Las distrofias musculares progresivas constituyen un grupo de enfermedades de etiología diversa y de diferente gravedad cuya naturaleza hereditaria se conoce desde hace tiempo. Son enfermedades caracterizadas por una degeneración progresiva de las fibras musculares con una necrosis regeneración característica, comportando una hiperplasia del tejido conectivo. La afectación es esencialmente esquelética, pudiendo estar igualmente afectados, aunque no constantemente, el tejido miocárdico y el músculo liso. La edad de inicio del proceso es difícil de determinar, ya que la afectación histológica puede preceder a las primeras  manifestaciones clínicas, como testifican los casos descubiertos fortuitamente en la infancia sobre la base de una elevación del enzima creatin kinasa.

El proceso distrófico se manifiesta por un déficit de la fuerza muscular y una atrofia de las masas musculares, estando esta última a veces enmascarada por una hipertrofia conjuntivo-adiposa. Inicialmente se ve afectada la musculatura de las cinturas y de las regiones proximales de los miembros. El proceso evoluciona progresivamente, afectando las extremidades distales en un estadio tardío. Las principales fuentes de minusvalía son la pérdida progresiva de la deambulación, el compromiso de la estática raquidiana con desarrollo de una cifoescoliosis, las retracciones tendinosas, y finalmente la insuficiencia respiratoria. Este esquema evolutivo varía considerablemente, tanto en la edad de inicio como en el ritmo evolutivo.

En 1884 Erb fue el primero en reagrupar sus observaciones, las realizadas por Duchenne, Landouzy y Déjerine bajo el término general de distrofia muscular. Fue necesario esperar casi un siglo para que la renovación de la patología muscular originada por la llegada de nuevas técnicas (histoquímica, microscopia electrónica, entre otras) para que estas distrofias fueran objeto de una nueva clasificación realizada en 1954 por Walton y Natrass. Por vez primera, además de los elementos histológicos y clínicos, se tenían en cuenta los diferentes modos de transmisión hereditaria. De este modo, fue posible distinguir las formas recesivas ligadas al sexo (distrofia muscular de Duchenne, distrofia muscular de Becker), las formas de transmisión autosómica dominante (distrofia muscular de Landouzy-Déjerine o distrofia facio-escapulo-humeral) y las formas autosómicas recesivas (forma descrita por Erb). Poco a poco otras entidades fueron enriqueciendo esta clasificación, como la distrofia muscular de Emery-Dreyfuss en 1966 (distrofia muscular recesiva ligada al sexo con afectación cardíaca y retracción de codos), y posteriormente la distrofia muscular autosómica recesiva severa del niño, también llamada  SCARMD (severe childhood autosomal recessive muscular dystrophy) descrita inicialmente en Túnez en los años 1980.

La distrofina es la proteína deficitaria de las distrofias musculares de Duchenne y de Becker. Fue descubierta en 1987 mediante una estrategia llamada, en aquel entonces, "genética inversa", es decir mediante la búsqueda previa del gen en el locus mórbido correspondiente (locus DMD en Xp21.2), y la deducción de su secuencia codificadora. El estudio de esta proteína, de su patología y de sus consecuencias mórbidas (distrofias musculares de tipo Duchenne, Becker, u otras manifestaciones reagrupadas bajo el término de "distrofinopatías") no es el objetivo de esta exposición. No obstante, dado que la posterior identificación de genes responsables de un cierto número de distrofias musculares autosómicas emana directamente del descubrimiento de la distrofina, es conveniente recordar ciertas nociones.

