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Ema Grilo | 1 Out 2014
DOENÇAS DOS PEROXISSOMAS
INTRODUÇÃO
BIOGÉNESE DOS PEROXISSOMAS
FUNÇÕES DOS PEROXISSOMAS
DOENÇAS DOS PEROXISSOMAS
CLASSIFICAÇÃO SEGUNDO DEFEITO ENZIMÁTICO
APRESENTAÇÃO CLÍNICA
CLASSIFICAÇÃO SEGUNDO A IDADE DE APRESENTAÇÃO
DIAGNÓSTICO BIOQUÍMICO
DIAGNÓSTICO GENÉTICO
TRATAMENTO
2
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO
Organelos vesiculares, envolvidos por membrana
Presentes no citoplasma de todas as células (excepto GV maduros)
Encontram-se em > quantidade no fígado e rim
Não contêm o seu próprio genoma, mas replicam-se por divisão como as mitocôndrias
Sofrem fusão e fissão, utilizando muitas das proteínas usadas em processos semelhantes na mitocôndria
3 ETAPAS:
1- Síntese proteica nos ribossomas
Dirigidos através de PTS - Peroxissomal Targeting Signals receptores específicos
2- Sistema de importação de proteínas para a membrana e matriz do peroxissoma
3- Divisão dos peroxissomas pré-existentes
2
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3
BIOGÉNESE DOS PEROXISSOMAS
Complexo sistema multiproteico de importação
fundamental na biogénese e proliferação dos
peroxissomas
- Reconhecimento de proteínas citoplasmáticas a
transportar para o peroxisoma (membrana e matriz)
- Codificadas pelos genes PEX (>15)
Qualquer mutação num dos genes PEX perda
de função das peroxinas anula a biogénese
dos peroxissomas doenças do Espectro
Zellweger
BIOGÉNESE DOS PEROXISSOMAS
PROTEÍNAS PEX-PEROXINAS
Catabólicas 3. Beta-oxidação: AGCML (Ác. Gordos Cadeia Mto Longa) Ácido pristânico (derivado do fitânico) – (origem na dieta) DHCA e THCA (Ác. di e trihidroxicolestanóico – intermed. Síntese ác. biliares)
4. Alfa-oxidação ácido fitânico (origem na dieta)
5. Catabolismo da lisina (via ác. pipecólico e ác glutárico) 6. Eliminação de moléculas tóxicas para a célula: H2O2 via catalase Glioxilato via alanina glioxilato transaminase
Anabólicas
1. Síntese de plasmalogénios (éter-fosfolípidos: memb. celulares / mielinização)
2. Síntese do colesterol e dos ác. biliares (a partir do mevalonato)
FUNÇÕES DO PEROXISSOMA
Muitos substratos são processados pelas
reacções oxidativas nos peroxissomas
Muito importantes no metabolismo lipídico:
1. Síntese de éteres-fosfolipídeos - plasmalogénios
- constituintes de membranas celulares e mielina
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FUNÇÕES DO PEROXISSOMA
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FUNÇÕES DO PEROXISSOMA
Muitos substratos são processados pelas
reacções oxidativas nos peroxissomas
Muito importantes no metabolismo lipídico:
1. Síntese de éteres-fosfolipídeos - plasmalogénios
- constituintes de membranas celulares e mielina
2. Formação de ácidos biliares a partir do colesterol
- via do mevalonato
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FUNÇÕES DO PEROXISSOMA
Muitos substratos são processados pelas
reacções oxidativas nos peroxissomas
Muito importantes no metabolismo lipídico:
1. Síntese de éteres-fosfolipídeos - plasmalogénios
- constituintes de membranas celulares (…mielina)
2. Formação de ácidos biliares a partir do colesterol
- via do mevalonato
3. Beta-oxidação dos AGCML
4 etapas mitocôndria / peroxissoma mas:
Especificidade de substrato
Mitocôndria: AG cadeia curta, média e longa
Peroxissoma: AGCML (C>20), AG ramificados
