Dystrofia mięśniowa Duchenne`a – diagnostyka

Molekularne podstawy i diagnostyka
wybranych chorób dziedzicznych.
Wykład 4
Dr Agnieszka Jaźwa
[email protected]
Choroby genetyczne
 mogą zostać przekazane potomstwu (choć nie muszą, bo potomstwo dostaje tylko
połowę materiału genetycznego od każdego z rodziców)
 bardzo odporne na pełne wyleczenie, bo mutacja zapisana jest w DNA, obecnym we
wszystkich komórkach ciała (podejmowane próby usuwania mutacji za pomocą terapii
genowej)
 jednogenowe - będące wynikiem mutacji w jednym tylko genie (fenyloketonuria,
galaktozemia, dystrofia mięśniowa Duchenne’a, mukowiscydoza)
 wieloczynnikowe - będące wynikiem mutacji w wielu genach, połączonych zwykle
z działaniem anormalnych czynników środowiskowych (autyzm, schizofrenia,
nadciśnienie, cukrzyca i otyłość)
 chromosomowe - będące wynikiem mutacji na poziomie całych pakietów
informacji genetycznej, np.: braku jednego chromosomu (zespół Turnera) lub
obecności dodatkowego chromosomu (np. zespół Downa)
Choroby (bloki) metaboliczne
 najczęściej genetycznie uwarunkowane choroby związane z niedoborem enzymów
 w większości przypadków dziedziczone są w sposób autosomalny recesywny, czyli
kliniczne objawy ujawniają się w pełni u homozygot dziedziczących po jednym zmutowanym
allelu od każdego z rodziców
 objawy chorobowe związane z gromadzeniem się w nadmiernych ilościach substratu (który
jest toksyczny lub szkodliwy) lub niemożnością wyprodukowania określonego produktu
niezbędnego do prawidłowego funkcjonowania organizmu
 mogą dotyczyć przemiany:
 aminokwasów np. fenyloalaniny (fenyloketonuria), tyrozyny i fenyloalaniny (alkaptonuria),
 białek np. hemoglobiny (talasemia)
 barwników np. bilirubiny (wrodzone żółtaczki niehemolityczne)
 węglowodanów np. galaktozy (galaktozemia)
 tłuszczowej np. lipidozy (choroba Gauchera)
 mineralnej np. krzywica witamino-D-oporna
Wrodzone błędy metabolizmu: zaburzenia syntezy i rozkładu
aminokwasów, nukleotydów, węglowodanów, lipidów, białek
Fenyloketonuria
 Fenyloketonuria (PKU z ang. Phenylketonuria) – wrodzona,
uwarunkowana genetycznie enzymopatia polegająca na
gromadzeniu się w organizmie i toksycznym wpływie aminokwasu
– fenyloalaniny
 Częstość występowania w populacji polskiej wynosi około 1:7000 urodzeń (dane Instytutu
Matki i Dziecka)
 Przenoszona jest autosomalnie recesywnie - dziecko musi odziedziczyć wadliwy allel od
obojga rodziców, żeby rozwinęła się choroba
 U podłoża choroby leży mutacja genu hydroksylazy fenyloalaninowej biorącego udział w
metabolizmie fenyloalaniny
 We krwi dziecka chorego na fenyloketonurię zaczyna gromadzić się fenyloalanina i
produkty jej metabolizmu, przy względnym niedoborze tyrozyny. Na skutek tego po pewnym
czasie i przy braku odpowiedniego leczenia może dojść do uszkodzenia mózgu
Fenyloketonuria - objawy
 Podstawowym objawem klinicznym
obserwowanym w fenyloketonurii jest
opóźnienie rozwoju psychoruchowego
zauważalne już w okresie
niemowlęcym.
 Choroba nieleczona charakteryzuje
się przede wszystkim upośledzeniem
umysłowym na ogół bardzo znacznego
stopnia.