Esquemáticamente, la ausencia de distrofina es el origen del cuadro severo de la distrofia muscular de Duchenne  (DMD). La DMD resulta de mutaciones nonsense en el gen de la distrofina (un gen gigante de 2,3Mb). Estas mutaciones son generalmente deleciones de talla variable que originan un decalaje del cuadro de lectura de la proteína (65% de los casos). Las mutaciones puntuales, de tipo missense, o que perturban el "splicing", son mucho menos frecuentes.  Las formas menos graves, reagrupadas bajo la denominación de distrofia muscular de Becker (DMB), se deben a una disminución mayor o menor de distrofina, generalmente asociada a una deleción de uno o varios exones con mantenimiento del cuadro de lectura de la proteína. La distrofina es una proteína de 427 kDa, expresada en el músculo y las neuronas. Está emparentada con las proteínas del citoesqueleto por dos de sus cuatro dominios: el dominio N-terminal, que recuerda a la actinina, y el dominio central, muy próximo por su configuración a la espectrina. En el músculo la distrofina está localizada bajo el sarcolema.

El descubrimiento de la estrecha asociación de la distrofina con una proteína de la membrana sarcolémica, ha permitido postular un modelo bioquímico en el cual la distrofina se uniría a la actina del citoesqueleto a través de su extremo N-terminal, y a las proteínas del sarcolema a través de su extremo C-terminal (1). A lo largo de la extracción de las proteínas del sarcolema, la distrofina copurifica con varias glicoproteínas transmembranarias, prueba bioquímica de la existencia de un complejo llamado DAG (dystrophin-associated glycoproteins). Los múltiples componentes de este complejo han sido progresivamente identificados paulatinamente gracias a los trabajos concurrentes de dos equipos, el de Campbell en Estados Unidos, y el de Ozawa en Japón.

Las proteínas del sarcolema se clasifican en tres complejos, según la clasificación propuesta por Ozawa:
1) el complejo distroglicano (DG) que conlleva dos subunidades, el a -DG (156 kDa) enteramente extracelular, y el b -DG (43 kDa) transmembranario (ambos derivados de un mismo gen situado sobre el cromosoma 3);
2) el complejo sarcoglicano (SG), integrado por al menos cuatro glicoproteínas transmembranarias: a -SG (50 kDa), b -SG (43 kDa), g -SG (35 kDa), d -SG (35 kDa)), y una proteína de 25 kDa no glicosilada;
3) el complejo de las sintrofinas (intracitoesquelético). De este modo se dibuja una cadena continua entre el citoesqueleto intracelular y la matriz extracelular, donde la localización de la distrofina sugiere una función mecánica de estabilización a lo largo de la contracción muscular.

La observación, en 1991, de una caída de los DAG en el músculo de los enfermos afectados de enfermedad de Duchenne atribuía a la distrofina, por vez primera, un papel en el mantenimiento de la cohesión del complejo, y proporcionaba un esclarecimiento sobre  la fisiopatología de las distrofias musculares progresivas. Este descubrimiento ha constituido un verdadero hilo conductor de la etiología molecular de algunas distrofias musculares autosómicas recesivas.

En efecto, era tentador imaginar que estas distrofias musculares, algunas de las cuales no se distinguen de las distrofias de Duchenne o de Becker más que por la afectación de los dos sexos, podrían corresponder a una patología primaria de alguna de las glicoproteínas asociadas a la distrofina. Esta hipótesis fue apoyada por el análisis inmunohistoquímico de biopsias musculares que mostraban el descenso de la proteína de 50 kDa (llamada también 50 DAG) contrastando con la conservación de la distrofina. Esta reducción fue inicialmente detectada en pacientes magrebíes y libaneses que presentaban un cuadro de SCARMD. Esta aparente especificidad etnogeográfica hizo bautizar a la proteína 50 DAG "adhalina" (adhal significa músculo en árabe). De hecho, casos de SCARMD fueron a continuación descritos en Europa, Brasil y Japón. Quedaba por demostrar que la anomalía observada en los SCARMD resultaba de un defecto primario en el gen correspondiente. Los análisis genéticos de las familias afectadas demostraron posteriormente la heterogeneidad genética de las distrofias musculares autosómicas recesivas con déficit en adhalina.

