OMIM Entry – # 277700 – WERNER SYNDROME; WRN

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Un segno di numero (#) è usato con questa voce perché la sindrome di Werner (WRN) è causata da una mutazione omozigote o eterozigote composta nel gene RECQL2 (604611), che codifica un omologo dell’E. coli RecQ DNA helicase, sul cromosoma 8p12.

Vedi anche la sindrome di progeria di Hutchinson-Gilford (HGPS; 176670), una sindrome progeroide più grave con esordio precoce causata da una mutazione nel gene LMNA (150330).

La sindrome di Werner (WRN) è una rara sindrome progeroide segmentale autosomica recessiva. I pazienti mostrano non solo un aspetto di invecchiamento accelerato (ingrigimento precoce, diradamento dei capelli, atrofia della pelle e atrofia del grasso sottocutaneo), ma anche diversi disturbi comunemente associati all’invecchiamento, tra cui cataratta bilaterale, diabete mellito, osteoporosi, arteriosclerosi precoce, e una varietà di neoplasie benigne e maligne (sintesi di Oshima et al., 1996).

Le caratteristiche della sindrome di Werner sono cambiamenti cutanei simili alla sclerodermia, soprattutto nelle estremità, cataratta, calcificazione sottocutanea, arteriosclerosi precoce, diabete mellito, e una facies avvizzita e prematuramente invecchiata. Un pedigree particolarmente istruttivo è stato riportato da McKusick (1963). L’habitus è caratteristico, con bassa statura, arti snelli e tronco tozzo. Il naso è becco.

Epstein et al. (1966) hanno studiato un paziente giapponese che viveva a Seattle. Goto et al. (1981) hanno studiato 42 famiglie giapponesi contenenti 80 persone affette. L’eredità autosomica recessiva è stata confermata. La malignità era frequente nei pazienti e nelle famiglie in generale. L’HLA non era collegato. La frequenza della sindrome di Werner in Giappone è stata stimata a circa 3 per milione di persone. L’origine dei nonni dei casi sarebbe interessante.

Ruprecht (1989) ha riferito che in 10 dei 18 occhi di 9 pazienti con sindrome di Werner, l’intervento di cataratta è stato complicato dalla deiscenza della ferita e dalle sue conseguenze. Inoltre, lo scompenso endoteliale corneale si è verificato in 8 occhi. In considerazione del ridotto potenziale di crescita dei fibroblasti, ha suggerito piccole incisioni chirurgiche e altre modifiche delle procedure abituali di chirurgia della cataratta, tra cui nessun uso locale o sistemico di cortisone.

Khraishi et al. (1992) hanno descritto una donna di 47 anni con WRN a cui era stata erroneamente diagnosticata una sclerosi sistemica progressiva con calcificazione metastatica per 12 anni e poi ha sviluppato una dolorosa lesione osteoblastica corticale juxtaarticolare femorale distale con esuberante calcificazione dei tessuti molli. Questa lesione si è rivelata essere un osteosarcoma che ha richiesto l’amputazione.

Goto et al. (1996) hanno trovato in letteratura 124 casi di neoplasia e sindrome di Werner dal Giappone e 34 casi fuori dal Giappone, dal 1939 al 1995. Hanno trovato una maggiore diversità di neoplasie in WRN rispetto a quanto precedentemente noto. Nei giapponesi, c’erano 127 tumori, 14 meningiomi benigni e 5 disturbi mieloidi, rispetto a 30 tumori, 7 meningiomi benigni e 2 disturbi mieloidi, nei non giapponesi. Il rapporto tra tumori epiteliali e non epiteliali era di circa 1:1 per i giapponesi e per i non giapponesi, invece del solito 10:1. Entrambe le serie avevano eccessi di sarcoma dei tessuti molli (STS), osteosarcoma, disturbi mieloidi e meningioma benigno. Inoltre, i giapponesi avevano un eccesso di cancro alla tiroide e melanoma, di cui 5 intranasali e 13 al piede. STS, osteosarcoma, melanoma e carcinoma della tiroide rappresentavano il 57% di tutti i tumori in WRN rispetto al 2% previsto, basato sulla popolazione di Osaka tra i 25 e i 64 anni di età. Tumori multipli sono stati riportati in 19 giapponesi e 5 non giapponesi. In Giappone, 9 parenti di primo grado avevano WRN e cancro, 6 dei quali erano concordanti per quanto riguarda il sito e/o il tipo di cellule.

