Choroby dziedziczone autosomalnie recesywnie
WAŻNE POJĘCIA
allel - odmiana danego genu, zajmująca to samo miejsce w parze chromosomów homologicznych
locus - miejsce w chromosomie, w którym zlokalizowany jest allel
genotyp - całkowita informacja genetyczna (zbiór genów) danej osoby
fenotyp - zbiór cech składających się na całość morfologiczną i funkcjonalną organizmu
homozygota - osoba posiadająca takie same allele (danego genu)
heterozygota - osoba posiadająca dwa różne allele
recesywny - ujawniający się u jedynie homozygot (dotyczy cech)
dominujący - ujawniający się zarówno u heterozygot jak i u homozygot
heterogenność:
alleliczna - ta sama choroba może być uwarunkowana różnymi mutacjami tego samego genu
heterozygota złożona - osoba posiadająca dwa zmutowane allele tego samego genu
niealleliczna (heterogenność locus) - ta sama choroba może być uwarunkowana mutacjami różnych genów
heterozygota podwójna - osoba posiadająca dwa zmutowane allele w dwu różnych loci
SYTUACJA KLINICZNA . Wywiad rodzinny
8 miesięcy -infekcji dróg oddechowych.
Po porodzie przebywała tydzień w oddziale patologii noworodka, z powodu przedłużającej się żółtaczki. Słabo przybierała na wadze, mimo dobrego apetytu. Dotychczas była trzykrotnie hospitalizowana z powodu zapalenia płuc. mukowiscydozą.
JONTOFOREZA PILOKARPINOWA
tzw. test potowy - oznaczenie stężenia chlorku sodu w pocie
niemowlęta:>40 mmol/l dzieci starsze: >60 mmol/l
przyczyny „+” testu: mukowiscydoza, nerkowopochodna moczówka prosta, zapalenie skóry, choroba Addisona, dysplazja ektodermalna, glikogenoza I, niedoczynność tarczycy
Wynik testu: stężenie chlorku sodu w pocie wynosi 74 mmol/l.
Mukowiscycoza jest nieuleczalną chorobą wielonarządową, ogólnoustrojową.
BIAŁKO CFTR - rodzina błonowych białek transportujących ABC (ATP-binding cassette) - odpowiedzialnych za transport małych cząsteczek (jonów, cukrów, niektórych leków) do i z wnętrza komórki
Budowa białka CFTR:
dwie sześciosegmentowe domeny przechodzące przez całą grubość błony komórkowej
dwie domeny wewnątrz komórkowe wiążące nukleotydy (NBFs)
domena regulacyjna
Występowanie białka CFTR -
błona komórek nabłonka wydzielniczego płuc, trzustki, wątroby, jelita, gruczołów potowych, ślinianek
Funkcja - kanał chlorkowy zależny od cAMP w komórkach nabłonkowych
PATOFIZJOLOGIA OBJAWÓW - układ oddechowy
upośledzenie transportu jonów chlorkowych, upośledzenie transportu, wody na zewnątrz komórek, zaleganie gęstej wydzieliny w, drogach oddechowych, zwężenie drobniutkich oskrzelików, upośledzenie funkcjonowania rzęsek, nawracające infekcje ukł. oddechowego (Pseudomonas!), nieodwracalne uszkodzenie płuc
PATOFIZJOLOGIA OBJAWÓW
zatkanie przewodów trzustkowych → niedobór enzymów trawiennych (85%)
upośledzenie funkcji wewnątrzwydzielniczej trzustki → cukrzyca
nieprawidłowe działanie gruczołów potowych → słony pot
zatkanie małych kanalików żółciowych → upośledzenie trawienia i funkcji wątroby, mogące prowadzić do marskości (5%)
u noworodków (10%) gęsty kał → niedrożność smółkowa (meconium ileus)
brak nasieniowodów (CBAVD) → niepłodność u mężczyzn (95
PODSTAWY GENETYCZNE
gen CFTR - 250 kb; 27 eksonów