En 1995 se propuso una nueva nomenclatura para las distrofias musculares autosómicas recesivas. Esta clasificación reagrupa todas las entidades clínicas bajo la sigla general de LGMD (limb-girdle muscular dystrophy), sin tener en cuenta ni las diferencias fenotípicas, ni la clasificación nosológica clásica. La nueva nomenclatura genética, sólo tiene en cuenta el carácter dominante ( categoría LGMD1 ) o recesivo ( categoría LGMD2 ), quedando identificados por letras los diferentes loci definidos mediante el análisis de ligamiento. Esta nomenclatura puramente genética es a veces fuente de confusión para los clínicos pero está plenamente justificada en una perspectiva de genética inversa, en la que los genes son directamente identificados sobre el genoma y las proteínas específicas deducidas de las secuencias codificadoras de dichos genes. Además, hoy sabemos que una enfermedad aparentemente monomorfa puede ser debida a la afectación alternativa de varios genes distintos (heterogeneidad genética), y que inversamente mutaciones diferentes en un mismo gen pueden inducir patologías fenotípicamente distintas (heterogeneidad clínica).

El carácter operativo de esta nomenclatura ha sido plenamente demostrado con la individualización de las "distrofias musculares con déficit en adhalina". Estas fueron inicialmente localizadas sobre el cromosoma 13 definiendo un primer locus denominado LGMD2C. No obstante, otras familias no presentaban ligamiento con el cromosoma 13. La clonación del gen de la adhalina permitió identificar el locus en 17q21, indicando que la ausencia de adhalina de los SCARMD ligados al cromosoma 13 era necesariamente un fenómeno secundario.

Otros genes de LGMD fueron a continuación identificados siguiendo el mismo eslabón de l DAG: 35 DAG para el locus LGMD2C, 43 DAG para un locus sobre el cromosoma 4 (LGMD2E) (4,5) y, otra proteína de 35 kDa en el locus LGMD2F (5q33). Las proteínas correspondientes a estos cuatro loci forman parte del complejo sarcoglicano (SG), y en consecuencia han sido rebautizadas: a -SG, (para la adhalina) en  el  locus LGMD2D, b -SG en el locus LGMD2E, g -SG en el locus LGMD2C y d -SG en el locus LGMD2F. El término adhalina ha quedado definitivamente  reemplazado  por el de asarcoglicano.

La falta de anticuerpos capaces de reconocer específicamente la calpaína 3, y en ausencia de método de dosificación enzimática específica, el impacto de estas mutaciones en el ámbito de la proteína no ha podido ser estudiado.

El locus de la LGMD2A fue inicialmente localizado en una población endogámica de la isla de la Reunión. Los enfermos presentaban una forma de distrofia de cinturas, clínicamente parecida al cuadro descrito por Erb (7), y por tanto distinto al de las SCARMD. El cuadro clínico está marcado, al menos en su inicio, por una afectación muscular simétrica y selectiva, implicando sobretodo la parte posterior de las nalgas y de los brazos, sin macroglosia, ni hipertrofia de pantorrillas. El espectro evolutivo es muy amplio, situándose la edad de inicio de los trastornos hacia la segunda década de vida y la edad de pérdida de la deambulación, por regla general, hacia los 30 años.

El análisis de ligamiento en familias de esta población mostró ligamiento con marcadores del brazo largo del cromosoma 15. Esta localización se confirmó posteriormente en familias de otras  poblaciones diferentes. El genotipaje de nuevos marcadores del cromosoma 15 ha permitido encuadrar el locus LGMD2A en el intervalo 15q15.1 y 15q21.1. El establecimiento de un mapa de transcritos de esta región, permitió detectar dos secuencias expresadas específicamente en el músculo esquelético codificando una de ellas una proteasa intracelular: la calpaína 3 (CANP3). Una exploración sistemática ha permitido poner en evidencia mutaciones en pacientes LGMD2A, validando así el gen de esta calpaína como responsable de la enfermedad.