Conversão dos AG complexos em formas que podem ser posterior/ metabolizados pela mitocôndria
Mitocondria: a oxidação dos AG resulta na formação de NADH
Peroxissoma: a oxidação dos AG resulta na formação de NADH e de H2O2 (reduzido pelas catalases)
FUNÇÕES DO PEROXISSOMA
B-OXIDAÇÃO DOS ÁC. GORDOS
Acil-CoA-oxidase
Hidratase
3-hidroxiacil-CoA desidrogenase
Tiolase
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r FUNÇÕES DO PEROXISSOMA
Processamento de muitos substratos através
reacções oxidativas nos peroxissomas
Muito importantes no metabolismo lipídico:
1. Síntese de éteres-fosfolipídeos - plasmalogénios
- constituintes de membranas celulares e da mielina
2. Formação de ácidos biliares a partir do colesterol
- via do mevalonato
3. Beta-oxidação dos AGCML
4. Alfa-oxidação do ác. fitânico
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r FUNÇÕES DO PEROXISSOMA
Muitos substratos são processados pelas
reacções oxidativas nos peroxissomas
Muito importantes no metabolismo lipídico:
1. Síntese de éteres-fosfolipídeos - plasmalogénios
- constituintes de membranas celulares (…mielina)
2. Formação de ácidos biliares a partir do colesterol
- via do mevalonato
3. Beta-oxidação dos AGCML
4. Alfa-oxidação do ác. fitânico
5. Catabolismo da lisina - via ácido pipecólico e
ácido glutárico
6. Degradação de compostos tóxicos
Os produtos a degradar são marcados pela PEX5 e transportados para o peroxissoma, onde sofrem a acção de oxidases e catalases
Gould & Collins (2002) peroxissomal-protein import: is it really that complex? Nature Reviews Molecular Cell Biology 3, 382-389
FUNÇÕES DO PEROXISSOMA
DESINTOXICAÇÃO CELULAR
DESINTOXICAÇÃO
O peroxissoma contém enzimas direta/ relacionadas com o metabolismo do H2O2
O H2O2 é tóxico para organismo por ser uma fonte de radicais livres
A catalase converte o peróxido de hidrogénio em H2O e O2
Makino et al (2004 ) A metabolic model describing the H2O2 elimination by mammalian cells including H2O2 permeation through cytoplasmic and peroxissomal membranes: comparison with experimental data. Biochimica et Biophysica Acta 1673 (3) 149–159.
FUNÇÕES DO PEROXISSOMA
DESINTOXICAÇÃO CELULAR
DOENÇAS DOS PEROXISSOMAS
1. DEFEITOS DA BIOGÉNESE
Síndrome de Zellweger
Adrenoleucodistrofia neonatal
Dª de Refsum Infantil
Condrodisplasia Rizomélica Puntacta tipo 1
2. DÉFICE ENZIMÁTICO ISOLADO
Défice de racemase - pristânico e ác. biliares +++
Dª de Refsum clássica – fitânico +++
Hiperoxalúria tipo I – glioxilato +++
Acidúria mevalónica – colesterol ---
CDRP tipo 2 e 3 – plasmalogénios ---
Acatalasémia – catalase ---
Adrenoleucodistrofia lig.X
Défice de acil-CoA oxidase
Défice da proteína bifuncional
AGCML +++
Espectro Zellweger Genes PEX (≥15) - peroxinas
DOENÇAS DOS PEROXISSOMAS
CLASSIFICAÇÃO
Defeitos da biogénese e/ou função do peroxissoma resultam em:
Acúmulação de AGCML - citotóxicos para as células neuronais
DOENÇAS DOS PEROXISSOMAS
Defeitos da biogénese e/ou função do peroxissoma resultam em:
Acúmulação de AGCML - citotóxicos para as células neuronais
Acumulação de intermediários dos ácidos biliares - hepatotóxicos
DOENÇAS DOS PEROXISSOMAS
Defeitos da biogénese e/ou função do peroxissoma resultam em:
Acúmulação de AGCML - citotóxicos para as células neuronais
Acumulação de intermediários dos ácidos biliares - hepatotóxicos
Diminuição da síntese do ácido docosahexanóico (DHA) e de plasmalógenios danifica as membranas celulares
