OMIM Entry – # 277700 – SINDROMUL WERNER; WRN

TEXT

Un semn de număr (#) este utilizat cu această intrare deoarece sindromul Werner (WRN) este cauzat de mutația homozigotă sau heterozigotă compusă în gena RECQL2 (604611), care codifică un omolog al ADN-elicazei RecQ din E. coli, pe cromozomul 8p12.

Vezi, de asemenea, sindromul Hutchinson-Gilford progeria (HGPS; 176670), un sindrom progeroid mai sever, cu debut mai precoce, cauzat de o mutație în gena LMNA (150330).

Sindromul Werner (WRN) este un sindrom progeroid segmentar autosomal recesiv rar. Pacienții prezintă nu numai un aspect de îmbătrânire accelerată (încărunțire prematură, subțierea părului, atrofia pielii și atrofia grăsimii subcutanate), dar și mai multe tulburări asociate în mod obișnuit cu îmbătrânirea, inclusiv cataractă bilaterală, diabet zaharat, osteoporoză, arterioscleroză prematură și o varietate de neoplasme benigne și maligne (rezumat de Oshima et al., 1996).

Caracteristicile sindromului Werner sunt modificări cutanate asemănătoare sclerodermiei, în special la nivelul extremităților, cataractă, calcificare subcutanată, arterioscleroză prematură, diabet zaharat și un facies zbârcit și îmbătrânit prematur. Un pedigree deosebit de instructiv a fost raportat de McKusick (1963). Habitus-ul este caracteristic, cu statura scurtă, membrele subțiri și trunchiul corpolent. Nasul este în cioc.

Epstein și colab. (1966) au studiat un pacient japonez care locuia în Seattle. Goto et al. (1981) au studiat 42 de familii japoneze care conțineau 80 de persoane afectate. A fost confirmată moștenirea autozomal recesivă. Malignitatea a fost frecventă la pacienți și în general în familii. HLA nu a fost legat. Frecvența sindromului Werner în Japonia a fost estimată la aproximativ 3 la un milion de persoane. Originea bunicilor cazurilor ar fi de interes.

Ruprecht (1989) a raportat că la 10 din 18 ochi de la 9 pacienți cu sindrom Werner, operația de cataractă a fost complicată de dehiscența plăgii și consecințele acesteia. În plus, în 8 ochi a apărut decompensarea endotelială corneană. Având în vedere potențialul redus de creștere a fibroblastelor, el a sugerat incizii chirurgicale mici și alte modificări ale procedurilor obișnuite de chirurgie a cataractei, inclusiv neutilizarea locală sau sistemică a cortizonului.

Khraishi et al. (1992) au descris o femeie în vârstă de 47 de ani cu WRN care fusese diagnosticată greșit ca având scleroză sistemică progresivă cu calcificare metastatică timp de 12 ani și apoi a dezvoltat o leziune juxtaarticulară corticală osteoblastică dureroasă, femurală distală, cu calcificare exuberantă a țesuturilor moi. Această leziune s-a dovedit a fi un osteosarcom care a necesitat amputarea.

Goto et al. (1996) au găsit în literatura de specialitate 124 de rapoarte de caz de neoplazie și sindrom Werner din Japonia și 34 de rapoarte de caz din afara Japoniei, din 1939 până în 1995. Ei au constatat o diversitate mai mare de neoplazii în WRN decât se știa anterior. La japonezi, au existat 127 de cancere, 14 meningioame benigne și 5 tulburări mieloide, în comparație cu 30 de cancere, 7 meningioame benigne și 2 tulburări mieloide, la non-japonezi. Raportul dintre cancerele epiteliale și cele neepiteliale a fost de aproximativ 1:1 pentru japonezi și pentru non-japonezi, în loc de raportul obișnuit de 10:1. Ambele serii au avut excese de sarcom de țesut moale (STS), osteosarcom, tulburări mieloide și meningiom benign. În plus, japonezii au avut un exces de cancer tiroidian și melanom, inclusiv 5 intranazale și 13 de picior. STS, osteosarcomul, melanomul și carcinomul tiroidian au reprezentat 57% din toate tipurile de cancer în WRN, în comparație cu un procent așteptat de 2%, pe baza populației din Osaka cu vârsta cuprinsă între 25 și 64 de ani. Tumori multiple au fost raportate la 19 japonezi și 5 non-japonezi. În Japonia, 9 rude de gradul întâi au avut WRN și cancer, dintre care 6 au fost concordante în ceea ce privește localizarea și/sau tipul de celule.