(neuroprzekaźnik)
Fenyloketonuria - objawy
Objawy nieleczonej fenyloketonurii:
 pogłębiające się zaburzenia neurologiczne
z napadami padaczkowymi
 znacznego stopnia upośledzenie rozwoju
umysłowego i motorycznego
 mogą występować zaburzenia chodu, postawy,
hipotonia mięśniowa, ruchy atetotyczne,
zesztywnienie stawów.
Do obrazu chorobowego dołącza charakterystyczny "mysi" zapach potu i moczu oraz częste
występowanie wysypek.
Przy wczesnym rozpoznaniu choroby (najlepiej zaraz po urodzeniu) i odpowiednim leczeniu
można zapobiec wystąpieniu objawów choroby. Powszechne stosowanie u noworodków w
Polsce i wielu innych krajach, w trzecim dniu po urodzeniu prostego screeningowego
badania krwi (test przesiewowy) umożliwia wczesne rozpoznanie fenyloketonurii.
Badania przesiewowe noworodków
Badania przesiewowe noworodków są to masowe badania przesiewowe obejmujące
wszystkie noworodki. Badania te mają na celu wczesne wykrycie niektórych
wrodzonych wad rozwojowych noworodka i wdrożenie postępowania leczniczego.
Badania przesiewowe umożliwiają wykrycie chorób, które nie dają
charakterystycznych objawów klinicznych (lub objawy pojawiają się zbyt późno aby
podjąć skuteczne leczenie), a nie leczone prowadzą do zaburzeń rozwoju, ciężkiego
upośledzenia umysłowego a nawet śmierci. Wczesne (w pierwszych tygodniach życia)
wykrycie tych chorób umożliwia uratowanie wielu dzieci przed zaburzeniami rozwoju,
przed trwałym ciężkim upośledzeniem umysłowym lub znaczne podniesienie jakości
życia i przeżywalności.
Podstawowymi kryteriami wprowadzenia badań przesiewowych były kryteria
ekonomiczne, w tym częstość występowania choroby w populacji, oraz dostępność
leczenia i opieki.
http://przesiew.imid.med.pl/schemat.html
Zakład Badań Przesiewowych, Instytut Matki i Dziecka
Schemat badań przesiewowych noworodków
maj 1994
Od tego momentu wszystkie noworodki urodzone w Polsce objęte są badaniami
przesiewowymi w kierunku fenyloketonurii i hipotyreozy.
W Polsce badania przesiewowe oparte są na systemie opracowanym w Instytucie Matki
i Dziecka i są finansowane bezpośrednio przez Ministerstwo Zdrowia. Bazuje on na
komputerowej kontroli wszystkich etapów przesiewu, począwszy od pobierania próbek
krwi na bibułę aż do finalnej diagnozy lekarza prowadzącego diagnostykę
potwierdzającą. Podstawą bezpieczeństwa systemu jest wprowadzenie potrójnych
etykiet z kodem paskowym oraz standardowych bibuł do pobrań.
http://przesiew.imid.med.pl/schemat.html
Zakład Badań Przesiewowych, Instytut Matki i Dziecka
Schemat badań przesiewowych noworodków
Pobieranie krwi od
noworodka do badania
na fenyloketonurię
bibuła typu Whatman 903
(Whatman, GmbH, Germany)
Rejestr komputerowy etykiet oraz bibuł z
próbkami krwi umożliwia kontrolę wszystkich
etapów badań przesiewowych, w tym pobrania
krwi od noworodków, wykonania testów,
powiadomienia rodziców oraz wykonania
diagnostyki potwierdzającej przez lekarza.
Dopiero zarejestrowanie informacji o diagnozie
kończy badanie przesiewowe.
http://przesiew.imid.med.pl/schemat.html
Zakład Badań Przesiewowych, Instytut Matki i Dziecka
Dieta w fenyloketonurii
 U chorego dziecka najpóźniej w ciągu 2
tygodni od urodzenia należy wprowadzić
odpowiednią dietę eliminacyjną tzw.
niskofenyloalaninową, w której stosuje się
specjalne mieszanki zawierające białka o niskiej
zawartości tego aminokwasu.
