Boli genetice si de metabolism

Boli genetice

Includ afectiuni determinate de mutatii genetice si anomalii cromozomiale

Genetica medicala include si boli multifactoriale conditionate genetic sau cu predispozitie genetica (factorii genetici au o contributie de 50%)

Clasificarea bolilor genetice Boli cromozomiale Boli monogenice -mutatii ale unei singure gene cu efect major

-se transmit mendelian

Boli mitocondriale -mutatii in genomul mitocondrial cu afectarea productiei de

energie

-60 de boli rare

Boli multifactoriale -distributie familiala

-nu se transmit mendelian

-interventia unor factori ereditari care interactioneaza cu factori

de mediu

Boli cromozomiale

Produse de modificari in nr si structura cromozomilor vizibile la microscop

Frecventa anomaliilor prin studii la n.n este de 9-10‰ n.n vii

Anomaliile neechilibrate (prezenta suplimentara sau absenta unor segmente cromozomiale) determina sdr plurimalformative

Anomaliile echilibrate (modificarea pozitiei unuia sau mai multor segmente cromozomiale) nu modifica fenotipul dar genereaza tulburari de reproducere

Metode de explorare

Analiza clinica si paraclinica a fenotipului persoanelor afectate

Studiul familiei in vederea stabilirii persoanelor afectate, a modului de transmitere a caracterelor ereditare (autozomal dominant(AD), autozomal recesiv(AR), transmitere legata de sex si a ereditatii multifactoriale)

Analiza cromozomilor

Analiza cromozomilor

Cromozomii = organite nucleare ce fixeaza intens coloranti bazici si transporta materialul genetic

Sunt usor de analizat in stadiul de metafaza al mitozei deoarece se afla in acelasi plan in “placa ecuatoriala”si sunt bine indizidualizati

In acest stadiu sunt alcatuiti din 2 cromatide unite la centromer si delimitate la capete prin telomere

Structura cromozomilor

• Benzile cromozomice sunt specifice fiecarui cromozom ( markeri citologici ai structurii interne heterogene a cromozomilor)

• Benzile G -obtinute prin digestia cntrolata cu tripsina si colorate cu Giemsa; benzile Q colorare cu fluorocrom; benzile R ( dispozitie inversa a benzilor G)

Morfologia cromozomilor umani

2cromatide paralele unite intr-un singur punct= centromer;

centromerul (constrictia primara) imparte cromozomul in doua brate:

p- bratul scurt (deasupra centromerului)

q- bratul lung

telomere (extremitatile cromozomului)

In functie de pozitia centromerului, care da raportul bratelor, rezulta tipul morfologic al cromozomilor:

– Metacentric – centromer median (raportul bratelor este egal : q/p=1,0-1,7)

– Submetacentric – centromerul este plasat catre unul din capete (raportul bratelor=1,7-3,0)

– Acrocentric – centromerul este plasat aproape terminal (raportul bratelor= 7,0- infinit)

Metode de obtinere a cromozomilor

Culturi celulare Blocarea in metafaza cu substante ce inhiba

fusul de diviziune(colchicina, colcemid) Solutia salina hipotona (KCl 0,075M) pentru

spargerea celulelor Fixarea celulelor, etalarea pe lama

microscopica Bandarea si colorarea cromozomilor Examenul microscopic al preparatului :

scanarea, identificarea si sortarea pe baza unui soft specializat a cromozomilor pe baza dimensiunilor, morfologiei si aspectului bandarii

Tehnici de analiza cromozomiala

I cromozomii obtinuti dupa scoaterea din cultura sunt uniform colorati si au putine repere pentru identificarea lor

II bandarea cromozomilor – se obtin cromozomi cu o structura specifica de benzi alternative intens colorate si putin colorate ( aceste tehnici permit identificarea precisa a fiecarui cromozom)

III tehnici de citogenetica moleculara

- FISH

FISH

Citogenetica moleculara Principiu: hibridizare prin complementaritate a

unei sonde ADN cu o anumita regiune a unui cromozom

Pentru a fi evidentiate dupa hibridizare, sondele sunt marcate cu un fluorocrom(vizibil la microscopul in UV)

