Dědičnost nervosvalových onemocnění - Ústav lékařské genetiky

NEUROGENETICKÁ DIAGNOSTIKA
NERVOSVALOVÝCH ONEMOCNĚNÍ
Doc. MUDr. A. Šantavá, CSc.
Ústav lékařské genetiky a fetální medicíny
LF a UP Olomouc
Význam genetiky v diagnostice
neuromuskulárních onemocnění
• Podílí se na diagnostice a komplexní péči o
pacienty s hereditárními neuromuskulárními
chorobami
• Určuje genetická rizika
• V indikovaných případech provádí prediktivní
testování s následným zajištěním preventivní
péče
• Objasňuje podstatu onemocnění na podkladě
odhalení funkcí jednotlivých genů
Diagnostika neuromuskulárních
onemocnění
Neurologické vyšetření
Komplex biochemických vyšetření
Radiodiagnostická vyšetření
EMG
Biopsie svalová
EM vyšetření
imunohistochemické vyšetření
• Genetické vyšetření
genealogie
DNA analýza
•
•
•
•
•
NEUROMUSKULÁRNÍ CHOROBY
hereditární nebo získané
Genové mutace
 zděděné nebo nové mutace
Získané neuromuskulární choroby






Autoimunní onemocnění
Virové infekce
Metabolická onemocnění
Drogy a otravy
Úrazy mozku
Neznámé příčiny
Dědičnost nervosvalových onemocnění
• Mendelovská dědičnost – AD, AR, XR, XD
• Mitochondriálně dědičná onemocnění
• Dynamické nestabilní genové mutace na
podkladě tripletových repetic
Geneticky podmíněné neuromuskulární
choroby
Svalové dystrofie
 Duchennova muskulární dystrofie
 Beckerova muskulární dystrofie
 limb-girdle muskulární dystrofie
 facioscapulární muskulární dystrofie
Svalové atrofie
 poruchy funkce míšních neuronů – SMA
Periferní neuropatie
 postižení periferního nervového systému CH-M-T
 Friedreichova ataxie
Neuromuskulární choroby – další příčiny
 Poruchy neuromuskulárního převodu
myastenie
 Mitochondriální myopatie
deficit mitochondriálních enzymů
 Myotonická dystrofie
Vrozené metabolické vady
s dominujícími projevy svalové dystrofie
Glykogenosy






Deficit phospohorylasy
(McArdle's Disease)
Deficit kyselé maltasy
( Pompe's Disease)
Deficit „odvětvovacích“ enzymů
(Cori's or Forbes' Disease)
Deficit carnitinu
Deficit fosfoglycerátkinasy
Geneticky podmíněné myopatie – rozdělení
dle Waltona z r. 1969
1) Svalové dystrofie –rozdělení dle typu
dědičnosti a predominantního postižení
svalových skupin
2) Kongenitální myopatie
3) Myotonie a myotonické dystrofie
Svalové dystrofie
Svalové dystrofie jsou extrémně heterogenní
skupinou onemocnění.
Rozdělení před obdobím molekulární
biologie bylo založeno :