Sobre los cinco genes de distrofia muscular autosómica recesiva recientemente clonados, cuatro codifican para proteínas de estructura del sarcolema, mientras que el gen de la calpaína 3 corresponde a un enzima proteo lítico. Las calpaínas son proteasas no lisosomiales que tienen una supuesta función reguladora. Comprenden dos isoenzimas ubicuitarias, CANP1 y CANP2, dos proteínas específicas del estómago, y CANP3, propia del músculo esquelético. Contrariamente a las calpaínas ubicuitarias, la calpaína 3 es activa a concentraciones intracelulares fisiológicas de Ca2+.

El gen humano CANP3 está constituido por 24 exones recubriendo al menos 45 Kb de ADN genómico. Más de 60 mutaciones CANP3 repartidas a lo largo del gen han sido identificadas hasta la actualidad. Las mutaciones recurrentes representan menos del 25%, la mayoría de los casos son resultado, por tanto, de mutaciones únicas. Todos los tiposde mutaciones han sido observados, a excepción de grandes deleciones, inserciones, duplicaciones, o mutaciones en el promotor. Esta gran heterogeneidad de defectos moleculares del gen CANP3 se ha observado en las familias estudiadas de distintos países: España, Francia, Brasil, Israel, Italia, Japón, Líbano, Suiza, Turquía , Estados Unidos , incluidas algunas poblaciones genéticamente cerradas (población Amish, vasca y de la isla de la Reunión).

Las sarcoglicanopatías se deben a mutaciones recesivas en uno de los cuatro genes ya clonados del complejo sarcoglicano. Dado que los anticuerpos dirigidos contra el a-SG fueron los primeros en obtenerse, y durante mucho tiempo los únicos utilizados, la mayoría de los casos han sido identificados sobre la noción de una a -SG significativamente disminuida contrastando con una distrofina anormal.

El defecto primario de un gen del complejo SG origina un déficit marcado de la correspondiente proteína, déficit que repercute secundariamente sobre la cantidad de las otras tres proteínas asociadas del complejo SG, sin disminución, ni de los distroglicanos, ni de la distrofina (10). La patología genética confirma de este modo la realidad biológica del complejo SG, bioquímicamente individualizado por el equipo de Ozawa (2). Se trata de un ejemplo típico de lo que podríamos llamar una "patología de dominó": la ausencia de una de las piezas perturba el conjunto del complejo, bien alterando su estabilidad, bien impidiendo su formación. Todavía existen pocos ejemplos de este tipo de patología, cuyos primeros casos han sido aportados por la patología del aparato citoesquelético eritrocitario.

Las mutaciones del gen a SG son las mejor conocidas ya que este gen ha sido el primero en identificarse. Se tratan de mutaciones puntuales que afectan preferentemente los exones 3 y 5. Pueden subdividirse en mutaciones "nonsense" y mutaciones "missense". Como es de esperar, las mutaciones nonsense impiden cualquier producción de proteína. En los casos con mutaciones missense también se da un claro efecto cuantitativo, pero en un análisis mediante Western blot son visibles trazas de a SG. Lo mismo ocurre para los algunos ejemplos de mutaciones missense de los otros genes del complejo sarcoglicano lo que refuerza la hipótesis de una patología de interacciones.

Algunas mutaciones como la mutación a -R77C, son particularmente frecuentes. El hecho de que se hayan encontrado haplotipos diferentes y en diferentes poblaciones indica que se trata de mutaciones recurrentes.

En el gen g -SG, dos mutaciones con efecto fundador han sido puestas en evidencia en dos poblaciones fuertemente consanguíneas. Una es la mutación g -SG D521-T, prevalente en África del Norte (también encontrada en Brasil), asociada con un alelo raro del marcador intragénico D13S232. La otra mutación g -SG C283Y, asociada a otro alelo del marcador D13S232, es propia de los gitanos de Europa occidental. En este último caso, la reconstitución de un haplotipo ancestral ha permitido datar la mutación a más de 60 generaciones, es decir antes de la fecha presumida de la migración histórica de los gitanos fuera de la India.