FISH

Del

5

qDel

5q

Deletia de 5q detectata de 5p (verde) (control) si 5q (rosu) proba specifica

Cariotipul

Cariotip – aranjarea sistematizata a cromozomilor unei celule

ISCN ( International System for Human Cytogenetics Nomenclature) a stabilit o serie de abrevieri

Formula de baza are 3 itemi separati de virgula:

primul precizeaza nr de cromozomi (46);

al doilea constitutia cromozomilor sexuali (XX, XY);

al treilea anomaliile de nr si structura ale autozomilor ;

mozaicul cromozomial- indicat prin diagonala(/) ce separa caritipurile liniilor celulare componente

Cariotip-bandare GTG

Clasificarea anomaliilor cromozomiale

Criteriu Tip de anomalieMomentul aparitiei Constitutionala

dobandita

Modul de afectare a materialului genetic

Numerica -poliploidii -aneuploidiiStructurala -echilibrate -neechilibrateDisomie uniparentala

Numarul de celule afectate Omogenamozaic

Tipul de cromozom afectat Autozomalagonozomala

Tipul de celule afectate Somaticagerminala

Anomalii cromozomiale Celulele somatice normale sunt diploide (n=46)

Celulele sexuale normale sunt haploide (n=23)

Anomalii cromozomiale numerice: I. Poliploidiile = prezenta in plus a unuia sau mai multor seturi

haploide de cromozomi ( 3n =69 triploidie; 4n=92 tetraploidie)

II. Aneuploidii:

Monosomii = prezenta in celula somatica a unui singur cromozom, in locul unei perechi de cromozomi(2n-1); singura monosomie compatibila cu viata monosomia X

Trisomii = prezenta in celula somatica a 3 exemplare ale aceluiasi cromozom (2n+1)in locul perechii normale ( majoritatea trisomiilor complete sunt incompatibile cu viata exceptie trisomia 21,18 si 13 numai in mozaic)

In cazul anomaliilor gonosomale sunt posibile tetrasomii/pentasomii

Anomalii cromozomiale structurale

Poliploidiile

Poliploidiile = prezenta in plus a unuia sau mai multor seturi haploide de cromozomi ( 3n =69 triploidie; 4n=92 tetraploidie)

cauza – dispermia (fecundarea unui ovul de doi spermatozoizi); rar, fertilizarea unui gamet normal (n) de un gamet diploid (2n): spermatozoid (diandrie), ovul (diginie); produc modificari majore ale fenotipului, de obicei cu efect letal

AneuploidiiMonosomii = prezenta in celula somatica a

unui singur cromozom, in locul unei perechi de

cromozomi(2n-1); singura monosomie

compatibila cu viata monosomia X

Trisomii = prezenta in celula somatica a 3 exemplare ale aceluiasi cromozom (2n+1)in locul perechii normale ( majoritatea trisomiilor complete sunt incompatibile cu viata exceptie trisomia 21,18 si 13 numai in mozaic)

In cazul anomaliilor gonosomale sunt posibile tetrasomii/pentasomii

Anomalii structurale Ruperea cromozomilor si reunirea anormala a

capetelor cromozomilor rupti Anomalii ce implica un singur cromozom

-deletii (terminale; interstitiale)

-cromozomi inelari

-duplicatii

-inversii (pericentrice, paracentrice)

-izocromozomi(prezenta in dublu exemplar a unuia dintre brate)

Anomalii ce implica 2 cromozomi

-translocatiile(reciproce, robertsoniene (implica

2 cromozomi acrocentrici))

-insertiile

Rearanjamente cromozomiale echilibrate

Translocatiile= transferul de segmente cromozomiale intre doi cromozomi

Rearanjamente cromozomiale echilibrate

Inversiile=ruperea cromozomului in doua puncte urmata de rotirea fragmentului intermediar cu 180º si reunirea fragmentelor

Anomalii neechlibrate

Deletia=pierderea unui fragment cromozomial

Consecintele fenotipice

a) consecintele anomaliilor cromozomiale neechilibrate

-dezechilibrul genetic determina o serie de semne : tulburari de crestere prenatala si postnatal, dismorfism craniofacial, anomalii congenitale majore multiple, displazii, dermatoglife anormale, alterari ale SNC, tulburari ale functiei gonadale

b) anomalii echilibrate

-fenotip normal – consecinte reproductive serioase (3-6% cupluri sterile sau cu avorturi spontane AV)

