Tema 7 (Bolilla 7) Química Biológica Patológica Dra. Silvia Varas qbpatologica.unsl@gmail.com...

Tema 7 (Bolilla 7)

Química Biológica Patológica

Dra. Silvia Varasqbpatologica.unsl@gmail.com

Hipotiroidismo Congénito

FISIOLOGIA Y METABOLISMO DE LA GLANDULA TIROIDEA

BIOSÍNTESIS CIRCULACION METABOLISMO CAPTACION CELULARBASES MOLECULARES DE LA ACCION DE LAS HORMONAS TIROIDEAS

Biosíntesis YodoCiclo de YodurosRecaptación de yoduros por la tiroidesTiroglobulina (Tg)Sistema generador de H2O2

Tiroperoxidasa (TPO)

Biosíntesis: PasosCaptación de Yoduro por las células folicularesFormación de H2O2

OrganificaciónAcoplamiento de MIT y DIT para formar HTDeposito y almacenamiento de la Tg yodada en el lumen

E + H2O2 + I- + Tyr

E

E + MIT

1

2

I+

Tyr°

Acción de TPO

Se forma T3 tras el acoplamiento de un residuo MIT y otro DIT y T4 se forma al unirse dos residuos DIT Aproximadamente de un total de 120 residuos tirosilo contenidos en la tiroglobulina, sólo unos 25-30 aparecen como MIT y DIT y 6 a 8 como T3 y T4

FISIOLOGIA Y METABOLISMO DE LA GLANDULA TIROIDEA

BIOSÍNTESIS CIRCULACION METABOLISMO CAPTACION CELULARBASES MOLECULARES DE LA ACCION DE LAS HORMONAS TIROIDEAS

Circulación• Las hormonas tiroideas circulan en el plasma

unidas a proteínas transportadoras. Sólo una pequeña fracción circula como hormona libre.

• La T4 es transportada por: • Globulina fijadora de tiroxina (TBG), • Transtiretina (TTR), antes conocida como pre-

albúmina fijadora de tiroxina, (TBPA) y por • Albúmina, en ese orden de importancia. • La T3, en cambio, se une a TBG y TTR pero con

menor afinidad respecto de T4.

Los niveles plasmáticos hormonales en hombres

adultos normotiroideos son: T4: 4-12 mg/dl de plasma, de los cuales aproximadamente 2 ng corresponden a la hormona libre.T3: 80-220 ng/dl de plasma de los cuales 0,4 ng/dl de plasma corresponden a la fracción libre.

FISIOLOGIA Y METABOLISMO DE LA GLANDULA TIROIDEA

BIOSÍNTESIS CIRCULACION METABOLISMO CAPTACION CELULARBASES MOLECULARES DE LA ACCION DE LAS HORMONAS TIROIDEAS

Metabolismo

FISIOLOGIA Y METABOLISMO DE LA GLANDULA TIROIDEA

BIOSÍNTESIS CIRCULACION METABOLISMO CAPTACION CELULARBASES MOLECULARES DE LA ACCION DE LAS HORMONAS TIROIDEAS

CAPTACIÓN CELULAR DE LAS HORMONAS

TIROIDEAS Membrana Plasmática:• Transportador monocarboxilato 8 (MCT8),

MCT10, y • Péptido que transportan aniones

orgánicos1 C1 (OATP1 C1) (cerebro)Intracelular?• Transporte intracelular: CRYM (-

cristalina)

FISIOLOGIA Y METABOLISMO DE LA GLANDULA TIROIDEA

BIOSÍNTESIS CIRCULACION METABOLISMO CAPTACION CELULARBASES MOLECULARES DE LA ACCION DE LAS HORMONAS TIROIDEAS

BASES MOLECULARES DE LA ACCIÓN DE LAS HORMONAS

TIROIDEAS

Receptores de hormonas tiroideas

DESORDENES GENÉTICOS DE ENFERMEDADES

TIROIDEAS CONGÉNITAS

CLASIFICACION

1:2000 -4000 RN

Hipotiroidismo Congénito

Dishormonogenesis (AR), defectos en:

- Tiroglobulina- Tiroperoxidasa- Simporter Na-I - Pendrina- DUOX y DUOXA2

- Deiodinación

Insensibilidad del órgano blanco (mayoritariamente AD)

- Resistencia a las HT

Disfunción Hipotalámica- Defectos TRH (AR)

Disfunción Pituitaria- Mutaciones -TSH (AR)- Defectos R TRH (AR)

Disgenesia Tiroidea Intrínseca- Agenesis >>Esporádica; casos raros con

mutaciones TTF2- Hipoplasias: >> esporádica, pequeña

proporción (con mutaciones en Pax8 (AD) y mutaciones en R TSH (AR).

