Poruchy metabolismu AMK

Prezentace na téma: "Poruchy metabolismu AMK"— Transkript prezentace:

1 Poruchy metabolismu AMK

2 Struktura semináře DMP Obecné mechanismy u aminoacidopathií
Poruchy metabolismu síry jako model Vybrané DMP aminokyselin vč. poruch cyklu močoviny Shrnutí

3 DMP Struktura semináře Obecné mechanismy u aminoacidopathií
Výskyt aminoacidopathií v ČR Poruchy metabolismu síry jako model Vybrané DMP aminokyselin Shrnutí

4 DMP- příčiny a důsledky
Substrát produkt

5 70 různých nosologických jednotek
Zastoupení DMP v ČR ( ) incidence pro ČR 1:1270 70 různých nosologických jednotek

6 DMP- diagnostika Substrát produkt

7 Shrnutí-vyš.metody u DMP
DMP- cca 500 nemocí Diagnostika možná jen laboratorně Metabolit-enzym-DNA Metabolity: techniky monoanalytové a profilové Novorozenecký screening DMP Potvrzení diagnosy enzymologicky DNA analysa pro genetické poradenství

8 Léčba DMP-kauzální

9 Léčba DMP-patogenetická
energie produkt Substrát vedlejší produkt

10 Dědičné metabolické poruchy (DMP)
cca 500 nosologických jednotek enzymopathie nebo poruchy transporterů obvykle AR dědičnost incidence minimállně 1:1000 heterozygotie pro DMP minimálně 1:15 klinický obraz: všechny orgány klinický obraz: libovolný věk diagnostika: neonatální x selektivní screening část nemocí léčitelná prenatální diagnostika obvykle možná

11 Struktura semináře Obecné mechanismy u aminoacidopathií DMP
Poruchy metabolismu síry jako model Vybrané DMP aminokyselin Shrnutí

12 Struktura AMK ?

13

14

15 Aminoacidopathie-základní pathogenetické mechanismy
Akumulace samotné AMK Akumulace amoniaku Akumulace uhlíkové kostry- org.kyseliny Nedostatek produktu

16 Struktura semináře Poruchy metabolismu síry jako model DMP
Obecné mechanismy u aminoacidopathií Poruchy metabolismu síry jako model Vybrané DMP aminokyselin Shrnutí

17 Sloučeniny síry v přírodě
Země Litosféra obshauje 0.04% S Anorganické sloučeniny sulfan Fe-S clusters sulfity, sulfáty,pyrosulfáty, thiocyanáaty aj Organické sloučeniny aminokyseliny: Cys, Hcy, Tau, S-sulfo-AA, SAM, SAH peptidy/proteiny:GSH, S-S vazby Cyklus síry v přírodě

18 methionin FH4 AdoMet methylenFH4 AdoHcy methylFH4 homocystein Hcy: umol/kg/hod 2.5-5 g/den cystathionin cystein glutathion

19 Homocystein v krvi ~12 umol/l

20 Klasifikace hyperhomocysteinemie
(Kang, 1992) tHcy, mikromol/l

21 Těžká hyperhomocysteinemie
tHcy, mikromol/l

22 1A 1B 5 7 B12 8 6 B2 2 3 B6 4 B6 methionin FH4 S-adenosylmethionin
methylenFH4 7 B12 8 6 S-adenosylhomocystein B2 2 methylFH4 homocystein 3 B6 cystathionin 4 B6 cystein glutathion

23 Homocystinurie z deficitu CBS-úrovně studia
Klinická Biochemická Mutace a jejich dopad na RNA a protein Populační

24 Homocystinurie z deficitu CBS
Výskyt 1: až 1: AR způsob přenosu, 130 různých mutací Nástup nemoci v dětství Klinické postižení: pojivo cévní systém CNS Prenatální diagnostika

25 Pacienti s deficitem CBS

26

27 Dislokace čoček 50% 10 let Mudd, 1985

28 Thromboembolie 50% 29 let Mudd, 1985

29 Patofysiologie Met AdoHcy Ado Hcy H2S homocysteová kys. Cystathionin
GSH Tau

30 Metabolity transsulfurační cesty

31 Metabolity methioninového cyklu

32 Metabolity C1 poolu

33 Gen pro CBS NH2 HEME CORE PLP Ca/CaM COOH/AdoMet

34 Mutace v genu pro CBS

35 Stabilita transkriptů
NONSENSE MEDIATED DECAY: přirozený, vysoce regulovaný proces, který vede k degradaci mRNA molekul obsahujících předčasný stopkodón nt od poslední hranice exon/exon

36 Analysa mRNA u pacientů
M C/C T/T C/T M Panel A T C genomová DNA Panel B T C mRNA Nonsense mediated decay je jednou z molekulových příčin homocystinurie

37 Vlastnosti mutantního enzymu
13 fibroblastových kultur: CBS jen jako agregát 5 mutací agreguje rovněž v E. coli mutanty neobsahují hem exprese v CHO buňkách prokazuje také agregaci ztráta hemu a agregace mutantních polypeptidů je běžným pathogenetickým mechanismem u homocystinurie

38 Fibroblasty Western blot, nativní PAGE
Aggregát Tetramer Misgfolding a agregace mutantní CBS je jedním z molekulových mechanismů u deficitu CBS

