90
Bolile monogenice continuare

Genetica - Curs 10

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Genetica

Citation preview

Page 1: Genetica - Curs 10

Bolile monogenice

continuare

MUCOVISCIDOZA (FIBROZA CHISTICA traducerea din engl)

Mucoviscidoza

Una din cele mai frecvente boli genetice

Afectati sunt cu precaderebull Plamanii

bull Pancreasul exocrin

Gena ABCC7 determina sinteza unei forme

anormale de proteina CFTR ( = cystic

fibrosis transmembrane conductance

regulator) care actioneaza ca un canal de

clor la nivelul polului apical al celulelor

epiteliale

Proteina CFTR a fost identificata in celulele din

- plamani - glandele sudoripare

- ficat - si tractul genitourinar

-pancreas

Proteina CFTR (wikipedia)

Mucoviscidoza

Cand proteina CFTR este anormal sintetizata

datorita unei mutatii celulele epiteliale nu mai pot regla

modul in care clorul strabate membranele celulare

Heterogenitate alelica exista peste 900 de mutatii ale

genei

Gena normala ABCC7 de peste 2 105 pb are 27 exoni

Mucoviscidoza

Exonii sunt supusi unei matisari alternative in cazul prezentei

unei mutatii (3 izoforme sunt mai frecvente) astfel pot lipsi exonul

3 sau exonii 2 si 3 (httphmgoxfordjournalsorgcontent371141)

Pentru gena normala ARNm = 6129 pb din care 4443 pb codifica

1480 aminoacizi ai proteinei transmembranare ce regleaza

activitatea canalelor de clor Izoforma 2 se asociaza mai frecvent cu absenta congenitala a

vaselor deferente (httpwwwuniprotorguniprotP13569)

Peste 66 dintre bolnavi au mutatia Δ F508 adica o

deletie de 3pb ce are drept urmare disparitia aa

fenilalanina din pozitia 508 a CFTR

MUCOVISCIDOZA

Cauzele sunt

ndash mutatii nonsens si

ndash mutatii cu sens gresit (engl missense)

ndash deletii si

ndash mutatii ce modifica matisarea (splicing-

ul) ARN-ului

httpnaturecagenome03d1003d_11_ecfm

Genaeste numitatotCFTR

vs

Activarea canalului de clor este un proces complex

HETEROGENITATE ALELICA(POLIALELISM)

Manifestarileclinice sunt rezultatul obstructiei canalelor glandelor exocrine cu secretii vascoase respectiv -infectii pulmonare-malnutritie- dureri abdominale- sinuzite- constipatie-infertilitate

Speranta mediede viata este deaprox 30 de ani

Mucoviscidoza

Exista o serie de teorii (wiki) care explica mecanismele

moleculare presupuse a fi implicate in aparitia bolii

Toate acestea vin in sprijinul observatiei ca majoritatea

modificarilor ce apar in cadrul bolii sunt datorate

ingrosarii cresterii vascozitatii secretiilor

Obstructiile conduc la remodelari si infectii pulmonare

recurente

Tulburarile digestive apar datorita

ndash acumularii enzimelor digestive in pancreas

ndash malabsorbtiei

ndash obstructiei tranzitului intestinal ( fecale cu consistenta crescuta) etc

DIAGNOSTICUL

TABLOUL CLINIC SUGESTIV ndash copilul nu creste

TESTUL SUDORII ndash confirma dg

(concentratia

de sare este

mult peste

valorile

normale)

Pilocarpinastimuleaza secretiasudorala

Conc Cl-

(mmolL )Rezultate

lt 40 Normal

40-60 La limita

gt 60 Anormal

Testul sudorii - interpretare

In mucoviscidoza canalul CFTR de clor este lsquodefectrsquo si nu permite procesul normal de reabsorbtie a Cl- in celulele din ductul glandelor sudoripare pentru a fi refolosit

Prin urmare mai mult clor sta in duct si pe piele in sudoare

Desi canalele de sodiu sunt normale anionii de clor lsquocaptureazarsquo cationii de sodiu

Aceasta se intampla pentru ca secretia sudorala sa ramana neutra electric

httpwwwglowmcomp=glowmcmlsection_viewamparticleid=344

A Relatia dintre gena si un RFLP-lincat KM19 de pe cz 7 + alela KM19 prezenta iar ndash alela absenta la nivelul situsului de restrictie

B B Diagnosticul bolii utilizand RFLP-ul KM19 in ADN amplificat prin PCR Dupa PCR ADN a fost supus digestiei enzimatice cu Pst I si s-a efectuat electroforeza

ANALIZEMOLECULARE

Analiza ADN cu sonde oligonucleotidice specifice unei alele (ASO)

9 pacienti cu mucoviscidoza ADN-ul genomic nefractionat imobilizat pe o membrana de nitroceluloza va hibrida cu sonda heteroduplexul tinta ndash sonda este evidentiat in cele 9 cazuri prin autoradiografie

Sonde monocatenare specifice -ADN normal fara Mutatia Δ F508

- ADN cu mutatia Δ F508

-htz 179-hz 23458

Ce se intampla Nu uitati b autozrec lt== se manifesta doar la homozigotii recesivi

Deci la Htz trebuie sa mai fie alta mutatie prezenta pt a fi bolnavi Iar pacientul 6 are 2 mutatii diferite de Δ F508 (

httpwwwglowmcomp=glowmcmlsection_viewamparticleid=344 )

Mucoviscidoza

Frecventa crescuta a heterozigotilor purtatori in cadrul populatiei generale (1 25) a condus la emiterea ipotezei ca si in acest caz exista un avantaj selectiv

Exista mai multe teorii astfel de ex se presupune ndash a fi implicata susceptibilitatea redusa la diareea epidemica

(holera)ndash ca purtatorii genei sunt rezistenti la febra tifoida si chiar tbc

Concluzia heterozigotii sunt mai rezistenti la aceste infectii determinand o frecventa crescuta a genei in populatia generala

Boala este destul de frecventa in Europa (1 2500 nn)

Mostenirea bolilor ldquoereditarerdquo este complexa

Majoritatea bolilor nu au un mod simplu de transmitere ereditara

Multi factori influenteaza capacitatea genelor de a lsquocladirsquo proteinepolipeptide

Mutatii diferite in aceeasi gena pot produce o gama larga de efecte

In cazul mucoviscidozei gena care controleaza productia mucusului poate suferi peste 300 de mutatii diferite unele produc simptome severe (chiar decesul fiind vorba de o gena letala)) unele produc simptome usoare si altele nu produc nici un fel de simptome

Tratamentul mucoviscidozei dg prenatal ndash depistarea mutatiei screening neonatal fertilizare in vitro si dg genetic preimplantatoriu tratamentul simptomelor infectiilor

bronhopulmonare (antibiotice) stimularea eliminarii secretiilor (fizioterapie

gimnastica aerosoli ndash pot fi si cu alfa dornaza o dezoxiribonucleaza umana recombinanta care scindeaza ADN-ul din sputa scazandu-i vascozitatea)

cresterea imunitatii (mese hipercalorice si vitamine) transplant pulmonar bilateral terapia genica ar urma sa inlocuiasca gena mutanta

cu una normala (uneori lipozomii vectorii virali nu sunt preluati de celule alteori gena normala nu se exprima)

Tratament genichelliphellip inca se testeazahellip

httpwwwcfgenetherapyorgukresearchaerosolhtml

Conform bazei de date canadiene (Cystic Fibrosis Mutation Database) peste 1800 mutatii ale genei CFTR au fost descrise din 1989 cand a fost descoperita

Traditional mutatiile CFTR sunt impartite in 6 clase pe baza efectului probabil

Clasa I produc o proteina nefunctionala Clasa II determina o procesare defectuoasa a proteinei (ex Deletia

F508) Clasa III produc o reglare defectuoasa a canalului Clasa IV determina o conductanta deficitara la nivelul canalului Clasa V se caracterizeza prin splicing anormal Clasa VI sunt mutatii cu efecte necunoscute

Clasificarea mutatiilor ce produc mucoviscidoza

Model toretic al structurii CFTR (impachetarea)

copy2008 by National Academy of Sciences

Tratamentul mucoviscidozei

In mutatiile din clasa II CFTR fiind impachetata gresit este degradata inainte sa ajunga la membrana apicala a celulei

Daca o astfel de proteina incorect impachetata ajunge pana la membrana celulara ea poate functiona suficient pentru a avea un efect vizibil clinic

Corectorii pot interveni ajutand CFTR sa atinga membrana apicala a celulei

Mutatiile din clasa III determina o deschidere redusa a canalului CFTR si implicit un flux scazut de ioni de clor prin lumenul cailor respiratorii

Aceste mutatii precum G551D sunt relativ rare si bolnavii sunt candidati pentru terapia cu potentiatori

Potentiatorii amplifica sau redau functia unei proteine CFTR care este corect localizata la nivelul membranei celulare

Poate ca exista deja un tratament dar nu l-am gasit

Tratamentul mucoviscidozei

In ultimii ani au aparut terapii care vizeaza modularea proteinei CFTR respectiv medicamente care au ca tinta defecte specifice precum transcriptia procesarea sau chiar activitatea CFTR

Medicamentele sunt molecule mici administrate oral si se clasifica in - produse care permit ribozomului sa citeasca prin codonul stop prematur

din ARNm al CFTR (dar nu si codonii stop normali) - corectori care permit impachetarea corecta a CFTR si - potentiatori care sporesc activitatea canalului de clor de la suprafata

celulei [Ashlock et al 2009 OSullivan and Freedman 2009]

FModalitati terapeutice posibile in mucoviscidoza-PTC124reg (Ataluren) permite citirea peste codonul stop anormal precum in mutatiile din clasa I-Corectori de tipul VX-809 utili in mutatiile din clasa II-Potentiatori de tipul VX-770 utili in clasele II III si IV

Celule epiteliale ale cailor respiratorii unde proteina CFTR este colorata in albastru

Tratamentul mucoviscidozei

Ivacaftor (Kalydeco sau VX-770) produs de Vertex Pharmaceuticals se administreaza in SUA din 2012 la pacientii cu mutatia G551D (cate 2 tabletezi cu alimente bogate in lipide) observandu-se imbunatatirea functiei respiratorii si luarea in greutate

G551D este abrevierea standard pentru mutatia in care aminoacidul GLICINA (G) din pozitia 551este inlocuit cu acidul aspartic (D)

G551D produce 4-5 din imbolnavirile cu mucoviscidoza Mutatia G551D permite proteinei CFTR sa ajunga la suprafata celulei

epiteliale dar nu permite transportul clorului prin canalul ionic Ivacaftor imbunatateste acest transport Astfel de medicamente sunt

incluse in potentiatori ai CFTR Acesta devine domeniul unei farmacoterapii personalizate

Fenilalanin-hidroxilaza (PAH) metabolizeaza amino-acidul fenilalanina si il transforma in amino-acidul tirozina

FENILCETONURIA (PKU)Boala se incadreaza in dismetabolii

FENILCETONURIA (PKU)

Gena PAH are 100 kb locusul ei fiind pe cromozomul

12q22ndashq241

Gena PAH cuprinde 13 exoni

Exista cateva sute de mutatii (lista poate fi gasita la PAHdb) ce pot

determina aparitia bolii

Datorita acestei heterogenitati alelice cei mai multi

bolnavi sunt heterozigoti compusi (adica au doua mutatii

diferite)

Fenilcetonuria

PKU este transmisa autozomal recesiv

Mutatia genei PAH determina incapacitatea enzimei

hepatice fenilalanin-hidroxilaza (PAH) de a metaboliza amino-

acidul fenilalanina si deci de a-l transforma in amino-

acidul tirozina

Cand activitatea PAH este redusa fenilalanina se acumuleaza

si este convertita in acidul fenilpiruvic acidul fenillactic

si feniletilamina (fenilcetone) ce pot fi detectate in urina (test

dg) (PHE este metabolizata pe calea minora a transaminazelor pana la fenilcetone)

Absenta tirozinei este urmata de o sinteza deficitara de neurotransmitatori

PKU Manifestarea clinica majora o reprezinta retardul mental datorat

acumularii de fenilalanina care devine donorul major de grupari amino in activitatea

aminotransferazei ducand la depletia tesutului nervos de α-ketoglutarat Absenta α-

ketoglutaratului la nivel cerebral blocheaza ciclul acizilor tricarboxilici (ciclul Krebs) si deci productia aeroba de energie care este esentiala pentru dezvoltarea cerebrala normala Alt mecanism explica competitia pentru transportor in vederea traversarii barierei hematoencefalice Fenilalanina in exces in sange va satura transportorul impiedicand astfel trecerea altor aa necesari pentru sinteza proteica si cea a neurotransmitatorilor Cresterea concentratiei de fenilalanina impiedica dezvoltarea cerebrala cauzind retard mental

Retard al cresterii staturo-ponderale

httpwwwrankercomlistphenylketonuria-symptomsreference

Pigmentatie cutanata redusa blonzi cu ochii albastri Melanina pigment responsabil pentru culoarea pielii si parului este deficitara

-Hiperactivitate si deficit de atentie-Abilitati sociale deficitare-Miscari necoordonate al membrelor-Brahicefalie si microcefalie-Convulsii termuraturi

httpwwwzunivnetphysiologybookchapter30html

Tirozina (sintetizata din PHE) este precursor al melaninei

Datorita acumularii PHE scade sinteza de tirozina si implicit de melanina in piele

httpwwwncbinlmnihgovpubmedhealthPMH0002150

Dg-TESTUL GUTHRIE

N absenta cresterii coloniilorde Bacillus subtilis in prezenta unui inhibitor (beta2-tienilalanina)aN coloniile cresc in caz de PKU datorita prezentei fenilalaninei in exces din sangele recoltat

SCREENING NEONATAL (alaturi de hipotiroidie)

Recoltaredin calcii

Coloniile cresc in prezenta fenilalaninei

httpusersrcncomjkimballmaultranetBiologyPagesPPhenylketonuriahtml

Prezenta genei PHAse poate determinamolecular

Impedimente in folosirea tehnicilor de genetica moleculara

1 Nu sunt cunoscute toate mutatiile genei PAH care

determina PKU Majoritatea cazurilor sunt

heterozigoti compusi deci si tehnica ASO nu este

mereu concludenta

2 Tehnicile nu sunt folosite in mod curent in

laboratoarele clinicilor

3 Sunt mai scumpe comparativ cu testul Guthrie

httpswwwcounsylcomlearnearly-childhood-treatment

Regim alimentar

Prognosticul este bun daca regimul este inceput foarte devreme si mentinut toata viata

TRATAMENT Lofenalac este un produs facut special pentru copiii cu PKU

inlocuind laptele Poate fi folosit toata viata ca sursa de proteine

fiind sarac in fenilalanina si echilibrat in ceea ce priveste restul

aminoacizilor esentiali dar are gust de lsquomedicamentrsquo (spun pacientii)

Periflex este bogat in fier

Suplimente precum uleiul de peste (pentru ca intr-o alimentatie

fara PHE trebuie un aport crescut de acizi grasi cu lanturi lungi

caci ei lipsesc) vor ajuta la imbunatatirea dezvoltarii neurologice

inclusiv coordonarea motorie fina Alte suplimente specifice care

pot fi necesare sunt fierul sau carnitina

TRATAMENT DIETETIC ldquoDiet for liferdquo

Dieta trebuie strict urmata

CARACTERISTICILE BOLILOR AUTOZOMAL DOMINANTE

Ele se manifesta la persoanele homozigote dar si heterozigote

pentru mutatia cauzatoare a patologiei

Persoana afectata are cel putin unul dintre parinti bolnav acesta

are gena speifica bolii in stare heterozigota sau homozigota

Cand o persoana este bolnava datorita unei mutatii ce se

transmite autozomal dominant riscul de a avea un copil afectat

este de 50 daca este heterozigota si respectiv 100 daca este

homozigota

Transmisia este pe verticala din generatie in generatie

Seneb un pitic al dinastiei a 4a sau

a5a sef al garderobei regale si

preot al cultului funerar Khufu

impreuna cu familia sa sotia si copii

de statura normala

AcondroplaziaAcondroplazia este una din cauzele este una din cauzele

aparitiei aparitiei nanismului nanismului

(piticismului)(piticismului)

Caracteristicile sindromului includ Caracteristicile sindromului includ

Statura mica cu membre proportional de scurteStatura mica cu membre proportional de scurte

Un cap mare Un cap mare (macrocefalie)(macrocefalie)

O frunte prominenta O frunte prominenta (bose frontal )(bose frontal )

Radacina nasului aplatizata Radacina nasului aplatizata

Acondroplazia

Este o tulburare a cresterii osoase datorita unei mutatii specifice

Cartilajul prezinta dificultati in a fi convertit in os avand drept rezultat piticismulnanismul

Desi nu se cunoaste un tratament geneticgenic totusi pot fi ameliorate simptomele asociate frecvent cu boala precum problemele respiratorii

Desi literal numele bolii inseamna ldquofara formarea cartilajului totusi problema nu o reprezinta formarea acestuia ci transformarea cartilajului in os in mod special in cazul oaselor lungi ale bratelor si picioarelor

Inaltimea medie a adultilor este de

131 cm pentru barbati

si 123 cm pentru femei

Gena responsabila FGFR3 este acronimul pentru

fibroblast growth factor receptor 3 care este proteina pe care o codifica adica receptorul 3 pentru factorul de crestere fibroblastic

Localizarea citogenetica a genei FGFR3 4p163

Localizarea moleculara pe cromozomul 4 de la perechea de baze 1762853 la perechea 1777828 (14kb)

Proteina are rol in dezvoltarea si conservarea tesutului osos si cerebral

Functia Genei FGFR3Cercetatorii cred ca receptorul pe

care il codifica regleaza osificarea si aceasta in mod particular la nivelul oaselor lungi

Mutatii ale genei FGFR3 determina activarea exagerata a receptorului ceea ce interfera cu osificarea si conduce la tulburari ale cresterii oaselor fenomen caracteristic acondroplaziei

Aceasta teorie este sustinuta de catre modelul soarecilor knockout care nu au receptorul reglarea negativa a formarii oaselor fiind deci pierduta Rezultatul consta intr-un soarece cu oase excesiv de lungi si vertebre elongate respectiv o coada lunga

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi mostenita sau poate fi rezultatul unei noi mutatii a genei FGFR3

In majoritatea cazurilor (80) boala se datoreaza unei noi mutatii deoarece parintii celor avand acondroplazie au talie medie (normala) dar inca nu se stie cauza aparitiei acestor mutatii

Copii cu acondroplazie pot avea probleme auditive de vorbire si de respiratie toate putand fi tratate

Tratmentul implica prevenirea sau tratarea semnelor simptomelor sau altor manifestari asociate care apar ca rezultat al bolii

Totodata sprijinul social si familial este o parte importanta a tratmentului

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi detectata inainte de nastere prin ecografie

Diagnosticul ecografic se face pe baza discordantei progresive dintre lungimea femurului si diametrul biparietal in functie de varsta Mana cu aspect de trident poate fi de asemenea vizualizata daca degetele sunt in intregime extinse

Aditional testarea ADN inainte de nastere poate detecta homozigozitatea atunci cand sunt mostenite doua copii ale genei mutante boala este letala ceea ce conduce la avort

Imaginea este o radiografie a mainii unui tanar cu

acondroplazie Forma caracteristica de tridentldquo

apare datorita separarii policelui de degetul al

doilea cat si a degetelor trei si patru Se pot observa

oasele tubulare scurtate ale mainii in mod particular

falangele proximale

Imaginea din dreapta mana unui adult cu oase scurte tubulare cu ulna subtiata specific acondroplaziei

Boala se poate transmite din generatie in generatie

Persoanele cu acondroplazie pot transmite boala

descendentilor

Riscul este de 12

Cum se mosteneste acondroplazia

Daca ambii parinti au acondroplazie copii au un risc de 1 din 4 de a mosteni gena de la ambii parinti devenind homozigoti pentru gena mutanta

Noii nascuti care mostenesc ambele gene

sunt considerati ca avand o forma severa

de acondroplazie supravietuirea lor nu

depaseste 12 luni

Boala Huntington (HD)

Este o tulburare neurodegenerativa progresiva caracterizata prinMiscari choreiforme (necoordonate ndash desi ele

pot parea coordonate - involuntare ale corpului)

Chorea era sugestiv imaginata a fi un dans

grotesc Cuvantul chorea provine din lb

greaca insemnand dans

Probleme psichiatrice si

dementa ( declinul unor capacitati mentale)

Boala Huntington In jurul varstei de 35 - 40 de ani apar simptome usoare

neindemanare uitare si modificarea personalitatii In urmatorii 10-20 de ani de la debut o persoana cu

HD isi pierde gradual intregul control mental si fizic

Astazi nu Astazi nu exista o exista o terapie terapie pentru HD pentru HD unele unele medicamentmedicamente putand e putand insa insa ameliora ameliora simptomelesimptomele

HD

Este o boala neurologica caracterizata prin tulburarea

functiei motorii

Alela mutanta determina aparitia unei proteine anormale

ce contine un numar mare de repetitii ale aa glutamina

Proteina anormala este toxica pentru tesutul nervos

conducand la aparitia semnelor si simptomelor

caracteristice bolii

O singura copie a genei anormale este suficienta pentru a

conferi boala

Gena Huntingtin (HTT) numita si gena HD (Huntington disease) sau gena IT15 (interesting transcript 15) este localizata pe bratul scurt al cromozomului 4 (4p163)

Localizarea genei HTT

Cytogenetic 4p163Molecular pe cz 4 Perechile de baze

de la 3046205 to 3215484

Boala Huntington (HD) Este cauzata de repetitia unei expansiuni

anormale trinucleotidice (CAG) In mod normal repetitia CAG trebuie sa fie

intre 7 si 35 de repetitii Gena HTT codifica proteina huntingtina si

daca este anormala ea contine o expansiune poliglutaminica

Huntingtina este prezenta in numeroase tesuturi nivelurile cele mai ridicate se gasesc intracerebral desi nu i se cunosc cu siguranta functiile se considera ca proteina este necesara pentru dezvoltarea intrauterina

Boala Huntington (HD)

HTT contine o secventa de baze azotate mdash citozina -adenina-guanina (CAG)mdashrepetata de multiple ori ( sa CAGCAGCAG) la capatul 5rsquo avand denumirea de repetitii trinucleotidice

Codonul CAG codifica amino acidul glutamina ai

se va sintetiza un lant de glutamine ce este cunoscut

astazi sub denumirea de tract poliglutaminic sau

polyQ iar partea repetata a genei se numeste

regiunea PolyQ

Cum se mosteneste HD HD este monogenica si transmisa din generatie in

generatie Avand un parinte afectat fiecare copil are un risc de

12 sa mosteneasca HD

Copii care Copii care nu au gena nu au gena cu cu certitudine certitudine nu vor face nu vor face boala si nici boala si nici nu o vor nu o vor transmite transmite mai departe mai departe descendentildescendentilor or

Huntington disease (HD)

Boala afecteaza cu precadere neuronii

Majoritatea cazurilor debuteaza clinic pe la mijlocul vietii intre 35 si 42 de ani

3 din cazuri sunt Huntington juvenil si debuteaza inainte de 15 ani

Debutul tardiv este peste 50 de ani

Numar de repetitii

Clasificare Statusul bolii

lt27 Normal Neafectat

27ndash35 Intermediar Neafectat

36ndash39 Penetranta Redusa

+- Afectat

gt39 Penetranta totalacompleta

Afectat

Gravitatea bolii corelata cu numarul de repetitii trinucleotidice

Nu exista un algoritm precis

Mutatiile dinamice (repetitii trinucleo-

tidice instabile) Deci Boala Huntington este una dintre

maladiile ce au drept cauza repetitiile trinucleotidice (CAGCTG) la fel candash sindromul X Fragil (repetitii CCGCGG peste

52de ori la nivelul Xq273)

ndash distrofia miotonica (repetitii CTG peste 50de ori la nivelul 19q132)

ndash atrofia musculara spinobulbara Kennedy (repetitii CAG de peste 36 de ori la nivelul Xq11-12)

S-au identificat 14 boli ce au drept cauza astfel de mutatiile dinamice

Testare moleculara pentru HD

Persoanele care au pe cineva bolnav in familie si doresc sa stie daca au mostenit gena bolii pot cere realizarea unui diagnostic molecular Bineinteles ca daca sunt purtatoare ale genei mutante HTT nu se va putea preciza momentul in care vor debuta simptomele Desi nu exista inca un tratament curativ testarea genetica poate fi de ajutor persoanelor la risc in vederea luarii unor decizii privind viitorul lor Totusi majoritatea decid sa nu faca acest test

Analiza ADN a bolii Analiza ADN a bolii Huntington Huntington

Fiecare coloana arata ADN -ul Fiecare coloana arata ADN -ul altei persoanealtei persoane

2 benzi in zona normala (N) 2 benzi in zona normala (N) apartin celor neafectati apartin celor neafectati

O banda in zona H arata o O banda in zona H arata o persoana care va deveni persoana care va deveni bolnava de HDbolnava de HDDepartment of Neurogenetics Institute of Department of Neurogenetics Institute of Neurology LondonNeurology London

1 2 3 4 5 6 7

Testarea pentru HD

Screeningul embrionar este de asemenea posibil ai persoanele bolnave sau cu risc crescut vor putea fi sigure ca nu au transmis boala copiilor

Este deci posibil ca mamele ce iau in considerare avortul unui fat avand gena mutanta HTT sa poata avea un test al embrionului (diagnostic prenatal)

Alte tehnici precum diagnosticul genetic preimplantatoriu in situatia unei fertilizari in vitro pot fi utile pentru a se asigura sanatatea viitorului nou-nascut

Chorea Huntington

Noile descoperiri in domeniul geneticii fac posibla detectarea bolii intrauterin sau cand inca nu este manifesta

Cu toate acestea si respectiv in ciuda posibilitatii unui diagnostic molecular atat modalitatile de diagnostic cat si cele de interventie actuale nu inlocuiesc metodele mai vechi (precum calcularea prognosticului genetic pe baza legii probabilitatilor conditionate a lui Bayes) ci sunt sinergice

Neurofibromatoza tip I (NF-1) cunoscuta si drept Boala Recklinghausen

Se caracterizeaza prin aparitia unor tumori

benigne localizate oriunde pe corp

In copilarie apar mai intai niste pete cafeacute-

au-lait la nivel tegumentar

Cu inaintarea in varsta apar mai multe

tumori care deniveleaza pielea

NF1 se poate asocia uneori cu dificultatea

de a invata

Simptomele NF1 variaza mult chiar in

cadrul aceleasi familii (expresivitate

variabila a genei)

A girl with neurofibromatosis A girl with neurofibromatosis (left)(left)The Neurofibromatosis Association The Neurofibromatosis Association (wwwnfazetnetcouk(wwwnfazetnetcouk

Cum se mosteneste neurofibromatoza

Aproximativ jumatate din persoanele cu

NF1 au parinti sanatosi noua mutatie

aparand in gametogeneza parentala

Persoanele afectate transmit NF1 daca

un parinte are NF1 fiecare copil al sau are

o sansa de 1 din 2 sa se nasca normal si

respectiv un risc de 1 din 2 de a fi bolnav

In timp ce persoanele bolnave transmit

boala cele sanatoase din aceeasi familie

vor avea numai copii fara NF1

TRANSMITERE AUTOZOMAL DOMINANTA

httpradiographicsrsnaorgcontent252455F1expansion

NEUROFIBROAME CUTANTE

Zone hiperpigmentate la nivelul irisului = nodulii Lisch

Neurofibromatoza tip I

NF-1 este o boala tumorala cauzata de malfunctia genei NF1 de pe cromozomul 17p care este responsabila de controlul diviziunii celulare

Gena NF-1 codifica o proteina numita neurofibromina ce controleaza procesele de proliferare si diferentiere celulara Neurofibromina este un reglator negativ al oncogenei Ras

Neurofibromina se sintetizeaza in multe tipuri de celule ale organismului dar in principal in neuroni celule Schwann celule gliale si chiar in etapele de inceput ale dezvoltarii melanocitelor

Incidenta NF-1 este de aproximativ 1 in 3500 nn

Neurofibromatoza tip 1 Deseori se asociaza cu scolioza (sau alte modificari osoase) si cu

probleme oculare NF1 nu este letala si nici contagioasa dar uneori evolueaza

malign Gena NF1 are una dintre cele mai inalte rate de mutatii spontane

de la nivelul intregului genom uman Mutatiile care produc boala sunt extrem de variate (greu de

evidentiat in laborator)ndash Deletii

ndash Insertii

ndash Mutatii cu sens gresit (engl missense)

ndash Mutatii nonsens

ndash Mutatii ce afecteaza matisarea normala a exonilor

Sindromul Marfan Sindromul Marfan

Este transmis autozomal dominantEste transmis autozomal dominant

Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic

rezulta din rezulta din noi mutatiinoi mutatii in gena FBN1 care codifica in gena FBN1 care codifica

fibrilinafibrilina o proteina ce intra in alcatuirea o proteina ce intra in alcatuirea

miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane

fara antecedente heredocolaterale (familiale) de fara antecedente heredocolaterale (familiale) de

sd Marfansd Marfan

Sindromul se caracterizeaza prin Sindromul se caracterizeaza prin pleiotropie si pleiotropie si

expresivitate variabilaexpresivitate variabila in familii in familii

Anomalii osoase Luxatie de cristalin

Anomalii ale valvelor cardiace Disectie de aortaDisectie de aorta

decesdeces

Sindromul Marfan

Modificarea fibrilinei va determina Modificarea fibrilinei va determina incapacitatea de producere a unui incapacitatea de producere a unui tesut tesut conjunctivconjunctiv normal normal

Indivizii afectati sunt inalti slabi cu Indivizii afectati sunt inalti slabi cu picioare brate si degete lungi miopi iar picioare brate si degete lungi miopi iar peretele aortei lor este foarte slab peretele aortei lor este foarte slab

Astfel se crede astazi ca Abraham Astfel se crede astazi ca Abraham Lincoln ar fi putut avea sdMarfanLincoln ar fi putut avea sdMarfan

Ce este sd MarfanCe este sd Marfan

Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul conjunctiv conjunctiv

Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase ligamente muschi perete vascular si valve cardiaceligamente muschi perete vascular si valve cardiace

Sindromul afecteaza majoritatea organelor si Sindromul afecteaza majoritatea organelor si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul (aorta) (aorta)

Semnele si simptomele sd Marfan Semnele si simptomele sd Marfan variaza larg dpdv al variaza larg dpdv al severitatii momentului de instalare si ratei de severitatii momentului de instalare si ratei de progresieprogresie

Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete lungi =arachnodactilielungi =arachnodactilie

O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea trunchiului raport ce este mai mare decat normaltrunchiului raport ce este mai mare decat normal

arahnodactilie

Sd Marfan Sd Marfan

Alte aspecte includ o neobisnuita Alte aspecte includ o neobisnuita flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si ingusta un palat dur inalt arcuit dinti ingusta un palat dur inalt arcuit dinti suprapusiinghesuiti o curbura anormala a suprapusiinghesuiti o curbura anormala a coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern infundat (pectus excavatum) fie proeminent infundat (pectus excavatum) fie proeminent (pectus carinatum) (pectus carinatum)

Jumatate dintre cei cu sd Marfan au Jumatate dintre cei cu sd Marfan au probleme oculare ectopia cristalinului uni- probleme oculare ectopia cristalinului uni- sau bilaterala miopie Cataracta cu debut sau bilaterala miopie Cataracta cu debut dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea mai frecventmai frecvent

Sd Marfan ndash gravitatea este data de Sd Marfan ndash gravitatea este data de anomaliile cardiaceanomaliile cardiace Acestea sunt urmate de oboseala respiratie Acestea sunt urmate de oboseala respiratie

ingreunata si batai neregulate absente sau ingreunata si batai neregulate absente sau suplimentare ale inimii (palpitatii)suplimentare ale inimii (palpitatii)

Aorta poate avea un perete subtire poate fi Aorta poate avea un perete subtire poate fi ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ingrosare la nivelul peretelui ingrosare la nivelul peretelui (anevrism)(anevrism)

Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva aortica sau poate conduce la ruperea spontana a aortica sau poate conduce la ruperea spontana a peretelui aorticperetelui aortic (disectie) (disectie)

Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei la decesla deces

Va simtiti impachetati in date

Sau doarhellipplutiti

Page 2: Genetica - Curs 10

MUCOVISCIDOZA (FIBROZA CHISTICA traducerea din engl)

Mucoviscidoza

Una din cele mai frecvente boli genetice

Afectati sunt cu precaderebull Plamanii

bull Pancreasul exocrin

Gena ABCC7 determina sinteza unei forme

anormale de proteina CFTR ( = cystic

fibrosis transmembrane conductance

regulator) care actioneaza ca un canal de

clor la nivelul polului apical al celulelor

epiteliale

Proteina CFTR a fost identificata in celulele din

- plamani - glandele sudoripare

- ficat - si tractul genitourinar

-pancreas

Proteina CFTR (wikipedia)

Mucoviscidoza

Cand proteina CFTR este anormal sintetizata

datorita unei mutatii celulele epiteliale nu mai pot regla

modul in care clorul strabate membranele celulare

Heterogenitate alelica exista peste 900 de mutatii ale

genei

Gena normala ABCC7 de peste 2 105 pb are 27 exoni

Mucoviscidoza

Exonii sunt supusi unei matisari alternative in cazul prezentei

unei mutatii (3 izoforme sunt mai frecvente) astfel pot lipsi exonul

3 sau exonii 2 si 3 (httphmgoxfordjournalsorgcontent371141)

Pentru gena normala ARNm = 6129 pb din care 4443 pb codifica

1480 aminoacizi ai proteinei transmembranare ce regleaza

activitatea canalelor de clor Izoforma 2 se asociaza mai frecvent cu absenta congenitala a

vaselor deferente (httpwwwuniprotorguniprotP13569)

Peste 66 dintre bolnavi au mutatia Δ F508 adica o

deletie de 3pb ce are drept urmare disparitia aa

fenilalanina din pozitia 508 a CFTR

MUCOVISCIDOZA

Cauzele sunt

ndash mutatii nonsens si

ndash mutatii cu sens gresit (engl missense)

ndash deletii si

ndash mutatii ce modifica matisarea (splicing-

ul) ARN-ului

httpnaturecagenome03d1003d_11_ecfm

Genaeste numitatotCFTR

vs

Activarea canalului de clor este un proces complex

HETEROGENITATE ALELICA(POLIALELISM)

Manifestarileclinice sunt rezultatul obstructiei canalelor glandelor exocrine cu secretii vascoase respectiv -infectii pulmonare-malnutritie- dureri abdominale- sinuzite- constipatie-infertilitate

Speranta mediede viata este deaprox 30 de ani

Mucoviscidoza

Exista o serie de teorii (wiki) care explica mecanismele

moleculare presupuse a fi implicate in aparitia bolii

Toate acestea vin in sprijinul observatiei ca majoritatea

modificarilor ce apar in cadrul bolii sunt datorate

ingrosarii cresterii vascozitatii secretiilor

Obstructiile conduc la remodelari si infectii pulmonare

recurente

Tulburarile digestive apar datorita

ndash acumularii enzimelor digestive in pancreas

ndash malabsorbtiei

ndash obstructiei tranzitului intestinal ( fecale cu consistenta crescuta) etc

DIAGNOSTICUL

TABLOUL CLINIC SUGESTIV ndash copilul nu creste

TESTUL SUDORII ndash confirma dg

(concentratia

de sare este

mult peste

valorile

normale)

Pilocarpinastimuleaza secretiasudorala

Conc Cl-

(mmolL )Rezultate

lt 40 Normal

40-60 La limita

gt 60 Anormal

Testul sudorii - interpretare

In mucoviscidoza canalul CFTR de clor este lsquodefectrsquo si nu permite procesul normal de reabsorbtie a Cl- in celulele din ductul glandelor sudoripare pentru a fi refolosit

Prin urmare mai mult clor sta in duct si pe piele in sudoare

Desi canalele de sodiu sunt normale anionii de clor lsquocaptureazarsquo cationii de sodiu

Aceasta se intampla pentru ca secretia sudorala sa ramana neutra electric

httpwwwglowmcomp=glowmcmlsection_viewamparticleid=344

A Relatia dintre gena si un RFLP-lincat KM19 de pe cz 7 + alela KM19 prezenta iar ndash alela absenta la nivelul situsului de restrictie

B B Diagnosticul bolii utilizand RFLP-ul KM19 in ADN amplificat prin PCR Dupa PCR ADN a fost supus digestiei enzimatice cu Pst I si s-a efectuat electroforeza

ANALIZEMOLECULARE

Analiza ADN cu sonde oligonucleotidice specifice unei alele (ASO)

9 pacienti cu mucoviscidoza ADN-ul genomic nefractionat imobilizat pe o membrana de nitroceluloza va hibrida cu sonda heteroduplexul tinta ndash sonda este evidentiat in cele 9 cazuri prin autoradiografie

Sonde monocatenare specifice -ADN normal fara Mutatia Δ F508

- ADN cu mutatia Δ F508

-htz 179-hz 23458

Ce se intampla Nu uitati b autozrec lt== se manifesta doar la homozigotii recesivi

Deci la Htz trebuie sa mai fie alta mutatie prezenta pt a fi bolnavi Iar pacientul 6 are 2 mutatii diferite de Δ F508 (

httpwwwglowmcomp=glowmcmlsection_viewamparticleid=344 )

Mucoviscidoza

Frecventa crescuta a heterozigotilor purtatori in cadrul populatiei generale (1 25) a condus la emiterea ipotezei ca si in acest caz exista un avantaj selectiv

Exista mai multe teorii astfel de ex se presupune ndash a fi implicata susceptibilitatea redusa la diareea epidemica

(holera)ndash ca purtatorii genei sunt rezistenti la febra tifoida si chiar tbc

Concluzia heterozigotii sunt mai rezistenti la aceste infectii determinand o frecventa crescuta a genei in populatia generala

Boala este destul de frecventa in Europa (1 2500 nn)

Mostenirea bolilor ldquoereditarerdquo este complexa

Majoritatea bolilor nu au un mod simplu de transmitere ereditara

Multi factori influenteaza capacitatea genelor de a lsquocladirsquo proteinepolipeptide

Mutatii diferite in aceeasi gena pot produce o gama larga de efecte

In cazul mucoviscidozei gena care controleaza productia mucusului poate suferi peste 300 de mutatii diferite unele produc simptome severe (chiar decesul fiind vorba de o gena letala)) unele produc simptome usoare si altele nu produc nici un fel de simptome

Tratamentul mucoviscidozei dg prenatal ndash depistarea mutatiei screening neonatal fertilizare in vitro si dg genetic preimplantatoriu tratamentul simptomelor infectiilor

bronhopulmonare (antibiotice) stimularea eliminarii secretiilor (fizioterapie

gimnastica aerosoli ndash pot fi si cu alfa dornaza o dezoxiribonucleaza umana recombinanta care scindeaza ADN-ul din sputa scazandu-i vascozitatea)

cresterea imunitatii (mese hipercalorice si vitamine) transplant pulmonar bilateral terapia genica ar urma sa inlocuiasca gena mutanta

cu una normala (uneori lipozomii vectorii virali nu sunt preluati de celule alteori gena normala nu se exprima)

Tratament genichelliphellip inca se testeazahellip

httpwwwcfgenetherapyorgukresearchaerosolhtml

Conform bazei de date canadiene (Cystic Fibrosis Mutation Database) peste 1800 mutatii ale genei CFTR au fost descrise din 1989 cand a fost descoperita

Traditional mutatiile CFTR sunt impartite in 6 clase pe baza efectului probabil

Clasa I produc o proteina nefunctionala Clasa II determina o procesare defectuoasa a proteinei (ex Deletia

F508) Clasa III produc o reglare defectuoasa a canalului Clasa IV determina o conductanta deficitara la nivelul canalului Clasa V se caracterizeza prin splicing anormal Clasa VI sunt mutatii cu efecte necunoscute

Clasificarea mutatiilor ce produc mucoviscidoza

Model toretic al structurii CFTR (impachetarea)

copy2008 by National Academy of Sciences

Tratamentul mucoviscidozei

In mutatiile din clasa II CFTR fiind impachetata gresit este degradata inainte sa ajunga la membrana apicala a celulei

Daca o astfel de proteina incorect impachetata ajunge pana la membrana celulara ea poate functiona suficient pentru a avea un efect vizibil clinic

Corectorii pot interveni ajutand CFTR sa atinga membrana apicala a celulei

Mutatiile din clasa III determina o deschidere redusa a canalului CFTR si implicit un flux scazut de ioni de clor prin lumenul cailor respiratorii

Aceste mutatii precum G551D sunt relativ rare si bolnavii sunt candidati pentru terapia cu potentiatori

Potentiatorii amplifica sau redau functia unei proteine CFTR care este corect localizata la nivelul membranei celulare

Poate ca exista deja un tratament dar nu l-am gasit

Tratamentul mucoviscidozei

In ultimii ani au aparut terapii care vizeaza modularea proteinei CFTR respectiv medicamente care au ca tinta defecte specifice precum transcriptia procesarea sau chiar activitatea CFTR

Medicamentele sunt molecule mici administrate oral si se clasifica in - produse care permit ribozomului sa citeasca prin codonul stop prematur

din ARNm al CFTR (dar nu si codonii stop normali) - corectori care permit impachetarea corecta a CFTR si - potentiatori care sporesc activitatea canalului de clor de la suprafata

celulei [Ashlock et al 2009 OSullivan and Freedman 2009]

FModalitati terapeutice posibile in mucoviscidoza-PTC124reg (Ataluren) permite citirea peste codonul stop anormal precum in mutatiile din clasa I-Corectori de tipul VX-809 utili in mutatiile din clasa II-Potentiatori de tipul VX-770 utili in clasele II III si IV

Celule epiteliale ale cailor respiratorii unde proteina CFTR este colorata in albastru

Tratamentul mucoviscidozei

Ivacaftor (Kalydeco sau VX-770) produs de Vertex Pharmaceuticals se administreaza in SUA din 2012 la pacientii cu mutatia G551D (cate 2 tabletezi cu alimente bogate in lipide) observandu-se imbunatatirea functiei respiratorii si luarea in greutate

G551D este abrevierea standard pentru mutatia in care aminoacidul GLICINA (G) din pozitia 551este inlocuit cu acidul aspartic (D)

G551D produce 4-5 din imbolnavirile cu mucoviscidoza Mutatia G551D permite proteinei CFTR sa ajunga la suprafata celulei

epiteliale dar nu permite transportul clorului prin canalul ionic Ivacaftor imbunatateste acest transport Astfel de medicamente sunt

incluse in potentiatori ai CFTR Acesta devine domeniul unei farmacoterapii personalizate

Fenilalanin-hidroxilaza (PAH) metabolizeaza amino-acidul fenilalanina si il transforma in amino-acidul tirozina

FENILCETONURIA (PKU)Boala se incadreaza in dismetabolii

FENILCETONURIA (PKU)

Gena PAH are 100 kb locusul ei fiind pe cromozomul

12q22ndashq241

Gena PAH cuprinde 13 exoni

Exista cateva sute de mutatii (lista poate fi gasita la PAHdb) ce pot

determina aparitia bolii

Datorita acestei heterogenitati alelice cei mai multi

bolnavi sunt heterozigoti compusi (adica au doua mutatii

diferite)

Fenilcetonuria

PKU este transmisa autozomal recesiv

Mutatia genei PAH determina incapacitatea enzimei

hepatice fenilalanin-hidroxilaza (PAH) de a metaboliza amino-

acidul fenilalanina si deci de a-l transforma in amino-

acidul tirozina

Cand activitatea PAH este redusa fenilalanina se acumuleaza

si este convertita in acidul fenilpiruvic acidul fenillactic

si feniletilamina (fenilcetone) ce pot fi detectate in urina (test

dg) (PHE este metabolizata pe calea minora a transaminazelor pana la fenilcetone)

Absenta tirozinei este urmata de o sinteza deficitara de neurotransmitatori

PKU Manifestarea clinica majora o reprezinta retardul mental datorat

acumularii de fenilalanina care devine donorul major de grupari amino in activitatea

aminotransferazei ducand la depletia tesutului nervos de α-ketoglutarat Absenta α-

ketoglutaratului la nivel cerebral blocheaza ciclul acizilor tricarboxilici (ciclul Krebs) si deci productia aeroba de energie care este esentiala pentru dezvoltarea cerebrala normala Alt mecanism explica competitia pentru transportor in vederea traversarii barierei hematoencefalice Fenilalanina in exces in sange va satura transportorul impiedicand astfel trecerea altor aa necesari pentru sinteza proteica si cea a neurotransmitatorilor Cresterea concentratiei de fenilalanina impiedica dezvoltarea cerebrala cauzind retard mental

Retard al cresterii staturo-ponderale

httpwwwrankercomlistphenylketonuria-symptomsreference

Pigmentatie cutanata redusa blonzi cu ochii albastri Melanina pigment responsabil pentru culoarea pielii si parului este deficitara

-Hiperactivitate si deficit de atentie-Abilitati sociale deficitare-Miscari necoordonate al membrelor-Brahicefalie si microcefalie-Convulsii termuraturi

httpwwwzunivnetphysiologybookchapter30html

Tirozina (sintetizata din PHE) este precursor al melaninei

Datorita acumularii PHE scade sinteza de tirozina si implicit de melanina in piele

httpwwwncbinlmnihgovpubmedhealthPMH0002150

Dg-TESTUL GUTHRIE

N absenta cresterii coloniilorde Bacillus subtilis in prezenta unui inhibitor (beta2-tienilalanina)aN coloniile cresc in caz de PKU datorita prezentei fenilalaninei in exces din sangele recoltat

SCREENING NEONATAL (alaturi de hipotiroidie)

Recoltaredin calcii

Coloniile cresc in prezenta fenilalaninei

httpusersrcncomjkimballmaultranetBiologyPagesPPhenylketonuriahtml

Prezenta genei PHAse poate determinamolecular

Impedimente in folosirea tehnicilor de genetica moleculara

1 Nu sunt cunoscute toate mutatiile genei PAH care

determina PKU Majoritatea cazurilor sunt

heterozigoti compusi deci si tehnica ASO nu este

mereu concludenta

2 Tehnicile nu sunt folosite in mod curent in

laboratoarele clinicilor

3 Sunt mai scumpe comparativ cu testul Guthrie

httpswwwcounsylcomlearnearly-childhood-treatment

Regim alimentar

Prognosticul este bun daca regimul este inceput foarte devreme si mentinut toata viata

TRATAMENT Lofenalac este un produs facut special pentru copiii cu PKU

inlocuind laptele Poate fi folosit toata viata ca sursa de proteine

fiind sarac in fenilalanina si echilibrat in ceea ce priveste restul

aminoacizilor esentiali dar are gust de lsquomedicamentrsquo (spun pacientii)

Periflex este bogat in fier

Suplimente precum uleiul de peste (pentru ca intr-o alimentatie

fara PHE trebuie un aport crescut de acizi grasi cu lanturi lungi

caci ei lipsesc) vor ajuta la imbunatatirea dezvoltarii neurologice

inclusiv coordonarea motorie fina Alte suplimente specifice care

pot fi necesare sunt fierul sau carnitina

TRATAMENT DIETETIC ldquoDiet for liferdquo

Dieta trebuie strict urmata

CARACTERISTICILE BOLILOR AUTOZOMAL DOMINANTE

Ele se manifesta la persoanele homozigote dar si heterozigote

pentru mutatia cauzatoare a patologiei

Persoana afectata are cel putin unul dintre parinti bolnav acesta

are gena speifica bolii in stare heterozigota sau homozigota

Cand o persoana este bolnava datorita unei mutatii ce se

transmite autozomal dominant riscul de a avea un copil afectat

este de 50 daca este heterozigota si respectiv 100 daca este

homozigota

Transmisia este pe verticala din generatie in generatie

Seneb un pitic al dinastiei a 4a sau

a5a sef al garderobei regale si

preot al cultului funerar Khufu

impreuna cu familia sa sotia si copii

de statura normala

AcondroplaziaAcondroplazia este una din cauzele este una din cauzele

aparitiei aparitiei nanismului nanismului

(piticismului)(piticismului)

Caracteristicile sindromului includ Caracteristicile sindromului includ

Statura mica cu membre proportional de scurteStatura mica cu membre proportional de scurte

Un cap mare Un cap mare (macrocefalie)(macrocefalie)

O frunte prominenta O frunte prominenta (bose frontal )(bose frontal )

Radacina nasului aplatizata Radacina nasului aplatizata

Acondroplazia

Este o tulburare a cresterii osoase datorita unei mutatii specifice

Cartilajul prezinta dificultati in a fi convertit in os avand drept rezultat piticismulnanismul

Desi nu se cunoaste un tratament geneticgenic totusi pot fi ameliorate simptomele asociate frecvent cu boala precum problemele respiratorii

Desi literal numele bolii inseamna ldquofara formarea cartilajului totusi problema nu o reprezinta formarea acestuia ci transformarea cartilajului in os in mod special in cazul oaselor lungi ale bratelor si picioarelor

Inaltimea medie a adultilor este de

131 cm pentru barbati

si 123 cm pentru femei

Gena responsabila FGFR3 este acronimul pentru

fibroblast growth factor receptor 3 care este proteina pe care o codifica adica receptorul 3 pentru factorul de crestere fibroblastic

Localizarea citogenetica a genei FGFR3 4p163

Localizarea moleculara pe cromozomul 4 de la perechea de baze 1762853 la perechea 1777828 (14kb)

Proteina are rol in dezvoltarea si conservarea tesutului osos si cerebral

Functia Genei FGFR3Cercetatorii cred ca receptorul pe

care il codifica regleaza osificarea si aceasta in mod particular la nivelul oaselor lungi

Mutatii ale genei FGFR3 determina activarea exagerata a receptorului ceea ce interfera cu osificarea si conduce la tulburari ale cresterii oaselor fenomen caracteristic acondroplaziei

Aceasta teorie este sustinuta de catre modelul soarecilor knockout care nu au receptorul reglarea negativa a formarii oaselor fiind deci pierduta Rezultatul consta intr-un soarece cu oase excesiv de lungi si vertebre elongate respectiv o coada lunga

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi mostenita sau poate fi rezultatul unei noi mutatii a genei FGFR3

In majoritatea cazurilor (80) boala se datoreaza unei noi mutatii deoarece parintii celor avand acondroplazie au talie medie (normala) dar inca nu se stie cauza aparitiei acestor mutatii

Copii cu acondroplazie pot avea probleme auditive de vorbire si de respiratie toate putand fi tratate

Tratmentul implica prevenirea sau tratarea semnelor simptomelor sau altor manifestari asociate care apar ca rezultat al bolii

Totodata sprijinul social si familial este o parte importanta a tratmentului

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi detectata inainte de nastere prin ecografie

Diagnosticul ecografic se face pe baza discordantei progresive dintre lungimea femurului si diametrul biparietal in functie de varsta Mana cu aspect de trident poate fi de asemenea vizualizata daca degetele sunt in intregime extinse

Aditional testarea ADN inainte de nastere poate detecta homozigozitatea atunci cand sunt mostenite doua copii ale genei mutante boala este letala ceea ce conduce la avort

Imaginea este o radiografie a mainii unui tanar cu

acondroplazie Forma caracteristica de tridentldquo

apare datorita separarii policelui de degetul al

doilea cat si a degetelor trei si patru Se pot observa

oasele tubulare scurtate ale mainii in mod particular

falangele proximale

Imaginea din dreapta mana unui adult cu oase scurte tubulare cu ulna subtiata specific acondroplaziei

Boala se poate transmite din generatie in generatie

Persoanele cu acondroplazie pot transmite boala

descendentilor

Riscul este de 12

Cum se mosteneste acondroplazia

Daca ambii parinti au acondroplazie copii au un risc de 1 din 4 de a mosteni gena de la ambii parinti devenind homozigoti pentru gena mutanta

Noii nascuti care mostenesc ambele gene

sunt considerati ca avand o forma severa

de acondroplazie supravietuirea lor nu

depaseste 12 luni

Boala Huntington (HD)

Este o tulburare neurodegenerativa progresiva caracterizata prinMiscari choreiforme (necoordonate ndash desi ele

pot parea coordonate - involuntare ale corpului)

Chorea era sugestiv imaginata a fi un dans

grotesc Cuvantul chorea provine din lb

greaca insemnand dans

Probleme psichiatrice si

dementa ( declinul unor capacitati mentale)

Boala Huntington In jurul varstei de 35 - 40 de ani apar simptome usoare

neindemanare uitare si modificarea personalitatii In urmatorii 10-20 de ani de la debut o persoana cu

HD isi pierde gradual intregul control mental si fizic

Astazi nu Astazi nu exista o exista o terapie terapie pentru HD pentru HD unele unele medicamentmedicamente putand e putand insa insa ameliora ameliora simptomelesimptomele

HD

Este o boala neurologica caracterizata prin tulburarea

functiei motorii

Alela mutanta determina aparitia unei proteine anormale

ce contine un numar mare de repetitii ale aa glutamina

Proteina anormala este toxica pentru tesutul nervos

conducand la aparitia semnelor si simptomelor

caracteristice bolii

O singura copie a genei anormale este suficienta pentru a

conferi boala

Gena Huntingtin (HTT) numita si gena HD (Huntington disease) sau gena IT15 (interesting transcript 15) este localizata pe bratul scurt al cromozomului 4 (4p163)

Localizarea genei HTT

Cytogenetic 4p163Molecular pe cz 4 Perechile de baze

de la 3046205 to 3215484

Boala Huntington (HD) Este cauzata de repetitia unei expansiuni

anormale trinucleotidice (CAG) In mod normal repetitia CAG trebuie sa fie

intre 7 si 35 de repetitii Gena HTT codifica proteina huntingtina si

daca este anormala ea contine o expansiune poliglutaminica

Huntingtina este prezenta in numeroase tesuturi nivelurile cele mai ridicate se gasesc intracerebral desi nu i se cunosc cu siguranta functiile se considera ca proteina este necesara pentru dezvoltarea intrauterina

Boala Huntington (HD)

HTT contine o secventa de baze azotate mdash citozina -adenina-guanina (CAG)mdashrepetata de multiple ori ( sa CAGCAGCAG) la capatul 5rsquo avand denumirea de repetitii trinucleotidice

Codonul CAG codifica amino acidul glutamina ai

se va sintetiza un lant de glutamine ce este cunoscut

astazi sub denumirea de tract poliglutaminic sau

polyQ iar partea repetata a genei se numeste

regiunea PolyQ

Cum se mosteneste HD HD este monogenica si transmisa din generatie in

generatie Avand un parinte afectat fiecare copil are un risc de

12 sa mosteneasca HD

Copii care Copii care nu au gena nu au gena cu cu certitudine certitudine nu vor face nu vor face boala si nici boala si nici nu o vor nu o vor transmite transmite mai departe mai departe descendentildescendentilor or

Huntington disease (HD)

Boala afecteaza cu precadere neuronii

Majoritatea cazurilor debuteaza clinic pe la mijlocul vietii intre 35 si 42 de ani

3 din cazuri sunt Huntington juvenil si debuteaza inainte de 15 ani

Debutul tardiv este peste 50 de ani

Numar de repetitii

Clasificare Statusul bolii

lt27 Normal Neafectat

27ndash35 Intermediar Neafectat

36ndash39 Penetranta Redusa

+- Afectat

gt39 Penetranta totalacompleta

Afectat

Gravitatea bolii corelata cu numarul de repetitii trinucleotidice

Nu exista un algoritm precis

Mutatiile dinamice (repetitii trinucleo-

tidice instabile) Deci Boala Huntington este una dintre

maladiile ce au drept cauza repetitiile trinucleotidice (CAGCTG) la fel candash sindromul X Fragil (repetitii CCGCGG peste

52de ori la nivelul Xq273)

ndash distrofia miotonica (repetitii CTG peste 50de ori la nivelul 19q132)

ndash atrofia musculara spinobulbara Kennedy (repetitii CAG de peste 36 de ori la nivelul Xq11-12)

S-au identificat 14 boli ce au drept cauza astfel de mutatiile dinamice

Testare moleculara pentru HD

Persoanele care au pe cineva bolnav in familie si doresc sa stie daca au mostenit gena bolii pot cere realizarea unui diagnostic molecular Bineinteles ca daca sunt purtatoare ale genei mutante HTT nu se va putea preciza momentul in care vor debuta simptomele Desi nu exista inca un tratament curativ testarea genetica poate fi de ajutor persoanelor la risc in vederea luarii unor decizii privind viitorul lor Totusi majoritatea decid sa nu faca acest test

Analiza ADN a bolii Analiza ADN a bolii Huntington Huntington

Fiecare coloana arata ADN -ul Fiecare coloana arata ADN -ul altei persoanealtei persoane

2 benzi in zona normala (N) 2 benzi in zona normala (N) apartin celor neafectati apartin celor neafectati

O banda in zona H arata o O banda in zona H arata o persoana care va deveni persoana care va deveni bolnava de HDbolnava de HDDepartment of Neurogenetics Institute of Department of Neurogenetics Institute of Neurology LondonNeurology London

1 2 3 4 5 6 7

Testarea pentru HD

Screeningul embrionar este de asemenea posibil ai persoanele bolnave sau cu risc crescut vor putea fi sigure ca nu au transmis boala copiilor

Este deci posibil ca mamele ce iau in considerare avortul unui fat avand gena mutanta HTT sa poata avea un test al embrionului (diagnostic prenatal)

Alte tehnici precum diagnosticul genetic preimplantatoriu in situatia unei fertilizari in vitro pot fi utile pentru a se asigura sanatatea viitorului nou-nascut

Chorea Huntington

Noile descoperiri in domeniul geneticii fac posibla detectarea bolii intrauterin sau cand inca nu este manifesta

Cu toate acestea si respectiv in ciuda posibilitatii unui diagnostic molecular atat modalitatile de diagnostic cat si cele de interventie actuale nu inlocuiesc metodele mai vechi (precum calcularea prognosticului genetic pe baza legii probabilitatilor conditionate a lui Bayes) ci sunt sinergice

Neurofibromatoza tip I (NF-1) cunoscuta si drept Boala Recklinghausen

Se caracterizeaza prin aparitia unor tumori

benigne localizate oriunde pe corp

In copilarie apar mai intai niste pete cafeacute-

au-lait la nivel tegumentar

Cu inaintarea in varsta apar mai multe

tumori care deniveleaza pielea

NF1 se poate asocia uneori cu dificultatea

de a invata

Simptomele NF1 variaza mult chiar in

cadrul aceleasi familii (expresivitate

variabila a genei)

A girl with neurofibromatosis A girl with neurofibromatosis (left)(left)The Neurofibromatosis Association The Neurofibromatosis Association (wwwnfazetnetcouk(wwwnfazetnetcouk

Cum se mosteneste neurofibromatoza

Aproximativ jumatate din persoanele cu

NF1 au parinti sanatosi noua mutatie

aparand in gametogeneza parentala

Persoanele afectate transmit NF1 daca

un parinte are NF1 fiecare copil al sau are

o sansa de 1 din 2 sa se nasca normal si

respectiv un risc de 1 din 2 de a fi bolnav

In timp ce persoanele bolnave transmit

boala cele sanatoase din aceeasi familie

vor avea numai copii fara NF1

TRANSMITERE AUTOZOMAL DOMINANTA

httpradiographicsrsnaorgcontent252455F1expansion

NEUROFIBROAME CUTANTE

Zone hiperpigmentate la nivelul irisului = nodulii Lisch

Neurofibromatoza tip I

NF-1 este o boala tumorala cauzata de malfunctia genei NF1 de pe cromozomul 17p care este responsabila de controlul diviziunii celulare

Gena NF-1 codifica o proteina numita neurofibromina ce controleaza procesele de proliferare si diferentiere celulara Neurofibromina este un reglator negativ al oncogenei Ras

Neurofibromina se sintetizeaza in multe tipuri de celule ale organismului dar in principal in neuroni celule Schwann celule gliale si chiar in etapele de inceput ale dezvoltarii melanocitelor

Incidenta NF-1 este de aproximativ 1 in 3500 nn

Neurofibromatoza tip 1 Deseori se asociaza cu scolioza (sau alte modificari osoase) si cu

probleme oculare NF1 nu este letala si nici contagioasa dar uneori evolueaza

malign Gena NF1 are una dintre cele mai inalte rate de mutatii spontane

de la nivelul intregului genom uman Mutatiile care produc boala sunt extrem de variate (greu de

evidentiat in laborator)ndash Deletii

ndash Insertii

ndash Mutatii cu sens gresit (engl missense)

ndash Mutatii nonsens

ndash Mutatii ce afecteaza matisarea normala a exonilor

Sindromul Marfan Sindromul Marfan

Este transmis autozomal dominantEste transmis autozomal dominant

Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic

rezulta din rezulta din noi mutatiinoi mutatii in gena FBN1 care codifica in gena FBN1 care codifica

fibrilinafibrilina o proteina ce intra in alcatuirea o proteina ce intra in alcatuirea

miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane

fara antecedente heredocolaterale (familiale) de fara antecedente heredocolaterale (familiale) de

sd Marfansd Marfan

Sindromul se caracterizeaza prin Sindromul se caracterizeaza prin pleiotropie si pleiotropie si

expresivitate variabilaexpresivitate variabila in familii in familii

Anomalii osoase Luxatie de cristalin

Anomalii ale valvelor cardiace Disectie de aortaDisectie de aorta

decesdeces

Sindromul Marfan

Modificarea fibrilinei va determina Modificarea fibrilinei va determina incapacitatea de producere a unui incapacitatea de producere a unui tesut tesut conjunctivconjunctiv normal normal

Indivizii afectati sunt inalti slabi cu Indivizii afectati sunt inalti slabi cu picioare brate si degete lungi miopi iar picioare brate si degete lungi miopi iar peretele aortei lor este foarte slab peretele aortei lor este foarte slab

Astfel se crede astazi ca Abraham Astfel se crede astazi ca Abraham Lincoln ar fi putut avea sdMarfanLincoln ar fi putut avea sdMarfan

Ce este sd MarfanCe este sd Marfan

Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul conjunctiv conjunctiv

Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase ligamente muschi perete vascular si valve cardiaceligamente muschi perete vascular si valve cardiace

Sindromul afecteaza majoritatea organelor si Sindromul afecteaza majoritatea organelor si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul (aorta) (aorta)

Semnele si simptomele sd Marfan Semnele si simptomele sd Marfan variaza larg dpdv al variaza larg dpdv al severitatii momentului de instalare si ratei de severitatii momentului de instalare si ratei de progresieprogresie

Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete lungi =arachnodactilielungi =arachnodactilie

O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea trunchiului raport ce este mai mare decat normaltrunchiului raport ce este mai mare decat normal

arahnodactilie

Sd Marfan Sd Marfan

Alte aspecte includ o neobisnuita Alte aspecte includ o neobisnuita flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si ingusta un palat dur inalt arcuit dinti ingusta un palat dur inalt arcuit dinti suprapusiinghesuiti o curbura anormala a suprapusiinghesuiti o curbura anormala a coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern infundat (pectus excavatum) fie proeminent infundat (pectus excavatum) fie proeminent (pectus carinatum) (pectus carinatum)

Jumatate dintre cei cu sd Marfan au Jumatate dintre cei cu sd Marfan au probleme oculare ectopia cristalinului uni- probleme oculare ectopia cristalinului uni- sau bilaterala miopie Cataracta cu debut sau bilaterala miopie Cataracta cu debut dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea mai frecventmai frecvent

Sd Marfan ndash gravitatea este data de Sd Marfan ndash gravitatea este data de anomaliile cardiaceanomaliile cardiace Acestea sunt urmate de oboseala respiratie Acestea sunt urmate de oboseala respiratie

ingreunata si batai neregulate absente sau ingreunata si batai neregulate absente sau suplimentare ale inimii (palpitatii)suplimentare ale inimii (palpitatii)

Aorta poate avea un perete subtire poate fi Aorta poate avea un perete subtire poate fi ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ingrosare la nivelul peretelui ingrosare la nivelul peretelui (anevrism)(anevrism)

Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva aortica sau poate conduce la ruperea spontana a aortica sau poate conduce la ruperea spontana a peretelui aorticperetelui aortic (disectie) (disectie)

Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei la decesla deces

Va simtiti impachetati in date

Sau doarhellipplutiti

Page 3: Genetica - Curs 10

Mucoviscidoza

Una din cele mai frecvente boli genetice

Afectati sunt cu precaderebull Plamanii

bull Pancreasul exocrin

Gena ABCC7 determina sinteza unei forme

anormale de proteina CFTR ( = cystic

fibrosis transmembrane conductance

regulator) care actioneaza ca un canal de

clor la nivelul polului apical al celulelor

epiteliale

Proteina CFTR a fost identificata in celulele din

- plamani - glandele sudoripare

- ficat - si tractul genitourinar

-pancreas

Proteina CFTR (wikipedia)

Mucoviscidoza

Cand proteina CFTR este anormal sintetizata

datorita unei mutatii celulele epiteliale nu mai pot regla

modul in care clorul strabate membranele celulare

Heterogenitate alelica exista peste 900 de mutatii ale

genei

Gena normala ABCC7 de peste 2 105 pb are 27 exoni

Mucoviscidoza

Exonii sunt supusi unei matisari alternative in cazul prezentei

unei mutatii (3 izoforme sunt mai frecvente) astfel pot lipsi exonul

3 sau exonii 2 si 3 (httphmgoxfordjournalsorgcontent371141)

Pentru gena normala ARNm = 6129 pb din care 4443 pb codifica

1480 aminoacizi ai proteinei transmembranare ce regleaza

activitatea canalelor de clor Izoforma 2 se asociaza mai frecvent cu absenta congenitala a

vaselor deferente (httpwwwuniprotorguniprotP13569)

Peste 66 dintre bolnavi au mutatia Δ F508 adica o

deletie de 3pb ce are drept urmare disparitia aa

fenilalanina din pozitia 508 a CFTR

MUCOVISCIDOZA

Cauzele sunt

ndash mutatii nonsens si

ndash mutatii cu sens gresit (engl missense)

ndash deletii si

ndash mutatii ce modifica matisarea (splicing-

ul) ARN-ului

httpnaturecagenome03d1003d_11_ecfm

Genaeste numitatotCFTR

vs

Activarea canalului de clor este un proces complex

HETEROGENITATE ALELICA(POLIALELISM)

Manifestarileclinice sunt rezultatul obstructiei canalelor glandelor exocrine cu secretii vascoase respectiv -infectii pulmonare-malnutritie- dureri abdominale- sinuzite- constipatie-infertilitate

Speranta mediede viata este deaprox 30 de ani

Mucoviscidoza

Exista o serie de teorii (wiki) care explica mecanismele

moleculare presupuse a fi implicate in aparitia bolii

Toate acestea vin in sprijinul observatiei ca majoritatea

modificarilor ce apar in cadrul bolii sunt datorate

ingrosarii cresterii vascozitatii secretiilor

Obstructiile conduc la remodelari si infectii pulmonare

recurente

Tulburarile digestive apar datorita

ndash acumularii enzimelor digestive in pancreas

ndash malabsorbtiei

ndash obstructiei tranzitului intestinal ( fecale cu consistenta crescuta) etc

DIAGNOSTICUL

TABLOUL CLINIC SUGESTIV ndash copilul nu creste

TESTUL SUDORII ndash confirma dg

(concentratia

de sare este

mult peste

valorile

normale)

Pilocarpinastimuleaza secretiasudorala

Conc Cl-

(mmolL )Rezultate

lt 40 Normal

40-60 La limita

gt 60 Anormal

Testul sudorii - interpretare

In mucoviscidoza canalul CFTR de clor este lsquodefectrsquo si nu permite procesul normal de reabsorbtie a Cl- in celulele din ductul glandelor sudoripare pentru a fi refolosit

Prin urmare mai mult clor sta in duct si pe piele in sudoare

Desi canalele de sodiu sunt normale anionii de clor lsquocaptureazarsquo cationii de sodiu

Aceasta se intampla pentru ca secretia sudorala sa ramana neutra electric

httpwwwglowmcomp=glowmcmlsection_viewamparticleid=344

A Relatia dintre gena si un RFLP-lincat KM19 de pe cz 7 + alela KM19 prezenta iar ndash alela absenta la nivelul situsului de restrictie

B B Diagnosticul bolii utilizand RFLP-ul KM19 in ADN amplificat prin PCR Dupa PCR ADN a fost supus digestiei enzimatice cu Pst I si s-a efectuat electroforeza

ANALIZEMOLECULARE

Analiza ADN cu sonde oligonucleotidice specifice unei alele (ASO)

9 pacienti cu mucoviscidoza ADN-ul genomic nefractionat imobilizat pe o membrana de nitroceluloza va hibrida cu sonda heteroduplexul tinta ndash sonda este evidentiat in cele 9 cazuri prin autoradiografie

Sonde monocatenare specifice -ADN normal fara Mutatia Δ F508

- ADN cu mutatia Δ F508

-htz 179-hz 23458

Ce se intampla Nu uitati b autozrec lt== se manifesta doar la homozigotii recesivi

Deci la Htz trebuie sa mai fie alta mutatie prezenta pt a fi bolnavi Iar pacientul 6 are 2 mutatii diferite de Δ F508 (

httpwwwglowmcomp=glowmcmlsection_viewamparticleid=344 )

Mucoviscidoza

Frecventa crescuta a heterozigotilor purtatori in cadrul populatiei generale (1 25) a condus la emiterea ipotezei ca si in acest caz exista un avantaj selectiv

Exista mai multe teorii astfel de ex se presupune ndash a fi implicata susceptibilitatea redusa la diareea epidemica

(holera)ndash ca purtatorii genei sunt rezistenti la febra tifoida si chiar tbc

Concluzia heterozigotii sunt mai rezistenti la aceste infectii determinand o frecventa crescuta a genei in populatia generala

Boala este destul de frecventa in Europa (1 2500 nn)

Mostenirea bolilor ldquoereditarerdquo este complexa

Majoritatea bolilor nu au un mod simplu de transmitere ereditara

Multi factori influenteaza capacitatea genelor de a lsquocladirsquo proteinepolipeptide

Mutatii diferite in aceeasi gena pot produce o gama larga de efecte

In cazul mucoviscidozei gena care controleaza productia mucusului poate suferi peste 300 de mutatii diferite unele produc simptome severe (chiar decesul fiind vorba de o gena letala)) unele produc simptome usoare si altele nu produc nici un fel de simptome

Tratamentul mucoviscidozei dg prenatal ndash depistarea mutatiei screening neonatal fertilizare in vitro si dg genetic preimplantatoriu tratamentul simptomelor infectiilor

bronhopulmonare (antibiotice) stimularea eliminarii secretiilor (fizioterapie

gimnastica aerosoli ndash pot fi si cu alfa dornaza o dezoxiribonucleaza umana recombinanta care scindeaza ADN-ul din sputa scazandu-i vascozitatea)

cresterea imunitatii (mese hipercalorice si vitamine) transplant pulmonar bilateral terapia genica ar urma sa inlocuiasca gena mutanta

cu una normala (uneori lipozomii vectorii virali nu sunt preluati de celule alteori gena normala nu se exprima)

Tratament genichelliphellip inca se testeazahellip

httpwwwcfgenetherapyorgukresearchaerosolhtml

Conform bazei de date canadiene (Cystic Fibrosis Mutation Database) peste 1800 mutatii ale genei CFTR au fost descrise din 1989 cand a fost descoperita

Traditional mutatiile CFTR sunt impartite in 6 clase pe baza efectului probabil

Clasa I produc o proteina nefunctionala Clasa II determina o procesare defectuoasa a proteinei (ex Deletia

F508) Clasa III produc o reglare defectuoasa a canalului Clasa IV determina o conductanta deficitara la nivelul canalului Clasa V se caracterizeza prin splicing anormal Clasa VI sunt mutatii cu efecte necunoscute

Clasificarea mutatiilor ce produc mucoviscidoza

Model toretic al structurii CFTR (impachetarea)

copy2008 by National Academy of Sciences

Tratamentul mucoviscidozei

In mutatiile din clasa II CFTR fiind impachetata gresit este degradata inainte sa ajunga la membrana apicala a celulei

Daca o astfel de proteina incorect impachetata ajunge pana la membrana celulara ea poate functiona suficient pentru a avea un efect vizibil clinic

Corectorii pot interveni ajutand CFTR sa atinga membrana apicala a celulei

Mutatiile din clasa III determina o deschidere redusa a canalului CFTR si implicit un flux scazut de ioni de clor prin lumenul cailor respiratorii

Aceste mutatii precum G551D sunt relativ rare si bolnavii sunt candidati pentru terapia cu potentiatori

Potentiatorii amplifica sau redau functia unei proteine CFTR care este corect localizata la nivelul membranei celulare

Poate ca exista deja un tratament dar nu l-am gasit

Tratamentul mucoviscidozei

In ultimii ani au aparut terapii care vizeaza modularea proteinei CFTR respectiv medicamente care au ca tinta defecte specifice precum transcriptia procesarea sau chiar activitatea CFTR

Medicamentele sunt molecule mici administrate oral si se clasifica in - produse care permit ribozomului sa citeasca prin codonul stop prematur

din ARNm al CFTR (dar nu si codonii stop normali) - corectori care permit impachetarea corecta a CFTR si - potentiatori care sporesc activitatea canalului de clor de la suprafata

celulei [Ashlock et al 2009 OSullivan and Freedman 2009]

FModalitati terapeutice posibile in mucoviscidoza-PTC124reg (Ataluren) permite citirea peste codonul stop anormal precum in mutatiile din clasa I-Corectori de tipul VX-809 utili in mutatiile din clasa II-Potentiatori de tipul VX-770 utili in clasele II III si IV

Celule epiteliale ale cailor respiratorii unde proteina CFTR este colorata in albastru

Tratamentul mucoviscidozei

Ivacaftor (Kalydeco sau VX-770) produs de Vertex Pharmaceuticals se administreaza in SUA din 2012 la pacientii cu mutatia G551D (cate 2 tabletezi cu alimente bogate in lipide) observandu-se imbunatatirea functiei respiratorii si luarea in greutate

G551D este abrevierea standard pentru mutatia in care aminoacidul GLICINA (G) din pozitia 551este inlocuit cu acidul aspartic (D)

G551D produce 4-5 din imbolnavirile cu mucoviscidoza Mutatia G551D permite proteinei CFTR sa ajunga la suprafata celulei

epiteliale dar nu permite transportul clorului prin canalul ionic Ivacaftor imbunatateste acest transport Astfel de medicamente sunt

incluse in potentiatori ai CFTR Acesta devine domeniul unei farmacoterapii personalizate

Fenilalanin-hidroxilaza (PAH) metabolizeaza amino-acidul fenilalanina si il transforma in amino-acidul tirozina

FENILCETONURIA (PKU)Boala se incadreaza in dismetabolii

FENILCETONURIA (PKU)

Gena PAH are 100 kb locusul ei fiind pe cromozomul

12q22ndashq241

Gena PAH cuprinde 13 exoni

Exista cateva sute de mutatii (lista poate fi gasita la PAHdb) ce pot

determina aparitia bolii

Datorita acestei heterogenitati alelice cei mai multi

bolnavi sunt heterozigoti compusi (adica au doua mutatii

diferite)

Fenilcetonuria

PKU este transmisa autozomal recesiv

Mutatia genei PAH determina incapacitatea enzimei

hepatice fenilalanin-hidroxilaza (PAH) de a metaboliza amino-

acidul fenilalanina si deci de a-l transforma in amino-

acidul tirozina

Cand activitatea PAH este redusa fenilalanina se acumuleaza

si este convertita in acidul fenilpiruvic acidul fenillactic

si feniletilamina (fenilcetone) ce pot fi detectate in urina (test

dg) (PHE este metabolizata pe calea minora a transaminazelor pana la fenilcetone)

Absenta tirozinei este urmata de o sinteza deficitara de neurotransmitatori

PKU Manifestarea clinica majora o reprezinta retardul mental datorat

acumularii de fenilalanina care devine donorul major de grupari amino in activitatea

aminotransferazei ducand la depletia tesutului nervos de α-ketoglutarat Absenta α-

ketoglutaratului la nivel cerebral blocheaza ciclul acizilor tricarboxilici (ciclul Krebs) si deci productia aeroba de energie care este esentiala pentru dezvoltarea cerebrala normala Alt mecanism explica competitia pentru transportor in vederea traversarii barierei hematoencefalice Fenilalanina in exces in sange va satura transportorul impiedicand astfel trecerea altor aa necesari pentru sinteza proteica si cea a neurotransmitatorilor Cresterea concentratiei de fenilalanina impiedica dezvoltarea cerebrala cauzind retard mental

Retard al cresterii staturo-ponderale

httpwwwrankercomlistphenylketonuria-symptomsreference

Pigmentatie cutanata redusa blonzi cu ochii albastri Melanina pigment responsabil pentru culoarea pielii si parului este deficitara

-Hiperactivitate si deficit de atentie-Abilitati sociale deficitare-Miscari necoordonate al membrelor-Brahicefalie si microcefalie-Convulsii termuraturi

httpwwwzunivnetphysiologybookchapter30html

Tirozina (sintetizata din PHE) este precursor al melaninei

Datorita acumularii PHE scade sinteza de tirozina si implicit de melanina in piele

httpwwwncbinlmnihgovpubmedhealthPMH0002150

Dg-TESTUL GUTHRIE

N absenta cresterii coloniilorde Bacillus subtilis in prezenta unui inhibitor (beta2-tienilalanina)aN coloniile cresc in caz de PKU datorita prezentei fenilalaninei in exces din sangele recoltat

SCREENING NEONATAL (alaturi de hipotiroidie)

Recoltaredin calcii

Coloniile cresc in prezenta fenilalaninei

httpusersrcncomjkimballmaultranetBiologyPagesPPhenylketonuriahtml

Prezenta genei PHAse poate determinamolecular

Impedimente in folosirea tehnicilor de genetica moleculara

1 Nu sunt cunoscute toate mutatiile genei PAH care

determina PKU Majoritatea cazurilor sunt

heterozigoti compusi deci si tehnica ASO nu este

mereu concludenta

2 Tehnicile nu sunt folosite in mod curent in

laboratoarele clinicilor

3 Sunt mai scumpe comparativ cu testul Guthrie

httpswwwcounsylcomlearnearly-childhood-treatment

Regim alimentar

Prognosticul este bun daca regimul este inceput foarte devreme si mentinut toata viata

TRATAMENT Lofenalac este un produs facut special pentru copiii cu PKU

inlocuind laptele Poate fi folosit toata viata ca sursa de proteine

fiind sarac in fenilalanina si echilibrat in ceea ce priveste restul

aminoacizilor esentiali dar are gust de lsquomedicamentrsquo (spun pacientii)

Periflex este bogat in fier

Suplimente precum uleiul de peste (pentru ca intr-o alimentatie

fara PHE trebuie un aport crescut de acizi grasi cu lanturi lungi

caci ei lipsesc) vor ajuta la imbunatatirea dezvoltarii neurologice

inclusiv coordonarea motorie fina Alte suplimente specifice care

pot fi necesare sunt fierul sau carnitina

TRATAMENT DIETETIC ldquoDiet for liferdquo

Dieta trebuie strict urmata

CARACTERISTICILE BOLILOR AUTOZOMAL DOMINANTE

Ele se manifesta la persoanele homozigote dar si heterozigote

pentru mutatia cauzatoare a patologiei

Persoana afectata are cel putin unul dintre parinti bolnav acesta

are gena speifica bolii in stare heterozigota sau homozigota

Cand o persoana este bolnava datorita unei mutatii ce se

transmite autozomal dominant riscul de a avea un copil afectat

este de 50 daca este heterozigota si respectiv 100 daca este

homozigota

Transmisia este pe verticala din generatie in generatie

Seneb un pitic al dinastiei a 4a sau

a5a sef al garderobei regale si

preot al cultului funerar Khufu

impreuna cu familia sa sotia si copii

de statura normala

AcondroplaziaAcondroplazia este una din cauzele este una din cauzele

aparitiei aparitiei nanismului nanismului

(piticismului)(piticismului)

Caracteristicile sindromului includ Caracteristicile sindromului includ

Statura mica cu membre proportional de scurteStatura mica cu membre proportional de scurte

Un cap mare Un cap mare (macrocefalie)(macrocefalie)

O frunte prominenta O frunte prominenta (bose frontal )(bose frontal )

Radacina nasului aplatizata Radacina nasului aplatizata

Acondroplazia

Este o tulburare a cresterii osoase datorita unei mutatii specifice

Cartilajul prezinta dificultati in a fi convertit in os avand drept rezultat piticismulnanismul

Desi nu se cunoaste un tratament geneticgenic totusi pot fi ameliorate simptomele asociate frecvent cu boala precum problemele respiratorii

Desi literal numele bolii inseamna ldquofara formarea cartilajului totusi problema nu o reprezinta formarea acestuia ci transformarea cartilajului in os in mod special in cazul oaselor lungi ale bratelor si picioarelor

Inaltimea medie a adultilor este de

131 cm pentru barbati

si 123 cm pentru femei

Gena responsabila FGFR3 este acronimul pentru

fibroblast growth factor receptor 3 care este proteina pe care o codifica adica receptorul 3 pentru factorul de crestere fibroblastic

Localizarea citogenetica a genei FGFR3 4p163

Localizarea moleculara pe cromozomul 4 de la perechea de baze 1762853 la perechea 1777828 (14kb)

Proteina are rol in dezvoltarea si conservarea tesutului osos si cerebral

Functia Genei FGFR3Cercetatorii cred ca receptorul pe

care il codifica regleaza osificarea si aceasta in mod particular la nivelul oaselor lungi

Mutatii ale genei FGFR3 determina activarea exagerata a receptorului ceea ce interfera cu osificarea si conduce la tulburari ale cresterii oaselor fenomen caracteristic acondroplaziei

Aceasta teorie este sustinuta de catre modelul soarecilor knockout care nu au receptorul reglarea negativa a formarii oaselor fiind deci pierduta Rezultatul consta intr-un soarece cu oase excesiv de lungi si vertebre elongate respectiv o coada lunga

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi mostenita sau poate fi rezultatul unei noi mutatii a genei FGFR3

In majoritatea cazurilor (80) boala se datoreaza unei noi mutatii deoarece parintii celor avand acondroplazie au talie medie (normala) dar inca nu se stie cauza aparitiei acestor mutatii

Copii cu acondroplazie pot avea probleme auditive de vorbire si de respiratie toate putand fi tratate

Tratmentul implica prevenirea sau tratarea semnelor simptomelor sau altor manifestari asociate care apar ca rezultat al bolii

Totodata sprijinul social si familial este o parte importanta a tratmentului

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi detectata inainte de nastere prin ecografie

Diagnosticul ecografic se face pe baza discordantei progresive dintre lungimea femurului si diametrul biparietal in functie de varsta Mana cu aspect de trident poate fi de asemenea vizualizata daca degetele sunt in intregime extinse

Aditional testarea ADN inainte de nastere poate detecta homozigozitatea atunci cand sunt mostenite doua copii ale genei mutante boala este letala ceea ce conduce la avort

Imaginea este o radiografie a mainii unui tanar cu

acondroplazie Forma caracteristica de tridentldquo

apare datorita separarii policelui de degetul al

doilea cat si a degetelor trei si patru Se pot observa

oasele tubulare scurtate ale mainii in mod particular

falangele proximale

Imaginea din dreapta mana unui adult cu oase scurte tubulare cu ulna subtiata specific acondroplaziei

Boala se poate transmite din generatie in generatie

Persoanele cu acondroplazie pot transmite boala

descendentilor

Riscul este de 12

Cum se mosteneste acondroplazia

Daca ambii parinti au acondroplazie copii au un risc de 1 din 4 de a mosteni gena de la ambii parinti devenind homozigoti pentru gena mutanta

Noii nascuti care mostenesc ambele gene

sunt considerati ca avand o forma severa

de acondroplazie supravietuirea lor nu

depaseste 12 luni

Boala Huntington (HD)

Este o tulburare neurodegenerativa progresiva caracterizata prinMiscari choreiforme (necoordonate ndash desi ele

pot parea coordonate - involuntare ale corpului)

Chorea era sugestiv imaginata a fi un dans

grotesc Cuvantul chorea provine din lb

greaca insemnand dans

Probleme psichiatrice si

dementa ( declinul unor capacitati mentale)

Boala Huntington In jurul varstei de 35 - 40 de ani apar simptome usoare

neindemanare uitare si modificarea personalitatii In urmatorii 10-20 de ani de la debut o persoana cu

HD isi pierde gradual intregul control mental si fizic

Astazi nu Astazi nu exista o exista o terapie terapie pentru HD pentru HD unele unele medicamentmedicamente putand e putand insa insa ameliora ameliora simptomelesimptomele

HD

Este o boala neurologica caracterizata prin tulburarea

functiei motorii

Alela mutanta determina aparitia unei proteine anormale

ce contine un numar mare de repetitii ale aa glutamina

Proteina anormala este toxica pentru tesutul nervos

conducand la aparitia semnelor si simptomelor

caracteristice bolii

O singura copie a genei anormale este suficienta pentru a

conferi boala

Gena Huntingtin (HTT) numita si gena HD (Huntington disease) sau gena IT15 (interesting transcript 15) este localizata pe bratul scurt al cromozomului 4 (4p163)

Localizarea genei HTT

Cytogenetic 4p163Molecular pe cz 4 Perechile de baze

de la 3046205 to 3215484

Boala Huntington (HD) Este cauzata de repetitia unei expansiuni

anormale trinucleotidice (CAG) In mod normal repetitia CAG trebuie sa fie

intre 7 si 35 de repetitii Gena HTT codifica proteina huntingtina si

daca este anormala ea contine o expansiune poliglutaminica

Huntingtina este prezenta in numeroase tesuturi nivelurile cele mai ridicate se gasesc intracerebral desi nu i se cunosc cu siguranta functiile se considera ca proteina este necesara pentru dezvoltarea intrauterina

Boala Huntington (HD)

HTT contine o secventa de baze azotate mdash citozina -adenina-guanina (CAG)mdashrepetata de multiple ori ( sa CAGCAGCAG) la capatul 5rsquo avand denumirea de repetitii trinucleotidice

Codonul CAG codifica amino acidul glutamina ai

se va sintetiza un lant de glutamine ce este cunoscut

astazi sub denumirea de tract poliglutaminic sau

polyQ iar partea repetata a genei se numeste

regiunea PolyQ

Cum se mosteneste HD HD este monogenica si transmisa din generatie in

generatie Avand un parinte afectat fiecare copil are un risc de

12 sa mosteneasca HD

Copii care Copii care nu au gena nu au gena cu cu certitudine certitudine nu vor face nu vor face boala si nici boala si nici nu o vor nu o vor transmite transmite mai departe mai departe descendentildescendentilor or

Huntington disease (HD)

Boala afecteaza cu precadere neuronii

Majoritatea cazurilor debuteaza clinic pe la mijlocul vietii intre 35 si 42 de ani

3 din cazuri sunt Huntington juvenil si debuteaza inainte de 15 ani

Debutul tardiv este peste 50 de ani

Numar de repetitii

Clasificare Statusul bolii

lt27 Normal Neafectat

27ndash35 Intermediar Neafectat

36ndash39 Penetranta Redusa

+- Afectat

gt39 Penetranta totalacompleta

Afectat

Gravitatea bolii corelata cu numarul de repetitii trinucleotidice

Nu exista un algoritm precis

Mutatiile dinamice (repetitii trinucleo-

tidice instabile) Deci Boala Huntington este una dintre

maladiile ce au drept cauza repetitiile trinucleotidice (CAGCTG) la fel candash sindromul X Fragil (repetitii CCGCGG peste

52de ori la nivelul Xq273)

ndash distrofia miotonica (repetitii CTG peste 50de ori la nivelul 19q132)

ndash atrofia musculara spinobulbara Kennedy (repetitii CAG de peste 36 de ori la nivelul Xq11-12)

S-au identificat 14 boli ce au drept cauza astfel de mutatiile dinamice

Testare moleculara pentru HD

Persoanele care au pe cineva bolnav in familie si doresc sa stie daca au mostenit gena bolii pot cere realizarea unui diagnostic molecular Bineinteles ca daca sunt purtatoare ale genei mutante HTT nu se va putea preciza momentul in care vor debuta simptomele Desi nu exista inca un tratament curativ testarea genetica poate fi de ajutor persoanelor la risc in vederea luarii unor decizii privind viitorul lor Totusi majoritatea decid sa nu faca acest test

Analiza ADN a bolii Analiza ADN a bolii Huntington Huntington

Fiecare coloana arata ADN -ul Fiecare coloana arata ADN -ul altei persoanealtei persoane

2 benzi in zona normala (N) 2 benzi in zona normala (N) apartin celor neafectati apartin celor neafectati

O banda in zona H arata o O banda in zona H arata o persoana care va deveni persoana care va deveni bolnava de HDbolnava de HDDepartment of Neurogenetics Institute of Department of Neurogenetics Institute of Neurology LondonNeurology London

1 2 3 4 5 6 7

Testarea pentru HD

Screeningul embrionar este de asemenea posibil ai persoanele bolnave sau cu risc crescut vor putea fi sigure ca nu au transmis boala copiilor

Este deci posibil ca mamele ce iau in considerare avortul unui fat avand gena mutanta HTT sa poata avea un test al embrionului (diagnostic prenatal)

Alte tehnici precum diagnosticul genetic preimplantatoriu in situatia unei fertilizari in vitro pot fi utile pentru a se asigura sanatatea viitorului nou-nascut

Chorea Huntington

Noile descoperiri in domeniul geneticii fac posibla detectarea bolii intrauterin sau cand inca nu este manifesta

Cu toate acestea si respectiv in ciuda posibilitatii unui diagnostic molecular atat modalitatile de diagnostic cat si cele de interventie actuale nu inlocuiesc metodele mai vechi (precum calcularea prognosticului genetic pe baza legii probabilitatilor conditionate a lui Bayes) ci sunt sinergice

Neurofibromatoza tip I (NF-1) cunoscuta si drept Boala Recklinghausen

Se caracterizeaza prin aparitia unor tumori

benigne localizate oriunde pe corp

In copilarie apar mai intai niste pete cafeacute-

au-lait la nivel tegumentar

Cu inaintarea in varsta apar mai multe

tumori care deniveleaza pielea

NF1 se poate asocia uneori cu dificultatea

de a invata

Simptomele NF1 variaza mult chiar in

cadrul aceleasi familii (expresivitate

variabila a genei)

A girl with neurofibromatosis A girl with neurofibromatosis (left)(left)The Neurofibromatosis Association The Neurofibromatosis Association (wwwnfazetnetcouk(wwwnfazetnetcouk

