Opisano ponad 20000 chorób jednogenowych. Tylko w kilku stosuje się skuteczne metody leczenia (dieta eliminacyjna, suplementacja, transplantacje narządów, neurostymulacja, inhibitory syntezy substratu – hamujące enzymy, blokowanie receptora dla substratów, aktywacje zmutowanych enzymów, dostarczanie enzymu endogennego, enzymatyczne leczenie substytucyjne –w chorobach lizosomalnych- np. rekombinowane enzymy, terapia genowa – naprawa genu, zwiększenie ekspresji genu, omijanie kodonu „stop”). Nie ma na razie skutecznych metod leczenia aberracji chromosomalnych. Jednak warto ustalić rozpoznanie, nawet jeśli w chwili obecnej nie mamy skutecznej terapii. Może za kilka lat będą skuteczne leki. Dla pacjenta czasem brak rozpoznania jest gorszy niż wiedze, że jeszcze nie znaleziono leku.
Spośród genetycznych chorób wieloczynnikowych skuteczne jest leczenie chirurgiczne wad wrodzonych (także prenatalne), farmakoterapia cukrzycy, padaczki, wrzodów trawiennych), komórki macierzyste.
Jak widać nawet postawienia rozpoznania rzadkiej choroby uwarunkowanej genetycznie nie prowadzi do włączenia skutecznego leczenia. Jeśli jest terapia, to jej koszty są olbrzymie (np. leczenie hemofilii kosztuje rocznie około 14 tys. dolarów *4= 56 000 zł, a mukowiscydozy 7200 dolarów USA = ok 30 tys. zł). Stąd małe zainteresowanie firm farmaceutycznych (duża, zaporowa cena, mały rynek na produkty= mały zysk).
W tym wpisie skupię się na diagnostyce genetycznie uwarunkowanych wad metabolizmu. (opis na stronie World Web)
W oparciu o: Jerzy Bal – Biologia molekularna w medycynie. Elementy genetyki klinicznej. Wydawnictwo Naukowe PWN – 2011 (wydanie III)
Str. 319 tab. XI-2(modyfikacja własna)
Podział chorób metabolicznych według kryterium klinicznego
| Grupa nr | Kryteria kliniczne | Podgrupa | choroba | Badania diagnostyczne |
| 1 | „Choroby, w których zaburzona jest synteza lub katabolizm złożonych, wielkocząsteczkowych związków (glikoprotein, sfingolipidów, glikozaminoglikanów itp.)
Objawy tutaj są stałe, postępujące, niezależne od czynników zewnętrznych, jak np. dieta czy stres. |
Choroby lizosomalne | Metabolizm cukrów
Mukopolisacharydoza (mukopolisacharydy i gangliozydy) – (postacie Hule, Huntera i Sanfilippo Metabolizm lipidów Sfingolipidozy choroba Niemanna-Picka choroba Gauchera choroba Fabry’ego (glikosfingolipidy) Metabolizm glikogenu choroba Pompego |
aktywność enzymatyczna w suchej kropli krwi met. Cholmesa
Tandemowa spektrometria mas (w opracowaniu) badania mikroskopowe (obecność złogów w lizosomach i cytoplazmie Markery niespecyficzne Sapozyna C LAMP2 aktywność chitotrichozydazy |
| Choroby peroksysomalne | diagnostyki chorób peroksysomalnych (zaburzeń biogenezy peroksysomu, adrenoleukodystrofii sprzężonej z chromosomem X, choroby Refsuma (VLCFA=długołańcuchowych kwasy tłuszczowe, kwas fitanowy),(CZD) | |||
| Defekty przekaźnictwa międzykomórkowego | a1-antytrypsyna | |||
| Zaburzenia glikozylacji białek | Tzw. CDG (zespół zaburzeń glikozylacji) | CZD | ||
| 2 | Błędy metabolizmu prowadzące do ostrego lub przewlekłego zatrucia niezmetabolizowanym substratem lub produktem przemiany ubocznej
Charakterystyczne dla tych chorób są okresy bezobjawowe i okresy zatrucia ujawniające się w czasie wzmożonego katabolizmu np. w przebiegu infekcji czy stresu. Objawiają się ostro, zwykle w postaci wymiotów, śpiączki, gwałtownego uszkodzenia wątroby, zaburzeń neurologicznych. Objawom towarzyszy zwykle: kwasica, hipoglikemia, ketoza, hiperamonemia |