 Niski poziom fenyloalaniny we krwi pozwala
na wyeliminowanie jej szkodliwego wpływu na
tkankę mózgową.
 Tylko rygorystyczne przestrzeganie diety
zapewni prawidłowy rozwój dziecka będzie
rozwijać się prawidłowo.
http://depts.washington.edu/pku/about/diet.html
Choroby pokrewne fenyloketonurii
W około 2% przypadków przyczyną
dziedzicznej hiperfenyloalaninemii jest
niedobór tetrahydrobiopteryny, który jest
spowodowany mutacją, któregoś z szeregu
enzymów:
I – hydroksylaza
fenyloalaniny
II – reduktaza
dihydrobiopteryny
 reduktazy dihydrobiopterynowej,
 cyklohydrolazy I GTP,
 syntazy
pirogronylotetrahydrobiopterynowej,
 dehydratazy pterynokarbinoloaminowej
Tetrahydrobiopteryna oprócz hydroksylazy fenyloalaninowej jest także kofaktorem dla
hydroksylazy tyrozynowej i hydroksylazy tryptofanu dlatego nieleczony niedobór
tetrahydrobiopteryny oprócz hiperfenyloalaninemii spowoduje niedobór katecholamin i
serotoniny a to z kolei doprowadzi do obniżenia ciśnienia tętniczego krwi, zmniejszonej
aktywności psychoruchowej oraz zaburzeń rozwoju.
http://trialx.com/curebyte
Badania przesiewowe noworodków
1 czerwiec 2009
Badaniami przesiewowymi w kierunku mukowiscydozy objęto wszystkie
noworodki urodzone po 1 czerwca 2009.
Zakład Badań Przesiewowych, Instytut Matki i Dziecka
Mukowiscydoza
 Mukowiscydoza (CF, z ang. Cystic Fibrosis - zwłóknienie torbielowate) jest najczęstszą
uwarunkowaną genetycznie chorobą monogenową rasy białej dziedziczoną w sposób
autosomalny recesywny.
 W populacji kaukaskiej CF występuje ze średnią częstością 1:2500 urodzeń, natomiast
znacznie rzadziej wśród innych ras. Częstość występowania CF w Polsce to 1:2300 (dane
Instytutu Matki i Dziecka). Szacuje się, że 1:25 osób jest nosicielem zmutowanego genu.
 Przyczyną choroby są mutacje genu zlokalizowanego na długim ramieniu chromosomu 7.
Produktem genu CFTR jest białko zaklasyfikowane do dużej grupy białek transportowych tzw.
"ABC family" (ang. ATP-binding cassette) pełniące funkcję błonowego kanału chlorkowego
CFTR (cystic fibrosis transmembrane conductance regulator).
 Obecnie znanych jest już ponad 1600 mutacji genu CFTR
Najczęściej występującą mutacją w genie CFTR jest
mutacja delta F508. Występowanie jej na kontynencie
europejskim jest zróżnicowane, co prawdopodobnie
jest związane z migracją ludności. Najczęściej
występuje w Danii (88%), rzadziej w Polsce (56%),
a najrzadziej w Turcji (30%).