Afectiuni pediatrice datorate anomaliilor

cromozomialeA) Boli cromozomiale autozomale

-trisomiile autozomale

-sindroamele cu deletii autozomale

-sindroame cu microdeletii si microduplicatii

B) Sindroame cu anomalii ale cromozomilor sexuali

C) Tulburari de reproducere de cauza cromozomiala

Trisomia 21 (Sindromul Down)

Incidenta: 1:650-1:800 n.n vii Fenotip caracteristic :

N.N ( talie, greutate mici; hipotonie musculara; hiperextensibilitate, capul: brahicefalie,occiput turtit, fontanele largi; fata rotunda,plata,epicantus (repliu unghi intern ochi), fante palpebrale oblice in sus si in afara, nas mic turtit, gura deschisa, protuzia limbii, gat scurt;maini scurte, late, brahidactilie, clinodactilie deget V.

Sugar-copil (unele semne devin evidente: microcefalie cu occiput turtit, iris pestrit (pete Brushfield), hipoplazia etajului mijlociu al fetei),malfomatii viscerale (cardiovasculare,digestive,renale),intarziere in dezvoltarea psiho-motorie

Sindromul Down

Trisomia 21 (Sindromul Down)

Analiza citogenetica este obligatorie in fiecare caz pe baza ei se calculeaza riscul de recurenta(RR) si se acorda sfatul genetic

-trisomie libera /omogena RR 1% (femei <30 ani); pentru cele >30 ani RR acelasi cu cel determinat de varsata materna)

-trisomie prin mozaic RR <0,1% (accident mitotic)

-trisomie prin translocatie neechilibrata (obligatoriu analiza cromozomiala la ambii parinti):

De novo: RR <1% Translocatie prezenta la tata RR <1% Translocatie prezenta la mama: translocatie robertsoniana

intre cromozomi acrocentrici neomologi RR 10%; t(21;21) RR 100%

Carriotip-trisomie 21

Cariotip - t(21;21)

Trisomia 21 (Sindromul Down)

Patogenie – trisomia cromozomului 21 sau mai exact a regiunii 21q22 (numita DSCR-Down Syndrome Critical Region) – aici se gasesc genele care prin efect de dozaj produc majoritatea semnelor clinice caracteristice S. Down.

Evolutie/prognostic: infectii respiratorii frecvente, dezvolta leucemii, epilepsie, tulburari vizuale, >40 ani dementa senila precoce

Sindromul cri du chat Produs printr-o deletie a bratului scurt al

cromozomului 5 (5p-) Incidenta: 1/50 000 de nasteri Simptomatologie : plans caracteristic, dismorfism

cranio-facial:microcefalie,facies round, hipertelorism,epicantus,urechi jos inserate, retard mental (RM) sever, malformatii cardiace si genito-urinare

Evolutie/prognostic : evolutie cu RM sever, supravietuire variabila

Majoritatea cazurilor sunt sporadice doar 15% sunt urmasii unui parinte purtator al unei translocatii echilibrate

Sindromul cri du chat

Sindromul Turner

Incidenta:1/2500-3000 n.n de sex feminin Simptomatologie:

neonatal:talie, greutate mici; limfedem fata dorsala a mainilor si picioarelor;gat scurt, exces de piele pe ceafa, pterigium coli (pliu cutanat pe fata laterarala a gatului), distanta intermamelonara mare

postpubertar:hipostatura, amenoree primara, absenta secretiei hormonilor sexuali feminini(estrogen/progesteron); organe genitale externe aspect infantil

Malformatii congenitale: renale si cardiace

Inteligenta normala sau la limita inferioara a normalului

Sindromul Turner

Analiza citogenetica:

Testul cromatinei X (testul Barr)

Analiza cromozomiala obligatorie Evolutie/prognostic:depistarea precoce permite

folosirea unei terapii eficace cu hormoni de crestere si prepubertar cu estrogeni. Pot apare:tiroidite autoimune, HTA, DZ, obezitate

Sindromul Turner

Etiopatogenie:

-2% din sarcini prezinta monosomie X

-cauzele monosomiei nu se cunosc

-AV spontane a 95% din embrionii cu monosomie X se datoreaza probabil haploinsuficientei

-nu se stie explicatia ca desi letalitatea in utero a monosomiei X este mare, n.n cu aceeasi anomalie supravietuiesc fara probleme majore

Sindromul Turner

Sindromul Klinefelter

Trisomia XXY (trisomie gonosomala) Incidenta 1/1000 n.n de sex masculin Simptomatologie:

copilarie: statura inalta, aspect gracil, dificultati de adaptare scolara

pubertate: talie inalta pe seama mb inferioare, testicule de mici dimensiuni, absenta spermatogenezei si a secretiei de testosteron, ginecomastie, intelect la limita inferioara, tulburari de invatare

Analiza citogenetica : 47,XXY (85%); mozaicuri (46,XY/47,XXY)

Sindromul Klinefelter

Bolile monogenice

Sunt afectiuni produse de mutatii ale unei singure gene; aceste mutatii se transmit mendelian: AD, AR sau legate de X = boli mendeliene ( repertoriate in catalogul Mendelian Inheritance of Man (MIM)

Metode de explorare Diagnostic molecular = noi tehnologii de diagnostic

care au drept obiect de studiu ADN-ul si ARN-ul celular, urmarind identificarea mutatiilor si polimorfismelor genice implicate in producerea bolilor

Tehnici de baza:

-izolarea ADN

-sectionarea cu enzime de restrictie

-separarea fragmentelor prin electroforeza (EF) in gel

-amplificarea in vitro a secventei ADN (PCR)

-hibridizarea acizilor nucleici (metoda de transfer Southern)

Izolarea ADN-ului genomic

Din tesuturi sau culturi celulare, cel mai des se utilizeaza sange periferic

Metoda de izolare consta in inlaturarea proteinelor (cu ajutorul detergentilor si proteinazei K); a lipidelor (prin extractia fenol-cloroform), a ARN-ului (prin tratare cu RN-aza)

Sectionarea cu enzime de restrictie

Enzimele de restrictie au un grad inalt de specificitate; “scaneaza” ADN-ul si se opresc cand recunosc o secventa nucleotidica specifica = situs de restrictie

ER fragmenteaza ADN-ul intr-un numar definit, caracteristic si reproductibil de fragmente = harta de restrictie

Clivarea ADN-ului unor persoane diferite din populatie cu aceeasi ER – fragmente cu lungimi diferite rezultand un “polimorfism al lungimii fragmentelor de restrictie”(RFLP) – marker in diagnosticul unor boli genetice

Separarea fragmentelor ADN prin electroforeza

Datorita gruparilor fosfat incarcate negativ, in prezenta unui camp electric, fragmentele vor migra spre anod

O data cu esantionul ADN se pun sa migreze si markeri ADN cu marime cunoscuta; ofera posibilitatea calcularii lungimii moleculelor din esantion

EF in gel de agaroza -separa fragmente ADN 0,1-20kb

Ef in gel poliacrilamida-(3,5%) frg 1000-2000kb sau (20%) 6-100 nucleotide

EF in camp electric pulsatil -frg 5Mb

Clonare acelulara a ADN (PCR)

Amplificare exponentiala a ADN-ului pornind de la cantitati mici

Principiul extensiei unei amorse (primer sau amplimer)

2 oligonucleotide care reproduc o secventa de 15-25 nucleotide situate la capatul 3' a celor doua catene ale segmentului de ADN; declanseaza sinteza ADN dupa “matrita” fragmentului

Tehnologie automatizata in 3 etape: I denaturarea ADN la (95º C)

II pozitionarea/hibridizarea primer-ului (50-60º C);

III polimerizareanucleotidelor sub actiunea ADN- polimerazei termostabile (72º C)