La individualización reciente de las sarcoglicanopatías en el seno de las distrofias musculares autosómicas recesivas ha suscitado un cierto número de interrogaciones. Una de las primeras cuestiones que se nos plantea es cuantificar estas distrofias de cinturas recesivas dentro de las distrofias musculares progresivas. No es fácil responder a esta cuestión en tanto en cuanto el diagnóstico molecular de las distrofias musculares no haya entrado en la práctica médica. Tratándose de enfermedades autosómicas recesivas, debemos esperar una mayor frecuencia en el seno de las poblaciones endogámicas.

Otra cuestión que también se nos plantea es cual es la responsabilidad de los diferentes genes del complejo sarcoglicano dentro de las sarcoglicanopatías. Es evidente que la proporción puede diferir según las distintas poblaciones. En general, las g -sarcoglicanopatías son más frecuentes en Africa del Norte, mientras que en Europa occidental, salvo en el caso particular de los gitanos, no encontramos prácticamente más que asarcoglicanopatías. En cuanto a la distribución de las calpainopatías parece bastante ubicuitaria y en lo referente a las tasas entre las familias estudiadas hasta la actualidad es próxima del 50%. Si estos datos se confirman, las calpainopatías podrían representar una fracción mayoritaria de las distrofias autosómicas recesivas progresivas.

La estrategia fundada sobre el análisis de las proteínas musculares sobre las biopsias musculares en primera instancia (para aquellas proteínas de las que se dispone de anticuerpo), y el análisis posterior de los genes Un complemento útil a esta estrategia es el análisis de ligamiento, el cual es capaz de proporcionar en casos privilegiados (número suficiente de meiosis informativas) un elemento de orientación decisivo. Esperando la posibilidad de analizar la calpaína 3 en el ámbito proteico, el diagnóstico de calpainopatía es difícil y permanece por el momento un diagnóstico de exclusión.

De manera general, lassarcoglicanopatías comparten características clínicas que les asemejan sobretodo a las distrofinopatías, como la hipertrofia de pantorrillas, la frecuente macroglosia, la afectación muscular proximal y poco selectiva, la elevación marcada de la creatín kinasa. En revancha, la afectación respiratoria y cardiaca es mucho menos predominante y no se observa retraso mental. Por regla general, parece que las b -, g - y d sarcoglicanopatías sean más graves, con un inicio en la infancia y un cuadro de Duchenne o de Becker grave (4,5,6,11). No obstante hay que señalar que las muestras de pacientes analizados  hasta la actualidad son todavía pequeñas, limitándose a los casos más graves. Es posible que ampliando las investigaciones a enfermos menos  afectados, se llegue a descubrir una mayor variabilidad clínica, como ha ocurrido en el caso de las a -sarcoglicanopatías.

En efecto, para estas últimas, ahora sabemos que pueden originar una variedad de cuadros clínicos que van desde la forma grave, con pérdida de la deambulación antes de los 12 años, a formas muy poco invalidantes, reveladas tardíamente por calambres y/o fatigabilidad y una elevada tasa de creatin kinasa. Es tentador atribuir estas  variaciones fenotípicas a mutaciones diferentes en el gen a -SG, pero existen casos con diferente gravedad y que tienen la misma mutación. Por ello, es difícil relacionar un fenotipo constante con una determinada mutación. Para una misma mutación homocigota, o con el mismo conjunto de alelos en caso de heterocigosis compuesta, se observan variaciones fenotípicas de una familia a otra, e incluso dentro de una misma fratria. Estas variaciones, que habían sido subrayadas en las observaciones de los clínicos, podrían reflejar la intervención de genes modificadores.

