stosunkowo częste schorzenie
neurorozwojowe
o podłożu genetycznym

atakuje głównie dziewczynki
po okresie względnie prawidłowego rozwoju

charakterystyczny fenotyp zachowania

Zespół Retta

Zespół Retta

(RTT)

(RTT)

RTT

mutacje genu

MECP2

–

ME

THYL-

C

pG-BINDING

P

ROTEIN

2

,

położonego na chromosomie X w locus q28

Amir et al.

1999

Zespół Retta

Zespół Retta

-

-

przyczyna

przyczyna

C

MBD

TRD

NLS

N

MECP2

X

q2
8

RTT

Gen MECP2

Gen MECP2

zawiera dwie istotne domeny

MBD

(

m

ethyl-

b

inding

d

omain)

TRD

(

t

ranscription

r

epression

d

omain)

oraz region

NLS

(

n

uclear

l

ocalisation

s

ignal)

 

C

MBD

TRD

NLS

N

7
8

162 20

8

310

48
6

38
6

RTT

350

Gen

Gen

MECP2

MECP2

- funkcja

- funkcja

gen MECP2

koduje dwie izoformy

białka

MeCP2A

i

MeCP2B



Oba białka transkrypcyjne MeCP2
wykazują zdolność łączenia się
bezpośrednio

ze zmetylowanym DNA

RTT

A previously unidentified MECP2 open reading frame defines a new

protein isoform relevant to Rett syndrome

Gevork N Mnatzakanian, Hannes Lohi, Iulia Munteanu, Simon E Alfred, Takahiro Yamada, Patrick J M

MacLeod, Julie R Jones, Stephen W Scherer, N Carolyn Schanen, Michael J Friez, John B

Vincent, Berge A Minassian

Nature Genetics 36, 339 - 341 (2004)

RTT – niedawno odkryta izoforma białka MeCP2

(kwiecień 2004)

Białka MeCP2 wiążą się ze

zmetylowanymi wyspami

CpG.

Metylacja par

CG w wyspach CpG >>>>

przyłączenie białek MeCP2 >>>>>,
Sygnał dla enzymów o aktywności

deacetylazy

histonowej

co powoduje

zmniejszenie stopnia acetylacji histonów.
Zdeacylowane histony
mają większe powinowactwo do DNA>>>
z a h a m o w a n a ekspresja genów
zawartych w tych regionach.

RTT

RTT cd

RTT cd

.

.



Zespół Retta jest

pierwszym

schorzeniem,

wywołanym

mutacją

genu kodującego

regulatorowy czynnik transkrypcyjny

tj. białko –

MeCP2

wyciszające inne geny



wiąże się to

z przebudową chromatyny

RTT

Białko MeCP2 - funkcja

Białko MeCP2 - funkcja



globalny represor transkrypcji,



swoisty regulator ekspresji genu kodującego

mózgowo-pochodny czynnik neurotropowy

(BDNF)

,

JEDEN Z 300 GENÓW KONTROLOWANYCH

PRZEZ AKTYWNOSC NERWOWĄ

© Science, 2003 Vol. 302 No 5646 pp 885 - 889

“Derepression of BDNF Transcription Involves Calcium-Dependent Phosphorylation of MeCP2”

Authors: Wen G. Chen (1,2), Qiang Chang (3), Yingxi Lin (1), Alexander Meissner (3,4), Anne E. West (1),

Eric C. Grif€th (1), Rudolf Jaenisch (3,4) and Michael E. Greenberg (1,2).

MeCP2 – wycisza specyficznie gen

MeCP2 – wycisza specyficznie gen

BDNF

BDNF



brain-derived-neurotrophic
factor (BDNF) jest
cytokiną, neurotropiną



biorącą udział w procesach
uczenia się i powstawania
pamięci epizodycznej a
także pamięci oddechowej
( nerw przeponowy)

Ocena efektu BDNF na
pamięć epizydoczną

RTT

Ekspresja MeCP2 w układzie nerwowym

*

jest większa w mózgu niż w innych tkankach

* ma miejsce w dojrzałych neuronach, ale nie w gleju
*jest obserwowana na terenie jądra komórkowego.