aminoacydopatie | fenyloketonuria | |
| Choroba syropu klonowego tj. leucynoza | ||||
| tyrozynemia | ||||
| Homocystynuria | ||||
| Kwasice organiczne (większość) | Kwasica metylomalonowa | Gazometria (RKZ) | ||
| Kwasica propionowa | chromatografii gazowej i spektrometrii mas
profil kwasów organicznych w moczu metodą GC-MS (CZD) |
|||
| Kwasica izowalerianowa | ||||
| Wrodzone zaburzenia cyklu mocznikowego | Amoniak, mocznik | |||
| Nietolerancja cukrów | ||||
| 3 | Choroby, które są skutkiem niedoborów wytwarzania lub spożytkowania energii | glikogenozy | ||
| Zaburzenia glukoneogenezy | ||||
| Wrodzone kwasice mleczanowe | Deficyt karboksylazy pirogronianu | |||
| Deficyt dehydrogenazy pirogronianu | ||||
| Zaburzenia oksydacji kwasów tłuszczowych | Zaburzenia beta-oksydacji kwasów tłuszczowych | sucha kropla krwi- analiza acylokarnityn tandemową spektrometrią mas zaburzeń beta-oksydacji niedoborów aktywności enzymów β-oksydacji, tj. VLCAD, TFP oraz LCHAD, MCAD, MCKAT, M/SCHAD, SCAD, a także niedoborów aktywności enzymów cyklu karnitynowego: CPT I, CT i CPT II. (CZD) | ||
| Zaburzenia funkcji enzymów mitochon-drialnego łańcucha oddechowego | diagnostyki zaburzeń funkcjonowania łańcucha oddechowego CZD(diagnostyka chorób mitochondrialnych), |
DIAGNOSTYKA
- Na podstawie wywiadu, badania przedmiotowego, rodzinnego uwzględnić możliwość choroby uwarunkowanej genetycznie.
2. Potwierdzić zmiany w materiale genetycznym – genomie. Wykonać badania molekularne: cytogenetyczne -Kariotyp, FISH. Drugi kierunek – to potwierdzenie i ustalenie rodzaju zaburzeń metabolicznych w organizmie.
3. „Podstawą rozpoznania choroby metabolicznej są badania laboratoryjne – najczęściej stwierdzenie nadmiaru gromadzonego substratu, osłabienie aktywności enzymatycznej lub identyfikacja mutacji. Dodatkowe znaczenie mają badania mikroskopowe (np. obecność złogów w lizosomach czy cytoplazmie) oraz oznaczenie markerów pośrednich (np. wzrost aktywności chitotrichozydazy w surowicy w surowicy w przypadku niektórych chorób lizosomalnych).
Przydatne są rodzinne lub populacyjne badania przesiewowe.
Spektrometria mas. Obecnie można powiedzieć, że dzięki chromatografii gazowej i spektrometrii mas istnieje możliwość wykrywania kwasic organicznych, analiza acylokarnityn tandemową spektrometrią mas pozwala na identyfikację zaburzeń b-oksydacji”.(CZD) … “Tandemowa spektrometria mas coraz szerzej jest stosowana w przesiewowych badaniach noworodków (przesiew populacyjny). Dalsze doskonalenie tych metod pozwoli nawet na określenie sekwencji aminokwasów w badanych białkach i ustalenie rodzaju mutacji. Może w przyszłości zastąpić badania molekularne.
Do wykrywania chorób lizosomalnych coraz częściej stosowana jest przesiewowa metoda opracowana prze Chomelsa. Polega na zaadaptowaniu klasycznych metod oznaczania aktywności enzymatycznej do badania suchej kropli krwi. Ma ona szczególne znaczenie ze względu na możliwość stosowania w chorobach lizosomalnych enzymatycznego leczenia substytucyjnego . Można tą metodą wykrywać mukopolisacharydozę typu I, chorobę Pompego, Fabry’ego, Gauschera, Tay-Sachsa, Sandhofa, Niemanna-Picka. Dla chorób lizosomalnych opracowuje się również metodę przesiewu opartą na tandemowej spektrometrii mas, jako metodę jednoczesnego badania wielu chorób tej grupy.
Do badań przesiewowych bywa wykorzystywane zjawisko występowania w surowicy chorych nieswoistych markerów – sapozyny C (aktywność degradacji sfingolipidów) oraz LAMP2 (białko błony lizosomalnej)”.