http://thednafiles.wordpress.com
http://przesiew.imid.med.pl/mukowiscydoza.html
Mukowiscydoza – rodzaje mutacji
W zależności od typu nieprawidłowości molekularnych wyróżnia się 5 klas mutacji:
 klasa I: mutacje powodujące zaburzenia produkcji białka (np. G542X - 2.4% u rasy białej)
 klasa II: mutacje z zaburzonym procesem dojrzewania białka komórkowego (np. ∆F508 –
66% u rasy białej)
 klasa III: mutacje prowadzące
do zaburzenia regulacji kanału
chlorkowego (np.G551D – 1.6%
u rasy białej)
 klasa IV: mutacje powodujące
dysfunkcję przewodnictwa kanału
chlorkowego (np. R117H)
 klasa V: mutacje redukujące
biosyntezę normalnego białka
http://66roses.blogspot.com/2012/01/vx-770approved-and-what-that-means-for.html
http://przesiew.imid.med.pl/mukowiscydoza.html
Gen CFTR
MSD1 and MSD2 = membrane spanning domains 1 and 2
- domeny tworzącekanał chlorkowy
R = regulatory
domain
NBD1 and NBD2 = nucleotide-binding domains 1 and 2
– domeny wiążące i hydrolizujące ATP
Zielenski, Respiration, 2000
http://www.ornl.gov/sci/techresources/Human_Genome/posters/chromosome/cftr.shtml
Mukowiscydoza – patogeneza choroby
http://www.medgen.pl/oferta/badaniaprzesiewowe-noworodkow
Mukowiscydoza – choroba wieloukładowa
Zatoki: Przewlekłe zapalenie zatok
Płuca: Nawracające
zakażenia bakteryjne
Skóra: Nadmierne wydzielanie
Elektrolitów (Na+, Cl-) w pocie
(tzw. „słony pocałunek”)
Wątroba: Niedrożność przewodów
w wątrobie –> kamica żółciowa
marskość wątroby
Trzustka: Niedrożność przewodów
w trzustce -> zapalenie trzustki,
cukrzyca
Jelita: Zaburzenia wchłaniania
Narządy płciowe: niedrożność
przewodów najądrza i nasieniowodów,
utrudnienie zapłodnienia u kobiet
http://www.nhlbi.nih.gov/health//dci/Diseases/cf/cf_signs.html
Diagnostyka i rozpoznanie mukowiscydozy
1) Badanie przesiewowe noworodków – stwierdzenie podwyższonego stężenia immunoreaktywnej
trypsyny lub trypsynogenu (IRT) we krwi – wymaga wykonania badań weryfikacyjnych w ośrodku
referencyjnym (test potowy oraz badanie mutacji genu CFTR występujących w populacji polskiej).
2) test potowy - mała ilość substancji stymulującej wydzielanie potu (pilokarpina) aplikowana jest za
pomocą elektrod zasilanych bezpiecznym napięciem na skórę w miejscu o największym zagęszczeniu
gruczołów potowych na ręce lub nodze. Procedura jest całkowicie bezbolesna. Po kilku minutach
skóra w miejscu aplikacji pilokarpiny zaczyna wydzielać intensywniej pot. Procedura pobierania
próbki potu, trwa od 10 do 20 minut. Pobrany pot poddany zostaje dalszej analizie. Rozpoznanie
mukowiscydozy sugerują wysokie wartości chlorków w pocie (Cl- > 60mmol/l) w co najmniej
dwóch odrębnie wykonanych badaniach. Test mało specyficzny – inne choroby mogą powodować
dodatni wynik próby potowej (anoreksja, niewydolność kory nadnerczy, niedoczynność tarczycy,
mukopolisacharydoza i inne).
3) badanie genetyczne – badanie umożliwiające wykrycie mutacji w obu allelach genu CFTR.
Potwierdza rozpoznanie, ale nie wykrycie mutacji genu nie wyklucza rozpoznania z powodu dużej
liczby alleli. Wielu pacjentów z mukowiscydozą ma niezidentyfikowane mutacje genowe. Badanie
należy wykonać, gdy wynik testu potowego jest graniczny lub ujemny.
4) test PD (potential difference) - pomiary różnicy potencjałów przeznabłonkowych w nosie mogą
być bardziej wiarygodne od testów potowych, ale są również bardziej skomplikowane. Średnia
różnica u osób chorych to -46 mV, a u zdrowych -19 mV.