DOENÇAS DOS PEROXISSOMAS
DOENÇAS DOS PEROXISSOMAS
APRESENTAÇÃO CLÍNICA
Dismorfismos craniofaciais
Alterações
esqueléticas
Alterações Hepáticas e GI
Hepatomegália Icterícia
Colestase MPP
Alterações neurológicas
Hipotonia Convulsões
Encefalopatia Neuropatia periférica Lesão neurossensorial
16 doenças - grande variabilidade fenotípica
(Saudubray- 2010)
Neonatal
1 - 6 Meses
6M - 4 Anos
> 4 Anos
Saudubray, van den Berghe, Walter (Editors). Inborn Metabolic Diseases Diagnosis and Treatment Fifth Edition. Springer
DOENÇAS DOS PEROXISSOMAS
CLASSIFICAÇÃO CLÍNICA SEGUNDO A IDADE
Hipotonia grave desde o nascimento Dificuldades alimentares
Hiporreactividade / Convulsões
Dismorfismos cranio-faciais
Alt. esqueléticas (calcif. epifisárias)
Hepatomegalia/ icterícia /colestase
Cataratas/ retinopatia/ glaucoma
Surdez neurossensorial
Neonatal
Doenças
S. Zellweger
Espectro Zellweger
- Adrenoleucodistrofia NN
Condrodisplasia Rizomélica Puntacta
Def. proteina bifuncional
Doença da proteína dinamina-like 1
Def. de acil-CoA oxidase
DOENÇAS DOS PEROXISSOMAS
1973 - S. cérebro-hepato-renal
Hipotonia grave
Dismorfismos faciais
Doença hepática
Doença renal
Histologia: ausência de peroxissomas hepáticos
SÍNDROMA DE ZELLWEGER
Hipotonia grave e FM desde o nascimento
Dismorfismos típicos
Fontanela ↑↑, fronte proeminente, epicantus, implantação baixa pavilhões auriculares …
Calcificações epifisárias
Doença hepática
Hepatomegália, “peroxissomas fantasmas”
Alt. oculares e surdez neurosensorial
Quistos renais
Morte - 1º ano de vida
SÍNDROMA DE ZELLWEGER
www.neuropathologyweb.org/chapter10/chapter10...
Paquigiria Depósitos lípidos
RMN cerebral: alt.migração neuronal, atraso na mielinização
SÍNDROMA DE ZELLWEGER
Biópsia hepática: cirrose
A síndrome de Zellweger clássica é a variante mais grave dos distúrbios da biogénese dos peroxissomas
O termo “espectro Zellweger” reflecte o continuum de doença grave ligeira
Síndroma Zellweger (ZS)
Adrenoleucodistrofia neonatal (NALD)
Dª de Refsum infantil (IRD)
Sobreposição de fenótipos clínicos, c/ diferentes graus de gravidade
A distinção nem sempre é clara (NALD vs IRD)
Mais grave
Menos grave
ESPECTRO ZELLWEGER
ESPECTRO ZELLWEGER ESPECTRO ZELLWEGER
S. ZELLWEGER CLÁSSICO
Dismorfismos craniofaciais
Encurta/ rizomélico dos M
Calcificações epifisárias
Hipotonia grave
Convulsões
Doença hepática
Doença ocular e surdez NS
Quistos renais
MPP
ADRENOLEUCODISTROFIA NN
Dismorfismos (+++hipoplasia 1/3 médio da face)
Sintomas no latente: tremor, reflexos, convulsões
Def.. visual e auditivo progressivos
ADPM
Insuf SR pouco significativa (ACTH )
Ø quistos renais /calcificações
D. REFSUM INFANTIL
Dismorfismos minor
Idade de inicio dos sintomas variável
Sintomas neurológicos e GI: Ataxia, deterioração
cognitiva lenta mod-grave; vómitos/diarreia/ malab/ hepatomegalia e cirrose
Ø alt migração neuronal nem leucodistrofia progressiva
(Imagens cedidas pela ProfªDoutora Esmeralda Martins- H.Mª Pia Porto)
Dismorfismo facial típico (hipoplasia do 1/3
médio da face, com nariz em sela)
Encurtamento rizomélico dos membros ++++
Múltiplas contraturas articulares
Grave atraso de crescimento e psicomotor
Cataratas
RMN cerebral: atraso na mielinização,
atrofia cerebelosa, dilatação ventricular
CONDRODISPLASIA RIZOMÉLICA PUNCTATA
O fenótipo RCDP clássico é geneticamente heterogéneo (PEX7 no RCDP tipo 1&