Martin (1997) a făcut o trecere în revistă atentă a problemei dacă mutația Werner este o reflectare de bună credință a mecanismelor de „îmbătrânire normală”.

Mohaghegh și Hickson (2001) au trecut în revistă deficiențele ADN-elicazei asociate cu predispoziția la cancer și tulburările de îmbătrânire prematură.

Instabilitate cromozomială în sindromul Werner

„Mozaicismul de translocație variat” a fost denumirea propusă de W. W. Nichols (Hoehn et al., 1975) pentru un fenomen pe care el și alții l-au observat în celulele pacienților cu sindrom Werner: liniile celulare de fibroblaste cutanate erau de obicei compuse din una sau mai multe clone, fiecare marcată de o translocație distinctivă, aparent echilibrată. Salk (1982) a constatat că celulele somatice provenite de la pacienții cu sindrom Werner dezvăluie o tendință de a dezvolta aberații cromozomiale, inclusiv translocații, inversiuni și deleții. În liniile celulare de fibroblaste și în liniile celulare limfoblastoide realizate din limfocite B circulante la 2 frați născuți din părinți verișori primari, Schonberg și colab. (1984) au demonstrat mozaicismul variabil al translocațiilor, precum și durata de viață prescurtată caracteristică liniilor celulare de la acești pacienți.

În studiile cu clastogene, Gebhart și colab. (1988) au concluzionat că celulele sindromului Werner prezintă unele diferențe biochimice care le disting de cele ale altor sindroame clasice de instabilitate cromozomială.

Fukuchi și colab. (1989) au demonstrat o frecvență crescută a delețiilor cromozomiale în liniile celulare de la pacienții cu WRN. Scappaticci și colab. (1990) au găsit multiple anomalii cromozomiale numerice și structurale în limfocitele cultivate de la 4 pacienți cu sindrom Werner; mai multe dintre modificări erau clonale.

Fukuchi et al. (1990) au găsit o frecvență medie de 8 ori mai mare a limfocitelor rezistente la 6-tioguanină la pacienții cu sindrom Werner în comparație cu martorii normali, sugerând că au existat rearanjamente și deleții cromozomiale spontane crescute în celulele WRN, în concordanță cu un sindrom uman de instabilitate genomică sau „mutator”. Monnat et al. (1992) au determinat secvențele regiunii de joncțiune ale delețiilor din gena HPRT (308000) din fibroblastele sindromului Werner rezistente la tioguanină. Având în vedere potențialul de recombinare omoloagă între copii ale secvențelor repetate de ADN care constituie aproximativ o treime din gena HPRT umană, aceștia au fost surprinși să descopere că toate delețiile au fost generate prin recombinare neomoloagă a duplexurilor de ADN donator care împărtășesc puține identități de secvență nucleotidică. Nu a fost observată nicio diferență de structură sau complexitate între delețiile izolate din fibroblaste cu sindrom Werner sau din celule de leucemie mieloidă. Acest lucru a sugerat lui Monnat et al. (1992) că mutatorul de deleție al sindromului Werner utilizează căi de mutageneză prin deleție care sunt similare sau identice cu cele utilizate în alte celule somatice umane.

Ogburn și colab. (1997) au descoperit că limfocitele B imortalizate de la indivizi cu sindrom Werner erau hipersensibile la 4-nitro-quinolină-1-oxid (4NQO), susținând lucrările anterioare asupra limfocitelor T. Aceștia au arătat, de asemenea, că liniile de celule B de la purtători heterozigoți clinic normali, cu o activitate reziduală a elicazei de aproximativ 50%, au prezentat sensibilități intermediare la acest agent genotoxic. Având în vedere că prevalența purtătorilor este de 1 la 150 până la 1 la 200, Ogburn et al. (1997) au sugerat că un fenotip dăunător asociat cu o stare de purtător ar putea avea un potențial interes pentru sănătatea publică. Moser et al. (2000) au utilizat testul de mutație a celulelor somatice cu glicoforină A (GPA) (Jensen și Bigbee, 1996) pentru a analiza instabilitatea genetică in vivo la pacienții cu WRN și la heterozigoți. Frecvențele variantelor GPA au fost determinate pentru 11 pacienți și 10 membri de familie heterozigoți care purtau colectiv 10 mutații diferite ale WRN. O creștere a frecvenței variantelor a fost puternic dependentă de vârstă la pacienții WRN. Variantele cu pierdere de alele au fost, de asemenea, semnificativ ridicate la membrii familiei heterozigote, oferind astfel prima dovadă a instabilității genetice in vivo la purtătorii heterozigoți într-un sindrom de instabilitate genetică autosomal recesivă.