Cum se mosteneste neurofibromatoza

Aproximativ jumatate din persoanele cu

NF1 au parinti sanatosi noua mutatie

aparand in gametogeneza parentala

Persoanele afectate transmit NF1 daca

un parinte are NF1 fiecare copil al sau are

o sansa de 1 din 2 sa se nasca normal si

respectiv un risc de 1 din 2 de a fi bolnav

In timp ce persoanele bolnave transmit

boala cele sanatoase din aceeasi familie

vor avea numai copii fara NF1

TRANSMITERE AUTOZOMAL DOMINANTA

httpradiographicsrsnaorgcontent252455F1expansion

NEUROFIBROAME CUTANTE

Zone hiperpigmentate la nivelul irisului = nodulii Lisch

Neurofibromatoza tip I

NF-1 este o boala tumorala cauzata de malfunctia genei NF1 de pe cromozomul 17p care este responsabila de controlul diviziunii celulare

Gena NF-1 codifica o proteina numita neurofibromina ce controleaza procesele de proliferare si diferentiere celulara Neurofibromina este un reglator negativ al oncogenei Ras

Neurofibromina se sintetizeaza in multe tipuri de celule ale organismului dar in principal in neuroni celule Schwann celule gliale si chiar in etapele de inceput ale dezvoltarii melanocitelor

Incidenta NF-1 este de aproximativ 1 in 3500 nn

Neurofibromatoza tip 1 Deseori se asociaza cu scolioza (sau alte modificari osoase) si cu

probleme oculare NF1 nu este letala si nici contagioasa dar uneori evolueaza

malign Gena NF1 are una dintre cele mai inalte rate de mutatii spontane

de la nivelul intregului genom uman Mutatiile care produc boala sunt extrem de variate (greu de

evidentiat in laborator)ndash Deletii

ndash Insertii

ndash Mutatii cu sens gresit (engl missense)

ndash Mutatii nonsens

ndash Mutatii ce afecteaza matisarea normala a exonilor

Sindromul Marfan Sindromul Marfan

Este transmis autozomal dominantEste transmis autozomal dominant

Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic

rezulta din rezulta din noi mutatiinoi mutatii in gena FBN1 care codifica in gena FBN1 care codifica

fibrilinafibrilina o proteina ce intra in alcatuirea o proteina ce intra in alcatuirea

miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane

fara antecedente heredocolaterale (familiale) de fara antecedente heredocolaterale (familiale) de

sd Marfansd Marfan

Sindromul se caracterizeaza prin Sindromul se caracterizeaza prin pleiotropie si pleiotropie si

expresivitate variabilaexpresivitate variabila in familii in familii

Anomalii osoase Luxatie de cristalin

Anomalii ale valvelor cardiace Disectie de aortaDisectie de aorta

decesdeces

Sindromul Marfan

Modificarea fibrilinei va determina Modificarea fibrilinei va determina incapacitatea de producere a unui incapacitatea de producere a unui tesut tesut conjunctivconjunctiv normal normal

Indivizii afectati sunt inalti slabi cu Indivizii afectati sunt inalti slabi cu picioare brate si degete lungi miopi iar picioare brate si degete lungi miopi iar peretele aortei lor este foarte slab peretele aortei lor este foarte slab

Astfel se crede astazi ca Abraham Astfel se crede astazi ca Abraham Lincoln ar fi putut avea sdMarfanLincoln ar fi putut avea sdMarfan

Ce este sd MarfanCe este sd Marfan

Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul conjunctiv conjunctiv

Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase ligamente muschi perete vascular si valve cardiaceligamente muschi perete vascular si valve cardiace

Sindromul afecteaza majoritatea organelor si Sindromul afecteaza majoritatea organelor si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul (aorta) (aorta)

Semnele si simptomele sd Marfan Semnele si simptomele sd Marfan variaza larg dpdv al variaza larg dpdv al severitatii momentului de instalare si ratei de severitatii momentului de instalare si ratei de progresieprogresie

Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete lungi =arachnodactilielungi =arachnodactilie

O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea trunchiului raport ce este mai mare decat normaltrunchiului raport ce este mai mare decat normal

arahnodactilie

Sd Marfan Sd Marfan

Alte aspecte includ o neobisnuita Alte aspecte includ o neobisnuita flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si ingusta un palat dur inalt arcuit dinti ingusta un palat dur inalt arcuit dinti suprapusiinghesuiti o curbura anormala a suprapusiinghesuiti o curbura anormala a coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern infundat (pectus excavatum) fie proeminent infundat (pectus excavatum) fie proeminent (pectus carinatum) (pectus carinatum)

Jumatate dintre cei cu sd Marfan au Jumatate dintre cei cu sd Marfan au probleme oculare ectopia cristalinului uni- probleme oculare ectopia cristalinului uni- sau bilaterala miopie Cataracta cu debut sau bilaterala miopie Cataracta cu debut dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea mai frecventmai frecvent

Sd Marfan ndash gravitatea este data de Sd Marfan ndash gravitatea este data de anomaliile cardiaceanomaliile cardiace Acestea sunt urmate de oboseala respiratie Acestea sunt urmate de oboseala respiratie

ingreunata si batai neregulate absente sau ingreunata si batai neregulate absente sau suplimentare ale inimii (palpitatii)suplimentare ale inimii (palpitatii)

Aorta poate avea un perete subtire poate fi Aorta poate avea un perete subtire poate fi ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ingrosare la nivelul peretelui ingrosare la nivelul peretelui (anevrism)(anevrism)

Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva aortica sau poate conduce la ruperea spontana a aortica sau poate conduce la ruperea spontana a peretelui aorticperetelui aortic (disectie) (disectie)

Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei la decesla deces

Va simtiti impachetati in date

Sau doarhellipplutiti

Page 4: Genetica - Curs 10

Gena ABCC7 determina sinteza unei forme

anormale de proteina CFTR ( = cystic

fibrosis transmembrane conductance

regulator) care actioneaza ca un canal de

clor la nivelul polului apical al celulelor

epiteliale

Proteina CFTR a fost identificata in celulele din

- plamani - glandele sudoripare

- ficat - si tractul genitourinar

-pancreas

Proteina CFTR (wikipedia)

Mucoviscidoza

Cand proteina CFTR este anormal sintetizata

datorita unei mutatii celulele epiteliale nu mai pot regla

modul in care clorul strabate membranele celulare

Heterogenitate alelica exista peste 900 de mutatii ale

genei

Gena normala ABCC7 de peste 2 105 pb are 27 exoni

Mucoviscidoza

Exonii sunt supusi unei matisari alternative in cazul prezentei

unei mutatii (3 izoforme sunt mai frecvente) astfel pot lipsi exonul

3 sau exonii 2 si 3 (httphmgoxfordjournalsorgcontent371141)

Pentru gena normala ARNm = 6129 pb din care 4443 pb codifica

1480 aminoacizi ai proteinei transmembranare ce regleaza

activitatea canalelor de clor Izoforma 2 se asociaza mai frecvent cu absenta congenitala a

vaselor deferente (httpwwwuniprotorguniprotP13569)

Peste 66 dintre bolnavi au mutatia Δ F508 adica o

deletie de 3pb ce are drept urmare disparitia aa

fenilalanina din pozitia 508 a CFTR

MUCOVISCIDOZA

Cauzele sunt

ndash mutatii nonsens si

ndash mutatii cu sens gresit (engl missense)

ndash deletii si

ndash mutatii ce modifica matisarea (splicing-

ul) ARN-ului

httpnaturecagenome03d1003d_11_ecfm

Genaeste numitatotCFTR

vs

Activarea canalului de clor este un proces complex

HETEROGENITATE ALELICA(POLIALELISM)

Manifestarileclinice sunt rezultatul obstructiei canalelor glandelor exocrine cu secretii vascoase respectiv -infectii pulmonare-malnutritie- dureri abdominale- sinuzite- constipatie-infertilitate

Speranta mediede viata este deaprox 30 de ani

Mucoviscidoza

Exista o serie de teorii (wiki) care explica mecanismele

moleculare presupuse a fi implicate in aparitia bolii

Toate acestea vin in sprijinul observatiei ca majoritatea

modificarilor ce apar in cadrul bolii sunt datorate

ingrosarii cresterii vascozitatii secretiilor

Obstructiile conduc la remodelari si infectii pulmonare

recurente

Tulburarile digestive apar datorita

ndash acumularii enzimelor digestive in pancreas

ndash malabsorbtiei

ndash obstructiei tranzitului intestinal ( fecale cu consistenta crescuta) etc

DIAGNOSTICUL

TABLOUL CLINIC SUGESTIV ndash copilul nu creste

TESTUL SUDORII ndash confirma dg

(concentratia

de sare este

mult peste

valorile

normale)

Pilocarpinastimuleaza secretiasudorala

Conc Cl-

(mmolL )Rezultate

lt 40 Normal

40-60 La limita

gt 60 Anormal

Testul sudorii - interpretare

In mucoviscidoza canalul CFTR de clor este lsquodefectrsquo si nu permite procesul normal de reabsorbtie a Cl- in celulele din ductul glandelor sudoripare pentru a fi refolosit

Prin urmare mai mult clor sta in duct si pe piele in sudoare

Desi canalele de sodiu sunt normale anionii de clor lsquocaptureazarsquo cationii de sodiu

Aceasta se intampla pentru ca secretia sudorala sa ramana neutra electric

httpwwwglowmcomp=glowmcmlsection_viewamparticleid=344

A Relatia dintre gena si un RFLP-lincat KM19 de pe cz 7 + alela KM19 prezenta iar ndash alela absenta la nivelul situsului de restrictie

B B Diagnosticul bolii utilizand RFLP-ul KM19 in ADN amplificat prin PCR Dupa PCR ADN a fost supus digestiei enzimatice cu Pst I si s-a efectuat electroforeza

ANALIZEMOLECULARE

Analiza ADN cu sonde oligonucleotidice specifice unei alele (ASO)

9 pacienti cu mucoviscidoza ADN-ul genomic nefractionat imobilizat pe o membrana de nitroceluloza va hibrida cu sonda heteroduplexul tinta ndash sonda este evidentiat in cele 9 cazuri prin autoradiografie

Sonde monocatenare specifice -ADN normal fara Mutatia Δ F508

- ADN cu mutatia Δ F508

-htz 179-hz 23458

Ce se intampla Nu uitati b autozrec lt== se manifesta doar la homozigotii recesivi

Deci la Htz trebuie sa mai fie alta mutatie prezenta pt a fi bolnavi Iar pacientul 6 are 2 mutatii diferite de Δ F508 (

httpwwwglowmcomp=glowmcmlsection_viewamparticleid=344 )

Mucoviscidoza

Frecventa crescuta a heterozigotilor purtatori in cadrul populatiei generale (1 25) a condus la emiterea ipotezei ca si in acest caz exista un avantaj selectiv

Exista mai multe teorii astfel de ex se presupune ndash a fi implicata susceptibilitatea redusa la diareea epidemica

(holera)ndash ca purtatorii genei sunt rezistenti la febra tifoida si chiar tbc

Concluzia heterozigotii sunt mai rezistenti la aceste infectii determinand o frecventa crescuta a genei in populatia generala

Boala este destul de frecventa in Europa (1 2500 nn)

Mostenirea bolilor ldquoereditarerdquo este complexa

Majoritatea bolilor nu au un mod simplu de transmitere ereditara

Multi factori influenteaza capacitatea genelor de a lsquocladirsquo proteinepolipeptide

Mutatii diferite in aceeasi gena pot produce o gama larga de efecte

In cazul mucoviscidozei gena care controleaza productia mucusului poate suferi peste 300 de mutatii diferite unele produc simptome severe (chiar decesul fiind vorba de o gena letala)) unele produc simptome usoare si altele nu produc nici un fel de simptome

Tratamentul mucoviscidozei dg prenatal ndash depistarea mutatiei screening neonatal fertilizare in vitro si dg genetic preimplantatoriu tratamentul simptomelor infectiilor

bronhopulmonare (antibiotice) stimularea eliminarii secretiilor (fizioterapie

gimnastica aerosoli ndash pot fi si cu alfa dornaza o dezoxiribonucleaza umana recombinanta care scindeaza ADN-ul din sputa scazandu-i vascozitatea)

cresterea imunitatii (mese hipercalorice si vitamine) transplant pulmonar bilateral terapia genica ar urma sa inlocuiasca gena mutanta

cu una normala (uneori lipozomii vectorii virali nu sunt preluati de celule alteori gena normala nu se exprima)

Tratament genichelliphellip inca se testeazahellip

httpwwwcfgenetherapyorgukresearchaerosolhtml

Conform bazei de date canadiene (Cystic Fibrosis Mutation Database) peste 1800 mutatii ale genei CFTR au fost descrise din 1989 cand a fost descoperita

Traditional mutatiile CFTR sunt impartite in 6 clase pe baza efectului probabil

Clasa I produc o proteina nefunctionala Clasa II determina o procesare defectuoasa a proteinei (ex Deletia

F508) Clasa III produc o reglare defectuoasa a canalului Clasa IV determina o conductanta deficitara la nivelul canalului Clasa V se caracterizeza prin splicing anormal Clasa VI sunt mutatii cu efecte necunoscute

Clasificarea mutatiilor ce produc mucoviscidoza

Model toretic al structurii CFTR (impachetarea)

copy2008 by National Academy of Sciences

Tratamentul mucoviscidozei

In mutatiile din clasa II CFTR fiind impachetata gresit este degradata inainte sa ajunga la membrana apicala a celulei

Daca o astfel de proteina incorect impachetata ajunge pana la membrana celulara ea poate functiona suficient pentru a avea un efect vizibil clinic

Corectorii pot interveni ajutand CFTR sa atinga membrana apicala a celulei

Mutatiile din clasa III determina o deschidere redusa a canalului CFTR si implicit un flux scazut de ioni de clor prin lumenul cailor respiratorii

Aceste mutatii precum G551D sunt relativ rare si bolnavii sunt candidati pentru terapia cu potentiatori

Potentiatorii amplifica sau redau functia unei proteine CFTR care este corect localizata la nivelul membranei celulare

Poate ca exista deja un tratament dar nu l-am gasit

Tratamentul mucoviscidozei

In ultimii ani au aparut terapii care vizeaza modularea proteinei CFTR respectiv medicamente care au ca tinta defecte specifice precum transcriptia procesarea sau chiar activitatea CFTR

Medicamentele sunt molecule mici administrate oral si se clasifica in - produse care permit ribozomului sa citeasca prin codonul stop prematur

din ARNm al CFTR (dar nu si codonii stop normali) - corectori care permit impachetarea corecta a CFTR si - potentiatori care sporesc activitatea canalului de clor de la suprafata

celulei [Ashlock et al 2009 OSullivan and Freedman 2009]

FModalitati terapeutice posibile in mucoviscidoza-PTC124reg (Ataluren) permite citirea peste codonul stop anormal precum in mutatiile din clasa I-Corectori de tipul VX-809 utili in mutatiile din clasa II-Potentiatori de tipul VX-770 utili in clasele II III si IV

Celule epiteliale ale cailor respiratorii unde proteina CFTR este colorata in albastru

Tratamentul mucoviscidozei

Ivacaftor (Kalydeco sau VX-770) produs de Vertex Pharmaceuticals se administreaza in SUA din 2012 la pacientii cu mutatia G551D (cate 2 tabletezi cu alimente bogate in lipide) observandu-se imbunatatirea functiei respiratorii si luarea in greutate

G551D este abrevierea standard pentru mutatia in care aminoacidul GLICINA (G) din pozitia 551este inlocuit cu acidul aspartic (D)

G551D produce 4-5 din imbolnavirile cu mucoviscidoza Mutatia G551D permite proteinei CFTR sa ajunga la suprafata celulei

epiteliale dar nu permite transportul clorului prin canalul ionic Ivacaftor imbunatateste acest transport Astfel de medicamente sunt

incluse in potentiatori ai CFTR Acesta devine domeniul unei farmacoterapii personalizate

Fenilalanin-hidroxilaza (PAH) metabolizeaza amino-acidul fenilalanina si il transforma in amino-acidul tirozina

FENILCETONURIA (PKU)Boala se incadreaza in dismetabolii

FENILCETONURIA (PKU)

Gena PAH are 100 kb locusul ei fiind pe cromozomul

12q22ndashq241

Gena PAH cuprinde 13 exoni

Exista cateva sute de mutatii (lista poate fi gasita la PAHdb) ce pot

determina aparitia bolii

Datorita acestei heterogenitati alelice cei mai multi

bolnavi sunt heterozigoti compusi (adica au doua mutatii

diferite)

Fenilcetonuria

PKU este transmisa autozomal recesiv

Mutatia genei PAH determina incapacitatea enzimei

hepatice fenilalanin-hidroxilaza (PAH) de a metaboliza amino-

acidul fenilalanina si deci de a-l transforma in amino-

acidul tirozina

Cand activitatea PAH este redusa fenilalanina se acumuleaza

si este convertita in acidul fenilpiruvic acidul fenillactic

si feniletilamina (fenilcetone) ce pot fi detectate in urina (test

dg) (PHE este metabolizata pe calea minora a transaminazelor pana la fenilcetone)

Absenta tirozinei este urmata de o sinteza deficitara de neurotransmitatori

PKU Manifestarea clinica majora o reprezinta retardul mental datorat

acumularii de fenilalanina care devine donorul major de grupari amino in activitatea

aminotransferazei ducand la depletia tesutului nervos de α-ketoglutarat Absenta α-

ketoglutaratului la nivel cerebral blocheaza ciclul acizilor tricarboxilici (ciclul Krebs) si deci productia aeroba de energie care este esentiala pentru dezvoltarea cerebrala normala Alt mecanism explica competitia pentru transportor in vederea traversarii barierei hematoencefalice Fenilalanina in exces in sange va satura transportorul impiedicand astfel trecerea altor aa necesari pentru sinteza proteica si cea a neurotransmitatorilor Cresterea concentratiei de fenilalanina impiedica dezvoltarea cerebrala cauzind retard mental

Retard al cresterii staturo-ponderale

httpwwwrankercomlistphenylketonuria-symptomsreference

Pigmentatie cutanata redusa blonzi cu ochii albastri Melanina pigment responsabil pentru culoarea pielii si parului este deficitara

-Hiperactivitate si deficit de atentie-Abilitati sociale deficitare-Miscari necoordonate al membrelor-Brahicefalie si microcefalie-Convulsii termuraturi

httpwwwzunivnetphysiologybookchapter30html

Tirozina (sintetizata din PHE) este precursor al melaninei

Datorita acumularii PHE scade sinteza de tirozina si implicit de melanina in piele

httpwwwncbinlmnihgovpubmedhealthPMH0002150

Dg-TESTUL GUTHRIE

N absenta cresterii coloniilorde Bacillus subtilis in prezenta unui inhibitor (beta2-tienilalanina)aN coloniile cresc in caz de PKU datorita prezentei fenilalaninei in exces din sangele recoltat

SCREENING NEONATAL (alaturi de hipotiroidie)

Recoltaredin calcii

Coloniile cresc in prezenta fenilalaninei

httpusersrcncomjkimballmaultranetBiologyPagesPPhenylketonuriahtml

Prezenta genei PHAse poate determinamolecular

Impedimente in folosirea tehnicilor de genetica moleculara

1 Nu sunt cunoscute toate mutatiile genei PAH care

determina PKU Majoritatea cazurilor sunt

heterozigoti compusi deci si tehnica ASO nu este

mereu concludenta

2 Tehnicile nu sunt folosite in mod curent in

laboratoarele clinicilor

3 Sunt mai scumpe comparativ cu testul Guthrie

httpswwwcounsylcomlearnearly-childhood-treatment

Regim alimentar

Prognosticul este bun daca regimul este inceput foarte devreme si mentinut toata viata

TRATAMENT Lofenalac este un produs facut special pentru copiii cu PKU

inlocuind laptele Poate fi folosit toata viata ca sursa de proteine

fiind sarac in fenilalanina si echilibrat in ceea ce priveste restul

aminoacizilor esentiali dar are gust de lsquomedicamentrsquo (spun pacientii)

Periflex este bogat in fier

Suplimente precum uleiul de peste (pentru ca intr-o alimentatie

fara PHE trebuie un aport crescut de acizi grasi cu lanturi lungi

caci ei lipsesc) vor ajuta la imbunatatirea dezvoltarii neurologice

inclusiv coordonarea motorie fina Alte suplimente specifice care

pot fi necesare sunt fierul sau carnitina

TRATAMENT DIETETIC ldquoDiet for liferdquo

Dieta trebuie strict urmata

CARACTERISTICILE BOLILOR AUTOZOMAL DOMINANTE

Ele se manifesta la persoanele homozigote dar si heterozigote

pentru mutatia cauzatoare a patologiei

Persoana afectata are cel putin unul dintre parinti bolnav acesta

are gena speifica bolii in stare heterozigota sau homozigota

Cand o persoana este bolnava datorita unei mutatii ce se

transmite autozomal dominant riscul de a avea un copil afectat

este de 50 daca este heterozigota si respectiv 100 daca este

homozigota

Transmisia este pe verticala din generatie in generatie

Seneb un pitic al dinastiei a 4a sau

a5a sef al garderobei regale si

preot al cultului funerar Khufu

impreuna cu familia sa sotia si copii

de statura normala

AcondroplaziaAcondroplazia este una din cauzele este una din cauzele

aparitiei aparitiei nanismului nanismului

(piticismului)(piticismului)

Caracteristicile sindromului includ Caracteristicile sindromului includ

Statura mica cu membre proportional de scurteStatura mica cu membre proportional de scurte

Un cap mare Un cap mare (macrocefalie)(macrocefalie)

O frunte prominenta O frunte prominenta (bose frontal )(bose frontal )

Radacina nasului aplatizata Radacina nasului aplatizata

Acondroplazia

Este o tulburare a cresterii osoase datorita unei mutatii specifice

Cartilajul prezinta dificultati in a fi convertit in os avand drept rezultat piticismulnanismul

Desi nu se cunoaste un tratament geneticgenic totusi pot fi ameliorate simptomele asociate frecvent cu boala precum problemele respiratorii

Desi literal numele bolii inseamna ldquofara formarea cartilajului totusi problema nu o reprezinta formarea acestuia ci transformarea cartilajului in os in mod special in cazul oaselor lungi ale bratelor si picioarelor

Inaltimea medie a adultilor este de

131 cm pentru barbati

si 123 cm pentru femei

Gena responsabila FGFR3 este acronimul pentru

fibroblast growth factor receptor 3 care este proteina pe care o codifica adica receptorul 3 pentru factorul de crestere fibroblastic

Localizarea citogenetica a genei FGFR3 4p163

Localizarea moleculara pe cromozomul 4 de la perechea de baze 1762853 la perechea 1777828 (14kb)

Proteina are rol in dezvoltarea si conservarea tesutului osos si cerebral

Functia Genei FGFR3Cercetatorii cred ca receptorul pe

care il codifica regleaza osificarea si aceasta in mod particular la nivelul oaselor lungi

Mutatii ale genei FGFR3 determina activarea exagerata a receptorului ceea ce interfera cu osificarea si conduce la tulburari ale cresterii oaselor fenomen caracteristic acondroplaziei

Aceasta teorie este sustinuta de catre modelul soarecilor knockout care nu au receptorul reglarea negativa a formarii oaselor fiind deci pierduta Rezultatul consta intr-un soarece cu oase excesiv de lungi si vertebre elongate respectiv o coada lunga

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi mostenita sau poate fi rezultatul unei noi mutatii a genei FGFR3

In majoritatea cazurilor (80) boala se datoreaza unei noi mutatii deoarece parintii celor avand acondroplazie au talie medie (normala) dar inca nu se stie cauza aparitiei acestor mutatii

Copii cu acondroplazie pot avea probleme auditive de vorbire si de respiratie toate putand fi tratate

Tratmentul implica prevenirea sau tratarea semnelor simptomelor sau altor manifestari asociate care apar ca rezultat al bolii

Totodata sprijinul social si familial este o parte importanta a tratmentului

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi detectata inainte de nastere prin ecografie

Diagnosticul ecografic se face pe baza discordantei progresive dintre lungimea femurului si diametrul biparietal in functie de varsta Mana cu aspect de trident poate fi de asemenea vizualizata daca degetele sunt in intregime extinse

Aditional testarea ADN inainte de nastere poate detecta homozigozitatea atunci cand sunt mostenite doua copii ale genei mutante boala este letala ceea ce conduce la avort

Imaginea este o radiografie a mainii unui tanar cu

acondroplazie Forma caracteristica de tridentldquo

apare datorita separarii policelui de degetul al

doilea cat si a degetelor trei si patru Se pot observa

oasele tubulare scurtate ale mainii in mod particular

falangele proximale

Imaginea din dreapta mana unui adult cu oase scurte tubulare cu ulna subtiata specific acondroplaziei

Boala se poate transmite din generatie in generatie

Persoanele cu acondroplazie pot transmite boala

descendentilor

Riscul este de 12

Cum se mosteneste acondroplazia

Daca ambii parinti au acondroplazie copii au un risc de 1 din 4 de a mosteni gena de la ambii parinti devenind homozigoti pentru gena mutanta

Noii nascuti care mostenesc ambele gene

sunt considerati ca avand o forma severa

de acondroplazie supravietuirea lor nu

depaseste 12 luni

Boala Huntington (HD)

Este o tulburare neurodegenerativa progresiva caracterizata prinMiscari choreiforme (necoordonate ndash desi ele

pot parea coordonate - involuntare ale corpului)

Chorea era sugestiv imaginata a fi un dans

grotesc Cuvantul chorea provine din lb

greaca insemnand dans

Probleme psichiatrice si

dementa ( declinul unor capacitati mentale)

Boala Huntington In jurul varstei de 35 - 40 de ani apar simptome usoare

neindemanare uitare si modificarea personalitatii In urmatorii 10-20 de ani de la debut o persoana cu

HD isi pierde gradual intregul control mental si fizic

Astazi nu Astazi nu exista o exista o terapie terapie pentru HD pentru HD unele unele medicamentmedicamente putand e putand insa insa ameliora ameliora simptomelesimptomele

HD

Este o boala neurologica caracterizata prin tulburarea

functiei motorii

Alela mutanta determina aparitia unei proteine anormale

ce contine un numar mare de repetitii ale aa glutamina

Proteina anormala este toxica pentru tesutul nervos

conducand la aparitia semnelor si simptomelor

caracteristice bolii

O singura copie a genei anormale este suficienta pentru a

conferi boala

Gena Huntingtin (HTT) numita si gena HD (Huntington disease) sau gena IT15 (interesting transcript 15) este localizata pe bratul scurt al cromozomului 4 (4p163)

Localizarea genei HTT

Cytogenetic 4p163Molecular pe cz 4 Perechile de baze

de la 3046205 to 3215484

Boala Huntington (HD) Este cauzata de repetitia unei expansiuni

anormale trinucleotidice (CAG) In mod normal repetitia CAG trebuie sa fie

intre 7 si 35 de repetitii Gena HTT codifica proteina huntingtina si

daca este anormala ea contine o expansiune poliglutaminica

Huntingtina este prezenta in numeroase tesuturi nivelurile cele mai ridicate se gasesc intracerebral desi nu i se cunosc cu siguranta functiile se considera ca proteina este necesara pentru dezvoltarea intrauterina

Boala Huntington (HD)

HTT contine o secventa de baze azotate mdash citozina -adenina-guanina (CAG)mdashrepetata de multiple ori ( sa CAGCAGCAG) la capatul 5rsquo avand denumirea de repetitii trinucleotidice

Codonul CAG codifica amino acidul glutamina ai

se va sintetiza un lant de glutamine ce este cunoscut

astazi sub denumirea de tract poliglutaminic sau

polyQ iar partea repetata a genei se numeste

regiunea PolyQ

Cum se mosteneste HD HD este monogenica si transmisa din generatie in

generatie Avand un parinte afectat fiecare copil are un risc de

12 sa mosteneasca HD

Copii care Copii care nu au gena nu au gena cu cu certitudine certitudine nu vor face nu vor face boala si nici boala si nici nu o vor nu o vor transmite transmite mai departe mai departe descendentildescendentilor or

Huntington disease (HD)

Boala afecteaza cu precadere neuronii

Majoritatea cazurilor debuteaza clinic pe la mijlocul vietii intre 35 si 42 de ani

3 din cazuri sunt Huntington juvenil si debuteaza inainte de 15 ani

Debutul tardiv este peste 50 de ani

Numar de repetitii

Clasificare Statusul bolii

lt27 Normal Neafectat

27ndash35 Intermediar Neafectat

36ndash39 Penetranta Redusa

+- Afectat

gt39 Penetranta totalacompleta

Afectat

Gravitatea bolii corelata cu numarul de repetitii trinucleotidice

Nu exista un algoritm precis

Mutatiile dinamice (repetitii trinucleo-

tidice instabile) Deci Boala Huntington este una dintre

maladiile ce au drept cauza repetitiile trinucleotidice (CAGCTG) la fel candash sindromul X Fragil (repetitii CCGCGG peste

52de ori la nivelul Xq273)

ndash distrofia miotonica (repetitii CTG peste 50de ori la nivelul 19q132)

ndash atrofia musculara spinobulbara Kennedy (repetitii CAG de peste 36 de ori la nivelul Xq11-12)

S-au identificat 14 boli ce au drept cauza astfel de mutatiile dinamice

Testare moleculara pentru HD

Persoanele care au pe cineva bolnav in familie si doresc sa stie daca au mostenit gena bolii pot cere realizarea unui diagnostic molecular Bineinteles ca daca sunt purtatoare ale genei mutante HTT nu se va putea preciza momentul in care vor debuta simptomele Desi nu exista inca un tratament curativ testarea genetica poate fi de ajutor persoanelor la risc in vederea luarii unor decizii privind viitorul lor Totusi majoritatea decid sa nu faca acest test

Analiza ADN a bolii Analiza ADN a bolii Huntington Huntington

Fiecare coloana arata ADN -ul Fiecare coloana arata ADN -ul altei persoanealtei persoane

2 benzi in zona normala (N) 2 benzi in zona normala (N) apartin celor neafectati apartin celor neafectati

O banda in zona H arata o O banda in zona H arata o persoana care va deveni persoana care va deveni bolnava de HDbolnava de HDDepartment of Neurogenetics Institute of Department of Neurogenetics Institute of Neurology LondonNeurology London

1 2 3 4 5 6 7

Testarea pentru HD

Screeningul embrionar este de asemenea posibil ai persoanele bolnave sau cu risc crescut vor putea fi sigure ca nu au transmis boala copiilor

Este deci posibil ca mamele ce iau in considerare avortul unui fat avand gena mutanta HTT sa poata avea un test al embrionului (diagnostic prenatal)

Alte tehnici precum diagnosticul genetic preimplantatoriu in situatia unei fertilizari in vitro pot fi utile pentru a se asigura sanatatea viitorului nou-nascut

Chorea Huntington

Noile descoperiri in domeniul geneticii fac posibla detectarea bolii intrauterin sau cand inca nu este manifesta

Cu toate acestea si respectiv in ciuda posibilitatii unui diagnostic molecular atat modalitatile de diagnostic cat si cele de interventie actuale nu inlocuiesc metodele mai vechi (precum calcularea prognosticului genetic pe baza legii probabilitatilor conditionate a lui Bayes) ci sunt sinergice

Neurofibromatoza tip I (NF-1) cunoscuta si drept Boala Recklinghausen

Se caracterizeaza prin aparitia unor tumori

benigne localizate oriunde pe corp

In copilarie apar mai intai niste pete cafeacute-

au-lait la nivel tegumentar

Cu inaintarea in varsta apar mai multe

tumori care deniveleaza pielea

NF1 se poate asocia uneori cu dificultatea

de a invata

Simptomele NF1 variaza mult chiar in

cadrul aceleasi familii (expresivitate

variabila a genei)

A girl with neurofibromatosis A girl with neurofibromatosis (left)(left)The Neurofibromatosis Association The Neurofibromatosis Association (wwwnfazetnetcouk(wwwnfazetnetcouk

Cum se mosteneste neurofibromatoza

Aproximativ jumatate din persoanele cu

NF1 au parinti sanatosi noua mutatie

aparand in gametogeneza parentala

Persoanele afectate transmit NF1 daca

un parinte are NF1 fiecare copil al sau are

o sansa de 1 din 2 sa se nasca normal si

respectiv un risc de 1 din 2 de a fi bolnav

In timp ce persoanele bolnave transmit

boala cele sanatoase din aceeasi familie

vor avea numai copii fara NF1

TRANSMITERE AUTOZOMAL DOMINANTA

httpradiographicsrsnaorgcontent252455F1expansion

NEUROFIBROAME CUTANTE

Zone hiperpigmentate la nivelul irisului = nodulii Lisch

Neurofibromatoza tip I

NF-1 este o boala tumorala cauzata de malfunctia genei NF1 de pe cromozomul 17p care este responsabila de controlul diviziunii celulare

Gena NF-1 codifica o proteina numita neurofibromina ce controleaza procesele de proliferare si diferentiere celulara Neurofibromina este un reglator negativ al oncogenei Ras

Neurofibromina se sintetizeaza in multe tipuri de celule ale organismului dar in principal in neuroni celule Schwann celule gliale si chiar in etapele de inceput ale dezvoltarii melanocitelor

Incidenta NF-1 este de aproximativ 1 in 3500 nn

Neurofibromatoza tip 1 Deseori se asociaza cu scolioza (sau alte modificari osoase) si cu

probleme oculare NF1 nu este letala si nici contagioasa dar uneori evolueaza

malign Gena NF1 are una dintre cele mai inalte rate de mutatii spontane

de la nivelul intregului genom uman Mutatiile care produc boala sunt extrem de variate (greu de

evidentiat in laborator)ndash Deletii

ndash Insertii

ndash Mutatii cu sens gresit (engl missense)

ndash Mutatii nonsens

ndash Mutatii ce afecteaza matisarea normala a exonilor

Sindromul Marfan Sindromul Marfan

Este transmis autozomal dominantEste transmis autozomal dominant

Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic

rezulta din rezulta din noi mutatiinoi mutatii in gena FBN1 care codifica in gena FBN1 care codifica

fibrilinafibrilina o proteina ce intra in alcatuirea o proteina ce intra in alcatuirea

miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane

fara antecedente heredocolaterale (familiale) de fara antecedente heredocolaterale (familiale) de

sd Marfansd Marfan

Sindromul se caracterizeaza prin Sindromul se caracterizeaza prin pleiotropie si pleiotropie si

expresivitate variabilaexpresivitate variabila in familii in familii

Anomalii osoase Luxatie de cristalin

Anomalii ale valvelor cardiace Disectie de aortaDisectie de aorta

decesdeces

Sindromul Marfan

Modificarea fibrilinei va determina Modificarea fibrilinei va determina incapacitatea de producere a unui incapacitatea de producere a unui tesut tesut conjunctivconjunctiv normal normal

Indivizii afectati sunt inalti slabi cu Indivizii afectati sunt inalti slabi cu picioare brate si degete lungi miopi iar picioare brate si degete lungi miopi iar peretele aortei lor este foarte slab peretele aortei lor este foarte slab

Astfel se crede astazi ca Abraham Astfel se crede astazi ca Abraham Lincoln ar fi putut avea sdMarfanLincoln ar fi putut avea sdMarfan

Ce este sd MarfanCe este sd Marfan

Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul conjunctiv conjunctiv

Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase ligamente muschi perete vascular si valve cardiaceligamente muschi perete vascular si valve cardiace

Sindromul afecteaza majoritatea organelor si Sindromul afecteaza majoritatea organelor si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul (aorta) (aorta)

Semnele si simptomele sd Marfan Semnele si simptomele sd Marfan variaza larg dpdv al variaza larg dpdv al severitatii momentului de instalare si ratei de severitatii momentului de instalare si ratei de progresieprogresie

Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete lungi =arachnodactilielungi =arachnodactilie

O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea trunchiului raport ce este mai mare decat normaltrunchiului raport ce este mai mare decat normal

arahnodactilie

Sd Marfan Sd Marfan

Alte aspecte includ o neobisnuita Alte aspecte includ o neobisnuita flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si ingusta un palat dur inalt arcuit dinti ingusta un palat dur inalt arcuit dinti suprapusiinghesuiti o curbura anormala a suprapusiinghesuiti o curbura anormala a coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern infundat (pectus excavatum) fie proeminent infundat (pectus excavatum) fie proeminent (pectus carinatum) (pectus carinatum)

Jumatate dintre cei cu sd Marfan au Jumatate dintre cei cu sd Marfan au probleme oculare ectopia cristalinului uni- probleme oculare ectopia cristalinului uni- sau bilaterala miopie Cataracta cu debut sau bilaterala miopie Cataracta cu debut dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea mai frecventmai frecvent

Sd Marfan ndash gravitatea este data de Sd Marfan ndash gravitatea este data de anomaliile cardiaceanomaliile cardiace Acestea sunt urmate de oboseala respiratie Acestea sunt urmate de oboseala respiratie

ingreunata si batai neregulate absente sau ingreunata si batai neregulate absente sau suplimentare ale inimii (palpitatii)suplimentare ale inimii (palpitatii)

Aorta poate avea un perete subtire poate fi Aorta poate avea un perete subtire poate fi ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ingrosare la nivelul peretelui ingrosare la nivelul peretelui (anevrism)(anevrism)

Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva aortica sau poate conduce la ruperea spontana a aortica sau poate conduce la ruperea spontana a peretelui aorticperetelui aortic (disectie) (disectie)

Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei la decesla deces

Va simtiti impachetati in date

Sau doarhellipplutiti

Page 5: Genetica - Curs 10

Proteina CFTR (wikipedia)

Mucoviscidoza

Cand proteina CFTR este anormal sintetizata

datorita unei mutatii celulele epiteliale nu mai pot regla

modul in care clorul strabate membranele celulare

Heterogenitate alelica exista peste 900 de mutatii ale

genei

Gena normala ABCC7 de peste 2 105 pb are 27 exoni

Mucoviscidoza

Exonii sunt supusi unei matisari alternative in cazul prezentei

unei mutatii (3 izoforme sunt mai frecvente) astfel pot lipsi exonul

3 sau exonii 2 si 3 (httphmgoxfordjournalsorgcontent371141)

Pentru gena normala ARNm = 6129 pb din care 4443 pb codifica

1480 aminoacizi ai proteinei transmembranare ce regleaza

activitatea canalelor de clor Izoforma 2 se asociaza mai frecvent cu absenta congenitala a

vaselor deferente (httpwwwuniprotorguniprotP13569)

Peste 66 dintre bolnavi au mutatia Δ F508 adica o

deletie de 3pb ce are drept urmare disparitia aa

fenilalanina din pozitia 508 a CFTR

MUCOVISCIDOZA

Cauzele sunt

ndash mutatii nonsens si

ndash mutatii cu sens gresit (engl missense)

ndash deletii si

ndash mutatii ce modifica matisarea (splicing-

ul) ARN-ului

httpnaturecagenome03d1003d_11_ecfm

Genaeste numitatotCFTR

vs

Activarea canalului de clor este un proces complex

HETEROGENITATE ALELICA(POLIALELISM)

Manifestarileclinice sunt rezultatul obstructiei canalelor glandelor exocrine cu secretii vascoase respectiv -infectii pulmonare-malnutritie- dureri abdominale- sinuzite- constipatie-infertilitate

Speranta mediede viata este deaprox 30 de ani

Mucoviscidoza

Exista o serie de teorii (wiki) care explica mecanismele

moleculare presupuse a fi implicate in aparitia bolii

Toate acestea vin in sprijinul observatiei ca majoritatea

modificarilor ce apar in cadrul bolii sunt datorate

ingrosarii cresterii vascozitatii secretiilor

Obstructiile conduc la remodelari si infectii pulmonare

recurente

Tulburarile digestive apar datorita

ndash acumularii enzimelor digestive in pancreas

ndash malabsorbtiei

ndash obstructiei tranzitului intestinal ( fecale cu consistenta crescuta) etc

DIAGNOSTICUL

TABLOUL CLINIC SUGESTIV ndash copilul nu creste

TESTUL SUDORII ndash confirma dg

(concentratia

de sare este

mult peste

valorile

normale)

Pilocarpinastimuleaza secretiasudorala

Conc Cl-

(mmolL )Rezultate

lt 40 Normal

40-60 La limita

gt 60 Anormal

Testul sudorii - interpretare

In mucoviscidoza canalul CFTR de clor este lsquodefectrsquo si nu permite procesul normal de reabsorbtie a Cl- in celulele din ductul glandelor sudoripare pentru a fi refolosit

Prin urmare mai mult clor sta in duct si pe piele in sudoare

Desi canalele de sodiu sunt normale anionii de clor lsquocaptureazarsquo cationii de sodiu

Aceasta se intampla pentru ca secretia sudorala sa ramana neutra electric

httpwwwglowmcomp=glowmcmlsection_viewamparticleid=344

A Relatia dintre gena si un RFLP-lincat KM19 de pe cz 7 + alela KM19 prezenta iar ndash alela absenta la nivelul situsului de restrictie

B B Diagnosticul bolii utilizand RFLP-ul KM19 in ADN amplificat prin PCR Dupa PCR ADN a fost supus digestiei enzimatice cu Pst I si s-a efectuat electroforeza

ANALIZEMOLECULARE

Analiza ADN cu sonde oligonucleotidice specifice unei alele (ASO)

9 pacienti cu mucoviscidoza ADN-ul genomic nefractionat imobilizat pe o membrana de nitroceluloza va hibrida cu sonda heteroduplexul tinta ndash sonda este evidentiat in cele 9 cazuri prin autoradiografie

Sonde monocatenare specifice -ADN normal fara Mutatia Δ F508

- ADN cu mutatia Δ F508

-htz 179-hz 23458

Ce se intampla Nu uitati b autozrec lt== se manifesta doar la homozigotii recesivi

Deci la Htz trebuie sa mai fie alta mutatie prezenta pt a fi bolnavi Iar pacientul 6 are 2 mutatii diferite de Δ F508 (

httpwwwglowmcomp=glowmcmlsection_viewamparticleid=344 )

Mucoviscidoza

Frecventa crescuta a heterozigotilor purtatori in cadrul populatiei generale (1 25) a condus la emiterea ipotezei ca si in acest caz exista un avantaj selectiv

Exista mai multe teorii astfel de ex se presupune ndash a fi implicata susceptibilitatea redusa la diareea epidemica

(holera)ndash ca purtatorii genei sunt rezistenti la febra tifoida si chiar tbc

Concluzia heterozigotii sunt mai rezistenti la aceste infectii determinand o frecventa crescuta a genei in populatia generala

Boala este destul de frecventa in Europa (1 2500 nn)

Mostenirea bolilor ldquoereditarerdquo este complexa

Majoritatea bolilor nu au un mod simplu de transmitere ereditara

Multi factori influenteaza capacitatea genelor de a lsquocladirsquo proteinepolipeptide

Mutatii diferite in aceeasi gena pot produce o gama larga de efecte

In cazul mucoviscidozei gena care controleaza productia mucusului poate suferi peste 300 de mutatii diferite unele produc simptome severe (chiar decesul fiind vorba de o gena letala)) unele produc simptome usoare si altele nu produc nici un fel de simptome

Tratamentul mucoviscidozei dg prenatal ndash depistarea mutatiei screening neonatal fertilizare in vitro si dg genetic preimplantatoriu tratamentul simptomelor infectiilor

bronhopulmonare (antibiotice) stimularea eliminarii secretiilor (fizioterapie

gimnastica aerosoli ndash pot fi si cu alfa dornaza o dezoxiribonucleaza umana recombinanta care scindeaza ADN-ul din sputa scazandu-i vascozitatea)

cresterea imunitatii (mese hipercalorice si vitamine) transplant pulmonar bilateral terapia genica ar urma sa inlocuiasca gena mutanta

cu una normala (uneori lipozomii vectorii virali nu sunt preluati de celule alteori gena normala nu se exprima)

Tratament genichelliphellip inca se testeazahellip

httpwwwcfgenetherapyorgukresearchaerosolhtml

Conform bazei de date canadiene (Cystic Fibrosis Mutation Database) peste 1800 mutatii ale genei CFTR au fost descrise din 1989 cand a fost descoperita

Traditional mutatiile CFTR sunt impartite in 6 clase pe baza efectului probabil

Clasa I produc o proteina nefunctionala Clasa II determina o procesare defectuoasa a proteinei (ex Deletia

F508) Clasa III produc o reglare defectuoasa a canalului Clasa IV determina o conductanta deficitara la nivelul canalului Clasa V se caracterizeza prin splicing anormal Clasa VI sunt mutatii cu efecte necunoscute

Clasificarea mutatiilor ce produc mucoviscidoza

Model toretic al structurii CFTR (impachetarea)

copy2008 by National Academy of Sciences

Tratamentul mucoviscidozei

In mutatiile din clasa II CFTR fiind impachetata gresit este degradata inainte sa ajunga la membrana apicala a celulei

Daca o astfel de proteina incorect impachetata ajunge pana la membrana celulara ea poate functiona suficient pentru a avea un efect vizibil clinic

Corectorii pot interveni ajutand CFTR sa atinga membrana apicala a celulei

Mutatiile din clasa III determina o deschidere redusa a canalului CFTR si implicit un flux scazut de ioni de clor prin lumenul cailor respiratorii

Aceste mutatii precum G551D sunt relativ rare si bolnavii sunt candidati pentru terapia cu potentiatori

Potentiatorii amplifica sau redau functia unei proteine CFTR care este corect localizata la nivelul membranei celulare

Poate ca exista deja un tratament dar nu l-am gasit

Tratamentul mucoviscidozei

In ultimii ani au aparut terapii care vizeaza modularea proteinei CFTR respectiv medicamente care au ca tinta defecte specifice precum transcriptia procesarea sau chiar activitatea CFTR

Medicamentele sunt molecule mici administrate oral si se clasifica in - produse care permit ribozomului sa citeasca prin codonul stop prematur

din ARNm al CFTR (dar nu si codonii stop normali) - corectori care permit impachetarea corecta a CFTR si - potentiatori care sporesc activitatea canalului de clor de la suprafata

celulei [Ashlock et al 2009 OSullivan and Freedman 2009]

FModalitati terapeutice posibile in mucoviscidoza-PTC124reg (Ataluren) permite citirea peste codonul stop anormal precum in mutatiile din clasa I-Corectori de tipul VX-809 utili in mutatiile din clasa II-Potentiatori de tipul VX-770 utili in clasele II III si IV

Celule epiteliale ale cailor respiratorii unde proteina CFTR este colorata in albastru

Tratamentul mucoviscidozei

Ivacaftor (Kalydeco sau VX-770) produs de Vertex Pharmaceuticals se administreaza in SUA din 2012 la pacientii cu mutatia G551D (cate 2 tabletezi cu alimente bogate in lipide) observandu-se imbunatatirea functiei respiratorii si luarea in greutate

G551D este abrevierea standard pentru mutatia in care aminoacidul GLICINA (G) din pozitia 551este inlocuit cu acidul aspartic (D)

G551D produce 4-5 din imbolnavirile cu mucoviscidoza Mutatia G551D permite proteinei CFTR sa ajunga la suprafata celulei

epiteliale dar nu permite transportul clorului prin canalul ionic Ivacaftor imbunatateste acest transport Astfel de medicamente sunt

incluse in potentiatori ai CFTR Acesta devine domeniul unei farmacoterapii personalizate

Fenilalanin-hidroxilaza (PAH) metabolizeaza amino-acidul fenilalanina si il transforma in amino-acidul tirozina

FENILCETONURIA (PKU)Boala se incadreaza in dismetabolii

FENILCETONURIA (PKU)

Gena PAH are 100 kb locusul ei fiind pe cromozomul

12q22ndashq241

Gena PAH cuprinde 13 exoni

Exista cateva sute de mutatii (lista poate fi gasita la PAHdb) ce pot

determina aparitia bolii

Datorita acestei heterogenitati alelice cei mai multi

bolnavi sunt heterozigoti compusi (adica au doua mutatii

diferite)

Fenilcetonuria

PKU este transmisa autozomal recesiv

Mutatia genei PAH determina incapacitatea enzimei

hepatice fenilalanin-hidroxilaza (PAH) de a metaboliza amino-

acidul fenilalanina si deci de a-l transforma in amino-

acidul tirozina

Cand activitatea PAH este redusa fenilalanina se acumuleaza

si este convertita in acidul fenilpiruvic acidul fenillactic

si feniletilamina (fenilcetone) ce pot fi detectate in urina (test

dg) (PHE este metabolizata pe calea minora a transaminazelor pana la fenilcetone)

Absenta tirozinei este urmata de o sinteza deficitara de neurotransmitatori

PKU Manifestarea clinica majora o reprezinta retardul mental datorat

acumularii de fenilalanina care devine donorul major de grupari amino in activitatea

aminotransferazei ducand la depletia tesutului nervos de α-ketoglutarat Absenta α-

ketoglutaratului la nivel cerebral blocheaza ciclul acizilor tricarboxilici (ciclul Krebs) si deci productia aeroba de energie care este esentiala pentru dezvoltarea cerebrala normala Alt mecanism explica competitia pentru transportor in vederea traversarii barierei hematoencefalice Fenilalanina in exces in sange va satura transportorul impiedicand astfel trecerea altor aa necesari pentru sinteza proteica si cea a neurotransmitatorilor Cresterea concentratiei de fenilalanina impiedica dezvoltarea cerebrala cauzind retard mental

Retard al cresterii staturo-ponderale

httpwwwrankercomlistphenylketonuria-symptomsreference

Pigmentatie cutanata redusa blonzi cu ochii albastri Melanina pigment responsabil pentru culoarea pielii si parului este deficitara

-Hiperactivitate si deficit de atentie-Abilitati sociale deficitare-Miscari necoordonate al membrelor-Brahicefalie si microcefalie-Convulsii termuraturi

httpwwwzunivnetphysiologybookchapter30html

Tirozina (sintetizata din PHE) este precursor al melaninei

Datorita acumularii PHE scade sinteza de tirozina si implicit de melanina in piele

httpwwwncbinlmnihgovpubmedhealthPMH0002150

Dg-TESTUL GUTHRIE

N absenta cresterii coloniilorde Bacillus subtilis in prezenta unui inhibitor (beta2-tienilalanina)aN coloniile cresc in caz de PKU datorita prezentei fenilalaninei in exces din sangele recoltat

SCREENING NEONATAL (alaturi de hipotiroidie)

Recoltaredin calcii

Coloniile cresc in prezenta fenilalaninei

httpusersrcncomjkimballmaultranetBiologyPagesPPhenylketonuriahtml

Prezenta genei PHAse poate determinamolecular

Impedimente in folosirea tehnicilor de genetica moleculara

1 Nu sunt cunoscute toate mutatiile genei PAH care

determina PKU Majoritatea cazurilor sunt

heterozigoti compusi deci si tehnica ASO nu este

mereu concludenta

2 Tehnicile nu sunt folosite in mod curent in

laboratoarele clinicilor

3 Sunt mai scumpe comparativ cu testul Guthrie

httpswwwcounsylcomlearnearly-childhood-treatment

Regim alimentar

Prognosticul este bun daca regimul este inceput foarte devreme si mentinut toata viata

TRATAMENT Lofenalac este un produs facut special pentru copiii cu PKU

inlocuind laptele Poate fi folosit toata viata ca sursa de proteine

fiind sarac in fenilalanina si echilibrat in ceea ce priveste restul

aminoacizilor esentiali dar are gust de lsquomedicamentrsquo (spun pacientii)

Periflex este bogat in fier

Suplimente precum uleiul de peste (pentru ca intr-o alimentatie

fara PHE trebuie un aport crescut de acizi grasi cu lanturi lungi

caci ei lipsesc) vor ajuta la imbunatatirea dezvoltarii neurologice

inclusiv coordonarea motorie fina Alte suplimente specifice care

pot fi necesare sunt fierul sau carnitina

TRATAMENT DIETETIC ldquoDiet for liferdquo

Dieta trebuie strict urmata

CARACTERISTICILE BOLILOR AUTOZOMAL DOMINANTE

Ele se manifesta la persoanele homozigote dar si heterozigote

pentru mutatia cauzatoare a patologiei

Persoana afectata are cel putin unul dintre parinti bolnav acesta

are gena speifica bolii in stare heterozigota sau homozigota

Cand o persoana este bolnava datorita unei mutatii ce se

transmite autozomal dominant riscul de a avea un copil afectat

este de 50 daca este heterozigota si respectiv 100 daca este

homozigota

Transmisia este pe verticala din generatie in generatie

Seneb un pitic al dinastiei a 4a sau

a5a sef al garderobei regale si

preot al cultului funerar Khufu

impreuna cu familia sa sotia si copii

de statura normala

AcondroplaziaAcondroplazia este una din cauzele este una din cauzele

aparitiei aparitiei nanismului nanismului

(piticismului)(piticismului)

Caracteristicile sindromului includ Caracteristicile sindromului includ

Statura mica cu membre proportional de scurteStatura mica cu membre proportional de scurte

Un cap mare Un cap mare (macrocefalie)(macrocefalie)

O frunte prominenta O frunte prominenta (bose frontal )(bose frontal )

Radacina nasului aplatizata Radacina nasului aplatizata

Acondroplazia

Este o tulburare a cresterii osoase datorita unei mutatii specifice

Cartilajul prezinta dificultati in a fi convertit in os avand drept rezultat piticismulnanismul

Desi nu se cunoaste un tratament geneticgenic totusi pot fi ameliorate simptomele asociate frecvent cu boala precum problemele respiratorii

Desi literal numele bolii inseamna ldquofara formarea cartilajului totusi problema nu o reprezinta formarea acestuia ci transformarea cartilajului in os in mod special in cazul oaselor lungi ale bratelor si picioarelor

Inaltimea medie a adultilor este de

131 cm pentru barbati

si 123 cm pentru femei

Gena responsabila FGFR3 este acronimul pentru

fibroblast growth factor receptor 3 care este proteina pe care o codifica adica receptorul 3 pentru factorul de crestere fibroblastic

Localizarea citogenetica a genei FGFR3 4p163

Localizarea moleculara pe cromozomul 4 de la perechea de baze 1762853 la perechea 1777828 (14kb)

Proteina are rol in dezvoltarea si conservarea tesutului osos si cerebral

Functia Genei FGFR3Cercetatorii cred ca receptorul pe

care il codifica regleaza osificarea si aceasta in mod particular la nivelul oaselor lungi

Mutatii ale genei FGFR3 determina activarea exagerata a receptorului ceea ce interfera cu osificarea si conduce la tulburari ale cresterii oaselor fenomen caracteristic acondroplaziei

Aceasta teorie este sustinuta de catre modelul soarecilor knockout care nu au receptorul reglarea negativa a formarii oaselor fiind deci pierduta Rezultatul consta intr-un soarece cu oase excesiv de lungi si vertebre elongate respectiv o coada lunga

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi mostenita sau poate fi rezultatul unei noi mutatii a genei FGFR3

In majoritatea cazurilor (80) boala se datoreaza unei noi mutatii deoarece parintii celor avand acondroplazie au talie medie (normala) dar inca nu se stie cauza aparitiei acestor mutatii

Copii cu acondroplazie pot avea probleme auditive de vorbire si de respiratie toate putand fi tratate

Tratmentul implica prevenirea sau tratarea semnelor simptomelor sau altor manifestari asociate care apar ca rezultat al bolii

Totodata sprijinul social si familial este o parte importanta a tratmentului

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi detectata inainte de nastere prin ecografie

Diagnosticul ecografic se face pe baza discordantei progresive dintre lungimea femurului si diametrul biparietal in functie de varsta Mana cu aspect de trident poate fi de asemenea vizualizata daca degetele sunt in intregime extinse

Aditional testarea ADN inainte de nastere poate detecta homozigozitatea atunci cand sunt mostenite doua copii ale genei mutante boala este letala ceea ce conduce la avort

Imaginea este o radiografie a mainii unui tanar cu

acondroplazie Forma caracteristica de tridentldquo

apare datorita separarii policelui de degetul al

doilea cat si a degetelor trei si patru Se pot observa

oasele tubulare scurtate ale mainii in mod particular

falangele proximale

Imaginea din dreapta mana unui adult cu oase scurte tubulare cu ulna subtiata specific acondroplaziei

Boala se poate transmite din generatie in generatie

Persoanele cu acondroplazie pot transmite boala

descendentilor

Riscul este de 12

Cum se mosteneste acondroplazia

Daca ambii parinti au acondroplazie copii au un risc de 1 din 4 de a mosteni gena de la ambii parinti devenind homozigoti pentru gena mutanta

Noii nascuti care mostenesc ambele gene

sunt considerati ca avand o forma severa

de acondroplazie supravietuirea lor nu

depaseste 12 luni

Boala Huntington (HD)

Este o tulburare neurodegenerativa progresiva caracterizata prinMiscari choreiforme (necoordonate ndash desi ele

pot parea coordonate - involuntare ale corpului)

Chorea era sugestiv imaginata a fi un dans

grotesc Cuvantul chorea provine din lb

greaca insemnand dans

Probleme psichiatrice si

dementa ( declinul unor capacitati mentale)

Boala Huntington In jurul varstei de 35 - 40 de ani apar simptome usoare

neindemanare uitare si modificarea personalitatii In urmatorii 10-20 de ani de la debut o persoana cu

HD isi pierde gradual intregul control mental si fizic

Astazi nu Astazi nu exista o exista o terapie terapie pentru HD pentru HD unele unele medicamentmedicamente putand e putand insa insa ameliora ameliora simptomelesimptomele

HD

Este o boala neurologica caracterizata prin tulburarea

functiei motorii

Alela mutanta determina aparitia unei proteine anormale

ce contine un numar mare de repetitii ale aa glutamina

Proteina anormala este toxica pentru tesutul nervos

conducand la aparitia semnelor si simptomelor

caracteristice bolii

O singura copie a genei anormale este suficienta pentru a

conferi boala

Gena Huntingtin (HTT) numita si gena HD (Huntington disease) sau gena IT15 (interesting transcript 15) este localizata pe bratul scurt al cromozomului 4 (4p163)

Localizarea genei HTT

Cytogenetic 4p163Molecular pe cz 4 Perechile de baze

de la 3046205 to 3215484

Boala Huntington (HD) Este cauzata de repetitia unei expansiuni

anormale trinucleotidice (CAG) In mod normal repetitia CAG trebuie sa fie

intre 7 si 35 de repetitii Gena HTT codifica proteina huntingtina si

daca este anormala ea contine o expansiune poliglutaminica

Huntingtina este prezenta in numeroase tesuturi nivelurile cele mai ridicate se gasesc intracerebral desi nu i se cunosc cu siguranta functiile se considera ca proteina este necesara pentru dezvoltarea intrauterina

Boala Huntington (HD)

HTT contine o secventa de baze azotate mdash citozina -adenina-guanina (CAG)mdashrepetata de multiple ori ( sa CAGCAGCAG) la capatul 5rsquo avand denumirea de repetitii trinucleotidice

Codonul CAG codifica amino acidul glutamina ai

se va sintetiza un lant de glutamine ce este cunoscut

astazi sub denumirea de tract poliglutaminic sau

polyQ iar partea repetata a genei se numeste

regiunea PolyQ

Cum se mosteneste HD HD este monogenica si transmisa din generatie in

generatie Avand un parinte afectat fiecare copil are un risc de

12 sa mosteneasca HD

Copii care Copii care nu au gena nu au gena cu cu certitudine certitudine nu vor face nu vor face boala si nici boala si nici nu o vor nu o vor transmite transmite mai departe mai departe descendentildescendentilor or

Huntington disease (HD)

Boala afecteaza cu precadere neuronii

Majoritatea cazurilor debuteaza clinic pe la mijlocul vietii intre 35 si 42 de ani

3 din cazuri sunt Huntington juvenil si debuteaza inainte de 15 ani

Debutul tardiv este peste 50 de ani

Numar de repetitii

Clasificare Statusul bolii

lt27 Normal Neafectat

27ndash35 Intermediar Neafectat

36ndash39 Penetranta Redusa

+- Afectat

gt39 Penetranta totalacompleta

Afectat

Gravitatea bolii corelata cu numarul de repetitii trinucleotidice

Nu exista un algoritm precis

Mutatiile dinamice (repetitii trinucleo-

tidice instabile) Deci Boala Huntington este una dintre

maladiile ce au drept cauza repetitiile trinucleotidice (CAGCTG) la fel candash sindromul X Fragil (repetitii CCGCGG peste

52de ori la nivelul Xq273)

ndash distrofia miotonica (repetitii CTG peste 50de ori la nivelul 19q132)

ndash atrofia musculara spinobulbara Kennedy (repetitii CAG de peste 36 de ori la nivelul Xq11-12)

S-au identificat 14 boli ce au drept cauza astfel de mutatiile dinamice

Testare moleculara pentru HD

Persoanele care au pe cineva bolnav in familie si doresc sa stie daca au mostenit gena bolii pot cere realizarea unui diagnostic molecular Bineinteles ca daca sunt purtatoare ale genei mutante HTT nu se va putea preciza momentul in care vor debuta simptomele Desi nu exista inca un tratament curativ testarea genetica poate fi de ajutor persoanelor la risc in vederea luarii unor decizii privind viitorul lor Totusi majoritatea decid sa nu faca acest test

Analiza ADN a bolii Analiza ADN a bolii Huntington Huntington

Fiecare coloana arata ADN -ul Fiecare coloana arata ADN -ul altei persoanealtei persoane

2 benzi in zona normala (N) 2 benzi in zona normala (N) apartin celor neafectati apartin celor neafectati

O banda in zona H arata o O banda in zona H arata o persoana care va deveni persoana care va deveni bolnava de HDbolnava de HDDepartment of Neurogenetics Institute of Department of Neurogenetics Institute of Neurology LondonNeurology London

1 2 3 4 5 6 7

Testarea pentru HD

Screeningul embrionar este de asemenea posibil ai persoanele bolnave sau cu risc crescut vor putea fi sigure ca nu au transmis boala copiilor

Este deci posibil ca mamele ce iau in considerare avortul unui fat avand gena mutanta HTT sa poata avea un test al embrionului (diagnostic prenatal)

Alte tehnici precum diagnosticul genetic preimplantatoriu in situatia unei fertilizari in vitro pot fi utile pentru a se asigura sanatatea viitorului nou-nascut

Chorea Huntington

Noile descoperiri in domeniul geneticii fac posibla detectarea bolii intrauterin sau cand inca nu este manifesta

Cu toate acestea si respectiv in ciuda posibilitatii unui diagnostic molecular atat modalitatile de diagnostic cat si cele de interventie actuale nu inlocuiesc metodele mai vechi (precum calcularea prognosticului genetic pe baza legii probabilitatilor conditionate a lui Bayes) ci sunt sinergice

Neurofibromatoza tip I (NF-1) cunoscuta si drept Boala Recklinghausen

Se caracterizeaza prin aparitia unor tumori

benigne localizate oriunde pe corp

In copilarie apar mai intai niste pete cafeacute-

au-lait la nivel tegumentar

Cu inaintarea in varsta apar mai multe

tumori care deniveleaza pielea

NF1 se poate asocia uneori cu dificultatea

de a invata

Simptomele NF1 variaza mult chiar in

cadrul aceleasi familii (expresivitate

variabila a genei)

A girl with neurofibromatosis A girl with neurofibromatosis (left)(left)The Neurofibromatosis Association The Neurofibromatosis Association (wwwnfazetnetcouk(wwwnfazetnetcouk

Cum se mosteneste neurofibromatoza

Aproximativ jumatate din persoanele cu

NF1 au parinti sanatosi noua mutatie

aparand in gametogeneza parentala

Persoanele afectate transmit NF1 daca

un parinte are NF1 fiecare copil al sau are

o sansa de 1 din 2 sa se nasca normal si

respectiv un risc de 1 din 2 de a fi bolnav

In timp ce persoanele bolnave transmit

boala cele sanatoase din aceeasi familie

vor avea numai copii fara NF1

TRANSMITERE AUTOZOMAL DOMINANTA

httpradiographicsrsnaorgcontent252455F1expansion

NEUROFIBROAME CUTANTE

Zone hiperpigmentate la nivelul irisului = nodulii Lisch

Neurofibromatoza tip I

NF-1 este o boala tumorala cauzata de malfunctia genei NF1 de pe cromozomul 17p care este responsabila de controlul diviziunii celulare

Gena NF-1 codifica o proteina numita neurofibromina ce controleaza procesele de proliferare si diferentiere celulara Neurofibromina este un reglator negativ al oncogenei Ras

Neurofibromina se sintetizeaza in multe tipuri de celule ale organismului dar in principal in neuroni celule Schwann celule gliale si chiar in etapele de inceput ale dezvoltarii melanocitelor

Incidenta NF-1 este de aproximativ 1 in 3500 nn

Neurofibromatoza tip 1 Deseori se asociaza cu scolioza (sau alte modificari osoase) si cu

probleme oculare NF1 nu este letala si nici contagioasa dar uneori evolueaza

malign Gena NF1 are una dintre cele mai inalte rate de mutatii spontane

de la nivelul intregului genom uman Mutatiile care produc boala sunt extrem de variate (greu de

evidentiat in laborator)ndash Deletii

ndash Insertii

ndash Mutatii cu sens gresit (engl missense)

ndash Mutatii nonsens

ndash Mutatii ce afecteaza matisarea normala a exonilor

Sindromul Marfan Sindromul Marfan

Este transmis autozomal dominantEste transmis autozomal dominant

Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic

rezulta din rezulta din noi mutatiinoi mutatii in gena FBN1 care codifica in gena FBN1 care codifica

fibrilinafibrilina o proteina ce intra in alcatuirea o proteina ce intra in alcatuirea

miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane

fara antecedente heredocolaterale (familiale) de fara antecedente heredocolaterale (familiale) de

sd Marfansd Marfan

Sindromul se caracterizeaza prin Sindromul se caracterizeaza prin pleiotropie si pleiotropie si

expresivitate variabilaexpresivitate variabila in familii in familii

Anomalii osoase Luxatie de cristalin

Anomalii ale valvelor cardiace Disectie de aortaDisectie de aorta

decesdeces

Sindromul Marfan

Modificarea fibrilinei va determina Modificarea fibrilinei va determina incapacitatea de producere a unui incapacitatea de producere a unui tesut tesut conjunctivconjunctiv normal normal

Indivizii afectati sunt inalti slabi cu Indivizii afectati sunt inalti slabi cu picioare brate si degete lungi miopi iar picioare brate si degete lungi miopi iar peretele aortei lor este foarte slab peretele aortei lor este foarte slab

Astfel se crede astazi ca Abraham Astfel se crede astazi ca Abraham Lincoln ar fi putut avea sdMarfanLincoln ar fi putut avea sdMarfan

Ce este sd MarfanCe este sd Marfan

Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul conjunctiv conjunctiv

Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase ligamente muschi perete vascular si valve cardiaceligamente muschi perete vascular si valve cardiace

Sindromul afecteaza majoritatea organelor si Sindromul afecteaza majoritatea organelor si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul (aorta) (aorta)

Semnele si simptomele sd Marfan Semnele si simptomele sd Marfan variaza larg dpdv al variaza larg dpdv al severitatii momentului de instalare si ratei de severitatii momentului de instalare si ratei de progresieprogresie

Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete lungi =arachnodactilielungi =arachnodactilie

O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea trunchiului raport ce este mai mare decat normaltrunchiului raport ce este mai mare decat normal

arahnodactilie

Sd Marfan Sd Marfan

Alte aspecte includ o neobisnuita Alte aspecte includ o neobisnuita flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si ingusta un palat dur inalt arcuit dinti ingusta un palat dur inalt arcuit dinti suprapusiinghesuiti o curbura anormala a suprapusiinghesuiti o curbura anormala a coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern infundat (pectus excavatum) fie proeminent infundat (pectus excavatum) fie proeminent (pectus carinatum) (pectus carinatum)

Jumatate dintre cei cu sd Marfan au Jumatate dintre cei cu sd Marfan au probleme oculare ectopia cristalinului uni- probleme oculare ectopia cristalinului uni- sau bilaterala miopie Cataracta cu debut sau bilaterala miopie Cataracta cu debut dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea mai frecventmai frecvent

Sd Marfan ndash gravitatea este data de Sd Marfan ndash gravitatea este data de anomaliile cardiaceanomaliile cardiace Acestea sunt urmate de oboseala respiratie Acestea sunt urmate de oboseala respiratie

ingreunata si batai neregulate absente sau ingreunata si batai neregulate absente sau suplimentare ale inimii (palpitatii)suplimentare ale inimii (palpitatii)

Aorta poate avea un perete subtire poate fi Aorta poate avea un perete subtire poate fi ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ingrosare la nivelul peretelui ingrosare la nivelul peretelui (anevrism)(anevrism)

Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva aortica sau poate conduce la ruperea spontana a aortica sau poate conduce la ruperea spontana a peretelui aorticperetelui aortic (disectie) (disectie)

Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei la decesla deces

Va simtiti impachetati in date

Sau doarhellipplutiti

Page 6: Genetica - Curs 10

Mucoviscidoza

Cand proteina CFTR este anormal sintetizata

datorita unei mutatii celulele epiteliale nu mai pot regla

modul in care clorul strabate membranele celulare

Heterogenitate alelica exista peste 900 de mutatii ale

genei

Gena normala ABCC7 de peste 2 105 pb are 27 exoni

Mucoviscidoza

Exonii sunt supusi unei matisari alternative in cazul prezentei

unei mutatii (3 izoforme sunt mai frecvente) astfel pot lipsi exonul

3 sau exonii 2 si 3 (httphmgoxfordjournalsorgcontent371141)

Pentru gena normala ARNm = 6129 pb din care 4443 pb codifica

1480 aminoacizi ai proteinei transmembranare ce regleaza

activitatea canalelor de clor Izoforma 2 se asociaza mai frecvent cu absenta congenitala a

vaselor deferente (httpwwwuniprotorguniprotP13569)

Peste 66 dintre bolnavi au mutatia Δ F508 adica o

deletie de 3pb ce are drept urmare disparitia aa

fenilalanina din pozitia 508 a CFTR

MUCOVISCIDOZA

Cauzele sunt

ndash mutatii nonsens si

ndash mutatii cu sens gresit (engl missense)

ndash deletii si

ndash mutatii ce modifica matisarea (splicing-

ul) ARN-ului

httpnaturecagenome03d1003d_11_ecfm

Genaeste numitatotCFTR

vs

Activarea canalului de clor este un proces complex

HETEROGENITATE ALELICA(POLIALELISM)

Manifestarileclinice sunt rezultatul obstructiei canalelor glandelor exocrine cu secretii vascoase respectiv -infectii pulmonare-malnutritie- dureri abdominale- sinuzite- constipatie-infertilitate

Speranta mediede viata este deaprox 30 de ani

Mucoviscidoza

Exista o serie de teorii (wiki) care explica mecanismele

moleculare presupuse a fi implicate in aparitia bolii

Toate acestea vin in sprijinul observatiei ca majoritatea

modificarilor ce apar in cadrul bolii sunt datorate

ingrosarii cresterii vascozitatii secretiilor

Obstructiile conduc la remodelari si infectii pulmonare

recurente

Tulburarile digestive apar datorita

ndash acumularii enzimelor digestive in pancreas

ndash malabsorbtiei

ndash obstructiei tranzitului intestinal ( fecale cu consistenta crescuta) etc

DIAGNOSTICUL

TABLOUL CLINIC SUGESTIV ndash copilul nu creste

TESTUL SUDORII ndash confirma dg

(concentratia

de sare este

mult peste

valorile

normale)

Pilocarpinastimuleaza secretiasudorala

Conc Cl-

(mmolL )Rezultate

lt 40 Normal

40-60 La limita

gt 60 Anormal

Testul sudorii - interpretare

In mucoviscidoza canalul CFTR de clor este lsquodefectrsquo si nu permite procesul normal de reabsorbtie a Cl- in celulele din ductul glandelor sudoripare pentru a fi refolosit

Prin urmare mai mult clor sta in duct si pe piele in sudoare

Desi canalele de sodiu sunt normale anionii de clor lsquocaptureazarsquo cationii de sodiu

Aceasta se intampla pentru ca secretia sudorala sa ramana neutra electric

httpwwwglowmcomp=glowmcmlsection_viewamparticleid=344

A Relatia dintre gena si un RFLP-lincat KM19 de pe cz 7 + alela KM19 prezenta iar ndash alela absenta la nivelul situsului de restrictie

B B Diagnosticul bolii utilizand RFLP-ul KM19 in ADN amplificat prin PCR Dupa PCR ADN a fost supus digestiei enzimatice cu Pst I si s-a efectuat electroforeza

ANALIZEMOLECULARE

Analiza ADN cu sonde oligonucleotidice specifice unei alele (ASO)

9 pacienti cu mucoviscidoza ADN-ul genomic nefractionat imobilizat pe o membrana de nitroceluloza va hibrida cu sonda heteroduplexul tinta ndash sonda este evidentiat in cele 9 cazuri prin autoradiografie

Sonde monocatenare specifice -ADN normal fara Mutatia Δ F508

- ADN cu mutatia Δ F508

-htz 179-hz 23458

Ce se intampla Nu uitati b autozrec lt== se manifesta doar la homozigotii recesivi

Deci la Htz trebuie sa mai fie alta mutatie prezenta pt a fi bolnavi Iar pacientul 6 are 2 mutatii diferite de Δ F508 (

httpwwwglowmcomp=glowmcmlsection_viewamparticleid=344 )

Mucoviscidoza

Frecventa crescuta a heterozigotilor purtatori in cadrul populatiei generale (1 25) a condus la emiterea ipotezei ca si in acest caz exista un avantaj selectiv

Exista mai multe teorii astfel de ex se presupune ndash a fi implicata susceptibilitatea redusa la diareea epidemica

(holera)ndash ca purtatorii genei sunt rezistenti la febra tifoida si chiar tbc

Concluzia heterozigotii sunt mai rezistenti la aceste infectii determinand o frecventa crescuta a genei in populatia generala

Boala este destul de frecventa in Europa (1 2500 nn)

Mostenirea bolilor ldquoereditarerdquo este complexa

Majoritatea bolilor nu au un mod simplu de transmitere ereditara

Multi factori influenteaza capacitatea genelor de a lsquocladirsquo proteinepolipeptide

Mutatii diferite in aceeasi gena pot produce o gama larga de efecte

In cazul mucoviscidozei gena care controleaza productia mucusului poate suferi peste 300 de mutatii diferite unele produc simptome severe (chiar decesul fiind vorba de o gena letala)) unele produc simptome usoare si altele nu produc nici un fel de simptome

Tratamentul mucoviscidozei dg prenatal ndash depistarea mutatiei screening neonatal fertilizare in vitro si dg genetic preimplantatoriu tratamentul simptomelor infectiilor

bronhopulmonare (antibiotice) stimularea eliminarii secretiilor (fizioterapie

gimnastica aerosoli ndash pot fi si cu alfa dornaza o dezoxiribonucleaza umana recombinanta care scindeaza ADN-ul din sputa scazandu-i vascozitatea)

cresterea imunitatii (mese hipercalorice si vitamine) transplant pulmonar bilateral terapia genica ar urma sa inlocuiasca gena mutanta

cu una normala (uneori lipozomii vectorii virali nu sunt preluati de celule alteori gena normala nu se exprima)

Tratament genichelliphellip inca se testeazahellip

httpwwwcfgenetherapyorgukresearchaerosolhtml

Conform bazei de date canadiene (Cystic Fibrosis Mutation Database) peste 1800 mutatii ale genei CFTR au fost descrise din 1989 cand a fost descoperita

Traditional mutatiile CFTR sunt impartite in 6 clase pe baza efectului probabil

Clasa I produc o proteina nefunctionala Clasa II determina o procesare defectuoasa a proteinei (ex Deletia

F508) Clasa III produc o reglare defectuoasa a canalului Clasa IV determina o conductanta deficitara la nivelul canalului Clasa V se caracterizeza prin splicing anormal Clasa VI sunt mutatii cu efecte necunoscute

Clasificarea mutatiilor ce produc mucoviscidoza

Model toretic al structurii CFTR (impachetarea)

copy2008 by National Academy of Sciences

Tratamentul mucoviscidozei

In mutatiile din clasa II CFTR fiind impachetata gresit este degradata inainte sa ajunga la membrana apicala a celulei

Daca o astfel de proteina incorect impachetata ajunge pana la membrana celulara ea poate functiona suficient pentru a avea un efect vizibil clinic

Corectorii pot interveni ajutand CFTR sa atinga membrana apicala a celulei

Mutatiile din clasa III determina o deschidere redusa a canalului CFTR si implicit un flux scazut de ioni de clor prin lumenul cailor respiratorii

Aceste mutatii precum G551D sunt relativ rare si bolnavii sunt candidati pentru terapia cu potentiatori

Potentiatorii amplifica sau redau functia unei proteine CFTR care este corect localizata la nivelul membranei celulare

Poate ca exista deja un tratament dar nu l-am gasit

Tratamentul mucoviscidozei

In ultimii ani au aparut terapii care vizeaza modularea proteinei CFTR respectiv medicamente care au ca tinta defecte specifice precum transcriptia procesarea sau chiar activitatea CFTR

Medicamentele sunt molecule mici administrate oral si se clasifica in - produse care permit ribozomului sa citeasca prin codonul stop prematur

din ARNm al CFTR (dar nu si codonii stop normali) - corectori care permit impachetarea corecta a CFTR si - potentiatori care sporesc activitatea canalului de clor de la suprafata

celulei [Ashlock et al 2009 OSullivan and Freedman 2009]

FModalitati terapeutice posibile in mucoviscidoza-PTC124reg (Ataluren) permite citirea peste codonul stop anormal precum in mutatiile din clasa I-Corectori de tipul VX-809 utili in mutatiile din clasa II-Potentiatori de tipul VX-770 utili in clasele II III si IV

Celule epiteliale ale cailor respiratorii unde proteina CFTR este colorata in albastru

Tratamentul mucoviscidozei

Ivacaftor (Kalydeco sau VX-770) produs de Vertex Pharmaceuticals se administreaza in SUA din 2012 la pacientii cu mutatia G551D (cate 2 tabletezi cu alimente bogate in lipide) observandu-se imbunatatirea functiei respiratorii si luarea in greutate

G551D este abrevierea standard pentru mutatia in care aminoacidul GLICINA (G) din pozitia 551este inlocuit cu acidul aspartic (D)

G551D produce 4-5 din imbolnavirile cu mucoviscidoza Mutatia G551D permite proteinei CFTR sa ajunga la suprafata celulei

epiteliale dar nu permite transportul clorului prin canalul ionic Ivacaftor imbunatateste acest transport Astfel de medicamente sunt

incluse in potentiatori ai CFTR Acesta devine domeniul unei farmacoterapii personalizate

Fenilalanin-hidroxilaza (PAH) metabolizeaza amino-acidul fenilalanina si il transforma in amino-acidul tirozina

FENILCETONURIA (PKU)Boala se incadreaza in dismetabolii

FENILCETONURIA (PKU)

Gena PAH are 100 kb locusul ei fiind pe cromozomul

12q22ndashq241

Gena PAH cuprinde 13 exoni

Exista cateva sute de mutatii (lista poate fi gasita la PAHdb) ce pot

determina aparitia bolii

Datorita acestei heterogenitati alelice cei mai multi

bolnavi sunt heterozigoti compusi (adica au doua mutatii

diferite)

Fenilcetonuria

PKU este transmisa autozomal recesiv

Mutatia genei PAH determina incapacitatea enzimei

hepatice fenilalanin-hidroxilaza (PAH) de a metaboliza amino-

acidul fenilalanina si deci de a-l transforma in amino-

acidul tirozina

Cand activitatea PAH este redusa fenilalanina se acumuleaza

si este convertita in acidul fenilpiruvic acidul fenillactic

si feniletilamina (fenilcetone) ce pot fi detectate in urina (test

dg) (PHE este metabolizata pe calea minora a transaminazelor pana la fenilcetone)

Absenta tirozinei este urmata de o sinteza deficitara de neurotransmitatori

PKU Manifestarea clinica majora o reprezinta retardul mental datorat

acumularii de fenilalanina care devine donorul major de grupari amino in activitatea

aminotransferazei ducand la depletia tesutului nervos de α-ketoglutarat Absenta α-

ketoglutaratului la nivel cerebral blocheaza ciclul acizilor tricarboxilici (ciclul Krebs) si deci productia aeroba de energie care este esentiala pentru dezvoltarea cerebrala normala Alt mecanism explica competitia pentru transportor in vederea traversarii barierei hematoencefalice Fenilalanina in exces in sange va satura transportorul impiedicand astfel trecerea altor aa necesari pentru sinteza proteica si cea a neurotransmitatorilor Cresterea concentratiei de fenilalanina impiedica dezvoltarea cerebrala cauzind retard mental

Retard al cresterii staturo-ponderale

httpwwwrankercomlistphenylketonuria-symptomsreference

Pigmentatie cutanata redusa blonzi cu ochii albastri Melanina pigment responsabil pentru culoarea pielii si parului este deficitara

-Hiperactivitate si deficit de atentie-Abilitati sociale deficitare-Miscari necoordonate al membrelor-Brahicefalie si microcefalie-Convulsii termuraturi

httpwwwzunivnetphysiologybookchapter30html

Tirozina (sintetizata din PHE) este precursor al melaninei

Datorita acumularii PHE scade sinteza de tirozina si implicit de melanina in piele

httpwwwncbinlmnihgovpubmedhealthPMH0002150

Dg-TESTUL GUTHRIE

N absenta cresterii coloniilorde Bacillus subtilis in prezenta unui inhibitor (beta2-tienilalanina)aN coloniile cresc in caz de PKU datorita prezentei fenilalaninei in exces din sangele recoltat

SCREENING NEONATAL (alaturi de hipotiroidie)

Recoltaredin calcii

Coloniile cresc in prezenta fenilalaninei

httpusersrcncomjkimballmaultranetBiologyPagesPPhenylketonuriahtml

Prezenta genei PHAse poate determinamolecular

Impedimente in folosirea tehnicilor de genetica moleculara

1 Nu sunt cunoscute toate mutatiile genei PAH care

determina PKU Majoritatea cazurilor sunt

heterozigoti compusi deci si tehnica ASO nu este

mereu concludenta

2 Tehnicile nu sunt folosite in mod curent in

laboratoarele clinicilor

3 Sunt mai scumpe comparativ cu testul Guthrie

httpswwwcounsylcomlearnearly-childhood-treatment

Regim alimentar

Prognosticul este bun daca regimul este inceput foarte devreme si mentinut toata viata

TRATAMENT Lofenalac este un produs facut special pentru copiii cu PKU

inlocuind laptele Poate fi folosit toata viata ca sursa de proteine

fiind sarac in fenilalanina si echilibrat in ceea ce priveste restul

aminoacizilor esentiali dar are gust de lsquomedicamentrsquo (spun pacientii)

Periflex este bogat in fier

Suplimente precum uleiul de peste (pentru ca intr-o alimentatie

fara PHE trebuie un aport crescut de acizi grasi cu lanturi lungi

caci ei lipsesc) vor ajuta la imbunatatirea dezvoltarii neurologice

inclusiv coordonarea motorie fina Alte suplimente specifice care

pot fi necesare sunt fierul sau carnitina

TRATAMENT DIETETIC ldquoDiet for liferdquo

Dieta trebuie strict urmata

CARACTERISTICILE BOLILOR AUTOZOMAL DOMINANTE

Ele se manifesta la persoanele homozigote dar si heterozigote

pentru mutatia cauzatoare a patologiei

Persoana afectata are cel putin unul dintre parinti bolnav acesta

are gena speifica bolii in stare heterozigota sau homozigota

Cand o persoana este bolnava datorita unei mutatii ce se

transmite autozomal dominant riscul de a avea un copil afectat

este de 50 daca este heterozigota si respectiv 100 daca este

homozigota

Transmisia este pe verticala din generatie in generatie

Seneb un pitic al dinastiei a 4a sau

a5a sef al garderobei regale si

preot al cultului funerar Khufu

impreuna cu familia sa sotia si copii

de statura normala

AcondroplaziaAcondroplazia este una din cauzele este una din cauzele

aparitiei aparitiei nanismului nanismului

(piticismului)(piticismului)

Caracteristicile sindromului includ Caracteristicile sindromului includ

Statura mica cu membre proportional de scurteStatura mica cu membre proportional de scurte

Un cap mare Un cap mare (macrocefalie)(macrocefalie)

O frunte prominenta O frunte prominenta (bose frontal )(bose frontal )

Radacina nasului aplatizata Radacina nasului aplatizata

Acondroplazia

Este o tulburare a cresterii osoase datorita unei mutatii specifice

Cartilajul prezinta dificultati in a fi convertit in os avand drept rezultat piticismulnanismul

Desi nu se cunoaste un tratament geneticgenic totusi pot fi ameliorate simptomele asociate frecvent cu boala precum problemele respiratorii

Desi literal numele bolii inseamna ldquofara formarea cartilajului totusi problema nu o reprezinta formarea acestuia ci transformarea cartilajului in os in mod special in cazul oaselor lungi ale bratelor si picioarelor

Inaltimea medie a adultilor este de

131 cm pentru barbati

si 123 cm pentru femei

Gena responsabila FGFR3 este acronimul pentru

fibroblast growth factor receptor 3 care este proteina pe care o codifica adica receptorul 3 pentru factorul de crestere fibroblastic

Localizarea citogenetica a genei FGFR3 4p163

Localizarea moleculara pe cromozomul 4 de la perechea de baze 1762853 la perechea 1777828 (14kb)

Proteina are rol in dezvoltarea si conservarea tesutului osos si cerebral

Functia Genei FGFR3Cercetatorii cred ca receptorul pe

care il codifica regleaza osificarea si aceasta in mod particular la nivelul oaselor lungi

Mutatii ale genei FGFR3 determina activarea exagerata a receptorului ceea ce interfera cu osificarea si conduce la tulburari ale cresterii oaselor fenomen caracteristic acondroplaziei

Aceasta teorie este sustinuta de catre modelul soarecilor knockout care nu au receptorul reglarea negativa a formarii oaselor fiind deci pierduta Rezultatul consta intr-un soarece cu oase excesiv de lungi si vertebre elongate respectiv o coada lunga

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi mostenita sau poate fi rezultatul unei noi mutatii a genei FGFR3

In majoritatea cazurilor (80) boala se datoreaza unei noi mutatii deoarece parintii celor avand acondroplazie au talie medie (normala) dar inca nu se stie cauza aparitiei acestor mutatii

Copii cu acondroplazie pot avea probleme auditive de vorbire si de respiratie toate putand fi tratate

Tratmentul implica prevenirea sau tratarea semnelor simptomelor sau altor manifestari asociate care apar ca rezultat al bolii

Totodata sprijinul social si familial este o parte importanta a tratmentului

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi detectata inainte de nastere prin ecografie

Diagnosticul ecografic se face pe baza discordantei progresive dintre lungimea femurului si diametrul biparietal in functie de varsta Mana cu aspect de trident poate fi de asemenea vizualizata daca degetele sunt in intregime extinse

Aditional testarea ADN inainte de nastere poate detecta homozigozitatea atunci cand sunt mostenite doua copii ale genei mutante boala este letala ceea ce conduce la avort

Imaginea este o radiografie a mainii unui tanar cu

acondroplazie Forma caracteristica de tridentldquo

apare datorita separarii policelui de degetul al

doilea cat si a degetelor trei si patru Se pot observa

oasele tubulare scurtate ale mainii in mod particular

falangele proximale

Imaginea din dreapta mana unui adult cu oase scurte tubulare cu ulna subtiata specific acondroplaziei

Boala se poate transmite din generatie in generatie

Persoanele cu acondroplazie pot transmite boala

descendentilor

Riscul este de 12

Cum se mosteneste acondroplazia

Daca ambii parinti au acondroplazie copii au un risc de 1 din 4 de a mosteni gena de la ambii parinti devenind homozigoti pentru gena mutanta

Noii nascuti care mostenesc ambele gene

sunt considerati ca avand o forma severa

de acondroplazie supravietuirea lor nu

depaseste 12 luni

Boala Huntington (HD)

Este o tulburare neurodegenerativa progresiva caracterizata prinMiscari choreiforme (necoordonate ndash desi ele

pot parea coordonate - involuntare ale corpului)

Chorea era sugestiv imaginata a fi un dans

grotesc Cuvantul chorea provine din lb

greaca insemnand dans

Probleme psichiatrice si

dementa ( declinul unor capacitati mentale)

Boala Huntington In jurul varstei de 35 - 40 de ani apar simptome usoare

neindemanare uitare si modificarea personalitatii In urmatorii 10-20 de ani de la debut o persoana cu

HD isi pierde gradual intregul control mental si fizic

Astazi nu Astazi nu exista o exista o terapie terapie pentru HD pentru HD unele unele medicamentmedicamente putand e putand insa insa ameliora ameliora simptomelesimptomele

HD

Este o boala neurologica caracterizata prin tulburarea

functiei motorii

Alela mutanta determina aparitia unei proteine anormale

ce contine un numar mare de repetitii ale aa glutamina

Proteina anormala este toxica pentru tesutul nervos

conducand la aparitia semnelor si simptomelor

caracteristice bolii

O singura copie a genei anormale este suficienta pentru a

conferi boala

Gena Huntingtin (HTT) numita si gena HD (Huntington disease) sau gena IT15 (interesting transcript 15) este localizata pe bratul scurt al cromozomului 4 (4p163)

Localizarea genei HTT

Cytogenetic 4p163Molecular pe cz 4 Perechile de baze

de la 3046205 to 3215484

Boala Huntington (HD) Este cauzata de repetitia unei expansiuni

anormale trinucleotidice (CAG) In mod normal repetitia CAG trebuie sa fie

intre 7 si 35 de repetitii Gena HTT codifica proteina huntingtina si

daca este anormala ea contine o expansiune poliglutaminica

Huntingtina este prezenta in numeroase tesuturi nivelurile cele mai ridicate se gasesc intracerebral desi nu i se cunosc cu siguranta functiile se considera ca proteina este necesara pentru dezvoltarea intrauterina

Boala Huntington (HD)

HTT contine o secventa de baze azotate mdash citozina -adenina-guanina (CAG)mdashrepetata de multiple ori ( sa CAGCAGCAG) la capatul 5rsquo avand denumirea de repetitii trinucleotidice

Codonul CAG codifica amino acidul glutamina ai

se va sintetiza un lant de glutamine ce este cunoscut

astazi sub denumirea de tract poliglutaminic sau

polyQ iar partea repetata a genei se numeste

regiunea PolyQ

Cum se mosteneste HD HD este monogenica si transmisa din generatie in

generatie Avand un parinte afectat fiecare copil are un risc de

12 sa mosteneasca HD

Copii care Copii care nu au gena nu au gena cu cu certitudine certitudine nu vor face nu vor face boala si nici boala si nici nu o vor nu o vor transmite transmite mai departe mai departe descendentildescendentilor or