- Ectopias: mayoritariamente esporádica; pequeña proporción con mutaciones PAX8

- Hemiagenesis

Con Bocio

(10-15%)

Sin Bocio

(85-90%)

Etiología del Hipotiroidismo Congénito

15%

15%

10%

60%

H.C. con BocioAtireosisHipoplasiaEctopia

DEFECTOS A NIVEL CENTRAL I

Defectos en el desarrollo de la hipófisisLHX3 y LHX4; HESX1 (también llamado

RPX), Los defectos en el receptor de TRH y TRHDefectos en la síntesis de hormona estimulante del tiroides (TSH)

PIT1/POU1F1; PROP1(PROP paired-like homeobox1)Defectos estructurales de TSH

DEFECTOS A NIVEL CENTRAL II: ALTERACIONES EN LA FUNCION

TIROIDEA Y EN EL RECEPTOR DE TSH

Dominio Extracelular

Dominio Transmembrana

Dominio Intracelular

Gq

G

Gs

G

AC

ATP

AMPc

PKA

Secreción

NISTgTPO

Proliferación

FL C

TSH

R-TSH

DAG

Ca2+

PKC

Generación H2O2

IodinaciónSíntesis HT

IP3

+

+

+

+

+ +

+

+

+

+ +

+

+

Criterios de Diagnostico para Insensibilidad a TSH

In vivo:

1-Hipotiroidismo: sin bocio, tiroides en posición normal

2-Baja captación de 131I y 99mTc

3-Lento recambio de yodo y pequeño reservorio de yodo en la tiroides

4-Sin respuesta a TSH in vivo.

5-Alto niveles plasmáticos de TSH.

In vitro:

1- Coloide pequeño, sin Tiroglobulina, sin gota de coloide.

2-Células epiteliales pequeñas, sin división

3- Sin respuestas a TSH en slices, evidenciado como:

a- No hay acumulación de AMPc o inositol fosfato

b- No hay efectos funcionales: no aparecen gotas de coloide, no hay incremento de oxidación de [1-14C] glucosa , generación de H2O2, etc.

Mutaciones con perdida de la función sobre el R-TSH

8.1- Mutaciones en el Receptor de TSH- Mutaciones con ganancia de función - Mutaciones con pérdida de la función: Resistencia a la tirotropina (MIM 275200)

Tabla Nº3: Tipo de mutación en el RTSH y sus efectos

Cys 41 Ser parcial(?)

Arg 109 Gln parcial

Pro 162 Ala parcial

Ile 167 Asn completa

Gln 324 Stop completa

Cys 390 Trp parcial (?)

406-412 Del+insert

completa

Asp 410 Asn parcial

Phe 525 Leu parcial (?)

Trp 546 Stop completa

Ala 553 Thr completa

655 del AC - completa

+3IVS6 G>C completa

Pro 556Ratón hyt/hyt

Leu completa

DEFECTOS GENÉTICOS DE TIROGLOBULINA, NIS, PENDRINA,

TIROPEROXIDASA Y SISTEMA GENERADOR DE H2O2 (DUOXS Y

DUOX A2)

Defectos Genéticos de la Tiroglobulina

NH2- -COOH

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 1 2

Tir5 Tir 130

Motivo Tipo 1:

Motivo Tipo 2:

Motivo Tipo 3a:

Motivo Tipo 3b:

Segmento Homólogo a Acetilcolinesterasa:

1 2 3

Homodímero: 2x 2750 aminoácidos; 10% hidratos de carbono;

PM 660.000

Gen mas de 48 exones sobre el cromosoma 8q24.2-24.3 y contiene intrones de tamaños variados (de hasta 64 kpb), los cuales representan el

97,5% de las secuencias de este gen

Estructura de la proteína de Tiroglobulina

Ubicación de los sitios hormonogénicos en la Tg

Sitios Aceptores Características del sitio dador

Sitios Dadores

Tirosina 5 (exón 2) Se produce el 40% de la T4

Tirosina 130 (exón 4)

Tirosina 1291 (exón 18) Sitios de formación T4

Tirosina 847 (exón 10)

Tirosina 2254 (exón 44) Sitios de formación T4

Tirosina 1448 (exón 21)

Tirosina 2747 (exón 48) Sitios de formación T3

1: La tirosina dadora aporta el anillo externo de la hormona.

2: La tirosina aceptora aporta el anillo interno de la hormona.

Mutaciones con perdida de función identificados en el

gen de Tiroglobulina humana

Intrón 3Perdida exón 4

Más frecuente

Mutaciones con perdida de función identificados en el

gen de Tiroglobulina humana

Defectos Genéticos de la Tiroglobulina

El perfil bioquímico de los pacientes, por lo general, se caracteriza por: una alta captación de 131-I, descarga de perclorato negativa (N), baja TG sérica y TSH con T4 baja y T3 normal o alta.

