Srpkovitá anemie Lidé v Africe jsou ohroženi řadou nemocí, s kterými se v našich končinách nesetkáváme. Vedle malárie, spavé nemoci, eboly a dalších je to i srpkovitá anémie. V Ugandě je touto dědičnou chorobou nakaženo tři čtvrtě milionu lidí. Málokdo se dožije více než 25 let. • Nemoc je diagnostikována pomocí krevních testů, které v Ugandě provádí jen několik nemocnic. • Dědí se autosomálně recesivně • U mužů a žen je stejná pravděpodobnost projevu choroby, přesto lidé na vesnicích věří, že dítě získává onemocnění od matky. Nezřídka je to důvodem rozvodu ze strany otce. • Uganďané se bohužel často obrací o pomoc na tradiční léčitele a šamany. Pouhá bylinná terapie zdravotní stav při tomto onemocnění nezlepší. • V České nemocnici slouží nemocným specializovaná ambulance pro onemocnění srpkovitou anémií. • Každý měsíc je v nemocnici hospitalizováno 5 - 8 pacientů v kritickém stavu způsobeném srpkovitou anémií. Srpkovitá anemie dědičné onemocnění, která se projevuje změnou tvaru červených krvinek z tzv. promáčknutých piškotů na protažené srpky. Tato změna tvaru je způsobená mutací genu pro hemoglobin, při níž je na 6. pozici v β-řetězci valin místo glutamové kyseliny (vzniká hemoglobin označovaný jako „HbS“). Hemoglobin The haemoglobin molecule is a tetramer with two alpha subunits and two beta subunits. The mutation occurs in the beta subunit when a valine(V) replaces glutamate(E) in position 6 of the beta subunit, the replacement is referred to as Glu6Val [.In those who show symptonms of sickle cell anaemia, on the beta globin chain in the sixth amino acid position the base A, which is the second codon for the amino acid, is swapped with a T during transcription of the DNA duplex, causing an A-T —> T -A transgression Srpkovitá anemie Valin je hydrofobní aminokyselina, glutamová kyselina je hydrofilní. Vzniklá molekula HbS vykazuje odlišné vlastnosti a ve své deoxygenované podobě (tzn. když není navázán kyslík) se molekuly hemoglobinu shlukují a deformují krvinku. To snižuje flexibilitu buňky a má za následek mnoho různých komplikací. Glu6Val Srpkovitá anemie •frekventovaná v Africe a černé populaci severní Ameriky •autozomálně recesivní dědičnost 1: 500 Srpkovitá anemie Doména:Eukaryota Říše:Chromalveolata Nadkmen:Alveolata Kmen:výtrusovci (Apicomplexa) Třída:krvinkovky (Haematozoea) Řád:Haemosporida Čeleď:Plasmodiidae Rod:Plasmodium Srpkovitá anemie molekulární diagnostika PCR amplifikace s následným restrikčním štěpením Srpkovitá anemie molekulární diagnostika scoring Glu6Val v genu Hbß metodou metodou melting curve genotyping na High Resolution Melting (HRM) na platformě LightCycler® 480 System pomocí.LightSNiP assay. Myotonická dystrofie typu 1 autozomálně dominantní neuromuskulární choroba vrozené onemocnění svalstva příčně pruhovaného, ale i hladkého a srdečního polysystémová manifestace mohou se objevit i patologické nálezy na dalších orgánových systémech, u více postižených jedinců v průběhu onemocnění snížený intelekt, postižení srdce, očí (šedý zákal) a žláz s vnitřní sekrecí, například cukrovka nebo atrofie pohlavních orgánů. progrese nemoci je poměrně pomalá, často dochází ke komplikacím srdečním onemocněním, slabost někdy vede (až ve vyšším věku) k upoutání na vozík. nejčastější forma svalové dystrofie postiženo je asi 1 dítě z 8 tisíc živě narozených klinicky extrémně variabilní příznaky onemocnění jsou různě závažné platí, že v každé další generaci je onemocnění závažnější. Myotonická dystrofie typu 1 expandované trinukleotidové repetice (TREs) patří mezi onemocnění TREDs Trinucleotide repeat expansion diseases příčina