PCR

Metoda Southern blotting Extragerea ADN genomic Fragmentarea prin clivare cu ER Separarea fragmentelor in gel de agaroza Denaturarea in mediu alcalin a frg bicatenare Transferarea moleculelor monocatenare pe un suport

solid(filtru de nitroceluloza sau nylon) Hibridizarea frg cu o sonda monocatenara specifica

unei gene sau marker genotipic , marcata radioactiv Spalarea: heteroduplexul puternic fixat pe filtru Punerea in evidenta a duplexului dupa contactul filtrului

cu un film foto (autoradiografie) Evidentiaza 2 tipuri de mutatii : deletii sau insertii

genice > 50-100pb; mutatii punctiforme

Metoda Southern blotting

Valoarea tehnicilor de biologie moleculara

Permit detectarea mutatiilor Mutatia = orice modificare in secventa sau

aranjarea nucleotidelor din ADN Mutatiile au consecinte genotipice (asupra

expresiei genei)– depind de tipul si localizarea in structura genei (la nivelul transcriptiei, procesarii mARN, al translatiei)

Mutatiile au efect fenotipic (asupra proteinelor)- mutatiile in diferite regiuni din structura genei produc o modificare a structurii proteinei ( pierderea functiei, castigul functiei, achizitionarea unor proprietati noi de catre proteina mutanta)

Bolile monogenice

Boli enzimatice (erori innascute de metabolism)

Boli prin anomalii ale moleculelor de transport Boli prin anomalii ale proteinelor structurale

(DMD) Boli prin anomalii ale proteinelor implicate in

comunicarea intercelulara si controlul dezvoltarii (neurofibromatoza)

Boli ale proteinelor implicate in controlul homeostaziei extracelulare (hemofilia)

Fenilcetonuria (PKU)

Boala AR a metabolismului fenilalaninei Mutatia genei PAH (localizata pe cromozomul

12q 24.1) codifica pentru enzima fenilalanin hidroxilaza ce transforma fenilalanina in tirozina

Incidenta: 1:15 000 n.n

Fenilcetonuria

• Clinic: pigmentatie cutanata redusa (par blond, ochi albastri) – determinata de deficitul de tirozina si un precursor al melaninei; tulburari neurologice, retard mental; mirosul particular al urinei (“de soarece”)

• Genetica: gena PAH a fost descoperita in 1986; are mare heterogenitate alelica (mutatii

diferite in acelasi locus care produc fenotipuri asemanatoare clinic);au fost descrise peste 400 de mutatii, 6 fiind responsabile de 2/3 din cazuri

Fenilcetonuria

Fenilcetonuria Patogenie: deficitul PAH determina incapacitate de

transformare a fenilalaninei in tirozina si acumularea fenilalaninei si a unor metaboliti ai acesteia (acid fenilpiruvic; acid fenillactic) producand leziuni SNC; excluderea din alimentatie a fenilalaninei previne aparitia acestora

1/3 din cazurile cu hiperfenilalaninemie prezinta deficit ale unor enzime implicate in metabolismul tetrahidrobiopterinei (BH4) un cofactor al PAH

Excluderea fenilalaninei din alimentatie nu este eficienta deoarece BH4 este cofactor pentru enzime ce intervin in sinteza unor neurotransmitatori; necesita suplimentarea cu L-DOPA

Fenilcetonuria

Diagnostic: fenilalanina plasmatica >20mg/dL; eliminare urinara de acid fenilpiruvic/ortohidroxifenilacetic; tirozina plasmatica scazuta; important ca diagnosticul sa se precizeze la n.n deoarece dieta restrictiva in fenilalanina previne instalarea leziunilor neurologice

Screening: testul Guthrie de inhibitie bacteriana; cateva picaturi de sange recoltate de regula din calcai la 2-3 zile de la nastere sunt plasate pe o hartie de filtru speciala; esantion din picatura de sange uscat este plasata pe o placa de agar si incubata cu o linie de Bacillus subtilis care necesita fenilalanina pentru crestere; masurarea cresterii bacteriene permite determinarea cantitativa de fenilalanina

Fenilcetonuria

Tratament:

- reducerea aportului de fenilalanina

- momentul initierii cat mai precoce

- valoarea pentru fenilalanina sa se mentina intre 2-10mg/dL (preferabil 6mg/dL)

Mucopolizaharidoze(MPZ) Boli cu evolutie progresiva Majoritatea se transmit autosomal recesiv(AR)

exceptie MPZ II- transmitere legata de X Cauza: acumularea intralizozomala in exces a

MPZ acide datorita deficitului unor enzime lizozomale

MPZ acide ( glicozaminoglicani) se leaga de proteine formand proteoglicani (constituienti ai tesutului conjunctiv)