Martin (1997) ha fatto una revisione ponderata della questione se la mutazione Werner sia un riflesso in buona fede dei meccanismi di “invecchiamento normale”.

Mohaghegh e Hickson (2001) hanno esaminato le carenze di elicasi del DNA associate alla predisposizione al cancro e ai disturbi dell’invecchiamento precoce.

Instabilità cromosomica nella sindrome di Werner

Il ‘mosaicismo di traslocazione variegato’ fu la denominazione proposta da W. W. Nichols (Hoehn et al., 1975) per un fenomeno che lui e altri hanno osservato nelle cellule di pazienti con la sindrome di Werner: le linee cellulari di fibroblasti della pelle erano di solito composte da uno o più cloni, ciascuno caratterizzato da una traslocazione distintiva, apparentemente equilibrata. Salk (1982) ha scoperto che le cellule somatiche dei pazienti con sindrome di Werner rivelano una propensione a sviluppare aberrazioni cromosomiche, incluse traslocazioni, inversioni e delezioni. In linee cellulari di fibroblasti e linee cellulari linfoblastoidi ricavate da linfociti B circolanti in due fratelli nati da genitori cugini, Schonberg et al. (1984) hanno dimostrato un mosaicismo di traslocazioni variegate e la durata di vita abbreviata caratteristica delle linee cellulari di questi pazienti.

In studi con clastogeni, Gebhart et al. (1988) hanno concluso che le cellule della sindrome di Werner mostrano alcune differenze biochimiche che le distinguono da quelle di altre sindromi classiche di instabilità cromosomica.

Fukuchi et al. (1989) hanno dimostrato una maggiore frequenza di delezioni cromosomiche in linee cellulari di pazienti con WRN. Scappaticci et al. (1990) hanno trovato anomalie cromosomiche numeriche e strutturali multiple nei linfociti in coltura di 4 pazienti con sindrome di Werner; molti dei cambiamenti erano clonali.

Fukuchi et al. (1990) hanno trovato una frequenza media 8 volte maggiore di linfociti resistenti alla 6-tioguanina in pazienti con sindrome di Werner rispetto ai controlli normali, suggerendo un aumento dei riarrangiamenti e delle delezioni cromosomiche spontanee nelle cellule WRN coerente con una instabilità genomica umana o sindrome “mutante”. Monnat et al. (1992) hanno determinato le sequenze della regione di giunzione delle delezioni nel gene HPRT (308000) dai fibroblasti della sindrome di Werner resistenti alla tioguanina. Dato il potenziale di ricombinazione omologa tra copie di sequenze di DNA ripetute che costituiscono circa un terzo del gene HPRT umano, furono sorpresi di scoprire che tutte le delezioni erano generate dalla ricombinazione non omologa di duplex di DNA donatore che condividono poca identità di sequenza nucleotidica. Nessuna differenza nella struttura o nella complessità è stata osservata tra le delezioni isolate dai fibroblasti della sindrome di Werner o dalle cellule della leucemia mieloide. Questo ha suggerito a Monnat et al. (1992) che il mutatore di delezioni della sindrome di Werner usa percorsi di mutagenesi delle delezioni che sono simili o identici a quelli usati in altre cellule somatiche umane.

Ogburn et al. (1997) hanno trovato che i linfociti B immortalizzati da individui con la sindrome di Werner erano ipersensibili al 4-nitro-chinolina-1-ossido (4NQO), supportando il lavoro precedente sui linfociti T. Hanno anche dimostrato che le linee cellulari B di portatori eterozigoti clinicamente normali, con circa il 50% di attività elicasica residua, hanno mostrato una sensibilità intermedia a questo agente genotossico. Poiché la prevalenza dei portatori è di 1 su 150 fino a 1 su 200, Ogburn et al. (1997) hanno suggerito che un fenotipo deleterio associato ad uno stato di portatore potrebbe avere un potenziale interesse per la salute pubblica. Moser et al. (2000) hanno usato il test di mutazione delle cellule somatiche della glicoforina A (GPA) (Jensen e Bigbee, 1996) per analizzare l’instabilità genetica in vivo nei pazienti WRN e negli eterozigoti. Le frequenze delle varianti GPA sono state determinate per 11 pazienti e 10 membri della famiglia eterozigoti che portavano collettivamente 10 diverse mutazioni WRN. Un aumento della frequenza delle varianti era fortemente dipendente dall’età nei pazienti WRN. Le varianti di perdita dell’allele erano anche significativamente elevate nei membri eterozigoti della famiglia, fornendo così la prima prova dell’instabilità genetica in vivo nei portatori eterozigoti in una sindrome di instabilità genetica autosomica recessiva.

