Evaluación de la Metilación de la Región Promotora del Gen TOR1A

Abstract

Introduction: Dystonia is a movement disorder characterized by involuntary sustained muscle contractions, resulting in repetitive twisting movements, and abnormal postures. DYT-TOR1A is an early-onset generalized dystonia, corresponding to an autosomal dominant form, is mainly caused by a deletion of the GAG triplet in exon 5 of the TOR1A gene. The prevalence of this pathogenic variant is estimated at 17.6 to 26.1 carriers per 100,000 people and shows a reduced clinical penetrance, close to 30%; resulting in patients with a wide variety of clinical manifestations. One of the factors identified that influence the reduction in penetrance has been the TOR1A_rs1801968 variant; however, this is not completely responsible for the reduced penetrance; epigenetic mechanisms could be the explanation for the reduced penetrance present in this pathology. Objective: Determine the level of methylation of the promoter region of the TOR1A gene and identify the TOR1A_rs1801968 variant and the pathogenic variant causing DYT-TOR1A in control individuals, patients with dystonia, and family members. Materials and methods: All subjects signed the informed consent form (protocol INNN_161/22). DNA was extracted from peripheral blood or saliva samples. A specific oligonucleotide pair and probe were designed to analyze the promoter region of the TOR1A gene (PyroMark v2.0-QIAGEN). The TOR1A_rs1801968 variant was genotyped by allelic discrimination. DNA extracted was treated with NaHSO3 to amplify and sequence the promoter region. The mean difference in methylation levels (U-Mann-Whitney) and the proportion of genotypes between groups (Fishers exact test) were analyzed. Results: The TOR1A_rs1801968 variant was identified in patients, relatives, and controls; however, no differences in their frequency were observed when comparing the three groups. In the methylation analysis of the TOR1A gene promoter, statistical differences were obtained when comparing patients vs. relatives and patients vs. asymptomatic carriers. The segregation phase of the TOR1A_rs1801968 variant to the pathogenic delGAG variant was determined. Conclusions: The differences observed in the methylation levels of the promoter region may explain the penetrance phenomenon presented in this pathology, however, the size of the sample analyzed longitudinally does not allow analysis or conclusions to be drawn from this.

La distonía es un trastorno del movimiento caracterizado por contracciones musculares sostenidas involuntarias, lo que provoca torsiones, movimientos y posturas anormales repetitivas. La DYT-TOR1A es una distonía generalizada de inicio temprano, que corresponde a una forma autosómica dominante, y en la mayoría de los casos es causada por una deleción del triplete GAG en el exón 5 del gen TOR1A. Se estima que la prevalencia de esta variante patogénica es de 17,6 a 26,1 portadores por cada 100,000 personas y muestra una penetrancia clínica reducida, cercana al 30%; lo que permite que los pacientes muestren una gran variedad de manifestaciones clínicas. Uno de los factores identificados que tienen influencia sobre la penetrancia reducida ha sido la variante TOR1A_rs1801968; sin embargo, esta no responde por completo a la penetrancia reducida, por lo que mecanismos epigenéticos, pueden funcionar como explicación de la penetrancia reducida presente en esta patología. Objetivos: Determinar el nivel de metilación de la región promotora del gen TOR1A en individuos control, pacientes con distonía y familiares e identificar la variante TOR1A_rs1801968 y la variante patogénica causante de DYT-TOR1A en los grupos estudiados. Materiales y métodos: Posterior a la firma de consentimiento informado (protocolo INNN_161/22) se tomaron muestras de sangre periférica o saliva para extracción de ADN. Se diseñó un par de oligonucleótidos y una sonda específicas para analizar la región promotora del gen TOR1A (PyroMark v2.0-QIAGEN). Se genotipó la variante TOR1A_rs1801968 por discriminación alélica. El ADN extraído de sangre periférica o saliva fue tratado con NaHSO3 para amplificar y secuenciar la región promotora. Se analizó la diferencia de medias en los niveles de metilación (U-Mann-Whitney) y la proporción de genotipos entre grupos (prueba exacta de Fisher). Resultados: Se identificó la variante TOR1A_rs1801968 en pacientes, familiares y controles; sin embargo, no se observaron diferencias de su frecuencia al comparar los tres grupos. En el análisis de metilación del promotor del gen TOR1A se obtuvieron diferencias estadísticas al comparar a pacientes vs familiares, así como pacientes vs portadores asintomáticos. Se determinó la fase de segregación de la variante TOR1A_rs1801968 con respecto a la variante patogénica delGAG. Conclusiones: Las diferencias observadas al comparar los niveles de metilación de la región promotora pueden brindar una explicación al fenómeno de penetrancia presentado en esta patología, sin embargo, el tamaño de la muestra analizado longitudinalmente no permite hacer análisis ni conclusiones de esto.