Huntington disease (HD)

Boala afecteaza cu precadere neuronii

Majoritatea cazurilor debuteaza clinic pe la mijlocul vietii intre 35 si 42 de ani

3 din cazuri sunt Huntington juvenil si debuteaza inainte de 15 ani

Debutul tardiv este peste 50 de ani

Numar de repetitii

Clasificare Statusul bolii

lt27 Normal Neafectat

27ndash35 Intermediar Neafectat

36ndash39 Penetranta Redusa

+- Afectat

gt39 Penetranta totalacompleta

Afectat

Gravitatea bolii corelata cu numarul de repetitii trinucleotidice

Nu exista un algoritm precis

Mutatiile dinamice (repetitii trinucleo-

tidice instabile) Deci Boala Huntington este una dintre

maladiile ce au drept cauza repetitiile trinucleotidice (CAGCTG) la fel candash sindromul X Fragil (repetitii CCGCGG peste

52de ori la nivelul Xq273)

ndash distrofia miotonica (repetitii CTG peste 50de ori la nivelul 19q132)

ndash atrofia musculara spinobulbara Kennedy (repetitii CAG de peste 36 de ori la nivelul Xq11-12)

S-au identificat 14 boli ce au drept cauza astfel de mutatiile dinamice

Testare moleculara pentru HD

Persoanele care au pe cineva bolnav in familie si doresc sa stie daca au mostenit gena bolii pot cere realizarea unui diagnostic molecular Bineinteles ca daca sunt purtatoare ale genei mutante HTT nu se va putea preciza momentul in care vor debuta simptomele Desi nu exista inca un tratament curativ testarea genetica poate fi de ajutor persoanelor la risc in vederea luarii unor decizii privind viitorul lor Totusi majoritatea decid sa nu faca acest test

Analiza ADN a bolii Analiza ADN a bolii Huntington Huntington

Fiecare coloana arata ADN -ul Fiecare coloana arata ADN -ul altei persoanealtei persoane

2 benzi in zona normala (N) 2 benzi in zona normala (N) apartin celor neafectati apartin celor neafectati

O banda in zona H arata o O banda in zona H arata o persoana care va deveni persoana care va deveni bolnava de HDbolnava de HDDepartment of Neurogenetics Institute of Department of Neurogenetics Institute of Neurology LondonNeurology London

1 2 3 4 5 6 7

Testarea pentru HD

Screeningul embrionar este de asemenea posibil ai persoanele bolnave sau cu risc crescut vor putea fi sigure ca nu au transmis boala copiilor

Este deci posibil ca mamele ce iau in considerare avortul unui fat avand gena mutanta HTT sa poata avea un test al embrionului (diagnostic prenatal)

Alte tehnici precum diagnosticul genetic preimplantatoriu in situatia unei fertilizari in vitro pot fi utile pentru a se asigura sanatatea viitorului nou-nascut

Chorea Huntington

Noile descoperiri in domeniul geneticii fac posibla detectarea bolii intrauterin sau cand inca nu este manifesta

Cu toate acestea si respectiv in ciuda posibilitatii unui diagnostic molecular atat modalitatile de diagnostic cat si cele de interventie actuale nu inlocuiesc metodele mai vechi (precum calcularea prognosticului genetic pe baza legii probabilitatilor conditionate a lui Bayes) ci sunt sinergice

Neurofibromatoza tip I (NF-1) cunoscuta si drept Boala Recklinghausen

Se caracterizeaza prin aparitia unor tumori

benigne localizate oriunde pe corp

In copilarie apar mai intai niste pete cafeacute-

au-lait la nivel tegumentar

Cu inaintarea in varsta apar mai multe

tumori care deniveleaza pielea

NF1 se poate asocia uneori cu dificultatea

de a invata

Simptomele NF1 variaza mult chiar in

cadrul aceleasi familii (expresivitate

variabila a genei)

A girl with neurofibromatosis A girl with neurofibromatosis (left)(left)The Neurofibromatosis Association The Neurofibromatosis Association (wwwnfazetnetcouk(wwwnfazetnetcouk

Cum se mosteneste neurofibromatoza

Aproximativ jumatate din persoanele cu

NF1 au parinti sanatosi noua mutatie

aparand in gametogeneza parentala

Persoanele afectate transmit NF1 daca

un parinte are NF1 fiecare copil al sau are

o sansa de 1 din 2 sa se nasca normal si

respectiv un risc de 1 din 2 de a fi bolnav

In timp ce persoanele bolnave transmit

boala cele sanatoase din aceeasi familie

vor avea numai copii fara NF1

TRANSMITERE AUTOZOMAL DOMINANTA

httpradiographicsrsnaorgcontent252455F1expansion

NEUROFIBROAME CUTANTE

Zone hiperpigmentate la nivelul irisului = nodulii Lisch

Neurofibromatoza tip I

NF-1 este o boala tumorala cauzata de malfunctia genei NF1 de pe cromozomul 17p care este responsabila de controlul diviziunii celulare

Gena NF-1 codifica o proteina numita neurofibromina ce controleaza procesele de proliferare si diferentiere celulara Neurofibromina este un reglator negativ al oncogenei Ras

Neurofibromina se sintetizeaza in multe tipuri de celule ale organismului dar in principal in neuroni celule Schwann celule gliale si chiar in etapele de inceput ale dezvoltarii melanocitelor

Incidenta NF-1 este de aproximativ 1 in 3500 nn

Neurofibromatoza tip 1 Deseori se asociaza cu scolioza (sau alte modificari osoase) si cu

probleme oculare NF1 nu este letala si nici contagioasa dar uneori evolueaza

malign Gena NF1 are una dintre cele mai inalte rate de mutatii spontane

de la nivelul intregului genom uman Mutatiile care produc boala sunt extrem de variate (greu de

evidentiat in laborator)ndash Deletii

ndash Insertii

ndash Mutatii cu sens gresit (engl missense)

ndash Mutatii nonsens

ndash Mutatii ce afecteaza matisarea normala a exonilor

Sindromul Marfan Sindromul Marfan

Este transmis autozomal dominantEste transmis autozomal dominant

Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic

rezulta din rezulta din noi mutatiinoi mutatii in gena FBN1 care codifica in gena FBN1 care codifica

fibrilinafibrilina o proteina ce intra in alcatuirea o proteina ce intra in alcatuirea

miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane

fara antecedente heredocolaterale (familiale) de fara antecedente heredocolaterale (familiale) de

sd Marfansd Marfan

Sindromul se caracterizeaza prin Sindromul se caracterizeaza prin pleiotropie si pleiotropie si

expresivitate variabilaexpresivitate variabila in familii in familii

Anomalii osoase Luxatie de cristalin

Anomalii ale valvelor cardiace Disectie de aortaDisectie de aorta

decesdeces

Sindromul Marfan

Modificarea fibrilinei va determina Modificarea fibrilinei va determina incapacitatea de producere a unui incapacitatea de producere a unui tesut tesut conjunctivconjunctiv normal normal

Indivizii afectati sunt inalti slabi cu Indivizii afectati sunt inalti slabi cu picioare brate si degete lungi miopi iar picioare brate si degete lungi miopi iar peretele aortei lor este foarte slab peretele aortei lor este foarte slab

Astfel se crede astazi ca Abraham Astfel se crede astazi ca Abraham Lincoln ar fi putut avea sdMarfanLincoln ar fi putut avea sdMarfan

Ce este sd MarfanCe este sd Marfan

Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul conjunctiv conjunctiv

Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase ligamente muschi perete vascular si valve cardiaceligamente muschi perete vascular si valve cardiace

Sindromul afecteaza majoritatea organelor si Sindromul afecteaza majoritatea organelor si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul (aorta) (aorta)

Semnele si simptomele sd Marfan Semnele si simptomele sd Marfan variaza larg dpdv al variaza larg dpdv al severitatii momentului de instalare si ratei de severitatii momentului de instalare si ratei de progresieprogresie

Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete lungi =arachnodactilielungi =arachnodactilie

O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea trunchiului raport ce este mai mare decat normaltrunchiului raport ce este mai mare decat normal

arahnodactilie

Sd Marfan Sd Marfan

Alte aspecte includ o neobisnuita Alte aspecte includ o neobisnuita flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si ingusta un palat dur inalt arcuit dinti ingusta un palat dur inalt arcuit dinti suprapusiinghesuiti o curbura anormala a suprapusiinghesuiti o curbura anormala a coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern infundat (pectus excavatum) fie proeminent infundat (pectus excavatum) fie proeminent (pectus carinatum) (pectus carinatum)

Jumatate dintre cei cu sd Marfan au Jumatate dintre cei cu sd Marfan au probleme oculare ectopia cristalinului uni- probleme oculare ectopia cristalinului uni- sau bilaterala miopie Cataracta cu debut sau bilaterala miopie Cataracta cu debut dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea mai frecventmai frecvent

Sd Marfan ndash gravitatea este data de Sd Marfan ndash gravitatea este data de anomaliile cardiaceanomaliile cardiace Acestea sunt urmate de oboseala respiratie Acestea sunt urmate de oboseala respiratie

ingreunata si batai neregulate absente sau ingreunata si batai neregulate absente sau suplimentare ale inimii (palpitatii)suplimentare ale inimii (palpitatii)

Aorta poate avea un perete subtire poate fi Aorta poate avea un perete subtire poate fi ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ingrosare la nivelul peretelui ingrosare la nivelul peretelui (anevrism)(anevrism)

Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva aortica sau poate conduce la ruperea spontana a aortica sau poate conduce la ruperea spontana a peretelui aorticperetelui aortic (disectie) (disectie)

Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei la decesla deces

Va simtiti impachetati in date

Sau doarhellipplutiti

Page 7: Genetica - Curs 10

Mucoviscidoza

Exonii sunt supusi unei matisari alternative in cazul prezentei

unei mutatii (3 izoforme sunt mai frecvente) astfel pot lipsi exonul

3 sau exonii 2 si 3 (httphmgoxfordjournalsorgcontent371141)

Pentru gena normala ARNm = 6129 pb din care 4443 pb codifica

1480 aminoacizi ai proteinei transmembranare ce regleaza

activitatea canalelor de clor Izoforma 2 se asociaza mai frecvent cu absenta congenitala a

vaselor deferente (httpwwwuniprotorguniprotP13569)

Peste 66 dintre bolnavi au mutatia Δ F508 adica o

deletie de 3pb ce are drept urmare disparitia aa

fenilalanina din pozitia 508 a CFTR

MUCOVISCIDOZA

Cauzele sunt

ndash mutatii nonsens si

ndash mutatii cu sens gresit (engl missense)

ndash deletii si

ndash mutatii ce modifica matisarea (splicing-

ul) ARN-ului

httpnaturecagenome03d1003d_11_ecfm

Genaeste numitatotCFTR

vs

Activarea canalului de clor este un proces complex

HETEROGENITATE ALELICA(POLIALELISM)

Manifestarileclinice sunt rezultatul obstructiei canalelor glandelor exocrine cu secretii vascoase respectiv -infectii pulmonare-malnutritie- dureri abdominale- sinuzite- constipatie-infertilitate

Speranta mediede viata este deaprox 30 de ani

Mucoviscidoza

Exista o serie de teorii (wiki) care explica mecanismele

moleculare presupuse a fi implicate in aparitia bolii

Toate acestea vin in sprijinul observatiei ca majoritatea

modificarilor ce apar in cadrul bolii sunt datorate

ingrosarii cresterii vascozitatii secretiilor

Obstructiile conduc la remodelari si infectii pulmonare

recurente

Tulburarile digestive apar datorita

ndash acumularii enzimelor digestive in pancreas

ndash malabsorbtiei

ndash obstructiei tranzitului intestinal ( fecale cu consistenta crescuta) etc

DIAGNOSTICUL

TABLOUL CLINIC SUGESTIV ndash copilul nu creste

TESTUL SUDORII ndash confirma dg

(concentratia

de sare este

mult peste

valorile

normale)

Pilocarpinastimuleaza secretiasudorala

Conc Cl-

(mmolL )Rezultate

lt 40 Normal

40-60 La limita

gt 60 Anormal

Testul sudorii - interpretare

In mucoviscidoza canalul CFTR de clor este lsquodefectrsquo si nu permite procesul normal de reabsorbtie a Cl- in celulele din ductul glandelor sudoripare pentru a fi refolosit

Prin urmare mai mult clor sta in duct si pe piele in sudoare

Desi canalele de sodiu sunt normale anionii de clor lsquocaptureazarsquo cationii de sodiu

Aceasta se intampla pentru ca secretia sudorala sa ramana neutra electric

httpwwwglowmcomp=glowmcmlsection_viewamparticleid=344

A Relatia dintre gena si un RFLP-lincat KM19 de pe cz 7 + alela KM19 prezenta iar ndash alela absenta la nivelul situsului de restrictie

B B Diagnosticul bolii utilizand RFLP-ul KM19 in ADN amplificat prin PCR Dupa PCR ADN a fost supus digestiei enzimatice cu Pst I si s-a efectuat electroforeza

ANALIZEMOLECULARE

Analiza ADN cu sonde oligonucleotidice specifice unei alele (ASO)

9 pacienti cu mucoviscidoza ADN-ul genomic nefractionat imobilizat pe o membrana de nitroceluloza va hibrida cu sonda heteroduplexul tinta ndash sonda este evidentiat in cele 9 cazuri prin autoradiografie

Sonde monocatenare specifice -ADN normal fara Mutatia Δ F508

- ADN cu mutatia Δ F508

-htz 179-hz 23458

Ce se intampla Nu uitati b autozrec lt== se manifesta doar la homozigotii recesivi

Deci la Htz trebuie sa mai fie alta mutatie prezenta pt a fi bolnavi Iar pacientul 6 are 2 mutatii diferite de Δ F508 (

httpwwwglowmcomp=glowmcmlsection_viewamparticleid=344 )

Mucoviscidoza

Frecventa crescuta a heterozigotilor purtatori in cadrul populatiei generale (1 25) a condus la emiterea ipotezei ca si in acest caz exista un avantaj selectiv

Exista mai multe teorii astfel de ex se presupune ndash a fi implicata susceptibilitatea redusa la diareea epidemica

(holera)ndash ca purtatorii genei sunt rezistenti la febra tifoida si chiar tbc

Concluzia heterozigotii sunt mai rezistenti la aceste infectii determinand o frecventa crescuta a genei in populatia generala

Boala este destul de frecventa in Europa (1 2500 nn)

Mostenirea bolilor ldquoereditarerdquo este complexa

Majoritatea bolilor nu au un mod simplu de transmitere ereditara

Multi factori influenteaza capacitatea genelor de a lsquocladirsquo proteinepolipeptide

Mutatii diferite in aceeasi gena pot produce o gama larga de efecte

In cazul mucoviscidozei gena care controleaza productia mucusului poate suferi peste 300 de mutatii diferite unele produc simptome severe (chiar decesul fiind vorba de o gena letala)) unele produc simptome usoare si altele nu produc nici un fel de simptome

Tratamentul mucoviscidozei dg prenatal ndash depistarea mutatiei screening neonatal fertilizare in vitro si dg genetic preimplantatoriu tratamentul simptomelor infectiilor

bronhopulmonare (antibiotice) stimularea eliminarii secretiilor (fizioterapie

gimnastica aerosoli ndash pot fi si cu alfa dornaza o dezoxiribonucleaza umana recombinanta care scindeaza ADN-ul din sputa scazandu-i vascozitatea)

cresterea imunitatii (mese hipercalorice si vitamine) transplant pulmonar bilateral terapia genica ar urma sa inlocuiasca gena mutanta

cu una normala (uneori lipozomii vectorii virali nu sunt preluati de celule alteori gena normala nu se exprima)

Tratament genichelliphellip inca se testeazahellip

httpwwwcfgenetherapyorgukresearchaerosolhtml

Conform bazei de date canadiene (Cystic Fibrosis Mutation Database) peste 1800 mutatii ale genei CFTR au fost descrise din 1989 cand a fost descoperita

Traditional mutatiile CFTR sunt impartite in 6 clase pe baza efectului probabil

Clasa I produc o proteina nefunctionala Clasa II determina o procesare defectuoasa a proteinei (ex Deletia

F508) Clasa III produc o reglare defectuoasa a canalului Clasa IV determina o conductanta deficitara la nivelul canalului Clasa V se caracterizeza prin splicing anormal Clasa VI sunt mutatii cu efecte necunoscute

Clasificarea mutatiilor ce produc mucoviscidoza

Model toretic al structurii CFTR (impachetarea)

copy2008 by National Academy of Sciences

Tratamentul mucoviscidozei

In mutatiile din clasa II CFTR fiind impachetata gresit este degradata inainte sa ajunga la membrana apicala a celulei

Daca o astfel de proteina incorect impachetata ajunge pana la membrana celulara ea poate functiona suficient pentru a avea un efect vizibil clinic

Corectorii pot interveni ajutand CFTR sa atinga membrana apicala a celulei

Mutatiile din clasa III determina o deschidere redusa a canalului CFTR si implicit un flux scazut de ioni de clor prin lumenul cailor respiratorii

Aceste mutatii precum G551D sunt relativ rare si bolnavii sunt candidati pentru terapia cu potentiatori

Potentiatorii amplifica sau redau functia unei proteine CFTR care este corect localizata la nivelul membranei celulare

Poate ca exista deja un tratament dar nu l-am gasit

Tratamentul mucoviscidozei

In ultimii ani au aparut terapii care vizeaza modularea proteinei CFTR respectiv medicamente care au ca tinta defecte specifice precum transcriptia procesarea sau chiar activitatea CFTR

Medicamentele sunt molecule mici administrate oral si se clasifica in - produse care permit ribozomului sa citeasca prin codonul stop prematur

din ARNm al CFTR (dar nu si codonii stop normali) - corectori care permit impachetarea corecta a CFTR si - potentiatori care sporesc activitatea canalului de clor de la suprafata

celulei [Ashlock et al 2009 OSullivan and Freedman 2009]

FModalitati terapeutice posibile in mucoviscidoza-PTC124reg (Ataluren) permite citirea peste codonul stop anormal precum in mutatiile din clasa I-Corectori de tipul VX-809 utili in mutatiile din clasa II-Potentiatori de tipul VX-770 utili in clasele II III si IV

Celule epiteliale ale cailor respiratorii unde proteina CFTR este colorata in albastru

Tratamentul mucoviscidozei

Ivacaftor (Kalydeco sau VX-770) produs de Vertex Pharmaceuticals se administreaza in SUA din 2012 la pacientii cu mutatia G551D (cate 2 tabletezi cu alimente bogate in lipide) observandu-se imbunatatirea functiei respiratorii si luarea in greutate

G551D este abrevierea standard pentru mutatia in care aminoacidul GLICINA (G) din pozitia 551este inlocuit cu acidul aspartic (D)

G551D produce 4-5 din imbolnavirile cu mucoviscidoza Mutatia G551D permite proteinei CFTR sa ajunga la suprafata celulei

epiteliale dar nu permite transportul clorului prin canalul ionic Ivacaftor imbunatateste acest transport Astfel de medicamente sunt

incluse in potentiatori ai CFTR Acesta devine domeniul unei farmacoterapii personalizate

Fenilalanin-hidroxilaza (PAH) metabolizeaza amino-acidul fenilalanina si il transforma in amino-acidul tirozina

FENILCETONURIA (PKU)Boala se incadreaza in dismetabolii

FENILCETONURIA (PKU)

Gena PAH are 100 kb locusul ei fiind pe cromozomul

12q22ndashq241

Gena PAH cuprinde 13 exoni

Exista cateva sute de mutatii (lista poate fi gasita la PAHdb) ce pot

determina aparitia bolii

Datorita acestei heterogenitati alelice cei mai multi

bolnavi sunt heterozigoti compusi (adica au doua mutatii

diferite)

Fenilcetonuria

PKU este transmisa autozomal recesiv

Mutatia genei PAH determina incapacitatea enzimei

hepatice fenilalanin-hidroxilaza (PAH) de a metaboliza amino-

acidul fenilalanina si deci de a-l transforma in amino-

acidul tirozina

Cand activitatea PAH este redusa fenilalanina se acumuleaza

si este convertita in acidul fenilpiruvic acidul fenillactic

si feniletilamina (fenilcetone) ce pot fi detectate in urina (test

dg) (PHE este metabolizata pe calea minora a transaminazelor pana la fenilcetone)

Absenta tirozinei este urmata de o sinteza deficitara de neurotransmitatori

PKU Manifestarea clinica majora o reprezinta retardul mental datorat

acumularii de fenilalanina care devine donorul major de grupari amino in activitatea

aminotransferazei ducand la depletia tesutului nervos de α-ketoglutarat Absenta α-

ketoglutaratului la nivel cerebral blocheaza ciclul acizilor tricarboxilici (ciclul Krebs) si deci productia aeroba de energie care este esentiala pentru dezvoltarea cerebrala normala Alt mecanism explica competitia pentru transportor in vederea traversarii barierei hematoencefalice Fenilalanina in exces in sange va satura transportorul impiedicand astfel trecerea altor aa necesari pentru sinteza proteica si cea a neurotransmitatorilor Cresterea concentratiei de fenilalanina impiedica dezvoltarea cerebrala cauzind retard mental

Retard al cresterii staturo-ponderale

httpwwwrankercomlistphenylketonuria-symptomsreference

Pigmentatie cutanata redusa blonzi cu ochii albastri Melanina pigment responsabil pentru culoarea pielii si parului este deficitara

-Hiperactivitate si deficit de atentie-Abilitati sociale deficitare-Miscari necoordonate al membrelor-Brahicefalie si microcefalie-Convulsii termuraturi

httpwwwzunivnetphysiologybookchapter30html

Tirozina (sintetizata din PHE) este precursor al melaninei

Datorita acumularii PHE scade sinteza de tirozina si implicit de melanina in piele

httpwwwncbinlmnihgovpubmedhealthPMH0002150

Dg-TESTUL GUTHRIE

N absenta cresterii coloniilorde Bacillus subtilis in prezenta unui inhibitor (beta2-tienilalanina)aN coloniile cresc in caz de PKU datorita prezentei fenilalaninei in exces din sangele recoltat

SCREENING NEONATAL (alaturi de hipotiroidie)

Recoltaredin calcii

Coloniile cresc in prezenta fenilalaninei

httpusersrcncomjkimballmaultranetBiologyPagesPPhenylketonuriahtml

Prezenta genei PHAse poate determinamolecular

Impedimente in folosirea tehnicilor de genetica moleculara

1 Nu sunt cunoscute toate mutatiile genei PAH care

determina PKU Majoritatea cazurilor sunt

heterozigoti compusi deci si tehnica ASO nu este

mereu concludenta

2 Tehnicile nu sunt folosite in mod curent in

laboratoarele clinicilor

3 Sunt mai scumpe comparativ cu testul Guthrie

httpswwwcounsylcomlearnearly-childhood-treatment

Regim alimentar

Prognosticul este bun daca regimul este inceput foarte devreme si mentinut toata viata

TRATAMENT Lofenalac este un produs facut special pentru copiii cu PKU

inlocuind laptele Poate fi folosit toata viata ca sursa de proteine

fiind sarac in fenilalanina si echilibrat in ceea ce priveste restul

aminoacizilor esentiali dar are gust de lsquomedicamentrsquo (spun pacientii)

Periflex este bogat in fier

Suplimente precum uleiul de peste (pentru ca intr-o alimentatie

fara PHE trebuie un aport crescut de acizi grasi cu lanturi lungi

caci ei lipsesc) vor ajuta la imbunatatirea dezvoltarii neurologice

inclusiv coordonarea motorie fina Alte suplimente specifice care

pot fi necesare sunt fierul sau carnitina

TRATAMENT DIETETIC ldquoDiet for liferdquo

Dieta trebuie strict urmata

CARACTERISTICILE BOLILOR AUTOZOMAL DOMINANTE

Ele se manifesta la persoanele homozigote dar si heterozigote

pentru mutatia cauzatoare a patologiei

Persoana afectata are cel putin unul dintre parinti bolnav acesta

are gena speifica bolii in stare heterozigota sau homozigota

Cand o persoana este bolnava datorita unei mutatii ce se

transmite autozomal dominant riscul de a avea un copil afectat

este de 50 daca este heterozigota si respectiv 100 daca este

homozigota

Transmisia este pe verticala din generatie in generatie

Seneb un pitic al dinastiei a 4a sau

a5a sef al garderobei regale si

preot al cultului funerar Khufu

impreuna cu familia sa sotia si copii

de statura normala

AcondroplaziaAcondroplazia este una din cauzele este una din cauzele

aparitiei aparitiei nanismului nanismului

(piticismului)(piticismului)

Caracteristicile sindromului includ Caracteristicile sindromului includ

Statura mica cu membre proportional de scurteStatura mica cu membre proportional de scurte

Un cap mare Un cap mare (macrocefalie)(macrocefalie)

O frunte prominenta O frunte prominenta (bose frontal )(bose frontal )

Radacina nasului aplatizata Radacina nasului aplatizata

Acondroplazia

Este o tulburare a cresterii osoase datorita unei mutatii specifice

Cartilajul prezinta dificultati in a fi convertit in os avand drept rezultat piticismulnanismul

Desi nu se cunoaste un tratament geneticgenic totusi pot fi ameliorate simptomele asociate frecvent cu boala precum problemele respiratorii

Desi literal numele bolii inseamna ldquofara formarea cartilajului totusi problema nu o reprezinta formarea acestuia ci transformarea cartilajului in os in mod special in cazul oaselor lungi ale bratelor si picioarelor

Inaltimea medie a adultilor este de

131 cm pentru barbati

si 123 cm pentru femei

Gena responsabila FGFR3 este acronimul pentru

fibroblast growth factor receptor 3 care este proteina pe care o codifica adica receptorul 3 pentru factorul de crestere fibroblastic

Localizarea citogenetica a genei FGFR3 4p163

Localizarea moleculara pe cromozomul 4 de la perechea de baze 1762853 la perechea 1777828 (14kb)

Proteina are rol in dezvoltarea si conservarea tesutului osos si cerebral

Functia Genei FGFR3Cercetatorii cred ca receptorul pe

care il codifica regleaza osificarea si aceasta in mod particular la nivelul oaselor lungi

Mutatii ale genei FGFR3 determina activarea exagerata a receptorului ceea ce interfera cu osificarea si conduce la tulburari ale cresterii oaselor fenomen caracteristic acondroplaziei

Aceasta teorie este sustinuta de catre modelul soarecilor knockout care nu au receptorul reglarea negativa a formarii oaselor fiind deci pierduta Rezultatul consta intr-un soarece cu oase excesiv de lungi si vertebre elongate respectiv o coada lunga

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi mostenita sau poate fi rezultatul unei noi mutatii a genei FGFR3

In majoritatea cazurilor (80) boala se datoreaza unei noi mutatii deoarece parintii celor avand acondroplazie au talie medie (normala) dar inca nu se stie cauza aparitiei acestor mutatii

Copii cu acondroplazie pot avea probleme auditive de vorbire si de respiratie toate putand fi tratate

Tratmentul implica prevenirea sau tratarea semnelor simptomelor sau altor manifestari asociate care apar ca rezultat al bolii

Totodata sprijinul social si familial este o parte importanta a tratmentului

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi detectata inainte de nastere prin ecografie

Diagnosticul ecografic se face pe baza discordantei progresive dintre lungimea femurului si diametrul biparietal in functie de varsta Mana cu aspect de trident poate fi de asemenea vizualizata daca degetele sunt in intregime extinse

Aditional testarea ADN inainte de nastere poate detecta homozigozitatea atunci cand sunt mostenite doua copii ale genei mutante boala este letala ceea ce conduce la avort

Imaginea este o radiografie a mainii unui tanar cu

acondroplazie Forma caracteristica de tridentldquo

apare datorita separarii policelui de degetul al

doilea cat si a degetelor trei si patru Se pot observa

oasele tubulare scurtate ale mainii in mod particular

falangele proximale

Imaginea din dreapta mana unui adult cu oase scurte tubulare cu ulna subtiata specific acondroplaziei

Boala se poate transmite din generatie in generatie

Persoanele cu acondroplazie pot transmite boala

descendentilor

Riscul este de 12

Cum se mosteneste acondroplazia

Daca ambii parinti au acondroplazie copii au un risc de 1 din 4 de a mosteni gena de la ambii parinti devenind homozigoti pentru gena mutanta

Noii nascuti care mostenesc ambele gene

sunt considerati ca avand o forma severa

de acondroplazie supravietuirea lor nu

depaseste 12 luni

Boala Huntington (HD)

Este o tulburare neurodegenerativa progresiva caracterizata prinMiscari choreiforme (necoordonate ndash desi ele

pot parea coordonate - involuntare ale corpului)

Chorea era sugestiv imaginata a fi un dans

grotesc Cuvantul chorea provine din lb

greaca insemnand dans

Probleme psichiatrice si

dementa ( declinul unor capacitati mentale)

Boala Huntington In jurul varstei de 35 - 40 de ani apar simptome usoare

neindemanare uitare si modificarea personalitatii In urmatorii 10-20 de ani de la debut o persoana cu

HD isi pierde gradual intregul control mental si fizic

Astazi nu Astazi nu exista o exista o terapie terapie pentru HD pentru HD unele unele medicamentmedicamente putand e putand insa insa ameliora ameliora simptomelesimptomele

HD

Este o boala neurologica caracterizata prin tulburarea

functiei motorii

Alela mutanta determina aparitia unei proteine anormale

ce contine un numar mare de repetitii ale aa glutamina

Proteina anormala este toxica pentru tesutul nervos

conducand la aparitia semnelor si simptomelor

caracteristice bolii

O singura copie a genei anormale este suficienta pentru a

conferi boala

Gena Huntingtin (HTT) numita si gena HD (Huntington disease) sau gena IT15 (interesting transcript 15) este localizata pe bratul scurt al cromozomului 4 (4p163)

Localizarea genei HTT

Cytogenetic 4p163Molecular pe cz 4 Perechile de baze

de la 3046205 to 3215484

Boala Huntington (HD) Este cauzata de repetitia unei expansiuni

anormale trinucleotidice (CAG) In mod normal repetitia CAG trebuie sa fie

intre 7 si 35 de repetitii Gena HTT codifica proteina huntingtina si

daca este anormala ea contine o expansiune poliglutaminica

Huntingtina este prezenta in numeroase tesuturi nivelurile cele mai ridicate se gasesc intracerebral desi nu i se cunosc cu siguranta functiile se considera ca proteina este necesara pentru dezvoltarea intrauterina

Boala Huntington (HD)

HTT contine o secventa de baze azotate mdash citozina -adenina-guanina (CAG)mdashrepetata de multiple ori ( sa CAGCAGCAG) la capatul 5rsquo avand denumirea de repetitii trinucleotidice

Codonul CAG codifica amino acidul glutamina ai

se va sintetiza un lant de glutamine ce este cunoscut

astazi sub denumirea de tract poliglutaminic sau

polyQ iar partea repetata a genei se numeste

regiunea PolyQ

Cum se mosteneste HD HD este monogenica si transmisa din generatie in

generatie Avand un parinte afectat fiecare copil are un risc de

12 sa mosteneasca HD

Copii care Copii care nu au gena nu au gena cu cu certitudine certitudine nu vor face nu vor face boala si nici boala si nici nu o vor nu o vor transmite transmite mai departe mai departe descendentildescendentilor or

Huntington disease (HD)

Boala afecteaza cu precadere neuronii

Majoritatea cazurilor debuteaza clinic pe la mijlocul vietii intre 35 si 42 de ani

3 din cazuri sunt Huntington juvenil si debuteaza inainte de 15 ani

Debutul tardiv este peste 50 de ani

Numar de repetitii

Clasificare Statusul bolii

lt27 Normal Neafectat

27ndash35 Intermediar Neafectat

36ndash39 Penetranta Redusa

+- Afectat

gt39 Penetranta totalacompleta

Afectat

Gravitatea bolii corelata cu numarul de repetitii trinucleotidice

Nu exista un algoritm precis

Mutatiile dinamice (repetitii trinucleo-

tidice instabile) Deci Boala Huntington este una dintre

maladiile ce au drept cauza repetitiile trinucleotidice (CAGCTG) la fel candash sindromul X Fragil (repetitii CCGCGG peste

52de ori la nivelul Xq273)

ndash distrofia miotonica (repetitii CTG peste 50de ori la nivelul 19q132)

ndash atrofia musculara spinobulbara Kennedy (repetitii CAG de peste 36 de ori la nivelul Xq11-12)

S-au identificat 14 boli ce au drept cauza astfel de mutatiile dinamice

Testare moleculara pentru HD

Persoanele care au pe cineva bolnav in familie si doresc sa stie daca au mostenit gena bolii pot cere realizarea unui diagnostic molecular Bineinteles ca daca sunt purtatoare ale genei mutante HTT nu se va putea preciza momentul in care vor debuta simptomele Desi nu exista inca un tratament curativ testarea genetica poate fi de ajutor persoanelor la risc in vederea luarii unor decizii privind viitorul lor Totusi majoritatea decid sa nu faca acest test

Analiza ADN a bolii Analiza ADN a bolii Huntington Huntington

Fiecare coloana arata ADN -ul Fiecare coloana arata ADN -ul altei persoanealtei persoane

2 benzi in zona normala (N) 2 benzi in zona normala (N) apartin celor neafectati apartin celor neafectati

O banda in zona H arata o O banda in zona H arata o persoana care va deveni persoana care va deveni bolnava de HDbolnava de HDDepartment of Neurogenetics Institute of Department of Neurogenetics Institute of Neurology LondonNeurology London

1 2 3 4 5 6 7

Testarea pentru HD

Screeningul embrionar este de asemenea posibil ai persoanele bolnave sau cu risc crescut vor putea fi sigure ca nu au transmis boala copiilor

Este deci posibil ca mamele ce iau in considerare avortul unui fat avand gena mutanta HTT sa poata avea un test al embrionului (diagnostic prenatal)

Alte tehnici precum diagnosticul genetic preimplantatoriu in situatia unei fertilizari in vitro pot fi utile pentru a se asigura sanatatea viitorului nou-nascut

Chorea Huntington

Noile descoperiri in domeniul geneticii fac posibla detectarea bolii intrauterin sau cand inca nu este manifesta

Cu toate acestea si respectiv in ciuda posibilitatii unui diagnostic molecular atat modalitatile de diagnostic cat si cele de interventie actuale nu inlocuiesc metodele mai vechi (precum calcularea prognosticului genetic pe baza legii probabilitatilor conditionate a lui Bayes) ci sunt sinergice

Neurofibromatoza tip I (NF-1) cunoscuta si drept Boala Recklinghausen

Se caracterizeaza prin aparitia unor tumori

benigne localizate oriunde pe corp

In copilarie apar mai intai niste pete cafeacute-

au-lait la nivel tegumentar

Cu inaintarea in varsta apar mai multe

tumori care deniveleaza pielea

NF1 se poate asocia uneori cu dificultatea

de a invata

Simptomele NF1 variaza mult chiar in

cadrul aceleasi familii (expresivitate

variabila a genei)

A girl with neurofibromatosis A girl with neurofibromatosis (left)(left)The Neurofibromatosis Association The Neurofibromatosis Association (wwwnfazetnetcouk(wwwnfazetnetcouk

Cum se mosteneste neurofibromatoza

Aproximativ jumatate din persoanele cu

NF1 au parinti sanatosi noua mutatie

aparand in gametogeneza parentala

Persoanele afectate transmit NF1 daca

un parinte are NF1 fiecare copil al sau are

o sansa de 1 din 2 sa se nasca normal si

respectiv un risc de 1 din 2 de a fi bolnav

In timp ce persoanele bolnave transmit

boala cele sanatoase din aceeasi familie

vor avea numai copii fara NF1

TRANSMITERE AUTOZOMAL DOMINANTA

httpradiographicsrsnaorgcontent252455F1expansion

NEUROFIBROAME CUTANTE

Zone hiperpigmentate la nivelul irisului = nodulii Lisch

Neurofibromatoza tip I

NF-1 este o boala tumorala cauzata de malfunctia genei NF1 de pe cromozomul 17p care este responsabila de controlul diviziunii celulare

Gena NF-1 codifica o proteina numita neurofibromina ce controleaza procesele de proliferare si diferentiere celulara Neurofibromina este un reglator negativ al oncogenei Ras

Neurofibromina se sintetizeaza in multe tipuri de celule ale organismului dar in principal in neuroni celule Schwann celule gliale si chiar in etapele de inceput ale dezvoltarii melanocitelor

Incidenta NF-1 este de aproximativ 1 in 3500 nn

Neurofibromatoza tip 1 Deseori se asociaza cu scolioza (sau alte modificari osoase) si cu

probleme oculare NF1 nu este letala si nici contagioasa dar uneori evolueaza

malign Gena NF1 are una dintre cele mai inalte rate de mutatii spontane

de la nivelul intregului genom uman Mutatiile care produc boala sunt extrem de variate (greu de

evidentiat in laborator)ndash Deletii

ndash Insertii

ndash Mutatii cu sens gresit (engl missense)

ndash Mutatii nonsens

ndash Mutatii ce afecteaza matisarea normala a exonilor

Sindromul Marfan Sindromul Marfan

Este transmis autozomal dominantEste transmis autozomal dominant

Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic

rezulta din rezulta din noi mutatiinoi mutatii in gena FBN1 care codifica in gena FBN1 care codifica

fibrilinafibrilina o proteina ce intra in alcatuirea o proteina ce intra in alcatuirea

miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane

fara antecedente heredocolaterale (familiale) de fara antecedente heredocolaterale (familiale) de

sd Marfansd Marfan

Sindromul se caracterizeaza prin Sindromul se caracterizeaza prin pleiotropie si pleiotropie si

expresivitate variabilaexpresivitate variabila in familii in familii

Anomalii osoase Luxatie de cristalin

Anomalii ale valvelor cardiace Disectie de aortaDisectie de aorta

decesdeces

Sindromul Marfan

Modificarea fibrilinei va determina Modificarea fibrilinei va determina incapacitatea de producere a unui incapacitatea de producere a unui tesut tesut conjunctivconjunctiv normal normal

Indivizii afectati sunt inalti slabi cu Indivizii afectati sunt inalti slabi cu picioare brate si degete lungi miopi iar picioare brate si degete lungi miopi iar peretele aortei lor este foarte slab peretele aortei lor este foarte slab

Astfel se crede astazi ca Abraham Astfel se crede astazi ca Abraham Lincoln ar fi putut avea sdMarfanLincoln ar fi putut avea sdMarfan

Ce este sd MarfanCe este sd Marfan

Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul conjunctiv conjunctiv

Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase ligamente muschi perete vascular si valve cardiaceligamente muschi perete vascular si valve cardiace

Sindromul afecteaza majoritatea organelor si Sindromul afecteaza majoritatea organelor si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul (aorta) (aorta)

Semnele si simptomele sd Marfan Semnele si simptomele sd Marfan variaza larg dpdv al variaza larg dpdv al severitatii momentului de instalare si ratei de severitatii momentului de instalare si ratei de progresieprogresie

Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete lungi =arachnodactilielungi =arachnodactilie

O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea trunchiului raport ce este mai mare decat normaltrunchiului raport ce este mai mare decat normal

arahnodactilie

Sd Marfan Sd Marfan

Alte aspecte includ o neobisnuita Alte aspecte includ o neobisnuita flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si ingusta un palat dur inalt arcuit dinti ingusta un palat dur inalt arcuit dinti suprapusiinghesuiti o curbura anormala a suprapusiinghesuiti o curbura anormala a coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern infundat (pectus excavatum) fie proeminent infundat (pectus excavatum) fie proeminent (pectus carinatum) (pectus carinatum)

Jumatate dintre cei cu sd Marfan au Jumatate dintre cei cu sd Marfan au probleme oculare ectopia cristalinului uni- probleme oculare ectopia cristalinului uni- sau bilaterala miopie Cataracta cu debut sau bilaterala miopie Cataracta cu debut dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea mai frecventmai frecvent

Sd Marfan ndash gravitatea este data de Sd Marfan ndash gravitatea este data de anomaliile cardiaceanomaliile cardiace Acestea sunt urmate de oboseala respiratie Acestea sunt urmate de oboseala respiratie

ingreunata si batai neregulate absente sau ingreunata si batai neregulate absente sau suplimentare ale inimii (palpitatii)suplimentare ale inimii (palpitatii)

Aorta poate avea un perete subtire poate fi Aorta poate avea un perete subtire poate fi ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ingrosare la nivelul peretelui ingrosare la nivelul peretelui (anevrism)(anevrism)

Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva aortica sau poate conduce la ruperea spontana a aortica sau poate conduce la ruperea spontana a peretelui aorticperetelui aortic (disectie) (disectie)

Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei la decesla deces

Va simtiti impachetati in date

Sau doarhellipplutiti

Page 8: Genetica - Curs 10

Peste 66 dintre bolnavi au mutatia Δ F508 adica o

deletie de 3pb ce are drept urmare disparitia aa

fenilalanina din pozitia 508 a CFTR

MUCOVISCIDOZA

Cauzele sunt

ndash mutatii nonsens si

ndash mutatii cu sens gresit (engl missense)

ndash deletii si

ndash mutatii ce modifica matisarea (splicing-

ul) ARN-ului

httpnaturecagenome03d1003d_11_ecfm

Genaeste numitatotCFTR

vs

Activarea canalului de clor este un proces complex

HETEROGENITATE ALELICA(POLIALELISM)

Manifestarileclinice sunt rezultatul obstructiei canalelor glandelor exocrine cu secretii vascoase respectiv -infectii pulmonare-malnutritie- dureri abdominale- sinuzite- constipatie-infertilitate

Speranta mediede viata este deaprox 30 de ani

Mucoviscidoza

Exista o serie de teorii (wiki) care explica mecanismele

moleculare presupuse a fi implicate in aparitia bolii

Toate acestea vin in sprijinul observatiei ca majoritatea

modificarilor ce apar in cadrul bolii sunt datorate

ingrosarii cresterii vascozitatii secretiilor

Obstructiile conduc la remodelari si infectii pulmonare

recurente

Tulburarile digestive apar datorita

ndash acumularii enzimelor digestive in pancreas

ndash malabsorbtiei

ndash obstructiei tranzitului intestinal ( fecale cu consistenta crescuta) etc

DIAGNOSTICUL

TABLOUL CLINIC SUGESTIV ndash copilul nu creste

TESTUL SUDORII ndash confirma dg

(concentratia

de sare este

mult peste

valorile

normale)

Pilocarpinastimuleaza secretiasudorala

Conc Cl-

(mmolL )Rezultate

lt 40 Normal

40-60 La limita

gt 60 Anormal

Testul sudorii - interpretare

In mucoviscidoza canalul CFTR de clor este lsquodefectrsquo si nu permite procesul normal de reabsorbtie a Cl- in celulele din ductul glandelor sudoripare pentru a fi refolosit

Prin urmare mai mult clor sta in duct si pe piele in sudoare

Desi canalele de sodiu sunt normale anionii de clor lsquocaptureazarsquo cationii de sodiu

Aceasta se intampla pentru ca secretia sudorala sa ramana neutra electric

httpwwwglowmcomp=glowmcmlsection_viewamparticleid=344

A Relatia dintre gena si un RFLP-lincat KM19 de pe cz 7 + alela KM19 prezenta iar ndash alela absenta la nivelul situsului de restrictie

B B Diagnosticul bolii utilizand RFLP-ul KM19 in ADN amplificat prin PCR Dupa PCR ADN a fost supus digestiei enzimatice cu Pst I si s-a efectuat electroforeza

ANALIZEMOLECULARE

Analiza ADN cu sonde oligonucleotidice specifice unei alele (ASO)

9 pacienti cu mucoviscidoza ADN-ul genomic nefractionat imobilizat pe o membrana de nitroceluloza va hibrida cu sonda heteroduplexul tinta ndash sonda este evidentiat in cele 9 cazuri prin autoradiografie

Sonde monocatenare specifice -ADN normal fara Mutatia Δ F508

- ADN cu mutatia Δ F508

-htz 179-hz 23458

Ce se intampla Nu uitati b autozrec lt== se manifesta doar la homozigotii recesivi

Deci la Htz trebuie sa mai fie alta mutatie prezenta pt a fi bolnavi Iar pacientul 6 are 2 mutatii diferite de Δ F508 (

httpwwwglowmcomp=glowmcmlsection_viewamparticleid=344 )

Mucoviscidoza

Frecventa crescuta a heterozigotilor purtatori in cadrul populatiei generale (1 25) a condus la emiterea ipotezei ca si in acest caz exista un avantaj selectiv

Exista mai multe teorii astfel de ex se presupune ndash a fi implicata susceptibilitatea redusa la diareea epidemica

(holera)ndash ca purtatorii genei sunt rezistenti la febra tifoida si chiar tbc

Concluzia heterozigotii sunt mai rezistenti la aceste infectii determinand o frecventa crescuta a genei in populatia generala

Boala este destul de frecventa in Europa (1 2500 nn)

Mostenirea bolilor ldquoereditarerdquo este complexa

Majoritatea bolilor nu au un mod simplu de transmitere ereditara

Multi factori influenteaza capacitatea genelor de a lsquocladirsquo proteinepolipeptide

Mutatii diferite in aceeasi gena pot produce o gama larga de efecte

In cazul mucoviscidozei gena care controleaza productia mucusului poate suferi peste 300 de mutatii diferite unele produc simptome severe (chiar decesul fiind vorba de o gena letala)) unele produc simptome usoare si altele nu produc nici un fel de simptome

Tratamentul mucoviscidozei dg prenatal ndash depistarea mutatiei screening neonatal fertilizare in vitro si dg genetic preimplantatoriu tratamentul simptomelor infectiilor

bronhopulmonare (antibiotice) stimularea eliminarii secretiilor (fizioterapie

gimnastica aerosoli ndash pot fi si cu alfa dornaza o dezoxiribonucleaza umana recombinanta care scindeaza ADN-ul din sputa scazandu-i vascozitatea)

cresterea imunitatii (mese hipercalorice si vitamine) transplant pulmonar bilateral terapia genica ar urma sa inlocuiasca gena mutanta

cu una normala (uneori lipozomii vectorii virali nu sunt preluati de celule alteori gena normala nu se exprima)

Tratament genichelliphellip inca se testeazahellip

httpwwwcfgenetherapyorgukresearchaerosolhtml

Conform bazei de date canadiene (Cystic Fibrosis Mutation Database) peste 1800 mutatii ale genei CFTR au fost descrise din 1989 cand a fost descoperita

Traditional mutatiile CFTR sunt impartite in 6 clase pe baza efectului probabil

Clasa I produc o proteina nefunctionala Clasa II determina o procesare defectuoasa a proteinei (ex Deletia

F508) Clasa III produc o reglare defectuoasa a canalului Clasa IV determina o conductanta deficitara la nivelul canalului Clasa V se caracterizeza prin splicing anormal Clasa VI sunt mutatii cu efecte necunoscute

Clasificarea mutatiilor ce produc mucoviscidoza

Model toretic al structurii CFTR (impachetarea)

copy2008 by National Academy of Sciences

Tratamentul mucoviscidozei

In mutatiile din clasa II CFTR fiind impachetata gresit este degradata inainte sa ajunga la membrana apicala a celulei

Daca o astfel de proteina incorect impachetata ajunge pana la membrana celulara ea poate functiona suficient pentru a avea un efect vizibil clinic

Corectorii pot interveni ajutand CFTR sa atinga membrana apicala a celulei

Mutatiile din clasa III determina o deschidere redusa a canalului CFTR si implicit un flux scazut de ioni de clor prin lumenul cailor respiratorii

Aceste mutatii precum G551D sunt relativ rare si bolnavii sunt candidati pentru terapia cu potentiatori

Potentiatorii amplifica sau redau functia unei proteine CFTR care este corect localizata la nivelul membranei celulare

Poate ca exista deja un tratament dar nu l-am gasit

Tratamentul mucoviscidozei

In ultimii ani au aparut terapii care vizeaza modularea proteinei CFTR respectiv medicamente care au ca tinta defecte specifice precum transcriptia procesarea sau chiar activitatea CFTR

Medicamentele sunt molecule mici administrate oral si se clasifica in - produse care permit ribozomului sa citeasca prin codonul stop prematur

din ARNm al CFTR (dar nu si codonii stop normali) - corectori care permit impachetarea corecta a CFTR si - potentiatori care sporesc activitatea canalului de clor de la suprafata

celulei [Ashlock et al 2009 OSullivan and Freedman 2009]

FModalitati terapeutice posibile in mucoviscidoza-PTC124reg (Ataluren) permite citirea peste codonul stop anormal precum in mutatiile din clasa I-Corectori de tipul VX-809 utili in mutatiile din clasa II-Potentiatori de tipul VX-770 utili in clasele II III si IV

Celule epiteliale ale cailor respiratorii unde proteina CFTR este colorata in albastru

Tratamentul mucoviscidozei

Ivacaftor (Kalydeco sau VX-770) produs de Vertex Pharmaceuticals se administreaza in SUA din 2012 la pacientii cu mutatia G551D (cate 2 tabletezi cu alimente bogate in lipide) observandu-se imbunatatirea functiei respiratorii si luarea in greutate

G551D este abrevierea standard pentru mutatia in care aminoacidul GLICINA (G) din pozitia 551este inlocuit cu acidul aspartic (D)

G551D produce 4-5 din imbolnavirile cu mucoviscidoza Mutatia G551D permite proteinei CFTR sa ajunga la suprafata celulei

epiteliale dar nu permite transportul clorului prin canalul ionic Ivacaftor imbunatateste acest transport Astfel de medicamente sunt

incluse in potentiatori ai CFTR Acesta devine domeniul unei farmacoterapii personalizate

Fenilalanin-hidroxilaza (PAH) metabolizeaza amino-acidul fenilalanina si il transforma in amino-acidul tirozina

FENILCETONURIA (PKU)Boala se incadreaza in dismetabolii

FENILCETONURIA (PKU)

Gena PAH are 100 kb locusul ei fiind pe cromozomul

12q22ndashq241

Gena PAH cuprinde 13 exoni

Exista cateva sute de mutatii (lista poate fi gasita la PAHdb) ce pot

determina aparitia bolii

Datorita acestei heterogenitati alelice cei mai multi

bolnavi sunt heterozigoti compusi (adica au doua mutatii

diferite)

Fenilcetonuria

PKU este transmisa autozomal recesiv

Mutatia genei PAH determina incapacitatea enzimei

hepatice fenilalanin-hidroxilaza (PAH) de a metaboliza amino-

acidul fenilalanina si deci de a-l transforma in amino-

acidul tirozina

Cand activitatea PAH este redusa fenilalanina se acumuleaza

si este convertita in acidul fenilpiruvic acidul fenillactic

si feniletilamina (fenilcetone) ce pot fi detectate in urina (test

dg) (PHE este metabolizata pe calea minora a transaminazelor pana la fenilcetone)

Absenta tirozinei este urmata de o sinteza deficitara de neurotransmitatori

PKU Manifestarea clinica majora o reprezinta retardul mental datorat

acumularii de fenilalanina care devine donorul major de grupari amino in activitatea

aminotransferazei ducand la depletia tesutului nervos de α-ketoglutarat Absenta α-

ketoglutaratului la nivel cerebral blocheaza ciclul acizilor tricarboxilici (ciclul Krebs) si deci productia aeroba de energie care este esentiala pentru dezvoltarea cerebrala normala Alt mecanism explica competitia pentru transportor in vederea traversarii barierei hematoencefalice Fenilalanina in exces in sange va satura transportorul impiedicand astfel trecerea altor aa necesari pentru sinteza proteica si cea a neurotransmitatorilor Cresterea concentratiei de fenilalanina impiedica dezvoltarea cerebrala cauzind retard mental

Retard al cresterii staturo-ponderale

httpwwwrankercomlistphenylketonuria-symptomsreference

Pigmentatie cutanata redusa blonzi cu ochii albastri Melanina pigment responsabil pentru culoarea pielii si parului este deficitara

-Hiperactivitate si deficit de atentie-Abilitati sociale deficitare-Miscari necoordonate al membrelor-Brahicefalie si microcefalie-Convulsii termuraturi

httpwwwzunivnetphysiologybookchapter30html

Tirozina (sintetizata din PHE) este precursor al melaninei

Datorita acumularii PHE scade sinteza de tirozina si implicit de melanina in piele

httpwwwncbinlmnihgovpubmedhealthPMH0002150

Dg-TESTUL GUTHRIE

N absenta cresterii coloniilorde Bacillus subtilis in prezenta unui inhibitor (beta2-tienilalanina)aN coloniile cresc in caz de PKU datorita prezentei fenilalaninei in exces din sangele recoltat

SCREENING NEONATAL (alaturi de hipotiroidie)

Recoltaredin calcii

Coloniile cresc in prezenta fenilalaninei

httpusersrcncomjkimballmaultranetBiologyPagesPPhenylketonuriahtml

Prezenta genei PHAse poate determinamolecular

Impedimente in folosirea tehnicilor de genetica moleculara

1 Nu sunt cunoscute toate mutatiile genei PAH care

determina PKU Majoritatea cazurilor sunt

heterozigoti compusi deci si tehnica ASO nu este

mereu concludenta

2 Tehnicile nu sunt folosite in mod curent in

laboratoarele clinicilor

3 Sunt mai scumpe comparativ cu testul Guthrie

httpswwwcounsylcomlearnearly-childhood-treatment

Regim alimentar

Prognosticul este bun daca regimul este inceput foarte devreme si mentinut toata viata

TRATAMENT Lofenalac este un produs facut special pentru copiii cu PKU

inlocuind laptele Poate fi folosit toata viata ca sursa de proteine

fiind sarac in fenilalanina si echilibrat in ceea ce priveste restul

aminoacizilor esentiali dar are gust de lsquomedicamentrsquo (spun pacientii)

Periflex este bogat in fier

Suplimente precum uleiul de peste (pentru ca intr-o alimentatie

fara PHE trebuie un aport crescut de acizi grasi cu lanturi lungi

caci ei lipsesc) vor ajuta la imbunatatirea dezvoltarii neurologice

inclusiv coordonarea motorie fina Alte suplimente specifice care

pot fi necesare sunt fierul sau carnitina

TRATAMENT DIETETIC ldquoDiet for liferdquo

Dieta trebuie strict urmata

CARACTERISTICILE BOLILOR AUTOZOMAL DOMINANTE

Ele se manifesta la persoanele homozigote dar si heterozigote

pentru mutatia cauzatoare a patologiei

Persoana afectata are cel putin unul dintre parinti bolnav acesta

are gena speifica bolii in stare heterozigota sau homozigota

Cand o persoana este bolnava datorita unei mutatii ce se

transmite autozomal dominant riscul de a avea un copil afectat

este de 50 daca este heterozigota si respectiv 100 daca este

homozigota

Transmisia este pe verticala din generatie in generatie

Seneb un pitic al dinastiei a 4a sau

a5a sef al garderobei regale si

preot al cultului funerar Khufu

impreuna cu familia sa sotia si copii

de statura normala

AcondroplaziaAcondroplazia este una din cauzele este una din cauzele

aparitiei aparitiei nanismului nanismului

(piticismului)(piticismului)

Caracteristicile sindromului includ Caracteristicile sindromului includ

Statura mica cu membre proportional de scurteStatura mica cu membre proportional de scurte

Un cap mare Un cap mare (macrocefalie)(macrocefalie)

O frunte prominenta O frunte prominenta (bose frontal )(bose frontal )

Radacina nasului aplatizata Radacina nasului aplatizata

Acondroplazia

Este o tulburare a cresterii osoase datorita unei mutatii specifice

Cartilajul prezinta dificultati in a fi convertit in os avand drept rezultat piticismulnanismul

Desi nu se cunoaste un tratament geneticgenic totusi pot fi ameliorate simptomele asociate frecvent cu boala precum problemele respiratorii

Desi literal numele bolii inseamna ldquofara formarea cartilajului totusi problema nu o reprezinta formarea acestuia ci transformarea cartilajului in os in mod special in cazul oaselor lungi ale bratelor si picioarelor

Inaltimea medie a adultilor este de

131 cm pentru barbati

si 123 cm pentru femei

Gena responsabila FGFR3 este acronimul pentru

fibroblast growth factor receptor 3 care este proteina pe care o codifica adica receptorul 3 pentru factorul de crestere fibroblastic

Localizarea citogenetica a genei FGFR3 4p163

Localizarea moleculara pe cromozomul 4 de la perechea de baze 1762853 la perechea 1777828 (14kb)

Proteina are rol in dezvoltarea si conservarea tesutului osos si cerebral

Functia Genei FGFR3Cercetatorii cred ca receptorul pe

care il codifica regleaza osificarea si aceasta in mod particular la nivelul oaselor lungi

Mutatii ale genei FGFR3 determina activarea exagerata a receptorului ceea ce interfera cu osificarea si conduce la tulburari ale cresterii oaselor fenomen caracteristic acondroplaziei

Aceasta teorie este sustinuta de catre modelul soarecilor knockout care nu au receptorul reglarea negativa a formarii oaselor fiind deci pierduta Rezultatul consta intr-un soarece cu oase excesiv de lungi si vertebre elongate respectiv o coada lunga

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi mostenita sau poate fi rezultatul unei noi mutatii a genei FGFR3

In majoritatea cazurilor (80) boala se datoreaza unei noi mutatii deoarece parintii celor avand acondroplazie au talie medie (normala) dar inca nu se stie cauza aparitiei acestor mutatii

Copii cu acondroplazie pot avea probleme auditive de vorbire si de respiratie toate putand fi tratate

Tratmentul implica prevenirea sau tratarea semnelor simptomelor sau altor manifestari asociate care apar ca rezultat al bolii

Totodata sprijinul social si familial este o parte importanta a tratmentului

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi detectata inainte de nastere prin ecografie

Diagnosticul ecografic se face pe baza discordantei progresive dintre lungimea femurului si diametrul biparietal in functie de varsta Mana cu aspect de trident poate fi de asemenea vizualizata daca degetele sunt in intregime extinse

Aditional testarea ADN inainte de nastere poate detecta homozigozitatea atunci cand sunt mostenite doua copii ale genei mutante boala este letala ceea ce conduce la avort

Imaginea este o radiografie a mainii unui tanar cu

acondroplazie Forma caracteristica de tridentldquo

apare datorita separarii policelui de degetul al

doilea cat si a degetelor trei si patru Se pot observa

oasele tubulare scurtate ale mainii in mod particular

falangele proximale

Imaginea din dreapta mana unui adult cu oase scurte tubulare cu ulna subtiata specific acondroplaziei

Boala se poate transmite din generatie in generatie

Persoanele cu acondroplazie pot transmite boala

descendentilor

Riscul este de 12

Cum se mosteneste acondroplazia

Daca ambii parinti au acondroplazie copii au un risc de 1 din 4 de a mosteni gena de la ambii parinti devenind homozigoti pentru gena mutanta

Noii nascuti care mostenesc ambele gene

sunt considerati ca avand o forma severa

de acondroplazie supravietuirea lor nu

depaseste 12 luni

Boala Huntington (HD)

Este o tulburare neurodegenerativa progresiva caracterizata prinMiscari choreiforme (necoordonate ndash desi ele

pot parea coordonate - involuntare ale corpului)

Chorea era sugestiv imaginata a fi un dans

grotesc Cuvantul chorea provine din lb

greaca insemnand dans

Probleme psichiatrice si

dementa ( declinul unor capacitati mentale)

Boala Huntington In jurul varstei de 35 - 40 de ani apar simptome usoare

neindemanare uitare si modificarea personalitatii In urmatorii 10-20 de ani de la debut o persoana cu

HD isi pierde gradual intregul control mental si fizic

Astazi nu Astazi nu exista o exista o terapie terapie pentru HD pentru HD unele unele medicamentmedicamente putand e putand insa insa ameliora ameliora simptomelesimptomele

HD

Este o boala neurologica caracterizata prin tulburarea

functiei motorii

Alela mutanta determina aparitia unei proteine anormale

ce contine un numar mare de repetitii ale aa glutamina

Proteina anormala este toxica pentru tesutul nervos

conducand la aparitia semnelor si simptomelor

caracteristice bolii

O singura copie a genei anormale este suficienta pentru a

conferi boala

Gena Huntingtin (HTT) numita si gena HD (Huntington disease) sau gena IT15 (interesting transcript 15) este localizata pe bratul scurt al cromozomului 4 (4p163)

Localizarea genei HTT

Cytogenetic 4p163Molecular pe cz 4 Perechile de baze

de la 3046205 to 3215484

Boala Huntington (HD) Este cauzata de repetitia unei expansiuni

anormale trinucleotidice (CAG) In mod normal repetitia CAG trebuie sa fie

intre 7 si 35 de repetitii Gena HTT codifica proteina huntingtina si

daca este anormala ea contine o expansiune poliglutaminica

Huntingtina este prezenta in numeroase tesuturi nivelurile cele mai ridicate se gasesc intracerebral desi nu i se cunosc cu siguranta functiile se considera ca proteina este necesara pentru dezvoltarea intrauterina

Boala Huntington (HD)

HTT contine o secventa de baze azotate mdash citozina -adenina-guanina (CAG)mdashrepetata de multiple ori ( sa CAGCAGCAG) la capatul 5rsquo avand denumirea de repetitii trinucleotidice

Codonul CAG codifica amino acidul glutamina ai

se va sintetiza un lant de glutamine ce este cunoscut

astazi sub denumirea de tract poliglutaminic sau

polyQ iar partea repetata a genei se numeste

regiunea PolyQ

Cum se mosteneste HD HD este monogenica si transmisa din generatie in

generatie Avand un parinte afectat fiecare copil are un risc de

12 sa mosteneasca HD

Copii care Copii care nu au gena nu au gena cu cu certitudine certitudine nu vor face nu vor face boala si nici boala si nici nu o vor nu o vor transmite transmite mai departe mai departe descendentildescendentilor or

Huntington disease (HD)

Boala afecteaza cu precadere neuronii

Majoritatea cazurilor debuteaza clinic pe la mijlocul vietii intre 35 si 42 de ani

3 din cazuri sunt Huntington juvenil si debuteaza inainte de 15 ani

Debutul tardiv este peste 50 de ani

Numar de repetitii

Clasificare Statusul bolii

lt27 Normal Neafectat

27ndash35 Intermediar Neafectat

36ndash39 Penetranta Redusa

+- Afectat

gt39 Penetranta totalacompleta

Afectat

Gravitatea bolii corelata cu numarul de repetitii trinucleotidice

Nu exista un algoritm precis

Mutatiile dinamice (repetitii trinucleo-

tidice instabile) Deci Boala Huntington este una dintre

maladiile ce au drept cauza repetitiile trinucleotidice (CAGCTG) la fel candash sindromul X Fragil (repetitii CCGCGG peste

52de ori la nivelul Xq273)

ndash distrofia miotonica (repetitii CTG peste 50de ori la nivelul 19q132)

ndash atrofia musculara spinobulbara Kennedy (repetitii CAG de peste 36 de ori la nivelul Xq11-12)

S-au identificat 14 boli ce au drept cauza astfel de mutatiile dinamice

Testare moleculara pentru HD

Persoanele care au pe cineva bolnav in familie si doresc sa stie daca au mostenit gena bolii pot cere realizarea unui diagnostic molecular Bineinteles ca daca sunt purtatoare ale genei mutante HTT nu se va putea preciza momentul in care vor debuta simptomele Desi nu exista inca un tratament curativ testarea genetica poate fi de ajutor persoanelor la risc in vederea luarii unor decizii privind viitorul lor Totusi majoritatea decid sa nu faca acest test

Analiza ADN a bolii Analiza ADN a bolii Huntington Huntington

Fiecare coloana arata ADN -ul Fiecare coloana arata ADN -ul altei persoanealtei persoane

2 benzi in zona normala (N) 2 benzi in zona normala (N) apartin celor neafectati apartin celor neafectati

O banda in zona H arata o O banda in zona H arata o persoana care va deveni persoana care va deveni bolnava de HDbolnava de HDDepartment of Neurogenetics Institute of Department of Neurogenetics Institute of Neurology LondonNeurology London

1 2 3 4 5 6 7

Testarea pentru HD

Screeningul embrionar este de asemenea posibil ai persoanele bolnave sau cu risc crescut vor putea fi sigure ca nu au transmis boala copiilor

Este deci posibil ca mamele ce iau in considerare avortul unui fat avand gena mutanta HTT sa poata avea un test al embrionului (diagnostic prenatal)

Alte tehnici precum diagnosticul genetic preimplantatoriu in situatia unei fertilizari in vitro pot fi utile pentru a se asigura sanatatea viitorului nou-nascut

Chorea Huntington

Noile descoperiri in domeniul geneticii fac posibla detectarea bolii intrauterin sau cand inca nu este manifesta

Cu toate acestea si respectiv in ciuda posibilitatii unui diagnostic molecular atat modalitatile de diagnostic cat si cele de interventie actuale nu inlocuiesc metodele mai vechi (precum calcularea prognosticului genetic pe baza legii probabilitatilor conditionate a lui Bayes) ci sunt sinergice

Neurofibromatoza tip I (NF-1) cunoscuta si drept Boala Recklinghausen

Se caracterizeaza prin aparitia unor tumori

benigne localizate oriunde pe corp

In copilarie apar mai intai niste pete cafeacute-

au-lait la nivel tegumentar

Cu inaintarea in varsta apar mai multe

tumori care deniveleaza pielea

NF1 se poate asocia uneori cu dificultatea

de a invata

Simptomele NF1 variaza mult chiar in

cadrul aceleasi familii (expresivitate

variabila a genei)

A girl with neurofibromatosis A girl with neurofibromatosis (left)(left)The Neurofibromatosis Association The Neurofibromatosis Association (wwwnfazetnetcouk(wwwnfazetnetcouk

Cum se mosteneste neurofibromatoza

Aproximativ jumatate din persoanele cu

NF1 au parinti sanatosi noua mutatie

aparand in gametogeneza parentala

Persoanele afectate transmit NF1 daca

un parinte are NF1 fiecare copil al sau are

o sansa de 1 din 2 sa se nasca normal si

respectiv un risc de 1 din 2 de a fi bolnav

In timp ce persoanele bolnave transmit

boala cele sanatoase din aceeasi familie

vor avea numai copii fara NF1

TRANSMITERE AUTOZOMAL DOMINANTA

httpradiographicsrsnaorgcontent252455F1expansion

NEUROFIBROAME CUTANTE

Zone hiperpigmentate la nivelul irisului = nodulii Lisch

Neurofibromatoza tip I

NF-1 este o boala tumorala cauzata de malfunctia genei NF1 de pe cromozomul 17p care este responsabila de controlul diviziunii celulare

Gena NF-1 codifica o proteina numita neurofibromina ce controleaza procesele de proliferare si diferentiere celulara Neurofibromina este un reglator negativ al oncogenei Ras

Neurofibromina se sintetizeaza in multe tipuri de celule ale organismului dar in principal in neuroni celule Schwann celule gliale si chiar in etapele de inceput ale dezvoltarii melanocitelor

Incidenta NF-1 este de aproximativ 1 in 3500 nn

Neurofibromatoza tip 1 Deseori se asociaza cu scolioza (sau alte modificari osoase) si cu

probleme oculare NF1 nu este letala si nici contagioasa dar uneori evolueaza

malign Gena NF1 are una dintre cele mai inalte rate de mutatii spontane

de la nivelul intregului genom uman Mutatiile care produc boala sunt extrem de variate (greu de

evidentiat in laborator)ndash Deletii

ndash Insertii

ndash Mutatii cu sens gresit (engl missense)

ndash Mutatii nonsens

ndash Mutatii ce afecteaza matisarea normala a exonilor

Sindromul Marfan Sindromul Marfan

Este transmis autozomal dominantEste transmis autozomal dominant

Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic

rezulta din rezulta din noi mutatiinoi mutatii in gena FBN1 care codifica in gena FBN1 care codifica

fibrilinafibrilina o proteina ce intra in alcatuirea o proteina ce intra in alcatuirea

miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane

fara antecedente heredocolaterale (familiale) de fara antecedente heredocolaterale (familiale) de

sd Marfansd Marfan

Sindromul se caracterizeaza prin Sindromul se caracterizeaza prin pleiotropie si pleiotropie si

expresivitate variabilaexpresivitate variabila in familii in familii

Anomalii osoase Luxatie de cristalin

Anomalii ale valvelor cardiace Disectie de aortaDisectie de aorta

decesdeces

Sindromul Marfan

Modificarea fibrilinei va determina Modificarea fibrilinei va determina incapacitatea de producere a unui incapacitatea de producere a unui tesut tesut conjunctivconjunctiv normal normal

Indivizii afectati sunt inalti slabi cu Indivizii afectati sunt inalti slabi cu picioare brate si degete lungi miopi iar picioare brate si degete lungi miopi iar peretele aortei lor este foarte slab peretele aortei lor este foarte slab

Astfel se crede astazi ca Abraham Astfel se crede astazi ca Abraham Lincoln ar fi putut avea sdMarfanLincoln ar fi putut avea sdMarfan

Ce este sd MarfanCe este sd Marfan

Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul conjunctiv conjunctiv

Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase ligamente muschi perete vascular si valve cardiaceligamente muschi perete vascular si valve cardiace

Sindromul afecteaza majoritatea organelor si Sindromul afecteaza majoritatea organelor si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul (aorta) (aorta)

Semnele si simptomele sd Marfan Semnele si simptomele sd Marfan variaza larg dpdv al variaza larg dpdv al severitatii momentului de instalare si ratei de severitatii momentului de instalare si ratei de progresieprogresie

Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete lungi =arachnodactilielungi =arachnodactilie

O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea trunchiului raport ce este mai mare decat normaltrunchiului raport ce este mai mare decat normal

arahnodactilie

Sd Marfan Sd Marfan

Alte aspecte includ o neobisnuita Alte aspecte includ o neobisnuita flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si ingusta un palat dur inalt arcuit dinti ingusta un palat dur inalt arcuit dinti suprapusiinghesuiti o curbura anormala a suprapusiinghesuiti o curbura anormala a coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern infundat (pectus excavatum) fie proeminent infundat (pectus excavatum) fie proeminent (pectus carinatum) (pectus carinatum)

Jumatate dintre cei cu sd Marfan au Jumatate dintre cei cu sd Marfan au probleme oculare ectopia cristalinului uni- probleme oculare ectopia cristalinului uni- sau bilaterala miopie Cataracta cu debut sau bilaterala miopie Cataracta cu debut dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea mai frecventmai frecvent

Sd Marfan ndash gravitatea este data de Sd Marfan ndash gravitatea este data de anomaliile cardiaceanomaliile cardiace Acestea sunt urmate de oboseala respiratie Acestea sunt urmate de oboseala respiratie

ingreunata si batai neregulate absente sau ingreunata si batai neregulate absente sau suplimentare ale inimii (palpitatii)suplimentare ale inimii (palpitatii)

Aorta poate avea un perete subtire poate fi Aorta poate avea un perete subtire poate fi ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ingrosare la nivelul peretelui ingrosare la nivelul peretelui (anevrism)(anevrism)

Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva aortica sau poate conduce la ruperea spontana a aortica sau poate conduce la ruperea spontana a peretelui aorticperetelui aortic (disectie) (disectie)

Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei la decesla deces

Va simtiti impachetati in date

Sau doarhellipplutiti

Page 9: Genetica - Curs 10

MUCOVISCIDOZA

Cauzele sunt

ndash mutatii nonsens si

ndash mutatii cu sens gresit (engl missense)

ndash deletii si

ndash mutatii ce modifica matisarea (splicing-

ul) ARN-ului

httpnaturecagenome03d1003d_11_ecfm

Genaeste numitatotCFTR

vs

Activarea canalului de clor este un proces complex

HETEROGENITATE ALELICA(POLIALELISM)

Manifestarileclinice sunt rezultatul obstructiei canalelor glandelor exocrine cu secretii vascoase respectiv -infectii pulmonare-malnutritie- dureri abdominale- sinuzite- constipatie-infertilitate

Speranta mediede viata este deaprox 30 de ani

Mucoviscidoza

Exista o serie de teorii (wiki) care explica mecanismele

moleculare presupuse a fi implicate in aparitia bolii

Toate acestea vin in sprijinul observatiei ca majoritatea

modificarilor ce apar in cadrul bolii sunt datorate

ingrosarii cresterii vascozitatii secretiilor

Obstructiile conduc la remodelari si infectii pulmonare

recurente

Tulburarile digestive apar datorita

ndash acumularii enzimelor digestive in pancreas

ndash malabsorbtiei

ndash obstructiei tranzitului intestinal ( fecale cu consistenta crescuta) etc

DIAGNOSTICUL

TABLOUL CLINIC SUGESTIV ndash copilul nu creste

TESTUL SUDORII ndash confirma dg

(concentratia

de sare este

mult peste

valorile

normale)

Pilocarpinastimuleaza secretiasudorala

Conc Cl-

(mmolL )Rezultate

lt 40 Normal

40-60 La limita

gt 60 Anormal

Testul sudorii - interpretare

In mucoviscidoza canalul CFTR de clor este lsquodefectrsquo si nu permite procesul normal de reabsorbtie a Cl- in celulele din ductul glandelor sudoripare pentru a fi refolosit

Prin urmare mai mult clor sta in duct si pe piele in sudoare

Desi canalele de sodiu sunt normale anionii de clor lsquocaptureazarsquo cationii de sodiu

Aceasta se intampla pentru ca secretia sudorala sa ramana neutra electric

httpwwwglowmcomp=glowmcmlsection_viewamparticleid=344

A Relatia dintre gena si un RFLP-lincat KM19 de pe cz 7 + alela KM19 prezenta iar ndash alela absenta la nivelul situsului de restrictie

B B Diagnosticul bolii utilizand RFLP-ul KM19 in ADN amplificat prin PCR Dupa PCR ADN a fost supus digestiei enzimatice cu Pst I si s-a efectuat electroforeza

ANALIZEMOLECULARE

Analiza ADN cu sonde oligonucleotidice specifice unei alele (ASO)

9 pacienti cu mucoviscidoza ADN-ul genomic nefractionat imobilizat pe o membrana de nitroceluloza va hibrida cu sonda heteroduplexul tinta ndash sonda este evidentiat in cele 9 cazuri prin autoradiografie

Sonde monocatenare specifice -ADN normal fara Mutatia Δ F508

- ADN cu mutatia Δ F508

-htz 179-hz 23458

Ce se intampla Nu uitati b autozrec lt== se manifesta doar la homozigotii recesivi

Deci la Htz trebuie sa mai fie alta mutatie prezenta pt a fi bolnavi Iar pacientul 6 are 2 mutatii diferite de Δ F508 (

httpwwwglowmcomp=glowmcmlsection_viewamparticleid=344 )

Mucoviscidoza

Frecventa crescuta a heterozigotilor purtatori in cadrul populatiei generale (1 25) a condus la emiterea ipotezei ca si in acest caz exista un avantaj selectiv

Exista mai multe teorii astfel de ex se presupune ndash a fi implicata susceptibilitatea redusa la diareea epidemica

(holera)ndash ca purtatorii genei sunt rezistenti la febra tifoida si chiar tbc

Concluzia heterozigotii sunt mai rezistenti la aceste infectii determinand o frecventa crescuta a genei in populatia generala

Boala este destul de frecventa in Europa (1 2500 nn)

Mostenirea bolilor ldquoereditarerdquo este complexa

Majoritatea bolilor nu au un mod simplu de transmitere ereditara

Multi factori influenteaza capacitatea genelor de a lsquocladirsquo proteinepolipeptide

Mutatii diferite in aceeasi gena pot produce o gama larga de efecte

In cazul mucoviscidozei gena care controleaza productia mucusului poate suferi peste 300 de mutatii diferite unele produc simptome severe (chiar decesul fiind vorba de o gena letala)) unele produc simptome usoare si altele nu produc nici un fel de simptome

Tratamentul mucoviscidozei dg prenatal ndash depistarea mutatiei screening neonatal fertilizare in vitro si dg genetic preimplantatoriu tratamentul simptomelor infectiilor

bronhopulmonare (antibiotice) stimularea eliminarii secretiilor (fizioterapie

gimnastica aerosoli ndash pot fi si cu alfa dornaza o dezoxiribonucleaza umana recombinanta care scindeaza ADN-ul din sputa scazandu-i vascozitatea)

cresterea imunitatii (mese hipercalorice si vitamine) transplant pulmonar bilateral terapia genica ar urma sa inlocuiasca gena mutanta

cu una normala (uneori lipozomii vectorii virali nu sunt preluati de celule alteori gena normala nu se exprima)

Tratament genichelliphellip inca se testeazahellip

httpwwwcfgenetherapyorgukresearchaerosolhtml

Conform bazei de date canadiene (Cystic Fibrosis Mutation Database) peste 1800 mutatii ale genei CFTR au fost descrise din 1989 cand a fost descoperita

Traditional mutatiile CFTR sunt impartite in 6 clase pe baza efectului probabil

Clasa I produc o proteina nefunctionala Clasa II determina o procesare defectuoasa a proteinei (ex Deletia

F508) Clasa III produc o reglare defectuoasa a canalului Clasa IV determina o conductanta deficitara la nivelul canalului Clasa V se caracterizeza prin splicing anormal Clasa VI sunt mutatii cu efecte necunoscute

Clasificarea mutatiilor ce produc mucoviscidoza

Model toretic al structurii CFTR (impachetarea)

copy2008 by National Academy of Sciences

Tratamentul mucoviscidozei

In mutatiile din clasa II CFTR fiind impachetata gresit este degradata inainte sa ajunga la membrana apicala a celulei

Daca o astfel de proteina incorect impachetata ajunge pana la membrana celulara ea poate functiona suficient pentru a avea un efect vizibil clinic

Corectorii pot interveni ajutand CFTR sa atinga membrana apicala a celulei

Mutatiile din clasa III determina o deschidere redusa a canalului CFTR si implicit un flux scazut de ioni de clor prin lumenul cailor respiratorii

Aceste mutatii precum G551D sunt relativ rare si bolnavii sunt candidati pentru terapia cu potentiatori

Potentiatorii amplifica sau redau functia unei proteine CFTR care este corect localizata la nivelul membranei celulare

Poate ca exista deja un tratament dar nu l-am gasit

Tratamentul mucoviscidozei

In ultimii ani au aparut terapii care vizeaza modularea proteinei CFTR respectiv medicamente care au ca tinta defecte specifice precum transcriptia procesarea sau chiar activitatea CFTR

Medicamentele sunt molecule mici administrate oral si se clasifica in - produse care permit ribozomului sa citeasca prin codonul stop prematur

din ARNm al CFTR (dar nu si codonii stop normali) - corectori care permit impachetarea corecta a CFTR si - potentiatori care sporesc activitatea canalului de clor de la suprafata

celulei [Ashlock et al 2009 OSullivan and Freedman 2009]

FModalitati terapeutice posibile in mucoviscidoza-PTC124reg (Ataluren) permite citirea peste codonul stop anormal precum in mutatiile din clasa I-Corectori de tipul VX-809 utili in mutatiile din clasa II-Potentiatori de tipul VX-770 utili in clasele II III si IV

Celule epiteliale ale cailor respiratorii unde proteina CFTR este colorata in albastru

Tratamentul mucoviscidozei

Ivacaftor (Kalydeco sau VX-770) produs de Vertex Pharmaceuticals se administreaza in SUA din 2012 la pacientii cu mutatia G551D (cate 2 tabletezi cu alimente bogate in lipide) observandu-se imbunatatirea functiei respiratorii si luarea in greutate

G551D este abrevierea standard pentru mutatia in care aminoacidul GLICINA (G) din pozitia 551este inlocuit cu acidul aspartic (D)

G551D produce 4-5 din imbolnavirile cu mucoviscidoza Mutatia G551D permite proteinei CFTR sa ajunga la suprafata celulei

epiteliale dar nu permite transportul clorului prin canalul ionic Ivacaftor imbunatateste acest transport Astfel de medicamente sunt

incluse in potentiatori ai CFTR Acesta devine domeniul unei farmacoterapii personalizate

Fenilalanin-hidroxilaza (PAH) metabolizeaza amino-acidul fenilalanina si il transforma in amino-acidul tirozina

FENILCETONURIA (PKU)Boala se incadreaza in dismetabolii

FENILCETONURIA (PKU)

Gena PAH are 100 kb locusul ei fiind pe cromozomul

12q22ndashq241

Gena PAH cuprinde 13 exoni

Exista cateva sute de mutatii (lista poate fi gasita la PAHdb) ce pot

determina aparitia bolii

Datorita acestei heterogenitati alelice cei mai multi

bolnavi sunt heterozigoti compusi (adica au doua mutatii

diferite)

Fenilcetonuria

PKU este transmisa autozomal recesiv

Mutatia genei PAH determina incapacitatea enzimei

hepatice fenilalanin-hidroxilaza (PAH) de a metaboliza amino-

acidul fenilalanina si deci de a-l transforma in amino-

acidul tirozina

Cand activitatea PAH este redusa fenilalanina se acumuleaza

si este convertita in acidul fenilpiruvic acidul fenillactic

si feniletilamina (fenilcetone) ce pot fi detectate in urina (test

dg) (PHE este metabolizata pe calea minora a transaminazelor pana la fenilcetone)

Absenta tirozinei este urmata de o sinteza deficitara de neurotransmitatori

PKU Manifestarea clinica majora o reprezinta retardul mental datorat

acumularii de fenilalanina care devine donorul major de grupari amino in activitatea

aminotransferazei ducand la depletia tesutului nervos de α-ketoglutarat Absenta α-

ketoglutaratului la nivel cerebral blocheaza ciclul acizilor tricarboxilici (ciclul Krebs) si deci productia aeroba de energie care este esentiala pentru dezvoltarea cerebrala normala Alt mecanism explica competitia pentru transportor in vederea traversarii barierei hematoencefalice Fenilalanina in exces in sange va satura transportorul impiedicand astfel trecerea altor aa necesari pentru sinteza proteica si cea a neurotransmitatorilor Cresterea concentratiei de fenilalanina impiedica dezvoltarea cerebrala cauzind retard mental

Retard al cresterii staturo-ponderale

httpwwwrankercomlistphenylketonuria-symptomsreference

Pigmentatie cutanata redusa blonzi cu ochii albastri Melanina pigment responsabil pentru culoarea pielii si parului este deficitara

-Hiperactivitate si deficit de atentie-Abilitati sociale deficitare-Miscari necoordonate al membrelor-Brahicefalie si microcefalie-Convulsii termuraturi

httpwwwzunivnetphysiologybookchapter30html

Tirozina (sintetizata din PHE) este precursor al melaninei

Datorita acumularii PHE scade sinteza de tirozina si implicit de melanina in piele

httpwwwncbinlmnihgovpubmedhealthPMH0002150

Dg-TESTUL GUTHRIE

N absenta cresterii coloniilorde Bacillus subtilis in prezenta unui inhibitor (beta2-tienilalanina)aN coloniile cresc in caz de PKU datorita prezentei fenilalaninei in exces din sangele recoltat

SCREENING NEONATAL (alaturi de hipotiroidie)

Recoltaredin calcii

Coloniile cresc in prezenta fenilalaninei

httpusersrcncomjkimballmaultranetBiologyPagesPPhenylketonuriahtml

Prezenta genei PHAse poate determinamolecular

Impedimente in folosirea tehnicilor de genetica moleculara

1 Nu sunt cunoscute toate mutatiile genei PAH care

determina PKU Majoritatea cazurilor sunt

heterozigoti compusi deci si tehnica ASO nu este

mereu concludenta

2 Tehnicile nu sunt folosite in mod curent in

laboratoarele clinicilor

3 Sunt mai scumpe comparativ cu testul Guthrie

httpswwwcounsylcomlearnearly-childhood-treatment

Regim alimentar

Prognosticul este bun daca regimul este inceput foarte devreme si mentinut toata viata

TRATAMENT Lofenalac este un produs facut special pentru copiii cu PKU

inlocuind laptele Poate fi folosit toata viata ca sursa de proteine

fiind sarac in fenilalanina si echilibrat in ceea ce priveste restul

aminoacizilor esentiali dar are gust de lsquomedicamentrsquo (spun pacientii)

Periflex este bogat in fier

Suplimente precum uleiul de peste (pentru ca intr-o alimentatie

fara PHE trebuie un aport crescut de acizi grasi cu lanturi lungi

caci ei lipsesc) vor ajuta la imbunatatirea dezvoltarii neurologice

inclusiv coordonarea motorie fina Alte suplimente specifice care

pot fi necesare sunt fierul sau carnitina

TRATAMENT DIETETIC ldquoDiet for liferdquo

Dieta trebuie strict urmata

CARACTERISTICILE BOLILOR AUTOZOMAL DOMINANTE

Ele se manifesta la persoanele homozigote dar si heterozigote

pentru mutatia cauzatoare a patologiei

Persoana afectata are cel putin unul dintre parinti bolnav acesta

are gena speifica bolii in stare heterozigota sau homozigota

Cand o persoana este bolnava datorita unei mutatii ce se

transmite autozomal dominant riscul de a avea un copil afectat

este de 50 daca este heterozigota si respectiv 100 daca este

homozigota

Transmisia este pe verticala din generatie in generatie

Seneb un pitic al dinastiei a 4a sau

a5a sef al garderobei regale si

preot al cultului funerar Khufu

impreuna cu familia sa sotia si copii

de statura normala

AcondroplaziaAcondroplazia este una din cauzele este una din cauzele

aparitiei aparitiei nanismului nanismului

(piticismului)(piticismului)

Caracteristicile sindromului includ Caracteristicile sindromului includ

Statura mica cu membre proportional de scurteStatura mica cu membre proportional de scurte

Un cap mare Un cap mare (macrocefalie)(macrocefalie)

O frunte prominenta O frunte prominenta (bose frontal )(bose frontal )

Radacina nasului aplatizata Radacina nasului aplatizata

Acondroplazia

Este o tulburare a cresterii osoase datorita unei mutatii specifice

Cartilajul prezinta dificultati in a fi convertit in os avand drept rezultat piticismulnanismul

Desi nu se cunoaste un tratament geneticgenic totusi pot fi ameliorate simptomele asociate frecvent cu boala precum problemele respiratorii

Desi literal numele bolii inseamna ldquofara formarea cartilajului totusi problema nu o reprezinta formarea acestuia ci transformarea cartilajului in os in mod special in cazul oaselor lungi ale bratelor si picioarelor

Inaltimea medie a adultilor este de

131 cm pentru barbati

si 123 cm pentru femei

Gena responsabila FGFR3 este acronimul pentru

fibroblast growth factor receptor 3 care este proteina pe care o codifica adica receptorul 3 pentru factorul de crestere fibroblastic

Localizarea citogenetica a genei FGFR3 4p163

Localizarea moleculara pe cromozomul 4 de la perechea de baze 1762853 la perechea 1777828 (14kb)

Proteina are rol in dezvoltarea si conservarea tesutului osos si cerebral

Functia Genei FGFR3Cercetatorii cred ca receptorul pe

care il codifica regleaza osificarea si aceasta in mod particular la nivelul oaselor lungi

Mutatii ale genei FGFR3 determina activarea exagerata a receptorului ceea ce interfera cu osificarea si conduce la tulburari ale cresterii oaselor fenomen caracteristic acondroplaziei

Aceasta teorie este sustinuta de catre modelul soarecilor knockout care nu au receptorul reglarea negativa a formarii oaselor fiind deci pierduta Rezultatul consta intr-un soarece cu oase excesiv de lungi si vertebre elongate respectiv o coada lunga

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi mostenita sau poate fi rezultatul unei noi mutatii a genei FGFR3

In majoritatea cazurilor (80) boala se datoreaza unei noi mutatii deoarece parintii celor avand acondroplazie au talie medie (normala) dar inca nu se stie cauza aparitiei acestor mutatii

Copii cu acondroplazie pot avea probleme auditive de vorbire si de respiratie toate putand fi tratate

Tratmentul implica prevenirea sau tratarea semnelor simptomelor sau altor manifestari asociate care apar ca rezultat al bolii

Totodata sprijinul social si familial este o parte importanta a tratmentului

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi detectata inainte de nastere prin ecografie

Diagnosticul ecografic se face pe baza discordantei progresive dintre lungimea femurului si diametrul biparietal in functie de varsta Mana cu aspect de trident poate fi de asemenea vizualizata daca degetele sunt in intregime extinse

Aditional testarea ADN inainte de nastere poate detecta homozigozitatea atunci cand sunt mostenite doua copii ale genei mutante boala este letala ceea ce conduce la avort

Imaginea este o radiografie a mainii unui tanar cu

acondroplazie Forma caracteristica de tridentldquo

apare datorita separarii policelui de degetul al

doilea cat si a degetelor trei si patru Se pot observa

oasele tubulare scurtate ale mainii in mod particular

falangele proximale

Imaginea din dreapta mana unui adult cu oase scurte tubulare cu ulna subtiata specific acondroplaziei

Boala se poate transmite din generatie in generatie

Persoanele cu acondroplazie pot transmite boala

descendentilor

Riscul este de 12

Cum se mosteneste acondroplazia

Daca ambii parinti au acondroplazie copii au un risc de 1 din 4 de a mosteni gena de la ambii parinti devenind homozigoti pentru gena mutanta

Noii nascuti care mostenesc ambele gene

sunt considerati ca avand o forma severa

de acondroplazie supravietuirea lor nu

depaseste 12 luni

Boala Huntington (HD)

Este o tulburare neurodegenerativa progresiva caracterizata prinMiscari choreiforme (necoordonate ndash desi ele

pot parea coordonate - involuntare ale corpului)

Chorea era sugestiv imaginata a fi un dans

grotesc Cuvantul chorea provine din lb

greaca insemnand dans

Probleme psichiatrice si

dementa ( declinul unor capacitati mentale)

Boala Huntington In jurul varstei de 35 - 40 de ani apar simptome usoare

neindemanare uitare si modificarea personalitatii In urmatorii 10-20 de ani de la debut o persoana cu

HD isi pierde gradual intregul control mental si fizic

Astazi nu Astazi nu exista o exista o terapie terapie pentru HD pentru HD unele unele medicamentmedicamente putand e putand insa insa ameliora ameliora simptomelesimptomele

HD

Este o boala neurologica caracterizata prin tulburarea

functiei motorii

Alela mutanta determina aparitia unei proteine anormale

ce contine un numar mare de repetitii ale aa glutamina

Proteina anormala este toxica pentru tesutul nervos

conducand la aparitia semnelor si simptomelor

caracteristice bolii

O singura copie a genei anormale este suficienta pentru a

conferi boala

Gena Huntingtin (HTT) numita si gena HD (Huntington disease) sau gena IT15 (interesting transcript 15) este localizata pe bratul scurt al cromozomului 4 (4p163)