Expanze trinukleotidových repetic TR trinucleotide repeat TREs trinucleotide repaet expansion TRED trinucleotide repeat expansion diseases expanze nový typ mutace, popsán 1991 mutace TR - trinukleotidové repetice • široce rozšířeny v lidském genomu * v intronech * v exonech - v překládaných oblastech -uvnitř čtecích rámců - v nepřekládaných oblastech •nestabilita, závisící na: * typu sekvence * délce repetitivní sekvence Expanze a delece trinukleotidů při replikaci Rozdělení chorob zapříčiněných expanzí trinukleotidových repetic podle lokalizace TREs 1 TR lokalizovány uvnitř ORF 2 TR lokalizovány vně ORF - v 3´UTR nebo 5´UTR - v intronech expanzí narušená struktura proteinů (Huntingtonova chorea) patrně inaktivují nebo ovlivňují expresi genu (Myotonická dystrofie) Přehled a základní charakteristika některých chorob asociovaných s expanzí trinukleotidů Choroba Dědičnost Frekvence Popis Lokus Gen Protein Pozice expanze Sekvence trinukleotidu Počet opakování Původ nestabilitynormální patologick é Fragilní X (FRAX-A) XD 1/2500 mentální retardace Xq27.3 FMR-1 (FRAXA) RNA binding 5´UTR CGG 5 až 54 200 až 4000 M Hungtigtonova chorea AD 1/5000 až 15000 demence 4p16.3 IT15 huntigtin ORF CAG 11 až 34 35 až 121 P Myotonická dystrofie 1 AD 1/8000 svalová slabost 14q13.3 DMPK proteinkin áza 3´UTR CTG 5 až 35 50 až 2000 M Kenedyho choroba XR 1/50 000 atrofie svalů Xq11 AR androgen. receptor ORF CAG 12 až 34 40 až 62 P Spinicelebrální ataxie 1 AD postižení míšních provazců a mozečku 6p22 SCA1 ataxin 1 ORF CAG 6 až 39 40 až 80 P Myotonická dystrofie typu 1 expanze trinukleotidu CTG ve 3´UTR (3´untranslated region) genu DMPK (myotonic dystrophy protein kinase gene). lokus 19q13.3 (CTG)n exon 1 234 56 7 8 9 101121314 15 DMPK CAGCAG CAGCAGCAGCAG CTG CTGCTG CTGCTG CTG CAGCAG CAGCAGCAGCAG CTG CTGCTG CTGCTG CTG CAGCAG CAGCAGCAGCAG CTG CTGCTG CTGCTG CTG Normal 5-30 repeats Altered 50-3000 repeats q13.3 Chr. 19 DMPK gen DMPK protein neovlivněná funkce DMPK proteinu vznik patologického fenotypu neobjasněn pravděpodobné příčiny vzniku MD: • narušený transport a úprava mRNA • narušení struktury chromatinu expandovaným repetitivním traktem porucha exprese genů lokalizovaných v okolí genu DMPK • vysycení DNA vazebných proteinů narušení funkce genů v okolí genu DMPK normální produkt expanzivní mutace Alely genu DMPK Normální alela 5 - 35 CTG repetic stabilní z generace na generaci Premutantní alela 35 – 49 CTG repetic může expandovat během gametogeneze, transmise alely s delší trinukleotidovou repetice než má rodič Mutantní alela 50 a více CTG repetic asociováno s manifestací choroby u 100% jedinců s MD1 Klinická anticipace spojená s expanzivním prodlužováním trinukleotidových repetic asymptomatický prarodič (MD1 : 5 - 50 CTG repetic) rodič s mírným klinickým projevem (MD1: 100 CTG repetic) potomek s těžkým průběhem choroby (MD: 1500 CTG repetic) Korelace genotypu a fenotypu u MD1 mírná klasická neonatální počet CTG trinukleotidů 35 - cca. 49 50 - cca. 150 100 - 1000 až 1500 1000 až cca. 3000 propuknutí choroby ve věku - 21 - 40 let 11 - 20 let od narození do cca. 10 let průměrná délka života normální 64 let 48 - 55 let přežije neonatální období až do 45 let klinické projevy žádné postižení katarakta svalová slabost těžká hypotonie vyjímečně mírná myotonie myotonie respirační problémy katarakta katarakta postižení srdce předčasné mentální retardace srdeční aritmie další postižení endokrinního systému typický výraz obličeje "maska" další premutace klinická forma myotonické dystrofie •ochablost svalstva •těžká hypotonie •obličejová ochablost •respirační problémy •postižení