Document

GENETYCZNIE UWARUNKOWANE
CHOROBY METABOLICZNE:
PRE- I POSTNATALNA DIAGNOSTYKA
MICHAŁ PIETRUSIŃSKI
ZAKŁAD GENETYKI MEDYCZNEJ
UNIWERSYTET MEDYCZNY W ŁODZI
ŁÓDŹ 2008
Zakład Genetyki Medycznej
Zaburzenia przemiany aminokwasów
fenyloketonuria klasyczna
fenyloketonuria - postacie nietypowe
alkaptonuria
Zaburzenia przemiany puryn
zespół Lescha-Nyhana
Zaburzenia przemiany węglowodanowej
galaktozemia
Lizosomalne choroby spichrzeniowe
mukopolisacharydozy typu I i II
choroba Taya-Sachsa
Mukowiscydoza
Zakład Genetyki Medycznej
ZABURZENIA PRZEMIANY
AMINOKWASÓW
Zakład Genetyki Medycznej
HIPERFENYLOALANINEMIA
Zaburzenia homeostazy fenyloalaniny
- hydroksylaza fenyloalaninowa (97%)
- reduktaza dwuhydropterynowa
- synteza biopteryn
dziedziczenie autosomalne recesywne
Zakład Genetyki Medycznej
FENYLOKETONURIA KLASYCZNA
PKU
CZĘSTOŚĆ WYSTĘPOWANIA
1:2000 - 1-20000
1:8000 W POLSCE
Brak HPA > wzrost st. Fenyloalaniny >
kw. Fenylopirogronowy > kw. Ortohydroksyfenylooctowy
Uszkodzenie OUN
Zakład Genetyki Medycznej
OBJAWY KLINICZNE
-
uporczywe wymioty
zmiany skórne typu skazowego
mysi zapach moczu (kwas ortohydroksyfenylooctowy)
opóźnienie rozwoju psychoruchowego
opóźnienie rozwoju umysłowego
- upośledzenie umysłowe znacznego stopnia
- w 50% drgawki przed 1 r.ż.
- małogłowie
- jasna karnacja, blond włosy - rozcieńczenie barwnika
Zakład Genetyki Medycznej
Zakład Genetyki Medycznej
- ilościowe oznaczenie fenyloalaniny i tyrozyny w surowicy krwi
- ilościowe oznaczenie aktywności
reduktazy dwuhydropterydynowej
- ilościowe oznaczenie biopteryny i neopteryny w moczu (HPLC)
U matek o pełnym profilu biochemicznym fenyloketonurii
nieodwracalne uszkodzenia płodów
Zakład Genetyki Medycznej
NIETYOPWE POSTACIE
FENYLOKETONURII
Czterohydrobiopteryna > tryptofan
> tyrozyna
> fenyloalanina
neurotransmitery: dopamina, serotonina
- ciężkie napady drgawek
- zahamowanie rozwoju psychoruchowego
- zgon we wczesnym okresie życia
Zakład Genetyki Medycznej
DIAGNOSTYKA MOLEKULARNA
PAH - HYDROKSYLAZA FENYLOALANINOWA
12q23.2
90kb
prawidłowy białkowy produkt
- 452 aminokwasy
67% - missense
Zakład Genetyki Medycznej
ALKAPTONURIA
autosomalna recesywna
Zaburzenie przemiany tyrozyny
Zakład Genetyki Medycznej
u niemowląt i małych dzieci bezobjawowo
ciemnienie pieluch po kontakcie z mydłem i powietrzem
obecność kwasu homogentyzynowego w moczu
II i III dekada – ochronoza-ciemnienie chrząstek, ścięgien,
więzadeł oraz twardówek
III i IV dekada - stany zapalne i zmiany zwyrodnieniowe
stawów
Zakład Genetyki Medycznej
DIAGNOSTYKA
Oznaczenie zawartości HGA w moczu
1-8g dziennie
1mg
Mutacje w genie HGD (1,2-dioksygenazy homogentyzynowej)
3q21-q23
14 egzonów
54,3kb
transkrypt 1715bp
znanych przynajmniej 67 mutacji, większość missense
Zakład Genetyki Medycznej
ZABURZENIA PRZEMIANY
PURYN
Zakład Genetyki Medycznej
ZESPÓŁ LESHA-NYHANA
Recesywna sprzężona z chromosomem X
Brak aktywności HGPRT
(transferazy fosforybozylo-hipoksantyno-guaninowej)
Zakład Genetyki Medycznej
Zasady purynowe