Prince et al. (1999) hanno dimostrato che le linee cellulari dei fibroblasti della sindrome di Werner sono insolitamente sensibili all’agente dannoso per il DNA 4NQO, ma non alle radiazioni gamma o al perossido di idrogeno. La fusione di linee cellulari di fibroblasti WRN sensibili al 4NQO e di controllo resistenti al 4NQO ha generato ibridi cellulari proliferanti che esprimevano la proteina WRN ed erano resistenti al 4NQO. Questi risultati hanno stabilito la natura recessiva della sensibilità al 4NQO nelle linee cellulari WRN e hanno fornito un test cellulare per la funzione della proteina WRN.

Crabbe et al. (2007) hanno dimostrato che la perdita dei telomeri associata alla replicazione è responsabile delle fusioni cromosomiche trovate nei fibroblasti della sindrome di Werner. Utilizzando l’analisi della metafase, gli autori hanno dimostrato che l’allungamento dei telomeri da parte della telomerasi (TERT; 187270) ha ridotto significativamente la comparsa di nuove aberrazioni cromosomiche in cellule prive dell’elicasi WRN, in modo simile alla complementazione delle cellule della sindrome di Werner con l’elicasi WRN. Crabbe et al. (2007) hanno proposto un meccanismo in cui la mancanza di attività dell’elicasi WRN provoca una drammatica perdita di telomeri dai singoli cromatidi fratelli, causando una risposta di danno e riparazione del DNA che porta a cicli di fusione-rottura dei cromosomi e instabilità genomica. I risultati hanno suggerito che l’instabilità del genoma nelle cellule della sindrome di Werner, che può portare al cancro, dipende direttamente dalla disfunzione dei telomeri.

Bauer et al. (1986) hanno scoperto che i fibroblasti di un paziente con sindrome di Werner avevano una risposta mitogenica marcatamente attenuata al fattore di crescita derivato dalle piastrine (PDGF; vedi 190040) e al fattore di crescita dei fibroblasti (FGF; vedi 131220) nonostante il legame e i recettori del fattore di crescita cellulare normale. I risultati hanno suggerito che un difetto nelle vie mediate dal fattore di crescita può contribuire al fenotipo WRN.

La durata finita della vita replicativa delle cellule umane in vitro, il fenomeno Hayflick (Hayflick, 1965), è dovuto alla perdita stocastica della capacità replicativa in una frazione continuamente crescente di cellule neonate ad ogni generazione. I fibroblasti umani normali raggiungono circa 60 raddoppi di popolazione in coltura, mentre le cellule della sindrome di Werner di solito raggiungono solo circa 20 raddoppi di popolazione. Ci sono 2 spiegazioni cinetiche alternative per la diminuzione della durata della vita delle cellule della sindrome di Werner. In primo luogo, la frazione iniziale di cellule in ciclo in un espianto fresco può essere approssimativamente la stessa di un espianto derivato da un soggetto normale, ma il tasso di perdita della capacità riproduttiva può essere molto più alto nelle cellule della sindrome di Werner. In secondo luogo, quando vengono espiantate fresche, le cellule della sindrome di Werner possono contenere una frazione molto più piccola di cellule cicliche, che perdono la loro capacità riproduttiva ad un ritmo normale. Naturalmente, una combinazione dei 2 meccanismi è possibile. Per distinguere tra le 2 ipotesi principali, Faragher et al. (1993) hanno studiato le cellule di un eterozigote obbligato, determinando la frazione di cellule in fase S per tutta la durata della vita delle colture. Hanno trovato che le cellule di queste colture di solito uscivano, apparentemente in modo irreversibile, dal ciclo cellulare ad un ritmo più veloce rispetto alle cellule normali, anche se per la maggior parte iniziavano con una buona capacità replicativa. Hanno proposto che il gene della sindrome di Werner sia un gene “contatore” che controlla il numero di volte che le cellule umane sono in grado di dividersi prima della differenziazione terminale. Thweatt e Goldstein (1993) sono arrivati a un’ipotesi simile. Hanno sottolineato che diverse sequenze di geni sovraespressi isolati da una libreria di cDNA di fibroblasti con sindrome di Werner possedevano la capacità di inibire la sintesi del DNA e interrompere molti processi biochimici normali. Poiché una costellazione simile di geni è sovraespressa nei fibroblasti normali senescenti, i risultati hanno suggerito una via genetica molecolare comune per la senescenza replicativa nei 2 tipi di cellule. Thweatt e Goldstein (1993) hanno proposto che il difetto primario in WRN è una mutazione in un gene per una proteina repressore trans-agente che riduce la sua affinità di legame per le regioni di regolazione condivise di diversi geni, compresi quelli che codificano gli inibitori della sintesi del DNA. Il gene repressore WRN mutante innesca una sequenza di espressione prematura degli inibitori della sintesi del DNA e di altri geni, con conseguente inibizione della sintesi del DNA e senescenza cellulare precoce, eventi che si verificano molto più tardi nelle cellule normali.