srdce •mentální retardace •strabismus •neprojevuje se myotonie katarakta rozvíjí se později CMD je považována za subtyp MD, ale symptomy a rozvoj choroby je odlišný od MD Kongenitální MD (CMD) Kongenitální MD (CMD) •nejzávažnější forma MD •popsána pouze u MD typu 1 •dědí se převážně maternální cestou •popsány případy CMD po přenosu expandované alely od otce matka MD1 otec MD1 rodič MD1 dítě MD1 riziko 50% dítě CMD riziko 40% dítě adultní MD1 existuje riziko CMD Pohlavím ovlivněné efekty na transmisi CMD expandované alely se dědí od otce i od matky nestabilita alel je převážně maternální CMD se dědí převážně maternální cestou příčina •snížená fertilita mužů s adultní formou MD1 •kontrakce repetitivního traktu během transmise mužských gamet •maternálnídědičnost abnormalit mitochondriální DNA, která interaguje s produktem genu DMPK •maternální imprinting •transplacentární faktory Klinické vyšetření neurologické vyšetření EMG, EEG kardiologické vyšetření Histologické vyšetření postižených svalů histochemie elektron. mikroskopie Molekulárně PCR, TP PCR Diagnostika MD1 jednoznačně vyvrátí nebo potvrdí diagnózu genetické vyšetření Diagnostika MD1 • prováděna u členů rodiny se zátěží MD1 • analýza DNA extrahované z fetálních buněk z lymfocytů periferníkrve • testování přítomnosti expandované alely DMPK • jednoduchý PCR systém zahrnující 2 PCR reakce získané • amniocentéza (14.-19.tg) • biopsie choriových klků (10.-12.tg) PCR P1/P2 P1 P2 (CTG)n alely < cca 100 (CTG) M 1 2 3 4 5 6 7 P1 P2 P4 P3 Triplet Primed PCR Strategie molekulárně genetického vyšetření MD1 detekce 2 alel genu DMPK heterozygot s expandující alelou TP PCR PCR P1/P2 DNA pacienta ( susp. MD1) vyloučení diagnózy zdravý homozygot detekce 1 alely genu DMPK vyloučení diagnózy potvrzení diagnózy TP PCR PCR ( P1/P2) * * Stanovení dg. MD1 při prenatálním vyšetření asymptomatický symptomy MD [13]+[expanze] [13]+ [expanze] [5]+[13] [13]+[21] [21]+[expanze] [13];[expanze] - genotyp (CTG)n prokázána expanze trinukleotidových repetic na jedné alele genu DMPK [5-13];[13-21] - genotyp (CTG)n velikost repetic je na obou alelách ve fyziologickém rozhraní prokázana MD1 Průkaz expanze CTG repetice v genu DMPK metodou TP-PCR •nemůže být stanoven věk nástupu nemoci a její závažnost -expanze CTG repeticí asociována se 3 fenotypy -možnost somatického mozaicismu •přesné určení délky expanze:730-1000 a více repetic velmi pravděpodobná asociace s CMD •ultrazvukové vyšetření ve 2. a 3. trimestru může odhalit CMD: -zmenšený fetální pohyb -polyhydroamnion Myotonická dystrofie typu 1 Léčba Příčinná léčba nemoci není, je možné pouze zmírnit některé příznaky. Vhodná je pravidelná rehabilitace. Myotonie se může zmírnit podáváním některých léků. Poruchy srdečního rytmu lze řešit buď léky, nebo implantací pacemakeru V případě endokrinopatie je možná substituce některých hormonů. Případnou kataraktu (šedý zákal) lze operovat. Huntingtonova choroba též Huntingtonova chorea (HD – Huntington’s Disease) Je porucha poprvé popsaná v roce 1872 americkým lékařem Georgem Huntingtonem. Jedná se o neurodegenerativní autosomálně dominantně dědičné onemocnění patří mezi polyglutaminové poruchy Má incidenci 4–10 na 100 000. Manifestuje se nejčastěji ve středním věku. Mezi příznaky dominuje porucha motoriky, změny osobnosti, progredující demence a nakonec smrt. Huntingtonova choroba též Huntingtonova chorea (HD – Huntington’s Disease) Asociována s genem HTT (objeven v roce 1993). Gen kóduje protein huntingtin. • Přesná funkce proteinu stále není známa, predominantně je exprimován v CNS. • Interaguje s řadou transkripčních faktorů, je