W czasie rozwoju poziom ekspresji MeCP2 w neuronach

kory mózgowej rośnie wraz z wiekiem.

MeCP2 nie inicjuje synaptogenezy,

ale jest niezbędne

w utrzymaniu i modulowaniu funkcji synaps.

Wywiera wpływ na przekaźnictwo

nerwowe

RTT

RTT: fenotyp zachowania

RTT: fenotyp zachowania

(behawioralny)

(behawioralny)

Fazy rozwoju schorzenia



I okres względnie prawidłowego
rozwoju



II okres regresji



III okres



IV okres stagnacji

RTT

Diagnoza fenotypowa

Diagnoza fenotypowa

1.

1.

Prawidłowy

Prawidłowy

rozwój dziecka do okresu

rozwój dziecka do okresu

6-18

6-18

m-cy

m-cy

2.

2.

Prawid

Prawid

ł

ł

owy obwód główki przy

owy obwód główki przy

urodzeniu,

urodzeniu,

z nast

z nast

ę

ę

powym spowolnieniem przyrostów

powym spowolnieniem przyrostów

obwodu g

obwodu g

ł

ł

ówki

ówki

(deceleracja)

(deceleracja)

3.

3.

Utrata celowego

Utrata celowego

u

u

ż

ż

ywani

ywani

a

a

r

r

ą

ą

k

k

Objawy niezb

Objawy niezbę

dne

dne

RTT

4.

4.

Powtarzaj

Powtarzaj

ą

ą

ce si

ce si

ę

ę

ruchy

ruchy

rąk

rąk

(stereotypie)

(stereotypie)

:

:

•

•

przypominające

przypominające

mycie

mycie

rąk

rąk

•

•

klepanie

klepanie

po głowie

po głowie

•

•

klaskanie

klaskanie

•

•

ugniatanie

ugniatanie

•

•

w

w

kł

kł

adanie r

adanie r

ą

ą

k do ust

k do ust

•

•

wykręcanie rękoma języka

wykręcanie rękoma języka

Diagnoza fenotypowa

Diagnoza fenotypowa

Objawy niezb

Objawy niezbę

dne

dne

cd.

cd.

RTT

5

5

.

.

Zahamowanie rozwoju

Zahamowanie rozwoju

mowy

mowy

ekspresyjnej

ekspresyjnej

i utrata nabytych

i utrata nabytych

umiejętności

umiejętności

I

cannot speak,

but you understand me.
I cannot walk, so you push me.
I cannot sing, but I love music.

I cannot crawl, so you carry me.
I cannot tell you how much I love you,

so look into my eyes and you will see.

I cannot tell what the future will hold,

but I have the courage to go on

Diagnoza fenotypowa

Diagnoza fenotypowa

Objawy niezb

Objawy niezb

ę

ę

dne

dne

c.d.

c.d.

RTT

Milczące

Milczące

Anioły

Anioły

6.

6.

Potrz

Potrz

ą

ą

sanie ca

sanie ca

ł

ł

ym tu

ym tu

ł

ł

owiem

owiem

- ataxia

- ataxia

7.

7.

Chód na szerokiej podstawie

Chód na szerokiej podstawie

czasami chód na palcach

czasami chód na palcach

(przy zachowaniu zdolno

(przy zachowaniu zdolno

ś

ś

ci chodzenia)

ci chodzenia)

Diagnoza fenotypowa

Diagnoza fenotypowa

Objawy niezb

Objawy niezbę

dne

dne

cd.

cd.

RTT

Diagnoza fenotypowa

Diagnoza fenotypowa

Objawy

wspomagaj

wspomagaj

ą

ą

ce

ce diagnozę

RTT

2

2

.

.