Jerzy Bal – Biologia molekularna w medycynie. Elementy genetyki klinicznej. Wydawnictwo Naukowe PWN – 2011 (wydanie III) str. 320.
4. Lipidozy
Około 30 jednostek chorobowych. Należą do schorzeń lizosomalnych.
Rozwijają się wskutek wadliwej przemiany lipidów zawierających sfingozynę, główny składnik mieliny ochraniającej włókna nerwowe. Lipidozy są rezultatem gromadzenia się określonych lipidów w obrębie istoty białek ośrodkowego układu nerwowego. Do chorób z grupy lipidoz należą m.in. choroba Niemanna-Picka i choroba Gauchera). Przebiegają z z powiększeniem wątroby i śledziony, ale nie zawsze z objawami neurologicznymi (utrata funkcji poznawczych, zdolności psychomotorycznych).
Instytut Psychiatrii i Neurologii Zakład Genetyki Warszawa Kierownik: dr hab. n. med. Małgorzata Bednarska-Makaruk
tel. 45 82 610, centrala 45 82 800, fax 858 91 69
“Diagnostyka molekularna (analiza DNA) chorób układu nerwowego, chorób nerwowo-mięśniowych i innych (badania przedkliniczne, badanie nosicielstwa).
Nazwy chorób:
- Choroba (pląsawica) Huntingtona (głównie w IPN).
- Dystrofia mięśniowa Duchenne’a/Beckera (badania prenatalne tylko w IPN).
- Rdzeniowy zanik mięśni (choroba Werdniga-Hoffmanna, choroba Kugelberga-Welander) (tylko w 2 ośrodkach krajowych, w tym w IPN).
- Rdzeniowo-opuszkowy zanik mięśni (choroba Kennedy’ego).
- Bezład rdzeniowo-móżdżkowy (spinocerebellar ataxia) zwany dawniej zanikiem oliwkowo-mostowo-móżdżkowym.
– odmiany genetyczne: SCA1, SCA2, SCA3, SCA6, SCA8, SCA12, SCA17, DRPLA (ang. dentatorubral-pallidoluysian atrophy) (tylko w IPN). - Dystrofia miotoniczna, typ I i II.
- Identyfikacja genotypu apolipoproteiny E, genotyp E4 wiąże się z najczęstszą postacią choroby Alzheimera (typ II) i predyspozycją do miażdżycy.
- Genetycznie uwarunkowana hipercholesterolemia – rozpoznawanie Rodzinnego Defecktu Apolipoproteiny B100 – FDB (analiza DNA).
Diagnostyka cytogenetyczna (wykrywanie aberracji chromosomowych, np. zespołu Downa)
- oznaczanie kariotypu w hodowli limfocytów krwi obwodowej
- oznaczanie kariotypu w hodowli fibroblastów
- duży zakres metod diagnostycznych, w tym metoda molekularna FISH (dostępna tylko w kilku ośrodkach krajowych). Metoda FISH pozwala m.in. na wykrywanie mikroaberracji chromosomowych, jak np. delecja 22q11.2 w zespole diGeorge’a; delecja tego regionu uważana jest też za przyczynę 2% przypadków schizofrenii. Wykrywanie delecji subtelomerowych – jednej z przyczyn upośledzenia umysłowego i zespołów dysmorficznych.
- oznaczanie chromatyny płciowej i badanie kariotypu u osób z zaburzeniami rozwoju cielesno-płciowego.