Localizarea genei HTT

Cytogenetic 4p163Molecular pe cz 4 Perechile de baze

de la 3046205 to 3215484

Boala Huntington (HD) Este cauzata de repetitia unei expansiuni

anormale trinucleotidice (CAG) In mod normal repetitia CAG trebuie sa fie

intre 7 si 35 de repetitii Gena HTT codifica proteina huntingtina si

daca este anormala ea contine o expansiune poliglutaminica

Huntingtina este prezenta in numeroase tesuturi nivelurile cele mai ridicate se gasesc intracerebral desi nu i se cunosc cu siguranta functiile se considera ca proteina este necesara pentru dezvoltarea intrauterina

Boala Huntington (HD)

HTT contine o secventa de baze azotate mdash citozina -adenina-guanina (CAG)mdashrepetata de multiple ori ( sa CAGCAGCAG) la capatul 5rsquo avand denumirea de repetitii trinucleotidice

Codonul CAG codifica amino acidul glutamina ai

se va sintetiza un lant de glutamine ce este cunoscut

astazi sub denumirea de tract poliglutaminic sau

polyQ iar partea repetata a genei se numeste

regiunea PolyQ

Cum se mosteneste HD HD este monogenica si transmisa din generatie in

generatie Avand un parinte afectat fiecare copil are un risc de

12 sa mosteneasca HD

Copii care Copii care nu au gena nu au gena cu cu certitudine certitudine nu vor face nu vor face boala si nici boala si nici nu o vor nu o vor transmite transmite mai departe mai departe descendentildescendentilor or

Huntington disease (HD)

Boala afecteaza cu precadere neuronii

Majoritatea cazurilor debuteaza clinic pe la mijlocul vietii intre 35 si 42 de ani

3 din cazuri sunt Huntington juvenil si debuteaza inainte de 15 ani

Debutul tardiv este peste 50 de ani

Numar de repetitii

Clasificare Statusul bolii

lt27 Normal Neafectat

27ndash35 Intermediar Neafectat

36ndash39 Penetranta Redusa

+- Afectat

gt39 Penetranta totalacompleta

Afectat

Gravitatea bolii corelata cu numarul de repetitii trinucleotidice

Nu exista un algoritm precis

Mutatiile dinamice (repetitii trinucleo-

tidice instabile) Deci Boala Huntington este una dintre

maladiile ce au drept cauza repetitiile trinucleotidice (CAGCTG) la fel candash sindromul X Fragil (repetitii CCGCGG peste

52de ori la nivelul Xq273)

ndash distrofia miotonica (repetitii CTG peste 50de ori la nivelul 19q132)

ndash atrofia musculara spinobulbara Kennedy (repetitii CAG de peste 36 de ori la nivelul Xq11-12)

S-au identificat 14 boli ce au drept cauza astfel de mutatiile dinamice

Testare moleculara pentru HD

Persoanele care au pe cineva bolnav in familie si doresc sa stie daca au mostenit gena bolii pot cere realizarea unui diagnostic molecular Bineinteles ca daca sunt purtatoare ale genei mutante HTT nu se va putea preciza momentul in care vor debuta simptomele Desi nu exista inca un tratament curativ testarea genetica poate fi de ajutor persoanelor la risc in vederea luarii unor decizii privind viitorul lor Totusi majoritatea decid sa nu faca acest test

Analiza ADN a bolii Analiza ADN a bolii Huntington Huntington

Fiecare coloana arata ADN -ul Fiecare coloana arata ADN -ul altei persoanealtei persoane

2 benzi in zona normala (N) 2 benzi in zona normala (N) apartin celor neafectati apartin celor neafectati

O banda in zona H arata o O banda in zona H arata o persoana care va deveni persoana care va deveni bolnava de HDbolnava de HDDepartment of Neurogenetics Institute of Department of Neurogenetics Institute of Neurology LondonNeurology London

1 2 3 4 5 6 7

Testarea pentru HD

Screeningul embrionar este de asemenea posibil ai persoanele bolnave sau cu risc crescut vor putea fi sigure ca nu au transmis boala copiilor

Este deci posibil ca mamele ce iau in considerare avortul unui fat avand gena mutanta HTT sa poata avea un test al embrionului (diagnostic prenatal)

Alte tehnici precum diagnosticul genetic preimplantatoriu in situatia unei fertilizari in vitro pot fi utile pentru a se asigura sanatatea viitorului nou-nascut

Chorea Huntington

Noile descoperiri in domeniul geneticii fac posibla detectarea bolii intrauterin sau cand inca nu este manifesta

Cu toate acestea si respectiv in ciuda posibilitatii unui diagnostic molecular atat modalitatile de diagnostic cat si cele de interventie actuale nu inlocuiesc metodele mai vechi (precum calcularea prognosticului genetic pe baza legii probabilitatilor conditionate a lui Bayes) ci sunt sinergice

Neurofibromatoza tip I (NF-1) cunoscuta si drept Boala Recklinghausen

Se caracterizeaza prin aparitia unor tumori

benigne localizate oriunde pe corp

In copilarie apar mai intai niste pete cafeacute-

au-lait la nivel tegumentar

Cu inaintarea in varsta apar mai multe

tumori care deniveleaza pielea

NF1 se poate asocia uneori cu dificultatea

de a invata

Simptomele NF1 variaza mult chiar in

cadrul aceleasi familii (expresivitate

variabila a genei)

A girl with neurofibromatosis A girl with neurofibromatosis (left)(left)The Neurofibromatosis Association The Neurofibromatosis Association (wwwnfazetnetcouk(wwwnfazetnetcouk

Cum se mosteneste neurofibromatoza

Aproximativ jumatate din persoanele cu

NF1 au parinti sanatosi noua mutatie

aparand in gametogeneza parentala

Persoanele afectate transmit NF1 daca

un parinte are NF1 fiecare copil al sau are

o sansa de 1 din 2 sa se nasca normal si

respectiv un risc de 1 din 2 de a fi bolnav

In timp ce persoanele bolnave transmit

boala cele sanatoase din aceeasi familie

vor avea numai copii fara NF1

TRANSMITERE AUTOZOMAL DOMINANTA

httpradiographicsrsnaorgcontent252455F1expansion

NEUROFIBROAME CUTANTE

Zone hiperpigmentate la nivelul irisului = nodulii Lisch

Neurofibromatoza tip I

NF-1 este o boala tumorala cauzata de malfunctia genei NF1 de pe cromozomul 17p care este responsabila de controlul diviziunii celulare

Gena NF-1 codifica o proteina numita neurofibromina ce controleaza procesele de proliferare si diferentiere celulara Neurofibromina este un reglator negativ al oncogenei Ras

Neurofibromina se sintetizeaza in multe tipuri de celule ale organismului dar in principal in neuroni celule Schwann celule gliale si chiar in etapele de inceput ale dezvoltarii melanocitelor

Incidenta NF-1 este de aproximativ 1 in 3500 nn

Neurofibromatoza tip 1 Deseori se asociaza cu scolioza (sau alte modificari osoase) si cu

probleme oculare NF1 nu este letala si nici contagioasa dar uneori evolueaza

malign Gena NF1 are una dintre cele mai inalte rate de mutatii spontane

de la nivelul intregului genom uman Mutatiile care produc boala sunt extrem de variate (greu de

evidentiat in laborator)ndash Deletii

ndash Insertii

ndash Mutatii cu sens gresit (engl missense)

ndash Mutatii nonsens

ndash Mutatii ce afecteaza matisarea normala a exonilor

Sindromul Marfan Sindromul Marfan

Este transmis autozomal dominantEste transmis autozomal dominant

Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic

rezulta din rezulta din noi mutatiinoi mutatii in gena FBN1 care codifica in gena FBN1 care codifica

fibrilinafibrilina o proteina ce intra in alcatuirea o proteina ce intra in alcatuirea

miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane

fara antecedente heredocolaterale (familiale) de fara antecedente heredocolaterale (familiale) de

sd Marfansd Marfan

Sindromul se caracterizeaza prin Sindromul se caracterizeaza prin pleiotropie si pleiotropie si

expresivitate variabilaexpresivitate variabila in familii in familii

Anomalii osoase Luxatie de cristalin

Anomalii ale valvelor cardiace Disectie de aortaDisectie de aorta

decesdeces

Sindromul Marfan

Modificarea fibrilinei va determina Modificarea fibrilinei va determina incapacitatea de producere a unui incapacitatea de producere a unui tesut tesut conjunctivconjunctiv normal normal

Indivizii afectati sunt inalti slabi cu Indivizii afectati sunt inalti slabi cu picioare brate si degete lungi miopi iar picioare brate si degete lungi miopi iar peretele aortei lor este foarte slab peretele aortei lor este foarte slab

Astfel se crede astazi ca Abraham Astfel se crede astazi ca Abraham Lincoln ar fi putut avea sdMarfanLincoln ar fi putut avea sdMarfan

Ce este sd MarfanCe este sd Marfan

Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul conjunctiv conjunctiv

Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase ligamente muschi perete vascular si valve cardiaceligamente muschi perete vascular si valve cardiace

Sindromul afecteaza majoritatea organelor si Sindromul afecteaza majoritatea organelor si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul (aorta) (aorta)

Semnele si simptomele sd Marfan Semnele si simptomele sd Marfan variaza larg dpdv al variaza larg dpdv al severitatii momentului de instalare si ratei de severitatii momentului de instalare si ratei de progresieprogresie

Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete lungi =arachnodactilielungi =arachnodactilie

O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea trunchiului raport ce este mai mare decat normaltrunchiului raport ce este mai mare decat normal

arahnodactilie

Sd Marfan Sd Marfan

Alte aspecte includ o neobisnuita Alte aspecte includ o neobisnuita flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si ingusta un palat dur inalt arcuit dinti ingusta un palat dur inalt arcuit dinti suprapusiinghesuiti o curbura anormala a suprapusiinghesuiti o curbura anormala a coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern infundat (pectus excavatum) fie proeminent infundat (pectus excavatum) fie proeminent (pectus carinatum) (pectus carinatum)

Jumatate dintre cei cu sd Marfan au Jumatate dintre cei cu sd Marfan au probleme oculare ectopia cristalinului uni- probleme oculare ectopia cristalinului uni- sau bilaterala miopie Cataracta cu debut sau bilaterala miopie Cataracta cu debut dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea mai frecventmai frecvent

Sd Marfan ndash gravitatea este data de Sd Marfan ndash gravitatea este data de anomaliile cardiaceanomaliile cardiace Acestea sunt urmate de oboseala respiratie Acestea sunt urmate de oboseala respiratie

ingreunata si batai neregulate absente sau ingreunata si batai neregulate absente sau suplimentare ale inimii (palpitatii)suplimentare ale inimii (palpitatii)

Aorta poate avea un perete subtire poate fi Aorta poate avea un perete subtire poate fi ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ingrosare la nivelul peretelui ingrosare la nivelul peretelui (anevrism)(anevrism)

Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva aortica sau poate conduce la ruperea spontana a aortica sau poate conduce la ruperea spontana a peretelui aorticperetelui aortic (disectie) (disectie)

Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei la decesla deces

Va simtiti impachetati in date

Sau doarhellipplutiti

Page 10: Genetica - Curs 10

httpnaturecagenome03d1003d_11_ecfm

Genaeste numitatotCFTR

vs

Activarea canalului de clor este un proces complex

HETEROGENITATE ALELICA(POLIALELISM)

Manifestarileclinice sunt rezultatul obstructiei canalelor glandelor exocrine cu secretii vascoase respectiv -infectii pulmonare-malnutritie- dureri abdominale- sinuzite- constipatie-infertilitate

Speranta mediede viata este deaprox 30 de ani

Mucoviscidoza

Exista o serie de teorii (wiki) care explica mecanismele

moleculare presupuse a fi implicate in aparitia bolii

Toate acestea vin in sprijinul observatiei ca majoritatea

modificarilor ce apar in cadrul bolii sunt datorate

ingrosarii cresterii vascozitatii secretiilor

Obstructiile conduc la remodelari si infectii pulmonare

recurente

Tulburarile digestive apar datorita

ndash acumularii enzimelor digestive in pancreas

ndash malabsorbtiei

ndash obstructiei tranzitului intestinal ( fecale cu consistenta crescuta) etc

DIAGNOSTICUL

TABLOUL CLINIC SUGESTIV ndash copilul nu creste

TESTUL SUDORII ndash confirma dg

(concentratia

de sare este

mult peste

valorile

normale)

Pilocarpinastimuleaza secretiasudorala

Conc Cl-

(mmolL )Rezultate

lt 40 Normal

40-60 La limita

gt 60 Anormal

Testul sudorii - interpretare

In mucoviscidoza canalul CFTR de clor este lsquodefectrsquo si nu permite procesul normal de reabsorbtie a Cl- in celulele din ductul glandelor sudoripare pentru a fi refolosit

Prin urmare mai mult clor sta in duct si pe piele in sudoare

Desi canalele de sodiu sunt normale anionii de clor lsquocaptureazarsquo cationii de sodiu

Aceasta se intampla pentru ca secretia sudorala sa ramana neutra electric

httpwwwglowmcomp=glowmcmlsection_viewamparticleid=344

A Relatia dintre gena si un RFLP-lincat KM19 de pe cz 7 + alela KM19 prezenta iar ndash alela absenta la nivelul situsului de restrictie

B B Diagnosticul bolii utilizand RFLP-ul KM19 in ADN amplificat prin PCR Dupa PCR ADN a fost supus digestiei enzimatice cu Pst I si s-a efectuat electroforeza

ANALIZEMOLECULARE

Analiza ADN cu sonde oligonucleotidice specifice unei alele (ASO)

9 pacienti cu mucoviscidoza ADN-ul genomic nefractionat imobilizat pe o membrana de nitroceluloza va hibrida cu sonda heteroduplexul tinta ndash sonda este evidentiat in cele 9 cazuri prin autoradiografie

Sonde monocatenare specifice -ADN normal fara Mutatia Δ F508

- ADN cu mutatia Δ F508

-htz 179-hz 23458

Ce se intampla Nu uitati b autozrec lt== se manifesta doar la homozigotii recesivi

Deci la Htz trebuie sa mai fie alta mutatie prezenta pt a fi bolnavi Iar pacientul 6 are 2 mutatii diferite de Δ F508 (

httpwwwglowmcomp=glowmcmlsection_viewamparticleid=344 )

Mucoviscidoza

Frecventa crescuta a heterozigotilor purtatori in cadrul populatiei generale (1 25) a condus la emiterea ipotezei ca si in acest caz exista un avantaj selectiv

Exista mai multe teorii astfel de ex se presupune ndash a fi implicata susceptibilitatea redusa la diareea epidemica

(holera)ndash ca purtatorii genei sunt rezistenti la febra tifoida si chiar tbc

Concluzia heterozigotii sunt mai rezistenti la aceste infectii determinand o frecventa crescuta a genei in populatia generala

Boala este destul de frecventa in Europa (1 2500 nn)

Mostenirea bolilor ldquoereditarerdquo este complexa

Majoritatea bolilor nu au un mod simplu de transmitere ereditara

Multi factori influenteaza capacitatea genelor de a lsquocladirsquo proteinepolipeptide

Mutatii diferite in aceeasi gena pot produce o gama larga de efecte

In cazul mucoviscidozei gena care controleaza productia mucusului poate suferi peste 300 de mutatii diferite unele produc simptome severe (chiar decesul fiind vorba de o gena letala)) unele produc simptome usoare si altele nu produc nici un fel de simptome

Tratamentul mucoviscidozei dg prenatal ndash depistarea mutatiei screening neonatal fertilizare in vitro si dg genetic preimplantatoriu tratamentul simptomelor infectiilor

bronhopulmonare (antibiotice) stimularea eliminarii secretiilor (fizioterapie

gimnastica aerosoli ndash pot fi si cu alfa dornaza o dezoxiribonucleaza umana recombinanta care scindeaza ADN-ul din sputa scazandu-i vascozitatea)

cresterea imunitatii (mese hipercalorice si vitamine) transplant pulmonar bilateral terapia genica ar urma sa inlocuiasca gena mutanta

cu una normala (uneori lipozomii vectorii virali nu sunt preluati de celule alteori gena normala nu se exprima)

Tratament genichelliphellip inca se testeazahellip

httpwwwcfgenetherapyorgukresearchaerosolhtml

Conform bazei de date canadiene (Cystic Fibrosis Mutation Database) peste 1800 mutatii ale genei CFTR au fost descrise din 1989 cand a fost descoperita

Traditional mutatiile CFTR sunt impartite in 6 clase pe baza efectului probabil

Clasa I produc o proteina nefunctionala Clasa II determina o procesare defectuoasa a proteinei (ex Deletia

F508) Clasa III produc o reglare defectuoasa a canalului Clasa IV determina o conductanta deficitara la nivelul canalului Clasa V se caracterizeza prin splicing anormal Clasa VI sunt mutatii cu efecte necunoscute

Clasificarea mutatiilor ce produc mucoviscidoza

Model toretic al structurii CFTR (impachetarea)

copy2008 by National Academy of Sciences

Tratamentul mucoviscidozei

In mutatiile din clasa II CFTR fiind impachetata gresit este degradata inainte sa ajunga la membrana apicala a celulei

Daca o astfel de proteina incorect impachetata ajunge pana la membrana celulara ea poate functiona suficient pentru a avea un efect vizibil clinic

Corectorii pot interveni ajutand CFTR sa atinga membrana apicala a celulei

Mutatiile din clasa III determina o deschidere redusa a canalului CFTR si implicit un flux scazut de ioni de clor prin lumenul cailor respiratorii

Aceste mutatii precum G551D sunt relativ rare si bolnavii sunt candidati pentru terapia cu potentiatori

Potentiatorii amplifica sau redau functia unei proteine CFTR care este corect localizata la nivelul membranei celulare

Poate ca exista deja un tratament dar nu l-am gasit

Tratamentul mucoviscidozei

In ultimii ani au aparut terapii care vizeaza modularea proteinei CFTR respectiv medicamente care au ca tinta defecte specifice precum transcriptia procesarea sau chiar activitatea CFTR

Medicamentele sunt molecule mici administrate oral si se clasifica in - produse care permit ribozomului sa citeasca prin codonul stop prematur

din ARNm al CFTR (dar nu si codonii stop normali) - corectori care permit impachetarea corecta a CFTR si - potentiatori care sporesc activitatea canalului de clor de la suprafata

celulei [Ashlock et al 2009 OSullivan and Freedman 2009]

FModalitati terapeutice posibile in mucoviscidoza-PTC124reg (Ataluren) permite citirea peste codonul stop anormal precum in mutatiile din clasa I-Corectori de tipul VX-809 utili in mutatiile din clasa II-Potentiatori de tipul VX-770 utili in clasele II III si IV

Celule epiteliale ale cailor respiratorii unde proteina CFTR este colorata in albastru

Tratamentul mucoviscidozei

Ivacaftor (Kalydeco sau VX-770) produs de Vertex Pharmaceuticals se administreaza in SUA din 2012 la pacientii cu mutatia G551D (cate 2 tabletezi cu alimente bogate in lipide) observandu-se imbunatatirea functiei respiratorii si luarea in greutate

G551D este abrevierea standard pentru mutatia in care aminoacidul GLICINA (G) din pozitia 551este inlocuit cu acidul aspartic (D)

G551D produce 4-5 din imbolnavirile cu mucoviscidoza Mutatia G551D permite proteinei CFTR sa ajunga la suprafata celulei

epiteliale dar nu permite transportul clorului prin canalul ionic Ivacaftor imbunatateste acest transport Astfel de medicamente sunt

incluse in potentiatori ai CFTR Acesta devine domeniul unei farmacoterapii personalizate

Fenilalanin-hidroxilaza (PAH) metabolizeaza amino-acidul fenilalanina si il transforma in amino-acidul tirozina

FENILCETONURIA (PKU)Boala se incadreaza in dismetabolii

FENILCETONURIA (PKU)

Gena PAH are 100 kb locusul ei fiind pe cromozomul

12q22ndashq241

Gena PAH cuprinde 13 exoni

Exista cateva sute de mutatii (lista poate fi gasita la PAHdb) ce pot

determina aparitia bolii

Datorita acestei heterogenitati alelice cei mai multi

bolnavi sunt heterozigoti compusi (adica au doua mutatii

diferite)

Fenilcetonuria

PKU este transmisa autozomal recesiv

Mutatia genei PAH determina incapacitatea enzimei

hepatice fenilalanin-hidroxilaza (PAH) de a metaboliza amino-

acidul fenilalanina si deci de a-l transforma in amino-

acidul tirozina

Cand activitatea PAH este redusa fenilalanina se acumuleaza

si este convertita in acidul fenilpiruvic acidul fenillactic

si feniletilamina (fenilcetone) ce pot fi detectate in urina (test

dg) (PHE este metabolizata pe calea minora a transaminazelor pana la fenilcetone)

Absenta tirozinei este urmata de o sinteza deficitara de neurotransmitatori

PKU Manifestarea clinica majora o reprezinta retardul mental datorat

acumularii de fenilalanina care devine donorul major de grupari amino in activitatea

aminotransferazei ducand la depletia tesutului nervos de α-ketoglutarat Absenta α-

ketoglutaratului la nivel cerebral blocheaza ciclul acizilor tricarboxilici (ciclul Krebs) si deci productia aeroba de energie care este esentiala pentru dezvoltarea cerebrala normala Alt mecanism explica competitia pentru transportor in vederea traversarii barierei hematoencefalice Fenilalanina in exces in sange va satura transportorul impiedicand astfel trecerea altor aa necesari pentru sinteza proteica si cea a neurotransmitatorilor Cresterea concentratiei de fenilalanina impiedica dezvoltarea cerebrala cauzind retard mental

Retard al cresterii staturo-ponderale

httpwwwrankercomlistphenylketonuria-symptomsreference

Pigmentatie cutanata redusa blonzi cu ochii albastri Melanina pigment responsabil pentru culoarea pielii si parului este deficitara

-Hiperactivitate si deficit de atentie-Abilitati sociale deficitare-Miscari necoordonate al membrelor-Brahicefalie si microcefalie-Convulsii termuraturi

httpwwwzunivnetphysiologybookchapter30html

Tirozina (sintetizata din PHE) este precursor al melaninei

Datorita acumularii PHE scade sinteza de tirozina si implicit de melanina in piele

httpwwwncbinlmnihgovpubmedhealthPMH0002150

Dg-TESTUL GUTHRIE

N absenta cresterii coloniilorde Bacillus subtilis in prezenta unui inhibitor (beta2-tienilalanina)aN coloniile cresc in caz de PKU datorita prezentei fenilalaninei in exces din sangele recoltat

SCREENING NEONATAL (alaturi de hipotiroidie)

Recoltaredin calcii

Coloniile cresc in prezenta fenilalaninei

httpusersrcncomjkimballmaultranetBiologyPagesPPhenylketonuriahtml

Prezenta genei PHAse poate determinamolecular

Impedimente in folosirea tehnicilor de genetica moleculara

1 Nu sunt cunoscute toate mutatiile genei PAH care

determina PKU Majoritatea cazurilor sunt

heterozigoti compusi deci si tehnica ASO nu este

mereu concludenta

2 Tehnicile nu sunt folosite in mod curent in

laboratoarele clinicilor

3 Sunt mai scumpe comparativ cu testul Guthrie

httpswwwcounsylcomlearnearly-childhood-treatment

Regim alimentar

Prognosticul este bun daca regimul este inceput foarte devreme si mentinut toata viata

TRATAMENT Lofenalac este un produs facut special pentru copiii cu PKU

inlocuind laptele Poate fi folosit toata viata ca sursa de proteine

fiind sarac in fenilalanina si echilibrat in ceea ce priveste restul

aminoacizilor esentiali dar are gust de lsquomedicamentrsquo (spun pacientii)

Periflex este bogat in fier

Suplimente precum uleiul de peste (pentru ca intr-o alimentatie

fara PHE trebuie un aport crescut de acizi grasi cu lanturi lungi

caci ei lipsesc) vor ajuta la imbunatatirea dezvoltarii neurologice

inclusiv coordonarea motorie fina Alte suplimente specifice care

pot fi necesare sunt fierul sau carnitina

TRATAMENT DIETETIC ldquoDiet for liferdquo

Dieta trebuie strict urmata

CARACTERISTICILE BOLILOR AUTOZOMAL DOMINANTE

Ele se manifesta la persoanele homozigote dar si heterozigote

pentru mutatia cauzatoare a patologiei

Persoana afectata are cel putin unul dintre parinti bolnav acesta

are gena speifica bolii in stare heterozigota sau homozigota

Cand o persoana este bolnava datorita unei mutatii ce se

transmite autozomal dominant riscul de a avea un copil afectat

este de 50 daca este heterozigota si respectiv 100 daca este

homozigota

Transmisia este pe verticala din generatie in generatie

Seneb un pitic al dinastiei a 4a sau

a5a sef al garderobei regale si

preot al cultului funerar Khufu

impreuna cu familia sa sotia si copii

de statura normala

AcondroplaziaAcondroplazia este una din cauzele este una din cauzele

aparitiei aparitiei nanismului nanismului

(piticismului)(piticismului)

Caracteristicile sindromului includ Caracteristicile sindromului includ

Statura mica cu membre proportional de scurteStatura mica cu membre proportional de scurte

Un cap mare Un cap mare (macrocefalie)(macrocefalie)

O frunte prominenta O frunte prominenta (bose frontal )(bose frontal )

Radacina nasului aplatizata Radacina nasului aplatizata

Acondroplazia

Este o tulburare a cresterii osoase datorita unei mutatii specifice

Cartilajul prezinta dificultati in a fi convertit in os avand drept rezultat piticismulnanismul

Desi nu se cunoaste un tratament geneticgenic totusi pot fi ameliorate simptomele asociate frecvent cu boala precum problemele respiratorii

Desi literal numele bolii inseamna ldquofara formarea cartilajului totusi problema nu o reprezinta formarea acestuia ci transformarea cartilajului in os in mod special in cazul oaselor lungi ale bratelor si picioarelor

Inaltimea medie a adultilor este de

131 cm pentru barbati

si 123 cm pentru femei

Gena responsabila FGFR3 este acronimul pentru

fibroblast growth factor receptor 3 care este proteina pe care o codifica adica receptorul 3 pentru factorul de crestere fibroblastic

Localizarea citogenetica a genei FGFR3 4p163

Localizarea moleculara pe cromozomul 4 de la perechea de baze 1762853 la perechea 1777828 (14kb)

Proteina are rol in dezvoltarea si conservarea tesutului osos si cerebral

Functia Genei FGFR3Cercetatorii cred ca receptorul pe

care il codifica regleaza osificarea si aceasta in mod particular la nivelul oaselor lungi

Mutatii ale genei FGFR3 determina activarea exagerata a receptorului ceea ce interfera cu osificarea si conduce la tulburari ale cresterii oaselor fenomen caracteristic acondroplaziei

Aceasta teorie este sustinuta de catre modelul soarecilor knockout care nu au receptorul reglarea negativa a formarii oaselor fiind deci pierduta Rezultatul consta intr-un soarece cu oase excesiv de lungi si vertebre elongate respectiv o coada lunga

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi mostenita sau poate fi rezultatul unei noi mutatii a genei FGFR3

In majoritatea cazurilor (80) boala se datoreaza unei noi mutatii deoarece parintii celor avand acondroplazie au talie medie (normala) dar inca nu se stie cauza aparitiei acestor mutatii

Copii cu acondroplazie pot avea probleme auditive de vorbire si de respiratie toate putand fi tratate

Tratmentul implica prevenirea sau tratarea semnelor simptomelor sau altor manifestari asociate care apar ca rezultat al bolii

Totodata sprijinul social si familial este o parte importanta a tratmentului

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi detectata inainte de nastere prin ecografie

Diagnosticul ecografic se face pe baza discordantei progresive dintre lungimea femurului si diametrul biparietal in functie de varsta Mana cu aspect de trident poate fi de asemenea vizualizata daca degetele sunt in intregime extinse

Aditional testarea ADN inainte de nastere poate detecta homozigozitatea atunci cand sunt mostenite doua copii ale genei mutante boala este letala ceea ce conduce la avort

Imaginea este o radiografie a mainii unui tanar cu

acondroplazie Forma caracteristica de tridentldquo

apare datorita separarii policelui de degetul al

doilea cat si a degetelor trei si patru Se pot observa

oasele tubulare scurtate ale mainii in mod particular

falangele proximale

Imaginea din dreapta mana unui adult cu oase scurte tubulare cu ulna subtiata specific acondroplaziei

Boala se poate transmite din generatie in generatie

Persoanele cu acondroplazie pot transmite boala

descendentilor

Riscul este de 12

Cum se mosteneste acondroplazia

Daca ambii parinti au acondroplazie copii au un risc de 1 din 4 de a mosteni gena de la ambii parinti devenind homozigoti pentru gena mutanta

Noii nascuti care mostenesc ambele gene

sunt considerati ca avand o forma severa

de acondroplazie supravietuirea lor nu

depaseste 12 luni

Boala Huntington (HD)

Este o tulburare neurodegenerativa progresiva caracterizata prinMiscari choreiforme (necoordonate ndash desi ele

pot parea coordonate - involuntare ale corpului)

Chorea era sugestiv imaginata a fi un dans

grotesc Cuvantul chorea provine din lb

greaca insemnand dans

Probleme psichiatrice si

dementa ( declinul unor capacitati mentale)

Boala Huntington In jurul varstei de 35 - 40 de ani apar simptome usoare

neindemanare uitare si modificarea personalitatii In urmatorii 10-20 de ani de la debut o persoana cu

HD isi pierde gradual intregul control mental si fizic

Astazi nu Astazi nu exista o exista o terapie terapie pentru HD pentru HD unele unele medicamentmedicamente putand e putand insa insa ameliora ameliora simptomelesimptomele

HD

Este o boala neurologica caracterizata prin tulburarea

functiei motorii

Alela mutanta determina aparitia unei proteine anormale

ce contine un numar mare de repetitii ale aa glutamina

Proteina anormala este toxica pentru tesutul nervos

conducand la aparitia semnelor si simptomelor

caracteristice bolii

O singura copie a genei anormale este suficienta pentru a

conferi boala

Gena Huntingtin (HTT) numita si gena HD (Huntington disease) sau gena IT15 (interesting transcript 15) este localizata pe bratul scurt al cromozomului 4 (4p163)

Localizarea genei HTT

Cytogenetic 4p163Molecular pe cz 4 Perechile de baze

de la 3046205 to 3215484

Boala Huntington (HD) Este cauzata de repetitia unei expansiuni

anormale trinucleotidice (CAG) In mod normal repetitia CAG trebuie sa fie

intre 7 si 35 de repetitii Gena HTT codifica proteina huntingtina si

daca este anormala ea contine o expansiune poliglutaminica

Huntingtina este prezenta in numeroase tesuturi nivelurile cele mai ridicate se gasesc intracerebral desi nu i se cunosc cu siguranta functiile se considera ca proteina este necesara pentru dezvoltarea intrauterina

Boala Huntington (HD)

HTT contine o secventa de baze azotate mdash citozina -adenina-guanina (CAG)mdashrepetata de multiple ori ( sa CAGCAGCAG) la capatul 5rsquo avand denumirea de repetitii trinucleotidice

Codonul CAG codifica amino acidul glutamina ai

se va sintetiza un lant de glutamine ce este cunoscut

astazi sub denumirea de tract poliglutaminic sau

polyQ iar partea repetata a genei se numeste

regiunea PolyQ

Cum se mosteneste HD HD este monogenica si transmisa din generatie in

generatie Avand un parinte afectat fiecare copil are un risc de

12 sa mosteneasca HD

Copii care Copii care nu au gena nu au gena cu cu certitudine certitudine nu vor face nu vor face boala si nici boala si nici nu o vor nu o vor transmite transmite mai departe mai departe descendentildescendentilor or

Huntington disease (HD)

Boala afecteaza cu precadere neuronii

Majoritatea cazurilor debuteaza clinic pe la mijlocul vietii intre 35 si 42 de ani

3 din cazuri sunt Huntington juvenil si debuteaza inainte de 15 ani

Debutul tardiv este peste 50 de ani

Numar de repetitii

Clasificare Statusul bolii

lt27 Normal Neafectat

27ndash35 Intermediar Neafectat

36ndash39 Penetranta Redusa

+- Afectat

gt39 Penetranta totalacompleta

Afectat

Gravitatea bolii corelata cu numarul de repetitii trinucleotidice

Nu exista un algoritm precis

Mutatiile dinamice (repetitii trinucleo-

tidice instabile) Deci Boala Huntington este una dintre

maladiile ce au drept cauza repetitiile trinucleotidice (CAGCTG) la fel candash sindromul X Fragil (repetitii CCGCGG peste

52de ori la nivelul Xq273)

ndash distrofia miotonica (repetitii CTG peste 50de ori la nivelul 19q132)

ndash atrofia musculara spinobulbara Kennedy (repetitii CAG de peste 36 de ori la nivelul Xq11-12)

S-au identificat 14 boli ce au drept cauza astfel de mutatiile dinamice

Testare moleculara pentru HD

Persoanele care au pe cineva bolnav in familie si doresc sa stie daca au mostenit gena bolii pot cere realizarea unui diagnostic molecular Bineinteles ca daca sunt purtatoare ale genei mutante HTT nu se va putea preciza momentul in care vor debuta simptomele Desi nu exista inca un tratament curativ testarea genetica poate fi de ajutor persoanelor la risc in vederea luarii unor decizii privind viitorul lor Totusi majoritatea decid sa nu faca acest test

Analiza ADN a bolii Analiza ADN a bolii Huntington Huntington

Fiecare coloana arata ADN -ul Fiecare coloana arata ADN -ul altei persoanealtei persoane

2 benzi in zona normala (N) 2 benzi in zona normala (N) apartin celor neafectati apartin celor neafectati

O banda in zona H arata o O banda in zona H arata o persoana care va deveni persoana care va deveni bolnava de HDbolnava de HDDepartment of Neurogenetics Institute of Department of Neurogenetics Institute of Neurology LondonNeurology London

1 2 3 4 5 6 7

Testarea pentru HD

Screeningul embrionar este de asemenea posibil ai persoanele bolnave sau cu risc crescut vor putea fi sigure ca nu au transmis boala copiilor

Este deci posibil ca mamele ce iau in considerare avortul unui fat avand gena mutanta HTT sa poata avea un test al embrionului (diagnostic prenatal)

Alte tehnici precum diagnosticul genetic preimplantatoriu in situatia unei fertilizari in vitro pot fi utile pentru a se asigura sanatatea viitorului nou-nascut

Chorea Huntington

Noile descoperiri in domeniul geneticii fac posibla detectarea bolii intrauterin sau cand inca nu este manifesta

Cu toate acestea si respectiv in ciuda posibilitatii unui diagnostic molecular atat modalitatile de diagnostic cat si cele de interventie actuale nu inlocuiesc metodele mai vechi (precum calcularea prognosticului genetic pe baza legii probabilitatilor conditionate a lui Bayes) ci sunt sinergice

Neurofibromatoza tip I (NF-1) cunoscuta si drept Boala Recklinghausen

Se caracterizeaza prin aparitia unor tumori

benigne localizate oriunde pe corp

In copilarie apar mai intai niste pete cafeacute-

au-lait la nivel tegumentar

Cu inaintarea in varsta apar mai multe

tumori care deniveleaza pielea

NF1 se poate asocia uneori cu dificultatea

de a invata

Simptomele NF1 variaza mult chiar in

cadrul aceleasi familii (expresivitate

variabila a genei)

A girl with neurofibromatosis A girl with neurofibromatosis (left)(left)The Neurofibromatosis Association The Neurofibromatosis Association (wwwnfazetnetcouk(wwwnfazetnetcouk

Cum se mosteneste neurofibromatoza

Aproximativ jumatate din persoanele cu

NF1 au parinti sanatosi noua mutatie

aparand in gametogeneza parentala

Persoanele afectate transmit NF1 daca

un parinte are NF1 fiecare copil al sau are

o sansa de 1 din 2 sa se nasca normal si

respectiv un risc de 1 din 2 de a fi bolnav

In timp ce persoanele bolnave transmit

boala cele sanatoase din aceeasi familie

vor avea numai copii fara NF1

TRANSMITERE AUTOZOMAL DOMINANTA

httpradiographicsrsnaorgcontent252455F1expansion

NEUROFIBROAME CUTANTE

Zone hiperpigmentate la nivelul irisului = nodulii Lisch

Neurofibromatoza tip I

NF-1 este o boala tumorala cauzata de malfunctia genei NF1 de pe cromozomul 17p care este responsabila de controlul diviziunii celulare

Gena NF-1 codifica o proteina numita neurofibromina ce controleaza procesele de proliferare si diferentiere celulara Neurofibromina este un reglator negativ al oncogenei Ras

Neurofibromina se sintetizeaza in multe tipuri de celule ale organismului dar in principal in neuroni celule Schwann celule gliale si chiar in etapele de inceput ale dezvoltarii melanocitelor

Incidenta NF-1 este de aproximativ 1 in 3500 nn

Neurofibromatoza tip 1 Deseori se asociaza cu scolioza (sau alte modificari osoase) si cu

probleme oculare NF1 nu este letala si nici contagioasa dar uneori evolueaza

malign Gena NF1 are una dintre cele mai inalte rate de mutatii spontane

de la nivelul intregului genom uman Mutatiile care produc boala sunt extrem de variate (greu de

evidentiat in laborator)ndash Deletii

ndash Insertii

ndash Mutatii cu sens gresit (engl missense)

ndash Mutatii nonsens

ndash Mutatii ce afecteaza matisarea normala a exonilor

Sindromul Marfan Sindromul Marfan

Este transmis autozomal dominantEste transmis autozomal dominant

Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic

rezulta din rezulta din noi mutatiinoi mutatii in gena FBN1 care codifica in gena FBN1 care codifica

fibrilinafibrilina o proteina ce intra in alcatuirea o proteina ce intra in alcatuirea

miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane

fara antecedente heredocolaterale (familiale) de fara antecedente heredocolaterale (familiale) de

sd Marfansd Marfan

Sindromul se caracterizeaza prin Sindromul se caracterizeaza prin pleiotropie si pleiotropie si

expresivitate variabilaexpresivitate variabila in familii in familii

Anomalii osoase Luxatie de cristalin

Anomalii ale valvelor cardiace Disectie de aortaDisectie de aorta

decesdeces

Sindromul Marfan

Modificarea fibrilinei va determina Modificarea fibrilinei va determina incapacitatea de producere a unui incapacitatea de producere a unui tesut tesut conjunctivconjunctiv normal normal

Indivizii afectati sunt inalti slabi cu Indivizii afectati sunt inalti slabi cu picioare brate si degete lungi miopi iar picioare brate si degete lungi miopi iar peretele aortei lor este foarte slab peretele aortei lor este foarte slab

Astfel se crede astazi ca Abraham Astfel se crede astazi ca Abraham Lincoln ar fi putut avea sdMarfanLincoln ar fi putut avea sdMarfan

Ce este sd MarfanCe este sd Marfan

Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul conjunctiv conjunctiv

Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase ligamente muschi perete vascular si valve cardiaceligamente muschi perete vascular si valve cardiace

Sindromul afecteaza majoritatea organelor si Sindromul afecteaza majoritatea organelor si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul (aorta) (aorta)

Semnele si simptomele sd Marfan Semnele si simptomele sd Marfan variaza larg dpdv al variaza larg dpdv al severitatii momentului de instalare si ratei de severitatii momentului de instalare si ratei de progresieprogresie

Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete lungi =arachnodactilielungi =arachnodactilie

O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea trunchiului raport ce este mai mare decat normaltrunchiului raport ce este mai mare decat normal

arahnodactilie

Sd Marfan Sd Marfan

Alte aspecte includ o neobisnuita Alte aspecte includ o neobisnuita flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si ingusta un palat dur inalt arcuit dinti ingusta un palat dur inalt arcuit dinti suprapusiinghesuiti o curbura anormala a suprapusiinghesuiti o curbura anormala a coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern infundat (pectus excavatum) fie proeminent infundat (pectus excavatum) fie proeminent (pectus carinatum) (pectus carinatum)

Jumatate dintre cei cu sd Marfan au Jumatate dintre cei cu sd Marfan au probleme oculare ectopia cristalinului uni- probleme oculare ectopia cristalinului uni- sau bilaterala miopie Cataracta cu debut sau bilaterala miopie Cataracta cu debut dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea mai frecventmai frecvent

Sd Marfan ndash gravitatea este data de Sd Marfan ndash gravitatea este data de anomaliile cardiaceanomaliile cardiace Acestea sunt urmate de oboseala respiratie Acestea sunt urmate de oboseala respiratie

ingreunata si batai neregulate absente sau ingreunata si batai neregulate absente sau suplimentare ale inimii (palpitatii)suplimentare ale inimii (palpitatii)

Aorta poate avea un perete subtire poate fi Aorta poate avea un perete subtire poate fi ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ingrosare la nivelul peretelui ingrosare la nivelul peretelui (anevrism)(anevrism)

Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva aortica sau poate conduce la ruperea spontana a aortica sau poate conduce la ruperea spontana a peretelui aorticperetelui aortic (disectie) (disectie)

Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei la decesla deces

Va simtiti impachetati in date

Sau doarhellipplutiti

Page 11: Genetica - Curs 10

Activarea canalului de clor este un proces complex

HETEROGENITATE ALELICA(POLIALELISM)

Manifestarileclinice sunt rezultatul obstructiei canalelor glandelor exocrine cu secretii vascoase respectiv -infectii pulmonare-malnutritie- dureri abdominale- sinuzite- constipatie-infertilitate

Speranta mediede viata este deaprox 30 de ani

Mucoviscidoza

Exista o serie de teorii (wiki) care explica mecanismele

moleculare presupuse a fi implicate in aparitia bolii

Toate acestea vin in sprijinul observatiei ca majoritatea

modificarilor ce apar in cadrul bolii sunt datorate

ingrosarii cresterii vascozitatii secretiilor

Obstructiile conduc la remodelari si infectii pulmonare

recurente

Tulburarile digestive apar datorita

ndash acumularii enzimelor digestive in pancreas

ndash malabsorbtiei

ndash obstructiei tranzitului intestinal ( fecale cu consistenta crescuta) etc

DIAGNOSTICUL

TABLOUL CLINIC SUGESTIV ndash copilul nu creste

TESTUL SUDORII ndash confirma dg

(concentratia

de sare este

mult peste

valorile

normale)

Pilocarpinastimuleaza secretiasudorala

Conc Cl-

(mmolL )Rezultate

lt 40 Normal

40-60 La limita

gt 60 Anormal

Testul sudorii - interpretare

In mucoviscidoza canalul CFTR de clor este lsquodefectrsquo si nu permite procesul normal de reabsorbtie a Cl- in celulele din ductul glandelor sudoripare pentru a fi refolosit

Prin urmare mai mult clor sta in duct si pe piele in sudoare

Desi canalele de sodiu sunt normale anionii de clor lsquocaptureazarsquo cationii de sodiu

Aceasta se intampla pentru ca secretia sudorala sa ramana neutra electric

httpwwwglowmcomp=glowmcmlsection_viewamparticleid=344

A Relatia dintre gena si un RFLP-lincat KM19 de pe cz 7 + alela KM19 prezenta iar ndash alela absenta la nivelul situsului de restrictie

B B Diagnosticul bolii utilizand RFLP-ul KM19 in ADN amplificat prin PCR Dupa PCR ADN a fost supus digestiei enzimatice cu Pst I si s-a efectuat electroforeza

ANALIZEMOLECULARE

Analiza ADN cu sonde oligonucleotidice specifice unei alele (ASO)

9 pacienti cu mucoviscidoza ADN-ul genomic nefractionat imobilizat pe o membrana de nitroceluloza va hibrida cu sonda heteroduplexul tinta ndash sonda este evidentiat in cele 9 cazuri prin autoradiografie

Sonde monocatenare specifice -ADN normal fara Mutatia Δ F508

- ADN cu mutatia Δ F508

-htz 179-hz 23458

Ce se intampla Nu uitati b autozrec lt== se manifesta doar la homozigotii recesivi

Deci la Htz trebuie sa mai fie alta mutatie prezenta pt a fi bolnavi Iar pacientul 6 are 2 mutatii diferite de Δ F508 (

httpwwwglowmcomp=glowmcmlsection_viewamparticleid=344 )

Mucoviscidoza

Frecventa crescuta a heterozigotilor purtatori in cadrul populatiei generale (1 25) a condus la emiterea ipotezei ca si in acest caz exista un avantaj selectiv

Exista mai multe teorii astfel de ex se presupune ndash a fi implicata susceptibilitatea redusa la diareea epidemica

(holera)ndash ca purtatorii genei sunt rezistenti la febra tifoida si chiar tbc

Concluzia heterozigotii sunt mai rezistenti la aceste infectii determinand o frecventa crescuta a genei in populatia generala

Boala este destul de frecventa in Europa (1 2500 nn)

Mostenirea bolilor ldquoereditarerdquo este complexa

Majoritatea bolilor nu au un mod simplu de transmitere ereditara

Multi factori influenteaza capacitatea genelor de a lsquocladirsquo proteinepolipeptide

Mutatii diferite in aceeasi gena pot produce o gama larga de efecte

In cazul mucoviscidozei gena care controleaza productia mucusului poate suferi peste 300 de mutatii diferite unele produc simptome severe (chiar decesul fiind vorba de o gena letala)) unele produc simptome usoare si altele nu produc nici un fel de simptome

Tratamentul mucoviscidozei dg prenatal ndash depistarea mutatiei screening neonatal fertilizare in vitro si dg genetic preimplantatoriu tratamentul simptomelor infectiilor

bronhopulmonare (antibiotice) stimularea eliminarii secretiilor (fizioterapie

gimnastica aerosoli ndash pot fi si cu alfa dornaza o dezoxiribonucleaza umana recombinanta care scindeaza ADN-ul din sputa scazandu-i vascozitatea)

cresterea imunitatii (mese hipercalorice si vitamine) transplant pulmonar bilateral terapia genica ar urma sa inlocuiasca gena mutanta

cu una normala (uneori lipozomii vectorii virali nu sunt preluati de celule alteori gena normala nu se exprima)

Tratament genichelliphellip inca se testeazahellip

httpwwwcfgenetherapyorgukresearchaerosolhtml

Conform bazei de date canadiene (Cystic Fibrosis Mutation Database) peste 1800 mutatii ale genei CFTR au fost descrise din 1989 cand a fost descoperita

Traditional mutatiile CFTR sunt impartite in 6 clase pe baza efectului probabil

Clasa I produc o proteina nefunctionala Clasa II determina o procesare defectuoasa a proteinei (ex Deletia

F508) Clasa III produc o reglare defectuoasa a canalului Clasa IV determina o conductanta deficitara la nivelul canalului Clasa V se caracterizeza prin splicing anormal Clasa VI sunt mutatii cu efecte necunoscute

Clasificarea mutatiilor ce produc mucoviscidoza

Model toretic al structurii CFTR (impachetarea)

copy2008 by National Academy of Sciences

Tratamentul mucoviscidozei

In mutatiile din clasa II CFTR fiind impachetata gresit este degradata inainte sa ajunga la membrana apicala a celulei

Daca o astfel de proteina incorect impachetata ajunge pana la membrana celulara ea poate functiona suficient pentru a avea un efect vizibil clinic

Corectorii pot interveni ajutand CFTR sa atinga membrana apicala a celulei

Mutatiile din clasa III determina o deschidere redusa a canalului CFTR si implicit un flux scazut de ioni de clor prin lumenul cailor respiratorii

Aceste mutatii precum G551D sunt relativ rare si bolnavii sunt candidati pentru terapia cu potentiatori

Potentiatorii amplifica sau redau functia unei proteine CFTR care este corect localizata la nivelul membranei celulare

Poate ca exista deja un tratament dar nu l-am gasit

Tratamentul mucoviscidozei

In ultimii ani au aparut terapii care vizeaza modularea proteinei CFTR respectiv medicamente care au ca tinta defecte specifice precum transcriptia procesarea sau chiar activitatea CFTR

Medicamentele sunt molecule mici administrate oral si se clasifica in - produse care permit ribozomului sa citeasca prin codonul stop prematur

din ARNm al CFTR (dar nu si codonii stop normali) - corectori care permit impachetarea corecta a CFTR si - potentiatori care sporesc activitatea canalului de clor de la suprafata

celulei [Ashlock et al 2009 OSullivan and Freedman 2009]

FModalitati terapeutice posibile in mucoviscidoza-PTC124reg (Ataluren) permite citirea peste codonul stop anormal precum in mutatiile din clasa I-Corectori de tipul VX-809 utili in mutatiile din clasa II-Potentiatori de tipul VX-770 utili in clasele II III si IV

Celule epiteliale ale cailor respiratorii unde proteina CFTR este colorata in albastru

Tratamentul mucoviscidozei

Ivacaftor (Kalydeco sau VX-770) produs de Vertex Pharmaceuticals se administreaza in SUA din 2012 la pacientii cu mutatia G551D (cate 2 tabletezi cu alimente bogate in lipide) observandu-se imbunatatirea functiei respiratorii si luarea in greutate

G551D este abrevierea standard pentru mutatia in care aminoacidul GLICINA (G) din pozitia 551este inlocuit cu acidul aspartic (D)

G551D produce 4-5 din imbolnavirile cu mucoviscidoza Mutatia G551D permite proteinei CFTR sa ajunga la suprafata celulei

epiteliale dar nu permite transportul clorului prin canalul ionic Ivacaftor imbunatateste acest transport Astfel de medicamente sunt

incluse in potentiatori ai CFTR Acesta devine domeniul unei farmacoterapii personalizate

Fenilalanin-hidroxilaza (PAH) metabolizeaza amino-acidul fenilalanina si il transforma in amino-acidul tirozina

FENILCETONURIA (PKU)Boala se incadreaza in dismetabolii

FENILCETONURIA (PKU)

Gena PAH are 100 kb locusul ei fiind pe cromozomul

12q22ndashq241

Gena PAH cuprinde 13 exoni

Exista cateva sute de mutatii (lista poate fi gasita la PAHdb) ce pot

determina aparitia bolii

Datorita acestei heterogenitati alelice cei mai multi

bolnavi sunt heterozigoti compusi (adica au doua mutatii

diferite)

Fenilcetonuria

PKU este transmisa autozomal recesiv

Mutatia genei PAH determina incapacitatea enzimei

hepatice fenilalanin-hidroxilaza (PAH) de a metaboliza amino-

acidul fenilalanina si deci de a-l transforma in amino-

acidul tirozina

Cand activitatea PAH este redusa fenilalanina se acumuleaza

si este convertita in acidul fenilpiruvic acidul fenillactic

si feniletilamina (fenilcetone) ce pot fi detectate in urina (test

dg) (PHE este metabolizata pe calea minora a transaminazelor pana la fenilcetone)

Absenta tirozinei este urmata de o sinteza deficitara de neurotransmitatori

PKU Manifestarea clinica majora o reprezinta retardul mental datorat

acumularii de fenilalanina care devine donorul major de grupari amino in activitatea

aminotransferazei ducand la depletia tesutului nervos de α-ketoglutarat Absenta α-

ketoglutaratului la nivel cerebral blocheaza ciclul acizilor tricarboxilici (ciclul Krebs) si deci productia aeroba de energie care este esentiala pentru dezvoltarea cerebrala normala Alt mecanism explica competitia pentru transportor in vederea traversarii barierei hematoencefalice Fenilalanina in exces in sange va satura transportorul impiedicand astfel trecerea altor aa necesari pentru sinteza proteica si cea a neurotransmitatorilor Cresterea concentratiei de fenilalanina impiedica dezvoltarea cerebrala cauzind retard mental

Retard al cresterii staturo-ponderale

httpwwwrankercomlistphenylketonuria-symptomsreference

Pigmentatie cutanata redusa blonzi cu ochii albastri Melanina pigment responsabil pentru culoarea pielii si parului este deficitara

-Hiperactivitate si deficit de atentie-Abilitati sociale deficitare-Miscari necoordonate al membrelor-Brahicefalie si microcefalie-Convulsii termuraturi

httpwwwzunivnetphysiologybookchapter30html

Tirozina (sintetizata din PHE) este precursor al melaninei

Datorita acumularii PHE scade sinteza de tirozina si implicit de melanina in piele

httpwwwncbinlmnihgovpubmedhealthPMH0002150

Dg-TESTUL GUTHRIE

N absenta cresterii coloniilorde Bacillus subtilis in prezenta unui inhibitor (beta2-tienilalanina)aN coloniile cresc in caz de PKU datorita prezentei fenilalaninei in exces din sangele recoltat

SCREENING NEONATAL (alaturi de hipotiroidie)

Recoltaredin calcii

Coloniile cresc in prezenta fenilalaninei

httpusersrcncomjkimballmaultranetBiologyPagesPPhenylketonuriahtml

Prezenta genei PHAse poate determinamolecular

Impedimente in folosirea tehnicilor de genetica moleculara

1 Nu sunt cunoscute toate mutatiile genei PAH care

determina PKU Majoritatea cazurilor sunt

heterozigoti compusi deci si tehnica ASO nu este

mereu concludenta

2 Tehnicile nu sunt folosite in mod curent in

laboratoarele clinicilor

3 Sunt mai scumpe comparativ cu testul Guthrie

httpswwwcounsylcomlearnearly-childhood-treatment

Regim alimentar

Prognosticul este bun daca regimul este inceput foarte devreme si mentinut toata viata

TRATAMENT Lofenalac este un produs facut special pentru copiii cu PKU

inlocuind laptele Poate fi folosit toata viata ca sursa de proteine

fiind sarac in fenilalanina si echilibrat in ceea ce priveste restul

aminoacizilor esentiali dar are gust de lsquomedicamentrsquo (spun pacientii)

Periflex este bogat in fier

Suplimente precum uleiul de peste (pentru ca intr-o alimentatie

fara PHE trebuie un aport crescut de acizi grasi cu lanturi lungi

caci ei lipsesc) vor ajuta la imbunatatirea dezvoltarii neurologice

inclusiv coordonarea motorie fina Alte suplimente specifice care

pot fi necesare sunt fierul sau carnitina

TRATAMENT DIETETIC ldquoDiet for liferdquo

Dieta trebuie strict urmata

CARACTERISTICILE BOLILOR AUTOZOMAL DOMINANTE

Ele se manifesta la persoanele homozigote dar si heterozigote

pentru mutatia cauzatoare a patologiei

Persoana afectata are cel putin unul dintre parinti bolnav acesta

are gena speifica bolii in stare heterozigota sau homozigota

Cand o persoana este bolnava datorita unei mutatii ce se

transmite autozomal dominant riscul de a avea un copil afectat

este de 50 daca este heterozigota si respectiv 100 daca este

homozigota

Transmisia este pe verticala din generatie in generatie

Seneb un pitic al dinastiei a 4a sau

a5a sef al garderobei regale si

preot al cultului funerar Khufu

impreuna cu familia sa sotia si copii

de statura normala

AcondroplaziaAcondroplazia este una din cauzele este una din cauzele

aparitiei aparitiei nanismului nanismului

(piticismului)(piticismului)

Caracteristicile sindromului includ Caracteristicile sindromului includ

Statura mica cu membre proportional de scurteStatura mica cu membre proportional de scurte

Un cap mare Un cap mare (macrocefalie)(macrocefalie)

O frunte prominenta O frunte prominenta (bose frontal )(bose frontal )

Radacina nasului aplatizata Radacina nasului aplatizata

Acondroplazia

Este o tulburare a cresterii osoase datorita unei mutatii specifice

Cartilajul prezinta dificultati in a fi convertit in os avand drept rezultat piticismulnanismul

Desi nu se cunoaste un tratament geneticgenic totusi pot fi ameliorate simptomele asociate frecvent cu boala precum problemele respiratorii

Desi literal numele bolii inseamna ldquofara formarea cartilajului totusi problema nu o reprezinta formarea acestuia ci transformarea cartilajului in os in mod special in cazul oaselor lungi ale bratelor si picioarelor

Inaltimea medie a adultilor este de

131 cm pentru barbati

si 123 cm pentru femei

Gena responsabila FGFR3 este acronimul pentru

fibroblast growth factor receptor 3 care este proteina pe care o codifica adica receptorul 3 pentru factorul de crestere fibroblastic

Localizarea citogenetica a genei FGFR3 4p163

Localizarea moleculara pe cromozomul 4 de la perechea de baze 1762853 la perechea 1777828 (14kb)

Proteina are rol in dezvoltarea si conservarea tesutului osos si cerebral

Functia Genei FGFR3Cercetatorii cred ca receptorul pe

care il codifica regleaza osificarea si aceasta in mod particular la nivelul oaselor lungi

Mutatii ale genei FGFR3 determina activarea exagerata a receptorului ceea ce interfera cu osificarea si conduce la tulburari ale cresterii oaselor fenomen caracteristic acondroplaziei

Aceasta teorie este sustinuta de catre modelul soarecilor knockout care nu au receptorul reglarea negativa a formarii oaselor fiind deci pierduta Rezultatul consta intr-un soarece cu oase excesiv de lungi si vertebre elongate respectiv o coada lunga

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi mostenita sau poate fi rezultatul unei noi mutatii a genei FGFR3

In majoritatea cazurilor (80) boala se datoreaza unei noi mutatii deoarece parintii celor avand acondroplazie au talie medie (normala) dar inca nu se stie cauza aparitiei acestor mutatii

Copii cu acondroplazie pot avea probleme auditive de vorbire si de respiratie toate putand fi tratate

Tratmentul implica prevenirea sau tratarea semnelor simptomelor sau altor manifestari asociate care apar ca rezultat al bolii

Totodata sprijinul social si familial este o parte importanta a tratmentului

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi detectata inainte de nastere prin ecografie

Diagnosticul ecografic se face pe baza discordantei progresive dintre lungimea femurului si diametrul biparietal in functie de varsta Mana cu aspect de trident poate fi de asemenea vizualizata daca degetele sunt in intregime extinse

Aditional testarea ADN inainte de nastere poate detecta homozigozitatea atunci cand sunt mostenite doua copii ale genei mutante boala este letala ceea ce conduce la avort

Imaginea este o radiografie a mainii unui tanar cu

acondroplazie Forma caracteristica de tridentldquo

apare datorita separarii policelui de degetul al

doilea cat si a degetelor trei si patru Se pot observa

oasele tubulare scurtate ale mainii in mod particular

falangele proximale

Imaginea din dreapta mana unui adult cu oase scurte tubulare cu ulna subtiata specific acondroplaziei

Boala se poate transmite din generatie in generatie

Persoanele cu acondroplazie pot transmite boala

descendentilor

Riscul este de 12

Cum se mosteneste acondroplazia

Daca ambii parinti au acondroplazie copii au un risc de 1 din 4 de a mosteni gena de la ambii parinti devenind homozigoti pentru gena mutanta

Noii nascuti care mostenesc ambele gene

sunt considerati ca avand o forma severa

de acondroplazie supravietuirea lor nu

depaseste 12 luni

Boala Huntington (HD)

Este o tulburare neurodegenerativa progresiva caracterizata prinMiscari choreiforme (necoordonate ndash desi ele

pot parea coordonate - involuntare ale corpului)

Chorea era sugestiv imaginata a fi un dans

grotesc Cuvantul chorea provine din lb

greaca insemnand dans

Probleme psichiatrice si

dementa ( declinul unor capacitati mentale)

Boala Huntington In jurul varstei de 35 - 40 de ani apar simptome usoare

neindemanare uitare si modificarea personalitatii In urmatorii 10-20 de ani de la debut o persoana cu

HD isi pierde gradual intregul control mental si fizic

Astazi nu Astazi nu exista o exista o terapie terapie pentru HD pentru HD unele unele medicamentmedicamente putand e putand insa insa ameliora ameliora simptomelesimptomele

HD

Este o boala neurologica caracterizata prin tulburarea

functiei motorii

Alela mutanta determina aparitia unei proteine anormale

ce contine un numar mare de repetitii ale aa glutamina

Proteina anormala este toxica pentru tesutul nervos

conducand la aparitia semnelor si simptomelor

caracteristice bolii

O singura copie a genei anormale este suficienta pentru a

conferi boala

Gena Huntingtin (HTT) numita si gena HD (Huntington disease) sau gena IT15 (interesting transcript 15) este localizata pe bratul scurt al cromozomului 4 (4p163)

Localizarea genei HTT

Cytogenetic 4p163Molecular pe cz 4 Perechile de baze

de la 3046205 to 3215484

Boala Huntington (HD) Este cauzata de repetitia unei expansiuni

anormale trinucleotidice (CAG) In mod normal repetitia CAG trebuie sa fie

intre 7 si 35 de repetitii Gena HTT codifica proteina huntingtina si

daca este anormala ea contine o expansiune poliglutaminica

Huntingtina este prezenta in numeroase tesuturi nivelurile cele mai ridicate se gasesc intracerebral desi nu i se cunosc cu siguranta functiile se considera ca proteina este necesara pentru dezvoltarea intrauterina

Boala Huntington (HD)

HTT contine o secventa de baze azotate mdash citozina -adenina-guanina (CAG)mdashrepetata de multiple ori ( sa CAGCAGCAG) la capatul 5rsquo avand denumirea de repetitii trinucleotidice

Codonul CAG codifica amino acidul glutamina ai

se va sintetiza un lant de glutamine ce este cunoscut

astazi sub denumirea de tract poliglutaminic sau

polyQ iar partea repetata a genei se numeste

regiunea PolyQ

Cum se mosteneste HD HD este monogenica si transmisa din generatie in

generatie Avand un parinte afectat fiecare copil are un risc de

12 sa mosteneasca HD

Copii care Copii care nu au gena nu au gena cu cu certitudine certitudine nu vor face nu vor face boala si nici boala si nici nu o vor nu o vor transmite transmite mai departe mai departe descendentildescendentilor or

Huntington disease (HD)

Boala afecteaza cu precadere neuronii

Majoritatea cazurilor debuteaza clinic pe la mijlocul vietii intre 35 si 42 de ani

3 din cazuri sunt Huntington juvenil si debuteaza inainte de 15 ani

Debutul tardiv este peste 50 de ani

Numar de repetitii

Clasificare Statusul bolii

lt27 Normal Neafectat

27ndash35 Intermediar Neafectat

36ndash39 Penetranta Redusa

+- Afectat

gt39 Penetranta totalacompleta

Afectat

Gravitatea bolii corelata cu numarul de repetitii trinucleotidice

Nu exista un algoritm precis

Mutatiile dinamice (repetitii trinucleo-

tidice instabile) Deci Boala Huntington este una dintre

maladiile ce au drept cauza repetitiile trinucleotidice (CAGCTG) la fel candash sindromul X Fragil (repetitii CCGCGG peste

52de ori la nivelul Xq273)

ndash distrofia miotonica (repetitii CTG peste 50de ori la nivelul 19q132)

ndash atrofia musculara spinobulbara Kennedy (repetitii CAG de peste 36 de ori la nivelul Xq11-12)

S-au identificat 14 boli ce au drept cauza astfel de mutatiile dinamice

Testare moleculara pentru HD

Persoanele care au pe cineva bolnav in familie si doresc sa stie daca au mostenit gena bolii pot cere realizarea unui diagnostic molecular Bineinteles ca daca sunt purtatoare ale genei mutante HTT nu se va putea preciza momentul in care vor debuta simptomele Desi nu exista inca un tratament curativ testarea genetica poate fi de ajutor persoanelor la risc in vederea luarii unor decizii privind viitorul lor Totusi majoritatea decid sa nu faca acest test

Analiza ADN a bolii Analiza ADN a bolii Huntington Huntington

Fiecare coloana arata ADN -ul Fiecare coloana arata ADN -ul altei persoanealtei persoane

2 benzi in zona normala (N) 2 benzi in zona normala (N) apartin celor neafectati apartin celor neafectati

O banda in zona H arata o O banda in zona H arata o persoana care va deveni persoana care va deveni bolnava de HDbolnava de HDDepartment of Neurogenetics Institute of Department of Neurogenetics Institute of Neurology LondonNeurology London

1 2 3 4 5 6 7

Testarea pentru HD

Screeningul embrionar este de asemenea posibil ai persoanele bolnave sau cu risc crescut vor putea fi sigure ca nu au transmis boala copiilor

Este deci posibil ca mamele ce iau in considerare avortul unui fat avand gena mutanta HTT sa poata avea un test al embrionului (diagnostic prenatal)

Alte tehnici precum diagnosticul genetic preimplantatoriu in situatia unei fertilizari in vitro pot fi utile pentru a se asigura sanatatea viitorului nou-nascut

Chorea Huntington

Noile descoperiri in domeniul geneticii fac posibla detectarea bolii intrauterin sau cand inca nu este manifesta

Cu toate acestea si respectiv in ciuda posibilitatii unui diagnostic molecular atat modalitatile de diagnostic cat si cele de interventie actuale nu inlocuiesc metodele mai vechi (precum calcularea prognosticului genetic pe baza legii probabilitatilor conditionate a lui Bayes) ci sunt sinergice

Neurofibromatoza tip I (NF-1) cunoscuta si drept Boala Recklinghausen

Se caracterizeaza prin aparitia unor tumori

benigne localizate oriunde pe corp

In copilarie apar mai intai niste pete cafeacute-

au-lait la nivel tegumentar

Cu inaintarea in varsta apar mai multe

tumori care deniveleaza pielea

NF1 se poate asocia uneori cu dificultatea

de a invata

Simptomele NF1 variaza mult chiar in

cadrul aceleasi familii (expresivitate

variabila a genei)

A girl with neurofibromatosis A girl with neurofibromatosis (left)(left)The Neurofibromatosis Association The Neurofibromatosis Association (wwwnfazetnetcouk(wwwnfazetnetcouk

Cum se mosteneste neurofibromatoza

Aproximativ jumatate din persoanele cu

NF1 au parinti sanatosi noua mutatie

aparand in gametogeneza parentala

Persoanele afectate transmit NF1 daca

un parinte are NF1 fiecare copil al sau are

o sansa de 1 din 2 sa se nasca normal si

respectiv un risc de 1 din 2 de a fi bolnav

In timp ce persoanele bolnave transmit

boala cele sanatoase din aceeasi familie

vor avea numai copii fara NF1

TRANSMITERE AUTOZOMAL DOMINANTA

httpradiographicsrsnaorgcontent252455F1expansion

NEUROFIBROAME CUTANTE

Zone hiperpigmentate la nivelul irisului = nodulii Lisch

Neurofibromatoza tip I

NF-1 este o boala tumorala cauzata de malfunctia genei NF1 de pe cromozomul 17p care este responsabila de controlul diviziunii celulare

Gena NF-1 codifica o proteina numita neurofibromina ce controleaza procesele de proliferare si diferentiere celulara Neurofibromina este un reglator negativ al oncogenei Ras

Neurofibromina se sintetizeaza in multe tipuri de celule ale organismului dar in principal in neuroni celule Schwann celule gliale si chiar in etapele de inceput ale dezvoltarii melanocitelor

Incidenta NF-1 este de aproximativ 1 in 3500 nn

Neurofibromatoza tip 1 Deseori se asociaza cu scolioza (sau alte modificari osoase) si cu

probleme oculare NF1 nu este letala si nici contagioasa dar uneori evolueaza

malign Gena NF1 are una dintre cele mai inalte rate de mutatii spontane

de la nivelul intregului genom uman Mutatiile care produc boala sunt extrem de variate (greu de

evidentiat in laborator)ndash Deletii

ndash Insertii

ndash Mutatii cu sens gresit (engl missense)

ndash Mutatii nonsens

ndash Mutatii ce afecteaza matisarea normala a exonilor

Sindromul Marfan Sindromul Marfan

Este transmis autozomal dominantEste transmis autozomal dominant

Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic

rezulta din rezulta din noi mutatiinoi mutatii in gena FBN1 care codifica in gena FBN1 care codifica

fibrilinafibrilina o proteina ce intra in alcatuirea o proteina ce intra in alcatuirea

miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane

fara antecedente heredocolaterale (familiale) de fara antecedente heredocolaterale (familiale) de

sd Marfansd Marfan

Sindromul se caracterizeaza prin Sindromul se caracterizeaza prin pleiotropie si pleiotropie si

expresivitate variabilaexpresivitate variabila in familii in familii

Anomalii osoase Luxatie de cristalin

Anomalii ale valvelor cardiace Disectie de aortaDisectie de aorta

decesdeces

Sindromul Marfan

Modificarea fibrilinei va determina Modificarea fibrilinei va determina incapacitatea de producere a unui incapacitatea de producere a unui tesut tesut conjunctivconjunctiv normal normal

Indivizii afectati sunt inalti slabi cu Indivizii afectati sunt inalti slabi cu picioare brate si degete lungi miopi iar picioare brate si degete lungi miopi iar peretele aortei lor este foarte slab peretele aortei lor este foarte slab

Astfel se crede astazi ca Abraham Astfel se crede astazi ca Abraham Lincoln ar fi putut avea sdMarfanLincoln ar fi putut avea sdMarfan

Ce este sd MarfanCe este sd Marfan

Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul conjunctiv conjunctiv

Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase ligamente muschi perete vascular si valve cardiaceligamente muschi perete vascular si valve cardiace

Sindromul afecteaza majoritatea organelor si Sindromul afecteaza majoritatea organelor si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul (aorta) (aorta)

Semnele si simptomele sd Marfan Semnele si simptomele sd Marfan variaza larg dpdv al variaza larg dpdv al severitatii momentului de instalare si ratei de severitatii momentului de instalare si ratei de progresieprogresie

Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete lungi =arachnodactilielungi =arachnodactilie

O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea trunchiului raport ce este mai mare decat normaltrunchiului raport ce este mai mare decat normal

arahnodactilie

Sd Marfan Sd Marfan

Alte aspecte includ o neobisnuita Alte aspecte includ o neobisnuita flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si ingusta un palat dur inalt arcuit dinti ingusta un palat dur inalt arcuit dinti suprapusiinghesuiti o curbura anormala a suprapusiinghesuiti o curbura anormala a coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern infundat (pectus excavatum) fie proeminent infundat (pectus excavatum) fie proeminent (pectus carinatum) (pectus carinatum)

Jumatate dintre cei cu sd Marfan au Jumatate dintre cei cu sd Marfan au probleme oculare ectopia cristalinului uni- probleme oculare ectopia cristalinului uni- sau bilaterala miopie Cataracta cu debut sau bilaterala miopie Cataracta cu debut dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea mai frecventmai frecvent

Sd Marfan ndash gravitatea este data de Sd Marfan ndash gravitatea este data de anomaliile cardiaceanomaliile cardiace Acestea sunt urmate de oboseala respiratie Acestea sunt urmate de oboseala respiratie

ingreunata si batai neregulate absente sau ingreunata si batai neregulate absente sau suplimentare ale inimii (palpitatii)suplimentare ale inimii (palpitatii)

Aorta poate avea un perete subtire poate fi Aorta poate avea un perete subtire poate fi ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ingrosare la nivelul peretelui ingrosare la nivelul peretelui (anevrism)(anevrism)

Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva aortica sau poate conduce la ruperea spontana a aortica sau poate conduce la ruperea spontana a peretelui aorticperetelui aortic (disectie) (disectie)

Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei la decesla deces

Va simtiti impachetati in date

Sau doarhellipplutiti

Page 12: Genetica - Curs 10

HETEROGENITATE ALELICA(POLIALELISM)

Manifestarileclinice sunt rezultatul obstructiei canalelor glandelor exocrine cu secretii vascoase respectiv -infectii pulmonare-malnutritie- dureri abdominale- sinuzite- constipatie-infertilitate

Speranta mediede viata este deaprox 30 de ani

Mucoviscidoza

Exista o serie de teorii (wiki) care explica mecanismele

moleculare presupuse a fi implicate in aparitia bolii

Toate acestea vin in sprijinul observatiei ca majoritatea

modificarilor ce apar in cadrul bolii sunt datorate

ingrosarii cresterii vascozitatii secretiilor

Obstructiile conduc la remodelari si infectii pulmonare

recurente

Tulburarile digestive apar datorita

ndash acumularii enzimelor digestive in pancreas

ndash malabsorbtiei

ndash obstructiei tranzitului intestinal ( fecale cu consistenta crescuta) etc

DIAGNOSTICUL

TABLOUL CLINIC SUGESTIV ndash copilul nu creste

TESTUL SUDORII ndash confirma dg

(concentratia

de sare este

mult peste

valorile

normale)

Pilocarpinastimuleaza secretiasudorala

Conc Cl-

(mmolL )Rezultate

lt 40 Normal

40-60 La limita

gt 60 Anormal

Testul sudorii - interpretare

In mucoviscidoza canalul CFTR de clor este lsquodefectrsquo si nu permite procesul normal de reabsorbtie a Cl- in celulele din ductul glandelor sudoripare pentru a fi refolosit

Prin urmare mai mult clor sta in duct si pe piele in sudoare

Desi canalele de sodiu sunt normale anionii de clor lsquocaptureazarsquo cationii de sodiu

Aceasta se intampla pentru ca secretia sudorala sa ramana neutra electric

httpwwwglowmcomp=glowmcmlsection_viewamparticleid=344

A Relatia dintre gena si un RFLP-lincat KM19 de pe cz 7 + alela KM19 prezenta iar ndash alela absenta la nivelul situsului de restrictie

B B Diagnosticul bolii utilizand RFLP-ul KM19 in ADN amplificat prin PCR Dupa PCR ADN a fost supus digestiei enzimatice cu Pst I si s-a efectuat electroforeza

ANALIZEMOLECULARE

Analiza ADN cu sonde oligonucleotidice specifice unei alele (ASO)

9 pacienti cu mucoviscidoza ADN-ul genomic nefractionat imobilizat pe o membrana de nitroceluloza va hibrida cu sonda heteroduplexul tinta ndash sonda este evidentiat in cele 9 cazuri prin autoradiografie

Sonde monocatenare specifice -ADN normal fara Mutatia Δ F508

- ADN cu mutatia Δ F508

-htz 179-hz 23458

Ce se intampla Nu uitati b autozrec lt== se manifesta doar la homozigotii recesivi

Deci la Htz trebuie sa mai fie alta mutatie prezenta pt a fi bolnavi Iar pacientul 6 are 2 mutatii diferite de Δ F508 (

httpwwwglowmcomp=glowmcmlsection_viewamparticleid=344 )

Mucoviscidoza

Frecventa crescuta a heterozigotilor purtatori in cadrul populatiei generale (1 25) a condus la emiterea ipotezei ca si in acest caz exista un avantaj selectiv

Exista mai multe teorii astfel de ex se presupune ndash a fi implicata susceptibilitatea redusa la diareea epidemica

(holera)ndash ca purtatorii genei sunt rezistenti la febra tifoida si chiar tbc

Concluzia heterozigotii sunt mai rezistenti la aceste infectii determinand o frecventa crescuta a genei in populatia generala

Boala este destul de frecventa in Europa (1 2500 nn)

Mostenirea bolilor ldquoereditarerdquo este complexa

Majoritatea bolilor nu au un mod simplu de transmitere ereditara

Multi factori influenteaza capacitatea genelor de a lsquocladirsquo proteinepolipeptide

Mutatii diferite in aceeasi gena pot produce o gama larga de efecte

In cazul mucoviscidozei gena care controleaza productia mucusului poate suferi peste 300 de mutatii diferite unele produc simptome severe (chiar decesul fiind vorba de o gena letala)) unele produc simptome usoare si altele nu produc nici un fel de simptome

Tratamentul mucoviscidozei dg prenatal ndash depistarea mutatiei screening neonatal fertilizare in vitro si dg genetic preimplantatoriu tratamentul simptomelor infectiilor

bronhopulmonare (antibiotice) stimularea eliminarii secretiilor (fizioterapie

gimnastica aerosoli ndash pot fi si cu alfa dornaza o dezoxiribonucleaza umana recombinanta care scindeaza ADN-ul din sputa scazandu-i vascozitatea)

cresterea imunitatii (mese hipercalorice si vitamine) transplant pulmonar bilateral terapia genica ar urma sa inlocuiasca gena mutanta

cu una normala (uneori lipozomii vectorii virali nu sunt preluati de celule alteori gena normala nu se exprima)

Tratament genichelliphellip inca se testeazahellip

httpwwwcfgenetherapyorgukresearchaerosolhtml

Conform bazei de date canadiene (Cystic Fibrosis Mutation Database) peste 1800 mutatii ale genei CFTR au fost descrise din 1989 cand a fost descoperita

Traditional mutatiile CFTR sunt impartite in 6 clase pe baza efectului probabil

Clasa I produc o proteina nefunctionala Clasa II determina o procesare defectuoasa a proteinei (ex Deletia

F508) Clasa III produc o reglare defectuoasa a canalului Clasa IV determina o conductanta deficitara la nivelul canalului Clasa V se caracterizeza prin splicing anormal Clasa VI sunt mutatii cu efecte necunoscute

Clasificarea mutatiilor ce produc mucoviscidoza

Model toretic al structurii CFTR (impachetarea)

copy2008 by National Academy of Sciences

Tratamentul mucoviscidozei

In mutatiile din clasa II CFTR fiind impachetata gresit este degradata inainte sa ajunga la membrana apicala a celulei

Daca o astfel de proteina incorect impachetata ajunge pana la membrana celulara ea poate functiona suficient pentru a avea un efect vizibil clinic

Corectorii pot interveni ajutand CFTR sa atinga membrana apicala a celulei

Mutatiile din clasa III determina o deschidere redusa a canalului CFTR si implicit un flux scazut de ioni de clor prin lumenul cailor respiratorii

Aceste mutatii precum G551D sunt relativ rare si bolnavii sunt candidati pentru terapia cu potentiatori

Potentiatorii amplifica sau redau functia unei proteine CFTR care este corect localizata la nivelul membranei celulare

Poate ca exista deja un tratament dar nu l-am gasit

Tratamentul mucoviscidozei

In ultimii ani au aparut terapii care vizeaza modularea proteinei CFTR respectiv medicamente care au ca tinta defecte specifice precum transcriptia procesarea sau chiar activitatea CFTR

Medicamentele sunt molecule mici administrate oral si se clasifica in - produse care permit ribozomului sa citeasca prin codonul stop prematur

din ARNm al CFTR (dar nu si codonii stop normali) - corectori care permit impachetarea corecta a CFTR si - potentiatori care sporesc activitatea canalului de clor de la suprafata

celulei [Ashlock et al 2009 OSullivan and Freedman 2009]

FModalitati terapeutice posibile in mucoviscidoza-PTC124reg (Ataluren) permite citirea peste codonul stop anormal precum in mutatiile din clasa I-Corectori de tipul VX-809 utili in mutatiile din clasa II-Potentiatori de tipul VX-770 utili in clasele II III si IV

Celule epiteliale ale cailor respiratorii unde proteina CFTR este colorata in albastru

Tratamentul mucoviscidozei

Ivacaftor (Kalydeco sau VX-770) produs de Vertex Pharmaceuticals se administreaza in SUA din 2012 la pacientii cu mutatia G551D (cate 2 tabletezi cu alimente bogate in lipide) observandu-se imbunatatirea functiei respiratorii si luarea in greutate

G551D este abrevierea standard pentru mutatia in care aminoacidul GLICINA (G) din pozitia 551este inlocuit cu acidul aspartic (D)

G551D produce 4-5 din imbolnavirile cu mucoviscidoza Mutatia G551D permite proteinei CFTR sa ajunga la suprafata celulei

epiteliale dar nu permite transportul clorului prin canalul ionic Ivacaftor imbunatateste acest transport Astfel de medicamente sunt

incluse in potentiatori ai CFTR Acesta devine domeniul unei farmacoterapii personalizate

Fenilalanin-hidroxilaza (PAH) metabolizeaza amino-acidul fenilalanina si il transforma in amino-acidul tirozina

FENILCETONURIA (PKU)Boala se incadreaza in dismetabolii

FENILCETONURIA (PKU)

Gena PAH are 100 kb locusul ei fiind pe cromozomul

12q22ndashq241

Gena PAH cuprinde 13 exoni

Exista cateva sute de mutatii (lista poate fi gasita la PAHdb) ce pot

determina aparitia bolii

Datorita acestei heterogenitati alelice cei mai multi

bolnavi sunt heterozigoti compusi (adica au doua mutatii

diferite)

Fenilcetonuria

PKU este transmisa autozomal recesiv

Mutatia genei PAH determina incapacitatea enzimei

hepatice fenilalanin-hidroxilaza (PAH) de a metaboliza amino-

acidul fenilalanina si deci de a-l transforma in amino-

acidul tirozina

Cand activitatea PAH este redusa fenilalanina se acumuleaza

si este convertita in acidul fenilpiruvic acidul fenillactic

si feniletilamina (fenilcetone) ce pot fi detectate in urina (test

dg) (PHE este metabolizata pe calea minora a transaminazelor pana la fenilcetone)

Absenta tirozinei este urmata de o sinteza deficitara de neurotransmitatori

PKU Manifestarea clinica majora o reprezinta retardul mental datorat

acumularii de fenilalanina care devine donorul major de grupari amino in activitatea

aminotransferazei ducand la depletia tesutului nervos de α-ketoglutarat Absenta α-

ketoglutaratului la nivel cerebral blocheaza ciclul acizilor tricarboxilici (ciclul Krebs) si deci productia aeroba de energie care este esentiala pentru dezvoltarea cerebrala normala Alt mecanism explica competitia pentru transportor in vederea traversarii barierei hematoencefalice Fenilalanina in exces in sange va satura transportorul impiedicand astfel trecerea altor aa necesari pentru sinteza proteica si cea a neurotransmitatorilor Cresterea concentratiei de fenilalanina impiedica dezvoltarea cerebrala cauzind retard mental

Retard al cresterii staturo-ponderale

httpwwwrankercomlistphenylketonuria-symptomsreference

Pigmentatie cutanata redusa blonzi cu ochii albastri Melanina pigment responsabil pentru culoarea pielii si parului este deficitara

-Hiperactivitate si deficit de atentie-Abilitati sociale deficitare-Miscari necoordonate al membrelor-Brahicefalie si microcefalie-Convulsii termuraturi

httpwwwzunivnetphysiologybookchapter30html

Tirozina (sintetizata din PHE) este precursor al melaninei

Datorita acumularii PHE scade sinteza de tirozina si implicit de melanina in piele

httpwwwncbinlmnihgovpubmedhealthPMH0002150

Dg-TESTUL GUTHRIE

N absenta cresterii coloniilorde Bacillus subtilis in prezenta unui inhibitor (beta2-tienilalanina)aN coloniile cresc in caz de PKU datorita prezentei fenilalaninei in exces din sangele recoltat

SCREENING NEONATAL (alaturi de hipotiroidie)

Recoltaredin calcii

Coloniile cresc in prezenta fenilalaninei

httpusersrcncomjkimballmaultranetBiologyPagesPPhenylketonuriahtml

Prezenta genei PHAse poate determinamolecular

Impedimente in folosirea tehnicilor de genetica moleculara

1 Nu sunt cunoscute toate mutatiile genei PAH care

determina PKU Majoritatea cazurilor sunt

heterozigoti compusi deci si tehnica ASO nu este

mereu concludenta

2 Tehnicile nu sunt folosite in mod curent in

laboratoarele clinicilor

3 Sunt mai scumpe comparativ cu testul Guthrie

httpswwwcounsylcomlearnearly-childhood-treatment

Regim alimentar

Prognosticul este bun daca regimul este inceput foarte devreme si mentinut toata viata

TRATAMENT Lofenalac este un produs facut special pentru copiii cu PKU

inlocuind laptele Poate fi folosit toata viata ca sursa de proteine

fiind sarac in fenilalanina si echilibrat in ceea ce priveste restul

aminoacizilor esentiali dar are gust de lsquomedicamentrsquo (spun pacientii)

Periflex este bogat in fier

Suplimente precum uleiul de peste (pentru ca intr-o alimentatie

fara PHE trebuie un aport crescut de acizi grasi cu lanturi lungi

caci ei lipsesc) vor ajuta la imbunatatirea dezvoltarii neurologice

inclusiv coordonarea motorie fina Alte suplimente specifice care

pot fi necesare sunt fierul sau carnitina

TRATAMENT DIETETIC ldquoDiet for liferdquo

Dieta trebuie strict urmata

CARACTERISTICILE BOLILOR AUTOZOMAL DOMINANTE

Ele se manifesta la persoanele homozigote dar si heterozigote

pentru mutatia cauzatoare a patologiei

Persoana afectata are cel putin unul dintre parinti bolnav acesta

are gena speifica bolii in stare heterozigota sau homozigota

Cand o persoana este bolnava datorita unei mutatii ce se

transmite autozomal dominant riscul de a avea un copil afectat

este de 50 daca este heterozigota si respectiv 100 daca este

homozigota

Transmisia este pe verticala din generatie in generatie

Seneb un pitic al dinastiei a 4a sau

a5a sef al garderobei regale si

preot al cultului funerar Khufu

impreuna cu familia sa sotia si copii

de statura normala

AcondroplaziaAcondroplazia este una din cauzele este una din cauzele

aparitiei aparitiei nanismului nanismului

(piticismului)(piticismului)

Caracteristicile sindromului includ Caracteristicile sindromului includ

Statura mica cu membre proportional de scurteStatura mica cu membre proportional de scurte

Un cap mare Un cap mare (macrocefalie)(macrocefalie)

O frunte prominenta O frunte prominenta (bose frontal )(bose frontal )

Radacina nasului aplatizata Radacina nasului aplatizata

Acondroplazia

Este o tulburare a cresterii osoase datorita unei mutatii specifice

Cartilajul prezinta dificultati in a fi convertit in os avand drept rezultat piticismulnanismul

Desi nu se cunoaste un tratament geneticgenic totusi pot fi ameliorate simptomele asociate frecvent cu boala precum problemele respiratorii

Desi literal numele bolii inseamna ldquofara formarea cartilajului totusi problema nu o reprezinta formarea acestuia ci transformarea cartilajului in os in mod special in cazul oaselor lungi ale bratelor si picioarelor

Inaltimea medie a adultilor este de

131 cm pentru barbati

si 123 cm pentru femei

Gena responsabila FGFR3 este acronimul pentru

fibroblast growth factor receptor 3 care este proteina pe care o codifica adica receptorul 3 pentru factorul de crestere fibroblastic

Localizarea citogenetica a genei FGFR3 4p163

Localizarea moleculara pe cromozomul 4 de la perechea de baze 1762853 la perechea 1777828 (14kb)

Proteina are rol in dezvoltarea si conservarea tesutului osos si cerebral

Functia Genei FGFR3Cercetatorii cred ca receptorul pe

care il codifica regleaza osificarea si aceasta in mod particular la nivelul oaselor lungi

Mutatii ale genei FGFR3 determina activarea exagerata a receptorului ceea ce interfera cu osificarea si conduce la tulburari ale cresterii oaselor fenomen caracteristic acondroplaziei

Aceasta teorie este sustinuta de catre modelul soarecilor knockout care nu au receptorul reglarea negativa a formarii oaselor fiind deci pierduta Rezultatul consta intr-un soarece cu oase excesiv de lungi si vertebre elongate respectiv o coada lunga

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi mostenita sau poate fi rezultatul unei noi mutatii a genei FGFR3

In majoritatea cazurilor (80) boala se datoreaza unei noi mutatii deoarece parintii celor avand acondroplazie au talie medie (normala) dar inca nu se stie cauza aparitiei acestor mutatii

Copii cu acondroplazie pot avea probleme auditive de vorbire si de respiratie toate putand fi tratate

Tratmentul implica prevenirea sau tratarea semnelor simptomelor sau altor manifestari asociate care apar ca rezultat al bolii

Totodata sprijinul social si familial este o parte importanta a tratmentului

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi detectata inainte de nastere prin ecografie

Diagnosticul ecografic se face pe baza discordantei progresive dintre lungimea femurului si diametrul biparietal in functie de varsta Mana cu aspect de trident poate fi de asemenea vizualizata daca degetele sunt in intregime extinse

Aditional testarea ADN inainte de nastere poate detecta homozigozitatea atunci cand sunt mostenite doua copii ale genei mutante boala este letala ceea ce conduce la avort

Imaginea este o radiografie a mainii unui tanar cu

acondroplazie Forma caracteristica de tridentldquo

apare datorita separarii policelui de degetul al

doilea cat si a degetelor trei si patru Se pot observa

oasele tubulare scurtate ale mainii in mod particular

falangele proximale

Imaginea din dreapta mana unui adult cu oase scurte tubulare cu ulna subtiata specific acondroplaziei

Boala se poate transmite din generatie in generatie

Persoanele cu acondroplazie pot transmite boala

descendentilor

Riscul este de 12

Cum se mosteneste acondroplazia

Daca ambii parinti au acondroplazie copii au un risc de 1 din 4 de a mosteni gena de la ambii parinti devenind homozigoti pentru gena mutanta

Noii nascuti care mostenesc ambele gene

sunt considerati ca avand o forma severa

de acondroplazie supravietuirea lor nu

depaseste 12 luni

Boala Huntington (HD)

Este o tulburare neurodegenerativa progresiva caracterizata prinMiscari choreiforme (necoordonate ndash desi ele

pot parea coordonate - involuntare ale corpului)

Chorea era sugestiv imaginata a fi un dans

grotesc Cuvantul chorea provine din lb

greaca insemnand dans

Probleme psichiatrice si

dementa ( declinul unor capacitati mentale)

Boala Huntington In jurul varstei de 35 - 40 de ani apar simptome usoare

neindemanare uitare si modificarea personalitatii In urmatorii 10-20 de ani de la debut o persoana cu

HD isi pierde gradual intregul control mental si fizic

Astazi nu Astazi nu exista o exista o terapie terapie pentru HD pentru HD unele unele medicamentmedicamente putand e putand insa insa ameliora ameliora simptomelesimptomele

HD

Este o boala neurologica caracterizata prin tulburarea

functiei motorii

Alela mutanta determina aparitia unei proteine anormale

ce contine un numar mare de repetitii ale aa glutamina

Proteina anormala este toxica pentru tesutul nervos

conducand la aparitia semnelor si simptomelor

caracteristice bolii

O singura copie a genei anormale este suficienta pentru a

conferi boala

Gena Huntingtin (HTT) numita si gena HD (Huntington disease) sau gena IT15 (interesting transcript 15) este localizata pe bratul scurt al cromozomului 4 (4p163)

Localizarea genei HTT

Cytogenetic 4p163Molecular pe cz 4 Perechile de baze

de la 3046205 to 3215484

Boala Huntington (HD) Este cauzata de repetitia unei expansiuni

anormale trinucleotidice (CAG) In mod normal repetitia CAG trebuie sa fie

intre 7 si 35 de repetitii Gena HTT codifica proteina huntingtina si

daca este anormala ea contine o expansiune poliglutaminica

Huntingtina este prezenta in numeroase tesuturi nivelurile cele mai ridicate se gasesc intracerebral desi nu i se cunosc cu siguranta functiile se considera ca proteina este necesara pentru dezvoltarea intrauterina