Matsumoto et al. (1997) hanno presentato la prova che l’elicasi che è difettosa nella sindrome di Werner manca del segnale di localizzazione nucleare (NLS) e che questo porta ad un’importazione nucleare compromessa come fattore principale che contribuisce alla patologia molecolare del disturbo. La scoperta ha contribuito a spiegare l’enigma che la maggior parte dei pazienti con sindrome di Werner hanno fenotipi clinici simili, non importa quanto siano diverse le loro mutazioni. Il ruolo che l’elicasi della sindrome di Werner svolge nel nucleo nel prevenire l’invecchiamento precoce è rimasto da chiarire.

Wyllie et al. (2000) hanno dimostrato che l’espressione forzata della telomerasi (187270) nei fibroblasti della sindrome di Werner ha conferito una durata di vita cellulare estesa e una probabile immortalità. L’attività della telomerasi e l’estensione dei telomeri erano sufficienti a prevenire la senescenza prematura delle colture di fibroblasti della sindrome di Werner. I risultati hanno suggerito che una conseguenza del difetto della sindrome di Werner è un’accelerazione della normale senescenza replicativa guidata dai telomeri e hanno suggerito un percorso di intervento terapeutico in questa sindrome progeroide umana.

Krejci et al. (2003) hanno chiarito il ruolo di Srs2 nella modulazione della ricombinazione purificando il suo prodotto codificato ed esaminando le sue interazioni con la ricombinasi RAD51 (179617). Srs2 ha una robusta attività ATPasi che dipende dal DNA a singolo filamento e lega RAD51, ma l’aggiunta di una quantità catalitica di Srs2 alle reazioni di ricombinazione mediate da RAD51 causa una grave inibizione di queste reazioni. Krejci et al. (2003) hanno dimostrato che Srs2 agisce dislocando RAD51 dal DNA a singolo filamento. Quindi, l’attenuazione dell’efficienza di ricombinazione da parte di Srs2 deriva principalmente dalla sua capacità di smantellare il filamento presinaptico RAD51 in modo efficiente. Krejci et al. (2003) hanno suggerito che le loro scoperte hanno implicazioni per la base delle sindromi Bloom (210900) e Werner, che sono causate da mutazioni nelle elicasi del DNA e sono caratterizzate da maggiori frequenze di ricombinazione e una predisposizione ai tumori e all’invecchiamento accelerato.

Baird et al. (2004) hanno dimostrato che il tasso medio di accorciamento dei telomeri nelle colture di massa WRN variava tra quello dei fibroblasti normali (99 bp/doppio della popolazione) e 4 volte quello dei normali (355 bp/doppio della popolazione). I tassi di erosione dei telomeri nei cloni di cellule WRN erano molto ridotti rispetto alle colture in massa, così come le varianze delle distribuzioni della lunghezza dei telomeri. La mancanza generale di eterogeneità di lunghezza e i normali tassi di erosione delle popolazioni clonali erano coerenti con le semplici perdite di fine replicazione come il principale contributore all’erosione dei telomeri nelle cellule WRN. Gli autori hanno proposto che le dinamiche telomeriche a livello di singola cellula nei fibroblasti WRN non sono significativamente diverse da quelle dei fibroblasti normali e hanno suggerito che il declino replicativo accelerato osservato nei fibroblasti WRN potrebbe non derivare da un’erosione accelerata dei telomeri.