Zaburzenia

Zaburzenia

oddychania

oddychania

•

okresowe

okresowe

zatrzymywanie oddechu

zatrzymywanie oddechu

•

h

h

iperwentylacj

iperwentylacj

a

a

•

połykani

połykani

e

e

powietrza

powietrza

(aerofagia)

(aerofagia)

1. Zgrzytanie zębami
(bruksizm)

3. Z

3. Z

achowania

achowania

autystyczne

autystyczne

lub nieuzasadnione sytuacyjnie

lub nieuzasadnione sytuacyjnie

n

n

apady irytacji i pobudzenia

apady irytacji i pobudzenia

Diagnoza fenotypowa

Diagnoza fenotypowa

Objawy

wspomagaj

wspomagaj

ą

ą

ce

ce diagnozę

RTT

3. D

3. D

rgawk

rgawk

i, drżenia mięśniowe, dystonia

i, drżenia mięśniowe, dystonia

4

4

.

.

Zaburzenia snu

Zaburzenia snu

5

5

.

.

Napady

Napady

padaczkowe,

padaczkowe,

n

n

ieprawid

ieprawid

ł

ł

owe EEG

owe EEG

6

6

.

.

Sztywno

Sztywno

ść

ść

, spastyczno

, spastyczno

ść

ść

, b

, b

ą

ą

d

d

ź

ź

przykurcze

przykurcze

mi

mi

ęś

ęś

ni

ni

Diagnoza fenotypowa

Diagnoza fenotypowa

Objawy wspomagaj

ą

ące diagnozę

RTT

7

7

.

.

Opó

Opó

ź

ź

nienie wzrostu

nienie wzrostu

– niski wzrost

– niski wzrost

8.

8.

Skrzywienie boczne

Skrzywienie boczne

kręgosłupa

kręgosłupa

9.

9.

Ma

Ma

ł

ł

e, zimne stopy

e, zimne stopy

Diagnoza fenotypowa

Diagnoza fenotypowa

Objawy wspomagaj

ą

ące

cd.

RTT

1

1

0

0

.

.

Trudno

Trudno

ś

ś

ci w

ci w

ż

ż

uciu i/

uciu i/

lub po

lub po

ł

ł

ykaniu

ykaniu

1

1

1

1

.

.

Zaparcia

Zaparcia

12.

12.

Zmniejszenie tkanki t

Zmniejszenie tkanki t

ł

ł

uszczowej i masy

uszczowej i masy

mi

mi

ęś

ęś

ni

ni

(ale mo

(ale mo

ż

ż

e wyst

e wyst

ą

ą

pi

pi

ć

ć

u niektórych osób oty

u niektórych osób oty

ł

ł

o

o

ść

ść

)

)

Diagnoza fenotypowa

Diagnoza fenotypowa

Objawy wspomagaj

ą

ące

cd.

RTT

Postać klasyczna RTT

Postacie atypowe RTT

(Forme fruste)

RTT

Diagnoza fenotypowa

Diagnoza fenotypowa

Duża zmienność objawów

klinicznych

Postać klasyczna RTT

Postać klasyczna RTT

1.

Prawidłowy okres pre- peri- i post-natalny
do ok. 6-30 miesięcy po urodzeniu

2.

Deceleracja wzrastania głowy

3.

Utrata umiejętności posługiwania się
rękoma i porozumiewania się mową

4.

Odmienny profil rozwoju
psychoruchowego

5.

Nabycie stereotypii ruchowych rąk

6.

Apraxia postawy i chodu w wieku 1-4 roku

RTT

Diagnoza fenotypowa

Diagnoza fenotypowa

c.d.

c.d.

Postacie atypowe RTT

Postacie atypowe RTT

1.

Formy wrodzone

2.

Wariant ze wczesnym początkiem
napadów drgawkowych

3.

Wariant z późną regresją

4.

Forma z zachowanym rozwojem mowy

5.

Forma z łagodnym upośledzeniem
umysłowym bez małogłowia

RTT

 

2.