na věku manifestace

na průběhu a progresi choroby

na distribuci postižených svalů

na typu dědičnosti

na histopatologických změnách
Svalové dystrofie podle typu dědičnosti a
predominantního postižení – klasifikace z r. 1969
typ
dědičnost
Duchennova dystr. XR
Beckerova dystr.
XR
pletencová
AR
AD
distální
AR
AD
okulární
AD
okulofaryngeální
AD
postižení sval. skupin
proximální
proximální
proximální
proximální
distální
distální
okulární
okulofaryngeální
Dystrofinový glykoproteinový komplex
(DGG)
• DGG – skupina proteinů, nezbytných pro
udržení stability svalové membrány
• Komponenty DGG –dystrofin
syntrofiny
dystroglykany
sarkoglykany
Jednou z funkcí DGG v kosterním svalu je vazba
k extracelulární matrix prostřednictvím merosinu
k aktivovanému cytoskeletu pomocí dystrofinu
Současná klasifikace,
založená na proteinovém defektu
Lokalizace proteinu
Protein
Fenotyp
Plasmat. membrána Sarkoglyk
LGMD
Dysferlin
LGMD
Kaveolin
LGMD
Dystrofin
DMD/BMD
Extracelulární matrix Merosin
CMD (AR)
Jaderná membrána Lamin A/C
EDMD
dilat. kardiomyopatie
Duchennova muskulární dystrophie
Guillaume-Benjamin
Duchenne de Boulogne
Podepsaná kopie: De la
Paralysie Musculaire Pseudohypertrophique...1868
Duchennova dystrofie
 Nejobvyklejší letální XR – 1 : 3 500 mužů
 Mutace dystrofinového genu na Xp21
- 90 % je nyní detekovatelných
 Obvyklý počátek projevu: 3 - 5 let
- pomalá progrese
 Nemožnost ambulantní léčby kolem 12.
roku života
 Bez terapie: smrt kolem 20. roku
- plicní selhání
Duchennova muskulární dystrofie je jedinou z musk. dystrofií, u
nichž se terapie prednizonem a deflazacortem ukázala být v
kontrolovaných randomizovaných studiích efektivní.
Duchennova muskul.
dystrofie
Dystrofinový glykoproteinový
Komplex je skupina proteinů,
nezbytných pro stabilitu
svalové membrány. Zahrnuje dystrofin, syntrofiny,
dystroglykany a sarkoglykany.
Duchennova muskulární dystrofie
Nekrotická
svalová
vlákna
s invazí
makrofágů
Beckerova muskulární dystrofie
Klinický obraz
Začátek ve věku nad 7 let
Predominantní postižení
svalů pletenců pažního a
pánevního
Pomalá progrese
Svalová hypertrofie
specielně lýtek
Poruchy chůze od 15 r.
Hypertrofie lýtek
Beckerova muskulární dystrofie
Genotyp: mutace dystrofinu
70 % pacientů - genové delece
16 % pacientů má posunovou mutaci
6 % genové duplikace
8 % bodové mutace
Postižení pletenc. svalů a pseudohypertrofie lýtek
Manifestace v 5. -15. r. věku, případně 3. - 4. dekáda
 Kloubní kontraktury
 Kardiomyopatie
 Dilatace žaludku
 Paralytický ileus
 Paralýza močového měchýře
Beckerova muskulární dystrofie
Barvení dystrofinu
Normální dystrophin
Redukce dystrophinu
Duchennova a Beckerova svalová
dystrofie – využití Western blot
Western blot dystrofinu
u dystrofinopatií
Řádek 1: Beckerova dystrofie; Dystrofin
má zredukované množství, ale normální
velikost.
Řádek 2: Beckerova dystrofie; Dystrofin
má zredukovanou velikost a množství.
Řádek 3: Normální; Dystrofin má
normální velikost i množství.
Řádek 4: Duchennova dystrofie; Není
přítomen téměř žádný protein.
Řádek 5: Duchenne - okolí; Dystrofin má
výrazně zredukované množství.
Pletencové muskulární dystrofie
Termín “limb-girdle muscular dystrophy”
(LGMD) zahrnuje skupinu onemocnění,
u nichž jsou postiženy především proximální
svalové skupiny
Identifikováno 15 typů se specifickými
genovými mutacemi 5 dominantních a
10 recessivních
Pletencová svalová dystrofie
Skupina dg. vedoucích k
involuci proximálních svalů
- s výjimkou LGMD 2B
Prevalence cca 0.8 – 69/106
Různý věk příznaků, závažnosti,
progrese
Postižení srdce, plic
Přesná dg. pouze v asi 50 %
5ti letý s LGMD 1B
Neexistuje přímá terapie,
pouze symptomatická