Prince și colab. (1999) au arătat că liniile celulare de fibroblaste din sindromul Werner sunt neobișnuit de sensibile la agentul care dăunează ADN-ului, 4NQO, deși nu și la radiațiile gamma sau la peroxidul de hidrogen. Fuziunea dintre liniile celulare de fibroblaste WRN sensibile la 4NQO și liniile de fibroblaste de control rezistente la 4NQO a generat hibrizi de celule proliferante care exprimau proteina WRN și erau rezistente la 4NQO. Aceste rezultate au stabilit natura recesivă a sensibilității la 4NQO în liniile celulare WRN și au oferit un test celular pentru funcția proteinei WRN.

Crabbe et al. (2007) au demonstrat că pierderea telomerilor asociată cu replicarea a fost responsabilă pentru fuziunile cromozomiale găsite în fibroblastele cu sindrom Werner. Utilizând analiza metafazelor, autorii au arătat că alungirea telomerilor prin telomerază (TERT; 187270) a redus semnificativ apariția de noi aberații cromozomiale în celulele lipsite de elicaza WRN, similar cu complementarea celulelor cu sindrom Werner cu elicaza WRN. Crabbe et al. (2007) au propus un mecanism în care lipsa activității elicazei WRN are ca rezultat pierderea dramatică a telomerilor de la cromatidele surori individuale, provocând un răspuns de deteriorare și reparare a ADN-ului care duce la cicluri de fuziune-rupere a cromozomilor și la instabilitate genomică. Constatările au sugerat că instabilitatea genomului în celulele cu sindrom Werner, care poate duce la cancer, depinde direct de disfuncția telomerilor.

Bauer și colab. (1986) au descoperit că fibroblastele de la un pacient cu sindrom Werner au avut un răspuns mitogenic marcat atenuat la factorul de creștere derivat din trombocite (PDGF; vezi 190040) și la factorul de creștere a fibroblastelor (FGF; vezi 131220), în ciuda legării și receptorilor celulari normali ai factorului de creștere. Constatările au sugerat că un defect în căile mediate de factorii de creștere poate contribui la fenotipul WRN.

Viața de viață replicativă finită a celulelor umane in vitro, fenomenul Hayflick (Hayflick, 1965), se datorează pierderii stocastice a capacității de replicare într-o fracțiune de celule nou-născute în creștere continuă la fiecare generație. Fibroblastele umane normale ating aproximativ 60 de dublări ale populației în cultură, în timp ce celulele sindromului Werner ating de obicei doar aproximativ 20 de dublări ale populației. Există 2 explicații cinetice alternative pentru scăderea duratei de viață a celulelor cu sindrom Werner. În primul rând, fracțiunea inițială de celule ciclice într-un explant proaspăt poate fi aproximativ aceeași ca într-un explant derivat de la un subiect normal, dar rata de pierdere a capacității de reproducere poate fi mult mai mare în cazul celulelor cu sindrom Werner. În al doilea rând, atunci când sunt proaspăt explantate, celulele cu sindrom Werner pot conține o fracțiune mult mai mică de celule ciclice, care își pierd capacitatea de reproducere la o rată normală. Desigur, este posibilă o combinație a celor 2 mecanisme. Pentru a distinge între cele 2 ipoteze principale, Faragher și colab. (1993) au studiat celule de la un heterozigot obligat, determinând fracțiunea de celule în faza S pe toată durata de viață a culturilor. Ei au constatat că celulele din aceste culturi ieșeau, de obicei, în mod aparent ireversibil, din ciclul celular într-un ritm mai rapid decât celulele normale, deși, în cea mai mare parte, au pornit cu o bună capacitate de replicare. Aceștia au propus că gena sindromului Werner este o genă de „numărare” care controlează numărul de ori în care celulele umane se pot diviza înainte de diferențierea terminală. Thweatt și Goldstein (1993) au ajuns la o ipoteză similară. Aceștia au subliniat că mai multe secvențe de gene supraexprimate, izolate dintr-o bibliotecă de ADNc de fibroblaste cu sindrom Werner, posedă capacitatea de a inhiba sinteza ADN și de a perturba multe procese biochimice normale. Deoarece o constelație similară de gene este supraexprimată în fibroblastele normale senescente, descoperirile au sugerat o cale genetică moleculară comună pentru senescența replicativă în cele 2 tipuri de celule. Thweatt și Goldstein (1993) au propus că defectul primar în WRN este o mutație într-o genă pentru o proteină represoare cu acțiune tranzitorie care reduce afinitatea de legare a acesteia pentru regiunile de reglementare comune ale mai multor gene, inclusiv cele care codifică inhibitori ai sintezei ADN. Gena represoare WRN mutantă declanșează o secvență de exprimare prematură a inhibitorilor sintezei ADN și a altor gene, având ca rezultat inhibarea sintezei ADN și senescența celulară timpurie, evenimente care apar mult mai târziu în celulele normale.