39 Exprese mutant v E.coli Western blot, SDS-PAGE
Janošík et al, Am J Hum Genet 2001

40 Exprese mutant v E.coli Western blot/nativní PAGE a barvení na hem
Janošík et al, Am J Hum Genet 2001

41 Vliv chaperonů

42 Skutečný výskyt deficitu CBS
Hypothesa: Je homocystinurie častejší než je její udávaný výskyt ? Metoda testování hypothesy: diagnostikovaní pacienti X očekávaný výskyt (dle prevalence mutací)

43 q q2 q

44 Incidence homocystinurie v ČR
Pozorovaná Očekávaná ~1:15.000 1: Závěr: v ČR pravděpodobně není správně diagnostikována většina pacientů s homocystinurií

45 Struktura semináře Vybrané DMP aminokyselin vč. poruch cyklu močoviny
Obecné mechanismy u aminoacidopathií Poruchy metabolismu síry jako model Vybrané DMP aminokyselin vč. poruch cyklu močoviny Shrnutí

46 Přehled aminoacidopathií
Aromatické AMK Větvené AMK Sirné AMK-již probráno Jiné AMK Poruchy cyklu močoviny

47 Metabolismus aromatických AMK

48 PAH

49 BH4 jako kofaktor PAH

50 HPA/PKU

51 HPA/PKU U nás výskyt 1:6000 1-2% HPA způsobené poruchami pterinového mtbl Novorozenecký screening Neléčená HPA- mentální retardace, typický zápach Maternální HPA Léčba dietou

52 Mutace v PAH genu

53 Dieta u PKU/HPA

54 Metabolismus aromatických AMK

55 Tyrosin

56 Tyrosinemie I

57 Tyrosinemie I Deficit fumaratacetoacetasy
Akutní průběh v kojeneckém věku Hepatorenální postižení s akutní jaterní dysfunkcí a Fanconiho syndromem Chronicky ci jater a ca v cirhose Léčba dietou a NTBC, transplantace jater

58 Tyrosinemie II Vzácné onemocnění Deficit tyrosinaminotransferasy
Dyskeratinizace rohovky a plosek dlaní/nohou Léčba dietou

59 Další poruchy metabolismu aromatických AMK
Hawkinsinurie Deficit 4-OH-fenylpyruvátdioxygenasy Histidinemie Poruchy mtbl tryptofanu

60 Metabolismus větvených AMK

61 MSUD

62 MSUD Deficit dehydrogenas větvených oxokyselin
Perakutní manifestace, intermitentní varianty Koma, zvláštní zápach po karamelu/javorovém sirupu Léčba akutních dekompensací Léčba dlouhodobá- dieta

63

64

65 IVA

66 IVA Deficit IVA-CoA DH Perakutní/intermitentní průběh
Koma s acidosou a ketonurií, zápach zpocených nohou Léčba akut.dekompenací Léčba dlouhodobá-dieta, karnitin, glycin

67 Propionová a methylamalonová acidemie
Žádný typický zápach Defekt mtbl propionyl CoA Léčba dietou, B12, sterilisací střeva

68 Metabolismus propionátu

69 Metabolismus sirných AMK
methionin 1A FH4 1B 5 methylenFH4 7 B12 8 6 B2 2 methylFH4 homocystein 3 B6 cystathionin 4 B6 cystein glutathion

70 Jiné aminoacidopathie

71 GA 1 Deficit glutarylCoA DH Neurotoxicita s MR a dystonií
Typický vlnovitý průběh Léčba dietou

72 Deficit prolidasy Vylučování iminodipeptidů Sekundární porucha imunity
Typické vředy na končetinách Léčba lokální a suplementací prolinu

73 Hyperorniothinemia Deficit OAT Pozdní nástup ve 4.deceniu a dále
Typická degenerace retiny Léčba pyridoxinem a dietou

74 NKH Deficit glycin štěpícího systému
Někdy prenatální začátek, typicky časně po porodu Těžká hypotonie a epilepsie Léčba málo účinná: blokáda NMDA receptoru

75 Poruchy cyklu močoviny
?

76 Poruchy cyklu močoviny

77 Původ dusíků v molekule močoviny

78 Význam cyklu močoviny Detoxikace amoniaku Synthesa argininu

79 Amoniak Tvoří amonný kationt Fysiologická koncentrace okolo 50 umol/l
Poruchy vědomí nad cca 150 umol/l Koma nad umol/l

80 Amoniak Gln je transportní forma amoniaku mezi periferními tkáněmi a játry Vznik deaminací Gln Interkonverze mezi Gln a Glu, Asp a Asn

81 Hyperamonemie je stav vyžadující urgentní zásah

82 Algoritmus vyšetření hyperamonemie

83 Poruchy cyklu močoviny

84 Poruchy cyklu močoviny-výskyt

85 OTC-klinická variabilita

86 Letalita OTC

87 OTC-pathogenesa a léčba

88 OTC-léčba Nízkobílkovinná dieta Esenciální AMK Benzoát Fenylbutyrát
Zvládání akutních atak

89 Shrnutí Struktura semináře DMP Obecné mechanismy u aminoacidopathií
Poruchy metabolismu síry jako model Vybrané DMP aminokyselin Shrnutí

90 Aminoacidopathie-základní pathogenetické mechanismy
Akumulace samotné AMK Akumulace amoniaku Akumulace uhlíkové kostry- org.kyseliny Nedostatek produktu

91 Shrnutí aminoacidopathie
Skupina cca nemocí Mechanismy: různá toxicita a koncentrace metabolitů Klinické příznaky velmi variabilní Diagnostika biochemická-speciální Léčba velmi často možná a účinná Prenatální diagnostika možná