Pletencová svalová dystrofie
Genetická klasifikace
Autozomálně recesivní
Facioscapulohumerální dystrofie
Jde o třetí nejčastější svalovou dystrofii
s prevalencí 1 : 20 tis.
Z genetického pohledu je příčinou over-expresse
různých genů spíše než chybění nebo nízká
genová dávka, jak je tomu u většiny svalových
dystrofií.
Mechanismus toxického vlivu na svalové buňky
ale není dosud objasněn.
Facio-scapulo-humerální dystrofie
 AD; prevalence 1 : 20 000
 Symptomy – před 20. rokem
– 20 % asymptomatických
 Variabilní delece kolem 3.3 kb
repetitivní sekvence v 4q35
 Neexistuje dosud přímá
terapie
Myotonické dystrofie
Myotonická dystrofie je multisystémové onemocnění,
charakterizované povšechnou svalovou slabostí, myotonií,
kataraktou, poruchami funkcí endokrinních žláz, GIT
traktu, poruchami srdečního rytmu.
Dědičnost autozomálně dominantní, genová lokalizace v
oblasti 19q13.2 -q13.3. 98 % pacientů má amplifikaci CTG
trinukleotidu DM1 genu.
Předpokládaný mechanismus choroby: snížená produkce
myotonin protein-kinázy, způsobující poruchu fosforylace
vnitřní svalové membrány.
Kongenitální myotonická dystrofie
• Projevy genového imprintingu – děti
matek s mírnými projevy myotonické
dystrofie jsou těžce postiženy
• Klinické projevy – hypotonie
mentální retardace
faciální diplegie
Od 10-ti let věku myotonie a další projevy
Genetické aspekty myotonické
dystrofie
•
•
•
•
•
•
Zdravá populace 5 - 35 kopií CTG trinukleotidu
Premutace: 36 - 50 kopií CTG
Mírně postižení: 50 -150 kopií CTG
Klasická forma MD: 1000 – 1500 kopií CTG
Kong. myotonie: více než 4000 kopií CTG
Amplifikace CTG repetic způsobuje
hypermetylaci s vlivem na expresi okolních genů
Myotonická dystrofie
 Nejčastější MD v dospělosti
– 2 případy/100 000
 AD. Objevuje se před 50.rokem
- různá závažnost
multisystémová diagnostika
 Expandovaná repetice na
19q13.3 – genu DMPK (98 %)
 Neexistuje dosud přímá
terapie
Spinální muskulární atrofie (SMA)
 Proximální SMA typ 1 (Werdnig-Hoffmann)
infaustní AR dědičná, lokalizace SMA genu
v oblasti 5q
 Proximální SMA typ 2 - AR dědičnost, delece
genu SMA a NAIP (protein, inhibující
neuronální apoptosu) v oblasti 5q11-13
 Proximální SMA typ 3 – Kugelberg Welanderové
AR dědičnost, delece 5q 11.2
X-linked spinobulbární muskulární
atrofie – Kennedyho choroba
 Genová lokalizace v oblasti Xq11-q12
 Příčinou repetice CAG tripletu v androgen
receptorovém genu – u mužů projevy
androgen insensivity
 Korelace mezi počtem opakování CAG a tíží
klinických projevů
 U žen – nositelek mutace – mírné neurol.
projevy – fascikul./tremor
Hereditární motorické a senzorické
neuropatie (HMSN)
• Rozsáhlá skupina onemocnění, která se liší
klinickým průběhem i typem gen. mutace.
• Nejčastěji se vyskytuje HMNS Ch - M – T
Typ 1 A - AD, duplikace 17p11.2
Typ 1B – AD, bodové mutace v oblasti
1q22
Další HMNS jsou vzácné, jeví různý typ dědičnosti
a mohou být spojeny s orgánovými komplikacemi
– katarakta, hluchota, kardiomyopatie
Hereditární neuropatie s projevy ataxie
Friedrichova ataxie




Dědičnost autozomálně recesivní
Expanze GAA tripletu v intronu genu,
který kóduje protein FRATAXIN
Lokalizace v oblasti 9p
Normální počet repetic 34, u postižených
více než 100 repetic
Současné možnosti genetického vyšetření
u neuromuskulárních chorob
na Ústavu lék. genetiky FN Olomouc
• Genealogický rozbor
• Provedení odběru krevního vzorku k DNA analýze
(se souhlasem pacienta)
• Izolace DNA a vyšetření příčinné mutace
- prováděno na ÚLG FNOL nebo v dalších
specializovaných DNA laboratořích
• Indikace neurologického a genetického vyšetření u
dalších členů rodiny, kteří mají riziko stejného
onemocnění s návrhem dispensární péče