Ciencia básica aplicada.
Podemos analizar los mecanismos de las enfermedades neuropediátricas en distintos niveles biológicos. Algunas enfermedades están involucradas característicamente en uno de ellos, y otras participan de forma recurrente en varios. No obstante agruparlas en grupos funcionales es útil para analizar sus elementos comunes y favorecer su comprensión desde el punto de vista biológico.
Nivel pico.
Ciencias físicas.
Biofísica.
Bioestadística.
Nivel nano.
Existen diferencias entre genómica y genética.
- La genética es el estudio de la función y compsición de los genes, así como su herencia, y las enfermedades que produce.
- La genomica es el estudio del set completo de información genética de un organismo, incluyendo las regiones no codificantes.
El genoma de un indivíduo se encuentra empaquetado en cromosomas, compuestos de cromatina, que a su vez está formada por las hebras de DNA empaquetadas alrededor de las histonas. Las hebras de DNA estan formadas por la combinación de pares de bases.
Podemos clasificar las distintas enfermedades genómicas en:
Y las enfermedades genéticas en:
- Mutaciones puntuales y enfermedades monogenéticas.
- Mutaciones dinámicas y STRs.
- Trastornos de la reparación del DNA.
- Telómeros.
Existen múltiples recursos para consultar las enfermedades genómicas y genéticas, como:
Existen 2 procesos relacionados con el ARN que permiten el paso de la información genética hacia la producción de proteínas. Son la transcripción y la traducción, entre las cuales existen diversos procesos en los cuales se madura el RNAm desde un pre-RNAm, conocidos como mecanismos de modificación post-transcripción. Intervienen varias moléculas basadas en ARN, como el RNA-t y el snRNA (ribonucleoproteínas). También existen mecanismos de modificación post-traducción de las proteínas.
- Transcripción.
- Transcriptopatías.
- Post-transcripción.
- Traducción.
- Ribosomopatías.
- Post-traducción.
Las proteinopatías son todas aquellas enfermedades genéticas que afectan a las regiones codificantes del DNA y producen afectación de la conformación de las cadenas de aminoácidos. Se excluyen de este concepto las enfermedades causadas por RNA no codificante, o las causadas por mutaciones que afectan a la secuencia de aminoácidos, por ejemplo.
No obstante, dentro de este capítulo vamos a agrupar las enfermedades en función del tipo de proteína al que afectan.
Existen 3 grupos principales de proteínas.
- Proteínas funcionales (enzimas). Su alteración da lugar a enfermedades metabólicas (metabolopatías). Suelen tener herencia autosómico recesiva (aunque no todas).
- Proteínas estructurales. Su alteración da lugar a cambios físicos (fenotípicos) microscópicos (en la célula y los tejidos) o macroscópicos. Suelen tener herencia autosómico dominante.
- Señalización celular y unión a ligandos. Son proteínas estructurales con una función específica, conectadas a vías de comunicación extracelulares e intracelulares. Existen receptores, canales y transportadores, así como neurotransmisores, hormonas y cascadas de señalización. Son especialmente importantes en el sistema nervioso central, que dispone de un sistema de comunicación intercelular específico (sinapsis).
En la web proteinatlas puede revisarse la expresión histológica de distintas proteínas en función del tejido a estudiar.
La mayor parte de enfermedades metabólicas hereditarias (errores congénitos del metabolismo) se deben a la mutación de una enzima que produce un bloqueo metabólico en una vía metabólica sin alternativa (aunque algunas otras se deben a transportopatías, por ejemplo). Ver más adelante en el metaboloma.
Más allá de las enfermedades clásicas de los neurotransmisores, en los últimos años se han descubierto otras enfermedades complejas relacionadas con la maquinaria específica de la sinapsis, y pueden clasificarse en función de su localización en esta estructura en:
- Presinápticas. Son aquellas enfermedades que se producen por disrupción de la síntesis, transporte o fusión de la vesícula sináptica. Un ejemplo es la encefalopatía secundaria a mutación del STXBP1.
- Postsinápticas. Son aquellas enfermedades relacionadas con los receptores dendríticos. Un ejemplo son las GRINpatías (Glutamate Receptor, Inotropic, NMDA, subunit 1).
Vias moleculares intracelulares.
Transportopatias
Las transportopatías son todas aquellas enfermedades derivadas del mal funcionamiento de las proteínas transportadoras de membrana, un conjunto de estructuras en forma de canal que permiten el paso a través de las membranas tanto mediante el uso del transporte activo como el transporte pasivo a favor de gradiente, permitiendo y regulando la entrada y salida de distintos compuestos en la célula y las organelas celulares.
También podemos clasificarlas en función de las sustancias transportadas, en uniportador (1 unica sustancia) o cotransportador (simportador, 2 sustancias en la misma dirección; antiportador, 2 sustancias en direcciones opuestas).
Existen varios recursos para consultar información sobre los transportadores de membrana, como la web de la sociedad internacional de proteínas transportadoras de membrana, o la web de Bioparadigms, donde se mantiene un registro de clasificación de todas las proteínas SLC descubiertas hasta la fecha y su función, así como la iniciativa TransCure, para la investigación de tratamientos.
Existen múltiples recursos para el estudio de las enfermedades metabólicas, el más útil es el Vademecum Metabolicum.
También resultan interesantes las webs de biochemical pathways, donde está disponible un diagrama con todas las rutas metabólicas relevantes, o la web del KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes), donde se dispone de información tabulizada sobre los metabolitos, las enzimas y los genes codificantes así como diagramas de todas las rutas metabólicas, o la web HumanCyC, una enciclopedia del metabolismo y los genes del ser humano.
- Aminoacidopatías y enfermedades de los péptidos.
- Enfermedades del metabolismo de los carbohidratos.
- Enfermedades del metabolismo de los ácidos grasos, carnitina y cuerpos cetónicos.
- Lipidopatías.
- Purinas, pirimidinas y nucleótidos.
- Metabolismo energético.
- Trastornos de la glicosilación.
- Metabolismo de los neurotransmisores.
- Metabolismo de las vitaminas y cofactores.
- Metabolismo de los elementos traza y metales.
Nivel micro.
Ciliopatías.
Citoesqueleto
Tubulinopatías
Golgiopatias
Enfermedades mitocondriales
Nivel macro.
Fenotipo macroscópico. Neuroanatomía.
https://www.clinicalneuroanatomyseminars.com
http://braininfo.rprc.washington.edu/Default.aspx
http://www.atlasbrain.com/enx/atlas_main.html
Jerarquía del control del sistema motor.
- Polioencefalopatías.
- Leucoencefalopatías.
- Basal ganglia disorders.
- Cerebelopatías.
- Mielopatías.
- Enfermedades neuromusculares.
- Polineuropatías.
- Miopatías.
- Enfermedades de la unión neuromuscular.
Fenotipo del desarrollo (morfológico).
Fenotipo funcional neurológico. Neurociencia.
Behavioral phenotypes
Cognitive endophenotypes
Consecuencias supraindividuales.
Más allá del indivíduo pueden también ser susceptibles de interés clínico los distintos niveles de organización interindividual.
- Familia.
- Sociedad.
- Cultura.
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