5-fosfozylofosforan (PRPP)
Rybozo-5-fosforan
HGPRT
nukleotydy
Zakład Genetyki Medycznej
Objawy kliniczne
Od około 6 m-ca zycia
- zaburzenia chodu
- spastyczność
- nadmiernie żywe odruchy
- opóźniony rozwój
- opistotonus
- zmiany stawowe
- zaburzenia psychiczne: autoagresja, samookaleczenia
- zaburzenia czynności nerek
- hiperurikemia > 535μmol/l
częściowy blok - brak objawów neurologicznych
Zakład Genetyki Medycznej
diagnostyka
- stosunek kwasu moczowego do kreatyniny > 2
- >20mg kwasu moczowego/doba (charakterystyczne
ale nie wydaje się na tej podstawie diagnozy)
- hiperurikemia(j.w)
- aktywność HGPRT w wielu tkankach (krew, fibroblasty)
poniżej 1,5%
Zakład Genetyki Medycznej
HGPRT
Xq26-q27.2
43kb
Zakład Genetyki Medycznej
ZABURZENIA PRZEMIANY
WĘGLOWODANOWEJ
Zakład Genetyki Medycznej
GALAKTOZEMIA
Zaburzenie metabolizmu galaktozy
1:1700 do 1:50000 żywo urodzonych
autosomalna, recesywna
Zakład Genetyki Medycznej
galaktoza
ATP
galaktokinaza
galaktozo-1-fosforan
urydylotransferaza
galaktozo-1-fosforanowa
Urydynodwufosfoglukoza
(UDPG)
Glukozo-1-fosforan
epimeraza
UDP glukozowa
Urydynodwufosfogalaktoza
(UDPGal)
glikolipidy
glikoproteidy
wielocukry
BRAK AKTYWNOŚCI URYDYLOTRANSFERAZY
GALAKTOZO-1-FOSFORANOWEJ
- objawy kliniczne
U noworodków:
- biegunka
- wymioty
- niechęć ssania
- kwasica
- utrata masy ciała
- pocenie się
- senność
- hipoglikemia
- wrażliwość na zakażenia - szczególnie E.coli
obraz sugeruje infekcje
Zakład Genetyki Medycznej
Wątroba
Nerki
- niewydolność wątroby
- hepatomegalia lub
hepatosplenomegalia
- żółtaczka
- hipoalbuminemia
- hipoprotrombinemia
-
leukocyturia
erytrocyturia
proteinuria
glikozuria
hiperaminocyturia
Uszkodzenie OUN - opóźnienie rozwoju psychomotorycznego,
zmiany w zapisie EEG, uszkodzenie soczewki oka - zaćma
Zakład Genetyki Medycznej
Gen urydylotransferazy
galaktozo-1-fosforanowej
9p13
4kb
11 egzonów
8 najczęściej występujących mutacji - 71%
Zakład Genetyki Medycznej
LIZOSOMALNE CHOROBY
SPICHRZENIOWE
Zakład Genetyki Medycznej
Niedobór aktywności specyficznych enzymów lizosomalnych
> gromadzenie w lizosomach wielkocząsteczkowych związków
- sfingolipidy, mukopolisacharydy, glikoproteidy itp...
Znanych około 30 chorób tego typu
klasyfikacja wg rodzaju substratu przeważającego w złogach
Zakład Genetyki Medycznej
MUKOPOLISACHARYDOZY
Deficyt hydrolaz lub sulfataz
zajęcie układu nerwowego, narządów miąższowych,
układu kostnego, narządu wzroku, tk. łącznej.
13 typów
1:20000
Zakład Genetyki Medycznej
MUKOPOLISACHARYDOZA TYP I (MPS I)
CHOROBA HURLER
Autosomalna recesywna
-
gargoidalne rysy twarzy
powiekszenie obwodu głowy
przykurcze w stawach
skrócenie i pogrubienie kości
powiekszenie śledziony i wątroby
zmętnienie rogówki
niedosłuch
przepuklina pępkowa
postępująca degradacja umysłowa
zgon w II dekadzie życia
Zakład Genetyki Medycznej
DIAGNOSTYKA
wstępnie
Ilościowe i jakościowe oznaczenie w moczu
glikozaminoglikanów (GAG): heparan, siarczan dermatanu
Wykazanie niedostatecznej aktywności α-L-iduronidazy.
