La calculadora de penetrancia y expresividad permite cuantificar la manifestación genética en poblaciones. Es esencial para entender variabilidad fenotípica y riesgos hereditarios.
Este artículo detalla fórmulas, tablas y ejemplos prácticos para calcular penetrancia y expresividad con precisión. Se abordan variables, casos reales y aplicaciones clínicas avanzadas.
Calculadora con inteligencia artificial (IA) para Calculadora de penetrancia y expresividad
- ¡Hola! ¿En qué cálculo, conversión o pregunta puedo ayudarte?
- Calcular penetrancia para un gen autosómico dominante con 80% de manifestación fenotípica.
- Determinar expresividad variable en una familia con mutación BRCA1 y fenotipos heterogéneos.
- Evaluar penetrancia incompleta en enfermedad poligénica con datos de 150 individuos.
- Simular impacto de expresividad en fenotipo para mutación en gen PAX6.
Tablas de valores comunes para penetrancia y expresividad
| Tipo Genético | Penetrancia (%) | Expresividad | Ejemplo de Enfermedad | Comentarios |
|---|---|---|---|---|
| Autosómico Dominante | 70 – 100 | Variable (leve a severa) | Enfermedad de Huntington | Penetrancia alta, expresividad variable según edad |
| Autosómico Recesivo | 100 | Generalmente constante | Fibrosis Quística | Penetrancia completa, expresividad homogénea |
| Ligado al X (Dominante) | 50 – 90 | Variable | Síndrome de Rett | Penetrancia variable en mujeres, expresividad heterogénea |
| Ligado al X (Recesivo) | 100 en hombres | Variable | Hemofilia A | Penetrancia completa en hombres, expresividad variable |
| Mitocondrial | Variable (30 – 90) | Alta variabilidad | Neuropatía óptica de Leber | Penetrancia y expresividad dependen de heteroplasmia |
| Poligénico/Multifactorial | Variable (10 – 80) | Muy variable | Diabetes tipo 2 | Penetrancia influenciada por ambiente y genes |
Fórmulas para calcular penetrancia y expresividad
La penetrancia se define como la proporción de individuos con un genotipo específico que manifiestan el fenotipo esperado. Matemáticamente:
donde:
- Número de individuos con fenotipo manifiesto: cantidad de personas que presentan el rasgo o enfermedad.
- Número total de individuos con genotipo: total de personas portadoras del genotipo en estudio.
La expresividad se refiere al grado o intensidad con que se manifiesta un fenotipo en individuos con el mismo genotipo. No tiene una fórmula única, pero se puede cuantificar mediante escalas o índices de severidad.
Un método común para cuantificar expresividad es mediante un índice de severidad (E), definido como:
donde:
- Puntuaciones fenotípicas individuales: valores asignados según la gravedad o intensidad del fenotipo (por ejemplo, escala de 0 a 10).
- Número total de individuos con fenotipo: total de personas que presentan el rasgo.
Para enfermedades con penetrancia incompleta y expresividad variable, se puede modelar la probabilidad conjunta de manifestación fenotípica (M) como:
donde P es la penetrancia en porcentaje y E es el índice de expresividad en escala normalizada (0-100).
Variables comunes y sus valores
- Penetrancia (P): suele expresarse en porcentaje, valores típicos van de 0% (no penetrante) a 100% (penetrancia completa).
- Expresividad (E): escala subjetiva o cuantitativa, comúnmente de 0 (ausencia) a 10 o 100 (máxima severidad).
- Genotipo: variante genética específica que se estudia (por ejemplo, heterocigoto para mutación dominante).
- Fenotipo: manifestación observable o clínica del genotipo.
- Heteroplasmia (en mitocondrial): proporción de mitocondrias mutadas, afecta penetrancia y expresividad.
Ejemplos prácticos de cálculo de penetrancia y expresividad
Ejemplo 1: Penetrancia en enfermedad autosómica dominante
En una familia con 20 individuos portadores de una mutación autosómica dominante, 16 presentan el fenotipo clínico. Se desea calcular la penetrancia.
Cálculo:
La penetrancia es del 80%, indicando que el 20% de los portadores no manifiestan la enfermedad (penetrancia incompleta).
Ejemplo 2: Expresividad en síndrome con variabilidad fenotípica
En un grupo de 10 pacientes con la misma mutación, se asignan puntuaciones de severidad del fenotipo en una escala de 0 a 10:
- Pacientes: 7, 8, 5, 6, 9, 4, 7, 8, 6, 5
Cálculo del índice de expresividad (E):
El índice de expresividad promedio es 6.5, indicando una severidad moderada-alta del fenotipo.
Ejemplo 3: Cálculo combinado de manifestación fenotípica
Si la penetrancia es 80% y el índice de expresividad es 65 (en escala 0-100), la probabilidad conjunta de manifestación fenotípica es:
Esto indica que aproximadamente el 52% de los portadores manifestarán un fenotipo clínico significativo.
Aplicaciones reales y casos de estudio
Caso 1: Evaluación de penetrancia en cáncer hereditario de mama (BRCA1)
El gen BRCA1 está asociado con un riesgo elevado de cáncer de mama y ovario. Sin embargo, la penetrancia no es completa y varía según factores genéticos y ambientales.
En un estudio con 100 mujeres portadoras de mutación BRCA1, 70 desarrollaron cáncer de mama antes de los 70 años.
Cálculo de penetrancia:
La penetrancia del 70% indica que no todas las portadoras desarrollan la enfermedad, lo que es crucial para asesoramiento genético y manejo clínico.
Además, la expresividad varía en cuanto a edad de inicio, tipo histológico y severidad, lo que requiere evaluación individualizada.
Caso 2: Expresividad variable en distrofia muscular de Duchenne (DMD)
DMD es una enfermedad ligada al cromosoma X con expresividad variable, incluso entre hermanos con la misma mutación.
Se evaluaron 5 hermanos con mutación confirmada, asignando puntuaciones de severidad (0-10) según capacidad motora:
- 8, 9, 7, 6, 8
Índice de expresividad promedio:
La expresividad alta y variable refleja diferencias en progresión y síntomas, lo que impacta en el pronóstico y tratamiento.
Consideraciones avanzadas y recomendaciones para uso clínico
- Importancia de la penetrancia: fundamental para estimar riesgo real en portadores y diseñar estrategias de prevención.
- Expresividad y fenotipos atípicos: deben considerarse para evitar diagnósticos erróneos o subestimación de la enfermedad.
- Factores modificadores: ambiente, epigenética y variantes genéticas adicionales pueden alterar penetrancia y expresividad.
- Herramientas computacionales: calculadoras basadas en IA mejoran precisión y personalización del análisis.
- Asesoramiento genético: debe integrar resultados de penetrancia y expresividad para informar a pacientes y familiares.