Matsumoto et al. (1997) au prezentat dovezi că elicazei care este defectuoasă în sindromul Werner îi lipsește semnalul de localizare nucleară (NLS) și că acest lucru duce la afectarea importului nuclear ca factor major care contribuie la patologia moleculară a acestei tulburări. Descoperirea a ajutat la explicarea enigmei că majoritatea pacienților cu sindrom Werner au fenotipuri clinice similare, indiferent cât de diferite sunt mutațiile lor. Rolul pe care îl joacă elicaza sindromului Werner în nucleu în prevenirea îmbătrânirii premature a rămas să fie clarificat.

Wyllie și colab. (2000) au arătat că expresia forțată a telomerazei (187270) în fibroblastele cu sindrom Werner a conferit o durată de viață celulară extinsă și o nemurire probabilă. Activitatea telomerazei și prelungirea telomerilor a fost este suficientă pentru a preveni senescența prematură a culturilor de fibroblaști cu sindrom Werner. Constatările au sugerat că o consecință a defectului sindromului Werner este o accelerare a senescenței replicative normale determinate de telomeri și au sugerat o cale de intervenție terapeutică în acest sindrom progeroid uman.

Krejci et al. (2003) au clarificat rolul Srs2 în modularea recombinării prin purificarea produsului său codificat și examinarea interacțiunilor sale cu recombinaza RAD51 (179617). Srs2 are o activitate ATPază robustă care depinde de ADN monocatenar și se leagă de RAD51, dar adăugarea unei cantități catalitice de Srs2 la reacțiile de recombinare mediate de RAD51 provoacă o inhibiție severă a acestor reacții. Krejci et al. (2003) au arătat că Srs2 acționează prin dislocarea RAD51 de ADN monocatenar. Astfel, atenuarea eficienței recombinării de către Srs2 provine în primul rând din capacitatea sa de a dezmembra eficient filamentul presinaptic RAD51. Krejci et al. (2003) au sugerat că descoperirile lor au implicații în ceea ce privește baza sindroamelor Bloom (210900) și Werner, care sunt cauzate de mutații în ADN-elicaze și sunt caracterizate de frecvențe crescute de recombinare și de o predispoziție la cancere și îmbătrânire accelerată.

Baird et al. (2004) au arătat că rata medie de scurtare a telomerilor în culturile în masă ale WRN a variat între cea a fibroblastelor normale (99 pb/dublare de populație) și de 4 ori mai mare decât cea a fibroblastelor normale (355 pb/dublare de populație). Ratele de eroziune a telomerilor în clonele de celule WRN au fost mult mai reduse în comparație cu culturile în masă, la fel ca și variațiile distribuției lungimilor telomerilor. Lipsa generală de eterogenitate a lungimii și ratele normale de eroziune ale populațiilor clonale au fost în concordanță cu pierderile simple la sfârșitul replicării ca fiind principalul factor care contribuie la eroziunea telomerilor în celulele WRN. Autorii au propus că dinamica telomerilor la nivel de celulă unică în fibroblastele WRN nu este semnificativ diferită de cea a fibroblastelor normale și au sugerat că declinul replicativ accelerat observat în fibroblastele WRN ar putea să nu rezulte din eroziunea accelerată a telomerilor.