Boala Huntington (HD)

HTT contine o secventa de baze azotate mdash citozina -adenina-guanina (CAG)mdashrepetata de multiple ori ( sa CAGCAGCAG) la capatul 5rsquo avand denumirea de repetitii trinucleotidice

Codonul CAG codifica amino acidul glutamina ai

se va sintetiza un lant de glutamine ce este cunoscut

astazi sub denumirea de tract poliglutaminic sau

polyQ iar partea repetata a genei se numeste

regiunea PolyQ

Cum se mosteneste HD HD este monogenica si transmisa din generatie in

generatie Avand un parinte afectat fiecare copil are un risc de

12 sa mosteneasca HD

Copii care Copii care nu au gena nu au gena cu cu certitudine certitudine nu vor face nu vor face boala si nici boala si nici nu o vor nu o vor transmite transmite mai departe mai departe descendentildescendentilor or

Huntington disease (HD)

Boala afecteaza cu precadere neuronii

Majoritatea cazurilor debuteaza clinic pe la mijlocul vietii intre 35 si 42 de ani

3 din cazuri sunt Huntington juvenil si debuteaza inainte de 15 ani

Debutul tardiv este peste 50 de ani

Numar de repetitii

Clasificare Statusul bolii

lt27 Normal Neafectat

27ndash35 Intermediar Neafectat

36ndash39 Penetranta Redusa

+- Afectat

gt39 Penetranta totalacompleta

Afectat

Gravitatea bolii corelata cu numarul de repetitii trinucleotidice

Nu exista un algoritm precis

Mutatiile dinamice (repetitii trinucleo-

tidice instabile) Deci Boala Huntington este una dintre

maladiile ce au drept cauza repetitiile trinucleotidice (CAGCTG) la fel candash sindromul X Fragil (repetitii CCGCGG peste

52de ori la nivelul Xq273)

ndash distrofia miotonica (repetitii CTG peste 50de ori la nivelul 19q132)

ndash atrofia musculara spinobulbara Kennedy (repetitii CAG de peste 36 de ori la nivelul Xq11-12)

S-au identificat 14 boli ce au drept cauza astfel de mutatiile dinamice

Testare moleculara pentru HD

Persoanele care au pe cineva bolnav in familie si doresc sa stie daca au mostenit gena bolii pot cere realizarea unui diagnostic molecular Bineinteles ca daca sunt purtatoare ale genei mutante HTT nu se va putea preciza momentul in care vor debuta simptomele Desi nu exista inca un tratament curativ testarea genetica poate fi de ajutor persoanelor la risc in vederea luarii unor decizii privind viitorul lor Totusi majoritatea decid sa nu faca acest test

Analiza ADN a bolii Analiza ADN a bolii Huntington Huntington

Fiecare coloana arata ADN -ul Fiecare coloana arata ADN -ul altei persoanealtei persoane

2 benzi in zona normala (N) 2 benzi in zona normala (N) apartin celor neafectati apartin celor neafectati

O banda in zona H arata o O banda in zona H arata o persoana care va deveni persoana care va deveni bolnava de HDbolnava de HDDepartment of Neurogenetics Institute of Department of Neurogenetics Institute of Neurology LondonNeurology London

1 2 3 4 5 6 7

Testarea pentru HD

Screeningul embrionar este de asemenea posibil ai persoanele bolnave sau cu risc crescut vor putea fi sigure ca nu au transmis boala copiilor

Este deci posibil ca mamele ce iau in considerare avortul unui fat avand gena mutanta HTT sa poata avea un test al embrionului (diagnostic prenatal)

Alte tehnici precum diagnosticul genetic preimplantatoriu in situatia unei fertilizari in vitro pot fi utile pentru a se asigura sanatatea viitorului nou-nascut

Chorea Huntington

Noile descoperiri in domeniul geneticii fac posibla detectarea bolii intrauterin sau cand inca nu este manifesta

Cu toate acestea si respectiv in ciuda posibilitatii unui diagnostic molecular atat modalitatile de diagnostic cat si cele de interventie actuale nu inlocuiesc metodele mai vechi (precum calcularea prognosticului genetic pe baza legii probabilitatilor conditionate a lui Bayes) ci sunt sinergice

Neurofibromatoza tip I (NF-1) cunoscuta si drept Boala Recklinghausen

Se caracterizeaza prin aparitia unor tumori

benigne localizate oriunde pe corp

In copilarie apar mai intai niste pete cafeacute-

au-lait la nivel tegumentar

Cu inaintarea in varsta apar mai multe

tumori care deniveleaza pielea

NF1 se poate asocia uneori cu dificultatea

de a invata

Simptomele NF1 variaza mult chiar in

cadrul aceleasi familii (expresivitate

variabila a genei)

A girl with neurofibromatosis A girl with neurofibromatosis (left)(left)The Neurofibromatosis Association The Neurofibromatosis Association (wwwnfazetnetcouk(wwwnfazetnetcouk

Cum se mosteneste neurofibromatoza

Aproximativ jumatate din persoanele cu

NF1 au parinti sanatosi noua mutatie

aparand in gametogeneza parentala

Persoanele afectate transmit NF1 daca

un parinte are NF1 fiecare copil al sau are

o sansa de 1 din 2 sa se nasca normal si

respectiv un risc de 1 din 2 de a fi bolnav

In timp ce persoanele bolnave transmit

boala cele sanatoase din aceeasi familie

vor avea numai copii fara NF1

TRANSMITERE AUTOZOMAL DOMINANTA

httpradiographicsrsnaorgcontent252455F1expansion

NEUROFIBROAME CUTANTE

Zone hiperpigmentate la nivelul irisului = nodulii Lisch

Neurofibromatoza tip I

NF-1 este o boala tumorala cauzata de malfunctia genei NF1 de pe cromozomul 17p care este responsabila de controlul diviziunii celulare

Gena NF-1 codifica o proteina numita neurofibromina ce controleaza procesele de proliferare si diferentiere celulara Neurofibromina este un reglator negativ al oncogenei Ras

Neurofibromina se sintetizeaza in multe tipuri de celule ale organismului dar in principal in neuroni celule Schwann celule gliale si chiar in etapele de inceput ale dezvoltarii melanocitelor

Incidenta NF-1 este de aproximativ 1 in 3500 nn

Neurofibromatoza tip 1 Deseori se asociaza cu scolioza (sau alte modificari osoase) si cu

probleme oculare NF1 nu este letala si nici contagioasa dar uneori evolueaza

malign Gena NF1 are una dintre cele mai inalte rate de mutatii spontane

de la nivelul intregului genom uman Mutatiile care produc boala sunt extrem de variate (greu de

evidentiat in laborator)ndash Deletii

ndash Insertii

ndash Mutatii cu sens gresit (engl missense)

ndash Mutatii nonsens

ndash Mutatii ce afecteaza matisarea normala a exonilor

Sindromul Marfan Sindromul Marfan

Este transmis autozomal dominantEste transmis autozomal dominant

Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic

rezulta din rezulta din noi mutatiinoi mutatii in gena FBN1 care codifica in gena FBN1 care codifica

fibrilinafibrilina o proteina ce intra in alcatuirea o proteina ce intra in alcatuirea

miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane

fara antecedente heredocolaterale (familiale) de fara antecedente heredocolaterale (familiale) de

sd Marfansd Marfan

Sindromul se caracterizeaza prin Sindromul se caracterizeaza prin pleiotropie si pleiotropie si

expresivitate variabilaexpresivitate variabila in familii in familii

Anomalii osoase Luxatie de cristalin

Anomalii ale valvelor cardiace Disectie de aortaDisectie de aorta

decesdeces

Sindromul Marfan

Modificarea fibrilinei va determina Modificarea fibrilinei va determina incapacitatea de producere a unui incapacitatea de producere a unui tesut tesut conjunctivconjunctiv normal normal

Indivizii afectati sunt inalti slabi cu Indivizii afectati sunt inalti slabi cu picioare brate si degete lungi miopi iar picioare brate si degete lungi miopi iar peretele aortei lor este foarte slab peretele aortei lor este foarte slab

Astfel se crede astazi ca Abraham Astfel se crede astazi ca Abraham Lincoln ar fi putut avea sdMarfanLincoln ar fi putut avea sdMarfan

Ce este sd MarfanCe este sd Marfan

Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul conjunctiv conjunctiv

Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase ligamente muschi perete vascular si valve cardiaceligamente muschi perete vascular si valve cardiace

Sindromul afecteaza majoritatea organelor si Sindromul afecteaza majoritatea organelor si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul (aorta) (aorta)

Semnele si simptomele sd Marfan Semnele si simptomele sd Marfan variaza larg dpdv al variaza larg dpdv al severitatii momentului de instalare si ratei de severitatii momentului de instalare si ratei de progresieprogresie

Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete lungi =arachnodactilielungi =arachnodactilie

O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea trunchiului raport ce este mai mare decat normaltrunchiului raport ce este mai mare decat normal

arahnodactilie

Sd Marfan Sd Marfan

Alte aspecte includ o neobisnuita Alte aspecte includ o neobisnuita flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si ingusta un palat dur inalt arcuit dinti ingusta un palat dur inalt arcuit dinti suprapusiinghesuiti o curbura anormala a suprapusiinghesuiti o curbura anormala a coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern infundat (pectus excavatum) fie proeminent infundat (pectus excavatum) fie proeminent (pectus carinatum) (pectus carinatum)

Jumatate dintre cei cu sd Marfan au Jumatate dintre cei cu sd Marfan au probleme oculare ectopia cristalinului uni- probleme oculare ectopia cristalinului uni- sau bilaterala miopie Cataracta cu debut sau bilaterala miopie Cataracta cu debut dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea mai frecventmai frecvent

Sd Marfan ndash gravitatea este data de Sd Marfan ndash gravitatea este data de anomaliile cardiaceanomaliile cardiace Acestea sunt urmate de oboseala respiratie Acestea sunt urmate de oboseala respiratie

ingreunata si batai neregulate absente sau ingreunata si batai neregulate absente sau suplimentare ale inimii (palpitatii)suplimentare ale inimii (palpitatii)

Aorta poate avea un perete subtire poate fi Aorta poate avea un perete subtire poate fi ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ingrosare la nivelul peretelui ingrosare la nivelul peretelui (anevrism)(anevrism)

Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva aortica sau poate conduce la ruperea spontana a aortica sau poate conduce la ruperea spontana a peretelui aorticperetelui aortic (disectie) (disectie)

Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei la decesla deces

Va simtiti impachetati in date

Sau doarhellipplutiti

Page 13: Genetica - Curs 10

Mucoviscidoza

Exista o serie de teorii (wiki) care explica mecanismele

moleculare presupuse a fi implicate in aparitia bolii

Toate acestea vin in sprijinul observatiei ca majoritatea

modificarilor ce apar in cadrul bolii sunt datorate

ingrosarii cresterii vascozitatii secretiilor

Obstructiile conduc la remodelari si infectii pulmonare

recurente

Tulburarile digestive apar datorita

ndash acumularii enzimelor digestive in pancreas

ndash malabsorbtiei

ndash obstructiei tranzitului intestinal ( fecale cu consistenta crescuta) etc

DIAGNOSTICUL

TABLOUL CLINIC SUGESTIV ndash copilul nu creste

TESTUL SUDORII ndash confirma dg

(concentratia

de sare este

mult peste

valorile

normale)

Pilocarpinastimuleaza secretiasudorala

Conc Cl-

(mmolL )Rezultate

lt 40 Normal

40-60 La limita

gt 60 Anormal

Testul sudorii - interpretare

In mucoviscidoza canalul CFTR de clor este lsquodefectrsquo si nu permite procesul normal de reabsorbtie a Cl- in celulele din ductul glandelor sudoripare pentru a fi refolosit

Prin urmare mai mult clor sta in duct si pe piele in sudoare

Desi canalele de sodiu sunt normale anionii de clor lsquocaptureazarsquo cationii de sodiu

Aceasta se intampla pentru ca secretia sudorala sa ramana neutra electric

httpwwwglowmcomp=glowmcmlsection_viewamparticleid=344

A Relatia dintre gena si un RFLP-lincat KM19 de pe cz 7 + alela KM19 prezenta iar ndash alela absenta la nivelul situsului de restrictie

B B Diagnosticul bolii utilizand RFLP-ul KM19 in ADN amplificat prin PCR Dupa PCR ADN a fost supus digestiei enzimatice cu Pst I si s-a efectuat electroforeza

ANALIZEMOLECULARE

Analiza ADN cu sonde oligonucleotidice specifice unei alele (ASO)

9 pacienti cu mucoviscidoza ADN-ul genomic nefractionat imobilizat pe o membrana de nitroceluloza va hibrida cu sonda heteroduplexul tinta ndash sonda este evidentiat in cele 9 cazuri prin autoradiografie

Sonde monocatenare specifice -ADN normal fara Mutatia Δ F508

- ADN cu mutatia Δ F508

-htz 179-hz 23458

Ce se intampla Nu uitati b autozrec lt== se manifesta doar la homozigotii recesivi

Deci la Htz trebuie sa mai fie alta mutatie prezenta pt a fi bolnavi Iar pacientul 6 are 2 mutatii diferite de Δ F508 (

httpwwwglowmcomp=glowmcmlsection_viewamparticleid=344 )

Mucoviscidoza

Frecventa crescuta a heterozigotilor purtatori in cadrul populatiei generale (1 25) a condus la emiterea ipotezei ca si in acest caz exista un avantaj selectiv

Exista mai multe teorii astfel de ex se presupune ndash a fi implicata susceptibilitatea redusa la diareea epidemica

(holera)ndash ca purtatorii genei sunt rezistenti la febra tifoida si chiar tbc

Concluzia heterozigotii sunt mai rezistenti la aceste infectii determinand o frecventa crescuta a genei in populatia generala

Boala este destul de frecventa in Europa (1 2500 nn)

Mostenirea bolilor ldquoereditarerdquo este complexa

Majoritatea bolilor nu au un mod simplu de transmitere ereditara

Multi factori influenteaza capacitatea genelor de a lsquocladirsquo proteinepolipeptide

Mutatii diferite in aceeasi gena pot produce o gama larga de efecte

In cazul mucoviscidozei gena care controleaza productia mucusului poate suferi peste 300 de mutatii diferite unele produc simptome severe (chiar decesul fiind vorba de o gena letala)) unele produc simptome usoare si altele nu produc nici un fel de simptome

Tratamentul mucoviscidozei dg prenatal ndash depistarea mutatiei screening neonatal fertilizare in vitro si dg genetic preimplantatoriu tratamentul simptomelor infectiilor

bronhopulmonare (antibiotice) stimularea eliminarii secretiilor (fizioterapie

gimnastica aerosoli ndash pot fi si cu alfa dornaza o dezoxiribonucleaza umana recombinanta care scindeaza ADN-ul din sputa scazandu-i vascozitatea)

cresterea imunitatii (mese hipercalorice si vitamine) transplant pulmonar bilateral terapia genica ar urma sa inlocuiasca gena mutanta

cu una normala (uneori lipozomii vectorii virali nu sunt preluati de celule alteori gena normala nu se exprima)

Tratament genichelliphellip inca se testeazahellip

httpwwwcfgenetherapyorgukresearchaerosolhtml

Conform bazei de date canadiene (Cystic Fibrosis Mutation Database) peste 1800 mutatii ale genei CFTR au fost descrise din 1989 cand a fost descoperita

Traditional mutatiile CFTR sunt impartite in 6 clase pe baza efectului probabil

Clasa I produc o proteina nefunctionala Clasa II determina o procesare defectuoasa a proteinei (ex Deletia

F508) Clasa III produc o reglare defectuoasa a canalului Clasa IV determina o conductanta deficitara la nivelul canalului Clasa V se caracterizeza prin splicing anormal Clasa VI sunt mutatii cu efecte necunoscute

Clasificarea mutatiilor ce produc mucoviscidoza

Model toretic al structurii CFTR (impachetarea)

copy2008 by National Academy of Sciences

Tratamentul mucoviscidozei

In mutatiile din clasa II CFTR fiind impachetata gresit este degradata inainte sa ajunga la membrana apicala a celulei

Daca o astfel de proteina incorect impachetata ajunge pana la membrana celulara ea poate functiona suficient pentru a avea un efect vizibil clinic

Corectorii pot interveni ajutand CFTR sa atinga membrana apicala a celulei

Mutatiile din clasa III determina o deschidere redusa a canalului CFTR si implicit un flux scazut de ioni de clor prin lumenul cailor respiratorii

Aceste mutatii precum G551D sunt relativ rare si bolnavii sunt candidati pentru terapia cu potentiatori

Potentiatorii amplifica sau redau functia unei proteine CFTR care este corect localizata la nivelul membranei celulare

Poate ca exista deja un tratament dar nu l-am gasit

Tratamentul mucoviscidozei

In ultimii ani au aparut terapii care vizeaza modularea proteinei CFTR respectiv medicamente care au ca tinta defecte specifice precum transcriptia procesarea sau chiar activitatea CFTR

Medicamentele sunt molecule mici administrate oral si se clasifica in - produse care permit ribozomului sa citeasca prin codonul stop prematur

din ARNm al CFTR (dar nu si codonii stop normali) - corectori care permit impachetarea corecta a CFTR si - potentiatori care sporesc activitatea canalului de clor de la suprafata

celulei [Ashlock et al 2009 OSullivan and Freedman 2009]

FModalitati terapeutice posibile in mucoviscidoza-PTC124reg (Ataluren) permite citirea peste codonul stop anormal precum in mutatiile din clasa I-Corectori de tipul VX-809 utili in mutatiile din clasa II-Potentiatori de tipul VX-770 utili in clasele II III si IV

Celule epiteliale ale cailor respiratorii unde proteina CFTR este colorata in albastru

Tratamentul mucoviscidozei

Ivacaftor (Kalydeco sau VX-770) produs de Vertex Pharmaceuticals se administreaza in SUA din 2012 la pacientii cu mutatia G551D (cate 2 tabletezi cu alimente bogate in lipide) observandu-se imbunatatirea functiei respiratorii si luarea in greutate

G551D este abrevierea standard pentru mutatia in care aminoacidul GLICINA (G) din pozitia 551este inlocuit cu acidul aspartic (D)

G551D produce 4-5 din imbolnavirile cu mucoviscidoza Mutatia G551D permite proteinei CFTR sa ajunga la suprafata celulei

epiteliale dar nu permite transportul clorului prin canalul ionic Ivacaftor imbunatateste acest transport Astfel de medicamente sunt

incluse in potentiatori ai CFTR Acesta devine domeniul unei farmacoterapii personalizate

Fenilalanin-hidroxilaza (PAH) metabolizeaza amino-acidul fenilalanina si il transforma in amino-acidul tirozina

FENILCETONURIA (PKU)Boala se incadreaza in dismetabolii

FENILCETONURIA (PKU)

Gena PAH are 100 kb locusul ei fiind pe cromozomul

12q22ndashq241

Gena PAH cuprinde 13 exoni

Exista cateva sute de mutatii (lista poate fi gasita la PAHdb) ce pot

determina aparitia bolii

Datorita acestei heterogenitati alelice cei mai multi

bolnavi sunt heterozigoti compusi (adica au doua mutatii

diferite)

Fenilcetonuria

PKU este transmisa autozomal recesiv

Mutatia genei PAH determina incapacitatea enzimei

hepatice fenilalanin-hidroxilaza (PAH) de a metaboliza amino-

acidul fenilalanina si deci de a-l transforma in amino-

acidul tirozina

Cand activitatea PAH este redusa fenilalanina se acumuleaza

si este convertita in acidul fenilpiruvic acidul fenillactic

si feniletilamina (fenilcetone) ce pot fi detectate in urina (test

dg) (PHE este metabolizata pe calea minora a transaminazelor pana la fenilcetone)

Absenta tirozinei este urmata de o sinteza deficitara de neurotransmitatori

PKU Manifestarea clinica majora o reprezinta retardul mental datorat

acumularii de fenilalanina care devine donorul major de grupari amino in activitatea

aminotransferazei ducand la depletia tesutului nervos de α-ketoglutarat Absenta α-

ketoglutaratului la nivel cerebral blocheaza ciclul acizilor tricarboxilici (ciclul Krebs) si deci productia aeroba de energie care este esentiala pentru dezvoltarea cerebrala normala Alt mecanism explica competitia pentru transportor in vederea traversarii barierei hematoencefalice Fenilalanina in exces in sange va satura transportorul impiedicand astfel trecerea altor aa necesari pentru sinteza proteica si cea a neurotransmitatorilor Cresterea concentratiei de fenilalanina impiedica dezvoltarea cerebrala cauzind retard mental

Retard al cresterii staturo-ponderale

httpwwwrankercomlistphenylketonuria-symptomsreference

Pigmentatie cutanata redusa blonzi cu ochii albastri Melanina pigment responsabil pentru culoarea pielii si parului este deficitara

-Hiperactivitate si deficit de atentie-Abilitati sociale deficitare-Miscari necoordonate al membrelor-Brahicefalie si microcefalie-Convulsii termuraturi

httpwwwzunivnetphysiologybookchapter30html

Tirozina (sintetizata din PHE) este precursor al melaninei

Datorita acumularii PHE scade sinteza de tirozina si implicit de melanina in piele

httpwwwncbinlmnihgovpubmedhealthPMH0002150

Dg-TESTUL GUTHRIE

N absenta cresterii coloniilorde Bacillus subtilis in prezenta unui inhibitor (beta2-tienilalanina)aN coloniile cresc in caz de PKU datorita prezentei fenilalaninei in exces din sangele recoltat

SCREENING NEONATAL (alaturi de hipotiroidie)

Recoltaredin calcii

Coloniile cresc in prezenta fenilalaninei

httpusersrcncomjkimballmaultranetBiologyPagesPPhenylketonuriahtml

Prezenta genei PHAse poate determinamolecular

Impedimente in folosirea tehnicilor de genetica moleculara

1 Nu sunt cunoscute toate mutatiile genei PAH care

determina PKU Majoritatea cazurilor sunt

heterozigoti compusi deci si tehnica ASO nu este

mereu concludenta

2 Tehnicile nu sunt folosite in mod curent in

laboratoarele clinicilor

3 Sunt mai scumpe comparativ cu testul Guthrie

httpswwwcounsylcomlearnearly-childhood-treatment

Regim alimentar

Prognosticul este bun daca regimul este inceput foarte devreme si mentinut toata viata

TRATAMENT Lofenalac este un produs facut special pentru copiii cu PKU

inlocuind laptele Poate fi folosit toata viata ca sursa de proteine

fiind sarac in fenilalanina si echilibrat in ceea ce priveste restul

aminoacizilor esentiali dar are gust de lsquomedicamentrsquo (spun pacientii)

Periflex este bogat in fier

Suplimente precum uleiul de peste (pentru ca intr-o alimentatie

fara PHE trebuie un aport crescut de acizi grasi cu lanturi lungi

caci ei lipsesc) vor ajuta la imbunatatirea dezvoltarii neurologice

inclusiv coordonarea motorie fina Alte suplimente specifice care

pot fi necesare sunt fierul sau carnitina

TRATAMENT DIETETIC ldquoDiet for liferdquo

Dieta trebuie strict urmata

CARACTERISTICILE BOLILOR AUTOZOMAL DOMINANTE

Ele se manifesta la persoanele homozigote dar si heterozigote

pentru mutatia cauzatoare a patologiei

Persoana afectata are cel putin unul dintre parinti bolnav acesta

are gena speifica bolii in stare heterozigota sau homozigota

Cand o persoana este bolnava datorita unei mutatii ce se

transmite autozomal dominant riscul de a avea un copil afectat

este de 50 daca este heterozigota si respectiv 100 daca este

homozigota

Transmisia este pe verticala din generatie in generatie

Seneb un pitic al dinastiei a 4a sau

a5a sef al garderobei regale si

preot al cultului funerar Khufu

impreuna cu familia sa sotia si copii

de statura normala

AcondroplaziaAcondroplazia este una din cauzele este una din cauzele

aparitiei aparitiei nanismului nanismului

(piticismului)(piticismului)

Caracteristicile sindromului includ Caracteristicile sindromului includ

Statura mica cu membre proportional de scurteStatura mica cu membre proportional de scurte

Un cap mare Un cap mare (macrocefalie)(macrocefalie)

O frunte prominenta O frunte prominenta (bose frontal )(bose frontal )

Radacina nasului aplatizata Radacina nasului aplatizata

Acondroplazia

Este o tulburare a cresterii osoase datorita unei mutatii specifice

Cartilajul prezinta dificultati in a fi convertit in os avand drept rezultat piticismulnanismul

Desi nu se cunoaste un tratament geneticgenic totusi pot fi ameliorate simptomele asociate frecvent cu boala precum problemele respiratorii

Desi literal numele bolii inseamna ldquofara formarea cartilajului totusi problema nu o reprezinta formarea acestuia ci transformarea cartilajului in os in mod special in cazul oaselor lungi ale bratelor si picioarelor

Inaltimea medie a adultilor este de

131 cm pentru barbati

si 123 cm pentru femei

Gena responsabila FGFR3 este acronimul pentru

fibroblast growth factor receptor 3 care este proteina pe care o codifica adica receptorul 3 pentru factorul de crestere fibroblastic

Localizarea citogenetica a genei FGFR3 4p163

Localizarea moleculara pe cromozomul 4 de la perechea de baze 1762853 la perechea 1777828 (14kb)

Proteina are rol in dezvoltarea si conservarea tesutului osos si cerebral

Functia Genei FGFR3Cercetatorii cred ca receptorul pe

care il codifica regleaza osificarea si aceasta in mod particular la nivelul oaselor lungi

Mutatii ale genei FGFR3 determina activarea exagerata a receptorului ceea ce interfera cu osificarea si conduce la tulburari ale cresterii oaselor fenomen caracteristic acondroplaziei

Aceasta teorie este sustinuta de catre modelul soarecilor knockout care nu au receptorul reglarea negativa a formarii oaselor fiind deci pierduta Rezultatul consta intr-un soarece cu oase excesiv de lungi si vertebre elongate respectiv o coada lunga

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi mostenita sau poate fi rezultatul unei noi mutatii a genei FGFR3

In majoritatea cazurilor (80) boala se datoreaza unei noi mutatii deoarece parintii celor avand acondroplazie au talie medie (normala) dar inca nu se stie cauza aparitiei acestor mutatii

Copii cu acondroplazie pot avea probleme auditive de vorbire si de respiratie toate putand fi tratate

Tratmentul implica prevenirea sau tratarea semnelor simptomelor sau altor manifestari asociate care apar ca rezultat al bolii

Totodata sprijinul social si familial este o parte importanta a tratmentului

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi detectata inainte de nastere prin ecografie

Diagnosticul ecografic se face pe baza discordantei progresive dintre lungimea femurului si diametrul biparietal in functie de varsta Mana cu aspect de trident poate fi de asemenea vizualizata daca degetele sunt in intregime extinse

Aditional testarea ADN inainte de nastere poate detecta homozigozitatea atunci cand sunt mostenite doua copii ale genei mutante boala este letala ceea ce conduce la avort

Imaginea este o radiografie a mainii unui tanar cu

acondroplazie Forma caracteristica de tridentldquo

apare datorita separarii policelui de degetul al

doilea cat si a degetelor trei si patru Se pot observa

oasele tubulare scurtate ale mainii in mod particular

falangele proximale

Imaginea din dreapta mana unui adult cu oase scurte tubulare cu ulna subtiata specific acondroplaziei

Boala se poate transmite din generatie in generatie

Persoanele cu acondroplazie pot transmite boala

descendentilor

Riscul este de 12

Cum se mosteneste acondroplazia

Daca ambii parinti au acondroplazie copii au un risc de 1 din 4 de a mosteni gena de la ambii parinti devenind homozigoti pentru gena mutanta

Noii nascuti care mostenesc ambele gene

sunt considerati ca avand o forma severa

de acondroplazie supravietuirea lor nu

depaseste 12 luni

Boala Huntington (HD)

Este o tulburare neurodegenerativa progresiva caracterizata prinMiscari choreiforme (necoordonate ndash desi ele

pot parea coordonate - involuntare ale corpului)

Chorea era sugestiv imaginata a fi un dans

grotesc Cuvantul chorea provine din lb

greaca insemnand dans

Probleme psichiatrice si

dementa ( declinul unor capacitati mentale)

Boala Huntington In jurul varstei de 35 - 40 de ani apar simptome usoare

neindemanare uitare si modificarea personalitatii In urmatorii 10-20 de ani de la debut o persoana cu

HD isi pierde gradual intregul control mental si fizic

Astazi nu Astazi nu exista o exista o terapie terapie pentru HD pentru HD unele unele medicamentmedicamente putand e putand insa insa ameliora ameliora simptomelesimptomele

HD

Este o boala neurologica caracterizata prin tulburarea

functiei motorii

Alela mutanta determina aparitia unei proteine anormale

ce contine un numar mare de repetitii ale aa glutamina

Proteina anormala este toxica pentru tesutul nervos

conducand la aparitia semnelor si simptomelor

caracteristice bolii

O singura copie a genei anormale este suficienta pentru a

conferi boala

Gena Huntingtin (HTT) numita si gena HD (Huntington disease) sau gena IT15 (interesting transcript 15) este localizata pe bratul scurt al cromozomului 4 (4p163)

Localizarea genei HTT

Cytogenetic 4p163Molecular pe cz 4 Perechile de baze

de la 3046205 to 3215484

Boala Huntington (HD) Este cauzata de repetitia unei expansiuni

anormale trinucleotidice (CAG) In mod normal repetitia CAG trebuie sa fie

intre 7 si 35 de repetitii Gena HTT codifica proteina huntingtina si

daca este anormala ea contine o expansiune poliglutaminica

Huntingtina este prezenta in numeroase tesuturi nivelurile cele mai ridicate se gasesc intracerebral desi nu i se cunosc cu siguranta functiile se considera ca proteina este necesara pentru dezvoltarea intrauterina

Boala Huntington (HD)

HTT contine o secventa de baze azotate mdash citozina -adenina-guanina (CAG)mdashrepetata de multiple ori ( sa CAGCAGCAG) la capatul 5rsquo avand denumirea de repetitii trinucleotidice

Codonul CAG codifica amino acidul glutamina ai

se va sintetiza un lant de glutamine ce este cunoscut

astazi sub denumirea de tract poliglutaminic sau

polyQ iar partea repetata a genei se numeste

regiunea PolyQ

Cum se mosteneste HD HD este monogenica si transmisa din generatie in

generatie Avand un parinte afectat fiecare copil are un risc de

12 sa mosteneasca HD

Copii care Copii care nu au gena nu au gena cu cu certitudine certitudine nu vor face nu vor face boala si nici boala si nici nu o vor nu o vor transmite transmite mai departe mai departe descendentildescendentilor or

Huntington disease (HD)

Boala afecteaza cu precadere neuronii

Majoritatea cazurilor debuteaza clinic pe la mijlocul vietii intre 35 si 42 de ani

3 din cazuri sunt Huntington juvenil si debuteaza inainte de 15 ani

Debutul tardiv este peste 50 de ani

Numar de repetitii

Clasificare Statusul bolii

lt27 Normal Neafectat

27ndash35 Intermediar Neafectat

36ndash39 Penetranta Redusa

+- Afectat

gt39 Penetranta totalacompleta

Afectat

Gravitatea bolii corelata cu numarul de repetitii trinucleotidice

Nu exista un algoritm precis

Mutatiile dinamice (repetitii trinucleo-

tidice instabile) Deci Boala Huntington este una dintre

maladiile ce au drept cauza repetitiile trinucleotidice (CAGCTG) la fel candash sindromul X Fragil (repetitii CCGCGG peste

52de ori la nivelul Xq273)

ndash distrofia miotonica (repetitii CTG peste 50de ori la nivelul 19q132)

ndash atrofia musculara spinobulbara Kennedy (repetitii CAG de peste 36 de ori la nivelul Xq11-12)

S-au identificat 14 boli ce au drept cauza astfel de mutatiile dinamice

Testare moleculara pentru HD

Persoanele care au pe cineva bolnav in familie si doresc sa stie daca au mostenit gena bolii pot cere realizarea unui diagnostic molecular Bineinteles ca daca sunt purtatoare ale genei mutante HTT nu se va putea preciza momentul in care vor debuta simptomele Desi nu exista inca un tratament curativ testarea genetica poate fi de ajutor persoanelor la risc in vederea luarii unor decizii privind viitorul lor Totusi majoritatea decid sa nu faca acest test

Analiza ADN a bolii Analiza ADN a bolii Huntington Huntington

Fiecare coloana arata ADN -ul Fiecare coloana arata ADN -ul altei persoanealtei persoane

2 benzi in zona normala (N) 2 benzi in zona normala (N) apartin celor neafectati apartin celor neafectati

O banda in zona H arata o O banda in zona H arata o persoana care va deveni persoana care va deveni bolnava de HDbolnava de HDDepartment of Neurogenetics Institute of Department of Neurogenetics Institute of Neurology LondonNeurology London

1 2 3 4 5 6 7

Testarea pentru HD

Screeningul embrionar este de asemenea posibil ai persoanele bolnave sau cu risc crescut vor putea fi sigure ca nu au transmis boala copiilor

Este deci posibil ca mamele ce iau in considerare avortul unui fat avand gena mutanta HTT sa poata avea un test al embrionului (diagnostic prenatal)

Alte tehnici precum diagnosticul genetic preimplantatoriu in situatia unei fertilizari in vitro pot fi utile pentru a se asigura sanatatea viitorului nou-nascut

Chorea Huntington

Noile descoperiri in domeniul geneticii fac posibla detectarea bolii intrauterin sau cand inca nu este manifesta

Cu toate acestea si respectiv in ciuda posibilitatii unui diagnostic molecular atat modalitatile de diagnostic cat si cele de interventie actuale nu inlocuiesc metodele mai vechi (precum calcularea prognosticului genetic pe baza legii probabilitatilor conditionate a lui Bayes) ci sunt sinergice

Neurofibromatoza tip I (NF-1) cunoscuta si drept Boala Recklinghausen

Se caracterizeaza prin aparitia unor tumori

benigne localizate oriunde pe corp

In copilarie apar mai intai niste pete cafeacute-

au-lait la nivel tegumentar

Cu inaintarea in varsta apar mai multe

tumori care deniveleaza pielea

NF1 se poate asocia uneori cu dificultatea

de a invata

Simptomele NF1 variaza mult chiar in

cadrul aceleasi familii (expresivitate

variabila a genei)

A girl with neurofibromatosis A girl with neurofibromatosis (left)(left)The Neurofibromatosis Association The Neurofibromatosis Association (wwwnfazetnetcouk(wwwnfazetnetcouk

Cum se mosteneste neurofibromatoza

Aproximativ jumatate din persoanele cu

NF1 au parinti sanatosi noua mutatie

aparand in gametogeneza parentala

Persoanele afectate transmit NF1 daca

un parinte are NF1 fiecare copil al sau are

o sansa de 1 din 2 sa se nasca normal si

respectiv un risc de 1 din 2 de a fi bolnav

In timp ce persoanele bolnave transmit

boala cele sanatoase din aceeasi familie

vor avea numai copii fara NF1

TRANSMITERE AUTOZOMAL DOMINANTA

httpradiographicsrsnaorgcontent252455F1expansion

NEUROFIBROAME CUTANTE

Zone hiperpigmentate la nivelul irisului = nodulii Lisch

Neurofibromatoza tip I

NF-1 este o boala tumorala cauzata de malfunctia genei NF1 de pe cromozomul 17p care este responsabila de controlul diviziunii celulare

Gena NF-1 codifica o proteina numita neurofibromina ce controleaza procesele de proliferare si diferentiere celulara Neurofibromina este un reglator negativ al oncogenei Ras

Neurofibromina se sintetizeaza in multe tipuri de celule ale organismului dar in principal in neuroni celule Schwann celule gliale si chiar in etapele de inceput ale dezvoltarii melanocitelor

Incidenta NF-1 este de aproximativ 1 in 3500 nn

Neurofibromatoza tip 1 Deseori se asociaza cu scolioza (sau alte modificari osoase) si cu

probleme oculare NF1 nu este letala si nici contagioasa dar uneori evolueaza

malign Gena NF1 are una dintre cele mai inalte rate de mutatii spontane

de la nivelul intregului genom uman Mutatiile care produc boala sunt extrem de variate (greu de

evidentiat in laborator)ndash Deletii

ndash Insertii

ndash Mutatii cu sens gresit (engl missense)

ndash Mutatii nonsens

ndash Mutatii ce afecteaza matisarea normala a exonilor

Sindromul Marfan Sindromul Marfan

Este transmis autozomal dominantEste transmis autozomal dominant

Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic

rezulta din rezulta din noi mutatiinoi mutatii in gena FBN1 care codifica in gena FBN1 care codifica

fibrilinafibrilina o proteina ce intra in alcatuirea o proteina ce intra in alcatuirea

miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane

fara antecedente heredocolaterale (familiale) de fara antecedente heredocolaterale (familiale) de

sd Marfansd Marfan

Sindromul se caracterizeaza prin Sindromul se caracterizeaza prin pleiotropie si pleiotropie si

expresivitate variabilaexpresivitate variabila in familii in familii

Anomalii osoase Luxatie de cristalin

Anomalii ale valvelor cardiace Disectie de aortaDisectie de aorta

decesdeces

Sindromul Marfan

Modificarea fibrilinei va determina Modificarea fibrilinei va determina incapacitatea de producere a unui incapacitatea de producere a unui tesut tesut conjunctivconjunctiv normal normal

Indivizii afectati sunt inalti slabi cu Indivizii afectati sunt inalti slabi cu picioare brate si degete lungi miopi iar picioare brate si degete lungi miopi iar peretele aortei lor este foarte slab peretele aortei lor este foarte slab

Astfel se crede astazi ca Abraham Astfel se crede astazi ca Abraham Lincoln ar fi putut avea sdMarfanLincoln ar fi putut avea sdMarfan

Ce este sd MarfanCe este sd Marfan

Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul conjunctiv conjunctiv

Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase ligamente muschi perete vascular si valve cardiaceligamente muschi perete vascular si valve cardiace

Sindromul afecteaza majoritatea organelor si Sindromul afecteaza majoritatea organelor si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul (aorta) (aorta)

Semnele si simptomele sd Marfan Semnele si simptomele sd Marfan variaza larg dpdv al variaza larg dpdv al severitatii momentului de instalare si ratei de severitatii momentului de instalare si ratei de progresieprogresie

Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete lungi =arachnodactilielungi =arachnodactilie

O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea trunchiului raport ce este mai mare decat normaltrunchiului raport ce este mai mare decat normal

arahnodactilie

Sd Marfan Sd Marfan

Alte aspecte includ o neobisnuita Alte aspecte includ o neobisnuita flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si ingusta un palat dur inalt arcuit dinti ingusta un palat dur inalt arcuit dinti suprapusiinghesuiti o curbura anormala a suprapusiinghesuiti o curbura anormala a coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern infundat (pectus excavatum) fie proeminent infundat (pectus excavatum) fie proeminent (pectus carinatum) (pectus carinatum)

Jumatate dintre cei cu sd Marfan au Jumatate dintre cei cu sd Marfan au probleme oculare ectopia cristalinului uni- probleme oculare ectopia cristalinului uni- sau bilaterala miopie Cataracta cu debut sau bilaterala miopie Cataracta cu debut dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea mai frecventmai frecvent

Sd Marfan ndash gravitatea este data de Sd Marfan ndash gravitatea este data de anomaliile cardiaceanomaliile cardiace Acestea sunt urmate de oboseala respiratie Acestea sunt urmate de oboseala respiratie

ingreunata si batai neregulate absente sau ingreunata si batai neregulate absente sau suplimentare ale inimii (palpitatii)suplimentare ale inimii (palpitatii)

Aorta poate avea un perete subtire poate fi Aorta poate avea un perete subtire poate fi ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ingrosare la nivelul peretelui ingrosare la nivelul peretelui (anevrism)(anevrism)

Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva aortica sau poate conduce la ruperea spontana a aortica sau poate conduce la ruperea spontana a peretelui aorticperetelui aortic (disectie) (disectie)

Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei la decesla deces

Va simtiti impachetati in date

Sau doarhellipplutiti

Page 14: Genetica - Curs 10

DIAGNOSTICUL

TABLOUL CLINIC SUGESTIV ndash copilul nu creste

TESTUL SUDORII ndash confirma dg

(concentratia

de sare este

mult peste

valorile

normale)

Pilocarpinastimuleaza secretiasudorala

Conc Cl-

(mmolL )Rezultate

lt 40 Normal

40-60 La limita

gt 60 Anormal

Testul sudorii - interpretare

In mucoviscidoza canalul CFTR de clor este lsquodefectrsquo si nu permite procesul normal de reabsorbtie a Cl- in celulele din ductul glandelor sudoripare pentru a fi refolosit

Prin urmare mai mult clor sta in duct si pe piele in sudoare

Desi canalele de sodiu sunt normale anionii de clor lsquocaptureazarsquo cationii de sodiu

Aceasta se intampla pentru ca secretia sudorala sa ramana neutra electric

httpwwwglowmcomp=glowmcmlsection_viewamparticleid=344

A Relatia dintre gena si un RFLP-lincat KM19 de pe cz 7 + alela KM19 prezenta iar ndash alela absenta la nivelul situsului de restrictie

B B Diagnosticul bolii utilizand RFLP-ul KM19 in ADN amplificat prin PCR Dupa PCR ADN a fost supus digestiei enzimatice cu Pst I si s-a efectuat electroforeza

ANALIZEMOLECULARE

Analiza ADN cu sonde oligonucleotidice specifice unei alele (ASO)

9 pacienti cu mucoviscidoza ADN-ul genomic nefractionat imobilizat pe o membrana de nitroceluloza va hibrida cu sonda heteroduplexul tinta ndash sonda este evidentiat in cele 9 cazuri prin autoradiografie

Sonde monocatenare specifice -ADN normal fara Mutatia Δ F508

- ADN cu mutatia Δ F508

-htz 179-hz 23458

Ce se intampla Nu uitati b autozrec lt== se manifesta doar la homozigotii recesivi

Deci la Htz trebuie sa mai fie alta mutatie prezenta pt a fi bolnavi Iar pacientul 6 are 2 mutatii diferite de Δ F508 (

httpwwwglowmcomp=glowmcmlsection_viewamparticleid=344 )

Mucoviscidoza

Frecventa crescuta a heterozigotilor purtatori in cadrul populatiei generale (1 25) a condus la emiterea ipotezei ca si in acest caz exista un avantaj selectiv

Exista mai multe teorii astfel de ex se presupune ndash a fi implicata susceptibilitatea redusa la diareea epidemica

(holera)ndash ca purtatorii genei sunt rezistenti la febra tifoida si chiar tbc

Concluzia heterozigotii sunt mai rezistenti la aceste infectii determinand o frecventa crescuta a genei in populatia generala

Boala este destul de frecventa in Europa (1 2500 nn)

Mostenirea bolilor ldquoereditarerdquo este complexa

Majoritatea bolilor nu au un mod simplu de transmitere ereditara

Multi factori influenteaza capacitatea genelor de a lsquocladirsquo proteinepolipeptide

Mutatii diferite in aceeasi gena pot produce o gama larga de efecte

In cazul mucoviscidozei gena care controleaza productia mucusului poate suferi peste 300 de mutatii diferite unele produc simptome severe (chiar decesul fiind vorba de o gena letala)) unele produc simptome usoare si altele nu produc nici un fel de simptome

Tratamentul mucoviscidozei dg prenatal ndash depistarea mutatiei screening neonatal fertilizare in vitro si dg genetic preimplantatoriu tratamentul simptomelor infectiilor

bronhopulmonare (antibiotice) stimularea eliminarii secretiilor (fizioterapie

gimnastica aerosoli ndash pot fi si cu alfa dornaza o dezoxiribonucleaza umana recombinanta care scindeaza ADN-ul din sputa scazandu-i vascozitatea)

cresterea imunitatii (mese hipercalorice si vitamine) transplant pulmonar bilateral terapia genica ar urma sa inlocuiasca gena mutanta

cu una normala (uneori lipozomii vectorii virali nu sunt preluati de celule alteori gena normala nu se exprima)

Tratament genichelliphellip inca se testeazahellip

httpwwwcfgenetherapyorgukresearchaerosolhtml

Conform bazei de date canadiene (Cystic Fibrosis Mutation Database) peste 1800 mutatii ale genei CFTR au fost descrise din 1989 cand a fost descoperita

Traditional mutatiile CFTR sunt impartite in 6 clase pe baza efectului probabil

Clasa I produc o proteina nefunctionala Clasa II determina o procesare defectuoasa a proteinei (ex Deletia

F508) Clasa III produc o reglare defectuoasa a canalului Clasa IV determina o conductanta deficitara la nivelul canalului Clasa V se caracterizeza prin splicing anormal Clasa VI sunt mutatii cu efecte necunoscute

Clasificarea mutatiilor ce produc mucoviscidoza

Model toretic al structurii CFTR (impachetarea)

copy2008 by National Academy of Sciences

Tratamentul mucoviscidozei

In mutatiile din clasa II CFTR fiind impachetata gresit este degradata inainte sa ajunga la membrana apicala a celulei

Daca o astfel de proteina incorect impachetata ajunge pana la membrana celulara ea poate functiona suficient pentru a avea un efect vizibil clinic

Corectorii pot interveni ajutand CFTR sa atinga membrana apicala a celulei

Mutatiile din clasa III determina o deschidere redusa a canalului CFTR si implicit un flux scazut de ioni de clor prin lumenul cailor respiratorii

Aceste mutatii precum G551D sunt relativ rare si bolnavii sunt candidati pentru terapia cu potentiatori

Potentiatorii amplifica sau redau functia unei proteine CFTR care este corect localizata la nivelul membranei celulare

Poate ca exista deja un tratament dar nu l-am gasit

Tratamentul mucoviscidozei

In ultimii ani au aparut terapii care vizeaza modularea proteinei CFTR respectiv medicamente care au ca tinta defecte specifice precum transcriptia procesarea sau chiar activitatea CFTR

Medicamentele sunt molecule mici administrate oral si se clasifica in - produse care permit ribozomului sa citeasca prin codonul stop prematur

din ARNm al CFTR (dar nu si codonii stop normali) - corectori care permit impachetarea corecta a CFTR si - potentiatori care sporesc activitatea canalului de clor de la suprafata

celulei [Ashlock et al 2009 OSullivan and Freedman 2009]

FModalitati terapeutice posibile in mucoviscidoza-PTC124reg (Ataluren) permite citirea peste codonul stop anormal precum in mutatiile din clasa I-Corectori de tipul VX-809 utili in mutatiile din clasa II-Potentiatori de tipul VX-770 utili in clasele II III si IV

Celule epiteliale ale cailor respiratorii unde proteina CFTR este colorata in albastru

Tratamentul mucoviscidozei

Ivacaftor (Kalydeco sau VX-770) produs de Vertex Pharmaceuticals se administreaza in SUA din 2012 la pacientii cu mutatia G551D (cate 2 tabletezi cu alimente bogate in lipide) observandu-se imbunatatirea functiei respiratorii si luarea in greutate

G551D este abrevierea standard pentru mutatia in care aminoacidul GLICINA (G) din pozitia 551este inlocuit cu acidul aspartic (D)

G551D produce 4-5 din imbolnavirile cu mucoviscidoza Mutatia G551D permite proteinei CFTR sa ajunga la suprafata celulei

epiteliale dar nu permite transportul clorului prin canalul ionic Ivacaftor imbunatateste acest transport Astfel de medicamente sunt

incluse in potentiatori ai CFTR Acesta devine domeniul unei farmacoterapii personalizate

Fenilalanin-hidroxilaza (PAH) metabolizeaza amino-acidul fenilalanina si il transforma in amino-acidul tirozina

FENILCETONURIA (PKU)Boala se incadreaza in dismetabolii

FENILCETONURIA (PKU)

Gena PAH are 100 kb locusul ei fiind pe cromozomul

12q22ndashq241

Gena PAH cuprinde 13 exoni

Exista cateva sute de mutatii (lista poate fi gasita la PAHdb) ce pot

determina aparitia bolii

Datorita acestei heterogenitati alelice cei mai multi

bolnavi sunt heterozigoti compusi (adica au doua mutatii

diferite)

Fenilcetonuria

PKU este transmisa autozomal recesiv

Mutatia genei PAH determina incapacitatea enzimei

hepatice fenilalanin-hidroxilaza (PAH) de a metaboliza amino-

acidul fenilalanina si deci de a-l transforma in amino-

acidul tirozina

Cand activitatea PAH este redusa fenilalanina se acumuleaza

si este convertita in acidul fenilpiruvic acidul fenillactic

si feniletilamina (fenilcetone) ce pot fi detectate in urina (test

dg) (PHE este metabolizata pe calea minora a transaminazelor pana la fenilcetone)

Absenta tirozinei este urmata de o sinteza deficitara de neurotransmitatori

PKU Manifestarea clinica majora o reprezinta retardul mental datorat

acumularii de fenilalanina care devine donorul major de grupari amino in activitatea

aminotransferazei ducand la depletia tesutului nervos de α-ketoglutarat Absenta α-

ketoglutaratului la nivel cerebral blocheaza ciclul acizilor tricarboxilici (ciclul Krebs) si deci productia aeroba de energie care este esentiala pentru dezvoltarea cerebrala normala Alt mecanism explica competitia pentru transportor in vederea traversarii barierei hematoencefalice Fenilalanina in exces in sange va satura transportorul impiedicand astfel trecerea altor aa necesari pentru sinteza proteica si cea a neurotransmitatorilor Cresterea concentratiei de fenilalanina impiedica dezvoltarea cerebrala cauzind retard mental

Retard al cresterii staturo-ponderale

httpwwwrankercomlistphenylketonuria-symptomsreference

Pigmentatie cutanata redusa blonzi cu ochii albastri Melanina pigment responsabil pentru culoarea pielii si parului este deficitara

-Hiperactivitate si deficit de atentie-Abilitati sociale deficitare-Miscari necoordonate al membrelor-Brahicefalie si microcefalie-Convulsii termuraturi

httpwwwzunivnetphysiologybookchapter30html

Tirozina (sintetizata din PHE) este precursor al melaninei

Datorita acumularii PHE scade sinteza de tirozina si implicit de melanina in piele

httpwwwncbinlmnihgovpubmedhealthPMH0002150

Dg-TESTUL GUTHRIE

N absenta cresterii coloniilorde Bacillus subtilis in prezenta unui inhibitor (beta2-tienilalanina)aN coloniile cresc in caz de PKU datorita prezentei fenilalaninei in exces din sangele recoltat

SCREENING NEONATAL (alaturi de hipotiroidie)

Recoltaredin calcii

Coloniile cresc in prezenta fenilalaninei

httpusersrcncomjkimballmaultranetBiologyPagesPPhenylketonuriahtml

Prezenta genei PHAse poate determinamolecular

Impedimente in folosirea tehnicilor de genetica moleculara

1 Nu sunt cunoscute toate mutatiile genei PAH care

determina PKU Majoritatea cazurilor sunt

heterozigoti compusi deci si tehnica ASO nu este

mereu concludenta

2 Tehnicile nu sunt folosite in mod curent in

laboratoarele clinicilor

3 Sunt mai scumpe comparativ cu testul Guthrie

httpswwwcounsylcomlearnearly-childhood-treatment

Regim alimentar

Prognosticul este bun daca regimul este inceput foarte devreme si mentinut toata viata

TRATAMENT Lofenalac este un produs facut special pentru copiii cu PKU

inlocuind laptele Poate fi folosit toata viata ca sursa de proteine

fiind sarac in fenilalanina si echilibrat in ceea ce priveste restul

aminoacizilor esentiali dar are gust de lsquomedicamentrsquo (spun pacientii)

Periflex este bogat in fier

Suplimente precum uleiul de peste (pentru ca intr-o alimentatie

fara PHE trebuie un aport crescut de acizi grasi cu lanturi lungi

caci ei lipsesc) vor ajuta la imbunatatirea dezvoltarii neurologice

inclusiv coordonarea motorie fina Alte suplimente specifice care

pot fi necesare sunt fierul sau carnitina

TRATAMENT DIETETIC ldquoDiet for liferdquo

Dieta trebuie strict urmata

CARACTERISTICILE BOLILOR AUTOZOMAL DOMINANTE

Ele se manifesta la persoanele homozigote dar si heterozigote

pentru mutatia cauzatoare a patologiei

Persoana afectata are cel putin unul dintre parinti bolnav acesta

are gena speifica bolii in stare heterozigota sau homozigota

Cand o persoana este bolnava datorita unei mutatii ce se

transmite autozomal dominant riscul de a avea un copil afectat

este de 50 daca este heterozigota si respectiv 100 daca este

homozigota

Transmisia este pe verticala din generatie in generatie

Seneb un pitic al dinastiei a 4a sau

a5a sef al garderobei regale si

preot al cultului funerar Khufu

impreuna cu familia sa sotia si copii

de statura normala

AcondroplaziaAcondroplazia este una din cauzele este una din cauzele

aparitiei aparitiei nanismului nanismului

(piticismului)(piticismului)

Caracteristicile sindromului includ Caracteristicile sindromului includ

Statura mica cu membre proportional de scurteStatura mica cu membre proportional de scurte

Un cap mare Un cap mare (macrocefalie)(macrocefalie)

O frunte prominenta O frunte prominenta (bose frontal )(bose frontal )

Radacina nasului aplatizata Radacina nasului aplatizata

Acondroplazia

Este o tulburare a cresterii osoase datorita unei mutatii specifice

Cartilajul prezinta dificultati in a fi convertit in os avand drept rezultat piticismulnanismul

Desi nu se cunoaste un tratament geneticgenic totusi pot fi ameliorate simptomele asociate frecvent cu boala precum problemele respiratorii

Desi literal numele bolii inseamna ldquofara formarea cartilajului totusi problema nu o reprezinta formarea acestuia ci transformarea cartilajului in os in mod special in cazul oaselor lungi ale bratelor si picioarelor

Inaltimea medie a adultilor este de

131 cm pentru barbati

si 123 cm pentru femei

Gena responsabila FGFR3 este acronimul pentru

fibroblast growth factor receptor 3 care este proteina pe care o codifica adica receptorul 3 pentru factorul de crestere fibroblastic

Localizarea citogenetica a genei FGFR3 4p163

Localizarea moleculara pe cromozomul 4 de la perechea de baze 1762853 la perechea 1777828 (14kb)

Proteina are rol in dezvoltarea si conservarea tesutului osos si cerebral

Functia Genei FGFR3Cercetatorii cred ca receptorul pe

care il codifica regleaza osificarea si aceasta in mod particular la nivelul oaselor lungi

Mutatii ale genei FGFR3 determina activarea exagerata a receptorului ceea ce interfera cu osificarea si conduce la tulburari ale cresterii oaselor fenomen caracteristic acondroplaziei

Aceasta teorie este sustinuta de catre modelul soarecilor knockout care nu au receptorul reglarea negativa a formarii oaselor fiind deci pierduta Rezultatul consta intr-un soarece cu oase excesiv de lungi si vertebre elongate respectiv o coada lunga

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi mostenita sau poate fi rezultatul unei noi mutatii a genei FGFR3

In majoritatea cazurilor (80) boala se datoreaza unei noi mutatii deoarece parintii celor avand acondroplazie au talie medie (normala) dar inca nu se stie cauza aparitiei acestor mutatii

Copii cu acondroplazie pot avea probleme auditive de vorbire si de respiratie toate putand fi tratate

Tratmentul implica prevenirea sau tratarea semnelor simptomelor sau altor manifestari asociate care apar ca rezultat al bolii

Totodata sprijinul social si familial este o parte importanta a tratmentului

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi detectata inainte de nastere prin ecografie

Diagnosticul ecografic se face pe baza discordantei progresive dintre lungimea femurului si diametrul biparietal in functie de varsta Mana cu aspect de trident poate fi de asemenea vizualizata daca degetele sunt in intregime extinse

Aditional testarea ADN inainte de nastere poate detecta homozigozitatea atunci cand sunt mostenite doua copii ale genei mutante boala este letala ceea ce conduce la avort

Imaginea este o radiografie a mainii unui tanar cu

acondroplazie Forma caracteristica de tridentldquo

apare datorita separarii policelui de degetul al

doilea cat si a degetelor trei si patru Se pot observa

oasele tubulare scurtate ale mainii in mod particular

falangele proximale

Imaginea din dreapta mana unui adult cu oase scurte tubulare cu ulna subtiata specific acondroplaziei

Boala se poate transmite din generatie in generatie

Persoanele cu acondroplazie pot transmite boala

descendentilor

Riscul este de 12

Cum se mosteneste acondroplazia

Daca ambii parinti au acondroplazie copii au un risc de 1 din 4 de a mosteni gena de la ambii parinti devenind homozigoti pentru gena mutanta

Noii nascuti care mostenesc ambele gene

sunt considerati ca avand o forma severa

de acondroplazie supravietuirea lor nu

depaseste 12 luni

Boala Huntington (HD)

Este o tulburare neurodegenerativa progresiva caracterizata prinMiscari choreiforme (necoordonate ndash desi ele

pot parea coordonate - involuntare ale corpului)

Chorea era sugestiv imaginata a fi un dans

grotesc Cuvantul chorea provine din lb

greaca insemnand dans

Probleme psichiatrice si

dementa ( declinul unor capacitati mentale)

Boala Huntington In jurul varstei de 35 - 40 de ani apar simptome usoare

neindemanare uitare si modificarea personalitatii In urmatorii 10-20 de ani de la debut o persoana cu

HD isi pierde gradual intregul control mental si fizic

Astazi nu Astazi nu exista o exista o terapie terapie pentru HD pentru HD unele unele medicamentmedicamente putand e putand insa insa ameliora ameliora simptomelesimptomele

HD

Este o boala neurologica caracterizata prin tulburarea

functiei motorii

Alela mutanta determina aparitia unei proteine anormale

ce contine un numar mare de repetitii ale aa glutamina

Proteina anormala este toxica pentru tesutul nervos

conducand la aparitia semnelor si simptomelor

caracteristice bolii

O singura copie a genei anormale este suficienta pentru a

conferi boala

Gena Huntingtin (HTT) numita si gena HD (Huntington disease) sau gena IT15 (interesting transcript 15) este localizata pe bratul scurt al cromozomului 4 (4p163)

Localizarea genei HTT

Cytogenetic 4p163Molecular pe cz 4 Perechile de baze

de la 3046205 to 3215484

Boala Huntington (HD) Este cauzata de repetitia unei expansiuni

anormale trinucleotidice (CAG) In mod normal repetitia CAG trebuie sa fie

intre 7 si 35 de repetitii Gena HTT codifica proteina huntingtina si

daca este anormala ea contine o expansiune poliglutaminica

Huntingtina este prezenta in numeroase tesuturi nivelurile cele mai ridicate se gasesc intracerebral desi nu i se cunosc cu siguranta functiile se considera ca proteina este necesara pentru dezvoltarea intrauterina

Boala Huntington (HD)

HTT contine o secventa de baze azotate mdash citozina -adenina-guanina (CAG)mdashrepetata de multiple ori ( sa CAGCAGCAG) la capatul 5rsquo avand denumirea de repetitii trinucleotidice

Codonul CAG codifica amino acidul glutamina ai

se va sintetiza un lant de glutamine ce este cunoscut

astazi sub denumirea de tract poliglutaminic sau

polyQ iar partea repetata a genei se numeste

regiunea PolyQ

Cum se mosteneste HD HD este monogenica si transmisa din generatie in

generatie Avand un parinte afectat fiecare copil are un risc de

12 sa mosteneasca HD

Copii care Copii care nu au gena nu au gena cu cu certitudine certitudine nu vor face nu vor face boala si nici boala si nici nu o vor nu o vor transmite transmite mai departe mai departe descendentildescendentilor or

Huntington disease (HD)

Boala afecteaza cu precadere neuronii

Majoritatea cazurilor debuteaza clinic pe la mijlocul vietii intre 35 si 42 de ani

3 din cazuri sunt Huntington juvenil si debuteaza inainte de 15 ani

Debutul tardiv este peste 50 de ani

Numar de repetitii

Clasificare Statusul bolii

lt27 Normal Neafectat

27ndash35 Intermediar Neafectat

36ndash39 Penetranta Redusa

+- Afectat

gt39 Penetranta totalacompleta

Afectat

Gravitatea bolii corelata cu numarul de repetitii trinucleotidice

Nu exista un algoritm precis

Mutatiile dinamice (repetitii trinucleo-

tidice instabile) Deci Boala Huntington este una dintre

maladiile ce au drept cauza repetitiile trinucleotidice (CAGCTG) la fel candash sindromul X Fragil (repetitii CCGCGG peste

52de ori la nivelul Xq273)

ndash distrofia miotonica (repetitii CTG peste 50de ori la nivelul 19q132)

ndash atrofia musculara spinobulbara Kennedy (repetitii CAG de peste 36 de ori la nivelul Xq11-12)

S-au identificat 14 boli ce au drept cauza astfel de mutatiile dinamice

Testare moleculara pentru HD

Persoanele care au pe cineva bolnav in familie si doresc sa stie daca au mostenit gena bolii pot cere realizarea unui diagnostic molecular Bineinteles ca daca sunt purtatoare ale genei mutante HTT nu se va putea preciza momentul in care vor debuta simptomele Desi nu exista inca un tratament curativ testarea genetica poate fi de ajutor persoanelor la risc in vederea luarii unor decizii privind viitorul lor Totusi majoritatea decid sa nu faca acest test

Analiza ADN a bolii Analiza ADN a bolii Huntington Huntington

Fiecare coloana arata ADN -ul Fiecare coloana arata ADN -ul altei persoanealtei persoane

2 benzi in zona normala (N) 2 benzi in zona normala (N) apartin celor neafectati apartin celor neafectati

O banda in zona H arata o O banda in zona H arata o persoana care va deveni persoana care va deveni bolnava de HDbolnava de HDDepartment of Neurogenetics Institute of Department of Neurogenetics Institute of Neurology LondonNeurology London

1 2 3 4 5 6 7

Testarea pentru HD

Screeningul embrionar este de asemenea posibil ai persoanele bolnave sau cu risc crescut vor putea fi sigure ca nu au transmis boala copiilor

Este deci posibil ca mamele ce iau in considerare avortul unui fat avand gena mutanta HTT sa poata avea un test al embrionului (diagnostic prenatal)

Alte tehnici precum diagnosticul genetic preimplantatoriu in situatia unei fertilizari in vitro pot fi utile pentru a se asigura sanatatea viitorului nou-nascut

Chorea Huntington

Noile descoperiri in domeniul geneticii fac posibla detectarea bolii intrauterin sau cand inca nu este manifesta

Cu toate acestea si respectiv in ciuda posibilitatii unui diagnostic molecular atat modalitatile de diagnostic cat si cele de interventie actuale nu inlocuiesc metodele mai vechi (precum calcularea prognosticului genetic pe baza legii probabilitatilor conditionate a lui Bayes) ci sunt sinergice

Neurofibromatoza tip I (NF-1) cunoscuta si drept Boala Recklinghausen

Se caracterizeaza prin aparitia unor tumori

benigne localizate oriunde pe corp

In copilarie apar mai intai niste pete cafeacute-

au-lait la nivel tegumentar

Cu inaintarea in varsta apar mai multe

tumori care deniveleaza pielea

NF1 se poate asocia uneori cu dificultatea

de a invata

Simptomele NF1 variaza mult chiar in

cadrul aceleasi familii (expresivitate

variabila a genei)

A girl with neurofibromatosis A girl with neurofibromatosis (left)(left)The Neurofibromatosis Association The Neurofibromatosis Association (wwwnfazetnetcouk(wwwnfazetnetcouk

Cum se mosteneste neurofibromatoza

Aproximativ jumatate din persoanele cu

NF1 au parinti sanatosi noua mutatie

aparand in gametogeneza parentala

Persoanele afectate transmit NF1 daca

un parinte are NF1 fiecare copil al sau are

o sansa de 1 din 2 sa se nasca normal si

respectiv un risc de 1 din 2 de a fi bolnav

In timp ce persoanele bolnave transmit

boala cele sanatoase din aceeasi familie

vor avea numai copii fara NF1

TRANSMITERE AUTOZOMAL DOMINANTA

httpradiographicsrsnaorgcontent252455F1expansion

NEUROFIBROAME CUTANTE

Zone hiperpigmentate la nivelul irisului = nodulii Lisch

Neurofibromatoza tip I

NF-1 este o boala tumorala cauzata de malfunctia genei NF1 de pe cromozomul 17p care este responsabila de controlul diviziunii celulare

Gena NF-1 codifica o proteina numita neurofibromina ce controleaza procesele de proliferare si diferentiere celulara Neurofibromina este un reglator negativ al oncogenei Ras

Neurofibromina se sintetizeaza in multe tipuri de celule ale organismului dar in principal in neuroni celule Schwann celule gliale si chiar in etapele de inceput ale dezvoltarii melanocitelor

Incidenta NF-1 este de aproximativ 1 in 3500 nn

Neurofibromatoza tip 1 Deseori se asociaza cu scolioza (sau alte modificari osoase) si cu

probleme oculare NF1 nu este letala si nici contagioasa dar uneori evolueaza

malign Gena NF1 are una dintre cele mai inalte rate de mutatii spontane

de la nivelul intregului genom uman Mutatiile care produc boala sunt extrem de variate (greu de

evidentiat in laborator)ndash Deletii

ndash Insertii

ndash Mutatii cu sens gresit (engl missense)

ndash Mutatii nonsens

ndash Mutatii ce afecteaza matisarea normala a exonilor

Sindromul Marfan Sindromul Marfan

Este transmis autozomal dominantEste transmis autozomal dominant

Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic

rezulta din rezulta din noi mutatiinoi mutatii in gena FBN1 care codifica in gena FBN1 care codifica

fibrilinafibrilina o proteina ce intra in alcatuirea o proteina ce intra in alcatuirea

miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane

fara antecedente heredocolaterale (familiale) de fara antecedente heredocolaterale (familiale) de

sd Marfansd Marfan

Sindromul se caracterizeaza prin Sindromul se caracterizeaza prin pleiotropie si pleiotropie si

expresivitate variabilaexpresivitate variabila in familii in familii

Anomalii osoase Luxatie de cristalin

Anomalii ale valvelor cardiace Disectie de aortaDisectie de aorta

decesdeces

Sindromul Marfan

Modificarea fibrilinei va determina Modificarea fibrilinei va determina incapacitatea de producere a unui incapacitatea de producere a unui tesut tesut conjunctivconjunctiv normal normal

Indivizii afectati sunt inalti slabi cu Indivizii afectati sunt inalti slabi cu picioare brate si degete lungi miopi iar picioare brate si degete lungi miopi iar peretele aortei lor este foarte slab peretele aortei lor este foarte slab

Astfel se crede astazi ca Abraham Astfel se crede astazi ca Abraham Lincoln ar fi putut avea sdMarfanLincoln ar fi putut avea sdMarfan

Ce este sd MarfanCe este sd Marfan

Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul conjunctiv conjunctiv

Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase ligamente muschi perete vascular si valve cardiaceligamente muschi perete vascular si valve cardiace

Sindromul afecteaza majoritatea organelor si Sindromul afecteaza majoritatea organelor si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul (aorta) (aorta)

Semnele si simptomele sd Marfan Semnele si simptomele sd Marfan variaza larg dpdv al variaza larg dpdv al severitatii momentului de instalare si ratei de severitatii momentului de instalare si ratei de progresieprogresie

Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete lungi =arachnodactilielungi =arachnodactilie

O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea trunchiului raport ce este mai mare decat normaltrunchiului raport ce este mai mare decat normal

arahnodactilie

Sd Marfan Sd Marfan

Alte aspecte includ o neobisnuita Alte aspecte includ o neobisnuita flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si ingusta un palat dur inalt arcuit dinti ingusta un palat dur inalt arcuit dinti suprapusiinghesuiti o curbura anormala a suprapusiinghesuiti o curbura anormala a coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern infundat (pectus excavatum) fie proeminent infundat (pectus excavatum) fie proeminent (pectus carinatum) (pectus carinatum)

Jumatate dintre cei cu sd Marfan au Jumatate dintre cei cu sd Marfan au probleme oculare ectopia cristalinului uni- probleme oculare ectopia cristalinului uni- sau bilaterala miopie Cataracta cu debut sau bilaterala miopie Cataracta cu debut dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea mai frecventmai frecvent

Sd Marfan ndash gravitatea este data de Sd Marfan ndash gravitatea este data de anomaliile cardiaceanomaliile cardiace Acestea sunt urmate de oboseala respiratie Acestea sunt urmate de oboseala respiratie

ingreunata si batai neregulate absente sau ingreunata si batai neregulate absente sau suplimentare ale inimii (palpitatii)suplimentare ale inimii (palpitatii)

Aorta poate avea un perete subtire poate fi Aorta poate avea un perete subtire poate fi ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ingrosare la nivelul peretelui ingrosare la nivelul peretelui (anevrism)(anevrism)

Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva aortica sau poate conduce la ruperea spontana a aortica sau poate conduce la ruperea spontana a peretelui aorticperetelui aortic (disectie) (disectie)

Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei la decesla deces

Va simtiti impachetati in date

Sau doarhellipplutiti

Page 15: Genetica - Curs 10

Pilocarpinastimuleaza secretiasudorala

Conc Cl-

(mmolL )Rezultate

lt 40 Normal

40-60 La limita

gt 60 Anormal

Testul sudorii - interpretare

In mucoviscidoza canalul CFTR de clor este lsquodefectrsquo si nu permite procesul normal de reabsorbtie a Cl- in celulele din ductul glandelor sudoripare pentru a fi refolosit

Prin urmare mai mult clor sta in duct si pe piele in sudoare

Desi canalele de sodiu sunt normale anionii de clor lsquocaptureazarsquo cationii de sodiu

Aceasta se intampla pentru ca secretia sudorala sa ramana neutra electric

httpwwwglowmcomp=glowmcmlsection_viewamparticleid=344

A Relatia dintre gena si un RFLP-lincat KM19 de pe cz 7 + alela KM19 prezenta iar ndash alela absenta la nivelul situsului de restrictie

B B Diagnosticul bolii utilizand RFLP-ul KM19 in ADN amplificat prin PCR Dupa PCR ADN a fost supus digestiei enzimatice cu Pst I si s-a efectuat electroforeza

ANALIZEMOLECULARE

Analiza ADN cu sonde oligonucleotidice specifice unei alele (ASO)

9 pacienti cu mucoviscidoza ADN-ul genomic nefractionat imobilizat pe o membrana de nitroceluloza va hibrida cu sonda heteroduplexul tinta ndash sonda este evidentiat in cele 9 cazuri prin autoradiografie

Sonde monocatenare specifice -ADN normal fara Mutatia Δ F508

- ADN cu mutatia Δ F508

-htz 179-hz 23458

Ce se intampla Nu uitati b autozrec lt== se manifesta doar la homozigotii recesivi

Deci la Htz trebuie sa mai fie alta mutatie prezenta pt a fi bolnavi Iar pacientul 6 are 2 mutatii diferite de Δ F508 (

httpwwwglowmcomp=glowmcmlsection_viewamparticleid=344 )

Mucoviscidoza

Frecventa crescuta a heterozigotilor purtatori in cadrul populatiei generale (1 25) a condus la emiterea ipotezei ca si in acest caz exista un avantaj selectiv

Exista mai multe teorii astfel de ex se presupune ndash a fi implicata susceptibilitatea redusa la diareea epidemica

(holera)ndash ca purtatorii genei sunt rezistenti la febra tifoida si chiar tbc

Concluzia heterozigotii sunt mai rezistenti la aceste infectii determinand o frecventa crescuta a genei in populatia generala

Boala este destul de frecventa in Europa (1 2500 nn)

Mostenirea bolilor ldquoereditarerdquo este complexa

Majoritatea bolilor nu au un mod simplu de transmitere ereditara

Multi factori influenteaza capacitatea genelor de a lsquocladirsquo proteinepolipeptide

Mutatii diferite in aceeasi gena pot produce o gama larga de efecte

In cazul mucoviscidozei gena care controleaza productia mucusului poate suferi peste 300 de mutatii diferite unele produc simptome severe (chiar decesul fiind vorba de o gena letala)) unele produc simptome usoare si altele nu produc nici un fel de simptome

Tratamentul mucoviscidozei dg prenatal ndash depistarea mutatiei screening neonatal fertilizare in vitro si dg genetic preimplantatoriu tratamentul simptomelor infectiilor

bronhopulmonare (antibiotice) stimularea eliminarii secretiilor (fizioterapie

gimnastica aerosoli ndash pot fi si cu alfa dornaza o dezoxiribonucleaza umana recombinanta care scindeaza ADN-ul din sputa scazandu-i vascozitatea)

cresterea imunitatii (mese hipercalorice si vitamine) transplant pulmonar bilateral terapia genica ar urma sa inlocuiasca gena mutanta

cu una normala (uneori lipozomii vectorii virali nu sunt preluati de celule alteori gena normala nu se exprima)

Tratament genichelliphellip inca se testeazahellip

httpwwwcfgenetherapyorgukresearchaerosolhtml

Conform bazei de date canadiene (Cystic Fibrosis Mutation Database) peste 1800 mutatii ale genei CFTR au fost descrise din 1989 cand a fost descoperita

Traditional mutatiile CFTR sunt impartite in 6 clase pe baza efectului probabil

Clasa I produc o proteina nefunctionala Clasa II determina o procesare defectuoasa a proteinei (ex Deletia

F508) Clasa III produc o reglare defectuoasa a canalului Clasa IV determina o conductanta deficitara la nivelul canalului Clasa V se caracterizeza prin splicing anormal Clasa VI sunt mutatii cu efecte necunoscute

Clasificarea mutatiilor ce produc mucoviscidoza

Model toretic al structurii CFTR (impachetarea)

copy2008 by National Academy of Sciences

Tratamentul mucoviscidozei

In mutatiile din clasa II CFTR fiind impachetata gresit este degradata inainte sa ajunga la membrana apicala a celulei

Daca o astfel de proteina incorect impachetata ajunge pana la membrana celulara ea poate functiona suficient pentru a avea un efect vizibil clinic

Corectorii pot interveni ajutand CFTR sa atinga membrana apicala a celulei

Mutatiile din clasa III determina o deschidere redusa a canalului CFTR si implicit un flux scazut de ioni de clor prin lumenul cailor respiratorii

Aceste mutatii precum G551D sunt relativ rare si bolnavii sunt candidati pentru terapia cu potentiatori

Potentiatorii amplifica sau redau functia unei proteine CFTR care este corect localizata la nivelul membranei celulare

Poate ca exista deja un tratament dar nu l-am gasit

Tratamentul mucoviscidozei

In ultimii ani au aparut terapii care vizeaza modularea proteinei CFTR respectiv medicamente care au ca tinta defecte specifice precum transcriptia procesarea sau chiar activitatea CFTR

Medicamentele sunt molecule mici administrate oral si se clasifica in - produse care permit ribozomului sa citeasca prin codonul stop prematur

din ARNm al CFTR (dar nu si codonii stop normali) - corectori care permit impachetarea corecta a CFTR si - potentiatori care sporesc activitatea canalului de clor de la suprafata

celulei [Ashlock et al 2009 OSullivan and Freedman 2009]

FModalitati terapeutice posibile in mucoviscidoza-PTC124reg (Ataluren) permite citirea peste codonul stop anormal precum in mutatiile din clasa I-Corectori de tipul VX-809 utili in mutatiile din clasa II-Potentiatori de tipul VX-770 utili in clasele II III si IV

Celule epiteliale ale cailor respiratorii unde proteina CFTR este colorata in albastru

Tratamentul mucoviscidozei

Ivacaftor (Kalydeco sau VX-770) produs de Vertex Pharmaceuticals se administreaza in SUA din 2012 la pacientii cu mutatia G551D (cate 2 tabletezi cu alimente bogate in lipide) observandu-se imbunatatirea functiei respiratorii si luarea in greutate

G551D este abrevierea standard pentru mutatia in care aminoacidul GLICINA (G) din pozitia 551este inlocuit cu acidul aspartic (D)

G551D produce 4-5 din imbolnavirile cu mucoviscidoza Mutatia G551D permite proteinei CFTR sa ajunga la suprafata celulei

epiteliale dar nu permite transportul clorului prin canalul ionic Ivacaftor imbunatateste acest transport Astfel de medicamente sunt

incluse in potentiatori ai CFTR Acesta devine domeniul unei farmacoterapii personalizate

Fenilalanin-hidroxilaza (PAH) metabolizeaza amino-acidul fenilalanina si il transforma in amino-acidul tirozina

FENILCETONURIA (PKU)Boala se incadreaza in dismetabolii

FENILCETONURIA (PKU)

Gena PAH are 100 kb locusul ei fiind pe cromozomul

12q22ndashq241

Gena PAH cuprinde 13 exoni

Exista cateva sute de mutatii (lista poate fi gasita la PAHdb) ce pot

determina aparitia bolii

Datorita acestei heterogenitati alelice cei mai multi

bolnavi sunt heterozigoti compusi (adica au doua mutatii

diferite)

Fenilcetonuria

PKU este transmisa autozomal recesiv

Mutatia genei PAH determina incapacitatea enzimei

hepatice fenilalanin-hidroxilaza (PAH) de a metaboliza amino-

acidul fenilalanina si deci de a-l transforma in amino-

acidul tirozina

Cand activitatea PAH este redusa fenilalanina se acumuleaza

si este convertita in acidul fenilpiruvic acidul fenillactic

si feniletilamina (fenilcetone) ce pot fi detectate in urina (test

dg) (PHE este metabolizata pe calea minora a transaminazelor pana la fenilcetone)

Absenta tirozinei este urmata de o sinteza deficitara de neurotransmitatori

PKU Manifestarea clinica majora o reprezinta retardul mental datorat

acumularii de fenilalanina care devine donorul major de grupari amino in activitatea

aminotransferazei ducand la depletia tesutului nervos de α-ketoglutarat Absenta α-

ketoglutaratului la nivel cerebral blocheaza ciclul acizilor tricarboxilici (ciclul Krebs) si deci productia aeroba de energie care este esentiala pentru dezvoltarea cerebrala normala Alt mecanism explica competitia pentru transportor in vederea traversarii barierei hematoencefalice Fenilalanina in exces in sange va satura transportorul impiedicand astfel trecerea altor aa necesari pentru sinteza proteica si cea a neurotransmitatorilor Cresterea concentratiei de fenilalanina impiedica dezvoltarea cerebrala cauzind retard mental

Retard al cresterii staturo-ponderale

httpwwwrankercomlistphenylketonuria-symptomsreference

Pigmentatie cutanata redusa blonzi cu ochii albastri Melanina pigment responsabil pentru culoarea pielii si parului este deficitara

-Hiperactivitate si deficit de atentie-Abilitati sociale deficitare-Miscari necoordonate al membrelor-Brahicefalie si microcefalie-Convulsii termuraturi

httpwwwzunivnetphysiologybookchapter30html

Tirozina (sintetizata din PHE) este precursor al melaninei

Datorita acumularii PHE scade sinteza de tirozina si implicit de melanina in piele

httpwwwncbinlmnihgovpubmedhealthPMH0002150

Dg-TESTUL GUTHRIE

N absenta cresterii coloniilorde Bacillus subtilis in prezenta unui inhibitor (beta2-tienilalanina)aN coloniile cresc in caz de PKU datorita prezentei fenilalaninei in exces din sangele recoltat

SCREENING NEONATAL (alaturi de hipotiroidie)

Recoltaredin calcii

Coloniile cresc in prezenta fenilalaninei

httpusersrcncomjkimballmaultranetBiologyPagesPPhenylketonuriahtml

Prezenta genei PHAse poate determinamolecular

Impedimente in folosirea tehnicilor de genetica moleculara

1 Nu sunt cunoscute toate mutatiile genei PAH care

determina PKU Majoritatea cazurilor sunt

heterozigoti compusi deci si tehnica ASO nu este

mereu concludenta

2 Tehnicile nu sunt folosite in mod curent in

laboratoarele clinicilor

3 Sunt mai scumpe comparativ cu testul Guthrie

httpswwwcounsylcomlearnearly-childhood-treatment

Regim alimentar

Prognosticul este bun daca regimul este inceput foarte devreme si mentinut toata viata

TRATAMENT Lofenalac este un produs facut special pentru copiii cu PKU

inlocuind laptele Poate fi folosit toata viata ca sursa de proteine

fiind sarac in fenilalanina si echilibrat in ceea ce priveste restul

aminoacizilor esentiali dar are gust de lsquomedicamentrsquo (spun pacientii)

Periflex este bogat in fier

Suplimente precum uleiul de peste (pentru ca intr-o alimentatie

fara PHE trebuie un aport crescut de acizi grasi cu lanturi lungi

caci ei lipsesc) vor ajuta la imbunatatirea dezvoltarii neurologice

inclusiv coordonarea motorie fina Alte suplimente specifice care

pot fi necesare sunt fierul sau carnitina

TRATAMENT DIETETIC ldquoDiet for liferdquo

Dieta trebuie strict urmata

CARACTERISTICILE BOLILOR AUTOZOMAL DOMINANTE

Ele se manifesta la persoanele homozigote dar si heterozigote

pentru mutatia cauzatoare a patologiei

Persoana afectata are cel putin unul dintre parinti bolnav acesta

are gena speifica bolii in stare heterozigota sau homozigota

Cand o persoana este bolnava datorita unei mutatii ce se

transmite autozomal dominant riscul de a avea un copil afectat

este de 50 daca este heterozigota si respectiv 100 daca este

homozigota

Transmisia este pe verticala din generatie in generatie

Seneb un pitic al dinastiei a 4a sau

a5a sef al garderobei regale si

preot al cultului funerar Khufu

impreuna cu familia sa sotia si copii

de statura normala

AcondroplaziaAcondroplazia este una din cauzele este una din cauzele

aparitiei aparitiei nanismului nanismului

(piticismului)(piticismului)

Caracteristicile sindromului includ Caracteristicile sindromului includ

Statura mica cu membre proportional de scurteStatura mica cu membre proportional de scurte

Un cap mare Un cap mare (macrocefalie)(macrocefalie)

O frunte prominenta O frunte prominenta (bose frontal )(bose frontal )

Radacina nasului aplatizata Radacina nasului aplatizata

Acondroplazia

Este o tulburare a cresterii osoase datorita unei mutatii specifice

Cartilajul prezinta dificultati in a fi convertit in os avand drept rezultat piticismulnanismul

Desi nu se cunoaste un tratament geneticgenic totusi pot fi ameliorate simptomele asociate frecvent cu boala precum problemele respiratorii

Desi literal numele bolii inseamna ldquofara formarea cartilajului totusi problema nu o reprezinta formarea acestuia ci transformarea cartilajului in os in mod special in cazul oaselor lungi ale bratelor si picioarelor

Inaltimea medie a adultilor este de

131 cm pentru barbati

si 123 cm pentru femei

Gena responsabila FGFR3 este acronimul pentru

fibroblast growth factor receptor 3 care este proteina pe care o codifica adica receptorul 3 pentru factorul de crestere fibroblastic

Localizarea citogenetica a genei FGFR3 4p163

Localizarea moleculara pe cromozomul 4 de la perechea de baze 1762853 la perechea 1777828 (14kb)

Proteina are rol in dezvoltarea si conservarea tesutului osos si cerebral

Functia Genei FGFR3Cercetatorii cred ca receptorul pe

care il codifica regleaza osificarea si aceasta in mod particular la nivelul oaselor lungi

Mutatii ale genei FGFR3 determina activarea exagerata a receptorului ceea ce interfera cu osificarea si conduce la tulburari ale cresterii oaselor fenomen caracteristic acondroplaziei

Aceasta teorie este sustinuta de catre modelul soarecilor knockout care nu au receptorul reglarea negativa a formarii oaselor fiind deci pierduta Rezultatul consta intr-un soarece cu oase excesiv de lungi si vertebre elongate respectiv o coada lunga

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi mostenita sau poate fi rezultatul unei noi mutatii a genei FGFR3

In majoritatea cazurilor (80) boala se datoreaza unei noi mutatii deoarece parintii celor avand acondroplazie au talie medie (normala) dar inca nu se stie cauza aparitiei acestor mutatii

Copii cu acondroplazie pot avea probleme auditive de vorbire si de respiratie toate putand fi tratate

Tratmentul implica prevenirea sau tratarea semnelor simptomelor sau altor manifestari asociate care apar ca rezultat al bolii

Totodata sprijinul social si familial este o parte importanta a tratmentului

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi detectata inainte de nastere prin ecografie

Diagnosticul ecografic se face pe baza discordantei progresive dintre lungimea femurului si diametrul biparietal in functie de varsta Mana cu aspect de trident poate fi de asemenea vizualizata daca degetele sunt in intregime extinse

Aditional testarea ADN inainte de nastere poate detecta homozigozitatea atunci cand sunt mostenite doua copii ale genei mutante boala este letala ceea ce conduce la avort

Imaginea este o radiografie a mainii unui tanar cu

acondroplazie Forma caracteristica de tridentldquo

apare datorita separarii policelui de degetul al

doilea cat si a degetelor trei si patru Se pot observa

oasele tubulare scurtate ale mainii in mod particular

falangele proximale

Imaginea din dreapta mana unui adult cu oase scurte tubulare cu ulna subtiata specific acondroplaziei

Boala se poate transmite din generatie in generatie

Persoanele cu acondroplazie pot transmite boala

descendentilor

Riscul este de 12

Cum se mosteneste acondroplazia

Daca ambii parinti au acondroplazie copii au un risc de 1 din 4 de a mosteni gena de la ambii parinti devenind homozigoti pentru gena mutanta

Noii nascuti care mostenesc ambele gene

sunt considerati ca avand o forma severa

de acondroplazie supravietuirea lor nu

depaseste 12 luni

Boala Huntington (HD)

Este o tulburare neurodegenerativa progresiva caracterizata prinMiscari choreiforme (necoordonate ndash desi ele

pot parea coordonate - involuntare ale corpului)

Chorea era sugestiv imaginata a fi un dans

grotesc Cuvantul chorea provine din lb

greaca insemnand dans

Probleme psichiatrice si

dementa ( declinul unor capacitati mentale)

Boala Huntington In jurul varstei de 35 - 40 de ani apar simptome usoare

neindemanare uitare si modificarea personalitatii In urmatorii 10-20 de ani de la debut o persoana cu

HD isi pierde gradual intregul control mental si fizic

Astazi nu Astazi nu exista o exista o terapie terapie pentru HD pentru HD unele unele medicamentmedicamente putand e putand insa insa ameliora ameliora simptomelesimptomele

HD

Este o boala neurologica caracterizata prin tulburarea

functiei motorii

Alela mutanta determina aparitia unei proteine anormale

ce contine un numar mare de repetitii ale aa glutamina

Proteina anormala este toxica pentru tesutul nervos

conducand la aparitia semnelor si simptomelor

caracteristice bolii

O singura copie a genei anormale este suficienta pentru a

conferi boala

Gena Huntingtin (HTT) numita si gena HD (Huntington disease) sau gena IT15 (interesting transcript 15) este localizata pe bratul scurt al cromozomului 4 (4p163)

Localizarea genei HTT

Cytogenetic 4p163Molecular pe cz 4 Perechile de baze

de la 3046205 to 3215484

Boala Huntington (HD) Este cauzata de repetitia unei expansiuni

anormale trinucleotidice (CAG) In mod normal repetitia CAG trebuie sa fie

intre 7 si 35 de repetitii Gena HTT codifica proteina huntingtina si

daca este anormala ea contine o expansiune poliglutaminica

Huntingtina este prezenta in numeroase tesuturi nivelurile cele mai ridicate se gasesc intracerebral desi nu i se cunosc cu siguranta functiile se considera ca proteina este necesara pentru dezvoltarea intrauterina

Boala Huntington (HD)

HTT contine o secventa de baze azotate mdash citozina -adenina-guanina (CAG)mdashrepetata de multiple ori ( sa CAGCAGCAG) la capatul 5rsquo avand denumirea de repetitii trinucleotidice

Codonul CAG codifica amino acidul glutamina ai

se va sintetiza un lant de glutamine ce este cunoscut

astazi sub denumirea de tract poliglutaminic sau

polyQ iar partea repetata a genei se numeste

regiunea PolyQ

Cum se mosteneste HD HD este monogenica si transmisa din generatie in

generatie Avand un parinte afectat fiecare copil are un risc de

12 sa mosteneasca HD

Copii care Copii care nu au gena nu au gena cu cu certitudine certitudine nu vor face nu vor face boala si nici boala si nici nu o vor nu o vor transmite transmite mai departe mai departe descendentildescendentilor or

Huntington disease (HD)

Boala afecteaza cu precadere neuronii

Majoritatea cazurilor debuteaza clinic pe la mijlocul vietii intre 35 si 42 de ani

3 din cazuri sunt Huntington juvenil si debuteaza inainte de 15 ani

Debutul tardiv este peste 50 de ani

Numar de repetitii

Clasificare Statusul bolii

lt27 Normal Neafectat

27ndash35 Intermediar Neafectat

36ndash39 Penetranta Redusa

+- Afectat

gt39 Penetranta totalacompleta

Afectat

Gravitatea bolii corelata cu numarul de repetitii trinucleotidice

Nu exista un algoritm precis

Mutatiile dinamice (repetitii trinucleo-

tidice instabile) Deci Boala Huntington este una dintre

maladiile ce au drept cauza repetitiile trinucleotidice (CAGCTG) la fel candash sindromul X Fragil (repetitii CCGCGG peste

52de ori la nivelul Xq273)

ndash distrofia miotonica (repetitii CTG peste 50de ori la nivelul 19q132)

ndash atrofia musculara spinobulbara Kennedy (repetitii CAG de peste 36 de ori la nivelul Xq11-12)

S-au identificat 14 boli ce au drept cauza astfel de mutatiile dinamice

Testare moleculara pentru HD

Persoanele care au pe cineva bolnav in familie si doresc sa stie daca au mostenit gena bolii pot cere realizarea unui diagnostic molecular Bineinteles ca daca sunt purtatoare ale genei mutante HTT nu se va putea preciza momentul in care vor debuta simptomele Desi nu exista inca un tratament curativ testarea genetica poate fi de ajutor persoanelor la risc in vederea luarii unor decizii privind viitorul lor Totusi majoritatea decid sa nu faca acest test

Analiza ADN a bolii Analiza ADN a bolii Huntington Huntington

Fiecare coloana arata ADN -ul Fiecare coloana arata ADN -ul altei persoanealtei persoane

2 benzi in zona normala (N) 2 benzi in zona normala (N) apartin celor neafectati apartin celor neafectati

O banda in zona H arata o O banda in zona H arata o persoana care va deveni persoana care va deveni bolnava de HDbolnava de HDDepartment of Neurogenetics Institute of Department of Neurogenetics Institute of Neurology LondonNeurology London