Enzimele lizozomale degradeaza aceste macromolecule in componenti mai mici: heparan sulfat, dermatan sulfat, keratan sulfat (produsi ai unui proces de degradare incompleta – acumularea acestora interfera cu functia celulei)

Aspecte clinice• SNC: hidrocefalie, retard mental, instabilitate

atlantoaxiala• Cardiac: angina (secundar aterosclerozei);

disfuntii valvulare, HTA, insuficienta cardiaca• Pulmonar: boala obstructiva, trahee/cai bronsice

inguste; apnee in somn• Oftalmologic: opacifiere corneeana, scaderea

acuitatii izuale, glaucom, papiloedem cronic, degenerare a retinei

• ORL : surditate de conductie, neurosenzoriala; infectii, deformari ale oaselor mici

• Musculoscheletal: statura mica, blocarea articulatiilor/hiperlaxitate; sdr de tunel carpian

MPZ I (Hurler si Scheie)

• Deficit de α-L-iduronidaza; urinar se detecteaza dermatan si heparan sulfat

• Sanatosi la nastere; diagnosticul se contureaza la 6-24 luni

• Clinic: hernie inghinala/ombilicala,hepatosplenomegalie, opacifieri corneene, deformitati scheletale (dysostosis multiplex); trasaturi faciale ingrosate , statura mica, pierdere auz, Retard mental

• Deces in jurul varstei de 10 ani• MPZ I (Scheie) - debut la varsta de 5 ani;

statura normala; inteligenta normala, speranta de viata normala

MPZ II (Hunter)• Deficit de iduronat sulfataza; urinar se

detecteaza dermatan si heparan sulfat• Debut la 2-4 ani• Transmitere ereditara legata de X• Forma severa:

Clinic: leziuni ale pielii, neurodegenerare progresiva (RM, comporament agresiv); degenerare a retinei, deformitati ale scheletului, trasaturi faciale grosolane

Deces 10-15 ani• Forma usoara: rata progresiei mai scazuta;

inteligenta normala; deces 16-17 ani

MPZ III (Sanfilippo)

• Deficit de heparan N-sulfataza; in urina se pune in evidenta heparan sulfatul

• Debut 3-6 ani• Clinic: implicare severa a SNC; trasaturi

grosolane,hirsutism,usoara hepatosplenomegalie,hidrocefalie; devin agresivi; profund retardati

• Deces:20-30 ani

MPZ IV (Morquio)

• Deficit de N acetilgalactozamin 6 sulfataza; in urina se detecteaza keratan sulfat

• Clinic: manifestarile ortopedice sunt pe primul plan(genu valgum, statura ica, laxitate ligamentara, displazie spondiloepifizara,instabilitate atlantoaxiala

• Forma severa – deces 30-40 ani; forma usoara – speranta de viata normal

MPZ V (Maroteaux- Lamy)

• Deficit de N acetigalactozamin-4-sulfat; in urina se detecteaza dermatan sulfat

• Debut 1-3 ani• Clinic: asemanator MPZ I (Hurler), opacitate

corneana, trasaturi grosolane, defecte scheletale, inteligenta normala

• Deces: 30 ani

MPZ VI (SLY)

• Deficit de β-glucuronidaza, in urina se detecteaza dermatan si heparan sulfat

• Este rara • Forma severa se asociaza cu hidrops fetal,

hepatosplenomegalie

Test screening

• Se poate efectua screening prenatal (teste moleculare din vili corionici in saptamana 12 de gestatie sau prin amniocenteza in saptamana 15-18 de gestatie)

• Postanatal: teste biochimice (dozarea in urina a dermatan,heparan, keratan sulfatului)

Management

• Radiografii: dysostosis multiplex (macrocefalie, suturi inchise prematur, sela turcica in forma de “J”, calvarium ingrosat; dentitie (malpozitie); clavicule scurte, groase, neregulate; cifoza; coxa valga; diafize mari cu metafize neregulate

• CT cranian : pt hidrocefalie• Ecografie cardiaca • Ex Oftalmologic : electroretinografie• ORL: audiograma, potentiale evocate