Diagnoza sposobu dziedziczenia

-

analiza genu MECP2

ocena inaktywacji chromosomu X

-ustalenie nosicielstwa

RTT – diagnoza molekularna

RTT – diagnoza molekularna

RTT

MBD

TRD

Gen MECP2

Gen MECP2

zawiera dwie istotne domeny

MBD

(

m

ethyl-

b

inding

d

omain)

TRD

(

t

ranscription

r

epression

d

omain)

oraz region

NLS

(

n

uclear

l

ocalisation

s

ignal)

 

C

MBD

TRD

NLS

N

7
8

162 20

8

310

48
6

35
0

38
6

RTT

Mutacje MECP2 wykryte u polskich dziewczynek

LEGENDA

Zmiany sensu
Odcinające
Delecje

C

MBD

R133C

TRD NLS

P225R

R270X

N

78

162

208

310

48
6

P225R

697-701del

D97E

T158M

R168X

R255X

808delC

803delG

1049del...

R306C

35
0

386

1157del44

RTT

analiza

analiza

genu

genu

MECP2

MECP2



Duża różnorodność mutacji

(

około 300/1500 przebadanych)



Do najczęściej obserwowanych mutacji
należą:

R106W, R133C, T158M,

R168X, R270X, R255X, R294X,
R105W i R306C

-



dowód na istnienie tzw. „gorących”
punktów (hot spots)

RTT

Korelacje fenotypowo-

genotypowe

Przebieg łagodny

•

Typ mutacji- zmiany
sensu odczytu
( missense)

•

Położenie mutacji-
domena TRD poza NLS

•

Mutacje odcinające oraz

delecje w regionie C’

końca genu

Ciężki przebieg

Ciężki przebieg

•

Mutacje odcinające,
zmiany ramki odczytu

•

Domena MBD,

w obrębie TRD- NLS

•

Region między
domenami

RTT

Gen MECP2 podlega

mechanizmowi inaktywacji

chromosomu X.

MECP2-

MECP2+MECP2-

MECP2+

aktywny

zmutowany

MECP2-

aktywny

prawidłowy

MECP2+

Odsetek komórek
MECP2

-

-/

MECP2

+

+

MOZAIKOWOŚĆ FUNKCJONALNA



Odsetek komórek

ze

zinaktywowanym chromosomem X
zawierający

zmutowany gen

MECP2

(MECP2

-

)



do komórek z aktywnym
chromosomem zawierającym

prawidłowy gen MECP2

(MECP2+)



w istotnych dla patogenezy z. Retta
narządach i tkankach

WPŁYWA NA PRZEBIEG

I CIĘŻKOŚĆ CHOROBY

Przypadkowa
inaktywacja

RTT:

RTT:

zmienność obrazu klinicznego

zmienność obrazu klinicznego

–

–

czynniki genetyczne

czynniki genetyczne



Różnorodność mutacji genu MECP2



Zmienna aktywność genu z uwagi na położenie genu na

chromosomie X



Wielofunkcyjność białka MeCP2 oraz czynników podlegających

jego kontroli



Zdolność bezpośredniego łączenia się z DNA Udział w modyfikacji

struktury chromatyny



Regulacja ekspresji genów w różnych typach neuronów

RTT

RTT- rozpoznawanie

RTT- rozpoznawanie

Podstawą rozpoznawania RTT
powinien być

obraz kliniczny

z uwzględnieniem
dynamiki zmian w różnym wieku rozwojowym.

Argumenty:

1. fenotyp zespołu RTT bez wykrywalnych

mutacji w obrębie genu MECP2.

2.mutacje genu MECP2 mogą wywoływać

odmienny fenotyp od RTT.