Zakres badań genetycznych w kierunku mukowiscydozy
w Programie Przesiewowym w Polsce
Zestaw mutacji genu CFTR najczęściej występujących w Polsce zgodny z rekomendacjami
Polskiego Towarzystwa Mukowiscydozy:
http://nzoz.genomed.pl/index.php?str=przesiew
Diagnostyka i rozpoznanie mukowiscydozy
jedynie u 2-10% noworodków z
nieprawidłowym wynikiem IRT
po wykonaniu badania
genetycznego stwierdza się
mukowiscydozę.
http://www.medgen.pl/oferta/badaniaprzesiewowe-noworodkow
Diagnostyka i rozpoznanie mukowiscydozy
Diagnostyka genetyczna mukowiscydozy jest o wiele trudniejsza niż w przypadku
niektórych innych chorób genetycznych ze względu na:
1) wielkość genu
Gen CFTR jest jednym z największych genów człowieka (zbudowany jest z 250 000 par
zasad!). Część tego obszaru zajmuje region kodujący białko, który składa się z 27
fragmentów (tzw. eksonów), pozostały obszar to regiony niekodujące - tzw. introny.
2) liczbę mutacji
Obecnie znanych jest ponad 1600 mutacji genu CFTR. Dodatkowy problem stanowi fakt,
iż wciąż pojawiają się doniesienia o identyfikacji nowych mutacji (defektów) u pacjentów
z mukowiscydozą i niestety nie zawsze są to mutacje umożliwiające ich jednoznaczną
interpretację i odpowiedź na pytanie dotyczące ich znaczenia dla funkcjonowania białka.
Leczenie mukowiscydozy
Dieta: powinna być wysokoenergetyczna (130-150% zapotrzebowania energetycznego zdrowych
rówieśników), bogatotłuszczowa (35-45% energii), wysokobiałkowa (15% energii); suplementacja
witamin (zwłaszcza rozpuszczalnych w tłuszczach – ADEK) oraz pierwiastków śladowych (Zn, Mg, Fe, Sn);
konieczność spożywania preparatów zawierających trzustkowe enzymy trawienne (lipaza, amylaza,
proteaza)
Fizjoterapia oddechowa: Zabiegi mające na celu ewakuację gęstej wydzieliny z drzewa oskrzelowego - u
najmłodszych dzieci drenaż ułożeniowy, u starszych pacjentów - metody polegające na czynnej
współpracy jak: technika natężonego wydechu, technika aktywnego cyklu oddechowego, drenaż
autogeniczny, zastosowanie Fluttera, czy maski PEP (ang. positive expiratory pressure).
Inhalacja lekami mukolitycznymi i broncho-dilatatorami : Roztwory hipotoniczne i izotoniczne działają
głównie nawilżająco, natomiast roztwory hipertoniczne skutecznie pobudzają do kaszlu. Leki
mukolityczne - obniżenie lepkości nieprawidłowej wydzieliny u chorych z CF (np. dornaza alfa)
Kortykosteroidy doustne/w inhalacji: W przewlekłej obturacji dróg oddechowych/w nadreaktywności
oskrzeli
Antybiotykoterapia: zwalczanie zakażeń i zatrzymanie progresji zmian oskrzelowo-płucnych w CF
Leczenie chirurgiczne: zalecane w niektórych przypadkach rozstrzeni oskrzeli i marskości tkanki płucnej.
Najczęściej wykonywanym zabiegiem chirurgicznym u pacjentów z CF jest polipektomia (usunięcie
polipa/ów). Przeszczepy płuc wykonywane są w wielu ośrodkach na świecie.
http://przesiew.imid.med.pl/mukowiscydoza.html
Fizjoterapia oddechowa w mukowiscydozie
Maska PEP –
technika dodatniego
ciśnienia wydechowego
(positive expiratory
pressure - PEP). Maska
z zastawką
jednozaworową dającą
opór podczas wydechu.
Wykonanie wydechu z
pokonaniem pewnego
oporu, podnosi
ciśnienie w oskrzelach
zapobiegając ich
zapadnięciu.
Kamizelka oscylacyjna –
system wspomagający
aktywację wydzieliny płucnej
poprzez wysokiej
częstotliwości oscylację
ściany klatki piersiowej
(kamizelka nadmuchiwana
powietrzem).