Pentru că rezistența la insulină în sindromul Werner se poate datora unei semnalizări defectuoase distale față de receptorul de insulină (147670), Izumino și colab. (1997) au analizat efectele metabolice ale troglitazonei, un medicament antidiabetic care sensibilizează acțiunea insulinei, la 5 pacienți cu sindrom Werner. Fiecare pacient a fost tratat cu 400 mg/zi de troglitazonă timp de 4 săptămâni și a fost supus unui test de toleranță la glucoză orală de 75 g (OGTT) și unor teste de toleranță la glucoză iv prelevate frecvent. Tratamentul a redus aria de sub curba glucozei și a insulinei în cadrul OGTT cu 26% și, respectiv, 43%. Toleranța la glucoză, exprimată ca rată de dispariție a glucozei, s-a îmbunătățit semnificativ (de la 1,36 +/- 0,16 la 1,94 +/- 0,30%/min; P mai mic de 0,005). Autorii au constatat că troglitazona ameliorează intoleranța la glucoză mediată de creșterea sensibilității la insulină, precum și eficacitatea glucozei, evaluată prin analiza minimă, la pacienții cu sindrom Werner.

Într-un studiu efectuat pe 21 de familii japoneze provenind din 16 prefecturi diferite, Goto et al. (1992) au făcut studii de legătură care au demonstrat o legătură strânsă a WRN cu un grup de markeri de pe cromozomul 8. Pentru stabilirea diagnosticului au fost necesare cel puțin 3 din următoarele 4 semne majore: habitus și statură caracteristice, senectute prematură, modificări cutanate asemănătoare sclerodermiei și anomalii endocrine. Prima sugestie de legătură a fost homozigozitatea crescută pentru ankyrin (ANK1; 612641) și D8S87. Locusul ANK1 este localizat la 8p11.2. Sindromul Werner a prezentat un scor lod maxim de 2,89 la theta = 0,058 pentru legătura cu ANK1. S-a obținut un scor lod multipunct de 9,92 pentru legătura sindromului Werner cu 3 markeri. Nu s-a găsit nicio legătură cu lipoproteina lipaza (238600), iar alte dovezi au sugerat că acest locus se află mai aproape de 8pter decât locusul sindromului Werner. O locație probabilă pentru gena WRN a părut a fi 8p12-p11. Schellenberg et al. (1992) au confirmat această localizare prin cartografierea homozigozității, adică prin analiza legăturii folosind indivizi afectați din căsătorii între rude de gradul întâi sau doi. Un scor de vârf lod de 5,58 la o fracție de recombinare de 0,03 a fost obținut cu D8S87.

Prin studii de linkage, Thomas et al. (1993) au determinat că locusul heregulin (142445) este distal față de WRN și că ANK1 și PLAT (173370) se află în această ordine pe partea centromerică a WRN.

Nakura et al. (1994) au studiat 27 de descendenți ai sindromului Werner de diferite origini etnice, dintre care 26 erau consangvini. În 24 dintre aceste familii, subiectul afectat a primit diagnosticul de sindrom Werner cert, iar subiecții afectați din celelalte 3 pedigree-uri au primit diagnosticul de sindrom Werner probabil. Cu ajutorul unei analize de legătură în 2 puncte, folosind 13 situsuri polimorfe cu repetiții scurte în tandem pe 8p, Nakura et al. (1994) au descoperit că locusul care a dat un scor lod maxim la cea mai mică fracție de recombinare a fost D8S339. Scoruri lod de peste 3,0 au fost obținute cu acest marker atât pentru familiile japoneze, cât și pentru cele caucaziene. Analiza multipunct a markerilor a dat un scor lod maxim de 17,05 la o distanță de aproximativ 0,6 cM de D8S339. Combinate cu analiza homozigozității la subiecți din pedigree-uri consangvinizate, datele au indicat că locusul WRN se află între D8S131 și D8S87, într-un interval de 8,3 cM care conține D8S339.

Yu et al. (1994) au folosit dezechilibrul de legătură în încercarea de a restrânge localizarea genei WRN. Ei au descoperit că D8S339 și 2 polimorfisme la nivelul locusului glutation reductazei (138300) au prezentat dovezi puternice și semnificative statistic de dezechilibru cu WRN în populația japoneză, dar nu și în populația caucaziană. În plus, ei au arătat că un număr limitat de haplotipuri sunt asociate cu boala în ambele populații și că aceste haplotipuri definesc grupuri de haplotipuri aparent înrudite care pot identifica până la 8 sau 9 mutații WRN independente în aceste 2 populații.