tedy pravděpodobná jeho významná role při normálním vývoji CNS, • rovněž byla demonstrována jeho důležitost pro normální průběh mitózy v CNS Huntingtonova choroba též Huntingtonova chorea (HD – Huntington’s Disease) Příčina onemocnění zmnožené opakování tripletů CAG, což je kodon pro glutamin •normální jedinci nesou ve svém genu 9–35 repetic CAG, •postižení jedinci jich mají více než 40. Čím je počet repetic větší, tím je nástup onemocnění časnější. Expandovaná repetice se dědí od postiženého rodiče. Při přenosu ovšem někdy dochází během replikace před tvorbou gamety k další expanzi této repetice. Může proto nastat situace, kdy má rodič počet repetic při horní hranici normy - premutace, tj. je zdravý, potomek však získává alelu expandovanou, takže u něj nemoc propukne. Expanze se u HD objevuje častěji během mužské gametogeneze což je důvod, proč jsou těžké, časně se objevující formy s počtem repetic 70–120 děděny od otce. Mohou se objevit i nové mutace – asi 25 % pacientů má negativní rodinnou anamnézu. Huntingtonova choroba též Huntingtonova chorea (HD – Huntington’s Disease) HD je typickou chorobou s pozdním nástupem (late onset disease). Většina nositelů mutované alely onemocní okolo 40. roku věku, ale vzácně se příznaky mohou objevit prakticky kdykoliv (ve 2 či v 80 letech). Během přenosu choroby v rodině může docházet k progresi dynamické mutace – tedy zmnožení již patologického množství tripletů - anticipace. . Pacienti trpí: choreou – mimovolnými rychlými pohyby, které postihují různé části těla. Objevuje se deprese, psychóza, paranoia a progresivní demence. Nemoc trvá 10–30 let. Mezi příčiny smrti patří aspirační pneumonie, následky pádů nebo sebevražda. Huntingtonova choroba též Huntingtonova chorea (HD – Huntington’s Disease) HD je charakterizovaná selektivní ztrátou neuronů v bazálních gangliích, která se podílejí na koordinaci pohybů. Oranžové inkluzní tělísko v jádře postiženého neuronu v popředí, modrá jádra zdravých neuronů v pozadí Huntingtonova choroba též Huntingtonova chorea (HD – Huntington’s Disease) Mechanismus poškození neuronů není zcela jasný. Uvažuje se •přetížení neuronů glutamátovou neurotransmisí, •snížení antiapoptotických účinků normálního huntingtinu •mitochondriální dysfunkce (pacienti mají nižší metabolickou aktivitu v postižených oblastech). MRI: mozková atrofie, zejména zmenšení bazálních ganglií, Huntingtonova choroba též Huntingtonova chorea (HD – Huntington’s Disease) K dispozici je přímé genetické testování na přítomnost expanze v genu HTT • zjištění statutu pacienta v genetickém riziku •prenatální •preimplantační diagnostice Vzhledem k neexistenci léčby je testování spojeno s psychickými a etickými problémy •hrozí psychická traumatizace pacienta, •deprese •v krajním případě i sebevražda. Proto je k testování třeba přistupovat s rozvahou a pečlivě informovat pacienta o veškerých aspektech testování. Před prediktivním (presymptomatickým) molekulárně genetickým vyšetřením na HD se postupuje podle speciálního protokolu, který kromě opakovaných konzultací s klinickým genetikem zahrnuje také vyšetření neurologické, psychiatrické a psychologické. Vyšetření dětí a nezletilých osob v riziku na základě zájmu/žádosti jejich rodičů je nepřípustné (zachování práva nevědět). Huntingtonova choroba též Huntingtonova chorea (HD – Huntington’s Disease) Léčba Léčba HD v současné době neexistuje. Zkoumají se látky, které by mohly působit neuroprotektivně Většina z nich však nepřinesla signifikantní výsledky. Nadějně vypadají transplantace nových zdrojů neuronů. Problém - HD postihuje více oblastí mozku, etické otázky