Cystic Fibrosis Foundation Patient Registry
2011 Annual Data Report
Bethesda, Maryland
©2012 Cystic Fibrosis Foundation
Strategie lecznicze w mukowiscydozie
Wilmott, Przegląd pediatryczny, 2011
Poprawa wskaźników przeżycia chorych na mukowiscydozę
w zależności od roku urodzenia
Cystic Fibrosis Foundation Patient Registry
2011 Annual Data Report, Bethesda, Maryland
©2012 Cystic Fibrosis Foundation
Dystrofia mięśniowa Duchenne’a
 DMD, z ang. Duchenne muscular
dystrophy - choroba genetyczna powodująca
postępującą i nieodwracalną dystrofię (zanik)
mięśni
 Jest to najczęściej spotykana forma
dystrofii mięśniowej
 Po raz pierwszy opisana przez francuskiego
neurologa Guillaume’a Benjamina Amanda
Duchenne’a w roku 1861
 Najczęstsza prowadząca do śmierci
dziedziczona recesywnie choroba sprzężona z
płcią. Częstość występowania wynosi ok.
1:3500 urodzeń chłopców
Dystrofia mięśniowa Duchenne’a
http://compbio.berkeley.edu/people/ed/rust/Dystrophin.html
 Za DMD odpowiedzialne są różne mutacje genu kodującego
białko dystrofinę, które powodują przesunięcie ramki odczytu i
całkowity brak dystrofiny w mięśniach
 Delecje genu DMD umiejscowione pomiędzy 45 a 53
eksonem stanowią ponad 40% wszystkich mutacji
wywołujących dystrofię Duchenne’a
 Dystrofina wraz z kompleksem innych białek łączy włókna
aktynowe z błoną komórkową, a także bierze udział w
przekazywaniu sygnałów w komórkach. Jej brak powoduje
uszkodzenia błony komórkowej i nekrozę komórek
mięśniowych
 Dystrofina "uszczelniania" błonę komórkową dzięki
czemu zachowuje ona selektywną przepuszczalność (m.in.
nie wypuszczając enzymów na zewnątrz, a jonów wapnia
do komórki).
 W przypadku nieprawidłowego działania dystrofiny lub
całkowitego jej braku dochodzi do uwalniania enzymów
(głównie kinazy kreatynowej) na zewnątrz komórki
mięśniowej. Powoduje to wzrost ich poziomu, w surowicy,
znacznie powyżej normy. Z kolei do komórki wnikają jony
wapnia, co powoduje martwicę, stymulację fibroblastów i
rozrost tkanki włóknistej w miejscu tkanki mięśniowej.
 Przez kilka lat tkanka mięśniowa jest zdolna do ciągłej
odbudowy włókien, ale z upływem czasu nie jest w stanie
dalej się regenerować i włókna mięśniowe zastępowane są
tkanką łączną i tłuszczową. Powoduje to stopniowe
osłabienie mięśni i problemy z poruszaniem.
http://www.mdausa.org/publications/
fa-dmdbmd-what.html
Patofizjologia DMD – rola wapnia i zapalenia
Obraz histologiczny bioptatu mięśnia
pacjenta z dystrofią mięśniową
Duchenne’a
Strugalska-Cynowska, Towarzystwo Zwalczania Chorób Mięśni, 2003
Deconinck & Dan, Pediatric Neurology, 2007
Dystrofia mięśniowa Duchenne’a – objawy
 Dzieci z DMD zaczynają chodzić od 18 miesiąca życia i są mniej
sprawne ruchowo od rówieśników: nie biegają, często się
przewracają (opóźnienie rozwoju ruchowego).
 Około 3—4 roku życia - przerost mięśni łydek, czasem także
pośladków i naramiennych (wynik odkładającego się tłuszczu i tkanki
łącznej), chód kołyszący.
 Zaburzenia chodu stopniowo postępują, widoczne trudności we
wchodzeniu na schody, wstając z pozycji leżącej do siedzącej i
stojącej dziecko pomaga sobie opierając się rękami na udach —
wstawanie /wspinanie się ,,po sobie").