1 2 3 4 5 6 7

Testarea pentru HD

Screeningul embrionar este de asemenea posibil ai persoanele bolnave sau cu risc crescut vor putea fi sigure ca nu au transmis boala copiilor

Este deci posibil ca mamele ce iau in considerare avortul unui fat avand gena mutanta HTT sa poata avea un test al embrionului (diagnostic prenatal)

Alte tehnici precum diagnosticul genetic preimplantatoriu in situatia unei fertilizari in vitro pot fi utile pentru a se asigura sanatatea viitorului nou-nascut

Chorea Huntington

Noile descoperiri in domeniul geneticii fac posibla detectarea bolii intrauterin sau cand inca nu este manifesta

Cu toate acestea si respectiv in ciuda posibilitatii unui diagnostic molecular atat modalitatile de diagnostic cat si cele de interventie actuale nu inlocuiesc metodele mai vechi (precum calcularea prognosticului genetic pe baza legii probabilitatilor conditionate a lui Bayes) ci sunt sinergice

Neurofibromatoza tip I (NF-1) cunoscuta si drept Boala Recklinghausen

Se caracterizeaza prin aparitia unor tumori

benigne localizate oriunde pe corp

In copilarie apar mai intai niste pete cafeacute-

au-lait la nivel tegumentar

Cu inaintarea in varsta apar mai multe

tumori care deniveleaza pielea

NF1 se poate asocia uneori cu dificultatea

de a invata

Simptomele NF1 variaza mult chiar in

cadrul aceleasi familii (expresivitate

variabila a genei)

A girl with neurofibromatosis A girl with neurofibromatosis (left)(left)The Neurofibromatosis Association The Neurofibromatosis Association (wwwnfazetnetcouk(wwwnfazetnetcouk

Cum se mosteneste neurofibromatoza

Aproximativ jumatate din persoanele cu

NF1 au parinti sanatosi noua mutatie

aparand in gametogeneza parentala

Persoanele afectate transmit NF1 daca

un parinte are NF1 fiecare copil al sau are

o sansa de 1 din 2 sa se nasca normal si

respectiv un risc de 1 din 2 de a fi bolnav

In timp ce persoanele bolnave transmit

boala cele sanatoase din aceeasi familie

vor avea numai copii fara NF1

TRANSMITERE AUTOZOMAL DOMINANTA

httpradiographicsrsnaorgcontent252455F1expansion

NEUROFIBROAME CUTANTE

Zone hiperpigmentate la nivelul irisului = nodulii Lisch

Neurofibromatoza tip I

NF-1 este o boala tumorala cauzata de malfunctia genei NF1 de pe cromozomul 17p care este responsabila de controlul diviziunii celulare

Gena NF-1 codifica o proteina numita neurofibromina ce controleaza procesele de proliferare si diferentiere celulara Neurofibromina este un reglator negativ al oncogenei Ras

Neurofibromina se sintetizeaza in multe tipuri de celule ale organismului dar in principal in neuroni celule Schwann celule gliale si chiar in etapele de inceput ale dezvoltarii melanocitelor

Incidenta NF-1 este de aproximativ 1 in 3500 nn

Neurofibromatoza tip 1 Deseori se asociaza cu scolioza (sau alte modificari osoase) si cu

probleme oculare NF1 nu este letala si nici contagioasa dar uneori evolueaza

malign Gena NF1 are una dintre cele mai inalte rate de mutatii spontane

de la nivelul intregului genom uman Mutatiile care produc boala sunt extrem de variate (greu de

evidentiat in laborator)ndash Deletii

ndash Insertii

ndash Mutatii cu sens gresit (engl missense)

ndash Mutatii nonsens

ndash Mutatii ce afecteaza matisarea normala a exonilor

Sindromul Marfan Sindromul Marfan

Este transmis autozomal dominantEste transmis autozomal dominant

Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic

rezulta din rezulta din noi mutatiinoi mutatii in gena FBN1 care codifica in gena FBN1 care codifica

fibrilinafibrilina o proteina ce intra in alcatuirea o proteina ce intra in alcatuirea

miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane

fara antecedente heredocolaterale (familiale) de fara antecedente heredocolaterale (familiale) de

sd Marfansd Marfan

Sindromul se caracterizeaza prin Sindromul se caracterizeaza prin pleiotropie si pleiotropie si

expresivitate variabilaexpresivitate variabila in familii in familii

Anomalii osoase Luxatie de cristalin

Anomalii ale valvelor cardiace Disectie de aortaDisectie de aorta

decesdeces

Sindromul Marfan

Modificarea fibrilinei va determina Modificarea fibrilinei va determina incapacitatea de producere a unui incapacitatea de producere a unui tesut tesut conjunctivconjunctiv normal normal

Indivizii afectati sunt inalti slabi cu Indivizii afectati sunt inalti slabi cu picioare brate si degete lungi miopi iar picioare brate si degete lungi miopi iar peretele aortei lor este foarte slab peretele aortei lor este foarte slab

Astfel se crede astazi ca Abraham Astfel se crede astazi ca Abraham Lincoln ar fi putut avea sdMarfanLincoln ar fi putut avea sdMarfan

Ce este sd MarfanCe este sd Marfan

Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul conjunctiv conjunctiv

Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase ligamente muschi perete vascular si valve cardiaceligamente muschi perete vascular si valve cardiace

Sindromul afecteaza majoritatea organelor si Sindromul afecteaza majoritatea organelor si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul (aorta) (aorta)

Semnele si simptomele sd Marfan Semnele si simptomele sd Marfan variaza larg dpdv al variaza larg dpdv al severitatii momentului de instalare si ratei de severitatii momentului de instalare si ratei de progresieprogresie

Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete lungi =arachnodactilielungi =arachnodactilie

O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea trunchiului raport ce este mai mare decat normaltrunchiului raport ce este mai mare decat normal

arahnodactilie

Sd Marfan Sd Marfan

Alte aspecte includ o neobisnuita Alte aspecte includ o neobisnuita flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si ingusta un palat dur inalt arcuit dinti ingusta un palat dur inalt arcuit dinti suprapusiinghesuiti o curbura anormala a suprapusiinghesuiti o curbura anormala a coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern infundat (pectus excavatum) fie proeminent infundat (pectus excavatum) fie proeminent (pectus carinatum) (pectus carinatum)

Jumatate dintre cei cu sd Marfan au Jumatate dintre cei cu sd Marfan au probleme oculare ectopia cristalinului uni- probleme oculare ectopia cristalinului uni- sau bilaterala miopie Cataracta cu debut sau bilaterala miopie Cataracta cu debut dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea mai frecventmai frecvent

Sd Marfan ndash gravitatea este data de Sd Marfan ndash gravitatea este data de anomaliile cardiaceanomaliile cardiace Acestea sunt urmate de oboseala respiratie Acestea sunt urmate de oboseala respiratie

ingreunata si batai neregulate absente sau ingreunata si batai neregulate absente sau suplimentare ale inimii (palpitatii)suplimentare ale inimii (palpitatii)

Aorta poate avea un perete subtire poate fi Aorta poate avea un perete subtire poate fi ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ingrosare la nivelul peretelui ingrosare la nivelul peretelui (anevrism)(anevrism)

Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva aortica sau poate conduce la ruperea spontana a aortica sau poate conduce la ruperea spontana a peretelui aorticperetelui aortic (disectie) (disectie)

Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei la decesla deces

Va simtiti impachetati in date

Sau doarhellipplutiti

Page 16: Genetica - Curs 10

Testul sudorii - interpretare

In mucoviscidoza canalul CFTR de clor este lsquodefectrsquo si nu permite procesul normal de reabsorbtie a Cl- in celulele din ductul glandelor sudoripare pentru a fi refolosit

Prin urmare mai mult clor sta in duct si pe piele in sudoare

Desi canalele de sodiu sunt normale anionii de clor lsquocaptureazarsquo cationii de sodiu

Aceasta se intampla pentru ca secretia sudorala sa ramana neutra electric

httpwwwglowmcomp=glowmcmlsection_viewamparticleid=344

A Relatia dintre gena si un RFLP-lincat KM19 de pe cz 7 + alela KM19 prezenta iar ndash alela absenta la nivelul situsului de restrictie

B B Diagnosticul bolii utilizand RFLP-ul KM19 in ADN amplificat prin PCR Dupa PCR ADN a fost supus digestiei enzimatice cu Pst I si s-a efectuat electroforeza

ANALIZEMOLECULARE

Analiza ADN cu sonde oligonucleotidice specifice unei alele (ASO)

9 pacienti cu mucoviscidoza ADN-ul genomic nefractionat imobilizat pe o membrana de nitroceluloza va hibrida cu sonda heteroduplexul tinta ndash sonda este evidentiat in cele 9 cazuri prin autoradiografie

Sonde monocatenare specifice -ADN normal fara Mutatia Δ F508

- ADN cu mutatia Δ F508

-htz 179-hz 23458

Ce se intampla Nu uitati b autozrec lt== se manifesta doar la homozigotii recesivi

Deci la Htz trebuie sa mai fie alta mutatie prezenta pt a fi bolnavi Iar pacientul 6 are 2 mutatii diferite de Δ F508 (

httpwwwglowmcomp=glowmcmlsection_viewamparticleid=344 )

Mucoviscidoza

Frecventa crescuta a heterozigotilor purtatori in cadrul populatiei generale (1 25) a condus la emiterea ipotezei ca si in acest caz exista un avantaj selectiv

Exista mai multe teorii astfel de ex se presupune ndash a fi implicata susceptibilitatea redusa la diareea epidemica

(holera)ndash ca purtatorii genei sunt rezistenti la febra tifoida si chiar tbc

Concluzia heterozigotii sunt mai rezistenti la aceste infectii determinand o frecventa crescuta a genei in populatia generala

Boala este destul de frecventa in Europa (1 2500 nn)

Mostenirea bolilor ldquoereditarerdquo este complexa

Majoritatea bolilor nu au un mod simplu de transmitere ereditara

Multi factori influenteaza capacitatea genelor de a lsquocladirsquo proteinepolipeptide

Mutatii diferite in aceeasi gena pot produce o gama larga de efecte

In cazul mucoviscidozei gena care controleaza productia mucusului poate suferi peste 300 de mutatii diferite unele produc simptome severe (chiar decesul fiind vorba de o gena letala)) unele produc simptome usoare si altele nu produc nici un fel de simptome

Tratamentul mucoviscidozei dg prenatal ndash depistarea mutatiei screening neonatal fertilizare in vitro si dg genetic preimplantatoriu tratamentul simptomelor infectiilor

bronhopulmonare (antibiotice) stimularea eliminarii secretiilor (fizioterapie

gimnastica aerosoli ndash pot fi si cu alfa dornaza o dezoxiribonucleaza umana recombinanta care scindeaza ADN-ul din sputa scazandu-i vascozitatea)

cresterea imunitatii (mese hipercalorice si vitamine) transplant pulmonar bilateral terapia genica ar urma sa inlocuiasca gena mutanta

cu una normala (uneori lipozomii vectorii virali nu sunt preluati de celule alteori gena normala nu se exprima)

Tratament genichelliphellip inca se testeazahellip

httpwwwcfgenetherapyorgukresearchaerosolhtml

Conform bazei de date canadiene (Cystic Fibrosis Mutation Database) peste 1800 mutatii ale genei CFTR au fost descrise din 1989 cand a fost descoperita

Traditional mutatiile CFTR sunt impartite in 6 clase pe baza efectului probabil

Clasa I produc o proteina nefunctionala Clasa II determina o procesare defectuoasa a proteinei (ex Deletia

F508) Clasa III produc o reglare defectuoasa a canalului Clasa IV determina o conductanta deficitara la nivelul canalului Clasa V se caracterizeza prin splicing anormal Clasa VI sunt mutatii cu efecte necunoscute

Clasificarea mutatiilor ce produc mucoviscidoza

Model toretic al structurii CFTR (impachetarea)

copy2008 by National Academy of Sciences

Tratamentul mucoviscidozei

In mutatiile din clasa II CFTR fiind impachetata gresit este degradata inainte sa ajunga la membrana apicala a celulei

Daca o astfel de proteina incorect impachetata ajunge pana la membrana celulara ea poate functiona suficient pentru a avea un efect vizibil clinic

Corectorii pot interveni ajutand CFTR sa atinga membrana apicala a celulei

Mutatiile din clasa III determina o deschidere redusa a canalului CFTR si implicit un flux scazut de ioni de clor prin lumenul cailor respiratorii

Aceste mutatii precum G551D sunt relativ rare si bolnavii sunt candidati pentru terapia cu potentiatori

Potentiatorii amplifica sau redau functia unei proteine CFTR care este corect localizata la nivelul membranei celulare

Poate ca exista deja un tratament dar nu l-am gasit

Tratamentul mucoviscidozei

In ultimii ani au aparut terapii care vizeaza modularea proteinei CFTR respectiv medicamente care au ca tinta defecte specifice precum transcriptia procesarea sau chiar activitatea CFTR

Medicamentele sunt molecule mici administrate oral si se clasifica in - produse care permit ribozomului sa citeasca prin codonul stop prematur

din ARNm al CFTR (dar nu si codonii stop normali) - corectori care permit impachetarea corecta a CFTR si - potentiatori care sporesc activitatea canalului de clor de la suprafata

celulei [Ashlock et al 2009 OSullivan and Freedman 2009]

FModalitati terapeutice posibile in mucoviscidoza-PTC124reg (Ataluren) permite citirea peste codonul stop anormal precum in mutatiile din clasa I-Corectori de tipul VX-809 utili in mutatiile din clasa II-Potentiatori de tipul VX-770 utili in clasele II III si IV

Celule epiteliale ale cailor respiratorii unde proteina CFTR este colorata in albastru

Tratamentul mucoviscidozei

Ivacaftor (Kalydeco sau VX-770) produs de Vertex Pharmaceuticals se administreaza in SUA din 2012 la pacientii cu mutatia G551D (cate 2 tabletezi cu alimente bogate in lipide) observandu-se imbunatatirea functiei respiratorii si luarea in greutate

G551D este abrevierea standard pentru mutatia in care aminoacidul GLICINA (G) din pozitia 551este inlocuit cu acidul aspartic (D)

G551D produce 4-5 din imbolnavirile cu mucoviscidoza Mutatia G551D permite proteinei CFTR sa ajunga la suprafata celulei

epiteliale dar nu permite transportul clorului prin canalul ionic Ivacaftor imbunatateste acest transport Astfel de medicamente sunt

incluse in potentiatori ai CFTR Acesta devine domeniul unei farmacoterapii personalizate

Fenilalanin-hidroxilaza (PAH) metabolizeaza amino-acidul fenilalanina si il transforma in amino-acidul tirozina

FENILCETONURIA (PKU)Boala se incadreaza in dismetabolii

FENILCETONURIA (PKU)

Gena PAH are 100 kb locusul ei fiind pe cromozomul

12q22ndashq241

Gena PAH cuprinde 13 exoni

Exista cateva sute de mutatii (lista poate fi gasita la PAHdb) ce pot

determina aparitia bolii

Datorita acestei heterogenitati alelice cei mai multi

bolnavi sunt heterozigoti compusi (adica au doua mutatii

diferite)

Fenilcetonuria

PKU este transmisa autozomal recesiv

Mutatia genei PAH determina incapacitatea enzimei

hepatice fenilalanin-hidroxilaza (PAH) de a metaboliza amino-

acidul fenilalanina si deci de a-l transforma in amino-

acidul tirozina

Cand activitatea PAH este redusa fenilalanina se acumuleaza

si este convertita in acidul fenilpiruvic acidul fenillactic

si feniletilamina (fenilcetone) ce pot fi detectate in urina (test

dg) (PHE este metabolizata pe calea minora a transaminazelor pana la fenilcetone)

Absenta tirozinei este urmata de o sinteza deficitara de neurotransmitatori

PKU Manifestarea clinica majora o reprezinta retardul mental datorat

acumularii de fenilalanina care devine donorul major de grupari amino in activitatea

aminotransferazei ducand la depletia tesutului nervos de α-ketoglutarat Absenta α-

ketoglutaratului la nivel cerebral blocheaza ciclul acizilor tricarboxilici (ciclul Krebs) si deci productia aeroba de energie care este esentiala pentru dezvoltarea cerebrala normala Alt mecanism explica competitia pentru transportor in vederea traversarii barierei hematoencefalice Fenilalanina in exces in sange va satura transportorul impiedicand astfel trecerea altor aa necesari pentru sinteza proteica si cea a neurotransmitatorilor Cresterea concentratiei de fenilalanina impiedica dezvoltarea cerebrala cauzind retard mental

Retard al cresterii staturo-ponderale

httpwwwrankercomlistphenylketonuria-symptomsreference

Pigmentatie cutanata redusa blonzi cu ochii albastri Melanina pigment responsabil pentru culoarea pielii si parului este deficitara

-Hiperactivitate si deficit de atentie-Abilitati sociale deficitare-Miscari necoordonate al membrelor-Brahicefalie si microcefalie-Convulsii termuraturi

httpwwwzunivnetphysiologybookchapter30html

Tirozina (sintetizata din PHE) este precursor al melaninei

Datorita acumularii PHE scade sinteza de tirozina si implicit de melanina in piele

httpwwwncbinlmnihgovpubmedhealthPMH0002150

Dg-TESTUL GUTHRIE

N absenta cresterii coloniilorde Bacillus subtilis in prezenta unui inhibitor (beta2-tienilalanina)aN coloniile cresc in caz de PKU datorita prezentei fenilalaninei in exces din sangele recoltat

SCREENING NEONATAL (alaturi de hipotiroidie)

Recoltaredin calcii

Coloniile cresc in prezenta fenilalaninei

httpusersrcncomjkimballmaultranetBiologyPagesPPhenylketonuriahtml

Prezenta genei PHAse poate determinamolecular

Impedimente in folosirea tehnicilor de genetica moleculara

1 Nu sunt cunoscute toate mutatiile genei PAH care

determina PKU Majoritatea cazurilor sunt

heterozigoti compusi deci si tehnica ASO nu este

mereu concludenta

2 Tehnicile nu sunt folosite in mod curent in

laboratoarele clinicilor

3 Sunt mai scumpe comparativ cu testul Guthrie

httpswwwcounsylcomlearnearly-childhood-treatment

Regim alimentar

Prognosticul este bun daca regimul este inceput foarte devreme si mentinut toata viata

TRATAMENT Lofenalac este un produs facut special pentru copiii cu PKU

inlocuind laptele Poate fi folosit toata viata ca sursa de proteine

fiind sarac in fenilalanina si echilibrat in ceea ce priveste restul

aminoacizilor esentiali dar are gust de lsquomedicamentrsquo (spun pacientii)

Periflex este bogat in fier

Suplimente precum uleiul de peste (pentru ca intr-o alimentatie

fara PHE trebuie un aport crescut de acizi grasi cu lanturi lungi

caci ei lipsesc) vor ajuta la imbunatatirea dezvoltarii neurologice

inclusiv coordonarea motorie fina Alte suplimente specifice care

pot fi necesare sunt fierul sau carnitina

TRATAMENT DIETETIC ldquoDiet for liferdquo

Dieta trebuie strict urmata

CARACTERISTICILE BOLILOR AUTOZOMAL DOMINANTE

Ele se manifesta la persoanele homozigote dar si heterozigote

pentru mutatia cauzatoare a patologiei

Persoana afectata are cel putin unul dintre parinti bolnav acesta

are gena speifica bolii in stare heterozigota sau homozigota

Cand o persoana este bolnava datorita unei mutatii ce se

transmite autozomal dominant riscul de a avea un copil afectat

este de 50 daca este heterozigota si respectiv 100 daca este

homozigota

Transmisia este pe verticala din generatie in generatie

Seneb un pitic al dinastiei a 4a sau

a5a sef al garderobei regale si

preot al cultului funerar Khufu

impreuna cu familia sa sotia si copii

de statura normala

AcondroplaziaAcondroplazia este una din cauzele este una din cauzele

aparitiei aparitiei nanismului nanismului

(piticismului)(piticismului)

Caracteristicile sindromului includ Caracteristicile sindromului includ

Statura mica cu membre proportional de scurteStatura mica cu membre proportional de scurte

Un cap mare Un cap mare (macrocefalie)(macrocefalie)

O frunte prominenta O frunte prominenta (bose frontal )(bose frontal )

Radacina nasului aplatizata Radacina nasului aplatizata

Acondroplazia

Este o tulburare a cresterii osoase datorita unei mutatii specifice

Cartilajul prezinta dificultati in a fi convertit in os avand drept rezultat piticismulnanismul

Desi nu se cunoaste un tratament geneticgenic totusi pot fi ameliorate simptomele asociate frecvent cu boala precum problemele respiratorii

Desi literal numele bolii inseamna ldquofara formarea cartilajului totusi problema nu o reprezinta formarea acestuia ci transformarea cartilajului in os in mod special in cazul oaselor lungi ale bratelor si picioarelor

Inaltimea medie a adultilor este de

131 cm pentru barbati

si 123 cm pentru femei

Gena responsabila FGFR3 este acronimul pentru

fibroblast growth factor receptor 3 care este proteina pe care o codifica adica receptorul 3 pentru factorul de crestere fibroblastic

Localizarea citogenetica a genei FGFR3 4p163

Localizarea moleculara pe cromozomul 4 de la perechea de baze 1762853 la perechea 1777828 (14kb)

Proteina are rol in dezvoltarea si conservarea tesutului osos si cerebral

Functia Genei FGFR3Cercetatorii cred ca receptorul pe

care il codifica regleaza osificarea si aceasta in mod particular la nivelul oaselor lungi

Mutatii ale genei FGFR3 determina activarea exagerata a receptorului ceea ce interfera cu osificarea si conduce la tulburari ale cresterii oaselor fenomen caracteristic acondroplaziei

Aceasta teorie este sustinuta de catre modelul soarecilor knockout care nu au receptorul reglarea negativa a formarii oaselor fiind deci pierduta Rezultatul consta intr-un soarece cu oase excesiv de lungi si vertebre elongate respectiv o coada lunga

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi mostenita sau poate fi rezultatul unei noi mutatii a genei FGFR3

In majoritatea cazurilor (80) boala se datoreaza unei noi mutatii deoarece parintii celor avand acondroplazie au talie medie (normala) dar inca nu se stie cauza aparitiei acestor mutatii

Copii cu acondroplazie pot avea probleme auditive de vorbire si de respiratie toate putand fi tratate

Tratmentul implica prevenirea sau tratarea semnelor simptomelor sau altor manifestari asociate care apar ca rezultat al bolii

Totodata sprijinul social si familial este o parte importanta a tratmentului

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi detectata inainte de nastere prin ecografie

Diagnosticul ecografic se face pe baza discordantei progresive dintre lungimea femurului si diametrul biparietal in functie de varsta Mana cu aspect de trident poate fi de asemenea vizualizata daca degetele sunt in intregime extinse

Aditional testarea ADN inainte de nastere poate detecta homozigozitatea atunci cand sunt mostenite doua copii ale genei mutante boala este letala ceea ce conduce la avort

Imaginea este o radiografie a mainii unui tanar cu

acondroplazie Forma caracteristica de tridentldquo

apare datorita separarii policelui de degetul al

doilea cat si a degetelor trei si patru Se pot observa

oasele tubulare scurtate ale mainii in mod particular

falangele proximale

Imaginea din dreapta mana unui adult cu oase scurte tubulare cu ulna subtiata specific acondroplaziei

Boala se poate transmite din generatie in generatie

Persoanele cu acondroplazie pot transmite boala

descendentilor

Riscul este de 12

Cum se mosteneste acondroplazia

Daca ambii parinti au acondroplazie copii au un risc de 1 din 4 de a mosteni gena de la ambii parinti devenind homozigoti pentru gena mutanta

Noii nascuti care mostenesc ambele gene

sunt considerati ca avand o forma severa

de acondroplazie supravietuirea lor nu

depaseste 12 luni

Boala Huntington (HD)

Este o tulburare neurodegenerativa progresiva caracterizata prinMiscari choreiforme (necoordonate ndash desi ele

pot parea coordonate - involuntare ale corpului)

Chorea era sugestiv imaginata a fi un dans

grotesc Cuvantul chorea provine din lb

greaca insemnand dans

Probleme psichiatrice si

dementa ( declinul unor capacitati mentale)

Boala Huntington In jurul varstei de 35 - 40 de ani apar simptome usoare

neindemanare uitare si modificarea personalitatii In urmatorii 10-20 de ani de la debut o persoana cu

HD isi pierde gradual intregul control mental si fizic

Astazi nu Astazi nu exista o exista o terapie terapie pentru HD pentru HD unele unele medicamentmedicamente putand e putand insa insa ameliora ameliora simptomelesimptomele

HD

Este o boala neurologica caracterizata prin tulburarea

functiei motorii

Alela mutanta determina aparitia unei proteine anormale

ce contine un numar mare de repetitii ale aa glutamina

Proteina anormala este toxica pentru tesutul nervos

conducand la aparitia semnelor si simptomelor

caracteristice bolii

O singura copie a genei anormale este suficienta pentru a

conferi boala

Gena Huntingtin (HTT) numita si gena HD (Huntington disease) sau gena IT15 (interesting transcript 15) este localizata pe bratul scurt al cromozomului 4 (4p163)

Localizarea genei HTT

Cytogenetic 4p163Molecular pe cz 4 Perechile de baze

de la 3046205 to 3215484

Boala Huntington (HD) Este cauzata de repetitia unei expansiuni

anormale trinucleotidice (CAG) In mod normal repetitia CAG trebuie sa fie

intre 7 si 35 de repetitii Gena HTT codifica proteina huntingtina si

daca este anormala ea contine o expansiune poliglutaminica

Huntingtina este prezenta in numeroase tesuturi nivelurile cele mai ridicate se gasesc intracerebral desi nu i se cunosc cu siguranta functiile se considera ca proteina este necesara pentru dezvoltarea intrauterina

Boala Huntington (HD)

HTT contine o secventa de baze azotate mdash citozina -adenina-guanina (CAG)mdashrepetata de multiple ori ( sa CAGCAGCAG) la capatul 5rsquo avand denumirea de repetitii trinucleotidice

Codonul CAG codifica amino acidul glutamina ai

se va sintetiza un lant de glutamine ce este cunoscut

astazi sub denumirea de tract poliglutaminic sau

polyQ iar partea repetata a genei se numeste

regiunea PolyQ

Cum se mosteneste HD HD este monogenica si transmisa din generatie in

generatie Avand un parinte afectat fiecare copil are un risc de

12 sa mosteneasca HD

Copii care Copii care nu au gena nu au gena cu cu certitudine certitudine nu vor face nu vor face boala si nici boala si nici nu o vor nu o vor transmite transmite mai departe mai departe descendentildescendentilor or

Huntington disease (HD)

Boala afecteaza cu precadere neuronii

Majoritatea cazurilor debuteaza clinic pe la mijlocul vietii intre 35 si 42 de ani

3 din cazuri sunt Huntington juvenil si debuteaza inainte de 15 ani

Debutul tardiv este peste 50 de ani

Numar de repetitii

Clasificare Statusul bolii

lt27 Normal Neafectat

27ndash35 Intermediar Neafectat

36ndash39 Penetranta Redusa

+- Afectat

gt39 Penetranta totalacompleta

Afectat

Gravitatea bolii corelata cu numarul de repetitii trinucleotidice

Nu exista un algoritm precis

Mutatiile dinamice (repetitii trinucleo-

tidice instabile) Deci Boala Huntington este una dintre

maladiile ce au drept cauza repetitiile trinucleotidice (CAGCTG) la fel candash sindromul X Fragil (repetitii CCGCGG peste

52de ori la nivelul Xq273)

ndash distrofia miotonica (repetitii CTG peste 50de ori la nivelul 19q132)

ndash atrofia musculara spinobulbara Kennedy (repetitii CAG de peste 36 de ori la nivelul Xq11-12)

S-au identificat 14 boli ce au drept cauza astfel de mutatiile dinamice

Testare moleculara pentru HD

Persoanele care au pe cineva bolnav in familie si doresc sa stie daca au mostenit gena bolii pot cere realizarea unui diagnostic molecular Bineinteles ca daca sunt purtatoare ale genei mutante HTT nu se va putea preciza momentul in care vor debuta simptomele Desi nu exista inca un tratament curativ testarea genetica poate fi de ajutor persoanelor la risc in vederea luarii unor decizii privind viitorul lor Totusi majoritatea decid sa nu faca acest test

Analiza ADN a bolii Analiza ADN a bolii Huntington Huntington

Fiecare coloana arata ADN -ul Fiecare coloana arata ADN -ul altei persoanealtei persoane

2 benzi in zona normala (N) 2 benzi in zona normala (N) apartin celor neafectati apartin celor neafectati

O banda in zona H arata o O banda in zona H arata o persoana care va deveni persoana care va deveni bolnava de HDbolnava de HDDepartment of Neurogenetics Institute of Department of Neurogenetics Institute of Neurology LondonNeurology London

1 2 3 4 5 6 7

Testarea pentru HD

Screeningul embrionar este de asemenea posibil ai persoanele bolnave sau cu risc crescut vor putea fi sigure ca nu au transmis boala copiilor

Este deci posibil ca mamele ce iau in considerare avortul unui fat avand gena mutanta HTT sa poata avea un test al embrionului (diagnostic prenatal)

Alte tehnici precum diagnosticul genetic preimplantatoriu in situatia unei fertilizari in vitro pot fi utile pentru a se asigura sanatatea viitorului nou-nascut

Chorea Huntington

Noile descoperiri in domeniul geneticii fac posibla detectarea bolii intrauterin sau cand inca nu este manifesta

Cu toate acestea si respectiv in ciuda posibilitatii unui diagnostic molecular atat modalitatile de diagnostic cat si cele de interventie actuale nu inlocuiesc metodele mai vechi (precum calcularea prognosticului genetic pe baza legii probabilitatilor conditionate a lui Bayes) ci sunt sinergice

Neurofibromatoza tip I (NF-1) cunoscuta si drept Boala Recklinghausen

Se caracterizeaza prin aparitia unor tumori

benigne localizate oriunde pe corp

In copilarie apar mai intai niste pete cafeacute-

au-lait la nivel tegumentar

Cu inaintarea in varsta apar mai multe

tumori care deniveleaza pielea

NF1 se poate asocia uneori cu dificultatea

de a invata

Simptomele NF1 variaza mult chiar in

cadrul aceleasi familii (expresivitate

variabila a genei)

A girl with neurofibromatosis A girl with neurofibromatosis (left)(left)The Neurofibromatosis Association The Neurofibromatosis Association (wwwnfazetnetcouk(wwwnfazetnetcouk

Cum se mosteneste neurofibromatoza

Aproximativ jumatate din persoanele cu

NF1 au parinti sanatosi noua mutatie

aparand in gametogeneza parentala

Persoanele afectate transmit NF1 daca

un parinte are NF1 fiecare copil al sau are

o sansa de 1 din 2 sa se nasca normal si

respectiv un risc de 1 din 2 de a fi bolnav

In timp ce persoanele bolnave transmit

boala cele sanatoase din aceeasi familie

vor avea numai copii fara NF1

TRANSMITERE AUTOZOMAL DOMINANTA

httpradiographicsrsnaorgcontent252455F1expansion

NEUROFIBROAME CUTANTE

Zone hiperpigmentate la nivelul irisului = nodulii Lisch

Neurofibromatoza tip I

NF-1 este o boala tumorala cauzata de malfunctia genei NF1 de pe cromozomul 17p care este responsabila de controlul diviziunii celulare

Gena NF-1 codifica o proteina numita neurofibromina ce controleaza procesele de proliferare si diferentiere celulara Neurofibromina este un reglator negativ al oncogenei Ras

Neurofibromina se sintetizeaza in multe tipuri de celule ale organismului dar in principal in neuroni celule Schwann celule gliale si chiar in etapele de inceput ale dezvoltarii melanocitelor

Incidenta NF-1 este de aproximativ 1 in 3500 nn

Neurofibromatoza tip 1 Deseori se asociaza cu scolioza (sau alte modificari osoase) si cu

probleme oculare NF1 nu este letala si nici contagioasa dar uneori evolueaza

malign Gena NF1 are una dintre cele mai inalte rate de mutatii spontane

de la nivelul intregului genom uman Mutatiile care produc boala sunt extrem de variate (greu de

evidentiat in laborator)ndash Deletii

ndash Insertii

ndash Mutatii cu sens gresit (engl missense)

ndash Mutatii nonsens

ndash Mutatii ce afecteaza matisarea normala a exonilor

Sindromul Marfan Sindromul Marfan

Este transmis autozomal dominantEste transmis autozomal dominant

Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic

rezulta din rezulta din noi mutatiinoi mutatii in gena FBN1 care codifica in gena FBN1 care codifica

fibrilinafibrilina o proteina ce intra in alcatuirea o proteina ce intra in alcatuirea

miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane

fara antecedente heredocolaterale (familiale) de fara antecedente heredocolaterale (familiale) de

sd Marfansd Marfan

Sindromul se caracterizeaza prin Sindromul se caracterizeaza prin pleiotropie si pleiotropie si

expresivitate variabilaexpresivitate variabila in familii in familii

Anomalii osoase Luxatie de cristalin

Anomalii ale valvelor cardiace Disectie de aortaDisectie de aorta

decesdeces

Sindromul Marfan

Modificarea fibrilinei va determina Modificarea fibrilinei va determina incapacitatea de producere a unui incapacitatea de producere a unui tesut tesut conjunctivconjunctiv normal normal

Indivizii afectati sunt inalti slabi cu Indivizii afectati sunt inalti slabi cu picioare brate si degete lungi miopi iar picioare brate si degete lungi miopi iar peretele aortei lor este foarte slab peretele aortei lor este foarte slab

Astfel se crede astazi ca Abraham Astfel se crede astazi ca Abraham Lincoln ar fi putut avea sdMarfanLincoln ar fi putut avea sdMarfan

Ce este sd MarfanCe este sd Marfan

Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul conjunctiv conjunctiv

Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase ligamente muschi perete vascular si valve cardiaceligamente muschi perete vascular si valve cardiace

Sindromul afecteaza majoritatea organelor si Sindromul afecteaza majoritatea organelor si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul (aorta) (aorta)

Semnele si simptomele sd Marfan Semnele si simptomele sd Marfan variaza larg dpdv al variaza larg dpdv al severitatii momentului de instalare si ratei de severitatii momentului de instalare si ratei de progresieprogresie

Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete lungi =arachnodactilielungi =arachnodactilie

O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea trunchiului raport ce este mai mare decat normaltrunchiului raport ce este mai mare decat normal

arahnodactilie

Sd Marfan Sd Marfan

Alte aspecte includ o neobisnuita Alte aspecte includ o neobisnuita flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si ingusta un palat dur inalt arcuit dinti ingusta un palat dur inalt arcuit dinti suprapusiinghesuiti o curbura anormala a suprapusiinghesuiti o curbura anormala a coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern infundat (pectus excavatum) fie proeminent infundat (pectus excavatum) fie proeminent (pectus carinatum) (pectus carinatum)

Jumatate dintre cei cu sd Marfan au Jumatate dintre cei cu sd Marfan au probleme oculare ectopia cristalinului uni- probleme oculare ectopia cristalinului uni- sau bilaterala miopie Cataracta cu debut sau bilaterala miopie Cataracta cu debut dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea mai frecventmai frecvent

Sd Marfan ndash gravitatea este data de Sd Marfan ndash gravitatea este data de anomaliile cardiaceanomaliile cardiace Acestea sunt urmate de oboseala respiratie Acestea sunt urmate de oboseala respiratie

ingreunata si batai neregulate absente sau ingreunata si batai neregulate absente sau suplimentare ale inimii (palpitatii)suplimentare ale inimii (palpitatii)

Aorta poate avea un perete subtire poate fi Aorta poate avea un perete subtire poate fi ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ingrosare la nivelul peretelui ingrosare la nivelul peretelui (anevrism)(anevrism)

Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva aortica sau poate conduce la ruperea spontana a aortica sau poate conduce la ruperea spontana a peretelui aorticperetelui aortic (disectie) (disectie)

Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei la decesla deces

Va simtiti impachetati in date

Sau doarhellipplutiti

Page 17: Genetica - Curs 10

httpwwwglowmcomp=glowmcmlsection_viewamparticleid=344

A Relatia dintre gena si un RFLP-lincat KM19 de pe cz 7 + alela KM19 prezenta iar ndash alela absenta la nivelul situsului de restrictie

B B Diagnosticul bolii utilizand RFLP-ul KM19 in ADN amplificat prin PCR Dupa PCR ADN a fost supus digestiei enzimatice cu Pst I si s-a efectuat electroforeza

ANALIZEMOLECULARE

Analiza ADN cu sonde oligonucleotidice specifice unei alele (ASO)

9 pacienti cu mucoviscidoza ADN-ul genomic nefractionat imobilizat pe o membrana de nitroceluloza va hibrida cu sonda heteroduplexul tinta ndash sonda este evidentiat in cele 9 cazuri prin autoradiografie

Sonde monocatenare specifice -ADN normal fara Mutatia Δ F508

- ADN cu mutatia Δ F508

-htz 179-hz 23458

Ce se intampla Nu uitati b autozrec lt== se manifesta doar la homozigotii recesivi

Deci la Htz trebuie sa mai fie alta mutatie prezenta pt a fi bolnavi Iar pacientul 6 are 2 mutatii diferite de Δ F508 (

httpwwwglowmcomp=glowmcmlsection_viewamparticleid=344 )

Mucoviscidoza

Frecventa crescuta a heterozigotilor purtatori in cadrul populatiei generale (1 25) a condus la emiterea ipotezei ca si in acest caz exista un avantaj selectiv

Exista mai multe teorii astfel de ex se presupune ndash a fi implicata susceptibilitatea redusa la diareea epidemica

(holera)ndash ca purtatorii genei sunt rezistenti la febra tifoida si chiar tbc

Concluzia heterozigotii sunt mai rezistenti la aceste infectii determinand o frecventa crescuta a genei in populatia generala

Boala este destul de frecventa in Europa (1 2500 nn)

Mostenirea bolilor ldquoereditarerdquo este complexa

Majoritatea bolilor nu au un mod simplu de transmitere ereditara

Multi factori influenteaza capacitatea genelor de a lsquocladirsquo proteinepolipeptide

Mutatii diferite in aceeasi gena pot produce o gama larga de efecte

In cazul mucoviscidozei gena care controleaza productia mucusului poate suferi peste 300 de mutatii diferite unele produc simptome severe (chiar decesul fiind vorba de o gena letala)) unele produc simptome usoare si altele nu produc nici un fel de simptome

Tratamentul mucoviscidozei dg prenatal ndash depistarea mutatiei screening neonatal fertilizare in vitro si dg genetic preimplantatoriu tratamentul simptomelor infectiilor

bronhopulmonare (antibiotice) stimularea eliminarii secretiilor (fizioterapie

gimnastica aerosoli ndash pot fi si cu alfa dornaza o dezoxiribonucleaza umana recombinanta care scindeaza ADN-ul din sputa scazandu-i vascozitatea)

cresterea imunitatii (mese hipercalorice si vitamine) transplant pulmonar bilateral terapia genica ar urma sa inlocuiasca gena mutanta

cu una normala (uneori lipozomii vectorii virali nu sunt preluati de celule alteori gena normala nu se exprima)

Tratament genichelliphellip inca se testeazahellip

httpwwwcfgenetherapyorgukresearchaerosolhtml

Conform bazei de date canadiene (Cystic Fibrosis Mutation Database) peste 1800 mutatii ale genei CFTR au fost descrise din 1989 cand a fost descoperita

Traditional mutatiile CFTR sunt impartite in 6 clase pe baza efectului probabil

Clasa I produc o proteina nefunctionala Clasa II determina o procesare defectuoasa a proteinei (ex Deletia

F508) Clasa III produc o reglare defectuoasa a canalului Clasa IV determina o conductanta deficitara la nivelul canalului Clasa V se caracterizeza prin splicing anormal Clasa VI sunt mutatii cu efecte necunoscute

Clasificarea mutatiilor ce produc mucoviscidoza

Model toretic al structurii CFTR (impachetarea)

copy2008 by National Academy of Sciences

Tratamentul mucoviscidozei

In mutatiile din clasa II CFTR fiind impachetata gresit este degradata inainte sa ajunga la membrana apicala a celulei

Daca o astfel de proteina incorect impachetata ajunge pana la membrana celulara ea poate functiona suficient pentru a avea un efect vizibil clinic

Corectorii pot interveni ajutand CFTR sa atinga membrana apicala a celulei

Mutatiile din clasa III determina o deschidere redusa a canalului CFTR si implicit un flux scazut de ioni de clor prin lumenul cailor respiratorii

Aceste mutatii precum G551D sunt relativ rare si bolnavii sunt candidati pentru terapia cu potentiatori

Potentiatorii amplifica sau redau functia unei proteine CFTR care este corect localizata la nivelul membranei celulare

Poate ca exista deja un tratament dar nu l-am gasit

Tratamentul mucoviscidozei

In ultimii ani au aparut terapii care vizeaza modularea proteinei CFTR respectiv medicamente care au ca tinta defecte specifice precum transcriptia procesarea sau chiar activitatea CFTR

Medicamentele sunt molecule mici administrate oral si se clasifica in - produse care permit ribozomului sa citeasca prin codonul stop prematur

din ARNm al CFTR (dar nu si codonii stop normali) - corectori care permit impachetarea corecta a CFTR si - potentiatori care sporesc activitatea canalului de clor de la suprafata

celulei [Ashlock et al 2009 OSullivan and Freedman 2009]

FModalitati terapeutice posibile in mucoviscidoza-PTC124reg (Ataluren) permite citirea peste codonul stop anormal precum in mutatiile din clasa I-Corectori de tipul VX-809 utili in mutatiile din clasa II-Potentiatori de tipul VX-770 utili in clasele II III si IV

Celule epiteliale ale cailor respiratorii unde proteina CFTR este colorata in albastru

Tratamentul mucoviscidozei

Ivacaftor (Kalydeco sau VX-770) produs de Vertex Pharmaceuticals se administreaza in SUA din 2012 la pacientii cu mutatia G551D (cate 2 tabletezi cu alimente bogate in lipide) observandu-se imbunatatirea functiei respiratorii si luarea in greutate

G551D este abrevierea standard pentru mutatia in care aminoacidul GLICINA (G) din pozitia 551este inlocuit cu acidul aspartic (D)

G551D produce 4-5 din imbolnavirile cu mucoviscidoza Mutatia G551D permite proteinei CFTR sa ajunga la suprafata celulei

epiteliale dar nu permite transportul clorului prin canalul ionic Ivacaftor imbunatateste acest transport Astfel de medicamente sunt

incluse in potentiatori ai CFTR Acesta devine domeniul unei farmacoterapii personalizate

Fenilalanin-hidroxilaza (PAH) metabolizeaza amino-acidul fenilalanina si il transforma in amino-acidul tirozina

FENILCETONURIA (PKU)Boala se incadreaza in dismetabolii

FENILCETONURIA (PKU)

Gena PAH are 100 kb locusul ei fiind pe cromozomul

12q22ndashq241

Gena PAH cuprinde 13 exoni

Exista cateva sute de mutatii (lista poate fi gasita la PAHdb) ce pot

determina aparitia bolii

Datorita acestei heterogenitati alelice cei mai multi

bolnavi sunt heterozigoti compusi (adica au doua mutatii

diferite)

Fenilcetonuria

PKU este transmisa autozomal recesiv

Mutatia genei PAH determina incapacitatea enzimei

hepatice fenilalanin-hidroxilaza (PAH) de a metaboliza amino-

acidul fenilalanina si deci de a-l transforma in amino-

acidul tirozina

Cand activitatea PAH este redusa fenilalanina se acumuleaza

si este convertita in acidul fenilpiruvic acidul fenillactic

si feniletilamina (fenilcetone) ce pot fi detectate in urina (test

dg) (PHE este metabolizata pe calea minora a transaminazelor pana la fenilcetone)

Absenta tirozinei este urmata de o sinteza deficitara de neurotransmitatori

PKU Manifestarea clinica majora o reprezinta retardul mental datorat

acumularii de fenilalanina care devine donorul major de grupari amino in activitatea

aminotransferazei ducand la depletia tesutului nervos de α-ketoglutarat Absenta α-

ketoglutaratului la nivel cerebral blocheaza ciclul acizilor tricarboxilici (ciclul Krebs) si deci productia aeroba de energie care este esentiala pentru dezvoltarea cerebrala normala Alt mecanism explica competitia pentru transportor in vederea traversarii barierei hematoencefalice Fenilalanina in exces in sange va satura transportorul impiedicand astfel trecerea altor aa necesari pentru sinteza proteica si cea a neurotransmitatorilor Cresterea concentratiei de fenilalanina impiedica dezvoltarea cerebrala cauzind retard mental

Retard al cresterii staturo-ponderale

httpwwwrankercomlistphenylketonuria-symptomsreference

Pigmentatie cutanata redusa blonzi cu ochii albastri Melanina pigment responsabil pentru culoarea pielii si parului este deficitara

-Hiperactivitate si deficit de atentie-Abilitati sociale deficitare-Miscari necoordonate al membrelor-Brahicefalie si microcefalie-Convulsii termuraturi

httpwwwzunivnetphysiologybookchapter30html

Tirozina (sintetizata din PHE) este precursor al melaninei

Datorita acumularii PHE scade sinteza de tirozina si implicit de melanina in piele

httpwwwncbinlmnihgovpubmedhealthPMH0002150

Dg-TESTUL GUTHRIE

N absenta cresterii coloniilorde Bacillus subtilis in prezenta unui inhibitor (beta2-tienilalanina)aN coloniile cresc in caz de PKU datorita prezentei fenilalaninei in exces din sangele recoltat

SCREENING NEONATAL (alaturi de hipotiroidie)

Recoltaredin calcii

Coloniile cresc in prezenta fenilalaninei

httpusersrcncomjkimballmaultranetBiologyPagesPPhenylketonuriahtml

Prezenta genei PHAse poate determinamolecular

Impedimente in folosirea tehnicilor de genetica moleculara

1 Nu sunt cunoscute toate mutatiile genei PAH care

determina PKU Majoritatea cazurilor sunt

heterozigoti compusi deci si tehnica ASO nu este

mereu concludenta

2 Tehnicile nu sunt folosite in mod curent in

laboratoarele clinicilor

3 Sunt mai scumpe comparativ cu testul Guthrie

httpswwwcounsylcomlearnearly-childhood-treatment

Regim alimentar

Prognosticul este bun daca regimul este inceput foarte devreme si mentinut toata viata

TRATAMENT Lofenalac este un produs facut special pentru copiii cu PKU

inlocuind laptele Poate fi folosit toata viata ca sursa de proteine

fiind sarac in fenilalanina si echilibrat in ceea ce priveste restul

aminoacizilor esentiali dar are gust de lsquomedicamentrsquo (spun pacientii)

Periflex este bogat in fier

Suplimente precum uleiul de peste (pentru ca intr-o alimentatie

fara PHE trebuie un aport crescut de acizi grasi cu lanturi lungi

caci ei lipsesc) vor ajuta la imbunatatirea dezvoltarii neurologice

inclusiv coordonarea motorie fina Alte suplimente specifice care

pot fi necesare sunt fierul sau carnitina

TRATAMENT DIETETIC ldquoDiet for liferdquo

Dieta trebuie strict urmata

CARACTERISTICILE BOLILOR AUTOZOMAL DOMINANTE

Ele se manifesta la persoanele homozigote dar si heterozigote

pentru mutatia cauzatoare a patologiei

Persoana afectata are cel putin unul dintre parinti bolnav acesta

are gena speifica bolii in stare heterozigota sau homozigota

Cand o persoana este bolnava datorita unei mutatii ce se

transmite autozomal dominant riscul de a avea un copil afectat

este de 50 daca este heterozigota si respectiv 100 daca este

homozigota

Transmisia este pe verticala din generatie in generatie

Seneb un pitic al dinastiei a 4a sau

a5a sef al garderobei regale si

preot al cultului funerar Khufu

impreuna cu familia sa sotia si copii

de statura normala

AcondroplaziaAcondroplazia este una din cauzele este una din cauzele

aparitiei aparitiei nanismului nanismului

(piticismului)(piticismului)

Caracteristicile sindromului includ Caracteristicile sindromului includ

Statura mica cu membre proportional de scurteStatura mica cu membre proportional de scurte

Un cap mare Un cap mare (macrocefalie)(macrocefalie)

O frunte prominenta O frunte prominenta (bose frontal )(bose frontal )

Radacina nasului aplatizata Radacina nasului aplatizata

Acondroplazia

Este o tulburare a cresterii osoase datorita unei mutatii specifice

Cartilajul prezinta dificultati in a fi convertit in os avand drept rezultat piticismulnanismul

Desi nu se cunoaste un tratament geneticgenic totusi pot fi ameliorate simptomele asociate frecvent cu boala precum problemele respiratorii

Desi literal numele bolii inseamna ldquofara formarea cartilajului totusi problema nu o reprezinta formarea acestuia ci transformarea cartilajului in os in mod special in cazul oaselor lungi ale bratelor si picioarelor

Inaltimea medie a adultilor este de

131 cm pentru barbati

si 123 cm pentru femei

Gena responsabila FGFR3 este acronimul pentru

fibroblast growth factor receptor 3 care este proteina pe care o codifica adica receptorul 3 pentru factorul de crestere fibroblastic

Localizarea citogenetica a genei FGFR3 4p163

Localizarea moleculara pe cromozomul 4 de la perechea de baze 1762853 la perechea 1777828 (14kb)

Proteina are rol in dezvoltarea si conservarea tesutului osos si cerebral

Functia Genei FGFR3Cercetatorii cred ca receptorul pe

care il codifica regleaza osificarea si aceasta in mod particular la nivelul oaselor lungi

Mutatii ale genei FGFR3 determina activarea exagerata a receptorului ceea ce interfera cu osificarea si conduce la tulburari ale cresterii oaselor fenomen caracteristic acondroplaziei

Aceasta teorie este sustinuta de catre modelul soarecilor knockout care nu au receptorul reglarea negativa a formarii oaselor fiind deci pierduta Rezultatul consta intr-un soarece cu oase excesiv de lungi si vertebre elongate respectiv o coada lunga

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi mostenita sau poate fi rezultatul unei noi mutatii a genei FGFR3

In majoritatea cazurilor (80) boala se datoreaza unei noi mutatii deoarece parintii celor avand acondroplazie au talie medie (normala) dar inca nu se stie cauza aparitiei acestor mutatii

Copii cu acondroplazie pot avea probleme auditive de vorbire si de respiratie toate putand fi tratate

Tratmentul implica prevenirea sau tratarea semnelor simptomelor sau altor manifestari asociate care apar ca rezultat al bolii

Totodata sprijinul social si familial este o parte importanta a tratmentului

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi detectata inainte de nastere prin ecografie

Diagnosticul ecografic se face pe baza discordantei progresive dintre lungimea femurului si diametrul biparietal in functie de varsta Mana cu aspect de trident poate fi de asemenea vizualizata daca degetele sunt in intregime extinse

Aditional testarea ADN inainte de nastere poate detecta homozigozitatea atunci cand sunt mostenite doua copii ale genei mutante boala este letala ceea ce conduce la avort

Imaginea este o radiografie a mainii unui tanar cu

acondroplazie Forma caracteristica de tridentldquo

apare datorita separarii policelui de degetul al

doilea cat si a degetelor trei si patru Se pot observa

oasele tubulare scurtate ale mainii in mod particular

falangele proximale

Imaginea din dreapta mana unui adult cu oase scurte tubulare cu ulna subtiata specific acondroplaziei

Boala se poate transmite din generatie in generatie

Persoanele cu acondroplazie pot transmite boala

descendentilor

Riscul este de 12

Cum se mosteneste acondroplazia

Daca ambii parinti au acondroplazie copii au un risc de 1 din 4 de a mosteni gena de la ambii parinti devenind homozigoti pentru gena mutanta

Noii nascuti care mostenesc ambele gene

sunt considerati ca avand o forma severa

de acondroplazie supravietuirea lor nu

depaseste 12 luni

Boala Huntington (HD)

Este o tulburare neurodegenerativa progresiva caracterizata prinMiscari choreiforme (necoordonate ndash desi ele

pot parea coordonate - involuntare ale corpului)

Chorea era sugestiv imaginata a fi un dans

grotesc Cuvantul chorea provine din lb

greaca insemnand dans

Probleme psichiatrice si

dementa ( declinul unor capacitati mentale)

Boala Huntington In jurul varstei de 35 - 40 de ani apar simptome usoare

neindemanare uitare si modificarea personalitatii In urmatorii 10-20 de ani de la debut o persoana cu

HD isi pierde gradual intregul control mental si fizic

Astazi nu Astazi nu exista o exista o terapie terapie pentru HD pentru HD unele unele medicamentmedicamente putand e putand insa insa ameliora ameliora simptomelesimptomele

HD

Este o boala neurologica caracterizata prin tulburarea

functiei motorii

Alela mutanta determina aparitia unei proteine anormale

ce contine un numar mare de repetitii ale aa glutamina

Proteina anormala este toxica pentru tesutul nervos

conducand la aparitia semnelor si simptomelor

caracteristice bolii

O singura copie a genei anormale este suficienta pentru a

conferi boala

Gena Huntingtin (HTT) numita si gena HD (Huntington disease) sau gena IT15 (interesting transcript 15) este localizata pe bratul scurt al cromozomului 4 (4p163)

Localizarea genei HTT

Cytogenetic 4p163Molecular pe cz 4 Perechile de baze

de la 3046205 to 3215484

Boala Huntington (HD) Este cauzata de repetitia unei expansiuni

anormale trinucleotidice (CAG) In mod normal repetitia CAG trebuie sa fie

intre 7 si 35 de repetitii Gena HTT codifica proteina huntingtina si

daca este anormala ea contine o expansiune poliglutaminica

Huntingtina este prezenta in numeroase tesuturi nivelurile cele mai ridicate se gasesc intracerebral desi nu i se cunosc cu siguranta functiile se considera ca proteina este necesara pentru dezvoltarea intrauterina

Boala Huntington (HD)

HTT contine o secventa de baze azotate mdash citozina -adenina-guanina (CAG)mdashrepetata de multiple ori ( sa CAGCAGCAG) la capatul 5rsquo avand denumirea de repetitii trinucleotidice

Codonul CAG codifica amino acidul glutamina ai

se va sintetiza un lant de glutamine ce este cunoscut

astazi sub denumirea de tract poliglutaminic sau

polyQ iar partea repetata a genei se numeste

regiunea PolyQ

Cum se mosteneste HD HD este monogenica si transmisa din generatie in

generatie Avand un parinte afectat fiecare copil are un risc de

12 sa mosteneasca HD

Copii care Copii care nu au gena nu au gena cu cu certitudine certitudine nu vor face nu vor face boala si nici boala si nici nu o vor nu o vor transmite transmite mai departe mai departe descendentildescendentilor or

Huntington disease (HD)

Boala afecteaza cu precadere neuronii

Majoritatea cazurilor debuteaza clinic pe la mijlocul vietii intre 35 si 42 de ani

3 din cazuri sunt Huntington juvenil si debuteaza inainte de 15 ani

Debutul tardiv este peste 50 de ani

Numar de repetitii

Clasificare Statusul bolii

lt27 Normal Neafectat

27ndash35 Intermediar Neafectat

36ndash39 Penetranta Redusa

+- Afectat

gt39 Penetranta totalacompleta

Afectat

Gravitatea bolii corelata cu numarul de repetitii trinucleotidice

Nu exista un algoritm precis

Mutatiile dinamice (repetitii trinucleo-

tidice instabile) Deci Boala Huntington este una dintre

maladiile ce au drept cauza repetitiile trinucleotidice (CAGCTG) la fel candash sindromul X Fragil (repetitii CCGCGG peste

52de ori la nivelul Xq273)

ndash distrofia miotonica (repetitii CTG peste 50de ori la nivelul 19q132)

ndash atrofia musculara spinobulbara Kennedy (repetitii CAG de peste 36 de ori la nivelul Xq11-12)

S-au identificat 14 boli ce au drept cauza astfel de mutatiile dinamice

Testare moleculara pentru HD

Persoanele care au pe cineva bolnav in familie si doresc sa stie daca au mostenit gena bolii pot cere realizarea unui diagnostic molecular Bineinteles ca daca sunt purtatoare ale genei mutante HTT nu se va putea preciza momentul in care vor debuta simptomele Desi nu exista inca un tratament curativ testarea genetica poate fi de ajutor persoanelor la risc in vederea luarii unor decizii privind viitorul lor Totusi majoritatea decid sa nu faca acest test

Analiza ADN a bolii Analiza ADN a bolii Huntington Huntington

Fiecare coloana arata ADN -ul Fiecare coloana arata ADN -ul altei persoanealtei persoane

2 benzi in zona normala (N) 2 benzi in zona normala (N) apartin celor neafectati apartin celor neafectati

O banda in zona H arata o O banda in zona H arata o persoana care va deveni persoana care va deveni bolnava de HDbolnava de HDDepartment of Neurogenetics Institute of Department of Neurogenetics Institute of Neurology LondonNeurology London

1 2 3 4 5 6 7

Testarea pentru HD

Screeningul embrionar este de asemenea posibil ai persoanele bolnave sau cu risc crescut vor putea fi sigure ca nu au transmis boala copiilor

Este deci posibil ca mamele ce iau in considerare avortul unui fat avand gena mutanta HTT sa poata avea un test al embrionului (diagnostic prenatal)

Alte tehnici precum diagnosticul genetic preimplantatoriu in situatia unei fertilizari in vitro pot fi utile pentru a se asigura sanatatea viitorului nou-nascut

Chorea Huntington

Noile descoperiri in domeniul geneticii fac posibla detectarea bolii intrauterin sau cand inca nu este manifesta

Cu toate acestea si respectiv in ciuda posibilitatii unui diagnostic molecular atat modalitatile de diagnostic cat si cele de interventie actuale nu inlocuiesc metodele mai vechi (precum calcularea prognosticului genetic pe baza legii probabilitatilor conditionate a lui Bayes) ci sunt sinergice

Neurofibromatoza tip I (NF-1) cunoscuta si drept Boala Recklinghausen

Se caracterizeaza prin aparitia unor tumori

benigne localizate oriunde pe corp

In copilarie apar mai intai niste pete cafeacute-

au-lait la nivel tegumentar

Cu inaintarea in varsta apar mai multe

tumori care deniveleaza pielea

NF1 se poate asocia uneori cu dificultatea

de a invata

Simptomele NF1 variaza mult chiar in

cadrul aceleasi familii (expresivitate

variabila a genei)

A girl with neurofibromatosis A girl with neurofibromatosis (left)(left)The Neurofibromatosis Association The Neurofibromatosis Association (wwwnfazetnetcouk(wwwnfazetnetcouk

Cum se mosteneste neurofibromatoza

Aproximativ jumatate din persoanele cu

NF1 au parinti sanatosi noua mutatie

aparand in gametogeneza parentala

Persoanele afectate transmit NF1 daca

un parinte are NF1 fiecare copil al sau are

o sansa de 1 din 2 sa se nasca normal si

respectiv un risc de 1 din 2 de a fi bolnav

In timp ce persoanele bolnave transmit

boala cele sanatoase din aceeasi familie

vor avea numai copii fara NF1

TRANSMITERE AUTOZOMAL DOMINANTA

httpradiographicsrsnaorgcontent252455F1expansion

NEUROFIBROAME CUTANTE

Zone hiperpigmentate la nivelul irisului = nodulii Lisch

Neurofibromatoza tip I

NF-1 este o boala tumorala cauzata de malfunctia genei NF1 de pe cromozomul 17p care este responsabila de controlul diviziunii celulare

Gena NF-1 codifica o proteina numita neurofibromina ce controleaza procesele de proliferare si diferentiere celulara Neurofibromina este un reglator negativ al oncogenei Ras

Neurofibromina se sintetizeaza in multe tipuri de celule ale organismului dar in principal in neuroni celule Schwann celule gliale si chiar in etapele de inceput ale dezvoltarii melanocitelor

Incidenta NF-1 este de aproximativ 1 in 3500 nn

Neurofibromatoza tip 1 Deseori se asociaza cu scolioza (sau alte modificari osoase) si cu

probleme oculare NF1 nu este letala si nici contagioasa dar uneori evolueaza

malign Gena NF1 are una dintre cele mai inalte rate de mutatii spontane

de la nivelul intregului genom uman Mutatiile care produc boala sunt extrem de variate (greu de

evidentiat in laborator)ndash Deletii

ndash Insertii

ndash Mutatii cu sens gresit (engl missense)

ndash Mutatii nonsens

ndash Mutatii ce afecteaza matisarea normala a exonilor

Sindromul Marfan Sindromul Marfan

Este transmis autozomal dominantEste transmis autozomal dominant

Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic

rezulta din rezulta din noi mutatiinoi mutatii in gena FBN1 care codifica in gena FBN1 care codifica

fibrilinafibrilina o proteina ce intra in alcatuirea o proteina ce intra in alcatuirea

miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane

fara antecedente heredocolaterale (familiale) de fara antecedente heredocolaterale (familiale) de

sd Marfansd Marfan

Sindromul se caracterizeaza prin Sindromul se caracterizeaza prin pleiotropie si pleiotropie si

expresivitate variabilaexpresivitate variabila in familii in familii

Anomalii osoase Luxatie de cristalin

Anomalii ale valvelor cardiace Disectie de aortaDisectie de aorta

decesdeces

Sindromul Marfan

Modificarea fibrilinei va determina Modificarea fibrilinei va determina incapacitatea de producere a unui incapacitatea de producere a unui tesut tesut conjunctivconjunctiv normal normal

Indivizii afectati sunt inalti slabi cu Indivizii afectati sunt inalti slabi cu picioare brate si degete lungi miopi iar picioare brate si degete lungi miopi iar peretele aortei lor este foarte slab peretele aortei lor este foarte slab

Astfel se crede astazi ca Abraham Astfel se crede astazi ca Abraham Lincoln ar fi putut avea sdMarfanLincoln ar fi putut avea sdMarfan

Ce este sd MarfanCe este sd Marfan

Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul conjunctiv conjunctiv

Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase ligamente muschi perete vascular si valve cardiaceligamente muschi perete vascular si valve cardiace

Sindromul afecteaza majoritatea organelor si Sindromul afecteaza majoritatea organelor si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul (aorta) (aorta)

Semnele si simptomele sd Marfan Semnele si simptomele sd Marfan variaza larg dpdv al variaza larg dpdv al severitatii momentului de instalare si ratei de severitatii momentului de instalare si ratei de progresieprogresie

Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete lungi =arachnodactilielungi =arachnodactilie

O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea trunchiului raport ce este mai mare decat normaltrunchiului raport ce este mai mare decat normal

arahnodactilie

Sd Marfan Sd Marfan

Alte aspecte includ o neobisnuita Alte aspecte includ o neobisnuita flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si ingusta un palat dur inalt arcuit dinti ingusta un palat dur inalt arcuit dinti suprapusiinghesuiti o curbura anormala a suprapusiinghesuiti o curbura anormala a coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern infundat (pectus excavatum) fie proeminent infundat (pectus excavatum) fie proeminent (pectus carinatum) (pectus carinatum)

Jumatate dintre cei cu sd Marfan au Jumatate dintre cei cu sd Marfan au probleme oculare ectopia cristalinului uni- probleme oculare ectopia cristalinului uni- sau bilaterala miopie Cataracta cu debut sau bilaterala miopie Cataracta cu debut dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea mai frecventmai frecvent

Sd Marfan ndash gravitatea este data de Sd Marfan ndash gravitatea este data de anomaliile cardiaceanomaliile cardiace Acestea sunt urmate de oboseala respiratie Acestea sunt urmate de oboseala respiratie

ingreunata si batai neregulate absente sau ingreunata si batai neregulate absente sau suplimentare ale inimii (palpitatii)suplimentare ale inimii (palpitatii)

Aorta poate avea un perete subtire poate fi Aorta poate avea un perete subtire poate fi ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ingrosare la nivelul peretelui ingrosare la nivelul peretelui (anevrism)(anevrism)

Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva aortica sau poate conduce la ruperea spontana a aortica sau poate conduce la ruperea spontana a peretelui aorticperetelui aortic (disectie) (disectie)

Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei la decesla deces

Va simtiti impachetati in date

Sau doarhellipplutiti

Page 18: Genetica - Curs 10

Analiza ADN cu sonde oligonucleotidice specifice unei alele (ASO)

9 pacienti cu mucoviscidoza ADN-ul genomic nefractionat imobilizat pe o membrana de nitroceluloza va hibrida cu sonda heteroduplexul tinta ndash sonda este evidentiat in cele 9 cazuri prin autoradiografie

Sonde monocatenare specifice -ADN normal fara Mutatia Δ F508

- ADN cu mutatia Δ F508

-htz 179-hz 23458

Ce se intampla Nu uitati b autozrec lt== se manifesta doar la homozigotii recesivi

Deci la Htz trebuie sa mai fie alta mutatie prezenta pt a fi bolnavi Iar pacientul 6 are 2 mutatii diferite de Δ F508 (

httpwwwglowmcomp=glowmcmlsection_viewamparticleid=344 )

Mucoviscidoza

Frecventa crescuta a heterozigotilor purtatori in cadrul populatiei generale (1 25) a condus la emiterea ipotezei ca si in acest caz exista un avantaj selectiv

Exista mai multe teorii astfel de ex se presupune ndash a fi implicata susceptibilitatea redusa la diareea epidemica

(holera)ndash ca purtatorii genei sunt rezistenti la febra tifoida si chiar tbc

Concluzia heterozigotii sunt mai rezistenti la aceste infectii determinand o frecventa crescuta a genei in populatia generala

Boala este destul de frecventa in Europa (1 2500 nn)

Mostenirea bolilor ldquoereditarerdquo este complexa

Majoritatea bolilor nu au un mod simplu de transmitere ereditara

Multi factori influenteaza capacitatea genelor de a lsquocladirsquo proteinepolipeptide

Mutatii diferite in aceeasi gena pot produce o gama larga de efecte

In cazul mucoviscidozei gena care controleaza productia mucusului poate suferi peste 300 de mutatii diferite unele produc simptome severe (chiar decesul fiind vorba de o gena letala)) unele produc simptome usoare si altele nu produc nici un fel de simptome

Tratamentul mucoviscidozei dg prenatal ndash depistarea mutatiei screening neonatal fertilizare in vitro si dg genetic preimplantatoriu tratamentul simptomelor infectiilor

bronhopulmonare (antibiotice) stimularea eliminarii secretiilor (fizioterapie

gimnastica aerosoli ndash pot fi si cu alfa dornaza o dezoxiribonucleaza umana recombinanta care scindeaza ADN-ul din sputa scazandu-i vascozitatea)

cresterea imunitatii (mese hipercalorice si vitamine) transplant pulmonar bilateral terapia genica ar urma sa inlocuiasca gena mutanta

cu una normala (uneori lipozomii vectorii virali nu sunt preluati de celule alteori gena normala nu se exprima)

Tratament genichelliphellip inca se testeazahellip

httpwwwcfgenetherapyorgukresearchaerosolhtml

Conform bazei de date canadiene (Cystic Fibrosis Mutation Database) peste 1800 mutatii ale genei CFTR au fost descrise din 1989 cand a fost descoperita

Traditional mutatiile CFTR sunt impartite in 6 clase pe baza efectului probabil

Clasa I produc o proteina nefunctionala Clasa II determina o procesare defectuoasa a proteinei (ex Deletia

F508) Clasa III produc o reglare defectuoasa a canalului Clasa IV determina o conductanta deficitara la nivelul canalului Clasa V se caracterizeza prin splicing anormal Clasa VI sunt mutatii cu efecte necunoscute

Clasificarea mutatiilor ce produc mucoviscidoza

Model toretic al structurii CFTR (impachetarea)

copy2008 by National Academy of Sciences

Tratamentul mucoviscidozei

In mutatiile din clasa II CFTR fiind impachetata gresit este degradata inainte sa ajunga la membrana apicala a celulei

Daca o astfel de proteina incorect impachetata ajunge pana la membrana celulara ea poate functiona suficient pentru a avea un efect vizibil clinic

Corectorii pot interveni ajutand CFTR sa atinga membrana apicala a celulei

Mutatiile din clasa III determina o deschidere redusa a canalului CFTR si implicit un flux scazut de ioni de clor prin lumenul cailor respiratorii

Aceste mutatii precum G551D sunt relativ rare si bolnavii sunt candidati pentru terapia cu potentiatori

Potentiatorii amplifica sau redau functia unei proteine CFTR care este corect localizata la nivelul membranei celulare

Poate ca exista deja un tratament dar nu l-am gasit

Tratamentul mucoviscidozei

In ultimii ani au aparut terapii care vizeaza modularea proteinei CFTR respectiv medicamente care au ca tinta defecte specifice precum transcriptia procesarea sau chiar activitatea CFTR

Medicamentele sunt molecule mici administrate oral si se clasifica in - produse care permit ribozomului sa citeasca prin codonul stop prematur

din ARNm al CFTR (dar nu si codonii stop normali) - corectori care permit impachetarea corecta a CFTR si - potentiatori care sporesc activitatea canalului de clor de la suprafata

celulei [Ashlock et al 2009 OSullivan and Freedman 2009]

FModalitati terapeutice posibile in mucoviscidoza-PTC124reg (Ataluren) permite citirea peste codonul stop anormal precum in mutatiile din clasa I-Corectori de tipul VX-809 utili in mutatiile din clasa II-Potentiatori de tipul VX-770 utili in clasele II III si IV

Celule epiteliale ale cailor respiratorii unde proteina CFTR este colorata in albastru

Tratamentul mucoviscidozei

Ivacaftor (Kalydeco sau VX-770) produs de Vertex Pharmaceuticals se administreaza in SUA din 2012 la pacientii cu mutatia G551D (cate 2 tabletezi cu alimente bogate in lipide) observandu-se imbunatatirea functiei respiratorii si luarea in greutate

G551D este abrevierea standard pentru mutatia in care aminoacidul GLICINA (G) din pozitia 551este inlocuit cu acidul aspartic (D)

G551D produce 4-5 din imbolnavirile cu mucoviscidoza Mutatia G551D permite proteinei CFTR sa ajunga la suprafata celulei

epiteliale dar nu permite transportul clorului prin canalul ionic Ivacaftor imbunatateste acest transport Astfel de medicamente sunt

incluse in potentiatori ai CFTR Acesta devine domeniul unei farmacoterapii personalizate

Fenilalanin-hidroxilaza (PAH) metabolizeaza amino-acidul fenilalanina si il transforma in amino-acidul tirozina

FENILCETONURIA (PKU)Boala se incadreaza in dismetabolii

FENILCETONURIA (PKU)

Gena PAH are 100 kb locusul ei fiind pe cromozomul

12q22ndashq241

Gena PAH cuprinde 13 exoni

Exista cateva sute de mutatii (lista poate fi gasita la PAHdb) ce pot

determina aparitia bolii

Datorita acestei heterogenitati alelice cei mai multi

bolnavi sunt heterozigoti compusi (adica au doua mutatii

diferite)

Fenilcetonuria

PKU este transmisa autozomal recesiv

Mutatia genei PAH determina incapacitatea enzimei

hepatice fenilalanin-hidroxilaza (PAH) de a metaboliza amino-

acidul fenilalanina si deci de a-l transforma in amino-

acidul tirozina

Cand activitatea PAH este redusa fenilalanina se acumuleaza

si este convertita in acidul fenilpiruvic acidul fenillactic

si feniletilamina (fenilcetone) ce pot fi detectate in urina (test

dg) (PHE este metabolizata pe calea minora a transaminazelor pana la fenilcetone)

Absenta tirozinei este urmata de o sinteza deficitara de neurotransmitatori

PKU Manifestarea clinica majora o reprezinta retardul mental datorat

acumularii de fenilalanina care devine donorul major de grupari amino in activitatea

aminotransferazei ducand la depletia tesutului nervos de α-ketoglutarat Absenta α-

ketoglutaratului la nivel cerebral blocheaza ciclul acizilor tricarboxilici (ciclul Krebs) si deci productia aeroba de energie care este esentiala pentru dezvoltarea cerebrala normala Alt mecanism explica competitia pentru transportor in vederea traversarii barierei hematoencefalice Fenilalanina in exces in sange va satura transportorul impiedicand astfel trecerea altor aa necesari pentru sinteza proteica si cea a neurotransmitatorilor Cresterea concentratiei de fenilalanina impiedica dezvoltarea cerebrala cauzind retard mental

Retard al cresterii staturo-ponderale

httpwwwrankercomlistphenylketonuria-symptomsreference

Pigmentatie cutanata redusa blonzi cu ochii albastri Melanina pigment responsabil pentru culoarea pielii si parului este deficitara

-Hiperactivitate si deficit de atentie-Abilitati sociale deficitare-Miscari necoordonate al membrelor-Brahicefalie si microcefalie-Convulsii termuraturi

httpwwwzunivnetphysiologybookchapter30html

Tirozina (sintetizata din PHE) este precursor al melaninei

Datorita acumularii PHE scade sinteza de tirozina si implicit de melanina in piele

httpwwwncbinlmnihgovpubmedhealthPMH0002150

Dg-TESTUL GUTHRIE

N absenta cresterii coloniilorde Bacillus subtilis in prezenta unui inhibitor (beta2-tienilalanina)aN coloniile cresc in caz de PKU datorita prezentei fenilalaninei in exces din sangele recoltat

SCREENING NEONATAL (alaturi de hipotiroidie)

Recoltaredin calcii

Coloniile cresc in prezenta fenilalaninei

httpusersrcncomjkimballmaultranetBiologyPagesPPhenylketonuriahtml

Prezenta genei PHAse poate determinamolecular

Impedimente in folosirea tehnicilor de genetica moleculara

1 Nu sunt cunoscute toate mutatiile genei PAH care

determina PKU Majoritatea cazurilor sunt

heterozigoti compusi deci si tehnica ASO nu este

mereu concludenta

2 Tehnicile nu sunt folosite in mod curent in

laboratoarele clinicilor

3 Sunt mai scumpe comparativ cu testul Guthrie

httpswwwcounsylcomlearnearly-childhood-treatment

Regim alimentar

Prognosticul este bun daca regimul este inceput foarte devreme si mentinut toata viata

TRATAMENT Lofenalac este un produs facut special pentru copiii cu PKU

inlocuind laptele Poate fi folosit toata viata ca sursa de proteine

fiind sarac in fenilalanina si echilibrat in ceea ce priveste restul

aminoacizilor esentiali dar are gust de lsquomedicamentrsquo (spun pacientii)

Periflex este bogat in fier

Suplimente precum uleiul de peste (pentru ca intr-o alimentatie

fara PHE trebuie un aport crescut de acizi grasi cu lanturi lungi

caci ei lipsesc) vor ajuta la imbunatatirea dezvoltarii neurologice

inclusiv coordonarea motorie fina Alte suplimente specifice care

pot fi necesare sunt fierul sau carnitina

TRATAMENT DIETETIC ldquoDiet for liferdquo

Dieta trebuie strict urmata

CARACTERISTICILE BOLILOR AUTOZOMAL DOMINANTE

Ele se manifesta la persoanele homozigote dar si heterozigote

pentru mutatia cauzatoare a patologiei

Persoana afectata are cel putin unul dintre parinti bolnav acesta

are gena speifica bolii in stare heterozigota sau homozigota

Cand o persoana este bolnava datorita unei mutatii ce se

transmite autozomal dominant riscul de a avea un copil afectat

este de 50 daca este heterozigota si respectiv 100 daca este

homozigota

Transmisia este pe verticala din generatie in generatie

Seneb un pitic al dinastiei a 4a sau

a5a sef al garderobei regale si

preot al cultului funerar Khufu

impreuna cu familia sa sotia si copii

de statura normala

AcondroplaziaAcondroplazia este una din cauzele este una din cauzele

aparitiei aparitiei nanismului nanismului

(piticismului)(piticismului)

Caracteristicile sindromului includ Caracteristicile sindromului includ

Statura mica cu membre proportional de scurteStatura mica cu membre proportional de scurte

Un cap mare Un cap mare (macrocefalie)(macrocefalie)

O frunte prominenta O frunte prominenta (bose frontal )(bose frontal )

Radacina nasului aplatizata Radacina nasului aplatizata

Acondroplazia

Este o tulburare a cresterii osoase datorita unei mutatii specifice

Cartilajul prezinta dificultati in a fi convertit in os avand drept rezultat piticismulnanismul

Desi nu se cunoaste un tratament geneticgenic totusi pot fi ameliorate simptomele asociate frecvent cu boala precum problemele respiratorii

Desi literal numele bolii inseamna ldquofara formarea cartilajului totusi problema nu o reprezinta formarea acestuia ci transformarea cartilajului in os in mod special in cazul oaselor lungi ale bratelor si picioarelor

Inaltimea medie a adultilor este de

131 cm pentru barbati

si 123 cm pentru femei

Gena responsabila FGFR3 este acronimul pentru

fibroblast growth factor receptor 3 care este proteina pe care o codifica adica receptorul 3 pentru factorul de crestere fibroblastic

Localizarea citogenetica a genei FGFR3 4p163

Localizarea moleculara pe cromozomul 4 de la perechea de baze 1762853 la perechea 1777828 (14kb)

Proteina are rol in dezvoltarea si conservarea tesutului osos si cerebral

Functia Genei FGFR3Cercetatorii cred ca receptorul pe

care il codifica regleaza osificarea si aceasta in mod particular la nivelul oaselor lungi

Mutatii ale genei FGFR3 determina activarea exagerata a receptorului ceea ce interfera cu osificarea si conduce la tulburari ale cresterii oaselor fenomen caracteristic acondroplaziei

Aceasta teorie este sustinuta de catre modelul soarecilor knockout care nu au receptorul reglarea negativa a formarii oaselor fiind deci pierduta Rezultatul consta intr-un soarece cu oase excesiv de lungi si vertebre elongate respectiv o coada lunga

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi mostenita sau poate fi rezultatul unei noi mutatii a genei FGFR3

In majoritatea cazurilor (80) boala se datoreaza unei noi mutatii deoarece parintii celor avand acondroplazie au talie medie (normala) dar inca nu se stie cauza aparitiei acestor mutatii

Copii cu acondroplazie pot avea probleme auditive de vorbire si de respiratie toate putand fi tratate

Tratmentul implica prevenirea sau tratarea semnelor simptomelor sau altor manifestari asociate care apar ca rezultat al bolii

Totodata sprijinul social si familial este o parte importanta a tratmentului

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi detectata inainte de nastere prin ecografie

Diagnosticul ecografic se face pe baza discordantei progresive dintre lungimea femurului si diametrul biparietal in functie de varsta Mana cu aspect de trident poate fi de asemenea vizualizata daca degetele sunt in intregime extinse

Aditional testarea ADN inainte de nastere poate detecta homozigozitatea atunci cand sunt mostenite doua copii ale genei mutante boala este letala ceea ce conduce la avort

Imaginea este o radiografie a mainii unui tanar cu

acondroplazie Forma caracteristica de tridentldquo

apare datorita separarii policelui de degetul al

doilea cat si a degetelor trei si patru Se pot observa

oasele tubulare scurtate ale mainii in mod particular

falangele proximale

Imaginea din dreapta mana unui adult cu oase scurte tubulare cu ulna subtiata specific acondroplaziei

Boala se poate transmite din generatie in generatie

Persoanele cu acondroplazie pot transmite boala

descendentilor

Riscul este de 12

Cum se mosteneste acondroplazia

Daca ambii parinti au acondroplazie copii au un risc de 1 din 4 de a mosteni gena de la ambii parinti devenind homozigoti pentru gena mutanta

Noii nascuti care mostenesc ambele gene

sunt considerati ca avand o forma severa

de acondroplazie supravietuirea lor nu

depaseste 12 luni

Boala Huntington (HD)

Este o tulburare neurodegenerativa progresiva caracterizata prinMiscari choreiforme (necoordonate ndash desi ele

pot parea coordonate - involuntare ale corpului)

Chorea era sugestiv imaginata a fi un dans

grotesc Cuvantul chorea provine din lb

greaca insemnand dans

Probleme psichiatrice si

dementa ( declinul unor capacitati mentale)

Boala Huntington In jurul varstei de 35 - 40 de ani apar simptome usoare

neindemanare uitare si modificarea personalitatii In urmatorii 10-20 de ani de la debut o persoana cu

HD isi pierde gradual intregul control mental si fizic

Astazi nu Astazi nu exista o exista o terapie terapie pentru HD pentru HD unele unele medicamentmedicamente putand e putand insa insa ameliora ameliora simptomelesimptomele

HD

Este o boala neurologica caracterizata prin tulburarea

functiei motorii

Alela mutanta determina aparitia unei proteine anormale

ce contine un numar mare de repetitii ale aa glutamina

Proteina anormala este toxica pentru tesutul nervos

conducand la aparitia semnelor si simptomelor

caracteristice bolii

O singura copie a genei anormale este suficienta pentru a

conferi boala

Gena Huntingtin (HTT) numita si gena HD (Huntington disease) sau gena IT15 (interesting transcript 15) este localizata pe bratul scurt al cromozomului 4 (4p163)

Localizarea genei HTT

Cytogenetic 4p163Molecular pe cz 4 Perechile de baze

de la 3046205 to 3215484

Boala Huntington (HD) Este cauzata de repetitia unei expansiuni

anormale trinucleotidice (CAG) In mod normal repetitia CAG trebuie sa fie

intre 7 si 35 de repetitii Gena HTT codifica proteina huntingtina si

daca este anormala ea contine o expansiune poliglutaminica

Huntingtina este prezenta in numeroase tesuturi nivelurile cele mai ridicate se gasesc intracerebral desi nu i se cunosc cu siguranta functiile se considera ca proteina este necesara pentru dezvoltarea intrauterina

Boala Huntington (HD)

HTT contine o secventa de baze azotate mdash citozina -adenina-guanina (CAG)mdashrepetata de multiple ori ( sa CAGCAGCAG) la capatul 5rsquo avand denumirea de repetitii trinucleotidice

Codonul CAG codifica amino acidul glutamina ai

se va sintetiza un lant de glutamine ce este cunoscut

astazi sub denumirea de tract poliglutaminic sau

polyQ iar partea repetata a genei se numeste

regiunea PolyQ

Cum se mosteneste HD HD este monogenica si transmisa din generatie in

generatie Avand un parinte afectat fiecare copil are un risc de

12 sa mosteneasca HD

Copii care Copii care nu au gena nu au gena cu cu certitudine certitudine nu vor face nu vor face boala si nici boala si nici nu o vor nu o vor transmite transmite mai departe mai departe descendentildescendentilor or

Huntington disease (HD)

Boala afecteaza cu precadere neuronii

Majoritatea cazurilor debuteaza clinic pe la mijlocul vietii intre 35 si 42 de ani

3 din cazuri sunt Huntington juvenil si debuteaza inainte de 15 ani

Debutul tardiv este peste 50 de ani

Numar de repetitii

Clasificare Statusul bolii

lt27 Normal Neafectat

27ndash35 Intermediar Neafectat

36ndash39 Penetranta Redusa

+- Afectat

gt39 Penetranta totalacompleta

Afectat

Gravitatea bolii corelata cu numarul de repetitii trinucleotidice

Nu exista un algoritm precis

Mutatiile dinamice (repetitii trinucleo-

tidice instabile) Deci Boala Huntington este una dintre

maladiile ce au drept cauza repetitiile trinucleotidice (CAGCTG) la fel candash sindromul X Fragil (repetitii CCGCGG peste

52de ori la nivelul Xq273)

ndash distrofia miotonica (repetitii CTG peste 50de ori la nivelul 19q132)

ndash atrofia musculara spinobulbara Kennedy (repetitii CAG de peste 36 de ori la nivelul Xq11-12)

S-au identificat 14 boli ce au drept cauza astfel de mutatiile dinamice

Testare moleculara pentru HD

Persoanele care au pe cineva bolnav in familie si doresc sa stie daca au mostenit gena bolii pot cere realizarea unui diagnostic molecular Bineinteles ca daca sunt purtatoare ale genei mutante HTT nu se va putea preciza momentul in care vor debuta simptomele Desi nu exista inca un tratament curativ testarea genetica poate fi de ajutor persoanelor la risc in vederea luarii unor decizii privind viitorul lor Totusi majoritatea decid sa nu faca acest test

Analiza ADN a bolii Analiza ADN a bolii Huntington Huntington

Fiecare coloana arata ADN -ul Fiecare coloana arata ADN -ul altei persoanealtei persoane

2 benzi in zona normala (N) 2 benzi in zona normala (N) apartin celor neafectati apartin celor neafectati

O banda in zona H arata o O banda in zona H arata o persoana care va deveni persoana care va deveni bolnava de HDbolnava de HDDepartment of Neurogenetics Institute of Department of Neurogenetics Institute of Neurology LondonNeurology London

1 2 3 4 5 6 7

Testarea pentru HD

Screeningul embrionar este de asemenea posibil ai persoanele bolnave sau cu risc crescut vor putea fi sigure ca nu au transmis boala copiilor

Este deci posibil ca mamele ce iau in considerare avortul unui fat avand gena mutanta HTT sa poata avea un test al embrionului (diagnostic prenatal)

Alte tehnici precum diagnosticul genetic preimplantatoriu in situatia unei fertilizari in vitro pot fi utile pentru a se asigura sanatatea viitorului nou-nascut

Chorea Huntington

Noile descoperiri in domeniul geneticii fac posibla detectarea bolii intrauterin sau cand inca nu este manifesta

Cu toate acestea si respectiv in ciuda posibilitatii unui diagnostic molecular atat modalitatile de diagnostic cat si cele de interventie actuale nu inlocuiesc metodele mai vechi (precum calcularea prognosticului genetic pe baza legii probabilitatilor conditionate a lui Bayes) ci sunt sinergice

Neurofibromatoza tip I (NF-1) cunoscuta si drept Boala Recklinghausen

Se caracterizeaza prin aparitia unor tumori

benigne localizate oriunde pe corp

In copilarie apar mai intai niste pete cafeacute-

au-lait la nivel tegumentar

Cu inaintarea in varsta apar mai multe

tumori care deniveleaza pielea

NF1 se poate asocia uneori cu dificultatea

de a invata

Simptomele NF1 variaza mult chiar in

cadrul aceleasi familii (expresivitate

variabila a genei)

A girl with neurofibromatosis A girl with neurofibromatosis (left)(left)The Neurofibromatosis Association The Neurofibromatosis Association (wwwnfazetnetcouk(wwwnfazetnetcouk

Cum se mosteneste neurofibromatoza

Aproximativ jumatate din persoanele cu

NF1 au parinti sanatosi noua mutatie

aparand in gametogeneza parentala

Persoanele afectate transmit NF1 daca

un parinte are NF1 fiecare copil al sau are

o sansa de 1 din 2 sa se nasca normal si

respectiv un risc de 1 din 2 de a fi bolnav

In timp ce persoanele bolnave transmit

boala cele sanatoase din aceeasi familie

vor avea numai copii fara NF1

TRANSMITERE AUTOZOMAL DOMINANTA

httpradiographicsrsnaorgcontent252455F1expansion

NEUROFIBROAME CUTANTE

Zone hiperpigmentate la nivelul irisului = nodulii Lisch

Neurofibromatoza tip I

NF-1 este o boala tumorala cauzata de malfunctia genei NF1 de pe cromozomul 17p care este responsabila de controlul diviziunii celulare

Gena NF-1 codifica o proteina numita neurofibromina ce controleaza procesele de proliferare si diferentiere celulara Neurofibromina este un reglator negativ al oncogenei Ras

Neurofibromina se sintetizeaza in multe tipuri de celule ale organismului dar in principal in neuroni celule Schwann celule gliale si chiar in etapele de inceput ale dezvoltarii melanocitelor

Incidenta NF-1 este de aproximativ 1 in 3500 nn

Neurofibromatoza tip 1 Deseori se asociaza cu scolioza (sau alte modificari osoase) si cu

probleme oculare NF1 nu este letala si nici contagioasa dar uneori evolueaza

malign Gena NF1 are una dintre cele mai inalte rate de mutatii spontane

de la nivelul intregului genom uman Mutatiile care produc boala sunt extrem de variate (greu de

evidentiat in laborator)ndash Deletii

ndash Insertii

ndash Mutatii cu sens gresit (engl missense)

ndash Mutatii nonsens

ndash Mutatii ce afecteaza matisarea normala a exonilor

Sindromul Marfan Sindromul Marfan

Este transmis autozomal dominantEste transmis autozomal dominant

Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic

rezulta din rezulta din noi mutatiinoi mutatii in gena FBN1 care codifica in gena FBN1 care codifica

fibrilinafibrilina o proteina ce intra in alcatuirea o proteina ce intra in alcatuirea

miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane

fara antecedente heredocolaterale (familiale) de fara antecedente heredocolaterale (familiale) de

sd Marfansd Marfan

Sindromul se caracterizeaza prin Sindromul se caracterizeaza prin pleiotropie si pleiotropie si

expresivitate variabilaexpresivitate variabila in familii in familii

Anomalii osoase Luxatie de cristalin

Anomalii ale valvelor cardiace Disectie de aortaDisectie de aorta

decesdeces

Sindromul Marfan

Modificarea fibrilinei va determina Modificarea fibrilinei va determina incapacitatea de producere a unui incapacitatea de producere a unui tesut tesut conjunctivconjunctiv normal normal

Indivizii afectati sunt inalti slabi cu Indivizii afectati sunt inalti slabi cu picioare brate si degete lungi miopi iar picioare brate si degete lungi miopi iar peretele aortei lor este foarte slab peretele aortei lor este foarte slab

Astfel se crede astazi ca Abraham Astfel se crede astazi ca Abraham Lincoln ar fi putut avea sdMarfanLincoln ar fi putut avea sdMarfan

Ce este sd MarfanCe este sd Marfan

Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul conjunctiv conjunctiv

Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase ligamente muschi perete vascular si valve cardiaceligamente muschi perete vascular si valve cardiace

Sindromul afecteaza majoritatea organelor si Sindromul afecteaza majoritatea organelor si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul (aorta) (aorta)

Semnele si simptomele sd Marfan Semnele si simptomele sd Marfan variaza larg dpdv al variaza larg dpdv al severitatii momentului de instalare si ratei de severitatii momentului de instalare si ratei de progresieprogresie

Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete lungi =arachnodactilielungi =arachnodactilie