białko CFTR - 1480 aminokwasów
mutacje w genie kodującym białko CFTR - opisanych >1400
najczęstsza: delecja trzech nukleotydów kodujących fenyloalaninę w pozycji aminokwasowej 508, czyli F508del [co 25 Europejczyk jest jej nosicielem]
diagnostyka → poszukiwanie najczęściej występującej mutacji
delecje i wstawki nie zmieniające ramki odczytu - obejmują sekwencje trójnukleotydowe → wypadnięcie aminokwasu z łańcucha polipeptydowego np. F508del
przesunięcie ramki odczytu (frameshift) - delecja, wstawienie jednego lub dwóch nukleotydów w sekwencji kodującej genu: zmiana składu aminokwasowego białka →przedwczesna terminacja jego syntezy→degradacja transkryptów
składanie RNA (splicing) - zmiany nukleotydowe w obrebie tzw. sygnałów intron/ekson/intron → zaburzenie modyfikacji pre-RNA i wycinanie eksonu sąsiadującego z tym miejscem (exon skipping) - utrata segmentu polipeptydu
nonsens - przedwczesna termianacja syntezy białka (kodony stop), przyśpieszona degradacja CFTR na poziomie RNA (brak produkcji białka)
zmiany sensu (missens) - zaburzenia w modyfikacji białka lub funkcji jako kanału chlorkowego
BADANIE GENETYCZNE
diagnostyki molekularnej-heterozygotą dla mutacji F508del/W1282X.
Badanie molekularne potwierdza kliniczne rozpoznanie mukowiscydozy.
Przeprowadzona diagnostyka molekularna u rodziców Marianny ujawnia, że matka jest nosicielem mutacji F508del, natomiast ojciec jest nosicielem mutacji W1282X.
SYTUACJA KLINICZNA
5lat. Przynajmniej raz w roku jest hospitalizowana z powodu infekcji dróg oddechowych. Poza codzienną rehabilitacją oddechową, środkami rozrzedzającymi śluz do terapii wprowadzono również preparat enzymów trzustkowych. Dziewczynka rozwija się dobrze, zarówno wzrost jak i masa ciała utrzymują się powyżej 10 centyla.
Matka Marianny jest obecnie w 10 tygodniu ciąży i zgłasza się do lekarza genetyka celem odbycia porady.
W każdej ciąży ryzyko urodzenia chorego dziecka wynosi 25%.
Rodzice podejmują decyzję przeprowadzenia inwazyjnych badań prenatalnych.
Wynik: heterozygota dla mutacji F508del.
LECZENIE MUKOWISCYDOZY: PEDIATRA, PULMONOLOG, GASTROLOG
GENETYK KLINICZNY, FIJZOTERAPEUTA, DIETETYK,PSYCHOLOG
EPIDEMIOLOGIA - częstość występowania mukowiscydozy
w Europie 1:2 500
w Polsce 1:2 300 żywych urodzeń (profesor Bożkowa, 1971) oraz 1:6 315 (Milanowski, 2003)
Duńczycy w Afryce Zach. 1:620
Wschodnia Anglia 1:2 913
Stan Wisconsin 1:4 740
Włochy 1:4 134
Sycylia 1:4 700
czarni Amerykanie 1:17 000
około 4-5% ludzi w populacji - bezobjawowi nosiciele uszkodzonej jednej kopii genu
BADANIA PRZESIEWOWE NOWORODKÓW ocena stężenia trypsyny lub tryspynogenu (IRT - immunoreaktywny tryspsynogen) w surowicy krwi
TERAPIA GENOWA
terapia genowa - wprowadzenie do komórek nabłonków oddechowych z defektem genetycznym, prawidłowych, niezmutowanych kopii genu CFTR, (wystarczająca korekcja 10% komórek z mutacja genu)
problem terapii genowej CF - wybór odpowiedniej metody dostarczania genów terapeutycznych do komórek nabłonka oddechowego płuc:
metody niewirusowe - liposomy kationowe
metody wirusowe - adenowirusy, postać aerozolu
do 2001 roku dokonano 21 prób klinicznych terapii genowej CF