Perché la resistenza all’insulina nella sindrome di Werner può essere dovuta a una segnalazione difettosa distale al recettore dell’insulina (147670), Izumino et al. (1997) hanno analizzato gli effetti metabolici del troglitazone, un farmaco antidiabetico che sensibilizza l’azione dell’insulina, in 5 pazienti con sindrome di Werner. Ogni paziente è stato trattato con 400 mg/die di troglitazone per 4 settimane ed è stato sottoposto a un test di tolleranza al glucosio orale (OGTT) da 75 g e a frequenti test di tolleranza al glucosio in iv. Il trattamento ha ridotto l’area sotto la curva del glucosio e dell’insulina nell’OGTT del 26% e del 43%, rispettivamente. La tolleranza al glucosio, espressa come tasso di scomparsa del glucosio, è migliorata significativamente (da 1,36 +/- 0,16 a 1,94 +/- 0,30%/min; P inferiore a 0,005). Gli autori hanno scoperto che il troglitazone migliora l’intolleranza al glucosio mediata da un aumento della sensibilità all’insulina, nonché l’efficacia del glucosio, come valutato dall’analisi minima, nei pazienti con sindrome di Werner.

In uno studio su 21 famiglie giapponesi originarie di 16 diverse prefetture, Goto et al. (1992) hanno fatto studi di linkage dimostrando uno stretto collegamento di WRN ad un gruppo di marcatori sul cromosoma 8. Per la diagnosi erano necessari almeno 3 dei 4 seguenti segni principali: habitus e statura caratteristici, senescenza precoce, cambiamenti cutanei simili alla sclerodermia e anomalie endocrine. Il primo suggerimento di collegamento è stato un aumento dell’omozigosi per l’ankyrin (ANK1; 612641) e D8S87. Il locus ANK1 si trova a 8p11.2. La sindrome di Werner ha mostrato un punteggio massimo lod di 2.89 a theta = 0.058 per il collegamento con ANK1. Un punteggio lod multipunto di 9.92 è stato ottenuto per il linkage della sindrome di Werner con 3 marcatori. Nessun collegamento è stato trovato con la lipoproteina lipasi (238600), e altre prove hanno suggerito che questo locus si trova più vicino a 8pter che fa il locus della sindrome di Werner. Una probabile localizzazione per il gene WRN sembrava essere 8p12-p11. Schellenberg et al. (1992) hanno confermato l’assegnazione tramite la mappatura dell’omozigosi, cioè l’analisi di collegamento usando individui affetti da matrimoni di primo o secondo grado. Con D8S87 è stato ottenuto un punteggio lod di picco di 5,58 ad una frazione di ricombinazione di 0,03.

Con studi di linkage, Thomas et al. (1993) determinarono che il locus heregulin (142445) è distale a WRN e che ANK1 e PLAT (173370) sono nell’ordine sul lato centromerico di WRN.

Nakura et al. (1994) hanno studiato 27 famiglie con sindrome di Werner di varie origini etniche, 26 delle quali erano consanguinee. In 24 di queste famiglie, al soggetto affetto è stata data la diagnosi di sindrome di Werner definitiva e ai soggetti affetti nei restanti 3 pedigree è stata data la diagnosi di probabile sindrome di Werner. Con l’analisi di collegamento a 2 punti utilizzando 13 siti polimorfici a ripetizione tandem corta su 8p, Nakura et al. (1994) hanno scoperto che il locus che produceva un punteggio lod massimo alla frazione di ricombinazione più piccola era D8S339. Punteggi lod superiori a 3,0 sono stati ottenuti con questo marcatore sia per famiglie giapponesi che caucasiche. L’analisi multipunto dei marcatori ha prodotto un punteggio lod massimo di 17,05 ad una distanza di circa 0,6 cM da D8S339. Combinati con l’analisi dell’omozigosi in soggetti provenienti da pedigree inbred, i dati hanno indicato che il locus WRN si trova tra D8S131 e D8S87, in un intervallo di 8,3 cM contenente D8S339.

Yu et al. (1994) hanno usato il linkage disequilibrium nel tentativo di restringere la posizione del gene WRN. Hanno trovato che D8S339 e 2 polimorfismi al locus della glutatione reduttasi (138300) hanno mostrato una forte evidenza statisticamente significativa di disequilibrio con WRN nella popolazione giapponese ma non in quella caucasica. Inoltre, hanno dimostrato che un numero limitato di aplotipi è associato alla malattia in entrambe le popolazioni e che questi aplotipi definiscono cluster di aplotipi apparentemente correlati che possono identificare fino a 8 o 9 mutazioni WRN indipendenti in queste 2 popolazioni.