Ye și colab. (1995) au folosit cartografierea homozigozității cu markeri derivați dintr-o bibliotecă de microdisecție 8p22-p12 pentru a tipiza membrii familiilor japoneze cu WRN. Un marker, MS8-134 (D8S1055), a prezentat un scor lod de peste 20 la theta = 0,00.

Yu et al. (1996) au identificat 4 mutații în gena WRN la pacienții cu sindrom Werner. Două dintre mutații (604611.0003 și 604611.0004) au fost mutații de joncțiune-splice, rezultatul prezis fiind excluderea unor exoni din ARN-ul mesager final. Una dintre aceste mutații (604611.0004), care a dus la o deplasare de cadru și la o proteină trunchiată prezisă, a fost găsită în stare homozigotă la 60% dintre pacienții japonezi cu sindrom Werner examinați. Celelalte 2 mutații au fost mutații fără sens (604611.0001 și 604611.0002). Identificarea unei elicaze putative mutante ca produs genetic al genei WRN a sugerat lui Yu et al. (1996) că metabolismul defectuos al ADN-ului este implicat într-un proces complex de îmbătrânire la pacienții cu sindrom Werner.

Oshima et al. (1996) au raportat 9 noi mutații WRN la 10 pacienți cu sindrom Werner, incluzând 4 pacienți japonezi și 6 pacienți caucazieni. Aceste mutații au fost localizate în diferite locuri din regiunea de codificare. Oshima et al. (1996) au observat că toate mutațiile WRN descoperite până în prezent fie creează un codon de oprire, fie cauzează schimbări de cadru care duc la terminații premature. Aceștia au observat că proteina WRN este parțial omoloagă cu elicazele RecQ și că aceasta conține 7 motive de elicază, dintre care 2 au fost găsite în toate proteinele de legare a ATP. Oshima et al. (1996) au trecut în revistă pe scurt funcțiile elicazelor și au raportat că elicazele ADN au fost implicate într-o serie de procese moleculare, inclusiv derularea ADN-ului în timpul replicării, repararea ADN-ului și segregarea cromozomială precisă.

Goto et al. (1997) au studiat mutațiile genei elicazei descrise anterior de Yu et al. (1996) la 89 de pacienți japonezi cu sindrom Werner. Treizeci și cinci (39,3%) au fost homozigoți pentru mutația 4 (604611.0004); 1 (1,1%) a fost homozigot pentru mutația 1 (604611.0001); 6 (6,7%) au fost pozitivi atât pentru mutațiile 1 cât și pentru 4; 1 a fost homozigot pentru o nouă mutație, pe care au denumit-o mutația 5 (604611.0005); 13 (14,6%) au avut o singură copie a mutației 4; 3 (3,4%) au avut o singură copie a mutației 1; iar restul de 30 (33,8%) au fost negativi pentru toate cele 5 mutații. Din cei 178 de cromozomi din cei 89 de pacienți, 89 (50%) erau purtători ai mutației 4, 11 (6,2%) erau purtători ai mutației 1 și 2 (1,1%) erau purtători ai mutației 5. La 76 de cromozomi (42,7%), nu a fost identificată nicio mutație.

Yu et al. (1997) au analizat subiecții cu sindrom Werner pentru mutații și au identificat 5 noi mutații. Patru dintre aceste noi mutații fie au întrerupt parțial regiunea domeniului elicazei, fie au dus la produse proteice prezise lipsite de întreaga regiune a elicazei. Rezultatele lor au confirmat faptul că mutațiile din gena WRN sunt responsabile de sindromul Werner. În plus, localizarea mutațiilor a indicat faptul că prezența sau absența domeniului elicazei nu influențează fenotipul sindromului Werner, sugerând că acest sindrom este rezultatul pierderii complete a funcției produsului genei WRN.

Moser et al. (1999) au trecut în revistă spectrul mutațiilor WRN în sindromul Werner, organizarea și funcțiile potențiale ale proteinei WRN și posibilele mecanisme care leagă pierderea funcției WRN de fenotipurile clinice și celulare ale sindromului Werner.