RTT

mutacje genu

mutacje genu

MECP2

MECP2

odmienny fenotyp

odmienny fenotyp

od RTT

od RTT



chłopcy z upośledzeniem umysłowym



dzieci z cechami autyzmu,

z cechami fenotypu z. Angelmana
z cechami fenotypu z. Pradera-

Willego

RTT

Diagnoza molekularna RTT

Mutacja +

Mutacja -

rodzinnie

występują

ca

de novo

ocena

charakteru

i miejsca

mutacji

badania

innych

krewnyc

h

badanie

inaktywacji

chromosomu X

Analiza genu MECP2

 

RTT

CDG

 

Diagnoza molekularna RTT

Mutacja

minus -

mutacja

w niedostępnym

miejscu MECP2?

inne

schorzenie

RTT bez

mutacji

w MECP2

dalsza diagnoza

np., z. Angelmana

z.CDG

dalsza ocena

alternatywnej

formy MECP2,

dużych delecji

inne techniki

badania

poszukiwanie

mutacji w

innych genach

np. STK9

Analiza genu MECP2

RTT

z. Angelmana

z. CDG

STK9

STK9

- drugi gen RTT

- drugi gen RTT



Am. J. Hum. Genet., 72:1401-1411,

2003

Disruption of the Serine/Threonine

Kinase 9 Gene Causes Severe X-

Linked Infantile Spasms and Mental

Retardation

Vera M. Kalscheuer, Jiong Tao, Andrew

Donnelly, Georgina Hollway,

Eberhard Schwinger, Sabine Kübart,

Corinna Menzel, Maria Hoeltzenbein,

Niels Tommerup, Helen Eyre,

Michael Harbord, Eric Haan,

Grant R. Sutherland, Hans-

Hilger Ropers,Jozef Gécz



Am. J. Hum. Genet., 72:1401-1411,

2003

Disruption of the Serine/Threonine

Kinase 9 Gene Causes Severe X-

Linked Infantile Spasms and Mental

Retardation

Vera M. Kalscheuer, Jiong Tao, Andrew

Donnelly, Georgina Hollway,

Eberhard Schwinger, Sabine Kübart,

Corinna Menzel, Maria Hoeltzenbein,

Niels Tommerup, Helen Eyre,

Michael Harbord, Eric Haan,

Grant R. Sutherland, Hans-

Hilger Ropers,Jozef Gécz

John Christodoulou Sydney

,

mutacje genu

STK9

u 2 dziewczynek z RTT
z MECP2(minus)

RSRF2004

STK9

RTT

Perspektywy terapeutyczne

Perspektywy terapeutyczne



Terapia genowa?



Wyciszanie genu z

mutacją? Chipy

molekularne



Inaktywacja

chromosomu X ze

zmutowanym

genem?

RTT

Perspektywy-próby kliniczne

Perspektywy-próby kliniczne



L-Dopa

– dystonia



Naltrexone

(Revia)-

oddychanie,
drgawki, płacz



Bromocriptine-

komunikacja, ruchy
rąk

RTT

Perspektywy-próby kliniczne

Perspektywy-próby kliniczne

c.d.

c.d.



L-carnityna

– sen,

zaparcia,pobudzenie



Busperidone-

hyperwentylacja



Magnesium citrate

-

hyperwentylacja?bezdech



Theophylline-

aktywacja

HDAC- deacetylacji
histonowej?

RTT

Perspektywy-próby kliniczne

Perspektywy-próby kliniczne

c.d.

c.d.



Kwas foliowy

– funkcje

poznawcze



Dextromethorphan
(DM) (nerotransmitery)-

zachowanie, drgawki,
funkcje poznawcze



Benzodiazepina

i inne

leki podwyższające
poziom serotoniny

RTT

Perspektywy-badania

Perspektywy-badania

naukowe

naukowe



Komunikacja AAC



Badania skoliozy



Ocena oddychania



Wczesny okres rozwojowy



Ocena przeżywalnosci



Badanie materialu z autopsji



Biopsja materialu kostnego



Ocena noworodków



Jezyk odbiorczy-rozumienie mowy



Komórki wechowe



inne

RTT