Aktywność mierzona w limfocytach krwi obwodowej,
fibroblastach (hodowle), osoczu, amniocytach (hodowle)
analiza mutacji w genie IDUA
Zakład Genetyki Medycznej
Gen α-L-iduronidazy - IDUA
4p16.3
14 egzonów
19 kb
znanych ponad 60 mutacji
Zakład Genetyki Medycznej
HURLER-SCHEIE SYNDROM - MPS I POŚREDNIA
Prawidłowy rozwój do 24 miesięcy
symptomy zazwyczaj między 3 a 8 rokiem życia
często dożywalność do wieku dojrzałego
intelekt zróżnicowany często całkowicie prawidłowy
SCHEIE SYNDROM - MPS I ŁAGODNA
Diagnozowana często po 15 roku życia
prawidłowy intelekt
prawidłowa postawa
Zwyrodnienie stawów
Zaburzenia zastawek serca
Przerost narządów wewnętrznych
Zakład Genetyki Medycznej
MUKOPOLISACHARYDOZA TYP II (MPS II)
CHOROBA HUNTERA
Recesywna sprzężona z chromosomem X (Xq28)
Objawy jak zespole Hurler występują nieco później
brak zmętnienia rogówki
Typ A
szybko postępujące upośledzenie umysłowe
pogrubione rysy twarzy, zgon w II dekadzie życia
Typ B
rozwój umysłowy w granicach normy
osiagnięcie wieku dojrzałego
Zakład Genetyki Medycznej
MUKOWISCYDOZA
Zakład Genetyki Medycznej
MUKOWISCYDOZA
CYSTIC FIBROSIS
Torbielowate zwłóknienie trzustki
Zakład Genetyki Medycznej
PATOGENEZA
Wzmożona lepkość wydzieliny gruczołów wydzielania
zewnętrznego > zaczopowanie przewodów wyprowadzających
-
trzustka
wątroba
jelita
nasieniowody
płuca
gruczoły potowe
Zakład Genetyki Medycznej
MONOGENOWA AUTOSOMALNA RECESYWNA
CZĘSTOŚĆ WYSTĘPOWANIOA
1:1800 - 1:2500
1:2300 W POLSCE
Zakład Genetyki Medycznej
OBJAWY KLINICZNE
Postać płucna - przyspieszony oddech, kaszel, infekcje
Postać brzuszna zaburzenia trawienia i wchłaniania, cuchnące i tłuszczowe
stolce, wypadanie odbytnicy, zapalenie trzustki i pęcherzyka
żółciowego, cukrzyca - łagodna postać
Postać mieszana
Zakład Genetyki Medycznej
BIAŁKO CFTR
CYSTIC FIBROSIS TRANSMEMBRANE
CONDUCTANCE REGULATOR
ABC Family (ATP-binding casette)
Kanał chlorkowy zależny od cAMP
1488aa
170kDa
Zakład Genetyki Medycznej
GEN CFTR
7q31.3
27 egzonów
250kb
Zakład Genetyki Medycznej
DIAGNOSTYKA MUTACJI
delF508
Del2,3(21kb)
3849+10kb
- analiza wielkości produktu PCR
- analiza wielkości produktu PCR
- analiza fragmentów restrykcyjnych
Zakład Genetyki Medycznej
PCR
startery
dNTP
polimeraza
DNA
bufor
woda
TERMOCYKLER
DENATURACJA
95°C
Zakład Genetyki Medycznej
DENATURACJA
95°C
Zakład Genetyki Medycznej
WIĄZANIE STARTERÓW
°C
Zakład Genetyki Medycznej
ELONGACJA
72°C
Zakład Genetyki Medycznej
delF508
2
1
3
Zakład Genetyki Medycznej
2
3
1
Zakład Genetyki Medycznej
Dele2,3
delecja 21kb
Zakład Genetyki Medycznej
3849+10kb C>T
PCR
Trawienie Hph1