Genética y epilepsia: ¿Cómo están conectadas?

En Nanolab, te invitamos a conocer la relación entre la genética y la epilepsia, un campo que ha experimentado grandes avances. La investigación en genética cerebral ha identificado diversas mutaciones asociadas con múltiples patologías que desencadenan convulsiones y epilepsia. En este artículo, te explicamos cómo la genética influye en los síndromes epilépticos y por qué su estudio puede ser clave en diagnósticos y tratamientos.  

¿Epilepsia o convulsión?

Para entender mejor este tema, es fundamental conocer la diferencia entre epilepsia y convulsión. Las convulsiones son eventos en los que las neuronas del cerebro presentan actividad eléctrica anormal. Esta actividad eléctrica puede ser de dos tipos:

• Focal: Afecta una sola área del cerebro.

• General: Afecta a todo el cerebro.

Las convulsiones focales generan síntomas que varían según el área del cerebro afectada. Por ejemplo, si se ve afectada el área motora, se presentan alteraciones en el movimiento. Si afectan áreas dedicadas a los sentidos o emociones, los síntomas pueden incluir alucinaciones, percepciones anormales o cambios en el estado de ánimo. En el caso de las convulsiones generalizadas, los síntomas suelen ser los que la mayoría de las personas tiene en la mente respecto a las convulsiones: pérdida de la consciencia y contracciones musculares en todo el cuerpo. 

Cualquiera puede experimentar una convulsión sin ser epiléptico. Existen diversas causas que la pueden desencadenarse:

• Problemas metabólicos

• Falta de oxígeno

• Un golpe en la cabeza

• Exposición a algunos tóxicos

• Infecciones

• Fiebre alta

• Efectos secundarios de algunos fármacos 

• Desequilibrio en los electrolitos (las sales del cuerpo) 

Las convulsiones focales ocurren en solo un área del cerebro, mientras que las generales ocurren en todo el cerebro. 

A diferencia de una convulsión ocasional, la epilepsia es un trastorno donde ocurren dos o más convulsiones sin una causa identificable. Esta es la diferencia clave entre ambos conceptos: En la convulsión, hay causa identificable y suele ser un episodio aislado, mientras que en la epilepsia las convulsiones son recurrentes y sin causa aparente.

¿Cómo funcionan las neuronas?

Para entender mejor las convulsiones, es crucial conocer el funcionamiento de las neuronas. Estas células, con forma de estrella, llevan a cabo un sinfín de funciones, como el movimiento, la memoria, los sentidos y el habla. Para cumplir con estas tareas, las neuronas se comunican entre sí con señales eléctricas y químicas. 

Las señales químicas provienen de los neurotransmisores. Existen diversos tipos de estas moléculas y cada uno posee diferentes efectos sobre el cerebro. Por ejemplo, la serotonina regula el estado de ánimo. Sin embargo, los neurotransmisores son solo una parte de la comunicación neuronal. Para que un neurotransmisor viaje de una neurona a otra, debe ser liberado. Aquí es donde entra en juego el componente eléctrico. 

Los neurotransmisores son moléculas fabricadas dentro de las neuronas y se almacenan en vesículas, que puedes imaginar como unas bolsitas. Para liberarlos y transmitir un mensaje, las vesículas deben ser impulsadas hacia el exterior mediante iones de calcio. El calcio se encuentra fuera de las neuronas y entra a través de canales de voltaje, un tipo de proteína que se abre ante ciertos cambios eléctricos. 

Nuestro cuerpo funciona principalmente con cuatro iones: cloro, potasio, sodio y calcio. En las neuronas, los más importantes son los tres últimos. Dentro de las neuronas hay potasio, mientras que fuera hay calcio y sodio. El potasio mantiene las neuronas en un gradiente eléctrico negativo. Cuando una neurona se activa para transmitir un mensaje, activa bombas de sodio, unas proteínas que permiten la entrada de sodio a la célula. El sodio es un ion con carga positiva y cambia el gradiente eléctrico de la neurona, que pasa de ser negativo a positivo. Este cambio eléctrico activa canales de voltaje del sodio, permitiendo la entrada de más de estos iones. Finalmente, el voltaje cambia radicalmente y se activan los canales de voltaje del calcio. Este ion es de gran tamaño y, al entrar, choca con las vesículas llenas de neurotransmisores, impulsándolas hacia el exterior de la neurona. 

Las neuronas tienen un gradiente eléctrico negativo. Cuando se activan, meten sodio a su interior y el gradiente eléctrico se vuelve positivo. Este cambio eléctrico permite la entrada de calcio a la neurona para liberar neurotransmisores. 

Todos estos cambios eléctricos ocurren de manera ordenada y precisa. Si este proceso se altera, las neuronas podrían activarse incorrectamente, como sucede durante una convulsión. 

