posibles ciliopatías
Historia
Aunque los cilios primarios o no móviles se describieron por primera vez en 1898, los biólogos los ignoraron en gran medida. Sin embargo, los microscopistas continuaron documentando su presencia en las células de la mayoría de los organismos vertebrados. El cilio primario se consideró durante mucho tiempo, con pocas excepciones, como un vestigio evolutivo en gran parte inútil, un orgánulo vestigial . Investigaciones recientes han revelado que los cilios son esenciales para muchos de los órganos del cuerpo. Estos cilios primarios desempeñan funciones importantes en la quimiosensación , la mecanosensación y la termosensación . Por tanto, los cilios pueden "verse como antenas celulares sensoriales que coordinan un gran número de vías de señalización celular, a veces acoplando la señalización a la motilidad ciliar o alternativamente a la división y diferenciación celular".
Los avances recientes en la investigación genética de mamíferos han hecho posible la comprensión de una base molecular para una serie de mecanismos disfuncionales en las estructuras de los cilios primarios y móviles de la célula . Se han descubierto varias vías de señalización del desarrollo críticas esenciales para el desarrollo celular. Estos se encuentran principalmente, pero no exclusivamente, en los cilios primarios o no móviles. Varias características comunes observables de los trastornos y enfermedades genéticos de los mamíferos son causadas por la disfunción y la disgenesia ciliar. Una vez identificadas, estas características describen un conjunto de características de una ciliopatía.
Los cilios se han visto implicados recientemente en una amplia variedad de enfermedades genéticas humanas por "el descubrimiento de que numerosas proteínas implicadas en enfermedades de mamíferos se localizan en los cuerpos basales y los cilios". Por ejemplo, en una sola área de la fisiología de la enfermedad humana, se ha identificado que la enfermedad renal quística , los genes y proteínas relacionados con los cilios tienen un efecto causal en la enfermedad renal poliquística , la nefronoptisis , el síndrome de Senior-Løken tipo 5, el síndrome orofaciodigital tipo 1 y Bardet. –Síndrome de Biedl .
Referencias
enlaces externos
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