Poruchy metabolismu AMK

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

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

DMP- příčiny a důsledky Substrát produkt

70 různých nosologických jednotek Zastoupení DMP v ČR (1994-1998) incidence pro ČR 1:1270 70 různých nosologických jednotek

DMP- diagnostika Substrát produkt

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

Léčba DMP-kauzální

Léčba DMP-patogenetická energie produkt Substrát vedlejší produkt

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

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

Struktura AMK ?

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

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

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

methionin FH4 AdoMet methylenFH4 AdoHcy methylFH4 homocystein Hcy: 10-20 umol/kg/hod 2.5-5 g/den cystathionin cystein glutathion

Homocystein v krvi ~12 umol/l

Klasifikace hyperhomocysteinemie (Kang, 1992) 15 30 100 tHcy, mikromol/l

Těžká hyperhomocysteinemie 15 30 100 tHcy, mikromol/l

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

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

Homocystinurie z deficitu CBS Výskyt 1:100.000 až 1:330.000 AR způsob přenosu, 130 různých mutací Nástup nemoci v dětství Klinické postižení: pojivo cévní systém CNS Prenatální diagnostika

Pacienti s deficitem CBS

Dislokace čoček 50% 10 let Mudd, 1985

Thromboembolie 50% 29 let Mudd, 1985

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

Metabolity transsulfurační cesty

Metabolity methioninového cyklu

Metabolity C1 poolu

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

Mutace v genu pro CBS

Stabilita transkriptů NONSENSE MEDIATED DECAY: přirozený, vysoce regulovaný proces, který vede k degradaci mRNA molekul obsahujících předčasný stopkodón 50 - 55 nt od poslední hranice exon/exon

Analysa mRNA u pacientů M 1 2 3 4 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

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

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

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

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

Vliv chaperonů

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

q q2 q

Incidence homocystinurie v ČR Pozorovaná Očekávaná ~1:15.000 1:349.000 Závěr: v ČR pravděpodobně není správně diagnostikována většina pacientů s homocystinurií

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

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

Metabolismus aromatických AMK

PAH

BH4 jako kofaktor PAH

HPA/PKU

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

Mutace v PAH genu

Dieta u PKU/HPA

Metabolismus aromatických AMK

Tyrosin

Tyrosinemie I

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

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

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

Metabolismus větvených AMK

MSUD

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

IVA

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

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

Metabolismus propionátu

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

Jiné aminoacidopathie

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

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

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

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

Poruchy cyklu močoviny ?

Poruchy cyklu močoviny

Původ dusíků v molekule močoviny

Význam cyklu močoviny Detoxikace amoniaku Synthesa argininu

Amoniak Tvoří amonný kationt Fysiologická koncentrace okolo 50 umol/l Poruchy vědomí nad cca 150 umol/l Koma nad 300-400 umol/l

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

Hyperamonemie je stav vyžadující urgentní zásah

Algoritmus vyšetření hyperamonemie

Poruchy cyklu močoviny

Poruchy cyklu močoviny-výskyt

OTC-klinická variabilita

Letalita OTC

OTC-pathogenesa a léčba

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

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

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

Shrnutí aminoacidopathie Skupina cca 30-50 nemocí Mechanismy: různá toxicita a koncentrace metabolitů Klinické příznaky velmi variabilní Diagnostika biochemická-speciální Léčba velmi často možná a účinná Prenatální diagnostika možná