¿Qué tiene que ver la genética con las convulsiones y las neuronas?

Cada gen actúa como una instrucción para producir una proteína. Los canales de voltaje, las vesículas, las bombas de iones y los receptores de neurotransmisores están compuestos por proteínas. Si el gen de alguna de estas proteínas presenta una mutación, la proteína resultante puede ser anormal y funcionar de manera incorrecta. Esto puede alterar los procesos neuronales y desencadenar convulsiones. 

Los canales dependientes de voltaje permiten que las neuronas modifiquen su excitabilidad, es decir, que pasen de un estado de voltaje negativo (reposo) a uno positivo (activado). Cuando estos canales presentan mutaciones, pueden abrirse con demasiada facilidad, permitiendo que las neuronas cambien su voltaje de manera descontrolada. Esto provoca que las neuronas se activen en momentos inapropiados, generando sobreexcitabilidad en el cerebro, lo que puede derivar en convulsiones. 

Las proteínas asociadas a las vesículas también pueden volverse anormales si sus genes mutan. Estas vesículas, que almacenan y liberan neurotransmisores,  podrían liberar sus contenidos de manera excesiva o descontrolada, provocando disparos neuronales anormales que contribuyen a las convulsiones. 

Algunas mutaciones pueden alterar la estructura de los receptores que reciben los neurotransmisores. Estos cambios estructurales pueden afectar la modulación neuronal. Existen dos tipos de neurotransmisores: excitatorios, que activan las neuronas, e inhibitorios, que las desactivan. Si los receptores inhibitorios mutan, las neuronas pueden tener dificultad para desactivarse, manteniendo una actividad excesiva. Por el contrario, si los receptores excitatorios mutan, las neuronas pueden sobreactivarse con facilidad. Ambos casos pueden alterar la transmisión nerviosa y provocar eventos convulsivos. 

Los canales de iones son proteínas. Muchos se pueden abrir o cerrar, como se muestra en la imagen. Las mutaciones en los genes que codifican estos canales pueden mutar, alterando el funcionamiento del canal. 

Finalmente, existen mutaciones genéticas que afectan el neurodesarrollo, es decir, la forma en la que el cerebro y sus circuitos se forman y organizan. El sistema nervioso se desarrolla desde la etapa fetal mediante la interacción de cientos de genes que moldean su estructura y función. Cuando los genes relacionados con el  neurodesarrollo sufren mutaciones, pueden alterar la arquitectura cerebral, afectando  la forma de las neuronas o sus conexiones. Estos cambios en la estructura y función del cerebro pueden provocar convulsiones, ya que la organización normal de las redes neuronales se ve comprometida.

Pruebas genéticas para la epilepsia

Actualmente, se han identificado cerca de mil genes relacionados con la epilepsia. Muchos de estos genes están asociados a síndromes epilépticos específicos, como los síndromes de convulsión febril, que desencadenan convulsiones cuando la temperatura corporal aumenta. Las pruebas genéticas han demostrado ser una poderosa herramienta para diagnosticar estos síndromes y otras enfermedades genéticas que afectan al sistema nervioso, permitiendo una comprensión más profunda de las causas subyacentes. 

Las pruebas genéticas no solo permiten un diagnóstico más preciso, sino que también permiten seleccionar tratamientos más efectivos. Por ejemplo, la mutación en el gen KCNA2, que codifica un canal de potasio, que puede ser tratada de manera específica con el fármaco 4-aminopiridina (4-AP). Aunque es cierto que no todas las mutaciones tienen un tratamiento claro, las pruebas genéticas ofrecen pautas terapéuticas personalizadas, enfocadas en corregir el problema principal asociado a la mutación específica del paciente. 

Existen diferentes tipos de pruebas genéticas que pueden realizarse para diagnosticar epilepsias de origen genético:

• Paneles genéticos: evalúan genes específicos asociados a síndromes epilépticos. Suelen enfocarse en las mutaciones más frecuentes y son una buena opción inicial. 

• Secuenciación del exoma: evalúa todos los genes y con mayor profundidad. Es especialmente útil cuando los paneles genéticos no proporcionan resultados claros o cuando se busca un diagnóstico más exhaustivo y preciso.

En Nanolab CGI, no solo ofrecemos pruebas genéticas avanzadas, como paneles genéticos o la secuenciación del exoma, sino que somos un equipo multidisciplinario dedicado a tu salud. Con nosotros contarás con el apoyo de genetistas, psicólogos y médicos especialistas, que te acompañarán en cada paso del proceso para un manejo integral de tu condición.

Las pruebas genéticas son una herramienta de gran utilidad por poder detectar, en muchos casos, el gen y proteína que causa el cuadro de epilepsia de un paciente. Además, pueden guiar las decisiones terapéuticas. 

Referencias 

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