 Postępujący przykurcz ścięgien Achillesa spowodowany
skracaniem mięsni łydek wskutek ich włóknienia i pogłębiająca się
lordoza lędźwiowa (wskutek osłabienia mięśni przykręgosłupowych)
- dzieci zaczynają chodzić kaczkowato, na palcach z brzuchem
wysuniętym do przodu.
 Dołącza się niedowład kończyn górnych, zanik mięśni ud oraz
zanik mięśni pasa barkowego. Choroba postępuje, ok. 9—10 roku
życia chłopcy ci nie mogą samodzielnie wstawać oraz siadać, chód
możliwy jest tylko z pomocą, a w okresie miedzy 10 a 14 rokiem
życia przestają samodzielnie chodzić.
Strugalska-Cynowska, Towarzystwo Zwalczania Chorób Mięśni, 2003
http://idn.org.pl/szczecin/tzchmszczecin/strony/diszen.htm
Dystrofia mięśniowa Duchenne’a – progresja choroby
 Poza defektem ruchowym u 40-60%
dzieci z dystrofią typu Duchenne'a
stwierdza się lekki stopień
upośledzenia umysłowego.
 Największym zagrożeniem dla
chorych na DMD są infekcje
oskrzelowo-płucne trudno poddające
się leczeniu z powodu postępującego
osłabienia mięśni oddechowych i
zniekształcenia klatki piersiowej.
 Chory umiera już w wieku około 2030 roku życia zazwyczaj z powodu
zaburzeń oddychania
spowodowanych przez osłabienie
mięśni oddechowych lub z powodu
zaburzeń krążenia.
Strugalska-Cynowska, Towarzystwo Zwalczania Chorób Mięśni, 2003
http://prosensa.eu/hc-professionals/duchenne-muscular-dystrophy
Dystrofia mięśniowa Duchenne’a – diagnostyka
1. Oznaczenie poziomu enzymów
CK
mięśniowych w surowicy krwi podwyższony poziom kinazy
kreatynowej (CK) obserwuje się
u dzieci jeszcze przed pojawieniem
się objawów klinicznych (5-100 x
górnej granicy normy u dorosłych) osiągając szczytowe wartości w ciągu pierwszych 2 lat
życia; potem poziom CK spada wraz z ujawnieniem się choroby.
2. Biopsja mięśni (pobranie wycinków mięśni)
-> w badaniach mikroskopowych: niecharakterystyczne zwyrodnienia, przerost tkanki
łącznej i zwiększona ilość komórek tłuszczowych, znaczne różnice w średnicy włókien
-> półilościowe oznaczenie białka dystrofiny metodą Western blot: <3% w DMD, a od 320% lub zmieniona struktura w BMD
3. Badanie immunofluorescencyjne bioptatu mięśnia – możliwe jest wykazanie braku
dystrofiny.
4. Elektromiogram (EMG) - małe, krótkie potencjały polifazowe, zaburzenia gradacji zapisu
wysiłkowego, nieproporcjonalnie bogaty zapis wysiłku w stosunku do słabego skurczu.
5. Badania DNA – występowanie swoistej mutacji u ok. 60% pacjentów.
Kinaza kreatynowa (CK)
W tkankach i komórkach o wysokim zapotrzebowaniu energetycznym (mięśnie szkieletowe,
gładkie, mózg, plemniki i komórki fotoreceptorowe) stężenie fosfokreatyny zdecydowanie
przewyższa stężenie ATP. Podczas aktywacji komórki kinaza kreatynowa z zapasów
fosfokreatyny regeneruje ATP, który jest głównym źródłem energii w reakcjach
biochemicznych.