Defectos Genéticos de NIS

Proteína: 643aa

Flia SCL 5AOuabaíana

inhibidores competitivos: SCN- y ClO-

4

Defectos Genéticos de NISEl gen está constituido por quince exones que codifican un ARNm de 3,9 kb, y que está ubicado en el cromosoma 19 (19p13.2-p12)

Los criterios de diagnóstico son: (1) bocio con hipotiroidismo o

hipotiroidismo compensado,(2) poca o ninguna absorción de yodo

radioactivo en la glándula tiroides,(3) incapacidad de concentración de

yoduro en glándulas salivales y en estómago.

Defectos Genéticos de NIS

La pendrina también es conocida como SLC26A4 por ser el cuarto miembro de la familia 26A de transportadores de solutos.Posee un dominio STAS (Sulphate Transporter and Anti-Sigma factor) y, dada la homología de secuencia con otros transportadores conocidos de sulfato, se propuso que transportaría también este anión.Pendrina es incapaz de transportar sulfato, pero interviene en la absorción de cloruro y yoduro en forma independiente de sodio En la tiroides, la pendrina se localiza en la membrana apical de las células foliculares y parece estar involucrada en la mediación del flujo de yoduro hacia la luz folicular

Defectos Genéticos de Pendrina

Representación de Pendrina

Más de 160 mutaciones en el gen SLC26A4 Las sustituciones p.L236P, p.T416P y g.IVS8+1G>A ocurren con relativa frecuencia en las poblaciones europeas p.H723R es la más frecuente en población japonesa

SLC26 A4

Defectos Genéticos Sistema Generador de H2O2: Sistema DUOX

DUOX A2

DUOX2

Defectos Genéticos Sistema Generador de H2O2: Sistema DUOX

Defectos Genéticos Sistema Generador de H2O2: Sistema DUOX

Se caracteriza por:• Elevados valores de TSH, • Niveles séricos bajos de hormonas

tiroideas (T3 y T4) y • Elevados de tiroglobulina (TG), • Test de Descarga de Perclorato positiva y • Ausencia de mutaciones en el gen de

TPO. • Estas características bioquímicas suelen

acompañarse de una glándula tiroidea hiperplásica, con o sin bocio clínicamente manifiesto

Defectos Genéticos Sistema Generador de H2O2: Sistema DUOX

Enzima microsomal, ubicada en la membrana apical de células foliculares tiroideas, responsable de la biosíntesis de T3 y T4 a partir de la proteína estructural TG en presencia de H2O2

Defectos Genéticos Tiroperoxidasa

Defectos Genéticos Tiroperoxidasa

Cambio marco lectura (duplicación 20pb, posición 141)

Cambio marco lectura (duplicación GGCC, posición 1277)

Y453D

R540Stop

G590S

R648Q

Cambio marco lectura (7 C8 C, posición 2505-2511)

E799K

CLASIFICACION

Defectos Genéticos Disgenesia tiroidea: expresión de genes

Causas de Disgenesias Tiroideas

Factor de transcripción tiroideo 1 (TTF1 o TITF1 o NKX2.1; MIM 600635). Factor de transcripción tiroideo- 2 (TTF2, TITF2 o FKHL15), Síndrome de Bamforth (MIM 241850). PAX8 (MIM 167415)

Defectos Genéticos Disgenesia tiroidea

Agenesia o atireosis

Representa alrededor del 15-20% de los recién nacidos con hipotiroidismo congénito permanente

Ectopia

Es la presencia de tejido tiroideo fuera de su ubicación normal en ambos lados de la tráquea. Representa alrededor del 60 por ciento de hipotiroidismo congénito permanente. Existe un remanente tiroideo en la vía normal del conducto tirogloso, que es la ruta que sigue la tiroides en desarrollo, a medida que desciende desde la base de la lengua hasta su localización final en el cuello

Hipoplasia

es el diagnóstico cuando la ecografía detecta tejido de la tiroides en su posición normal, pero en cantidades insuficientes para lograr el eutiroidismo a pesar de hiperestimulación por la TSH

Etiología del Hipotiroidismo Congénito

15%

15%

10%

60%

H.C. con BocioAtireosisHipoplasiaEctopia

III- DEFECTOS DE LA ACCION DE LAS HORMONAS TIROIDEAS

RESISTENCIA A HORMONAS TIROIDEAS: TR

1:40.000 RN Transportadores de hormonas

tiroideas: MCT8, MCT10 y OATP1 A2

Resistencia a las hormonas tiroideas: características clínicas, frecuencia de síntomas y signos