Ye et al. (1995) hanno usato la mappatura dell’omozigosi con marcatori derivati da una libreria di microdissezione 8p22-p12 per tipizzare i membri delle famiglie giapponesi con WRN. Un marcatore, MS8-134 (D8S1055), ha mostrato un punteggio lod di oltre 20 a theta = 0,00.

Yu et al. (1996) hanno identificato 4 mutazioni nel gene WRN in pazienti con sindrome di Werner. Due delle mutazioni (604611.0003 e 604611.0004) erano mutazioni di giunzione con il risultato previsto dell’esclusione di esoni dall’RNA messaggero finale. Una di queste mutazioni (604611.0004), che ha provocato un frameshift e una proteina troncata prevista, è stata trovata nello stato omozigote nel 60% dei pazienti giapponesi con sindrome di Werner esaminati. Le altre 2 mutazioni erano mutazioni senza senso (604611.0001 e 604611.0002). L’identificazione di un’elicasi putativa mutata come prodotto genico del gene WRN ha suggerito a Yu et al. (1996) che il metabolismo difettoso del DNA è coinvolto in un complesso processo di invecchiamento nei pazienti con sindrome di Werner.

Oshima et al. (1996) hanno riportato 9 nuove mutazioni WRN in 10 pazienti con sindrome di Werner, compresi 4 pazienti giapponesi e 6 pazienti caucasici. Queste mutazioni erano localizzate in diversi siti della regione codificante. Oshima et al. (1996) hanno notato che tutte le mutazioni WRN trovate finora creano un codone di stop o causano frameshift che portano a terminazioni premature. Hanno notato che la proteina WRN è parzialmente omologa alle elicasi RecQ e che contiene 7 motivi di elicasi, 2 dei quali sono stati trovati in tutte le proteine leganti l’ATP. Oshima et al. (1996) hanno esaminato brevemente le funzioni delle elicasi e hanno riferito che le elicasi del DNA sono state implicate in una serie di processi molecolari, tra cui lo svolgimento del DNA durante la replicazione, la riparazione del DNA e la segregazione cromosomica accurata.

Goto et al. (1997) hanno studiato le mutazioni del gene dell’elicasi precedentemente descritte da Yu et al. (1996) in 89 pazienti giapponesi con sindrome di Werner. Trentacinque (39.3%) erano omozigoti per la mutazione 4 (604611.0004); 1 (1.1%) era omozigote per la mutazione 1 (604611.0001); 6 (6.7%) erano positivi per entrambe le mutazioni 1 e 4; 1 era omozigote per una nuova mutazione, che hanno indicato come mutazione 5 (604611.0005); 13 (14,6%) avevano una singola copia della mutazione 4; 3 (3,4%) avevano una singola copia della mutazione 1; e i restanti 30 (33,8%) erano negativi per tutte e 5 le mutazioni. Dei 178 cromosomi negli 89 pazienti, 89 (50%) portavano la mutazione 4, 11 (6,2%) portavano la mutazione 1, e 2 (1,1%) portavano la mutazione 5. In 76 cromosomi (42,7%), nessuna mutazione è stata identificata.

Yu et al. (1997) hanno esaminato soggetti con sindrome di Werner per mutazioni e ne hanno identificate 5 nuove. Quattro di queste nuove mutazioni hanno interrotto parzialmente la regione del dominio dell’elicasi o hanno dato luogo a prodotti proteici previsti privi dell’intera regione dell’elicasi. I loro risultati hanno confermato che le mutazioni nel gene WRN sono responsabili della sindrome di Werner. Inoltre, la posizione delle mutazioni ha indicato che la presenza o l’assenza del dominio dell’elicasi non influenza il fenotipo della sindrome di Werner, suggerendo che questa sindrome è il risultato della perdita completa della funzione del prodotto del gene WRN.

Moser et al. (1999) hanno esaminato lo spettro delle mutazioni WRN nella sindrome di Werner, l’organizzazione e le potenziali funzioni della proteina WRN, e i possibili meccanismi che collegano la perdita della funzione WRN con i fenotipi clinici e cellulari della sindrome di Werner.