GNPAT e AGPS no RCDP tipo 2 e tipo 3; DD c/ formas AD e ligadas ao X)
“Fendas” dos corpos vertebrais
Calcificações puntiformes das
epífises (podem desaparecer
aos 2A)
Possível ictiose
Variabilidade fenotípica
Fotos de: Rudolph's Pediatrics-2003 online
CONDRODISPLASIA RIZOMÉLICA PUNCTATA
Envolvimento grave do SNC - hipotonia,
convulsões, e neuropatia periférica e ADPM
Deficiência de vitamina D
Morte: 6 meses - 2 anos
Defeito enzimático isolado da β-oxidação AG peroxissomal mais diagnosticado
Manifestações clínicas semelhantes ao Zellweger ou Adrenoleucodistrofia NN
DÉFICE DE PROTEINA BIFUNCIONAL
Envolvimento grave do SNC - hipotonia,
convulsões, e neuropatia periférica e ADPM
Deficiência de vitamina D
Morte: 6 meses - 2 anos
Defeito enzimático isolado da β-oxidação AG peroxissomal mais diagnosticado
Manifestações clínicas semelhantes ao Zellweger ou Adrenoleucodistrofia NN
DÉFICE DE PROTEINA BIFUNCIONAL
MPP
Hepatomegalia
Icterícia colestática
Problemas gastrointestinais
Alt. visuais
HipoCLT, hipoLP,
Déf. vit. lipossolúveis (ADEK)
Doenças
Espetro Zellweger
CDRP - formas ligeiras
Def. proteina bifuncional
1-6 meses
DOENÇAS DOS PEROXISSOMAS
Má evol. estaturo ponderal
Alt. neurológicas
ADPM
Alt. visuais e auditivas
Osteoporose
Doenças
Formas ligeiras do Espetro Zellweger
- Doença de Refsum Infantil
CDRP – formas ligeiras
Adrenoleucodistrofia de instalação tardia
6M-4A
DOENÇAS DOS PEROXISSOMAS
Alt. comportamento
Deterioração cognitiva e motora
Desmielinização subst. branca
Paraparésia espástica
Alt. visuais e auditivas
Neuropatia periférica, alt. marcha
Doenças
Adrenoleucodistrofia lig. ao X
Dª de Refsum Clássica
Def. racemase
> 4A
DOENÇAS DOS PEROXISSOMAS
Doença dos peroxissomas mais comum
Forma cerebral infantil (até 40% das X-ALD) – fenótipo + grave
Início 5 - 12 anos
Alterações comportamento / Dific. Escolares
Perda de visão, audição
Ataxia cerebelosa
Convulsões
Estado vegetativo com tetraplegia espástica
Hipoglicémia, perda de sódio
Hiperpigmentação da pele (ACTH >>)
RMNce: Lesões desmielinizantes, occipitais, simétricas
ADRENOLEUCODISTROFIA LIGADA AO X
www.neuropathologyweb.org/chapter10/chapter10...
Gliose e inflamação
Depósitos lípidos
Desmielinização
Variabilidade fenotípica … escassa correlação c/ genótipo ou alt. BQ
ADRENOLEUCODISTROFIA LIGADA AO X
Fenótipo Descrição Início Frequência em
familiares Cerebral infantil Declínio neurodegenerativo progressivo,
com dª da substância branca, convulsões sem tratamento … estado vegetativo
3–10 anos 31–35%
Cerebral adolescente ~ infância, progressão mais lenta 11–21 anos 4–7%
Adrenomieloneuropatia (AMN)
Neuropatia progressiva, paraparésia; ~ 40% progridem para envolvimento cerebral
21–37 years 40–46%
Cerebral adulto Demência, alt comportamento, progressivo, mas sem fenótipo AMN
Idade adulta 2–5%
Olivo-ponto-cerebelar Envolvimento cerebral & tronco cerebral adolescência- idade adulta
1–2%
“Dª de Addison” Insuficiência adrenal < 7.5 anos até 50% na criança, varia com a idade
Assintomático Possível: insuf SR ou fenótipo AMN subclínicos
+ comum em rapazes mais
novos
% de assintomáticos diminui com a idade
Fenótipos no sexo masculino
Moser, Hugo W.; Smith, Kirby D.; Watkins, Paul A.; Powers, James; Moser, Ann (2004). "X-Linked Adrenoleukodystrophy". In Scriver, C.W.; Beaudet, A.L.; Sly, W.S. et al. Metabolic and Molecular Bases
of Inherited Disease (8th ed.). New York: McGraw Hill.