- Tabela 1. Choroby lizosomalne diagnozowane w Poradni Genetycznej IPN
| Nazwa choroby | Nazwa enzymu o obniżonej aktywności lub spichrzanej substancji |
| Sulfatydoza, leukodystrofia metachromatyczna | Arylosufataza A |
| Sulfatydoza wieloenzymatyczna | Arylosufatazy A, B i C |
| Gangliozydoza GM1, Gangliozydoza uogólniona | Beta-galaktozydaza |
| Gangliozydoza GM2-B, Choroba Tay-Sachsa | Beta-heksozoaminidaza A (termolabilna) |
| Gangliozydoza GM2-0, Choroba Sandhoffa | Beta-heksozoaminidaza A i B |
| Choroba Krabbego | Beta-galaktozydaza Galaktocerebrozydu |
| Choroba Niemanna-Picka typu I (A i B) | Sfingomielinaza |
| Choroba Niemanna-Picka typu II (C i D) | Spichrzanie wolnego cholesterolu w hodowanych fibroblastach skóry |
| Sjalidoza | Sjalidaza (neuraminidaza) |
| Galaktosjalidoza | beta-galaktozydaza, sjalidaza |
| Choroba Hurler (MPS I-H) | Alfa-iduronidaza |
| Choroba Huntera (MPS II) | Sulfataza siarczanu kwasu iduronowego |
| Choroba Sanfilippo A (MPS III-A) | Sulfataza siarczanu heparanu |
| Choroba Sanfilippo B (MPS III-B) | Alfa-glukozoaminidaza |
| Choroba Sanfilippo C (MPS III-C) | Acetylotransferaza glukozoaminy |
| Choroba Sanfilippo D (MPS III-D) | Sulfataza siarczanu N-acetyloglukozoaminy |
| Choroba Morquio A (MPS IVA) | Sulfataza 6-siarczanu galaktozy |
| Choroba Morquio B (MPS IVB) | Beta-galaktozydaza |
| Choroba Maroteaux-Lamy (MPS VI) | Arylosulfataza B |
| Niedobór beta-glukuronidazy (MPS VII) | Beta-glukuronidaza |
| Alfa-mannozydoza | Alfa-mannozydaza |
| Beta-mannozydoza | Beta-mannozydaza |
| Fukozydoza | Alfa-fukozydaza |
| Choroba Schindlera | Alfa-galaktozoaminidaza |
| Choroba wtrętów komórkowych, mukolipidozy II i III | Większość enzymów lizosomalnych w hodowanych fibroblastach przy jednoczesnym podwyższeniu tych enzymów w surowicy krwi |
| Choroba Gauchera | Beta-glukozydaza |
| Choroba Pompego | Alfa-glukozydaza |
| Choroba Fabry’ego | Alfa-galaktozydaza A |
| Ceroidolipofuscynoza młodzieńcza, CLN3 | CLN3P (battenina) |
| Choroba Wolmana oraz choroba spichrzania estrów cholesterolu |
Kwaśna lipaza/esteraza |
| Choroba Salla | Spichrzanie wolnego kwasu sjalowego |
| Ceroidolipofuscynoza niemowlęca oraz wariant dziecięcy, CLN1 | Tioesteraza palmitylo-białkowa |
| Ceroidolipofuscynoza późnoniemowlęca LINCL, CLN2 | Trójpeptydopeptydaza” |
To jest imponujący panel badań
Oraz wpis Kwasy organiczne w moczu
Oznaczanie kwasów metabolicznych w moczu metodą GC/MS (chromatografia gazowa/ spektrometria mas) można wykonać w Instytucie Pomniku Centrum Zdrowia Dziecka Zakład Biochemii, Radioimmunologii i Medycyny Doświadczalnej Zespół Wad Metabolizmu Warszawa tel. 228157147, 228151192. Badanie jest przydatne we wrodzonych (lub uwarunkowanych genetycznie) zaburzeniach metabolicznych.
Można wysłać przez Diagnostykę -diag.pl
kwasy organiczne w moczu – (nr katalogowy diag.pl – 577)
Próbuję także wykorzystać spektrometrię mas do oceny wydalanego powietrza i potu w wykrywaniu zaburzeń metabolicznych np. w Trimetyloaminurii.
wpis – Brzydki zapach człowieka. Badanie wykonuje Zakład Fizykochemii Ekosystemów Instytutu Fizyki Jądrowej im. Henryka Niewodniczańskiego Polskiej Akademii Nauk w Krakowie
Po diagnozie – trzeba dobrać dietę:
Nutrigenetyka i nutrigenomika zajmuje się związkami Genów (mutacje, polimorfizm, ekspresja, programowanie) z Żywnością i składnikami odżywczymi (absorpcja, metabolizm, zapotrzebowanie, tolerancja)
Nutrigenomics Organisation (NuGO)
Nasza publikacja –Przegląd zaburzeń β -oksydacji kwasów tłuszczowych
Dariusz Moczulski 1, Iwona Majak 2, Dariusz Mamczur 1
1 – Uniwersytet Medyczny w Łodzi; Katedra Medycyny Wewnętrznej
2 – Politechnika Łódzka, Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności, Instytut Podstaw Chemii Żywności Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej 2009; 63 266-277
ICID: 887784