Monnat (1999) a citat rezultatele din propriul său laborator și din cel al Institutului de Cercetare AGENE care indică faptul că 80% dintre mutațiile WRN la pacienții japonezi cu sindrom Werner au dus la o lipsă de proteină mutantă detectabilă. Astfel, multe și poate toate mutațiile WRN asociate sindromului Werner sunt susceptibile de a fi alele nulale echivalente din punct de vedere funcțional. Aceste rezultate contrazic sugestia lui Ishikawa et al. (1999) conform căreia un spectru diferit de mutații în gena WRN la japonezi ar putea conferi un risc mai mare de carcinom tiroidian de tip papilar sau folicular. Cu toate acestea, absența constantă a proteinei WRN în celulele pacienților cu sindrom Werner ar putea favoriza și explica parțial dezvoltarea carcinomului tiroidian cu histologie foliculară și anaplastică, spre deosebire de cea mai papilară.

Utilizând microanaliza ADNc, Kyng et al. (2003) au descoperit că fibroblastele de la 4 pacienți cu sindrom Werner și fibroblastele de la 5 persoane de control mai în vârstă (vârsta medie de 90 de ani) au prezentat alterarea transcripției a 435 (6,3%) din cele 6.192 de gene examinate în comparație cu celulele de la adulți tineri de control. Din cele 435 de gene, 91% din cele 249 de gene cu funcție cunoscută au prezentat modificări de transcriere similare atât la pacienții cu sindrom Werner, cât și la martorii vârstnici normali. Principalele categorii funcționale ale genelor cu funcție cunoscută cu transcriere similară au inclus metabolismul ADN/ARN, creșterea celulară și răspunsul la stres. Kyng et al. (2003) au concluzionat că sindromul Werner poate fi un bun model pentru îmbătrânirea normală și că ambele procese sunt legate de alterarea transcripției.

Thomas et al. (1993) au exclus gena FGFR1 (136350) ca fiind locul mutației în sindromul Werner.

În probele de sânge de la pacienții cu sindrom Werner, Sadakane et al. (1994) au identificat inserții sau deleții mari în gena ADN polimerazei beta (POLB; 174760), care se află pe harta 8p12-p11. O inserție de 107-bp a fost găsită la 2 pacienți independenți cu sindrom Werner și la mama purtătoare a unuia dintre pacienți, dar nu și la o soră neafectată sau la o populație sănătoasă. Autorii au sugerat că mutațiile din gena POLB pot sta la baza acestei tulburări. Cu toate acestea, Chang et al. (1994) au prezentat mai multe linii de dovezi care sugerează că POLB nu este gena sindromului Werner. Gelurile de activitate au arătat o activitate enzimatică și o mobilitate electroforetică normală. Analiza secvenței de nucleotide a întregii regiuni codificatoare nu a reușit să demonstreze existența unor mutații, deși au fost descoperite erori în secvența publicată pentru POLB. Polimorfismul de conformație monocatenar (SSCP) și analizele heteroduplex nu au reușit să evidențieze dovezi de mutații în regiunea promotoare. Un polimorfism nou descoperit nu a reușit să evidențieze omozigozitatea prin descendență la un pacient consangvin. Hibridizarea in situ prin fluorescență a plasat gena POLB centromerică față de D8S135 la 8p11.2, dincolo de regiunea de vârf a scorurilor lod pentru sindromul Werner.

Lombard și colab. (2000) au generat șoareci purtători ai unei mutații care a eliminat expresia extremității C a domeniului elicazic al proteinei WRN. Șoarecii mutanți s-au născut la frecvența mendeliană așteptată și nu au prezentat niciun semn histologic manifest de senescență accelerată. Șoarecii au fost capabili să trăiască dincolo de vârsta de 2 ani. Celulele provenite de la aceste animale nu au prezentat o sensibilitate crescută la 2 genotoxine. Cu toate acestea, fibroblastele mutante au îmbătrânit cu aproximativ 1 pasaj mai devreme decât controalele. Este important faptul că șoarecii care erau dublu homozigoți pentru deficiențele WRN și p53 (191170) au prezentat o rată de mortalitate crescută în raport cu animalele care erau heterozigoți pentru deficiența WRN și homozigoți pentru p53 nul. Lombard et al. (2000) au luat în considerare posibile modele pentru sinergia dintre mutațiile p53 și WRN pentru determinarea duratei de viață.