O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea trunchiului raport ce este mai mare decat normaltrunchiului raport ce este mai mare decat normal

arahnodactilie

Sd Marfan Sd Marfan

Alte aspecte includ o neobisnuita Alte aspecte includ o neobisnuita flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si ingusta un palat dur inalt arcuit dinti ingusta un palat dur inalt arcuit dinti suprapusiinghesuiti o curbura anormala a suprapusiinghesuiti o curbura anormala a coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern infundat (pectus excavatum) fie proeminent infundat (pectus excavatum) fie proeminent (pectus carinatum) (pectus carinatum)

Jumatate dintre cei cu sd Marfan au Jumatate dintre cei cu sd Marfan au probleme oculare ectopia cristalinului uni- probleme oculare ectopia cristalinului uni- sau bilaterala miopie Cataracta cu debut sau bilaterala miopie Cataracta cu debut dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea mai frecventmai frecvent

Sd Marfan ndash gravitatea este data de Sd Marfan ndash gravitatea este data de anomaliile cardiaceanomaliile cardiace Acestea sunt urmate de oboseala respiratie Acestea sunt urmate de oboseala respiratie

ingreunata si batai neregulate absente sau ingreunata si batai neregulate absente sau suplimentare ale inimii (palpitatii)suplimentare ale inimii (palpitatii)

Aorta poate avea un perete subtire poate fi Aorta poate avea un perete subtire poate fi ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ingrosare la nivelul peretelui ingrosare la nivelul peretelui (anevrism)(anevrism)

Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva aortica sau poate conduce la ruperea spontana a aortica sau poate conduce la ruperea spontana a peretelui aorticperetelui aortic (disectie) (disectie)

Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei la decesla deces

Va simtiti impachetati in date

Sau doarhellipplutiti

Page 19: Genetica - Curs 10

Mucoviscidoza

Frecventa crescuta a heterozigotilor purtatori in cadrul populatiei generale (1 25) a condus la emiterea ipotezei ca si in acest caz exista un avantaj selectiv

Exista mai multe teorii astfel de ex se presupune ndash a fi implicata susceptibilitatea redusa la diareea epidemica

(holera)ndash ca purtatorii genei sunt rezistenti la febra tifoida si chiar tbc

Concluzia heterozigotii sunt mai rezistenti la aceste infectii determinand o frecventa crescuta a genei in populatia generala

Boala este destul de frecventa in Europa (1 2500 nn)

Mostenirea bolilor ldquoereditarerdquo este complexa

Majoritatea bolilor nu au un mod simplu de transmitere ereditara

Multi factori influenteaza capacitatea genelor de a lsquocladirsquo proteinepolipeptide

Mutatii diferite in aceeasi gena pot produce o gama larga de efecte

In cazul mucoviscidozei gena care controleaza productia mucusului poate suferi peste 300 de mutatii diferite unele produc simptome severe (chiar decesul fiind vorba de o gena letala)) unele produc simptome usoare si altele nu produc nici un fel de simptome

Tratamentul mucoviscidozei dg prenatal ndash depistarea mutatiei screening neonatal fertilizare in vitro si dg genetic preimplantatoriu tratamentul simptomelor infectiilor

bronhopulmonare (antibiotice) stimularea eliminarii secretiilor (fizioterapie

gimnastica aerosoli ndash pot fi si cu alfa dornaza o dezoxiribonucleaza umana recombinanta care scindeaza ADN-ul din sputa scazandu-i vascozitatea)

cresterea imunitatii (mese hipercalorice si vitamine) transplant pulmonar bilateral terapia genica ar urma sa inlocuiasca gena mutanta

cu una normala (uneori lipozomii vectorii virali nu sunt preluati de celule alteori gena normala nu se exprima)

Tratament genichelliphellip inca se testeazahellip

httpwwwcfgenetherapyorgukresearchaerosolhtml

Conform bazei de date canadiene (Cystic Fibrosis Mutation Database) peste 1800 mutatii ale genei CFTR au fost descrise din 1989 cand a fost descoperita

Traditional mutatiile CFTR sunt impartite in 6 clase pe baza efectului probabil

Clasa I produc o proteina nefunctionala Clasa II determina o procesare defectuoasa a proteinei (ex Deletia

F508) Clasa III produc o reglare defectuoasa a canalului Clasa IV determina o conductanta deficitara la nivelul canalului Clasa V se caracterizeza prin splicing anormal Clasa VI sunt mutatii cu efecte necunoscute

Clasificarea mutatiilor ce produc mucoviscidoza

Model toretic al structurii CFTR (impachetarea)

copy2008 by National Academy of Sciences

Tratamentul mucoviscidozei

In mutatiile din clasa II CFTR fiind impachetata gresit este degradata inainte sa ajunga la membrana apicala a celulei

Daca o astfel de proteina incorect impachetata ajunge pana la membrana celulara ea poate functiona suficient pentru a avea un efect vizibil clinic

Corectorii pot interveni ajutand CFTR sa atinga membrana apicala a celulei

Mutatiile din clasa III determina o deschidere redusa a canalului CFTR si implicit un flux scazut de ioni de clor prin lumenul cailor respiratorii

Aceste mutatii precum G551D sunt relativ rare si bolnavii sunt candidati pentru terapia cu potentiatori

Potentiatorii amplifica sau redau functia unei proteine CFTR care este corect localizata la nivelul membranei celulare

Poate ca exista deja un tratament dar nu l-am gasit

Tratamentul mucoviscidozei

In ultimii ani au aparut terapii care vizeaza modularea proteinei CFTR respectiv medicamente care au ca tinta defecte specifice precum transcriptia procesarea sau chiar activitatea CFTR

Medicamentele sunt molecule mici administrate oral si se clasifica in - produse care permit ribozomului sa citeasca prin codonul stop prematur

din ARNm al CFTR (dar nu si codonii stop normali) - corectori care permit impachetarea corecta a CFTR si - potentiatori care sporesc activitatea canalului de clor de la suprafata

celulei [Ashlock et al 2009 OSullivan and Freedman 2009]

FModalitati terapeutice posibile in mucoviscidoza-PTC124reg (Ataluren) permite citirea peste codonul stop anormal precum in mutatiile din clasa I-Corectori de tipul VX-809 utili in mutatiile din clasa II-Potentiatori de tipul VX-770 utili in clasele II III si IV

Celule epiteliale ale cailor respiratorii unde proteina CFTR este colorata in albastru

Tratamentul mucoviscidozei

Ivacaftor (Kalydeco sau VX-770) produs de Vertex Pharmaceuticals se administreaza in SUA din 2012 la pacientii cu mutatia G551D (cate 2 tabletezi cu alimente bogate in lipide) observandu-se imbunatatirea functiei respiratorii si luarea in greutate

G551D este abrevierea standard pentru mutatia in care aminoacidul GLICINA (G) din pozitia 551este inlocuit cu acidul aspartic (D)

G551D produce 4-5 din imbolnavirile cu mucoviscidoza Mutatia G551D permite proteinei CFTR sa ajunga la suprafata celulei

epiteliale dar nu permite transportul clorului prin canalul ionic Ivacaftor imbunatateste acest transport Astfel de medicamente sunt

incluse in potentiatori ai CFTR Acesta devine domeniul unei farmacoterapii personalizate

Fenilalanin-hidroxilaza (PAH) metabolizeaza amino-acidul fenilalanina si il transforma in amino-acidul tirozina

FENILCETONURIA (PKU)Boala se incadreaza in dismetabolii

FENILCETONURIA (PKU)

Gena PAH are 100 kb locusul ei fiind pe cromozomul

12q22ndashq241

Gena PAH cuprinde 13 exoni

Exista cateva sute de mutatii (lista poate fi gasita la PAHdb) ce pot

determina aparitia bolii

Datorita acestei heterogenitati alelice cei mai multi

bolnavi sunt heterozigoti compusi (adica au doua mutatii

diferite)

Fenilcetonuria

PKU este transmisa autozomal recesiv

Mutatia genei PAH determina incapacitatea enzimei

hepatice fenilalanin-hidroxilaza (PAH) de a metaboliza amino-

acidul fenilalanina si deci de a-l transforma in amino-

acidul tirozina

Cand activitatea PAH este redusa fenilalanina se acumuleaza

si este convertita in acidul fenilpiruvic acidul fenillactic

si feniletilamina (fenilcetone) ce pot fi detectate in urina (test

dg) (PHE este metabolizata pe calea minora a transaminazelor pana la fenilcetone)

Absenta tirozinei este urmata de o sinteza deficitara de neurotransmitatori

PKU Manifestarea clinica majora o reprezinta retardul mental datorat

acumularii de fenilalanina care devine donorul major de grupari amino in activitatea

aminotransferazei ducand la depletia tesutului nervos de α-ketoglutarat Absenta α-

ketoglutaratului la nivel cerebral blocheaza ciclul acizilor tricarboxilici (ciclul Krebs) si deci productia aeroba de energie care este esentiala pentru dezvoltarea cerebrala normala Alt mecanism explica competitia pentru transportor in vederea traversarii barierei hematoencefalice Fenilalanina in exces in sange va satura transportorul impiedicand astfel trecerea altor aa necesari pentru sinteza proteica si cea a neurotransmitatorilor Cresterea concentratiei de fenilalanina impiedica dezvoltarea cerebrala cauzind retard mental

Retard al cresterii staturo-ponderale

httpwwwrankercomlistphenylketonuria-symptomsreference

Pigmentatie cutanata redusa blonzi cu ochii albastri Melanina pigment responsabil pentru culoarea pielii si parului este deficitara

-Hiperactivitate si deficit de atentie-Abilitati sociale deficitare-Miscari necoordonate al membrelor-Brahicefalie si microcefalie-Convulsii termuraturi

httpwwwzunivnetphysiologybookchapter30html

Tirozina (sintetizata din PHE) este precursor al melaninei

Datorita acumularii PHE scade sinteza de tirozina si implicit de melanina in piele

httpwwwncbinlmnihgovpubmedhealthPMH0002150

Dg-TESTUL GUTHRIE

N absenta cresterii coloniilorde Bacillus subtilis in prezenta unui inhibitor (beta2-tienilalanina)aN coloniile cresc in caz de PKU datorita prezentei fenilalaninei in exces din sangele recoltat

SCREENING NEONATAL (alaturi de hipotiroidie)

Recoltaredin calcii

Coloniile cresc in prezenta fenilalaninei

httpusersrcncomjkimballmaultranetBiologyPagesPPhenylketonuriahtml

Prezenta genei PHAse poate determinamolecular

Impedimente in folosirea tehnicilor de genetica moleculara

1 Nu sunt cunoscute toate mutatiile genei PAH care

determina PKU Majoritatea cazurilor sunt

heterozigoti compusi deci si tehnica ASO nu este

mereu concludenta

2 Tehnicile nu sunt folosite in mod curent in

laboratoarele clinicilor

3 Sunt mai scumpe comparativ cu testul Guthrie

httpswwwcounsylcomlearnearly-childhood-treatment

Regim alimentar

Prognosticul este bun daca regimul este inceput foarte devreme si mentinut toata viata

TRATAMENT Lofenalac este un produs facut special pentru copiii cu PKU

inlocuind laptele Poate fi folosit toata viata ca sursa de proteine

fiind sarac in fenilalanina si echilibrat in ceea ce priveste restul

aminoacizilor esentiali dar are gust de lsquomedicamentrsquo (spun pacientii)

Periflex este bogat in fier

Suplimente precum uleiul de peste (pentru ca intr-o alimentatie

fara PHE trebuie un aport crescut de acizi grasi cu lanturi lungi

caci ei lipsesc) vor ajuta la imbunatatirea dezvoltarii neurologice

inclusiv coordonarea motorie fina Alte suplimente specifice care

pot fi necesare sunt fierul sau carnitina

TRATAMENT DIETETIC ldquoDiet for liferdquo

Dieta trebuie strict urmata

CARACTERISTICILE BOLILOR AUTOZOMAL DOMINANTE

Ele se manifesta la persoanele homozigote dar si heterozigote

pentru mutatia cauzatoare a patologiei

Persoana afectata are cel putin unul dintre parinti bolnav acesta

are gena speifica bolii in stare heterozigota sau homozigota

Cand o persoana este bolnava datorita unei mutatii ce se

transmite autozomal dominant riscul de a avea un copil afectat

este de 50 daca este heterozigota si respectiv 100 daca este

homozigota

Transmisia este pe verticala din generatie in generatie

Seneb un pitic al dinastiei a 4a sau

a5a sef al garderobei regale si

preot al cultului funerar Khufu

impreuna cu familia sa sotia si copii

de statura normala

AcondroplaziaAcondroplazia este una din cauzele este una din cauzele

aparitiei aparitiei nanismului nanismului

(piticismului)(piticismului)

Caracteristicile sindromului includ Caracteristicile sindromului includ

Statura mica cu membre proportional de scurteStatura mica cu membre proportional de scurte

Un cap mare Un cap mare (macrocefalie)(macrocefalie)

O frunte prominenta O frunte prominenta (bose frontal )(bose frontal )

Radacina nasului aplatizata Radacina nasului aplatizata

Acondroplazia

Este o tulburare a cresterii osoase datorita unei mutatii specifice

Cartilajul prezinta dificultati in a fi convertit in os avand drept rezultat piticismulnanismul

Desi nu se cunoaste un tratament geneticgenic totusi pot fi ameliorate simptomele asociate frecvent cu boala precum problemele respiratorii

Desi literal numele bolii inseamna ldquofara formarea cartilajului totusi problema nu o reprezinta formarea acestuia ci transformarea cartilajului in os in mod special in cazul oaselor lungi ale bratelor si picioarelor

Inaltimea medie a adultilor este de

131 cm pentru barbati

si 123 cm pentru femei

Gena responsabila FGFR3 este acronimul pentru

fibroblast growth factor receptor 3 care este proteina pe care o codifica adica receptorul 3 pentru factorul de crestere fibroblastic

Localizarea citogenetica a genei FGFR3 4p163

Localizarea moleculara pe cromozomul 4 de la perechea de baze 1762853 la perechea 1777828 (14kb)

Proteina are rol in dezvoltarea si conservarea tesutului osos si cerebral

Functia Genei FGFR3Cercetatorii cred ca receptorul pe

care il codifica regleaza osificarea si aceasta in mod particular la nivelul oaselor lungi

Mutatii ale genei FGFR3 determina activarea exagerata a receptorului ceea ce interfera cu osificarea si conduce la tulburari ale cresterii oaselor fenomen caracteristic acondroplaziei

Aceasta teorie este sustinuta de catre modelul soarecilor knockout care nu au receptorul reglarea negativa a formarii oaselor fiind deci pierduta Rezultatul consta intr-un soarece cu oase excesiv de lungi si vertebre elongate respectiv o coada lunga

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi mostenita sau poate fi rezultatul unei noi mutatii a genei FGFR3

In majoritatea cazurilor (80) boala se datoreaza unei noi mutatii deoarece parintii celor avand acondroplazie au talie medie (normala) dar inca nu se stie cauza aparitiei acestor mutatii

Copii cu acondroplazie pot avea probleme auditive de vorbire si de respiratie toate putand fi tratate

Tratmentul implica prevenirea sau tratarea semnelor simptomelor sau altor manifestari asociate care apar ca rezultat al bolii

Totodata sprijinul social si familial este o parte importanta a tratmentului

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi detectata inainte de nastere prin ecografie

Diagnosticul ecografic se face pe baza discordantei progresive dintre lungimea femurului si diametrul biparietal in functie de varsta Mana cu aspect de trident poate fi de asemenea vizualizata daca degetele sunt in intregime extinse

Aditional testarea ADN inainte de nastere poate detecta homozigozitatea atunci cand sunt mostenite doua copii ale genei mutante boala este letala ceea ce conduce la avort

Imaginea este o radiografie a mainii unui tanar cu

acondroplazie Forma caracteristica de tridentldquo

apare datorita separarii policelui de degetul al

doilea cat si a degetelor trei si patru Se pot observa

oasele tubulare scurtate ale mainii in mod particular

falangele proximale

Imaginea din dreapta mana unui adult cu oase scurte tubulare cu ulna subtiata specific acondroplaziei

Boala se poate transmite din generatie in generatie

Persoanele cu acondroplazie pot transmite boala

descendentilor

Riscul este de 12

Cum se mosteneste acondroplazia

Daca ambii parinti au acondroplazie copii au un risc de 1 din 4 de a mosteni gena de la ambii parinti devenind homozigoti pentru gena mutanta

Noii nascuti care mostenesc ambele gene

sunt considerati ca avand o forma severa

de acondroplazie supravietuirea lor nu

depaseste 12 luni

Boala Huntington (HD)

Este o tulburare neurodegenerativa progresiva caracterizata prinMiscari choreiforme (necoordonate ndash desi ele

pot parea coordonate - involuntare ale corpului)

Chorea era sugestiv imaginata a fi un dans

grotesc Cuvantul chorea provine din lb

greaca insemnand dans

Probleme psichiatrice si

dementa ( declinul unor capacitati mentale)

Boala Huntington In jurul varstei de 35 - 40 de ani apar simptome usoare

neindemanare uitare si modificarea personalitatii In urmatorii 10-20 de ani de la debut o persoana cu

HD isi pierde gradual intregul control mental si fizic

Astazi nu Astazi nu exista o exista o terapie terapie pentru HD pentru HD unele unele medicamentmedicamente putand e putand insa insa ameliora ameliora simptomelesimptomele

HD

Este o boala neurologica caracterizata prin tulburarea

functiei motorii

Alela mutanta determina aparitia unei proteine anormale

ce contine un numar mare de repetitii ale aa glutamina

Proteina anormala este toxica pentru tesutul nervos

conducand la aparitia semnelor si simptomelor

caracteristice bolii

O singura copie a genei anormale este suficienta pentru a

conferi boala

Gena Huntingtin (HTT) numita si gena HD (Huntington disease) sau gena IT15 (interesting transcript 15) este localizata pe bratul scurt al cromozomului 4 (4p163)

Localizarea genei HTT

Cytogenetic 4p163Molecular pe cz 4 Perechile de baze

de la 3046205 to 3215484

Boala Huntington (HD) Este cauzata de repetitia unei expansiuni

anormale trinucleotidice (CAG) In mod normal repetitia CAG trebuie sa fie

intre 7 si 35 de repetitii Gena HTT codifica proteina huntingtina si

daca este anormala ea contine o expansiune poliglutaminica

Huntingtina este prezenta in numeroase tesuturi nivelurile cele mai ridicate se gasesc intracerebral desi nu i se cunosc cu siguranta functiile se considera ca proteina este necesara pentru dezvoltarea intrauterina

Boala Huntington (HD)

HTT contine o secventa de baze azotate mdash citozina -adenina-guanina (CAG)mdashrepetata de multiple ori ( sa CAGCAGCAG) la capatul 5rsquo avand denumirea de repetitii trinucleotidice

Codonul CAG codifica amino acidul glutamina ai

se va sintetiza un lant de glutamine ce este cunoscut

astazi sub denumirea de tract poliglutaminic sau

polyQ iar partea repetata a genei se numeste

regiunea PolyQ

Cum se mosteneste HD HD este monogenica si transmisa din generatie in

generatie Avand un parinte afectat fiecare copil are un risc de

12 sa mosteneasca HD

Copii care Copii care nu au gena nu au gena cu cu certitudine certitudine nu vor face nu vor face boala si nici boala si nici nu o vor nu o vor transmite transmite mai departe mai departe descendentildescendentilor or

Huntington disease (HD)

Boala afecteaza cu precadere neuronii

Majoritatea cazurilor debuteaza clinic pe la mijlocul vietii intre 35 si 42 de ani

3 din cazuri sunt Huntington juvenil si debuteaza inainte de 15 ani

Debutul tardiv este peste 50 de ani

Numar de repetitii

Clasificare Statusul bolii

lt27 Normal Neafectat

27ndash35 Intermediar Neafectat

36ndash39 Penetranta Redusa

+- Afectat

gt39 Penetranta totalacompleta

Afectat

Gravitatea bolii corelata cu numarul de repetitii trinucleotidice

Nu exista un algoritm precis

Mutatiile dinamice (repetitii trinucleo-

tidice instabile) Deci Boala Huntington este una dintre

maladiile ce au drept cauza repetitiile trinucleotidice (CAGCTG) la fel candash sindromul X Fragil (repetitii CCGCGG peste

52de ori la nivelul Xq273)

ndash distrofia miotonica (repetitii CTG peste 50de ori la nivelul 19q132)

ndash atrofia musculara spinobulbara Kennedy (repetitii CAG de peste 36 de ori la nivelul Xq11-12)

S-au identificat 14 boli ce au drept cauza astfel de mutatiile dinamice

Testare moleculara pentru HD

Persoanele care au pe cineva bolnav in familie si doresc sa stie daca au mostenit gena bolii pot cere realizarea unui diagnostic molecular Bineinteles ca daca sunt purtatoare ale genei mutante HTT nu se va putea preciza momentul in care vor debuta simptomele Desi nu exista inca un tratament curativ testarea genetica poate fi de ajutor persoanelor la risc in vederea luarii unor decizii privind viitorul lor Totusi majoritatea decid sa nu faca acest test

Analiza ADN a bolii Analiza ADN a bolii Huntington Huntington

Fiecare coloana arata ADN -ul Fiecare coloana arata ADN -ul altei persoanealtei persoane

2 benzi in zona normala (N) 2 benzi in zona normala (N) apartin celor neafectati apartin celor neafectati

O banda in zona H arata o O banda in zona H arata o persoana care va deveni persoana care va deveni bolnava de HDbolnava de HDDepartment of Neurogenetics Institute of Department of Neurogenetics Institute of Neurology LondonNeurology London

1 2 3 4 5 6 7

Testarea pentru HD

Screeningul embrionar este de asemenea posibil ai persoanele bolnave sau cu risc crescut vor putea fi sigure ca nu au transmis boala copiilor

Este deci posibil ca mamele ce iau in considerare avortul unui fat avand gena mutanta HTT sa poata avea un test al embrionului (diagnostic prenatal)

Alte tehnici precum diagnosticul genetic preimplantatoriu in situatia unei fertilizari in vitro pot fi utile pentru a se asigura sanatatea viitorului nou-nascut

Chorea Huntington

Noile descoperiri in domeniul geneticii fac posibla detectarea bolii intrauterin sau cand inca nu este manifesta

Cu toate acestea si respectiv in ciuda posibilitatii unui diagnostic molecular atat modalitatile de diagnostic cat si cele de interventie actuale nu inlocuiesc metodele mai vechi (precum calcularea prognosticului genetic pe baza legii probabilitatilor conditionate a lui Bayes) ci sunt sinergice

Neurofibromatoza tip I (NF-1) cunoscuta si drept Boala Recklinghausen

Se caracterizeaza prin aparitia unor tumori

benigne localizate oriunde pe corp

In copilarie apar mai intai niste pete cafeacute-

au-lait la nivel tegumentar

Cu inaintarea in varsta apar mai multe

tumori care deniveleaza pielea

NF1 se poate asocia uneori cu dificultatea

de a invata

Simptomele NF1 variaza mult chiar in

cadrul aceleasi familii (expresivitate

variabila a genei)

A girl with neurofibromatosis A girl with neurofibromatosis (left)(left)The Neurofibromatosis Association The Neurofibromatosis Association (wwwnfazetnetcouk(wwwnfazetnetcouk

Cum se mosteneste neurofibromatoza

Aproximativ jumatate din persoanele cu

NF1 au parinti sanatosi noua mutatie

aparand in gametogeneza parentala

Persoanele afectate transmit NF1 daca

un parinte are NF1 fiecare copil al sau are

o sansa de 1 din 2 sa se nasca normal si

respectiv un risc de 1 din 2 de a fi bolnav

In timp ce persoanele bolnave transmit

boala cele sanatoase din aceeasi familie

vor avea numai copii fara NF1

TRANSMITERE AUTOZOMAL DOMINANTA

httpradiographicsrsnaorgcontent252455F1expansion

NEUROFIBROAME CUTANTE

Zone hiperpigmentate la nivelul irisului = nodulii Lisch

Neurofibromatoza tip I

NF-1 este o boala tumorala cauzata de malfunctia genei NF1 de pe cromozomul 17p care este responsabila de controlul diviziunii celulare

Gena NF-1 codifica o proteina numita neurofibromina ce controleaza procesele de proliferare si diferentiere celulara Neurofibromina este un reglator negativ al oncogenei Ras

Neurofibromina se sintetizeaza in multe tipuri de celule ale organismului dar in principal in neuroni celule Schwann celule gliale si chiar in etapele de inceput ale dezvoltarii melanocitelor

Incidenta NF-1 este de aproximativ 1 in 3500 nn

Neurofibromatoza tip 1 Deseori se asociaza cu scolioza (sau alte modificari osoase) si cu

probleme oculare NF1 nu este letala si nici contagioasa dar uneori evolueaza

malign Gena NF1 are una dintre cele mai inalte rate de mutatii spontane

de la nivelul intregului genom uman Mutatiile care produc boala sunt extrem de variate (greu de

evidentiat in laborator)ndash Deletii

ndash Insertii

ndash Mutatii cu sens gresit (engl missense)

ndash Mutatii nonsens

ndash Mutatii ce afecteaza matisarea normala a exonilor

Sindromul Marfan Sindromul Marfan

Este transmis autozomal dominantEste transmis autozomal dominant

Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic

rezulta din rezulta din noi mutatiinoi mutatii in gena FBN1 care codifica in gena FBN1 care codifica

fibrilinafibrilina o proteina ce intra in alcatuirea o proteina ce intra in alcatuirea

miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane

fara antecedente heredocolaterale (familiale) de fara antecedente heredocolaterale (familiale) de

sd Marfansd Marfan

Sindromul se caracterizeaza prin Sindromul se caracterizeaza prin pleiotropie si pleiotropie si

expresivitate variabilaexpresivitate variabila in familii in familii

Anomalii osoase Luxatie de cristalin

Anomalii ale valvelor cardiace Disectie de aortaDisectie de aorta

decesdeces

Sindromul Marfan

Modificarea fibrilinei va determina Modificarea fibrilinei va determina incapacitatea de producere a unui incapacitatea de producere a unui tesut tesut conjunctivconjunctiv normal normal

Indivizii afectati sunt inalti slabi cu Indivizii afectati sunt inalti slabi cu picioare brate si degete lungi miopi iar picioare brate si degete lungi miopi iar peretele aortei lor este foarte slab peretele aortei lor este foarte slab

Astfel se crede astazi ca Abraham Astfel se crede astazi ca Abraham Lincoln ar fi putut avea sdMarfanLincoln ar fi putut avea sdMarfan

Ce este sd MarfanCe este sd Marfan

Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul conjunctiv conjunctiv

Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase ligamente muschi perete vascular si valve cardiaceligamente muschi perete vascular si valve cardiace

Sindromul afecteaza majoritatea organelor si Sindromul afecteaza majoritatea organelor si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul (aorta) (aorta)

Semnele si simptomele sd Marfan Semnele si simptomele sd Marfan variaza larg dpdv al variaza larg dpdv al severitatii momentului de instalare si ratei de severitatii momentului de instalare si ratei de progresieprogresie

Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete lungi =arachnodactilielungi =arachnodactilie

O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea trunchiului raport ce este mai mare decat normaltrunchiului raport ce este mai mare decat normal

arahnodactilie

Sd Marfan Sd Marfan

Alte aspecte includ o neobisnuita Alte aspecte includ o neobisnuita flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si ingusta un palat dur inalt arcuit dinti ingusta un palat dur inalt arcuit dinti suprapusiinghesuiti o curbura anormala a suprapusiinghesuiti o curbura anormala a coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern infundat (pectus excavatum) fie proeminent infundat (pectus excavatum) fie proeminent (pectus carinatum) (pectus carinatum)

Jumatate dintre cei cu sd Marfan au Jumatate dintre cei cu sd Marfan au probleme oculare ectopia cristalinului uni- probleme oculare ectopia cristalinului uni- sau bilaterala miopie Cataracta cu debut sau bilaterala miopie Cataracta cu debut dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea mai frecventmai frecvent

Sd Marfan ndash gravitatea este data de Sd Marfan ndash gravitatea este data de anomaliile cardiaceanomaliile cardiace Acestea sunt urmate de oboseala respiratie Acestea sunt urmate de oboseala respiratie

ingreunata si batai neregulate absente sau ingreunata si batai neregulate absente sau suplimentare ale inimii (palpitatii)suplimentare ale inimii (palpitatii)

Aorta poate avea un perete subtire poate fi Aorta poate avea un perete subtire poate fi ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ingrosare la nivelul peretelui ingrosare la nivelul peretelui (anevrism)(anevrism)

Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva aortica sau poate conduce la ruperea spontana a aortica sau poate conduce la ruperea spontana a peretelui aorticperetelui aortic (disectie) (disectie)

Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei la decesla deces

Va simtiti impachetati in date

Sau doarhellipplutiti

Page 20: Genetica - Curs 10

Mostenirea bolilor ldquoereditarerdquo este complexa

Majoritatea bolilor nu au un mod simplu de transmitere ereditara

Multi factori influenteaza capacitatea genelor de a lsquocladirsquo proteinepolipeptide

Mutatii diferite in aceeasi gena pot produce o gama larga de efecte

In cazul mucoviscidozei gena care controleaza productia mucusului poate suferi peste 300 de mutatii diferite unele produc simptome severe (chiar decesul fiind vorba de o gena letala)) unele produc simptome usoare si altele nu produc nici un fel de simptome

Tratamentul mucoviscidozei dg prenatal ndash depistarea mutatiei screening neonatal fertilizare in vitro si dg genetic preimplantatoriu tratamentul simptomelor infectiilor

bronhopulmonare (antibiotice) stimularea eliminarii secretiilor (fizioterapie

gimnastica aerosoli ndash pot fi si cu alfa dornaza o dezoxiribonucleaza umana recombinanta care scindeaza ADN-ul din sputa scazandu-i vascozitatea)

cresterea imunitatii (mese hipercalorice si vitamine) transplant pulmonar bilateral terapia genica ar urma sa inlocuiasca gena mutanta

cu una normala (uneori lipozomii vectorii virali nu sunt preluati de celule alteori gena normala nu se exprima)

Tratament genichelliphellip inca se testeazahellip

httpwwwcfgenetherapyorgukresearchaerosolhtml

Conform bazei de date canadiene (Cystic Fibrosis Mutation Database) peste 1800 mutatii ale genei CFTR au fost descrise din 1989 cand a fost descoperita

Traditional mutatiile CFTR sunt impartite in 6 clase pe baza efectului probabil

Clasa I produc o proteina nefunctionala Clasa II determina o procesare defectuoasa a proteinei (ex Deletia

F508) Clasa III produc o reglare defectuoasa a canalului Clasa IV determina o conductanta deficitara la nivelul canalului Clasa V se caracterizeza prin splicing anormal Clasa VI sunt mutatii cu efecte necunoscute

Clasificarea mutatiilor ce produc mucoviscidoza

Model toretic al structurii CFTR (impachetarea)

copy2008 by National Academy of Sciences

Tratamentul mucoviscidozei

In mutatiile din clasa II CFTR fiind impachetata gresit este degradata inainte sa ajunga la membrana apicala a celulei

Daca o astfel de proteina incorect impachetata ajunge pana la membrana celulara ea poate functiona suficient pentru a avea un efect vizibil clinic

Corectorii pot interveni ajutand CFTR sa atinga membrana apicala a celulei

Mutatiile din clasa III determina o deschidere redusa a canalului CFTR si implicit un flux scazut de ioni de clor prin lumenul cailor respiratorii

Aceste mutatii precum G551D sunt relativ rare si bolnavii sunt candidati pentru terapia cu potentiatori

Potentiatorii amplifica sau redau functia unei proteine CFTR care este corect localizata la nivelul membranei celulare

Poate ca exista deja un tratament dar nu l-am gasit

Tratamentul mucoviscidozei

In ultimii ani au aparut terapii care vizeaza modularea proteinei CFTR respectiv medicamente care au ca tinta defecte specifice precum transcriptia procesarea sau chiar activitatea CFTR

Medicamentele sunt molecule mici administrate oral si se clasifica in - produse care permit ribozomului sa citeasca prin codonul stop prematur

din ARNm al CFTR (dar nu si codonii stop normali) - corectori care permit impachetarea corecta a CFTR si - potentiatori care sporesc activitatea canalului de clor de la suprafata

celulei [Ashlock et al 2009 OSullivan and Freedman 2009]

FModalitati terapeutice posibile in mucoviscidoza-PTC124reg (Ataluren) permite citirea peste codonul stop anormal precum in mutatiile din clasa I-Corectori de tipul VX-809 utili in mutatiile din clasa II-Potentiatori de tipul VX-770 utili in clasele II III si IV

Celule epiteliale ale cailor respiratorii unde proteina CFTR este colorata in albastru

Tratamentul mucoviscidozei

Ivacaftor (Kalydeco sau VX-770) produs de Vertex Pharmaceuticals se administreaza in SUA din 2012 la pacientii cu mutatia G551D (cate 2 tabletezi cu alimente bogate in lipide) observandu-se imbunatatirea functiei respiratorii si luarea in greutate

G551D este abrevierea standard pentru mutatia in care aminoacidul GLICINA (G) din pozitia 551este inlocuit cu acidul aspartic (D)

G551D produce 4-5 din imbolnavirile cu mucoviscidoza Mutatia G551D permite proteinei CFTR sa ajunga la suprafata celulei

epiteliale dar nu permite transportul clorului prin canalul ionic Ivacaftor imbunatateste acest transport Astfel de medicamente sunt

incluse in potentiatori ai CFTR Acesta devine domeniul unei farmacoterapii personalizate

Fenilalanin-hidroxilaza (PAH) metabolizeaza amino-acidul fenilalanina si il transforma in amino-acidul tirozina

FENILCETONURIA (PKU)Boala se incadreaza in dismetabolii

FENILCETONURIA (PKU)

Gena PAH are 100 kb locusul ei fiind pe cromozomul

12q22ndashq241

Gena PAH cuprinde 13 exoni

Exista cateva sute de mutatii (lista poate fi gasita la PAHdb) ce pot

determina aparitia bolii

Datorita acestei heterogenitati alelice cei mai multi

bolnavi sunt heterozigoti compusi (adica au doua mutatii

diferite)

Fenilcetonuria

PKU este transmisa autozomal recesiv

Mutatia genei PAH determina incapacitatea enzimei

hepatice fenilalanin-hidroxilaza (PAH) de a metaboliza amino-

acidul fenilalanina si deci de a-l transforma in amino-

acidul tirozina

Cand activitatea PAH este redusa fenilalanina se acumuleaza

si este convertita in acidul fenilpiruvic acidul fenillactic

si feniletilamina (fenilcetone) ce pot fi detectate in urina (test

dg) (PHE este metabolizata pe calea minora a transaminazelor pana la fenilcetone)

Absenta tirozinei este urmata de o sinteza deficitara de neurotransmitatori

PKU Manifestarea clinica majora o reprezinta retardul mental datorat

acumularii de fenilalanina care devine donorul major de grupari amino in activitatea

aminotransferazei ducand la depletia tesutului nervos de α-ketoglutarat Absenta α-

ketoglutaratului la nivel cerebral blocheaza ciclul acizilor tricarboxilici (ciclul Krebs) si deci productia aeroba de energie care este esentiala pentru dezvoltarea cerebrala normala Alt mecanism explica competitia pentru transportor in vederea traversarii barierei hematoencefalice Fenilalanina in exces in sange va satura transportorul impiedicand astfel trecerea altor aa necesari pentru sinteza proteica si cea a neurotransmitatorilor Cresterea concentratiei de fenilalanina impiedica dezvoltarea cerebrala cauzind retard mental

Retard al cresterii staturo-ponderale

httpwwwrankercomlistphenylketonuria-symptomsreference

Pigmentatie cutanata redusa blonzi cu ochii albastri Melanina pigment responsabil pentru culoarea pielii si parului este deficitara

-Hiperactivitate si deficit de atentie-Abilitati sociale deficitare-Miscari necoordonate al membrelor-Brahicefalie si microcefalie-Convulsii termuraturi

httpwwwzunivnetphysiologybookchapter30html

Tirozina (sintetizata din PHE) este precursor al melaninei

Datorita acumularii PHE scade sinteza de tirozina si implicit de melanina in piele

httpwwwncbinlmnihgovpubmedhealthPMH0002150

Dg-TESTUL GUTHRIE

N absenta cresterii coloniilorde Bacillus subtilis in prezenta unui inhibitor (beta2-tienilalanina)aN coloniile cresc in caz de PKU datorita prezentei fenilalaninei in exces din sangele recoltat

SCREENING NEONATAL (alaturi de hipotiroidie)

Recoltaredin calcii

Coloniile cresc in prezenta fenilalaninei

httpusersrcncomjkimballmaultranetBiologyPagesPPhenylketonuriahtml

Prezenta genei PHAse poate determinamolecular

Impedimente in folosirea tehnicilor de genetica moleculara

1 Nu sunt cunoscute toate mutatiile genei PAH care

determina PKU Majoritatea cazurilor sunt

heterozigoti compusi deci si tehnica ASO nu este

mereu concludenta

2 Tehnicile nu sunt folosite in mod curent in

laboratoarele clinicilor

3 Sunt mai scumpe comparativ cu testul Guthrie

httpswwwcounsylcomlearnearly-childhood-treatment

Regim alimentar

Prognosticul este bun daca regimul este inceput foarte devreme si mentinut toata viata

TRATAMENT Lofenalac este un produs facut special pentru copiii cu PKU

inlocuind laptele Poate fi folosit toata viata ca sursa de proteine

fiind sarac in fenilalanina si echilibrat in ceea ce priveste restul

aminoacizilor esentiali dar are gust de lsquomedicamentrsquo (spun pacientii)

Periflex este bogat in fier

Suplimente precum uleiul de peste (pentru ca intr-o alimentatie

fara PHE trebuie un aport crescut de acizi grasi cu lanturi lungi

caci ei lipsesc) vor ajuta la imbunatatirea dezvoltarii neurologice

inclusiv coordonarea motorie fina Alte suplimente specifice care

pot fi necesare sunt fierul sau carnitina

TRATAMENT DIETETIC ldquoDiet for liferdquo

Dieta trebuie strict urmata

CARACTERISTICILE BOLILOR AUTOZOMAL DOMINANTE

Ele se manifesta la persoanele homozigote dar si heterozigote

pentru mutatia cauzatoare a patologiei

Persoana afectata are cel putin unul dintre parinti bolnav acesta

are gena speifica bolii in stare heterozigota sau homozigota

Cand o persoana este bolnava datorita unei mutatii ce se

transmite autozomal dominant riscul de a avea un copil afectat

este de 50 daca este heterozigota si respectiv 100 daca este

homozigota

Transmisia este pe verticala din generatie in generatie

Seneb un pitic al dinastiei a 4a sau

a5a sef al garderobei regale si

preot al cultului funerar Khufu

impreuna cu familia sa sotia si copii

de statura normala

AcondroplaziaAcondroplazia este una din cauzele este una din cauzele

aparitiei aparitiei nanismului nanismului

(piticismului)(piticismului)

Caracteristicile sindromului includ Caracteristicile sindromului includ

Statura mica cu membre proportional de scurteStatura mica cu membre proportional de scurte

Un cap mare Un cap mare (macrocefalie)(macrocefalie)

O frunte prominenta O frunte prominenta (bose frontal )(bose frontal )

Radacina nasului aplatizata Radacina nasului aplatizata

Acondroplazia

Este o tulburare a cresterii osoase datorita unei mutatii specifice

Cartilajul prezinta dificultati in a fi convertit in os avand drept rezultat piticismulnanismul

Desi nu se cunoaste un tratament geneticgenic totusi pot fi ameliorate simptomele asociate frecvent cu boala precum problemele respiratorii

Desi literal numele bolii inseamna ldquofara formarea cartilajului totusi problema nu o reprezinta formarea acestuia ci transformarea cartilajului in os in mod special in cazul oaselor lungi ale bratelor si picioarelor

Inaltimea medie a adultilor este de

131 cm pentru barbati

si 123 cm pentru femei

Gena responsabila FGFR3 este acronimul pentru

fibroblast growth factor receptor 3 care este proteina pe care o codifica adica receptorul 3 pentru factorul de crestere fibroblastic

Localizarea citogenetica a genei FGFR3 4p163

Localizarea moleculara pe cromozomul 4 de la perechea de baze 1762853 la perechea 1777828 (14kb)

Proteina are rol in dezvoltarea si conservarea tesutului osos si cerebral

Functia Genei FGFR3Cercetatorii cred ca receptorul pe

care il codifica regleaza osificarea si aceasta in mod particular la nivelul oaselor lungi

Mutatii ale genei FGFR3 determina activarea exagerata a receptorului ceea ce interfera cu osificarea si conduce la tulburari ale cresterii oaselor fenomen caracteristic acondroplaziei

Aceasta teorie este sustinuta de catre modelul soarecilor knockout care nu au receptorul reglarea negativa a formarii oaselor fiind deci pierduta Rezultatul consta intr-un soarece cu oase excesiv de lungi si vertebre elongate respectiv o coada lunga

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi mostenita sau poate fi rezultatul unei noi mutatii a genei FGFR3

In majoritatea cazurilor (80) boala se datoreaza unei noi mutatii deoarece parintii celor avand acondroplazie au talie medie (normala) dar inca nu se stie cauza aparitiei acestor mutatii

Copii cu acondroplazie pot avea probleme auditive de vorbire si de respiratie toate putand fi tratate

Tratmentul implica prevenirea sau tratarea semnelor simptomelor sau altor manifestari asociate care apar ca rezultat al bolii

Totodata sprijinul social si familial este o parte importanta a tratmentului

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi detectata inainte de nastere prin ecografie

Diagnosticul ecografic se face pe baza discordantei progresive dintre lungimea femurului si diametrul biparietal in functie de varsta Mana cu aspect de trident poate fi de asemenea vizualizata daca degetele sunt in intregime extinse

Aditional testarea ADN inainte de nastere poate detecta homozigozitatea atunci cand sunt mostenite doua copii ale genei mutante boala este letala ceea ce conduce la avort

Imaginea este o radiografie a mainii unui tanar cu

acondroplazie Forma caracteristica de tridentldquo

apare datorita separarii policelui de degetul al

doilea cat si a degetelor trei si patru Se pot observa

oasele tubulare scurtate ale mainii in mod particular

falangele proximale

Imaginea din dreapta mana unui adult cu oase scurte tubulare cu ulna subtiata specific acondroplaziei

Boala se poate transmite din generatie in generatie

Persoanele cu acondroplazie pot transmite boala

descendentilor

Riscul este de 12

Cum se mosteneste acondroplazia

Daca ambii parinti au acondroplazie copii au un risc de 1 din 4 de a mosteni gena de la ambii parinti devenind homozigoti pentru gena mutanta

Noii nascuti care mostenesc ambele gene

sunt considerati ca avand o forma severa

de acondroplazie supravietuirea lor nu

depaseste 12 luni

Boala Huntington (HD)

Este o tulburare neurodegenerativa progresiva caracterizata prinMiscari choreiforme (necoordonate ndash desi ele

pot parea coordonate - involuntare ale corpului)

Chorea era sugestiv imaginata a fi un dans

grotesc Cuvantul chorea provine din lb

greaca insemnand dans

Probleme psichiatrice si

dementa ( declinul unor capacitati mentale)

Boala Huntington In jurul varstei de 35 - 40 de ani apar simptome usoare

neindemanare uitare si modificarea personalitatii In urmatorii 10-20 de ani de la debut o persoana cu

HD isi pierde gradual intregul control mental si fizic

Astazi nu Astazi nu exista o exista o terapie terapie pentru HD pentru HD unele unele medicamentmedicamente putand e putand insa insa ameliora ameliora simptomelesimptomele

HD

Este o boala neurologica caracterizata prin tulburarea

functiei motorii

Alela mutanta determina aparitia unei proteine anormale

ce contine un numar mare de repetitii ale aa glutamina

Proteina anormala este toxica pentru tesutul nervos

conducand la aparitia semnelor si simptomelor

caracteristice bolii

O singura copie a genei anormale este suficienta pentru a

conferi boala

Gena Huntingtin (HTT) numita si gena HD (Huntington disease) sau gena IT15 (interesting transcript 15) este localizata pe bratul scurt al cromozomului 4 (4p163)

Localizarea genei HTT

Cytogenetic 4p163Molecular pe cz 4 Perechile de baze

de la 3046205 to 3215484

Boala Huntington (HD) Este cauzata de repetitia unei expansiuni

anormale trinucleotidice (CAG) In mod normal repetitia CAG trebuie sa fie

intre 7 si 35 de repetitii Gena HTT codifica proteina huntingtina si

daca este anormala ea contine o expansiune poliglutaminica

Huntingtina este prezenta in numeroase tesuturi nivelurile cele mai ridicate se gasesc intracerebral desi nu i se cunosc cu siguranta functiile se considera ca proteina este necesara pentru dezvoltarea intrauterina

Boala Huntington (HD)

HTT contine o secventa de baze azotate mdash citozina -adenina-guanina (CAG)mdashrepetata de multiple ori ( sa CAGCAGCAG) la capatul 5rsquo avand denumirea de repetitii trinucleotidice

Codonul CAG codifica amino acidul glutamina ai

se va sintetiza un lant de glutamine ce este cunoscut

astazi sub denumirea de tract poliglutaminic sau

polyQ iar partea repetata a genei se numeste

regiunea PolyQ

Cum se mosteneste HD HD este monogenica si transmisa din generatie in

generatie Avand un parinte afectat fiecare copil are un risc de

12 sa mosteneasca HD

Copii care Copii care nu au gena nu au gena cu cu certitudine certitudine nu vor face nu vor face boala si nici boala si nici nu o vor nu o vor transmite transmite mai departe mai departe descendentildescendentilor or

Huntington disease (HD)

Boala afecteaza cu precadere neuronii

Majoritatea cazurilor debuteaza clinic pe la mijlocul vietii intre 35 si 42 de ani

3 din cazuri sunt Huntington juvenil si debuteaza inainte de 15 ani

Debutul tardiv este peste 50 de ani

Numar de repetitii

Clasificare Statusul bolii

lt27 Normal Neafectat

27ndash35 Intermediar Neafectat

36ndash39 Penetranta Redusa

+- Afectat

gt39 Penetranta totalacompleta

Afectat

Gravitatea bolii corelata cu numarul de repetitii trinucleotidice

Nu exista un algoritm precis

Mutatiile dinamice (repetitii trinucleo-

tidice instabile) Deci Boala Huntington este una dintre

maladiile ce au drept cauza repetitiile trinucleotidice (CAGCTG) la fel candash sindromul X Fragil (repetitii CCGCGG peste

52de ori la nivelul Xq273)

ndash distrofia miotonica (repetitii CTG peste 50de ori la nivelul 19q132)

ndash atrofia musculara spinobulbara Kennedy (repetitii CAG de peste 36 de ori la nivelul Xq11-12)

S-au identificat 14 boli ce au drept cauza astfel de mutatiile dinamice

Testare moleculara pentru HD

Persoanele care au pe cineva bolnav in familie si doresc sa stie daca au mostenit gena bolii pot cere realizarea unui diagnostic molecular Bineinteles ca daca sunt purtatoare ale genei mutante HTT nu se va putea preciza momentul in care vor debuta simptomele Desi nu exista inca un tratament curativ testarea genetica poate fi de ajutor persoanelor la risc in vederea luarii unor decizii privind viitorul lor Totusi majoritatea decid sa nu faca acest test

Analiza ADN a bolii Analiza ADN a bolii Huntington Huntington

Fiecare coloana arata ADN -ul Fiecare coloana arata ADN -ul altei persoanealtei persoane

2 benzi in zona normala (N) 2 benzi in zona normala (N) apartin celor neafectati apartin celor neafectati

O banda in zona H arata o O banda in zona H arata o persoana care va deveni persoana care va deveni bolnava de HDbolnava de HDDepartment of Neurogenetics Institute of Department of Neurogenetics Institute of Neurology LondonNeurology London

1 2 3 4 5 6 7

Testarea pentru HD

Screeningul embrionar este de asemenea posibil ai persoanele bolnave sau cu risc crescut vor putea fi sigure ca nu au transmis boala copiilor

Este deci posibil ca mamele ce iau in considerare avortul unui fat avand gena mutanta HTT sa poata avea un test al embrionului (diagnostic prenatal)

Alte tehnici precum diagnosticul genetic preimplantatoriu in situatia unei fertilizari in vitro pot fi utile pentru a se asigura sanatatea viitorului nou-nascut

Chorea Huntington

Noile descoperiri in domeniul geneticii fac posibla detectarea bolii intrauterin sau cand inca nu este manifesta

Cu toate acestea si respectiv in ciuda posibilitatii unui diagnostic molecular atat modalitatile de diagnostic cat si cele de interventie actuale nu inlocuiesc metodele mai vechi (precum calcularea prognosticului genetic pe baza legii probabilitatilor conditionate a lui Bayes) ci sunt sinergice

Neurofibromatoza tip I (NF-1) cunoscuta si drept Boala Recklinghausen

Se caracterizeaza prin aparitia unor tumori

benigne localizate oriunde pe corp

In copilarie apar mai intai niste pete cafeacute-

au-lait la nivel tegumentar

Cu inaintarea in varsta apar mai multe

tumori care deniveleaza pielea

NF1 se poate asocia uneori cu dificultatea

de a invata

Simptomele NF1 variaza mult chiar in

cadrul aceleasi familii (expresivitate

variabila a genei)

A girl with neurofibromatosis A girl with neurofibromatosis (left)(left)The Neurofibromatosis Association The Neurofibromatosis Association (wwwnfazetnetcouk(wwwnfazetnetcouk

Cum se mosteneste neurofibromatoza

Aproximativ jumatate din persoanele cu

NF1 au parinti sanatosi noua mutatie

aparand in gametogeneza parentala

Persoanele afectate transmit NF1 daca

un parinte are NF1 fiecare copil al sau are

o sansa de 1 din 2 sa se nasca normal si

respectiv un risc de 1 din 2 de a fi bolnav

In timp ce persoanele bolnave transmit

boala cele sanatoase din aceeasi familie

vor avea numai copii fara NF1

TRANSMITERE AUTOZOMAL DOMINANTA

httpradiographicsrsnaorgcontent252455F1expansion

NEUROFIBROAME CUTANTE

Zone hiperpigmentate la nivelul irisului = nodulii Lisch

Neurofibromatoza tip I

NF-1 este o boala tumorala cauzata de malfunctia genei NF1 de pe cromozomul 17p care este responsabila de controlul diviziunii celulare

Gena NF-1 codifica o proteina numita neurofibromina ce controleaza procesele de proliferare si diferentiere celulara Neurofibromina este un reglator negativ al oncogenei Ras

Neurofibromina se sintetizeaza in multe tipuri de celule ale organismului dar in principal in neuroni celule Schwann celule gliale si chiar in etapele de inceput ale dezvoltarii melanocitelor

Incidenta NF-1 este de aproximativ 1 in 3500 nn

Neurofibromatoza tip 1 Deseori se asociaza cu scolioza (sau alte modificari osoase) si cu

probleme oculare NF1 nu este letala si nici contagioasa dar uneori evolueaza

malign Gena NF1 are una dintre cele mai inalte rate de mutatii spontane

de la nivelul intregului genom uman Mutatiile care produc boala sunt extrem de variate (greu de

evidentiat in laborator)ndash Deletii

ndash Insertii

ndash Mutatii cu sens gresit (engl missense)

ndash Mutatii nonsens

ndash Mutatii ce afecteaza matisarea normala a exonilor

Sindromul Marfan Sindromul Marfan

Este transmis autozomal dominantEste transmis autozomal dominant

Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic

rezulta din rezulta din noi mutatiinoi mutatii in gena FBN1 care codifica in gena FBN1 care codifica

fibrilinafibrilina o proteina ce intra in alcatuirea o proteina ce intra in alcatuirea

miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane

fara antecedente heredocolaterale (familiale) de fara antecedente heredocolaterale (familiale) de

sd Marfansd Marfan

Sindromul se caracterizeaza prin Sindromul se caracterizeaza prin pleiotropie si pleiotropie si

expresivitate variabilaexpresivitate variabila in familii in familii

Anomalii osoase Luxatie de cristalin

Anomalii ale valvelor cardiace Disectie de aortaDisectie de aorta

decesdeces

Sindromul Marfan

Modificarea fibrilinei va determina Modificarea fibrilinei va determina incapacitatea de producere a unui incapacitatea de producere a unui tesut tesut conjunctivconjunctiv normal normal

Indivizii afectati sunt inalti slabi cu Indivizii afectati sunt inalti slabi cu picioare brate si degete lungi miopi iar picioare brate si degete lungi miopi iar peretele aortei lor este foarte slab peretele aortei lor este foarte slab

Astfel se crede astazi ca Abraham Astfel se crede astazi ca Abraham Lincoln ar fi putut avea sdMarfanLincoln ar fi putut avea sdMarfan

Ce este sd MarfanCe este sd Marfan

Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul conjunctiv conjunctiv

Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase ligamente muschi perete vascular si valve cardiaceligamente muschi perete vascular si valve cardiace

Sindromul afecteaza majoritatea organelor si Sindromul afecteaza majoritatea organelor si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul (aorta) (aorta)

Semnele si simptomele sd Marfan Semnele si simptomele sd Marfan variaza larg dpdv al variaza larg dpdv al severitatii momentului de instalare si ratei de severitatii momentului de instalare si ratei de progresieprogresie

Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete lungi =arachnodactilielungi =arachnodactilie

O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea trunchiului raport ce este mai mare decat normaltrunchiului raport ce este mai mare decat normal

arahnodactilie

Sd Marfan Sd Marfan

Alte aspecte includ o neobisnuita Alte aspecte includ o neobisnuita flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si ingusta un palat dur inalt arcuit dinti ingusta un palat dur inalt arcuit dinti suprapusiinghesuiti o curbura anormala a suprapusiinghesuiti o curbura anormala a coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern infundat (pectus excavatum) fie proeminent infundat (pectus excavatum) fie proeminent (pectus carinatum) (pectus carinatum)

Jumatate dintre cei cu sd Marfan au Jumatate dintre cei cu sd Marfan au probleme oculare ectopia cristalinului uni- probleme oculare ectopia cristalinului uni- sau bilaterala miopie Cataracta cu debut sau bilaterala miopie Cataracta cu debut dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea mai frecventmai frecvent

Sd Marfan ndash gravitatea este data de Sd Marfan ndash gravitatea este data de anomaliile cardiaceanomaliile cardiace Acestea sunt urmate de oboseala respiratie Acestea sunt urmate de oboseala respiratie

ingreunata si batai neregulate absente sau ingreunata si batai neregulate absente sau suplimentare ale inimii (palpitatii)suplimentare ale inimii (palpitatii)

Aorta poate avea un perete subtire poate fi Aorta poate avea un perete subtire poate fi ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ingrosare la nivelul peretelui ingrosare la nivelul peretelui (anevrism)(anevrism)

Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva aortica sau poate conduce la ruperea spontana a aortica sau poate conduce la ruperea spontana a peretelui aorticperetelui aortic (disectie) (disectie)

Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei la decesla deces

Va simtiti impachetati in date

Sau doarhellipplutiti

Page 21: Genetica - Curs 10

Tratamentul mucoviscidozei dg prenatal ndash depistarea mutatiei screening neonatal fertilizare in vitro si dg genetic preimplantatoriu tratamentul simptomelor infectiilor

bronhopulmonare (antibiotice) stimularea eliminarii secretiilor (fizioterapie

gimnastica aerosoli ndash pot fi si cu alfa dornaza o dezoxiribonucleaza umana recombinanta care scindeaza ADN-ul din sputa scazandu-i vascozitatea)

cresterea imunitatii (mese hipercalorice si vitamine) transplant pulmonar bilateral terapia genica ar urma sa inlocuiasca gena mutanta

cu una normala (uneori lipozomii vectorii virali nu sunt preluati de celule alteori gena normala nu se exprima)

Tratament genichelliphellip inca se testeazahellip

httpwwwcfgenetherapyorgukresearchaerosolhtml

Conform bazei de date canadiene (Cystic Fibrosis Mutation Database) peste 1800 mutatii ale genei CFTR au fost descrise din 1989 cand a fost descoperita

Traditional mutatiile CFTR sunt impartite in 6 clase pe baza efectului probabil

Clasa I produc o proteina nefunctionala Clasa II determina o procesare defectuoasa a proteinei (ex Deletia

F508) Clasa III produc o reglare defectuoasa a canalului Clasa IV determina o conductanta deficitara la nivelul canalului Clasa V se caracterizeza prin splicing anormal Clasa VI sunt mutatii cu efecte necunoscute

Clasificarea mutatiilor ce produc mucoviscidoza

Model toretic al structurii CFTR (impachetarea)

copy2008 by National Academy of Sciences

Tratamentul mucoviscidozei

In mutatiile din clasa II CFTR fiind impachetata gresit este degradata inainte sa ajunga la membrana apicala a celulei

Daca o astfel de proteina incorect impachetata ajunge pana la membrana celulara ea poate functiona suficient pentru a avea un efect vizibil clinic

Corectorii pot interveni ajutand CFTR sa atinga membrana apicala a celulei

Mutatiile din clasa III determina o deschidere redusa a canalului CFTR si implicit un flux scazut de ioni de clor prin lumenul cailor respiratorii

Aceste mutatii precum G551D sunt relativ rare si bolnavii sunt candidati pentru terapia cu potentiatori

Potentiatorii amplifica sau redau functia unei proteine CFTR care este corect localizata la nivelul membranei celulare

Poate ca exista deja un tratament dar nu l-am gasit

Tratamentul mucoviscidozei

In ultimii ani au aparut terapii care vizeaza modularea proteinei CFTR respectiv medicamente care au ca tinta defecte specifice precum transcriptia procesarea sau chiar activitatea CFTR

Medicamentele sunt molecule mici administrate oral si se clasifica in - produse care permit ribozomului sa citeasca prin codonul stop prematur

din ARNm al CFTR (dar nu si codonii stop normali) - corectori care permit impachetarea corecta a CFTR si - potentiatori care sporesc activitatea canalului de clor de la suprafata

celulei [Ashlock et al 2009 OSullivan and Freedman 2009]

FModalitati terapeutice posibile in mucoviscidoza-PTC124reg (Ataluren) permite citirea peste codonul stop anormal precum in mutatiile din clasa I-Corectori de tipul VX-809 utili in mutatiile din clasa II-Potentiatori de tipul VX-770 utili in clasele II III si IV

Celule epiteliale ale cailor respiratorii unde proteina CFTR este colorata in albastru

Tratamentul mucoviscidozei

Ivacaftor (Kalydeco sau VX-770) produs de Vertex Pharmaceuticals se administreaza in SUA din 2012 la pacientii cu mutatia G551D (cate 2 tabletezi cu alimente bogate in lipide) observandu-se imbunatatirea functiei respiratorii si luarea in greutate

G551D este abrevierea standard pentru mutatia in care aminoacidul GLICINA (G) din pozitia 551este inlocuit cu acidul aspartic (D)

G551D produce 4-5 din imbolnavirile cu mucoviscidoza Mutatia G551D permite proteinei CFTR sa ajunga la suprafata celulei

epiteliale dar nu permite transportul clorului prin canalul ionic Ivacaftor imbunatateste acest transport Astfel de medicamente sunt

incluse in potentiatori ai CFTR Acesta devine domeniul unei farmacoterapii personalizate

Fenilalanin-hidroxilaza (PAH) metabolizeaza amino-acidul fenilalanina si il transforma in amino-acidul tirozina

FENILCETONURIA (PKU)Boala se incadreaza in dismetabolii

FENILCETONURIA (PKU)

Gena PAH are 100 kb locusul ei fiind pe cromozomul

12q22ndashq241

Gena PAH cuprinde 13 exoni

Exista cateva sute de mutatii (lista poate fi gasita la PAHdb) ce pot

determina aparitia bolii

Datorita acestei heterogenitati alelice cei mai multi

bolnavi sunt heterozigoti compusi (adica au doua mutatii

diferite)

Fenilcetonuria

PKU este transmisa autozomal recesiv

Mutatia genei PAH determina incapacitatea enzimei

hepatice fenilalanin-hidroxilaza (PAH) de a metaboliza amino-

acidul fenilalanina si deci de a-l transforma in amino-

acidul tirozina

Cand activitatea PAH este redusa fenilalanina se acumuleaza

si este convertita in acidul fenilpiruvic acidul fenillactic

si feniletilamina (fenilcetone) ce pot fi detectate in urina (test

dg) (PHE este metabolizata pe calea minora a transaminazelor pana la fenilcetone)

Absenta tirozinei este urmata de o sinteza deficitara de neurotransmitatori

PKU Manifestarea clinica majora o reprezinta retardul mental datorat

acumularii de fenilalanina care devine donorul major de grupari amino in activitatea

aminotransferazei ducand la depletia tesutului nervos de α-ketoglutarat Absenta α-

ketoglutaratului la nivel cerebral blocheaza ciclul acizilor tricarboxilici (ciclul Krebs) si deci productia aeroba de energie care este esentiala pentru dezvoltarea cerebrala normala Alt mecanism explica competitia pentru transportor in vederea traversarii barierei hematoencefalice Fenilalanina in exces in sange va satura transportorul impiedicand astfel trecerea altor aa necesari pentru sinteza proteica si cea a neurotransmitatorilor Cresterea concentratiei de fenilalanina impiedica dezvoltarea cerebrala cauzind retard mental

Retard al cresterii staturo-ponderale

httpwwwrankercomlistphenylketonuria-symptomsreference

Pigmentatie cutanata redusa blonzi cu ochii albastri Melanina pigment responsabil pentru culoarea pielii si parului este deficitara

-Hiperactivitate si deficit de atentie-Abilitati sociale deficitare-Miscari necoordonate al membrelor-Brahicefalie si microcefalie-Convulsii termuraturi

httpwwwzunivnetphysiologybookchapter30html

Tirozina (sintetizata din PHE) este precursor al melaninei

Datorita acumularii PHE scade sinteza de tirozina si implicit de melanina in piele

httpwwwncbinlmnihgovpubmedhealthPMH0002150

Dg-TESTUL GUTHRIE

N absenta cresterii coloniilorde Bacillus subtilis in prezenta unui inhibitor (beta2-tienilalanina)aN coloniile cresc in caz de PKU datorita prezentei fenilalaninei in exces din sangele recoltat

SCREENING NEONATAL (alaturi de hipotiroidie)

Recoltaredin calcii

Coloniile cresc in prezenta fenilalaninei

httpusersrcncomjkimballmaultranetBiologyPagesPPhenylketonuriahtml

Prezenta genei PHAse poate determinamolecular

Impedimente in folosirea tehnicilor de genetica moleculara

1 Nu sunt cunoscute toate mutatiile genei PAH care

determina PKU Majoritatea cazurilor sunt

heterozigoti compusi deci si tehnica ASO nu este

mereu concludenta

2 Tehnicile nu sunt folosite in mod curent in

laboratoarele clinicilor

3 Sunt mai scumpe comparativ cu testul Guthrie

httpswwwcounsylcomlearnearly-childhood-treatment

Regim alimentar

Prognosticul este bun daca regimul este inceput foarte devreme si mentinut toata viata

TRATAMENT Lofenalac este un produs facut special pentru copiii cu PKU

inlocuind laptele Poate fi folosit toata viata ca sursa de proteine

fiind sarac in fenilalanina si echilibrat in ceea ce priveste restul

aminoacizilor esentiali dar are gust de lsquomedicamentrsquo (spun pacientii)

Periflex este bogat in fier

Suplimente precum uleiul de peste (pentru ca intr-o alimentatie

fara PHE trebuie un aport crescut de acizi grasi cu lanturi lungi

caci ei lipsesc) vor ajuta la imbunatatirea dezvoltarii neurologice

inclusiv coordonarea motorie fina Alte suplimente specifice care

pot fi necesare sunt fierul sau carnitina

TRATAMENT DIETETIC ldquoDiet for liferdquo

Dieta trebuie strict urmata

CARACTERISTICILE BOLILOR AUTOZOMAL DOMINANTE

Ele se manifesta la persoanele homozigote dar si heterozigote

pentru mutatia cauzatoare a patologiei

Persoana afectata are cel putin unul dintre parinti bolnav acesta

are gena speifica bolii in stare heterozigota sau homozigota

Cand o persoana este bolnava datorita unei mutatii ce se

transmite autozomal dominant riscul de a avea un copil afectat

este de 50 daca este heterozigota si respectiv 100 daca este

homozigota

Transmisia este pe verticala din generatie in generatie

Seneb un pitic al dinastiei a 4a sau

a5a sef al garderobei regale si

preot al cultului funerar Khufu

impreuna cu familia sa sotia si copii

de statura normala

AcondroplaziaAcondroplazia este una din cauzele este una din cauzele

aparitiei aparitiei nanismului nanismului

(piticismului)(piticismului)

Caracteristicile sindromului includ Caracteristicile sindromului includ

Statura mica cu membre proportional de scurteStatura mica cu membre proportional de scurte

Un cap mare Un cap mare (macrocefalie)(macrocefalie)

O frunte prominenta O frunte prominenta (bose frontal )(bose frontal )

Radacina nasului aplatizata Radacina nasului aplatizata

Acondroplazia

Este o tulburare a cresterii osoase datorita unei mutatii specifice

Cartilajul prezinta dificultati in a fi convertit in os avand drept rezultat piticismulnanismul

Desi nu se cunoaste un tratament geneticgenic totusi pot fi ameliorate simptomele asociate frecvent cu boala precum problemele respiratorii

Desi literal numele bolii inseamna ldquofara formarea cartilajului totusi problema nu o reprezinta formarea acestuia ci transformarea cartilajului in os in mod special in cazul oaselor lungi ale bratelor si picioarelor

Inaltimea medie a adultilor este de

131 cm pentru barbati

si 123 cm pentru femei

Gena responsabila FGFR3 este acronimul pentru

fibroblast growth factor receptor 3 care este proteina pe care o codifica adica receptorul 3 pentru factorul de crestere fibroblastic

Localizarea citogenetica a genei FGFR3 4p163

Localizarea moleculara pe cromozomul 4 de la perechea de baze 1762853 la perechea 1777828 (14kb)

Proteina are rol in dezvoltarea si conservarea tesutului osos si cerebral

Functia Genei FGFR3Cercetatorii cred ca receptorul pe

care il codifica regleaza osificarea si aceasta in mod particular la nivelul oaselor lungi

Mutatii ale genei FGFR3 determina activarea exagerata a receptorului ceea ce interfera cu osificarea si conduce la tulburari ale cresterii oaselor fenomen caracteristic acondroplaziei

Aceasta teorie este sustinuta de catre modelul soarecilor knockout care nu au receptorul reglarea negativa a formarii oaselor fiind deci pierduta Rezultatul consta intr-un soarece cu oase excesiv de lungi si vertebre elongate respectiv o coada lunga

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi mostenita sau poate fi rezultatul unei noi mutatii a genei FGFR3

In majoritatea cazurilor (80) boala se datoreaza unei noi mutatii deoarece parintii celor avand acondroplazie au talie medie (normala) dar inca nu se stie cauza aparitiei acestor mutatii

Copii cu acondroplazie pot avea probleme auditive de vorbire si de respiratie toate putand fi tratate

Tratmentul implica prevenirea sau tratarea semnelor simptomelor sau altor manifestari asociate care apar ca rezultat al bolii

Totodata sprijinul social si familial este o parte importanta a tratmentului

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi detectata inainte de nastere prin ecografie

Diagnosticul ecografic se face pe baza discordantei progresive dintre lungimea femurului si diametrul biparietal in functie de varsta Mana cu aspect de trident poate fi de asemenea vizualizata daca degetele sunt in intregime extinse

Aditional testarea ADN inainte de nastere poate detecta homozigozitatea atunci cand sunt mostenite doua copii ale genei mutante boala este letala ceea ce conduce la avort

Imaginea este o radiografie a mainii unui tanar cu

acondroplazie Forma caracteristica de tridentldquo

apare datorita separarii policelui de degetul al

doilea cat si a degetelor trei si patru Se pot observa

oasele tubulare scurtate ale mainii in mod particular

falangele proximale

Imaginea din dreapta mana unui adult cu oase scurte tubulare cu ulna subtiata specific acondroplaziei

Boala se poate transmite din generatie in generatie

Persoanele cu acondroplazie pot transmite boala

descendentilor

Riscul este de 12

Cum se mosteneste acondroplazia

Daca ambii parinti au acondroplazie copii au un risc de 1 din 4 de a mosteni gena de la ambii parinti devenind homozigoti pentru gena mutanta

Noii nascuti care mostenesc ambele gene

sunt considerati ca avand o forma severa

de acondroplazie supravietuirea lor nu

depaseste 12 luni

Boala Huntington (HD)

Este o tulburare neurodegenerativa progresiva caracterizata prinMiscari choreiforme (necoordonate ndash desi ele

pot parea coordonate - involuntare ale corpului)

Chorea era sugestiv imaginata a fi un dans

grotesc Cuvantul chorea provine din lb

greaca insemnand dans

Probleme psichiatrice si

dementa ( declinul unor capacitati mentale)

Boala Huntington In jurul varstei de 35 - 40 de ani apar simptome usoare

neindemanare uitare si modificarea personalitatii In urmatorii 10-20 de ani de la debut o persoana cu

HD isi pierde gradual intregul control mental si fizic

Astazi nu Astazi nu exista o exista o terapie terapie pentru HD pentru HD unele unele medicamentmedicamente putand e putand insa insa ameliora ameliora simptomelesimptomele

HD

Este o boala neurologica caracterizata prin tulburarea

functiei motorii

Alela mutanta determina aparitia unei proteine anormale

ce contine un numar mare de repetitii ale aa glutamina

Proteina anormala este toxica pentru tesutul nervos

conducand la aparitia semnelor si simptomelor

caracteristice bolii

O singura copie a genei anormale este suficienta pentru a

conferi boala

Gena Huntingtin (HTT) numita si gena HD (Huntington disease) sau gena IT15 (interesting transcript 15) este localizata pe bratul scurt al cromozomului 4 (4p163)

Localizarea genei HTT

Cytogenetic 4p163Molecular pe cz 4 Perechile de baze

de la 3046205 to 3215484

Boala Huntington (HD) Este cauzata de repetitia unei expansiuni

anormale trinucleotidice (CAG) In mod normal repetitia CAG trebuie sa fie

intre 7 si 35 de repetitii Gena HTT codifica proteina huntingtina si

daca este anormala ea contine o expansiune poliglutaminica

Huntingtina este prezenta in numeroase tesuturi nivelurile cele mai ridicate se gasesc intracerebral desi nu i se cunosc cu siguranta functiile se considera ca proteina este necesara pentru dezvoltarea intrauterina

Boala Huntington (HD)

HTT contine o secventa de baze azotate mdash citozina -adenina-guanina (CAG)mdashrepetata de multiple ori ( sa CAGCAGCAG) la capatul 5rsquo avand denumirea de repetitii trinucleotidice

Codonul CAG codifica amino acidul glutamina ai

se va sintetiza un lant de glutamine ce este cunoscut

astazi sub denumirea de tract poliglutaminic sau

polyQ iar partea repetata a genei se numeste

regiunea PolyQ

Cum se mosteneste HD HD este monogenica si transmisa din generatie in

generatie Avand un parinte afectat fiecare copil are un risc de

12 sa mosteneasca HD

Copii care Copii care nu au gena nu au gena cu cu certitudine certitudine nu vor face nu vor face boala si nici boala si nici nu o vor nu o vor transmite transmite mai departe mai departe descendentildescendentilor or

Huntington disease (HD)

Boala afecteaza cu precadere neuronii

Majoritatea cazurilor debuteaza clinic pe la mijlocul vietii intre 35 si 42 de ani

3 din cazuri sunt Huntington juvenil si debuteaza inainte de 15 ani

Debutul tardiv este peste 50 de ani

Numar de repetitii

Clasificare Statusul bolii

lt27 Normal Neafectat

27ndash35 Intermediar Neafectat

36ndash39 Penetranta Redusa

+- Afectat

gt39 Penetranta totalacompleta

Afectat

Gravitatea bolii corelata cu numarul de repetitii trinucleotidice

Nu exista un algoritm precis

Mutatiile dinamice (repetitii trinucleo-

tidice instabile) Deci Boala Huntington este una dintre

maladiile ce au drept cauza repetitiile trinucleotidice (CAGCTG) la fel candash sindromul X Fragil (repetitii CCGCGG peste

52de ori la nivelul Xq273)

ndash distrofia miotonica (repetitii CTG peste 50de ori la nivelul 19q132)

ndash atrofia musculara spinobulbara Kennedy (repetitii CAG de peste 36 de ori la nivelul Xq11-12)

S-au identificat 14 boli ce au drept cauza astfel de mutatiile dinamice

Testare moleculara pentru HD

Persoanele care au pe cineva bolnav in familie si doresc sa stie daca au mostenit gena bolii pot cere realizarea unui diagnostic molecular Bineinteles ca daca sunt purtatoare ale genei mutante HTT nu se va putea preciza momentul in care vor debuta simptomele Desi nu exista inca un tratament curativ testarea genetica poate fi de ajutor persoanelor la risc in vederea luarii unor decizii privind viitorul lor Totusi majoritatea decid sa nu faca acest test

Analiza ADN a bolii Analiza ADN a bolii Huntington Huntington

Fiecare coloana arata ADN -ul Fiecare coloana arata ADN -ul altei persoanealtei persoane

2 benzi in zona normala (N) 2 benzi in zona normala (N) apartin celor neafectati apartin celor neafectati

O banda in zona H arata o O banda in zona H arata o persoana care va deveni persoana care va deveni bolnava de HDbolnava de HDDepartment of Neurogenetics Institute of Department of Neurogenetics Institute of Neurology LondonNeurology London

1 2 3 4 5 6 7

Testarea pentru HD

Screeningul embrionar este de asemenea posibil ai persoanele bolnave sau cu risc crescut vor putea fi sigure ca nu au transmis boala copiilor

Este deci posibil ca mamele ce iau in considerare avortul unui fat avand gena mutanta HTT sa poata avea un test al embrionului (diagnostic prenatal)

Alte tehnici precum diagnosticul genetic preimplantatoriu in situatia unei fertilizari in vitro pot fi utile pentru a se asigura sanatatea viitorului nou-nascut

Chorea Huntington

Noile descoperiri in domeniul geneticii fac posibla detectarea bolii intrauterin sau cand inca nu este manifesta

Cu toate acestea si respectiv in ciuda posibilitatii unui diagnostic molecular atat modalitatile de diagnostic cat si cele de interventie actuale nu inlocuiesc metodele mai vechi (precum calcularea prognosticului genetic pe baza legii probabilitatilor conditionate a lui Bayes) ci sunt sinergice

Neurofibromatoza tip I (NF-1) cunoscuta si drept Boala Recklinghausen

Se caracterizeaza prin aparitia unor tumori

benigne localizate oriunde pe corp

In copilarie apar mai intai niste pete cafeacute-

au-lait la nivel tegumentar

Cu inaintarea in varsta apar mai multe

tumori care deniveleaza pielea

NF1 se poate asocia uneori cu dificultatea

de a invata

Simptomele NF1 variaza mult chiar in

cadrul aceleasi familii (expresivitate

variabila a genei)

A girl with neurofibromatosis A girl with neurofibromatosis (left)(left)The Neurofibromatosis Association The Neurofibromatosis Association (wwwnfazetnetcouk(wwwnfazetnetcouk

Cum se mosteneste neurofibromatoza

Aproximativ jumatate din persoanele cu

NF1 au parinti sanatosi noua mutatie

aparand in gametogeneza parentala

Persoanele afectate transmit NF1 daca

un parinte are NF1 fiecare copil al sau are

o sansa de 1 din 2 sa se nasca normal si

respectiv un risc de 1 din 2 de a fi bolnav

In timp ce persoanele bolnave transmit

boala cele sanatoase din aceeasi familie

vor avea numai copii fara NF1

TRANSMITERE AUTOZOMAL DOMINANTA

httpradiographicsrsnaorgcontent252455F1expansion

NEUROFIBROAME CUTANTE

Zone hiperpigmentate la nivelul irisului = nodulii Lisch

Neurofibromatoza tip I

NF-1 este o boala tumorala cauzata de malfunctia genei NF1 de pe cromozomul 17p care este responsabila de controlul diviziunii celulare

Gena NF-1 codifica o proteina numita neurofibromina ce controleaza procesele de proliferare si diferentiere celulara Neurofibromina este un reglator negativ al oncogenei Ras

Neurofibromina se sintetizeaza in multe tipuri de celule ale organismului dar in principal in neuroni celule Schwann celule gliale si chiar in etapele de inceput ale dezvoltarii melanocitelor

Incidenta NF-1 este de aproximativ 1 in 3500 nn

Neurofibromatoza tip 1 Deseori se asociaza cu scolioza (sau alte modificari osoase) si cu

probleme oculare NF1 nu este letala si nici contagioasa dar uneori evolueaza

malign Gena NF1 are una dintre cele mai inalte rate de mutatii spontane

de la nivelul intregului genom uman Mutatiile care produc boala sunt extrem de variate (greu de

evidentiat in laborator)ndash Deletii

ndash Insertii

ndash Mutatii cu sens gresit (engl missense)

ndash Mutatii nonsens

ndash Mutatii ce afecteaza matisarea normala a exonilor

Sindromul Marfan Sindromul Marfan

Este transmis autozomal dominantEste transmis autozomal dominant

Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic

rezulta din rezulta din noi mutatiinoi mutatii in gena FBN1 care codifica in gena FBN1 care codifica

fibrilinafibrilina o proteina ce intra in alcatuirea o proteina ce intra in alcatuirea

miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane

fara antecedente heredocolaterale (familiale) de fara antecedente heredocolaterale (familiale) de

sd Marfansd Marfan

Sindromul se caracterizeaza prin Sindromul se caracterizeaza prin pleiotropie si pleiotropie si

expresivitate variabilaexpresivitate variabila in familii in familii

Anomalii osoase Luxatie de cristalin

Anomalii ale valvelor cardiace Disectie de aortaDisectie de aorta

decesdeces

Sindromul Marfan

Modificarea fibrilinei va determina Modificarea fibrilinei va determina incapacitatea de producere a unui incapacitatea de producere a unui tesut tesut conjunctivconjunctiv normal normal

Indivizii afectati sunt inalti slabi cu Indivizii afectati sunt inalti slabi cu picioare brate si degete lungi miopi iar picioare brate si degete lungi miopi iar peretele aortei lor este foarte slab peretele aortei lor este foarte slab

Astfel se crede astazi ca Abraham Astfel se crede astazi ca Abraham Lincoln ar fi putut avea sdMarfanLincoln ar fi putut avea sdMarfan

Ce este sd MarfanCe este sd Marfan

Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul conjunctiv conjunctiv

Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase ligamente muschi perete vascular si valve cardiaceligamente muschi perete vascular si valve cardiace

Sindromul afecteaza majoritatea organelor si Sindromul afecteaza majoritatea organelor si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul (aorta) (aorta)

Semnele si simptomele sd Marfan Semnele si simptomele sd Marfan variaza larg dpdv al variaza larg dpdv al severitatii momentului de instalare si ratei de severitatii momentului de instalare si ratei de progresieprogresie

Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete lungi =arachnodactilielungi =arachnodactilie

O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea trunchiului raport ce este mai mare decat normaltrunchiului raport ce este mai mare decat normal

arahnodactilie

Sd Marfan Sd Marfan

Alte aspecte includ o neobisnuita Alte aspecte includ o neobisnuita flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si ingusta un palat dur inalt arcuit dinti ingusta un palat dur inalt arcuit dinti suprapusiinghesuiti o curbura anormala a suprapusiinghesuiti o curbura anormala a coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern infundat (pectus excavatum) fie proeminent infundat (pectus excavatum) fie proeminent (pectus carinatum) (pectus carinatum)

Jumatate dintre cei cu sd Marfan au Jumatate dintre cei cu sd Marfan au probleme oculare ectopia cristalinului uni- probleme oculare ectopia cristalinului uni- sau bilaterala miopie Cataracta cu debut sau bilaterala miopie Cataracta cu debut dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea mai frecventmai frecvent

Sd Marfan ndash gravitatea este data de Sd Marfan ndash gravitatea este data de anomaliile cardiaceanomaliile cardiace Acestea sunt urmate de oboseala respiratie Acestea sunt urmate de oboseala respiratie

ingreunata si batai neregulate absente sau ingreunata si batai neregulate absente sau suplimentare ale inimii (palpitatii)suplimentare ale inimii (palpitatii)

Aorta poate avea un perete subtire poate fi Aorta poate avea un perete subtire poate fi ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ingrosare la nivelul peretelui ingrosare la nivelul peretelui (anevrism)(anevrism)

Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva aortica sau poate conduce la ruperea spontana a aortica sau poate conduce la ruperea spontana a peretelui aorticperetelui aortic (disectie) (disectie)

Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei la decesla deces

Va simtiti impachetati in date

Sau doarhellipplutiti

Page 22: Genetica - Curs 10

Tratament genichelliphellip inca se testeazahellip

httpwwwcfgenetherapyorgukresearchaerosolhtml

Conform bazei de date canadiene (Cystic Fibrosis Mutation Database) peste 1800 mutatii ale genei CFTR au fost descrise din 1989 cand a fost descoperita

Traditional mutatiile CFTR sunt impartite in 6 clase pe baza efectului probabil

Clasa I produc o proteina nefunctionala Clasa II determina o procesare defectuoasa a proteinei (ex Deletia

F508) Clasa III produc o reglare defectuoasa a canalului Clasa IV determina o conductanta deficitara la nivelul canalului Clasa V se caracterizeza prin splicing anormal Clasa VI sunt mutatii cu efecte necunoscute

Clasificarea mutatiilor ce produc mucoviscidoza

Model toretic al structurii CFTR (impachetarea)

copy2008 by National Academy of Sciences

Tratamentul mucoviscidozei

In mutatiile din clasa II CFTR fiind impachetata gresit este degradata inainte sa ajunga la membrana apicala a celulei

Daca o astfel de proteina incorect impachetata ajunge pana la membrana celulara ea poate functiona suficient pentru a avea un efect vizibil clinic

Corectorii pot interveni ajutand CFTR sa atinga membrana apicala a celulei

Mutatiile din clasa III determina o deschidere redusa a canalului CFTR si implicit un flux scazut de ioni de clor prin lumenul cailor respiratorii

Aceste mutatii precum G551D sunt relativ rare si bolnavii sunt candidati pentru terapia cu potentiatori

Potentiatorii amplifica sau redau functia unei proteine CFTR care este corect localizata la nivelul membranei celulare

Poate ca exista deja un tratament dar nu l-am gasit

Tratamentul mucoviscidozei

In ultimii ani au aparut terapii care vizeaza modularea proteinei CFTR respectiv medicamente care au ca tinta defecte specifice precum transcriptia procesarea sau chiar activitatea CFTR

Medicamentele sunt molecule mici administrate oral si se clasifica in - produse care permit ribozomului sa citeasca prin codonul stop prematur

din ARNm al CFTR (dar nu si codonii stop normali) - corectori care permit impachetarea corecta a CFTR si - potentiatori care sporesc activitatea canalului de clor de la suprafata

celulei [Ashlock et al 2009 OSullivan and Freedman 2009]

FModalitati terapeutice posibile in mucoviscidoza-PTC124reg (Ataluren) permite citirea peste codonul stop anormal precum in mutatiile din clasa I-Corectori de tipul VX-809 utili in mutatiile din clasa II-Potentiatori de tipul VX-770 utili in clasele II III si IV

Celule epiteliale ale cailor respiratorii unde proteina CFTR este colorata in albastru

Tratamentul mucoviscidozei

Ivacaftor (Kalydeco sau VX-770) produs de Vertex Pharmaceuticals se administreaza in SUA din 2012 la pacientii cu mutatia G551D (cate 2 tabletezi cu alimente bogate in lipide) observandu-se imbunatatirea functiei respiratorii si luarea in greutate

G551D este abrevierea standard pentru mutatia in care aminoacidul GLICINA (G) din pozitia 551este inlocuit cu acidul aspartic (D)

G551D produce 4-5 din imbolnavirile cu mucoviscidoza Mutatia G551D permite proteinei CFTR sa ajunga la suprafata celulei

epiteliale dar nu permite transportul clorului prin canalul ionic Ivacaftor imbunatateste acest transport Astfel de medicamente sunt

incluse in potentiatori ai CFTR Acesta devine domeniul unei farmacoterapii personalizate

Fenilalanin-hidroxilaza (PAH) metabolizeaza amino-acidul fenilalanina si il transforma in amino-acidul tirozina

FENILCETONURIA (PKU)Boala se incadreaza in dismetabolii

FENILCETONURIA (PKU)

Gena PAH are 100 kb locusul ei fiind pe cromozomul

12q22ndashq241

Gena PAH cuprinde 13 exoni

Exista cateva sute de mutatii (lista poate fi gasita la PAHdb) ce pot

determina aparitia bolii

Datorita acestei heterogenitati alelice cei mai multi

bolnavi sunt heterozigoti compusi (adica au doua mutatii

diferite)

Fenilcetonuria

PKU este transmisa autozomal recesiv

Mutatia genei PAH determina incapacitatea enzimei

hepatice fenilalanin-hidroxilaza (PAH) de a metaboliza amino-

acidul fenilalanina si deci de a-l transforma in amino-

acidul tirozina

Cand activitatea PAH este redusa fenilalanina se acumuleaza

si este convertita in acidul fenilpiruvic acidul fenillactic

si feniletilamina (fenilcetone) ce pot fi detectate in urina (test

dg) (PHE este metabolizata pe calea minora a transaminazelor pana la fenilcetone)

Absenta tirozinei este urmata de o sinteza deficitara de neurotransmitatori

PKU Manifestarea clinica majora o reprezinta retardul mental datorat

acumularii de fenilalanina care devine donorul major de grupari amino in activitatea

aminotransferazei ducand la depletia tesutului nervos de α-ketoglutarat Absenta α-

ketoglutaratului la nivel cerebral blocheaza ciclul acizilor tricarboxilici (ciclul Krebs) si deci productia aeroba de energie care este esentiala pentru dezvoltarea cerebrala normala Alt mecanism explica competitia pentru transportor in vederea traversarii barierei hematoencefalice Fenilalanina in exces in sange va satura transportorul impiedicand astfel trecerea altor aa necesari pentru sinteza proteica si cea a neurotransmitatorilor Cresterea concentratiei de fenilalanina impiedica dezvoltarea cerebrala cauzind retard mental

Retard al cresterii staturo-ponderale

httpwwwrankercomlistphenylketonuria-symptomsreference

Pigmentatie cutanata redusa blonzi cu ochii albastri Melanina pigment responsabil pentru culoarea pielii si parului este deficitara

-Hiperactivitate si deficit de atentie-Abilitati sociale deficitare-Miscari necoordonate al membrelor-Brahicefalie si microcefalie-Convulsii termuraturi

httpwwwzunivnetphysiologybookchapter30html

Tirozina (sintetizata din PHE) este precursor al melaninei

Datorita acumularii PHE scade sinteza de tirozina si implicit de melanina in piele

httpwwwncbinlmnihgovpubmedhealthPMH0002150

Dg-TESTUL GUTHRIE

N absenta cresterii coloniilorde Bacillus subtilis in prezenta unui inhibitor (beta2-tienilalanina)aN coloniile cresc in caz de PKU datorita prezentei fenilalaninei in exces din sangele recoltat

SCREENING NEONATAL (alaturi de hipotiroidie)

Recoltaredin calcii

Coloniile cresc in prezenta fenilalaninei

httpusersrcncomjkimballmaultranetBiologyPagesPPhenylketonuriahtml

Prezenta genei PHAse poate determinamolecular

Impedimente in folosirea tehnicilor de genetica moleculara

1 Nu sunt cunoscute toate mutatiile genei PAH care

determina PKU Majoritatea cazurilor sunt

heterozigoti compusi deci si tehnica ASO nu este

mereu concludenta

2 Tehnicile nu sunt folosite in mod curent in

laboratoarele clinicilor

3 Sunt mai scumpe comparativ cu testul Guthrie

httpswwwcounsylcomlearnearly-childhood-treatment

Regim alimentar

Prognosticul este bun daca regimul este inceput foarte devreme si mentinut toata viata

TRATAMENT Lofenalac este un produs facut special pentru copiii cu PKU

inlocuind laptele Poate fi folosit toata viata ca sursa de proteine

fiind sarac in fenilalanina si echilibrat in ceea ce priveste restul

aminoacizilor esentiali dar are gust de lsquomedicamentrsquo (spun pacientii)

Periflex este bogat in fier

Suplimente precum uleiul de peste (pentru ca intr-o alimentatie

fara PHE trebuie un aport crescut de acizi grasi cu lanturi lungi

caci ei lipsesc) vor ajuta la imbunatatirea dezvoltarii neurologice

inclusiv coordonarea motorie fina Alte suplimente specifice care

pot fi necesare sunt fierul sau carnitina

TRATAMENT DIETETIC ldquoDiet for liferdquo

Dieta trebuie strict urmata

CARACTERISTICILE BOLILOR AUTOZOMAL DOMINANTE

Ele se manifesta la persoanele homozigote dar si heterozigote

pentru mutatia cauzatoare a patologiei

Persoana afectata are cel putin unul dintre parinti bolnav acesta

are gena speifica bolii in stare heterozigota sau homozigota

Cand o persoana este bolnava datorita unei mutatii ce se

transmite autozomal dominant riscul de a avea un copil afectat

este de 50 daca este heterozigota si respectiv 100 daca este

homozigota

Transmisia este pe verticala din generatie in generatie

Seneb un pitic al dinastiei a 4a sau

a5a sef al garderobei regale si

preot al cultului funerar Khufu

impreuna cu familia sa sotia si copii

de statura normala

AcondroplaziaAcondroplazia este una din cauzele este una din cauzele

aparitiei aparitiei nanismului nanismului

(piticismului)(piticismului)

Caracteristicile sindromului includ Caracteristicile sindromului includ

Statura mica cu membre proportional de scurteStatura mica cu membre proportional de scurte

Un cap mare Un cap mare (macrocefalie)(macrocefalie)

O frunte prominenta O frunte prominenta (bose frontal )(bose frontal )

Radacina nasului aplatizata Radacina nasului aplatizata

Acondroplazia

Este o tulburare a cresterii osoase datorita unei mutatii specifice

Cartilajul prezinta dificultati in a fi convertit in os avand drept rezultat piticismulnanismul

Desi nu se cunoaste un tratament geneticgenic totusi pot fi ameliorate simptomele asociate frecvent cu boala precum problemele respiratorii

Desi literal numele bolii inseamna ldquofara formarea cartilajului totusi problema nu o reprezinta formarea acestuia ci transformarea cartilajului in os in mod special in cazul oaselor lungi ale bratelor si picioarelor