Tratament

• Terapie genica - Laronidaza – imbunatateste capacitatea de a merge si functia pulmonara; folosit mai ales in MPZ I (Hurler)

• ORL : protezare auditiva• Transplantul de maduva osoasa: efecte

benefice asupra hepatosplenomegaliei , obstructiei de cai aeriene si asupra bolilor cardio-pulmonare

• Chirurgical: hidrocefalia (shunt ventriculoperitoneal; transplant de cornee; inlocuire de valve; traheostomie ; ortopedic

Fibroza chistica

Cea mai frecventa boala genetica cu transmitere AR

~ 1 la 3300 sunt nascuti cu FC in populatia caucaziana

Frecventa heterozigotilor 1:22- 28 Heterozigotii pentru unele mutatii prezinta

avantaj selectiv, mutatia conferind protectie pentru unele boli infectioase

Plaminii si sinusurile GI, ficat si pancreas Sistem endocrin Sistemul reproductiv

Cresterea concentratiei de Na+ si Cl- in secretiile sudorale

Tuse, wheezing, insuficienta respiratorie

Infectii pulmonare ex. pneumonie/bronsita

Apetit prezent/greutate scazuta

In 1989 gena CFTR a fost clonata Este o gena de 230kb localizata pe

cromozomul 7q31.3 Gena contine 27 de exoni si codifica o proteina

de 170 kD Recent gena a fost inclusa in familia genelor

transportorilor ABC ca si ABCC7 (cu caseta de legare la ATP)

Gena CFTR codifica o protein canal transmembranar de Cl-, cu 5 domenii functionale: 2 domenii transmembranare (MSD), 2 domenii de legare ATP (NBD) si un domeniu reglator cu mai multe situsuri de fosforilare

Au fost descrise peste 1000 de mutatii Mutatia ∆F508 are o frecventa de circa 70% in

tarile Europei de Nord si circa 32% in Romania Dintre alte mutatii doar 7 au frecventa ce

depaseste 0,5% 1677delTA este o mutatie frecventa in Balcani

si Asia mica

Prima mutatie identificata Deletie de 3 nucleotide reprezentind codonul

pentru Phe din pozitia 508 a proteinei Are o frecventa crescuta datorita avantajului

selectiv care il confera heterozigotilor prin reducerea pierderilor de apa in cazul holerei

Indivizii homozigoti pentru mutatie fac CF si nu se reproduc

Heterogenitate clinica datorata heterogenitatii alelice , a genelor modificatoare si factorilor de mediu

Corelatia intre tipul mutatiei si functia pancreatica :Mutatiile nonsens/∆F508 – insuficienta pancreaticaMutatiile ce produc o proteina partial functioanala –

nu altereaza functia pancreatica

Purtatorii aceleeasi mutatii au grad crescut de variabilitate a alterarii pulmonare

Nu au fost identificate gene modificatoare a fenotipului pulmonar

Au fost identificate gene modificatoare ce influenteaza ileusul meconial localizat pe cromozomul 19q13

Testul sudorii Teste screening Teste genetice

Masoara concentratia de Cl- si Na+ in secretiile sudorale

Valoare de referinta pentru Cl- din secretia sudorala este de 40 mmol/L

Peste 60 mmol/L – diagnostic de FC Doua masuratori pozitive in 2 zile separate pun

diagnosticul de FC La interpretarea rezultatului este important

istoricul familial, aspectele clinice si varsta pacientului

In UK toti noi nacutii sunt supusi screening-ului Se recolteaza sange la 6 zile dupa nastere Se detecteaza nivelul crescut al tripsinogenului Tripsinogenul crescut se poate datora blocarii

ductului pancreatic in utero la bolnavii de FC Programul de screening identifica circa 10%

din cazurile noi de FC

Exista teste genetice comerciale numai pentru mutatiile cele mai frecvente

In cazul mutatiilor rare este nevoie de secventiere directa a genei

Pe piata exista kit-uri ce permit identificare a pana la 30 de mutatii din gena CFTR (innogenetics)

Testarea genetica nu poate prezice gradul de severitate a bolii

Kinetoterapie – drenaj postural Tratament antibiotic pentru infectii pulmonare Alte medicamente