Trzy izoformy CK w zależności od
występowania w organizmie:
 CK-MM – kinaza kreatynowa mięśni
szkieletowych – przeważa w DMD
 CK-MB - kinaza kreatynowa serca
(10-15% CK całk.) – podniesiona u
60-90% pacjentów z DMD
 CK-BB - kinaza kreatynowa mózgu –
może być lekko zwiększona u
chorych na DMD
Dystrofia mięśniowa Duchenne’a – analiza bioptatów mięśni
Wczesna patologia:
http://neuromuscular.wustl.edu/pathol/dmdpath.htm
Dystrofia mięśniowa Duchenne’a – analiza bioptatów mięśni
Późna patologia:
Późna patologia
 Przerost śródmięsnej tkanki łącznej
 Bardzo zróżnicowany rozmiar komórek
mięśniowych
 Liczne okrągłe małe miocyty
http://www.fundacjadzieciom.pl/fizjologia.html
http://neuromuscular.wustl.edu/pathol/dmdpath.htm
Pierwsze próby leczenia dystrofii mięśniowej
Wiek XIX: Duchenne wraz ze swoim
asystentem przeprowadzają elektryczną
stymulację mięśni mimicznych twarzy
(Faradic shock).
Próby leczenia DMD – leki farmakologiczne
Deconinck & Dan, Pediatric Neurology, 2007
Metody wspomagające w terapii DMD
 Zalecane jest stosowanie właściwej diety zapewniającej choremu pełnowartościowe
białko zwierzęce i roślinne, odpowiednia podaż witamin i składników mineralnych.
 Rehabilitacja jest ważnym czynnikiem pomagającym w spowolnieniu postępu choroby poprawia siłę mięśni, zapobiega powstawaniu przykurczy mięśni, pozwala na
przedłużenie okresu chodzenia i opóźnia pojawienie się skrzywień kręgosłupa.
 Ważnym elementem leczenia chorych na dystrofię są ćwiczenia oddechowe.
Strategia omijania eksonów w genie DMD
 Zjawisko exon skipping (ominięcia
eksonów) polega na wyłączeniu z
transkryptu jednego z eksonów za
pomocą tzw. antysensownych
oligonukleotydów (antisense
oligonucleotides – AONs)
 Antysensowne oligonukleotydy
blokują wiązanie niektórych białek
odpowiadających za proces składania
RNA, wiążąc się z sekwencją RNA –
przywrócenie ramki odczytu
 Przywrócenie niepełnowartościowej,
ale jednak funkcjonalnej dystrofiny,
oznacza zamianę dystrofii Duchenne’a
w dystrofię mięśniową typu Beckera
(łagodniejsza postać dystrofii
mięśniowej)
Oligonukleotydy antysensowne
Liczą 20-30 nukleotydów (zarówno rybo-, jak i deokasyrybonukleotydy), których sekwencja
jest kompelmentarna czyli antysensowna do mRNA lub też sekwencji DNA genu lub jego
promotora.
http://www.dddmag.com/articles/2008/01/knocked-down-or-out
Fazy badań klinicznych
disease
Oligonukleotydy antysensowne blokujące ekson 51 genu DMD
(PRO-051) w pierwszej próbie klinicznej
Van Deutekom, N Engl J Med, 2007
Oligonukleotydy antysensowne blokujące ekson 51 genu DMD
(PRO-051) w pierwszej próbie klinicznej
Oligonukleotydy antysensowne blokujące ekson 51 genu DMD (PRO-051) zostały
podane 4 pacjentom domięśniowo jednorazowo w dawce 0,8 mg do mięśnia
piszczelowego przedniego. Po 4 tygodniach wykonano biopsję mięśnia. Poziom dystrofiny
w lizacie białek w stosunku do kontroli wynosił od 3 do 12%.
Van Deutekom, N Engl J Med, 2007
PRO-051 w II fazie badan klinicznych
http://www.parentprojectmd.org/site/P
ageServer?pagename=Advance_researc
h_pipeline_gsk2402968
Do przygotowania na najbliższe ćwiczenia
Diagnostyka laboratoryjna hiperbilirubinemii oraz diagnostyka
enzymologiczna schorzeń wątroby i trzustki:
1) Definicja bilirubiny wolnej (pośredniej, niesprzężonej) i związanej
(bezpośredniej, sprzężonej).
2) Oznaczanie aktywności aminotransferazy alaninowej (ALAT) i
asparaginanowej (ASAT) – zasada metody.
3) Czynniki wpływające na szybkość reakcji enzymatycznych.