Monnat (1999) ha citato i risultati del suo laboratorio e di quello dell’AGENE Research Institute che indicano che l’80% delle mutazioni WRN nei pazienti giapponesi con sindrome di Werner hanno portato ad una mancanza di proteina mutante rilevabile. Quindi molte e forse tutte le mutazioni WRN associate alla sindrome di Werner sono probabilmente alleli nulli funzionalmente equivalenti. Questi risultati contraddicono il suggerimento di Ishikawa et al. (1999) che un diverso spettro di mutazioni nel gene WRN in giapponese può conferire un maggior rischio di carcinoma tiroideo di tipo papillare o follicolare. Tuttavia, la consistente assenza della proteina WRN nelle cellule dei pazienti con la sindrome di Werner potrebbe sia favorire che spiegare parzialmente lo sviluppo del carcinoma tiroideo con istologia follicolare e anaplastica, al contrario di quella più papillare.

Utilizzando la microanalisi del cDNA, Kyng et al. (2003) hanno scoperto che i fibroblasti di 4 pazienti con sindrome di Werner e i fibroblasti di 5 individui di controllo più anziani (età media 90 anni) hanno mostrato un’alterazione della trascrizione di 435 (6,3%) su 6.192 geni esaminati rispetto alle cellule dei controlli giovani adulti. Dei 435 geni, il 91% dei 249 geni con funzione nota aveva cambiamenti di trascrizione simili sia nei pazienti con sindrome di Werner che nei normali controlli di età avanzata. Le principali categorie funzionali dei geni con funzione nota trascritti in modo simile includevano il metabolismo del DNA/RNA, la crescita cellulare e la risposta allo stress. Kyng et al. (2003) hanno concluso che la sindrome di Werner può essere un buon modello per l’invecchiamento normale e che entrambi i processi sono legati ad una trascrizione alterata.

Thomas et al. (1993) hanno escluso il gene FGFR1 (136350) come sede della mutazione nella sindrome di Werner.

In campioni di sangue di pazienti con sindrome di Werner, Sadakane et al. (1994) hanno identificato grandi inserzioni o delezioni nel gene della DNA polimerasi beta (POLB; 174760), che mappa in 8p12-p11. Un’inserzione di 107 bp è stata trovata in 2 pazienti indipendenti con sindrome di Werner e nella madre portatrice di 1 dei pazienti, ma non in una sorella non affetta o in una popolazione sana. Gli autori hanno suggerito che le mutazioni nel gene POLB possono essere alla base del disturbo. Tuttavia, Chang et al. (1994) hanno presentato diverse linee di prova che suggeriscono che POLB non è il gene della sindrome di Werner. I gel di attività hanno mostrato un’attività enzimatica e una mobilità elettroforetica normali. L’analisi della sequenza nucleotidica dell’intera regione codificante non ha dimostrato mutazioni, sebbene siano stati scoperti errori nella sequenza pubblicata per POLB. Il polimorfismo di conformazione a singolo filamento (SSCP) e le analisi heteroduplex non hanno rivelato prove di mutazioni nella regione del promotore. Un polimorfismo appena scoperto non è riuscito a rivelare omozigosi per discendenza in un paziente consanguineo. L’ibridazione di fluorescenza in situ ha collocato il gene POLB centromerico a D8S135 a 8p11.2, oltre la regione dei punteggi di picco lod per la sindrome di Werner.

Lombard et al. (2000) hanno generato topi con una mutazione che ha eliminato l’espressione del termine C del dominio dell’elicasi della proteina WRN. I topi mutanti sono nati con la frequenza mendeliana prevista e non hanno mostrato alcun segno istologico evidente di senescenza accelerata. I topi erano in grado di vivere oltre i 2 anni di età. Le cellule di questi animali non hanno mostrato un’elevata suscettibilità a 2 genotossine. Tuttavia, i fibroblasti mutanti sono invecchiati circa 1 passaggio prima dei controlli. È importante notare che i topi doppiamente omozigoti per carenze di WRN e p53 (191170) hanno mostrato un aumento del tasso di mortalità rispetto agli animali eterozigoti per carenza di WRN e omozigoti per p53 nullo. Lombard et al. (2000) hanno considerato possibili modelli per la sinergia tra le mutazioni p53 e WRN per la determinazione della durata della vita.