Antiinflamatori Bronhodilatatoare Mucolitice (human Dnase, acetilcisteina) Oxigenoterapia

Dieta bogata caloric (grasimi, proteine) Enzime pancreatice orale (kreon) Suplimentarea cu vitamine A, D, E si K

Aerosolii cu ATP sau UTP au efect terapeutic la nivelul cailor respiratorii prin cresterea secretiei canalului de Cl Ca-dependent

ATP si UTP sunt rapid degradati avand efect terapeutic scurt

Au fost sintetizati liganzi pentru receptorii purinergici (P2Y2) cu stabilitate superioara ATP si UTP

Unii compusi din clasa aminoariltiazolici au actiune de chaperone moleculare

Acesti compusi au fost descrisi ca fiind implicati in marirea stabilitatii la nivelul membranei a proteinei mutante ∆F508, efectiv corectand efectele mutatiei

De asemenea, quinazolinone VRT-325 pot corecta efectul si a altor mutatii in CFTR

Derivatii acestor compusi sunt acum in stadiul de studii clinice

Consultul si sfatul genetic

Consultul genetic = act medical specializat si complex prin care se pune sau se evalueaza diagnosticul unei boli, se precizeaza componenta genetica si se acorda sfat genetic bolnavului sau familiei sale

Sfatul genetic = proces de comunicare in care rudele cu risc sau bolnavul sunt sfatuiti in ceea ce priveste: natura si consecintele bolii, riscul de recurenta si caile prin care riscul poate fi redus sau prevenit

Sfatul genetic

• Ajuta sa inteleaga diagnosticul si evolutia probabila a bolii

• Sa precizeze modul in care factorii genetici contribuie la producerea bolii, modul ei de transmitere si riscul de recurenta

• Sa inteleaga optiunile si alternativele reproductive

Principiile generale ale consultului genetic

• Evaluarea pacientului si a familiei• Anamneza personala:

- anamneza gestationala: conceptie, evolutia sarcinii,nastere

- anamneza neonatala: adaptarea la viata extrauterina

- anamneza postnatala: evaluarea cresterii si dezvoltarii psiho-motorie

• Anamneza familiala:informatii despre starea fizica si mentala a indivizilor familiei precum si functia reproductiva; realizarea arborelui genealogic

Arborele genealogic

• Incepe in mod obisnuit cu individul care solicita consultatia genetica si care poate fi sau nu afectat, el se numeste consultand

• Pentru prima persoana care aduce familia in atentia medicala se foloseste termenul de proband (sau caz index)

• In realizarea arborelui genealogic se folosesc simboluri si informatii standard

Arborele genealogic

Indicatiile sfatului genetic• Pacientul bolnav: pentru diagnostic, tratament

si calcularea riscului de recurenta (RR)• Pacientul sanatos, dar cu risc genetic crescut(

ruda afectata), doreste sa stie daca va face boala

• Cuplul sanatos:preconceptional (in situatia unor rude afectate, varsta materna peste 35 ani, exista tulburari de reproducere); prenatal ( antecedente familiale pozitive, expunere la teratogeni, identificarea unor semne ecografice de alarma); postnatal ( nasterea unui copil afectat)

Principiile sfatului genetic

• Este importanta acuratetea diagnosticului clinic si etiologic

• Explicatiile oferite trebuiesc adaptate la nivelul de intelegere al parintilor/ pacientului – este imporant ca parintii/pacientul sa retina toate elementele necesare unei perceptii exacte a situatiei

• Caracter non-directionala: medicul sfatuieste cuplul dar nu ia decizii in locul acestuia

• Pacientii confruntati cu o problema genetica necesita psihoterapie

Etapele sfatului genetic

• Prezentarea afectiunii, manifestarile si consecintele ei, evolutia probabila si prognosticul bolii,posibilitatea de ingrijire si prevenire a complicatiilor

• Natura genetica a bolii, macanismul de producere, modul de transmitere ereditara

• Prezentarea riscului • Alternativele si optiunile reproductive

determinate de riscul de recurenta

Alternativele si optiunile reproductive

• Alternative: contraceptia, reproducere asistata prin donare de gameti, diagnostic preimplantator, adoptie

• Optiuni: diagnostic prenatal,terminarea sau continuarea unei sarcini cu fat afectat