La fisiopatología de las sarcoglicanopatías todavía no se conoce. Ciertamente, se trata de una perturbación del complejo sarcolémico que sirve de intermediario entre el citoesqueleto intracelular, vía la distrofina, y la matriz extracelular. La observación preliminar de la perturbación secundaria de este complejo en caso de distrofinopatías dejaría pensar que el complejo podía jugar un papel central, explicando el proceso distrófico tanto en las distrofinopatías como en las sarcoglicanopatías. La restauración del complejo constituiría una vía posible de corrección de las distrofinopatías. Un trabajo realizado concurrentemente por dos grupos de investigadores, ha invalidado esta hipótesis: la expresión mediante transgénesis de las proteína DP71 (correspondiente a la parte C-terminal de la distrofina) en el músculo del ratón mdx (modelo murino de DMD) restaura completamente los complejos asociados a la distrofina  (distroglicano y sarcoglicano) sin mejorar de ningún modo el proceso distrófico.

Como para las sarcoglicanopatías, el cuadro clínico inducido por las mutaciones missense es en general menos grave que el de las mutaciones nonsense. Ya que estas últimas producen una proteína truncada y muy probablemente no funcional, se puede pensar que la patología no resulta de una activación intempestiva de la calpaína 3. Se trata, por tanto, de una patología recesiva clásica por pérdida de función, función que todavía permanece desconocida. En ausencia de indicaciones sobre la localización celular de la calpaína 3, sobre la naturaleza de su o de sus substratos fisiológicos, así como sobre el impacto proteico de las mutaciones, los conocimientos de la fisiopatología son meramente especulativos.

Se ha sugerido un papel de la calpaína 3 durante la miogénesis, sobretodo por el truncamiento de una proteolísis programada y precisamente regulada por los factores de trascripción como MyoD y miogenina. Ni el cuadro clínico, ni la patología serían evocadores de una enfermedad del desarrollo muscular, y es por tanto más probable que la calpaína 3 intervenga en el mantenimiento de la masa muscular que en su formación. La unión con la titinas y la regulación por el calcio pueden igualmente hacer pensar en una intervención a nivel del propio  proceso de contracción muscular. Podemos también imaginar una función protectora de las células musculares interviniendo en el catabolismo de determinadas proteínas. La perturbación de esta función conduciría a una acumulación tóxica de ciertos compuestos y finalmente a la degradación de las fibras musculares.

Las distrofias musculares son una ilustración de como el descubrimiento de los genes implicados en las enfermedades genéticas monofactoriales, y la caracterización de sus mutaciones han cambiado la clasificación clínicomorfológica clásica. Una misma entidad clínica puede recubrir una variedad de genes patológicos como es el caso del conjunto de enfermedades musculares abusivamente llamado "distrofias de cinturas" que pueden ser debidas una anomalía que está o bien en el gen da la calpaína 3, o bien en uno de los genes del complejo sarcoglicano.

Por otro lado, la patología de un mismo gen puede conducir a fenotipos diferentes, pareciendo provenir de enfermedades diferentes como es el caso de las mutaciones en el gen de la distrofina, o en el del asarcoglicano, que pueden originar miopatías graves o benignas, según el alelo considerado, y también en función de las variaciones epistáticas cuyos mecanismos nos escapan todavía completamente. Por tanto, en ausencia de estrictas correlaciones genotipo/fenotipo, la nueva nosología molecular no podría sustituir completamente la nosología clínica.

A medida de su descubrimiento, los genes de las distrofias musculares también nos han proporcionado elementos de una clasificación subcelular de la patología. Se puede hablar de patología del sarcolema para las distrofinopatías y las sarcoglicanopatías.

En cuanto a las calpainopatías, primer ejemplo de una patología muscular por anomalía de una proteasa, constituyen en la actualidad un enigma fisiopatológico. Es posible que los demás genes de las distrofias musculares progresivas recesivas que quedan por descubrir, como el  situado en el locus LGMD2B sobre el cromosoma 2, o los que todavía no han sido localizados, reserven otras sorpresas.