ADRENOLEUCODISTROFIA LIGADA AO X
Fenótipos no sexo feminino
Moser, Hugo W.; Smith, Kirby D.; Watkins, Paul A.; Powers, James; Moser, Ann (2004). "X-Linked Adrenoleukodystrophy". In Scriver, C.W.; Beaudet, A.L.; Sly, W.S. et al. Metabolic and Molecular Bases
of Inherited Disease (8th ed.). New York: McGraw Hill.
Fenótipo Descrição Início Frequência em familiares
Assintomático Sem doença cerebral nem adrenal Maioria das mulheres < 30 anos
Diminui com a idade
Mielopatia ligeira ROTs +++, alt. sensoriais mb inf Idade adulta ~50% das mulheres > 40 anos
Adrenomieloneuropatia moderada a severa
~ ao fenótipo AMN nos homens, mais ligeiro e início mais tardio
Idade adulta ~15% das mulheres > 40 anos
Envolvimento cerebral Demência progressiva Idade adulta ~2%
Envolvimento adrenal Insuficiência adrenal primária Qualquer idade ~1%
ADRENOLEUCODISTROFIA LIGADA AO X
Início idade escolar/ adolescência - 50A
Retinopatia
Neuropatia periférica (↓FM, ROT)
Ataxia cerebelosa
Perda auditiva, anósmia
Alt. cardíacas e esqueléticas e cutaneas
LCR: proteínas, cél N
Ø ADPM / défice intelectual / disf. hepática
Dismorfismos minor
Def. racemase (clinica ~ Refsum)
DOENÇA DE REFSUM CLÁSSICA
AGCML Plasmalogénios Ácido Fitânico
Ácido Pristânico
DHCA e THCA
Espectro Zellweger > < N - > N - > >
CDRP I N < N - > N N
X-ALD > N N N N
Def. acil-CoA oxidase > N N N N
Def. prot. bifuncional > N N - > N - > >
Dª de Refsum clássica N N > N N
Def. racemase N N N - > > >
CDRP II e III N < N N N
AGCML: Plasma, fibroblastos A. Fitânico, A.Pristânico: Plasma DHCA e THCA: Plasma, urina Plasmalogénios: GV
DOENÇAS DOS PEROXISSOMAS
DIAGNÓSTICO BIOQUÍMICO
Espectro Zellweger - elevado grau de heterogeneidade genética
Mut. PEX1 - 70% dos casos
Mut. PEX6, PEX10, PEX12 ou PEX26 - 20%
Mut. PEX13, PEX14, PEX16, PEX19, PEX2, PEX3, PEX5 PEX11B - menos comuns
Fenótipo correlaciona-se com o efeito da mutação na proteína
… mas sem correlação PEX – fenótipo
Condrodisplasia rizomélica punctata
Mut. PEX7 - tipo I
Mut. GNPAT - tipo II
Mut. AGPS – tipo III
Adrenoleucodistrofia ligada ao X
Mut. ABCD1 (transportador de membrana dos AGCML para os peroxissomas)
DOENÇAS DOS PEROXISSOMAS
DIAGNÓSTICO GENÉTICO
Todas AR exceto X-ALD
Teste do portador e DPN é possível se ambos alelos causadores de dª conhecidos
O DPN através de testes bioquímicos é possível se fibroblastos do caso índex manifestarem défice
Defeitos bioquímicos devem ser confirmados em culturas de fibroblastos do doente, uma vez que os defeitos bioquímicos presentes nos fluidos corporais / fígado podem não ser detectáveis em células cultivadas ("mosaicismo peroxissomal")
DOENÇAS DOS PEROXISSOMAS
DIAGNÓSTICO GENÉTICO
Adrenoleucodistrofia ligada ao X
Tratamento da insuf. Adrenal
Transplante de medula óssea nos pré-sintomáticos (< alt. neurol; ≥ alt. RMN)
Óleo de Lorenzo (ác oleico e erúcico) + dieta ↓ AGCML, clinica/ ineficaz
Lovastatina?
Doença de Refsum
Dieta de restrição de ácido fitânico
Doenças do espectro Zellweger
Ácido docosahexaenóico (DHA) ??
DOENÇAS DOS PEROXISSOMAS
TRATAMENTO
OBRIGADA PELA VOSSA ATENÇÃO !
DOENÇAS DO PEROXISSOMA
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