HALLAZGOS FRECUENCIA (%)

Glándula Tiroidea Bocio 66-95

Corazón Taquicardia 33-75

Sistema Nervioso Disturbio emocional 60

Comportamiento hiperquinetico

33-68

Déficit de atención desorden de hiperactividad

40-60

Problemas de aprendizaje 30

Retardo mental (CI <70) 4-16

Perdida de la audición (neurosensorial)

10-22

Crecimiento y Desarrollo Corta estatura (<5%) 18-25

Edad ósea retrasada > 2DE 29-47

Bajo índice de masa corporal (en niños)

33

Infecciones en oído y garganta recurrentes

55

Mutaciones en dinucleótidos CpG " en áreas ricas en G y/o C

Dinucleótidos

CpG

Mu

tacio

nes A

socia

das

con

RH

T

Dom

inio

s

Fu

ncio

nale

s

CLUSTER 349 aa

CLUSTER 264 aa

CLUSTER 132 aa

Región Fría 2

(27 aa)

Región Fría 1 (75 aa)

(45 aa)

Dominio que interactúa con represor

Dimerización

MCT8 y MCT10 :Transportador Monocarboxilato 8 y 10

B

A

Dominios transmembrana5’ UTR3’ UTR

Estructura del gen (A) y la proteína (B) de MCT8 humana y las mutaciones informadas

OATP Polipeptido que transporta aniones

orgánicos (Organic Anion-Transporting Polypeptide)

OATP1A2 OATP1C1

FUNDAMENTOS DE LAS PRUEBAS DIAGNOSTICAS UTILIZADAS PARA LA INVESTIGAR LA ETIOLOGÍA DEL

DEFECTO EN LA FUNCIÓN TIROIDEA

Química Biológica Patológica

Hipotiroidismo Congénito II

Pruebas:Captación y escaneo de radionucleidos en la glándula tiroides I131, I123, Tc99m (Pertecnetato)El fundamento de la prueba se basa en que el yodo radioactivo administrado por vía oral se mezcla en forma uniforme con el yoduro endógeno en el liquido extracelular permitiendo calcular el porcentaje de yoduro acumulado por la glándula tiroides que entra y sale del espacio extracelular por unidad de tiempo en condiciones de equilibrio.

13.1.2. Prueba de Descarga con Perclorato

Se realiza una administración de una dosis trazadora de 131I, se miden las cuentas sobre la región tiroidea en intervalos cortos (cada 10-15 minutos). Durante 2 horas.A continuación se administra por vía oral 1 g de perclorato de potasio y se controla la captación durante las siguientes 2 horas, cada 10-15 minutos. En los sujetos normales, la incorporación del radioyodo a la célula tiroidea cesa luego de la administración del inhibidor, pero existe escasa pérdida de la actividad “acumulada” anteriormente a la administración del inhibidor, por el simple hecho de que el yodo no esta como yoduro sino formando parte de yodotirosinas y yodotironinas. Se produce aplanamiento de la curva de captación, ya que se bloquea la fase de transporte.

Por acción competitiva, (1)bloquea la captación de radioyodo por el tiroides y (2) libera el yodo inorgánico intratiroideo, pero no el organificado.

Determinación de Tiroglobulina (Tg) Sérica Los niveles de Tg sérica reflejan la cantidad de tejido tiroideo Anticuerpos anti-tiroides anticuerpo (TRB-Ac) que bloquea R-TSH Determinación Urinaria de derivados iodados Mutaciones Genéticas

Características clínicas del hipertiroidismo congénito

Nacimiento Mayor peso al nacimiento > 4 Kg, Hipotermia transitoria, bocio, llanto anormal.

SignosTempranos

Hipoactividad, dificultad para alimentarse, falla de la ganancia de peso, constipación, distensión abdominal, prolongada ictericia (> 3 días), problemas respiratorios, letargia

Signos Tardíos

Hernia umbilical, macroglosia, mixedema, baja respuesta, desarrollo atrasado, contipación, hipotonía, falla en el crecimiento.

CRIBADO NEONATAL

Material de extracción

lanceta

Aguja metálica nº 25G

mariposa nº 27G

Papel Cromatográfico

Sector donde debe hacerse la punción en el pie del neonato

Zona de extracción con (lanceta)

Talón (lanceta)

Dorso de la Mano

Calidad de las muestras de sangre obtenidas

OPTIMO

RASTREO NEONATAL EN ARGENTINA

Se mide TSH

ResultadosSe evaluaron 1.377.455 recién nacidos,Se confirmaron 568 casos de hipotiroidismo congénito, con una incidencia de 1:2.425

Alguna pregunta??

Muchas gracias por su atención!