Inaltimea medie a adultilor este de

131 cm pentru barbati

si 123 cm pentru femei

Gena responsabila FGFR3 este acronimul pentru

fibroblast growth factor receptor 3 care este proteina pe care o codifica adica receptorul 3 pentru factorul de crestere fibroblastic

Localizarea citogenetica a genei FGFR3 4p163

Localizarea moleculara pe cromozomul 4 de la perechea de baze 1762853 la perechea 1777828 (14kb)

Proteina are rol in dezvoltarea si conservarea tesutului osos si cerebral

Functia Genei FGFR3Cercetatorii cred ca receptorul pe

care il codifica regleaza osificarea si aceasta in mod particular la nivelul oaselor lungi

Mutatii ale genei FGFR3 determina activarea exagerata a receptorului ceea ce interfera cu osificarea si conduce la tulburari ale cresterii oaselor fenomen caracteristic acondroplaziei

Aceasta teorie este sustinuta de catre modelul soarecilor knockout care nu au receptorul reglarea negativa a formarii oaselor fiind deci pierduta Rezultatul consta intr-un soarece cu oase excesiv de lungi si vertebre elongate respectiv o coada lunga

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi mostenita sau poate fi rezultatul unei noi mutatii a genei FGFR3

In majoritatea cazurilor (80) boala se datoreaza unei noi mutatii deoarece parintii celor avand acondroplazie au talie medie (normala) dar inca nu se stie cauza aparitiei acestor mutatii

Copii cu acondroplazie pot avea probleme auditive de vorbire si de respiratie toate putand fi tratate

Tratmentul implica prevenirea sau tratarea semnelor simptomelor sau altor manifestari asociate care apar ca rezultat al bolii

Totodata sprijinul social si familial este o parte importanta a tratmentului

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi detectata inainte de nastere prin ecografie

Diagnosticul ecografic se face pe baza discordantei progresive dintre lungimea femurului si diametrul biparietal in functie de varsta Mana cu aspect de trident poate fi de asemenea vizualizata daca degetele sunt in intregime extinse

Aditional testarea ADN inainte de nastere poate detecta homozigozitatea atunci cand sunt mostenite doua copii ale genei mutante boala este letala ceea ce conduce la avort

Imaginea este o radiografie a mainii unui tanar cu

acondroplazie Forma caracteristica de tridentldquo

apare datorita separarii policelui de degetul al

doilea cat si a degetelor trei si patru Se pot observa

oasele tubulare scurtate ale mainii in mod particular

falangele proximale

Imaginea din dreapta mana unui adult cu oase scurte tubulare cu ulna subtiata specific acondroplaziei

Boala se poate transmite din generatie in generatie

Persoanele cu acondroplazie pot transmite boala

descendentilor

Riscul este de 12

Cum se mosteneste acondroplazia

Daca ambii parinti au acondroplazie copii au un risc de 1 din 4 de a mosteni gena de la ambii parinti devenind homozigoti pentru gena mutanta

Noii nascuti care mostenesc ambele gene

sunt considerati ca avand o forma severa

de acondroplazie supravietuirea lor nu

depaseste 12 luni

Boala Huntington (HD)

Este o tulburare neurodegenerativa progresiva caracterizata prinMiscari choreiforme (necoordonate ndash desi ele

pot parea coordonate - involuntare ale corpului)

Chorea era sugestiv imaginata a fi un dans

grotesc Cuvantul chorea provine din lb

greaca insemnand dans

Probleme psichiatrice si

dementa ( declinul unor capacitati mentale)

Boala Huntington In jurul varstei de 35 - 40 de ani apar simptome usoare

neindemanare uitare si modificarea personalitatii In urmatorii 10-20 de ani de la debut o persoana cu

HD isi pierde gradual intregul control mental si fizic

Astazi nu Astazi nu exista o exista o terapie terapie pentru HD pentru HD unele unele medicamentmedicamente putand e putand insa insa ameliora ameliora simptomelesimptomele

HD

Este o boala neurologica caracterizata prin tulburarea

functiei motorii

Alela mutanta determina aparitia unei proteine anormale

ce contine un numar mare de repetitii ale aa glutamina

Proteina anormala este toxica pentru tesutul nervos

conducand la aparitia semnelor si simptomelor

caracteristice bolii

O singura copie a genei anormale este suficienta pentru a

conferi boala

Gena Huntingtin (HTT) numita si gena HD (Huntington disease) sau gena IT15 (interesting transcript 15) este localizata pe bratul scurt al cromozomului 4 (4p163)

Localizarea genei HTT

Cytogenetic 4p163Molecular pe cz 4 Perechile de baze

de la 3046205 to 3215484

Boala Huntington (HD) Este cauzata de repetitia unei expansiuni

anormale trinucleotidice (CAG) In mod normal repetitia CAG trebuie sa fie

intre 7 si 35 de repetitii Gena HTT codifica proteina huntingtina si

daca este anormala ea contine o expansiune poliglutaminica

Huntingtina este prezenta in numeroase tesuturi nivelurile cele mai ridicate se gasesc intracerebral desi nu i se cunosc cu siguranta functiile se considera ca proteina este necesara pentru dezvoltarea intrauterina

Boala Huntington (HD)

HTT contine o secventa de baze azotate mdash citozina -adenina-guanina (CAG)mdashrepetata de multiple ori ( sa CAGCAGCAG) la capatul 5rsquo avand denumirea de repetitii trinucleotidice

Codonul CAG codifica amino acidul glutamina ai

se va sintetiza un lant de glutamine ce este cunoscut

astazi sub denumirea de tract poliglutaminic sau

polyQ iar partea repetata a genei se numeste

regiunea PolyQ

Cum se mosteneste HD HD este monogenica si transmisa din generatie in

generatie Avand un parinte afectat fiecare copil are un risc de

12 sa mosteneasca HD

Copii care Copii care nu au gena nu au gena cu cu certitudine certitudine nu vor face nu vor face boala si nici boala si nici nu o vor nu o vor transmite transmite mai departe mai departe descendentildescendentilor or

Huntington disease (HD)

Boala afecteaza cu precadere neuronii

Majoritatea cazurilor debuteaza clinic pe la mijlocul vietii intre 35 si 42 de ani

3 din cazuri sunt Huntington juvenil si debuteaza inainte de 15 ani

Debutul tardiv este peste 50 de ani

Numar de repetitii

Clasificare Statusul bolii

lt27 Normal Neafectat

27ndash35 Intermediar Neafectat

36ndash39 Penetranta Redusa

+- Afectat

gt39 Penetranta totalacompleta

Afectat

Gravitatea bolii corelata cu numarul de repetitii trinucleotidice

Nu exista un algoritm precis

Mutatiile dinamice (repetitii trinucleo-

tidice instabile) Deci Boala Huntington este una dintre

maladiile ce au drept cauza repetitiile trinucleotidice (CAGCTG) la fel candash sindromul X Fragil (repetitii CCGCGG peste

52de ori la nivelul Xq273)

ndash distrofia miotonica (repetitii CTG peste 50de ori la nivelul 19q132)

ndash atrofia musculara spinobulbara Kennedy (repetitii CAG de peste 36 de ori la nivelul Xq11-12)

S-au identificat 14 boli ce au drept cauza astfel de mutatiile dinamice

Testare moleculara pentru HD

Persoanele care au pe cineva bolnav in familie si doresc sa stie daca au mostenit gena bolii pot cere realizarea unui diagnostic molecular Bineinteles ca daca sunt purtatoare ale genei mutante HTT nu se va putea preciza momentul in care vor debuta simptomele Desi nu exista inca un tratament curativ testarea genetica poate fi de ajutor persoanelor la risc in vederea luarii unor decizii privind viitorul lor Totusi majoritatea decid sa nu faca acest test

Analiza ADN a bolii Analiza ADN a bolii Huntington Huntington

Fiecare coloana arata ADN -ul Fiecare coloana arata ADN -ul altei persoanealtei persoane

2 benzi in zona normala (N) 2 benzi in zona normala (N) apartin celor neafectati apartin celor neafectati

O banda in zona H arata o O banda in zona H arata o persoana care va deveni persoana care va deveni bolnava de HDbolnava de HDDepartment of Neurogenetics Institute of Department of Neurogenetics Institute of Neurology LondonNeurology London

1 2 3 4 5 6 7

Testarea pentru HD

Screeningul embrionar este de asemenea posibil ai persoanele bolnave sau cu risc crescut vor putea fi sigure ca nu au transmis boala copiilor

Este deci posibil ca mamele ce iau in considerare avortul unui fat avand gena mutanta HTT sa poata avea un test al embrionului (diagnostic prenatal)

Alte tehnici precum diagnosticul genetic preimplantatoriu in situatia unei fertilizari in vitro pot fi utile pentru a se asigura sanatatea viitorului nou-nascut

Chorea Huntington

Noile descoperiri in domeniul geneticii fac posibla detectarea bolii intrauterin sau cand inca nu este manifesta

Cu toate acestea si respectiv in ciuda posibilitatii unui diagnostic molecular atat modalitatile de diagnostic cat si cele de interventie actuale nu inlocuiesc metodele mai vechi (precum calcularea prognosticului genetic pe baza legii probabilitatilor conditionate a lui Bayes) ci sunt sinergice

Neurofibromatoza tip I (NF-1) cunoscuta si drept Boala Recklinghausen

Se caracterizeaza prin aparitia unor tumori

benigne localizate oriunde pe corp

In copilarie apar mai intai niste pete cafeacute-

au-lait la nivel tegumentar

Cu inaintarea in varsta apar mai multe

tumori care deniveleaza pielea

NF1 se poate asocia uneori cu dificultatea

de a invata

Simptomele NF1 variaza mult chiar in

cadrul aceleasi familii (expresivitate

variabila a genei)

A girl with neurofibromatosis A girl with neurofibromatosis (left)(left)The Neurofibromatosis Association The Neurofibromatosis Association (wwwnfazetnetcouk(wwwnfazetnetcouk

Cum se mosteneste neurofibromatoza

Aproximativ jumatate din persoanele cu

NF1 au parinti sanatosi noua mutatie

aparand in gametogeneza parentala

Persoanele afectate transmit NF1 daca

un parinte are NF1 fiecare copil al sau are

o sansa de 1 din 2 sa se nasca normal si

respectiv un risc de 1 din 2 de a fi bolnav

In timp ce persoanele bolnave transmit

boala cele sanatoase din aceeasi familie

vor avea numai copii fara NF1

TRANSMITERE AUTOZOMAL DOMINANTA

httpradiographicsrsnaorgcontent252455F1expansion

NEUROFIBROAME CUTANTE

Zone hiperpigmentate la nivelul irisului = nodulii Lisch

Neurofibromatoza tip I

NF-1 este o boala tumorala cauzata de malfunctia genei NF1 de pe cromozomul 17p care este responsabila de controlul diviziunii celulare

Gena NF-1 codifica o proteina numita neurofibromina ce controleaza procesele de proliferare si diferentiere celulara Neurofibromina este un reglator negativ al oncogenei Ras

Neurofibromina se sintetizeaza in multe tipuri de celule ale organismului dar in principal in neuroni celule Schwann celule gliale si chiar in etapele de inceput ale dezvoltarii melanocitelor

Incidenta NF-1 este de aproximativ 1 in 3500 nn

Neurofibromatoza tip 1 Deseori se asociaza cu scolioza (sau alte modificari osoase) si cu

probleme oculare NF1 nu este letala si nici contagioasa dar uneori evolueaza

malign Gena NF1 are una dintre cele mai inalte rate de mutatii spontane

de la nivelul intregului genom uman Mutatiile care produc boala sunt extrem de variate (greu de

evidentiat in laborator)ndash Deletii

ndash Insertii

ndash Mutatii cu sens gresit (engl missense)

ndash Mutatii nonsens

ndash Mutatii ce afecteaza matisarea normala a exonilor

Sindromul Marfan Sindromul Marfan

Este transmis autozomal dominantEste transmis autozomal dominant

Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic

rezulta din rezulta din noi mutatiinoi mutatii in gena FBN1 care codifica in gena FBN1 care codifica

fibrilinafibrilina o proteina ce intra in alcatuirea o proteina ce intra in alcatuirea

miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane

fara antecedente heredocolaterale (familiale) de fara antecedente heredocolaterale (familiale) de

sd Marfansd Marfan

Sindromul se caracterizeaza prin Sindromul se caracterizeaza prin pleiotropie si pleiotropie si

expresivitate variabilaexpresivitate variabila in familii in familii

Anomalii osoase Luxatie de cristalin

Anomalii ale valvelor cardiace Disectie de aortaDisectie de aorta

decesdeces

Sindromul Marfan

Modificarea fibrilinei va determina Modificarea fibrilinei va determina incapacitatea de producere a unui incapacitatea de producere a unui tesut tesut conjunctivconjunctiv normal normal

Indivizii afectati sunt inalti slabi cu Indivizii afectati sunt inalti slabi cu picioare brate si degete lungi miopi iar picioare brate si degete lungi miopi iar peretele aortei lor este foarte slab peretele aortei lor este foarte slab

Astfel se crede astazi ca Abraham Astfel se crede astazi ca Abraham Lincoln ar fi putut avea sdMarfanLincoln ar fi putut avea sdMarfan

Ce este sd MarfanCe este sd Marfan

Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul conjunctiv conjunctiv

Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase ligamente muschi perete vascular si valve cardiaceligamente muschi perete vascular si valve cardiace

Sindromul afecteaza majoritatea organelor si Sindromul afecteaza majoritatea organelor si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul (aorta) (aorta)

Semnele si simptomele sd Marfan Semnele si simptomele sd Marfan variaza larg dpdv al variaza larg dpdv al severitatii momentului de instalare si ratei de severitatii momentului de instalare si ratei de progresieprogresie

Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete lungi =arachnodactilielungi =arachnodactilie

O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea trunchiului raport ce este mai mare decat normaltrunchiului raport ce este mai mare decat normal

arahnodactilie

Sd Marfan Sd Marfan

Alte aspecte includ o neobisnuita Alte aspecte includ o neobisnuita flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si ingusta un palat dur inalt arcuit dinti ingusta un palat dur inalt arcuit dinti suprapusiinghesuiti o curbura anormala a suprapusiinghesuiti o curbura anormala a coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern infundat (pectus excavatum) fie proeminent infundat (pectus excavatum) fie proeminent (pectus carinatum) (pectus carinatum)

Jumatate dintre cei cu sd Marfan au Jumatate dintre cei cu sd Marfan au probleme oculare ectopia cristalinului uni- probleme oculare ectopia cristalinului uni- sau bilaterala miopie Cataracta cu debut sau bilaterala miopie Cataracta cu debut dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea mai frecventmai frecvent

Sd Marfan ndash gravitatea este data de Sd Marfan ndash gravitatea este data de anomaliile cardiaceanomaliile cardiace Acestea sunt urmate de oboseala respiratie Acestea sunt urmate de oboseala respiratie

ingreunata si batai neregulate absente sau ingreunata si batai neregulate absente sau suplimentare ale inimii (palpitatii)suplimentare ale inimii (palpitatii)

Aorta poate avea un perete subtire poate fi Aorta poate avea un perete subtire poate fi ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ingrosare la nivelul peretelui ingrosare la nivelul peretelui (anevrism)(anevrism)

Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva aortica sau poate conduce la ruperea spontana a aortica sau poate conduce la ruperea spontana a peretelui aorticperetelui aortic (disectie) (disectie)

Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei la decesla deces

Va simtiti impachetati in date

Sau doarhellipplutiti

Page 23: Genetica - Curs 10

Conform bazei de date canadiene (Cystic Fibrosis Mutation Database) peste 1800 mutatii ale genei CFTR au fost descrise din 1989 cand a fost descoperita

Traditional mutatiile CFTR sunt impartite in 6 clase pe baza efectului probabil

Clasa I produc o proteina nefunctionala Clasa II determina o procesare defectuoasa a proteinei (ex Deletia

F508) Clasa III produc o reglare defectuoasa a canalului Clasa IV determina o conductanta deficitara la nivelul canalului Clasa V se caracterizeza prin splicing anormal Clasa VI sunt mutatii cu efecte necunoscute

Clasificarea mutatiilor ce produc mucoviscidoza

Model toretic al structurii CFTR (impachetarea)

copy2008 by National Academy of Sciences

Tratamentul mucoviscidozei

In mutatiile din clasa II CFTR fiind impachetata gresit este degradata inainte sa ajunga la membrana apicala a celulei

Daca o astfel de proteina incorect impachetata ajunge pana la membrana celulara ea poate functiona suficient pentru a avea un efect vizibil clinic

Corectorii pot interveni ajutand CFTR sa atinga membrana apicala a celulei

Mutatiile din clasa III determina o deschidere redusa a canalului CFTR si implicit un flux scazut de ioni de clor prin lumenul cailor respiratorii

Aceste mutatii precum G551D sunt relativ rare si bolnavii sunt candidati pentru terapia cu potentiatori

Potentiatorii amplifica sau redau functia unei proteine CFTR care este corect localizata la nivelul membranei celulare

Poate ca exista deja un tratament dar nu l-am gasit

Tratamentul mucoviscidozei

In ultimii ani au aparut terapii care vizeaza modularea proteinei CFTR respectiv medicamente care au ca tinta defecte specifice precum transcriptia procesarea sau chiar activitatea CFTR

Medicamentele sunt molecule mici administrate oral si se clasifica in - produse care permit ribozomului sa citeasca prin codonul stop prematur

din ARNm al CFTR (dar nu si codonii stop normali) - corectori care permit impachetarea corecta a CFTR si - potentiatori care sporesc activitatea canalului de clor de la suprafata

celulei [Ashlock et al 2009 OSullivan and Freedman 2009]

FModalitati terapeutice posibile in mucoviscidoza-PTC124reg (Ataluren) permite citirea peste codonul stop anormal precum in mutatiile din clasa I-Corectori de tipul VX-809 utili in mutatiile din clasa II-Potentiatori de tipul VX-770 utili in clasele II III si IV

Celule epiteliale ale cailor respiratorii unde proteina CFTR este colorata in albastru

Tratamentul mucoviscidozei

Ivacaftor (Kalydeco sau VX-770) produs de Vertex Pharmaceuticals se administreaza in SUA din 2012 la pacientii cu mutatia G551D (cate 2 tabletezi cu alimente bogate in lipide) observandu-se imbunatatirea functiei respiratorii si luarea in greutate

G551D este abrevierea standard pentru mutatia in care aminoacidul GLICINA (G) din pozitia 551este inlocuit cu acidul aspartic (D)

G551D produce 4-5 din imbolnavirile cu mucoviscidoza Mutatia G551D permite proteinei CFTR sa ajunga la suprafata celulei

epiteliale dar nu permite transportul clorului prin canalul ionic Ivacaftor imbunatateste acest transport Astfel de medicamente sunt

incluse in potentiatori ai CFTR Acesta devine domeniul unei farmacoterapii personalizate

Fenilalanin-hidroxilaza (PAH) metabolizeaza amino-acidul fenilalanina si il transforma in amino-acidul tirozina

FENILCETONURIA (PKU)Boala se incadreaza in dismetabolii

FENILCETONURIA (PKU)

Gena PAH are 100 kb locusul ei fiind pe cromozomul

12q22ndashq241

Gena PAH cuprinde 13 exoni

Exista cateva sute de mutatii (lista poate fi gasita la PAHdb) ce pot

determina aparitia bolii

Datorita acestei heterogenitati alelice cei mai multi

bolnavi sunt heterozigoti compusi (adica au doua mutatii

diferite)

Fenilcetonuria

PKU este transmisa autozomal recesiv

Mutatia genei PAH determina incapacitatea enzimei

hepatice fenilalanin-hidroxilaza (PAH) de a metaboliza amino-

acidul fenilalanina si deci de a-l transforma in amino-

acidul tirozina

Cand activitatea PAH este redusa fenilalanina se acumuleaza

si este convertita in acidul fenilpiruvic acidul fenillactic

si feniletilamina (fenilcetone) ce pot fi detectate in urina (test

dg) (PHE este metabolizata pe calea minora a transaminazelor pana la fenilcetone)

Absenta tirozinei este urmata de o sinteza deficitara de neurotransmitatori

PKU Manifestarea clinica majora o reprezinta retardul mental datorat

acumularii de fenilalanina care devine donorul major de grupari amino in activitatea

aminotransferazei ducand la depletia tesutului nervos de α-ketoglutarat Absenta α-

ketoglutaratului la nivel cerebral blocheaza ciclul acizilor tricarboxilici (ciclul Krebs) si deci productia aeroba de energie care este esentiala pentru dezvoltarea cerebrala normala Alt mecanism explica competitia pentru transportor in vederea traversarii barierei hematoencefalice Fenilalanina in exces in sange va satura transportorul impiedicand astfel trecerea altor aa necesari pentru sinteza proteica si cea a neurotransmitatorilor Cresterea concentratiei de fenilalanina impiedica dezvoltarea cerebrala cauzind retard mental

Retard al cresterii staturo-ponderale

httpwwwrankercomlistphenylketonuria-symptomsreference

Pigmentatie cutanata redusa blonzi cu ochii albastri Melanina pigment responsabil pentru culoarea pielii si parului este deficitara

-Hiperactivitate si deficit de atentie-Abilitati sociale deficitare-Miscari necoordonate al membrelor-Brahicefalie si microcefalie-Convulsii termuraturi

httpwwwzunivnetphysiologybookchapter30html

Tirozina (sintetizata din PHE) este precursor al melaninei

Datorita acumularii PHE scade sinteza de tirozina si implicit de melanina in piele

httpwwwncbinlmnihgovpubmedhealthPMH0002150

Dg-TESTUL GUTHRIE

N absenta cresterii coloniilorde Bacillus subtilis in prezenta unui inhibitor (beta2-tienilalanina)aN coloniile cresc in caz de PKU datorita prezentei fenilalaninei in exces din sangele recoltat

SCREENING NEONATAL (alaturi de hipotiroidie)

Recoltaredin calcii

Coloniile cresc in prezenta fenilalaninei

httpusersrcncomjkimballmaultranetBiologyPagesPPhenylketonuriahtml

Prezenta genei PHAse poate determinamolecular

Impedimente in folosirea tehnicilor de genetica moleculara

1 Nu sunt cunoscute toate mutatiile genei PAH care

determina PKU Majoritatea cazurilor sunt

heterozigoti compusi deci si tehnica ASO nu este

mereu concludenta

2 Tehnicile nu sunt folosite in mod curent in

laboratoarele clinicilor

3 Sunt mai scumpe comparativ cu testul Guthrie

httpswwwcounsylcomlearnearly-childhood-treatment

Regim alimentar

Prognosticul este bun daca regimul este inceput foarte devreme si mentinut toata viata

TRATAMENT Lofenalac este un produs facut special pentru copiii cu PKU

inlocuind laptele Poate fi folosit toata viata ca sursa de proteine

fiind sarac in fenilalanina si echilibrat in ceea ce priveste restul

aminoacizilor esentiali dar are gust de lsquomedicamentrsquo (spun pacientii)

Periflex este bogat in fier

Suplimente precum uleiul de peste (pentru ca intr-o alimentatie

fara PHE trebuie un aport crescut de acizi grasi cu lanturi lungi

caci ei lipsesc) vor ajuta la imbunatatirea dezvoltarii neurologice

inclusiv coordonarea motorie fina Alte suplimente specifice care

pot fi necesare sunt fierul sau carnitina

TRATAMENT DIETETIC ldquoDiet for liferdquo

Dieta trebuie strict urmata

CARACTERISTICILE BOLILOR AUTOZOMAL DOMINANTE

Ele se manifesta la persoanele homozigote dar si heterozigote

pentru mutatia cauzatoare a patologiei

Persoana afectata are cel putin unul dintre parinti bolnav acesta

are gena speifica bolii in stare heterozigota sau homozigota

Cand o persoana este bolnava datorita unei mutatii ce se

transmite autozomal dominant riscul de a avea un copil afectat

este de 50 daca este heterozigota si respectiv 100 daca este

homozigota

Transmisia este pe verticala din generatie in generatie

Seneb un pitic al dinastiei a 4a sau

a5a sef al garderobei regale si

preot al cultului funerar Khufu

impreuna cu familia sa sotia si copii

de statura normala

AcondroplaziaAcondroplazia este una din cauzele este una din cauzele

aparitiei aparitiei nanismului nanismului

(piticismului)(piticismului)

Caracteristicile sindromului includ Caracteristicile sindromului includ

Statura mica cu membre proportional de scurteStatura mica cu membre proportional de scurte

Un cap mare Un cap mare (macrocefalie)(macrocefalie)

O frunte prominenta O frunte prominenta (bose frontal )(bose frontal )

Radacina nasului aplatizata Radacina nasului aplatizata

Acondroplazia

Este o tulburare a cresterii osoase datorita unei mutatii specifice

Cartilajul prezinta dificultati in a fi convertit in os avand drept rezultat piticismulnanismul

Desi nu se cunoaste un tratament geneticgenic totusi pot fi ameliorate simptomele asociate frecvent cu boala precum problemele respiratorii

Desi literal numele bolii inseamna ldquofara formarea cartilajului totusi problema nu o reprezinta formarea acestuia ci transformarea cartilajului in os in mod special in cazul oaselor lungi ale bratelor si picioarelor

Inaltimea medie a adultilor este de

131 cm pentru barbati

si 123 cm pentru femei

Gena responsabila FGFR3 este acronimul pentru

fibroblast growth factor receptor 3 care este proteina pe care o codifica adica receptorul 3 pentru factorul de crestere fibroblastic

Localizarea citogenetica a genei FGFR3 4p163

Localizarea moleculara pe cromozomul 4 de la perechea de baze 1762853 la perechea 1777828 (14kb)

Proteina are rol in dezvoltarea si conservarea tesutului osos si cerebral

Functia Genei FGFR3Cercetatorii cred ca receptorul pe

care il codifica regleaza osificarea si aceasta in mod particular la nivelul oaselor lungi

Mutatii ale genei FGFR3 determina activarea exagerata a receptorului ceea ce interfera cu osificarea si conduce la tulburari ale cresterii oaselor fenomen caracteristic acondroplaziei

Aceasta teorie este sustinuta de catre modelul soarecilor knockout care nu au receptorul reglarea negativa a formarii oaselor fiind deci pierduta Rezultatul consta intr-un soarece cu oase excesiv de lungi si vertebre elongate respectiv o coada lunga

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi mostenita sau poate fi rezultatul unei noi mutatii a genei FGFR3

In majoritatea cazurilor (80) boala se datoreaza unei noi mutatii deoarece parintii celor avand acondroplazie au talie medie (normala) dar inca nu se stie cauza aparitiei acestor mutatii

Copii cu acondroplazie pot avea probleme auditive de vorbire si de respiratie toate putand fi tratate

Tratmentul implica prevenirea sau tratarea semnelor simptomelor sau altor manifestari asociate care apar ca rezultat al bolii

Totodata sprijinul social si familial este o parte importanta a tratmentului

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi detectata inainte de nastere prin ecografie

Diagnosticul ecografic se face pe baza discordantei progresive dintre lungimea femurului si diametrul biparietal in functie de varsta Mana cu aspect de trident poate fi de asemenea vizualizata daca degetele sunt in intregime extinse

Aditional testarea ADN inainte de nastere poate detecta homozigozitatea atunci cand sunt mostenite doua copii ale genei mutante boala este letala ceea ce conduce la avort

Imaginea este o radiografie a mainii unui tanar cu

acondroplazie Forma caracteristica de tridentldquo

apare datorita separarii policelui de degetul al

doilea cat si a degetelor trei si patru Se pot observa

oasele tubulare scurtate ale mainii in mod particular

falangele proximale

Imaginea din dreapta mana unui adult cu oase scurte tubulare cu ulna subtiata specific acondroplaziei

Boala se poate transmite din generatie in generatie

Persoanele cu acondroplazie pot transmite boala

descendentilor

Riscul este de 12

Cum se mosteneste acondroplazia

Daca ambii parinti au acondroplazie copii au un risc de 1 din 4 de a mosteni gena de la ambii parinti devenind homozigoti pentru gena mutanta

Noii nascuti care mostenesc ambele gene

sunt considerati ca avand o forma severa

de acondroplazie supravietuirea lor nu

depaseste 12 luni

Boala Huntington (HD)

Este o tulburare neurodegenerativa progresiva caracterizata prinMiscari choreiforme (necoordonate ndash desi ele

pot parea coordonate - involuntare ale corpului)

Chorea era sugestiv imaginata a fi un dans

grotesc Cuvantul chorea provine din lb

greaca insemnand dans

Probleme psichiatrice si

dementa ( declinul unor capacitati mentale)

Boala Huntington In jurul varstei de 35 - 40 de ani apar simptome usoare

neindemanare uitare si modificarea personalitatii In urmatorii 10-20 de ani de la debut o persoana cu

HD isi pierde gradual intregul control mental si fizic

Astazi nu Astazi nu exista o exista o terapie terapie pentru HD pentru HD unele unele medicamentmedicamente putand e putand insa insa ameliora ameliora simptomelesimptomele

HD

Este o boala neurologica caracterizata prin tulburarea

functiei motorii

Alela mutanta determina aparitia unei proteine anormale

ce contine un numar mare de repetitii ale aa glutamina

Proteina anormala este toxica pentru tesutul nervos

conducand la aparitia semnelor si simptomelor

caracteristice bolii

O singura copie a genei anormale este suficienta pentru a

conferi boala

Gena Huntingtin (HTT) numita si gena HD (Huntington disease) sau gena IT15 (interesting transcript 15) este localizata pe bratul scurt al cromozomului 4 (4p163)

Localizarea genei HTT

Cytogenetic 4p163Molecular pe cz 4 Perechile de baze

de la 3046205 to 3215484

Boala Huntington (HD) Este cauzata de repetitia unei expansiuni

anormale trinucleotidice (CAG) In mod normal repetitia CAG trebuie sa fie

intre 7 si 35 de repetitii Gena HTT codifica proteina huntingtina si

daca este anormala ea contine o expansiune poliglutaminica

Huntingtina este prezenta in numeroase tesuturi nivelurile cele mai ridicate se gasesc intracerebral desi nu i se cunosc cu siguranta functiile se considera ca proteina este necesara pentru dezvoltarea intrauterina

Boala Huntington (HD)

HTT contine o secventa de baze azotate mdash citozina -adenina-guanina (CAG)mdashrepetata de multiple ori ( sa CAGCAGCAG) la capatul 5rsquo avand denumirea de repetitii trinucleotidice

Codonul CAG codifica amino acidul glutamina ai

se va sintetiza un lant de glutamine ce este cunoscut

astazi sub denumirea de tract poliglutaminic sau

polyQ iar partea repetata a genei se numeste

regiunea PolyQ

Cum se mosteneste HD HD este monogenica si transmisa din generatie in

generatie Avand un parinte afectat fiecare copil are un risc de

12 sa mosteneasca HD

Copii care Copii care nu au gena nu au gena cu cu certitudine certitudine nu vor face nu vor face boala si nici boala si nici nu o vor nu o vor transmite transmite mai departe mai departe descendentildescendentilor or

Huntington disease (HD)

Boala afecteaza cu precadere neuronii

Majoritatea cazurilor debuteaza clinic pe la mijlocul vietii intre 35 si 42 de ani

3 din cazuri sunt Huntington juvenil si debuteaza inainte de 15 ani

Debutul tardiv este peste 50 de ani

Numar de repetitii

Clasificare Statusul bolii

lt27 Normal Neafectat

27ndash35 Intermediar Neafectat

36ndash39 Penetranta Redusa

+- Afectat

gt39 Penetranta totalacompleta

Afectat

Gravitatea bolii corelata cu numarul de repetitii trinucleotidice

Nu exista un algoritm precis

Mutatiile dinamice (repetitii trinucleo-

tidice instabile) Deci Boala Huntington este una dintre

maladiile ce au drept cauza repetitiile trinucleotidice (CAGCTG) la fel candash sindromul X Fragil (repetitii CCGCGG peste

52de ori la nivelul Xq273)

ndash distrofia miotonica (repetitii CTG peste 50de ori la nivelul 19q132)

ndash atrofia musculara spinobulbara Kennedy (repetitii CAG de peste 36 de ori la nivelul Xq11-12)

S-au identificat 14 boli ce au drept cauza astfel de mutatiile dinamice

Testare moleculara pentru HD

Persoanele care au pe cineva bolnav in familie si doresc sa stie daca au mostenit gena bolii pot cere realizarea unui diagnostic molecular Bineinteles ca daca sunt purtatoare ale genei mutante HTT nu se va putea preciza momentul in care vor debuta simptomele Desi nu exista inca un tratament curativ testarea genetica poate fi de ajutor persoanelor la risc in vederea luarii unor decizii privind viitorul lor Totusi majoritatea decid sa nu faca acest test

Analiza ADN a bolii Analiza ADN a bolii Huntington Huntington

Fiecare coloana arata ADN -ul Fiecare coloana arata ADN -ul altei persoanealtei persoane

2 benzi in zona normala (N) 2 benzi in zona normala (N) apartin celor neafectati apartin celor neafectati

O banda in zona H arata o O banda in zona H arata o persoana care va deveni persoana care va deveni bolnava de HDbolnava de HDDepartment of Neurogenetics Institute of Department of Neurogenetics Institute of Neurology LondonNeurology London

1 2 3 4 5 6 7

Testarea pentru HD

Screeningul embrionar este de asemenea posibil ai persoanele bolnave sau cu risc crescut vor putea fi sigure ca nu au transmis boala copiilor

Este deci posibil ca mamele ce iau in considerare avortul unui fat avand gena mutanta HTT sa poata avea un test al embrionului (diagnostic prenatal)

Alte tehnici precum diagnosticul genetic preimplantatoriu in situatia unei fertilizari in vitro pot fi utile pentru a se asigura sanatatea viitorului nou-nascut

Chorea Huntington

Noile descoperiri in domeniul geneticii fac posibla detectarea bolii intrauterin sau cand inca nu este manifesta

Cu toate acestea si respectiv in ciuda posibilitatii unui diagnostic molecular atat modalitatile de diagnostic cat si cele de interventie actuale nu inlocuiesc metodele mai vechi (precum calcularea prognosticului genetic pe baza legii probabilitatilor conditionate a lui Bayes) ci sunt sinergice

Neurofibromatoza tip I (NF-1) cunoscuta si drept Boala Recklinghausen

Se caracterizeaza prin aparitia unor tumori

benigne localizate oriunde pe corp

In copilarie apar mai intai niste pete cafeacute-

au-lait la nivel tegumentar

Cu inaintarea in varsta apar mai multe

tumori care deniveleaza pielea

NF1 se poate asocia uneori cu dificultatea

de a invata

Simptomele NF1 variaza mult chiar in

cadrul aceleasi familii (expresivitate

variabila a genei)

A girl with neurofibromatosis A girl with neurofibromatosis (left)(left)The Neurofibromatosis Association The Neurofibromatosis Association (wwwnfazetnetcouk(wwwnfazetnetcouk

Cum se mosteneste neurofibromatoza

Aproximativ jumatate din persoanele cu

NF1 au parinti sanatosi noua mutatie

aparand in gametogeneza parentala

Persoanele afectate transmit NF1 daca

un parinte are NF1 fiecare copil al sau are

o sansa de 1 din 2 sa se nasca normal si

respectiv un risc de 1 din 2 de a fi bolnav

In timp ce persoanele bolnave transmit

boala cele sanatoase din aceeasi familie

vor avea numai copii fara NF1

TRANSMITERE AUTOZOMAL DOMINANTA

httpradiographicsrsnaorgcontent252455F1expansion

NEUROFIBROAME CUTANTE

Zone hiperpigmentate la nivelul irisului = nodulii Lisch

Neurofibromatoza tip I

NF-1 este o boala tumorala cauzata de malfunctia genei NF1 de pe cromozomul 17p care este responsabila de controlul diviziunii celulare

Gena NF-1 codifica o proteina numita neurofibromina ce controleaza procesele de proliferare si diferentiere celulara Neurofibromina este un reglator negativ al oncogenei Ras

Neurofibromina se sintetizeaza in multe tipuri de celule ale organismului dar in principal in neuroni celule Schwann celule gliale si chiar in etapele de inceput ale dezvoltarii melanocitelor

Incidenta NF-1 este de aproximativ 1 in 3500 nn

Neurofibromatoza tip 1 Deseori se asociaza cu scolioza (sau alte modificari osoase) si cu

probleme oculare NF1 nu este letala si nici contagioasa dar uneori evolueaza

malign Gena NF1 are una dintre cele mai inalte rate de mutatii spontane

de la nivelul intregului genom uman Mutatiile care produc boala sunt extrem de variate (greu de

evidentiat in laborator)ndash Deletii

ndash Insertii

ndash Mutatii cu sens gresit (engl missense)

ndash Mutatii nonsens

ndash Mutatii ce afecteaza matisarea normala a exonilor

Sindromul Marfan Sindromul Marfan

Este transmis autozomal dominantEste transmis autozomal dominant

Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic

rezulta din rezulta din noi mutatiinoi mutatii in gena FBN1 care codifica in gena FBN1 care codifica

fibrilinafibrilina o proteina ce intra in alcatuirea o proteina ce intra in alcatuirea

miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane

fara antecedente heredocolaterale (familiale) de fara antecedente heredocolaterale (familiale) de

sd Marfansd Marfan

Sindromul se caracterizeaza prin Sindromul se caracterizeaza prin pleiotropie si pleiotropie si

expresivitate variabilaexpresivitate variabila in familii in familii

Anomalii osoase Luxatie de cristalin

Anomalii ale valvelor cardiace Disectie de aortaDisectie de aorta

decesdeces

Sindromul Marfan

Modificarea fibrilinei va determina Modificarea fibrilinei va determina incapacitatea de producere a unui incapacitatea de producere a unui tesut tesut conjunctivconjunctiv normal normal

Indivizii afectati sunt inalti slabi cu Indivizii afectati sunt inalti slabi cu picioare brate si degete lungi miopi iar picioare brate si degete lungi miopi iar peretele aortei lor este foarte slab peretele aortei lor este foarte slab

Astfel se crede astazi ca Abraham Astfel se crede astazi ca Abraham Lincoln ar fi putut avea sdMarfanLincoln ar fi putut avea sdMarfan

Ce este sd MarfanCe este sd Marfan

Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul conjunctiv conjunctiv

Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase ligamente muschi perete vascular si valve cardiaceligamente muschi perete vascular si valve cardiace

Sindromul afecteaza majoritatea organelor si Sindromul afecteaza majoritatea organelor si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul (aorta) (aorta)

Semnele si simptomele sd Marfan Semnele si simptomele sd Marfan variaza larg dpdv al variaza larg dpdv al severitatii momentului de instalare si ratei de severitatii momentului de instalare si ratei de progresieprogresie

Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete lungi =arachnodactilielungi =arachnodactilie

O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea trunchiului raport ce este mai mare decat normaltrunchiului raport ce este mai mare decat normal

arahnodactilie

Sd Marfan Sd Marfan

Alte aspecte includ o neobisnuita Alte aspecte includ o neobisnuita flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si ingusta un palat dur inalt arcuit dinti ingusta un palat dur inalt arcuit dinti suprapusiinghesuiti o curbura anormala a suprapusiinghesuiti o curbura anormala a coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern infundat (pectus excavatum) fie proeminent infundat (pectus excavatum) fie proeminent (pectus carinatum) (pectus carinatum)

Jumatate dintre cei cu sd Marfan au Jumatate dintre cei cu sd Marfan au probleme oculare ectopia cristalinului uni- probleme oculare ectopia cristalinului uni- sau bilaterala miopie Cataracta cu debut sau bilaterala miopie Cataracta cu debut dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea mai frecventmai frecvent

Sd Marfan ndash gravitatea este data de Sd Marfan ndash gravitatea este data de anomaliile cardiaceanomaliile cardiace Acestea sunt urmate de oboseala respiratie Acestea sunt urmate de oboseala respiratie

ingreunata si batai neregulate absente sau ingreunata si batai neregulate absente sau suplimentare ale inimii (palpitatii)suplimentare ale inimii (palpitatii)

Aorta poate avea un perete subtire poate fi Aorta poate avea un perete subtire poate fi ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ingrosare la nivelul peretelui ingrosare la nivelul peretelui (anevrism)(anevrism)

Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva aortica sau poate conduce la ruperea spontana a aortica sau poate conduce la ruperea spontana a peretelui aorticperetelui aortic (disectie) (disectie)

Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei la decesla deces

Va simtiti impachetati in date

Sau doarhellipplutiti

Page 24: Genetica - Curs 10

Model toretic al structurii CFTR (impachetarea)

copy2008 by National Academy of Sciences

Tratamentul mucoviscidozei

In mutatiile din clasa II CFTR fiind impachetata gresit este degradata inainte sa ajunga la membrana apicala a celulei

Daca o astfel de proteina incorect impachetata ajunge pana la membrana celulara ea poate functiona suficient pentru a avea un efect vizibil clinic

Corectorii pot interveni ajutand CFTR sa atinga membrana apicala a celulei

Mutatiile din clasa III determina o deschidere redusa a canalului CFTR si implicit un flux scazut de ioni de clor prin lumenul cailor respiratorii

Aceste mutatii precum G551D sunt relativ rare si bolnavii sunt candidati pentru terapia cu potentiatori

Potentiatorii amplifica sau redau functia unei proteine CFTR care este corect localizata la nivelul membranei celulare

Poate ca exista deja un tratament dar nu l-am gasit

Tratamentul mucoviscidozei

In ultimii ani au aparut terapii care vizeaza modularea proteinei CFTR respectiv medicamente care au ca tinta defecte specifice precum transcriptia procesarea sau chiar activitatea CFTR

Medicamentele sunt molecule mici administrate oral si se clasifica in - produse care permit ribozomului sa citeasca prin codonul stop prematur

din ARNm al CFTR (dar nu si codonii stop normali) - corectori care permit impachetarea corecta a CFTR si - potentiatori care sporesc activitatea canalului de clor de la suprafata

celulei [Ashlock et al 2009 OSullivan and Freedman 2009]

FModalitati terapeutice posibile in mucoviscidoza-PTC124reg (Ataluren) permite citirea peste codonul stop anormal precum in mutatiile din clasa I-Corectori de tipul VX-809 utili in mutatiile din clasa II-Potentiatori de tipul VX-770 utili in clasele II III si IV

Celule epiteliale ale cailor respiratorii unde proteina CFTR este colorata in albastru

Tratamentul mucoviscidozei

Ivacaftor (Kalydeco sau VX-770) produs de Vertex Pharmaceuticals se administreaza in SUA din 2012 la pacientii cu mutatia G551D (cate 2 tabletezi cu alimente bogate in lipide) observandu-se imbunatatirea functiei respiratorii si luarea in greutate

G551D este abrevierea standard pentru mutatia in care aminoacidul GLICINA (G) din pozitia 551este inlocuit cu acidul aspartic (D)

G551D produce 4-5 din imbolnavirile cu mucoviscidoza Mutatia G551D permite proteinei CFTR sa ajunga la suprafata celulei

epiteliale dar nu permite transportul clorului prin canalul ionic Ivacaftor imbunatateste acest transport Astfel de medicamente sunt

incluse in potentiatori ai CFTR Acesta devine domeniul unei farmacoterapii personalizate

Fenilalanin-hidroxilaza (PAH) metabolizeaza amino-acidul fenilalanina si il transforma in amino-acidul tirozina

FENILCETONURIA (PKU)Boala se incadreaza in dismetabolii

FENILCETONURIA (PKU)

Gena PAH are 100 kb locusul ei fiind pe cromozomul

12q22ndashq241

Gena PAH cuprinde 13 exoni

Exista cateva sute de mutatii (lista poate fi gasita la PAHdb) ce pot

determina aparitia bolii

Datorita acestei heterogenitati alelice cei mai multi

bolnavi sunt heterozigoti compusi (adica au doua mutatii

diferite)

Fenilcetonuria

PKU este transmisa autozomal recesiv

Mutatia genei PAH determina incapacitatea enzimei

hepatice fenilalanin-hidroxilaza (PAH) de a metaboliza amino-

acidul fenilalanina si deci de a-l transforma in amino-

acidul tirozina

Cand activitatea PAH este redusa fenilalanina se acumuleaza

si este convertita in acidul fenilpiruvic acidul fenillactic

si feniletilamina (fenilcetone) ce pot fi detectate in urina (test

dg) (PHE este metabolizata pe calea minora a transaminazelor pana la fenilcetone)

Absenta tirozinei este urmata de o sinteza deficitara de neurotransmitatori

PKU Manifestarea clinica majora o reprezinta retardul mental datorat

acumularii de fenilalanina care devine donorul major de grupari amino in activitatea

aminotransferazei ducand la depletia tesutului nervos de α-ketoglutarat Absenta α-

ketoglutaratului la nivel cerebral blocheaza ciclul acizilor tricarboxilici (ciclul Krebs) si deci productia aeroba de energie care este esentiala pentru dezvoltarea cerebrala normala Alt mecanism explica competitia pentru transportor in vederea traversarii barierei hematoencefalice Fenilalanina in exces in sange va satura transportorul impiedicand astfel trecerea altor aa necesari pentru sinteza proteica si cea a neurotransmitatorilor Cresterea concentratiei de fenilalanina impiedica dezvoltarea cerebrala cauzind retard mental

Retard al cresterii staturo-ponderale

httpwwwrankercomlistphenylketonuria-symptomsreference

Pigmentatie cutanata redusa blonzi cu ochii albastri Melanina pigment responsabil pentru culoarea pielii si parului este deficitara

-Hiperactivitate si deficit de atentie-Abilitati sociale deficitare-Miscari necoordonate al membrelor-Brahicefalie si microcefalie-Convulsii termuraturi

httpwwwzunivnetphysiologybookchapter30html

Tirozina (sintetizata din PHE) este precursor al melaninei

Datorita acumularii PHE scade sinteza de tirozina si implicit de melanina in piele

httpwwwncbinlmnihgovpubmedhealthPMH0002150

Dg-TESTUL GUTHRIE

N absenta cresterii coloniilorde Bacillus subtilis in prezenta unui inhibitor (beta2-tienilalanina)aN coloniile cresc in caz de PKU datorita prezentei fenilalaninei in exces din sangele recoltat

SCREENING NEONATAL (alaturi de hipotiroidie)

Recoltaredin calcii

Coloniile cresc in prezenta fenilalaninei

httpusersrcncomjkimballmaultranetBiologyPagesPPhenylketonuriahtml

Prezenta genei PHAse poate determinamolecular

Impedimente in folosirea tehnicilor de genetica moleculara

1 Nu sunt cunoscute toate mutatiile genei PAH care

determina PKU Majoritatea cazurilor sunt

heterozigoti compusi deci si tehnica ASO nu este

mereu concludenta

2 Tehnicile nu sunt folosite in mod curent in

laboratoarele clinicilor

3 Sunt mai scumpe comparativ cu testul Guthrie

httpswwwcounsylcomlearnearly-childhood-treatment

Regim alimentar

Prognosticul este bun daca regimul este inceput foarte devreme si mentinut toata viata

TRATAMENT Lofenalac este un produs facut special pentru copiii cu PKU

inlocuind laptele Poate fi folosit toata viata ca sursa de proteine

fiind sarac in fenilalanina si echilibrat in ceea ce priveste restul

aminoacizilor esentiali dar are gust de lsquomedicamentrsquo (spun pacientii)

Periflex este bogat in fier

Suplimente precum uleiul de peste (pentru ca intr-o alimentatie

fara PHE trebuie un aport crescut de acizi grasi cu lanturi lungi

caci ei lipsesc) vor ajuta la imbunatatirea dezvoltarii neurologice

inclusiv coordonarea motorie fina Alte suplimente specifice care

pot fi necesare sunt fierul sau carnitina

TRATAMENT DIETETIC ldquoDiet for liferdquo

Dieta trebuie strict urmata

CARACTERISTICILE BOLILOR AUTOZOMAL DOMINANTE

Ele se manifesta la persoanele homozigote dar si heterozigote

pentru mutatia cauzatoare a patologiei

Persoana afectata are cel putin unul dintre parinti bolnav acesta

are gena speifica bolii in stare heterozigota sau homozigota

Cand o persoana este bolnava datorita unei mutatii ce se

transmite autozomal dominant riscul de a avea un copil afectat

este de 50 daca este heterozigota si respectiv 100 daca este

homozigota

Transmisia este pe verticala din generatie in generatie

Seneb un pitic al dinastiei a 4a sau

a5a sef al garderobei regale si

preot al cultului funerar Khufu

impreuna cu familia sa sotia si copii

de statura normala

AcondroplaziaAcondroplazia este una din cauzele este una din cauzele

aparitiei aparitiei nanismului nanismului

(piticismului)(piticismului)

Caracteristicile sindromului includ Caracteristicile sindromului includ

Statura mica cu membre proportional de scurteStatura mica cu membre proportional de scurte

Un cap mare Un cap mare (macrocefalie)(macrocefalie)

O frunte prominenta O frunte prominenta (bose frontal )(bose frontal )

Radacina nasului aplatizata Radacina nasului aplatizata

Acondroplazia

Este o tulburare a cresterii osoase datorita unei mutatii specifice

Cartilajul prezinta dificultati in a fi convertit in os avand drept rezultat piticismulnanismul

Desi nu se cunoaste un tratament geneticgenic totusi pot fi ameliorate simptomele asociate frecvent cu boala precum problemele respiratorii

Desi literal numele bolii inseamna ldquofara formarea cartilajului totusi problema nu o reprezinta formarea acestuia ci transformarea cartilajului in os in mod special in cazul oaselor lungi ale bratelor si picioarelor

Inaltimea medie a adultilor este de

131 cm pentru barbati

si 123 cm pentru femei

Gena responsabila FGFR3 este acronimul pentru

fibroblast growth factor receptor 3 care este proteina pe care o codifica adica receptorul 3 pentru factorul de crestere fibroblastic

Localizarea citogenetica a genei FGFR3 4p163

Localizarea moleculara pe cromozomul 4 de la perechea de baze 1762853 la perechea 1777828 (14kb)

Proteina are rol in dezvoltarea si conservarea tesutului osos si cerebral

Functia Genei FGFR3Cercetatorii cred ca receptorul pe

care il codifica regleaza osificarea si aceasta in mod particular la nivelul oaselor lungi

Mutatii ale genei FGFR3 determina activarea exagerata a receptorului ceea ce interfera cu osificarea si conduce la tulburari ale cresterii oaselor fenomen caracteristic acondroplaziei

Aceasta teorie este sustinuta de catre modelul soarecilor knockout care nu au receptorul reglarea negativa a formarii oaselor fiind deci pierduta Rezultatul consta intr-un soarece cu oase excesiv de lungi si vertebre elongate respectiv o coada lunga

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi mostenita sau poate fi rezultatul unei noi mutatii a genei FGFR3

In majoritatea cazurilor (80) boala se datoreaza unei noi mutatii deoarece parintii celor avand acondroplazie au talie medie (normala) dar inca nu se stie cauza aparitiei acestor mutatii

Copii cu acondroplazie pot avea probleme auditive de vorbire si de respiratie toate putand fi tratate

Tratmentul implica prevenirea sau tratarea semnelor simptomelor sau altor manifestari asociate care apar ca rezultat al bolii

Totodata sprijinul social si familial este o parte importanta a tratmentului

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi detectata inainte de nastere prin ecografie

Diagnosticul ecografic se face pe baza discordantei progresive dintre lungimea femurului si diametrul biparietal in functie de varsta Mana cu aspect de trident poate fi de asemenea vizualizata daca degetele sunt in intregime extinse

Aditional testarea ADN inainte de nastere poate detecta homozigozitatea atunci cand sunt mostenite doua copii ale genei mutante boala este letala ceea ce conduce la avort

Imaginea este o radiografie a mainii unui tanar cu

acondroplazie Forma caracteristica de tridentldquo

apare datorita separarii policelui de degetul al

doilea cat si a degetelor trei si patru Se pot observa

oasele tubulare scurtate ale mainii in mod particular

falangele proximale

Imaginea din dreapta mana unui adult cu oase scurte tubulare cu ulna subtiata specific acondroplaziei

Boala se poate transmite din generatie in generatie

Persoanele cu acondroplazie pot transmite boala

descendentilor

Riscul este de 12

Cum se mosteneste acondroplazia

Daca ambii parinti au acondroplazie copii au un risc de 1 din 4 de a mosteni gena de la ambii parinti devenind homozigoti pentru gena mutanta

Noii nascuti care mostenesc ambele gene

sunt considerati ca avand o forma severa

de acondroplazie supravietuirea lor nu

depaseste 12 luni

Boala Huntington (HD)

Este o tulburare neurodegenerativa progresiva caracterizata prinMiscari choreiforme (necoordonate ndash desi ele

pot parea coordonate - involuntare ale corpului)

Chorea era sugestiv imaginata a fi un dans

grotesc Cuvantul chorea provine din lb

greaca insemnand dans

Probleme psichiatrice si

dementa ( declinul unor capacitati mentale)

Boala Huntington In jurul varstei de 35 - 40 de ani apar simptome usoare

neindemanare uitare si modificarea personalitatii In urmatorii 10-20 de ani de la debut o persoana cu

HD isi pierde gradual intregul control mental si fizic

Astazi nu Astazi nu exista o exista o terapie terapie pentru HD pentru HD unele unele medicamentmedicamente putand e putand insa insa ameliora ameliora simptomelesimptomele

HD

Este o boala neurologica caracterizata prin tulburarea

functiei motorii

Alela mutanta determina aparitia unei proteine anormale

ce contine un numar mare de repetitii ale aa glutamina

Proteina anormala este toxica pentru tesutul nervos

conducand la aparitia semnelor si simptomelor

caracteristice bolii

O singura copie a genei anormale este suficienta pentru a

conferi boala

Gena Huntingtin (HTT) numita si gena HD (Huntington disease) sau gena IT15 (interesting transcript 15) este localizata pe bratul scurt al cromozomului 4 (4p163)

Localizarea genei HTT

Cytogenetic 4p163Molecular pe cz 4 Perechile de baze

de la 3046205 to 3215484

Boala Huntington (HD) Este cauzata de repetitia unei expansiuni

anormale trinucleotidice (CAG) In mod normal repetitia CAG trebuie sa fie

intre 7 si 35 de repetitii Gena HTT codifica proteina huntingtina si

daca este anormala ea contine o expansiune poliglutaminica

Huntingtina este prezenta in numeroase tesuturi nivelurile cele mai ridicate se gasesc intracerebral desi nu i se cunosc cu siguranta functiile se considera ca proteina este necesara pentru dezvoltarea intrauterina

Boala Huntington (HD)

HTT contine o secventa de baze azotate mdash citozina -adenina-guanina (CAG)mdashrepetata de multiple ori ( sa CAGCAGCAG) la capatul 5rsquo avand denumirea de repetitii trinucleotidice

Codonul CAG codifica amino acidul glutamina ai

se va sintetiza un lant de glutamine ce este cunoscut

astazi sub denumirea de tract poliglutaminic sau

polyQ iar partea repetata a genei se numeste

regiunea PolyQ

Cum se mosteneste HD HD este monogenica si transmisa din generatie in

generatie Avand un parinte afectat fiecare copil are un risc de

12 sa mosteneasca HD

Copii care Copii care nu au gena nu au gena cu cu certitudine certitudine nu vor face nu vor face boala si nici boala si nici nu o vor nu o vor transmite transmite mai departe mai departe descendentildescendentilor or

Huntington disease (HD)

Boala afecteaza cu precadere neuronii

Majoritatea cazurilor debuteaza clinic pe la mijlocul vietii intre 35 si 42 de ani

3 din cazuri sunt Huntington juvenil si debuteaza inainte de 15 ani

Debutul tardiv este peste 50 de ani

Numar de repetitii

Clasificare Statusul bolii

lt27 Normal Neafectat

27ndash35 Intermediar Neafectat

36ndash39 Penetranta Redusa

+- Afectat

gt39 Penetranta totalacompleta

Afectat

Gravitatea bolii corelata cu numarul de repetitii trinucleotidice

Nu exista un algoritm precis

Mutatiile dinamice (repetitii trinucleo-

tidice instabile) Deci Boala Huntington este una dintre

maladiile ce au drept cauza repetitiile trinucleotidice (CAGCTG) la fel candash sindromul X Fragil (repetitii CCGCGG peste

52de ori la nivelul Xq273)

ndash distrofia miotonica (repetitii CTG peste 50de ori la nivelul 19q132)

ndash atrofia musculara spinobulbara Kennedy (repetitii CAG de peste 36 de ori la nivelul Xq11-12)

S-au identificat 14 boli ce au drept cauza astfel de mutatiile dinamice

Testare moleculara pentru HD

Persoanele care au pe cineva bolnav in familie si doresc sa stie daca au mostenit gena bolii pot cere realizarea unui diagnostic molecular Bineinteles ca daca sunt purtatoare ale genei mutante HTT nu se va putea preciza momentul in care vor debuta simptomele Desi nu exista inca un tratament curativ testarea genetica poate fi de ajutor persoanelor la risc in vederea luarii unor decizii privind viitorul lor Totusi majoritatea decid sa nu faca acest test

Analiza ADN a bolii Analiza ADN a bolii Huntington Huntington

Fiecare coloana arata ADN -ul Fiecare coloana arata ADN -ul altei persoanealtei persoane

2 benzi in zona normala (N) 2 benzi in zona normala (N) apartin celor neafectati apartin celor neafectati

O banda in zona H arata o O banda in zona H arata o persoana care va deveni persoana care va deveni bolnava de HDbolnava de HDDepartment of Neurogenetics Institute of Department of Neurogenetics Institute of Neurology LondonNeurology London

1 2 3 4 5 6 7

Testarea pentru HD

Screeningul embrionar este de asemenea posibil ai persoanele bolnave sau cu risc crescut vor putea fi sigure ca nu au transmis boala copiilor

Este deci posibil ca mamele ce iau in considerare avortul unui fat avand gena mutanta HTT sa poata avea un test al embrionului (diagnostic prenatal)

Alte tehnici precum diagnosticul genetic preimplantatoriu in situatia unei fertilizari in vitro pot fi utile pentru a se asigura sanatatea viitorului nou-nascut

Chorea Huntington

Noile descoperiri in domeniul geneticii fac posibla detectarea bolii intrauterin sau cand inca nu este manifesta

Cu toate acestea si respectiv in ciuda posibilitatii unui diagnostic molecular atat modalitatile de diagnostic cat si cele de interventie actuale nu inlocuiesc metodele mai vechi (precum calcularea prognosticului genetic pe baza legii probabilitatilor conditionate a lui Bayes) ci sunt sinergice

Neurofibromatoza tip I (NF-1) cunoscuta si drept Boala Recklinghausen

Se caracterizeaza prin aparitia unor tumori

benigne localizate oriunde pe corp

In copilarie apar mai intai niste pete cafeacute-

au-lait la nivel tegumentar

Cu inaintarea in varsta apar mai multe

tumori care deniveleaza pielea

NF1 se poate asocia uneori cu dificultatea

de a invata

Simptomele NF1 variaza mult chiar in

cadrul aceleasi familii (expresivitate

variabila a genei)

A girl with neurofibromatosis A girl with neurofibromatosis (left)(left)The Neurofibromatosis Association The Neurofibromatosis Association (wwwnfazetnetcouk(wwwnfazetnetcouk

Cum se mosteneste neurofibromatoza

Aproximativ jumatate din persoanele cu

NF1 au parinti sanatosi noua mutatie

aparand in gametogeneza parentala

Persoanele afectate transmit NF1 daca

un parinte are NF1 fiecare copil al sau are

o sansa de 1 din 2 sa se nasca normal si

respectiv un risc de 1 din 2 de a fi bolnav

In timp ce persoanele bolnave transmit

boala cele sanatoase din aceeasi familie

vor avea numai copii fara NF1

TRANSMITERE AUTOZOMAL DOMINANTA

httpradiographicsrsnaorgcontent252455F1expansion

NEUROFIBROAME CUTANTE

Zone hiperpigmentate la nivelul irisului = nodulii Lisch

Neurofibromatoza tip I

NF-1 este o boala tumorala cauzata de malfunctia genei NF1 de pe cromozomul 17p care este responsabila de controlul diviziunii celulare

Gena NF-1 codifica o proteina numita neurofibromina ce controleaza procesele de proliferare si diferentiere celulara Neurofibromina este un reglator negativ al oncogenei Ras

Neurofibromina se sintetizeaza in multe tipuri de celule ale organismului dar in principal in neuroni celule Schwann celule gliale si chiar in etapele de inceput ale dezvoltarii melanocitelor

Incidenta NF-1 este de aproximativ 1 in 3500 nn

Neurofibromatoza tip 1 Deseori se asociaza cu scolioza (sau alte modificari osoase) si cu

probleme oculare NF1 nu este letala si nici contagioasa dar uneori evolueaza

malign Gena NF1 are una dintre cele mai inalte rate de mutatii spontane

de la nivelul intregului genom uman Mutatiile care produc boala sunt extrem de variate (greu de

evidentiat in laborator)ndash Deletii

ndash Insertii

ndash Mutatii cu sens gresit (engl missense)

ndash Mutatii nonsens

ndash Mutatii ce afecteaza matisarea normala a exonilor

Sindromul Marfan Sindromul Marfan

Este transmis autozomal dominantEste transmis autozomal dominant

Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic

rezulta din rezulta din noi mutatiinoi mutatii in gena FBN1 care codifica in gena FBN1 care codifica

fibrilinafibrilina o proteina ce intra in alcatuirea o proteina ce intra in alcatuirea

miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane

fara antecedente heredocolaterale (familiale) de fara antecedente heredocolaterale (familiale) de

sd Marfansd Marfan

Sindromul se caracterizeaza prin Sindromul se caracterizeaza prin pleiotropie si pleiotropie si

expresivitate variabilaexpresivitate variabila in familii in familii

Anomalii osoase Luxatie de cristalin

Anomalii ale valvelor cardiace Disectie de aortaDisectie de aorta

decesdeces

Sindromul Marfan

Modificarea fibrilinei va determina Modificarea fibrilinei va determina incapacitatea de producere a unui incapacitatea de producere a unui tesut tesut conjunctivconjunctiv normal normal

Indivizii afectati sunt inalti slabi cu Indivizii afectati sunt inalti slabi cu picioare brate si degete lungi miopi iar picioare brate si degete lungi miopi iar peretele aortei lor este foarte slab peretele aortei lor este foarte slab

Astfel se crede astazi ca Abraham Astfel se crede astazi ca Abraham Lincoln ar fi putut avea sdMarfanLincoln ar fi putut avea sdMarfan

Ce este sd MarfanCe este sd Marfan

Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul conjunctiv conjunctiv

Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase ligamente muschi perete vascular si valve cardiaceligamente muschi perete vascular si valve cardiace

Sindromul afecteaza majoritatea organelor si Sindromul afecteaza majoritatea organelor si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul (aorta) (aorta)

Semnele si simptomele sd Marfan Semnele si simptomele sd Marfan variaza larg dpdv al variaza larg dpdv al severitatii momentului de instalare si ratei de severitatii momentului de instalare si ratei de progresieprogresie

Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete lungi =arachnodactilielungi =arachnodactilie

O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea trunchiului raport ce este mai mare decat normaltrunchiului raport ce este mai mare decat normal

arahnodactilie

Sd Marfan Sd Marfan

Alte aspecte includ o neobisnuita Alte aspecte includ o neobisnuita flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si ingusta un palat dur inalt arcuit dinti ingusta un palat dur inalt arcuit dinti suprapusiinghesuiti o curbura anormala a suprapusiinghesuiti o curbura anormala a coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern infundat (pectus excavatum) fie proeminent infundat (pectus excavatum) fie proeminent (pectus carinatum) (pectus carinatum)

Jumatate dintre cei cu sd Marfan au Jumatate dintre cei cu sd Marfan au probleme oculare ectopia cristalinului uni- probleme oculare ectopia cristalinului uni- sau bilaterala miopie Cataracta cu debut sau bilaterala miopie Cataracta cu debut dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea mai frecventmai frecvent

Sd Marfan ndash gravitatea este data de Sd Marfan ndash gravitatea este data de anomaliile cardiaceanomaliile cardiace Acestea sunt urmate de oboseala respiratie Acestea sunt urmate de oboseala respiratie

ingreunata si batai neregulate absente sau ingreunata si batai neregulate absente sau suplimentare ale inimii (palpitatii)suplimentare ale inimii (palpitatii)

Aorta poate avea un perete subtire poate fi Aorta poate avea un perete subtire poate fi ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ingrosare la nivelul peretelui ingrosare la nivelul peretelui (anevrism)(anevrism)

Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva aortica sau poate conduce la ruperea spontana a aortica sau poate conduce la ruperea spontana a peretelui aorticperetelui aortic (disectie) (disectie)

Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei la decesla deces

Va simtiti impachetati in date

Sau doarhellipplutiti

Page 25: Genetica - Curs 10

Tratamentul mucoviscidozei

In mutatiile din clasa II CFTR fiind impachetata gresit este degradata inainte sa ajunga la membrana apicala a celulei

Daca o astfel de proteina incorect impachetata ajunge pana la membrana celulara ea poate functiona suficient pentru a avea un efect vizibil clinic

Corectorii pot interveni ajutand CFTR sa atinga membrana apicala a celulei

Mutatiile din clasa III determina o deschidere redusa a canalului CFTR si implicit un flux scazut de ioni de clor prin lumenul cailor respiratorii

Aceste mutatii precum G551D sunt relativ rare si bolnavii sunt candidati pentru terapia cu potentiatori

Potentiatorii amplifica sau redau functia unei proteine CFTR care este corect localizata la nivelul membranei celulare

Poate ca exista deja un tratament dar nu l-am gasit

Tratamentul mucoviscidozei

In ultimii ani au aparut terapii care vizeaza modularea proteinei CFTR respectiv medicamente care au ca tinta defecte specifice precum transcriptia procesarea sau chiar activitatea CFTR

Medicamentele sunt molecule mici administrate oral si se clasifica in - produse care permit ribozomului sa citeasca prin codonul stop prematur

din ARNm al CFTR (dar nu si codonii stop normali) - corectori care permit impachetarea corecta a CFTR si - potentiatori care sporesc activitatea canalului de clor de la suprafata

celulei [Ashlock et al 2009 OSullivan and Freedman 2009]

FModalitati terapeutice posibile in mucoviscidoza-PTC124reg (Ataluren) permite citirea peste codonul stop anormal precum in mutatiile din clasa I-Corectori de tipul VX-809 utili in mutatiile din clasa II-Potentiatori de tipul VX-770 utili in clasele II III si IV

Celule epiteliale ale cailor respiratorii unde proteina CFTR este colorata in albastru

Tratamentul mucoviscidozei

Ivacaftor (Kalydeco sau VX-770) produs de Vertex Pharmaceuticals se administreaza in SUA din 2012 la pacientii cu mutatia G551D (cate 2 tabletezi cu alimente bogate in lipide) observandu-se imbunatatirea functiei respiratorii si luarea in greutate

G551D este abrevierea standard pentru mutatia in care aminoacidul GLICINA (G) din pozitia 551este inlocuit cu acidul aspartic (D)

G551D produce 4-5 din imbolnavirile cu mucoviscidoza Mutatia G551D permite proteinei CFTR sa ajunga la suprafata celulei

epiteliale dar nu permite transportul clorului prin canalul ionic Ivacaftor imbunatateste acest transport Astfel de medicamente sunt

incluse in potentiatori ai CFTR Acesta devine domeniul unei farmacoterapii personalizate

Fenilalanin-hidroxilaza (PAH) metabolizeaza amino-acidul fenilalanina si il transforma in amino-acidul tirozina

FENILCETONURIA (PKU)Boala se incadreaza in dismetabolii

FENILCETONURIA (PKU)

Gena PAH are 100 kb locusul ei fiind pe cromozomul

12q22ndashq241

Gena PAH cuprinde 13 exoni

Exista cateva sute de mutatii (lista poate fi gasita la PAHdb) ce pot

determina aparitia bolii

Datorita acestei heterogenitati alelice cei mai multi

bolnavi sunt heterozigoti compusi (adica au doua mutatii

diferite)

Fenilcetonuria

PKU este transmisa autozomal recesiv

Mutatia genei PAH determina incapacitatea enzimei

hepatice fenilalanin-hidroxilaza (PAH) de a metaboliza amino-

acidul fenilalanina si deci de a-l transforma in amino-

acidul tirozina

Cand activitatea PAH este redusa fenilalanina se acumuleaza

si este convertita in acidul fenilpiruvic acidul fenillactic

si feniletilamina (fenilcetone) ce pot fi detectate in urina (test

dg) (PHE este metabolizata pe calea minora a transaminazelor pana la fenilcetone)

Absenta tirozinei este urmata de o sinteza deficitara de neurotransmitatori

PKU Manifestarea clinica majora o reprezinta retardul mental datorat

acumularii de fenilalanina care devine donorul major de grupari amino in activitatea

aminotransferazei ducand la depletia tesutului nervos de α-ketoglutarat Absenta α-

ketoglutaratului la nivel cerebral blocheaza ciclul acizilor tricarboxilici (ciclul Krebs) si deci productia aeroba de energie care este esentiala pentru dezvoltarea cerebrala normala Alt mecanism explica competitia pentru transportor in vederea traversarii barierei hematoencefalice Fenilalanina in exces in sange va satura transportorul impiedicand astfel trecerea altor aa necesari pentru sinteza proteica si cea a neurotransmitatorilor Cresterea concentratiei de fenilalanina impiedica dezvoltarea cerebrala cauzind retard mental

Retard al cresterii staturo-ponderale

httpwwwrankercomlistphenylketonuria-symptomsreference

Pigmentatie cutanata redusa blonzi cu ochii albastri Melanina pigment responsabil pentru culoarea pielii si parului este deficitara

-Hiperactivitate si deficit de atentie-Abilitati sociale deficitare-Miscari necoordonate al membrelor-Brahicefalie si microcefalie-Convulsii termuraturi

httpwwwzunivnetphysiologybookchapter30html

Tirozina (sintetizata din PHE) este precursor al melaninei

Datorita acumularii PHE scade sinteza de tirozina si implicit de melanina in piele

httpwwwncbinlmnihgovpubmedhealthPMH0002150

Dg-TESTUL GUTHRIE

N absenta cresterii coloniilorde Bacillus subtilis in prezenta unui inhibitor (beta2-tienilalanina)aN coloniile cresc in caz de PKU datorita prezentei fenilalaninei in exces din sangele recoltat

SCREENING NEONATAL (alaturi de hipotiroidie)

Recoltaredin calcii

Coloniile cresc in prezenta fenilalaninei

httpusersrcncomjkimballmaultranetBiologyPagesPPhenylketonuriahtml

Prezenta genei PHAse poate determinamolecular

Impedimente in folosirea tehnicilor de genetica moleculara

1 Nu sunt cunoscute toate mutatiile genei PAH care

determina PKU Majoritatea cazurilor sunt

heterozigoti compusi deci si tehnica ASO nu este

mereu concludenta

2 Tehnicile nu sunt folosite in mod curent in

laboratoarele clinicilor

3 Sunt mai scumpe comparativ cu testul Guthrie

httpswwwcounsylcomlearnearly-childhood-treatment

Regim alimentar

Prognosticul este bun daca regimul este inceput foarte devreme si mentinut toata viata

TRATAMENT Lofenalac este un produs facut special pentru copiii cu PKU

inlocuind laptele Poate fi folosit toata viata ca sursa de proteine

fiind sarac in fenilalanina si echilibrat in ceea ce priveste restul

aminoacizilor esentiali dar are gust de lsquomedicamentrsquo (spun pacientii)

Periflex este bogat in fier

Suplimente precum uleiul de peste (pentru ca intr-o alimentatie

fara PHE trebuie un aport crescut de acizi grasi cu lanturi lungi

caci ei lipsesc) vor ajuta la imbunatatirea dezvoltarii neurologice

inclusiv coordonarea motorie fina Alte suplimente specifice care

pot fi necesare sunt fierul sau carnitina

TRATAMENT DIETETIC ldquoDiet for liferdquo

Dieta trebuie strict urmata

CARACTERISTICILE BOLILOR AUTOZOMAL DOMINANTE

Ele se manifesta la persoanele homozigote dar si heterozigote

pentru mutatia cauzatoare a patologiei

Persoana afectata are cel putin unul dintre parinti bolnav acesta

are gena speifica bolii in stare heterozigota sau homozigota

Cand o persoana este bolnava datorita unei mutatii ce se

transmite autozomal dominant riscul de a avea un copil afectat

este de 50 daca este heterozigota si respectiv 100 daca este

homozigota

Transmisia este pe verticala din generatie in generatie

Seneb un pitic al dinastiei a 4a sau

a5a sef al garderobei regale si

preot al cultului funerar Khufu

impreuna cu familia sa sotia si copii

de statura normala

AcondroplaziaAcondroplazia este una din cauzele este una din cauzele

aparitiei aparitiei nanismului nanismului

(piticismului)(piticismului)

Caracteristicile sindromului includ Caracteristicile sindromului includ

Statura mica cu membre proportional de scurteStatura mica cu membre proportional de scurte

Un cap mare Un cap mare (macrocefalie)(macrocefalie)

O frunte prominenta O frunte prominenta (bose frontal )(bose frontal )

Radacina nasului aplatizata Radacina nasului aplatizata

Acondroplazia

Este o tulburare a cresterii osoase datorita unei mutatii specifice

Cartilajul prezinta dificultati in a fi convertit in os avand drept rezultat piticismulnanismul

Desi nu se cunoaste un tratament geneticgenic totusi pot fi ameliorate simptomele asociate frecvent cu boala precum problemele respiratorii

Desi literal numele bolii inseamna ldquofara formarea cartilajului totusi problema nu o reprezinta formarea acestuia ci transformarea cartilajului in os in mod special in cazul oaselor lungi ale bratelor si picioarelor

Inaltimea medie a adultilor este de

131 cm pentru barbati

si 123 cm pentru femei

Gena responsabila FGFR3 este acronimul pentru

fibroblast growth factor receptor 3 care este proteina pe care o codifica adica receptorul 3 pentru factorul de crestere fibroblastic

Localizarea citogenetica a genei FGFR3 4p163

Localizarea moleculara pe cromozomul 4 de la perechea de baze 1762853 la perechea 1777828 (14kb)

Proteina are rol in dezvoltarea si conservarea tesutului osos si cerebral

Functia Genei FGFR3Cercetatorii cred ca receptorul pe

care il codifica regleaza osificarea si aceasta in mod particular la nivelul oaselor lungi

Mutatii ale genei FGFR3 determina activarea exagerata a receptorului ceea ce interfera cu osificarea si conduce la tulburari ale cresterii oaselor fenomen caracteristic acondroplaziei

Aceasta teorie este sustinuta de catre modelul soarecilor knockout care nu au receptorul reglarea negativa a formarii oaselor fiind deci pierduta Rezultatul consta intr-un soarece cu oase excesiv de lungi si vertebre elongate respectiv o coada lunga

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi mostenita sau poate fi rezultatul unei noi mutatii a genei FGFR3

In majoritatea cazurilor (80) boala se datoreaza unei noi mutatii deoarece parintii celor avand acondroplazie au talie medie (normala) dar inca nu se stie cauza aparitiei acestor mutatii

Copii cu acondroplazie pot avea probleme auditive de vorbire si de respiratie toate putand fi tratate

Tratmentul implica prevenirea sau tratarea semnelor simptomelor sau altor manifestari asociate care apar ca rezultat al bolii

Totodata sprijinul social si familial este o parte importanta a tratmentului

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi detectata inainte de nastere prin ecografie

Diagnosticul ecografic se face pe baza discordantei progresive dintre lungimea femurului si diametrul biparietal in functie de varsta Mana cu aspect de trident poate fi de asemenea vizualizata daca degetele sunt in intregime extinse

Aditional testarea ADN inainte de nastere poate detecta homozigozitatea atunci cand sunt mostenite doua copii ale genei mutante boala este letala ceea ce conduce la avort

Imaginea este o radiografie a mainii unui tanar cu

acondroplazie Forma caracteristica de tridentldquo

apare datorita separarii policelui de degetul al

doilea cat si a degetelor trei si patru Se pot observa

oasele tubulare scurtate ale mainii in mod particular

falangele proximale

Imaginea din dreapta mana unui adult cu oase scurte tubulare cu ulna subtiata specific acondroplaziei

Boala se poate transmite din generatie in generatie

Persoanele cu acondroplazie pot transmite boala

descendentilor

Riscul este de 12

Cum se mosteneste acondroplazia

Daca ambii parinti au acondroplazie copii au un risc de 1 din 4 de a mosteni gena de la ambii parinti devenind homozigoti pentru gena mutanta

Noii nascuti care mostenesc ambele gene

sunt considerati ca avand o forma severa

de acondroplazie supravietuirea lor nu

depaseste 12 luni

Boala Huntington (HD)

Este o tulburare neurodegenerativa progresiva caracterizata prinMiscari choreiforme (necoordonate ndash desi ele

pot parea coordonate - involuntare ale corpului)

Chorea era sugestiv imaginata a fi un dans

grotesc Cuvantul chorea provine din lb

greaca insemnand dans

Probleme psichiatrice si

dementa ( declinul unor capacitati mentale)

Boala Huntington In jurul varstei de 35 - 40 de ani apar simptome usoare

neindemanare uitare si modificarea personalitatii In urmatorii 10-20 de ani de la debut o persoana cu

HD isi pierde gradual intregul control mental si fizic

Astazi nu Astazi nu exista o exista o terapie terapie pentru HD pentru HD unele unele medicamentmedicamente putand e putand insa insa ameliora ameliora simptomelesimptomele

HD

Este o boala neurologica caracterizata prin tulburarea

functiei motorii

Alela mutanta determina aparitia unei proteine anormale

ce contine un numar mare de repetitii ale aa glutamina

Proteina anormala este toxica pentru tesutul nervos

conducand la aparitia semnelor si simptomelor

caracteristice bolii

O singura copie a genei anormale este suficienta pentru a

conferi boala

Gena Huntingtin (HTT) numita si gena HD (Huntington disease) sau gena IT15 (interesting transcript 15) este localizata pe bratul scurt al cromozomului 4 (4p163)

Localizarea genei HTT

Cytogenetic 4p163Molecular pe cz 4 Perechile de baze

de la 3046205 to 3215484

Boala Huntington (HD) Este cauzata de repetitia unei expansiuni

anormale trinucleotidice (CAG) In mod normal repetitia CAG trebuie sa fie

intre 7 si 35 de repetitii Gena HTT codifica proteina huntingtina si

daca este anormala ea contine o expansiune poliglutaminica

Huntingtina este prezenta in numeroase tesuturi nivelurile cele mai ridicate se gasesc intracerebral desi nu i se cunosc cu siguranta functiile se considera ca proteina este necesara pentru dezvoltarea intrauterina

Boala Huntington (HD)

HTT contine o secventa de baze azotate mdash citozina -adenina-guanina (CAG)mdashrepetata de multiple ori ( sa CAGCAGCAG) la capatul 5rsquo avand denumirea de repetitii trinucleotidice

Codonul CAG codifica amino acidul glutamina ai

se va sintetiza un lant de glutamine ce este cunoscut

astazi sub denumirea de tract poliglutaminic sau

polyQ iar partea repetata a genei se numeste

regiunea PolyQ

Cum se mosteneste HD HD este monogenica si transmisa din generatie in

generatie Avand un parinte afectat fiecare copil are un risc de

12 sa mosteneasca HD

Copii care Copii care nu au gena nu au gena cu cu certitudine certitudine nu vor face nu vor face boala si nici boala si nici nu o vor nu o vor transmite transmite mai departe mai departe descendentildescendentilor or

Huntington disease (HD)

Boala afecteaza cu precadere neuronii

Majoritatea cazurilor debuteaza clinic pe la mijlocul vietii intre 35 si 42 de ani

3 din cazuri sunt Huntington juvenil si debuteaza inainte de 15 ani

Debutul tardiv este peste 50 de ani

Numar de repetitii

Clasificare Statusul bolii

lt27 Normal Neafectat

27ndash35 Intermediar Neafectat

36ndash39 Penetranta Redusa

+- Afectat

gt39 Penetranta totalacompleta

Afectat

Gravitatea bolii corelata cu numarul de repetitii trinucleotidice

Nu exista un algoritm precis

Mutatiile dinamice (repetitii trinucleo-

tidice instabile) Deci Boala Huntington este una dintre

maladiile ce au drept cauza repetitiile trinucleotidice (CAGCTG) la fel candash sindromul X Fragil (repetitii CCGCGG peste

52de ori la nivelul Xq273)

ndash distrofia miotonica (repetitii CTG peste 50de ori la nivelul 19q132)

ndash atrofia musculara spinobulbara Kennedy (repetitii CAG de peste 36 de ori la nivelul Xq11-12)

S-au identificat 14 boli ce au drept cauza astfel de mutatiile dinamice

Testare moleculara pentru HD

Persoanele care au pe cineva bolnav in familie si doresc sa stie daca au mostenit gena bolii pot cere realizarea unui diagnostic molecular Bineinteles ca daca sunt purtatoare ale genei mutante HTT nu se va putea preciza momentul in care vor debuta simptomele Desi nu exista inca un tratament curativ testarea genetica poate fi de ajutor persoanelor la risc in vederea luarii unor decizii privind viitorul lor Totusi majoritatea decid sa nu faca acest test

Analiza ADN a bolii Analiza ADN a bolii Huntington Huntington

Fiecare coloana arata ADN -ul Fiecare coloana arata ADN -ul altei persoanealtei persoane

2 benzi in zona normala (N) 2 benzi in zona normala (N) apartin celor neafectati apartin celor neafectati

O banda in zona H arata o O banda in zona H arata o persoana care va deveni persoana care va deveni bolnava de HDbolnava de HDDepartment of Neurogenetics Institute of Department of Neurogenetics Institute of Neurology LondonNeurology London

1 2 3 4 5 6 7

Testarea pentru HD

Screeningul embrionar este de asemenea posibil ai persoanele bolnave sau cu risc crescut vor putea fi sigure ca nu au transmis boala copiilor

Este deci posibil ca mamele ce iau in considerare avortul unui fat avand gena mutanta HTT sa poata avea un test al embrionului (diagnostic prenatal)

Alte tehnici precum diagnosticul genetic preimplantatoriu in situatia unei fertilizari in vitro pot fi utile pentru a se asigura sanatatea viitorului nou-nascut

Chorea Huntington

Noile descoperiri in domeniul geneticii fac posibla detectarea bolii intrauterin sau cand inca nu este manifesta

Cu toate acestea si respectiv in ciuda posibilitatii unui diagnostic molecular atat modalitatile de diagnostic cat si cele de interventie actuale nu inlocuiesc metodele mai vechi (precum calcularea prognosticului genetic pe baza legii probabilitatilor conditionate a lui Bayes) ci sunt sinergice

Neurofibromatoza tip I (NF-1) cunoscuta si drept Boala Recklinghausen

Se caracterizeaza prin aparitia unor tumori

benigne localizate oriunde pe corp

In copilarie apar mai intai niste pete cafeacute-

au-lait la nivel tegumentar

Cu inaintarea in varsta apar mai multe

tumori care deniveleaza pielea

NF1 se poate asocia uneori cu dificultatea

de a invata

Simptomele NF1 variaza mult chiar in

cadrul aceleasi familii (expresivitate

variabila a genei)

A girl with neurofibromatosis A girl with neurofibromatosis (left)(left)The Neurofibromatosis Association The Neurofibromatosis Association (wwwnfazetnetcouk(wwwnfazetnetcouk

Cum se mosteneste neurofibromatoza

Aproximativ jumatate din persoanele cu

NF1 au parinti sanatosi noua mutatie

aparand in gametogeneza parentala

Persoanele afectate transmit NF1 daca

un parinte are NF1 fiecare copil al sau are

o sansa de 1 din 2 sa se nasca normal si

respectiv un risc de 1 din 2 de a fi bolnav

In timp ce persoanele bolnave transmit

boala cele sanatoase din aceeasi familie

vor avea numai copii fara NF1

TRANSMITERE AUTOZOMAL DOMINANTA

httpradiographicsrsnaorgcontent252455F1expansion

NEUROFIBROAME CUTANTE

Zone hiperpigmentate la nivelul irisului = nodulii Lisch

Neurofibromatoza tip I

NF-1 este o boala tumorala cauzata de malfunctia genei NF1 de pe cromozomul 17p care este responsabila de controlul diviziunii celulare

Gena NF-1 codifica o proteina numita neurofibromina ce controleaza procesele de proliferare si diferentiere celulara Neurofibromina este un reglator negativ al oncogenei Ras

Neurofibromina se sintetizeaza in multe tipuri de celule ale organismului dar in principal in neuroni celule Schwann celule gliale si chiar in etapele de inceput ale dezvoltarii melanocitelor

Incidenta NF-1 este de aproximativ 1 in 3500 nn

Neurofibromatoza tip 1 Deseori se asociaza cu scolioza (sau alte modificari osoase) si cu

probleme oculare NF1 nu este letala si nici contagioasa dar uneori evolueaza

malign Gena NF1 are una dintre cele mai inalte rate de mutatii spontane

de la nivelul intregului genom uman Mutatiile care produc boala sunt extrem de variate (greu de

evidentiat in laborator)ndash Deletii

ndash Insertii

ndash Mutatii cu sens gresit (engl missense)

ndash Mutatii nonsens

ndash Mutatii ce afecteaza matisarea normala a exonilor

Sindromul Marfan Sindromul Marfan

Este transmis autozomal dominantEste transmis autozomal dominant

Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic

rezulta din rezulta din noi mutatiinoi mutatii in gena FBN1 care codifica in gena FBN1 care codifica

fibrilinafibrilina o proteina ce intra in alcatuirea o proteina ce intra in alcatuirea

miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane

fara antecedente heredocolaterale (familiale) de fara antecedente heredocolaterale (familiale) de

sd Marfansd Marfan

Sindromul se caracterizeaza prin Sindromul se caracterizeaza prin pleiotropie si pleiotropie si

expresivitate variabilaexpresivitate variabila in familii in familii

Anomalii osoase Luxatie de cristalin

Anomalii ale valvelor cardiace Disectie de aortaDisectie de aorta

decesdeces

Sindromul Marfan

Modificarea fibrilinei va determina Modificarea fibrilinei va determina incapacitatea de producere a unui incapacitatea de producere a unui tesut tesut conjunctivconjunctiv normal normal

Indivizii afectati sunt inalti slabi cu Indivizii afectati sunt inalti slabi cu picioare brate si degete lungi miopi iar picioare brate si degete lungi miopi iar peretele aortei lor este foarte slab peretele aortei lor este foarte slab

Astfel se crede astazi ca Abraham Astfel se crede astazi ca Abraham Lincoln ar fi putut avea sdMarfanLincoln ar fi putut avea sdMarfan

Ce este sd MarfanCe este sd Marfan

Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul conjunctiv conjunctiv

Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase ligamente muschi perete vascular si valve cardiaceligamente muschi perete vascular si valve cardiace

Sindromul afecteaza majoritatea organelor si Sindromul afecteaza majoritatea organelor si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul (aorta) (aorta)

Semnele si simptomele sd Marfan Semnele si simptomele sd Marfan variaza larg dpdv al variaza larg dpdv al severitatii momentului de instalare si ratei de severitatii momentului de instalare si ratei de progresieprogresie

Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete lungi =arachnodactilielungi =arachnodactilie

O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea trunchiului raport ce este mai mare decat normaltrunchiului raport ce este mai mare decat normal

arahnodactilie

Sd Marfan Sd Marfan

Alte aspecte includ o neobisnuita Alte aspecte includ o neobisnuita flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si ingusta un palat dur inalt arcuit dinti ingusta un palat dur inalt arcuit dinti suprapusiinghesuiti o curbura anormala a suprapusiinghesuiti o curbura anormala a coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern infundat (pectus excavatum) fie proeminent infundat (pectus excavatum) fie proeminent (pectus carinatum) (pectus carinatum)

Jumatate dintre cei cu sd Marfan au Jumatate dintre cei cu sd Marfan au probleme oculare ectopia cristalinului uni- probleme oculare ectopia cristalinului uni- sau bilaterala miopie Cataracta cu debut sau bilaterala miopie Cataracta cu debut dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea mai frecventmai frecvent

Sd Marfan ndash gravitatea este data de Sd Marfan ndash gravitatea este data de anomaliile cardiaceanomaliile cardiace Acestea sunt urmate de oboseala respiratie Acestea sunt urmate de oboseala respiratie

ingreunata si batai neregulate absente sau ingreunata si batai neregulate absente sau suplimentare ale inimii (palpitatii)suplimentare ale inimii (palpitatii)

Aorta poate avea un perete subtire poate fi Aorta poate avea un perete subtire poate fi ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ingrosare la nivelul peretelui ingrosare la nivelul peretelui (anevrism)(anevrism)

Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva aortica sau poate conduce la ruperea spontana a aortica sau poate conduce la ruperea spontana a peretelui aorticperetelui aortic (disectie) (disectie)

Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei la decesla deces

Va simtiti impachetati in date

Sau doarhellipplutiti

Page 26: Genetica - Curs 10

Poate ca exista deja un tratament dar nu l-am gasit

Tratamentul mucoviscidozei

In ultimii ani au aparut terapii care vizeaza modularea proteinei CFTR respectiv medicamente care au ca tinta defecte specifice precum transcriptia procesarea sau chiar activitatea CFTR

Medicamentele sunt molecule mici administrate oral si se clasifica in - produse care permit ribozomului sa citeasca prin codonul stop prematur

din ARNm al CFTR (dar nu si codonii stop normali) - corectori care permit impachetarea corecta a CFTR si - potentiatori care sporesc activitatea canalului de clor de la suprafata

celulei [Ashlock et al 2009 OSullivan and Freedman 2009]

FModalitati terapeutice posibile in mucoviscidoza-PTC124reg (Ataluren) permite citirea peste codonul stop anormal precum in mutatiile din clasa I-Corectori de tipul VX-809 utili in mutatiile din clasa II-Potentiatori de tipul VX-770 utili in clasele II III si IV

Celule epiteliale ale cailor respiratorii unde proteina CFTR este colorata in albastru

Tratamentul mucoviscidozei

Ivacaftor (Kalydeco sau VX-770) produs de Vertex Pharmaceuticals se administreaza in SUA din 2012 la pacientii cu mutatia G551D (cate 2 tabletezi cu alimente bogate in lipide) observandu-se imbunatatirea functiei respiratorii si luarea in greutate

G551D este abrevierea standard pentru mutatia in care aminoacidul GLICINA (G) din pozitia 551este inlocuit cu acidul aspartic (D)

G551D produce 4-5 din imbolnavirile cu mucoviscidoza Mutatia G551D permite proteinei CFTR sa ajunga la suprafata celulei

epiteliale dar nu permite transportul clorului prin canalul ionic Ivacaftor imbunatateste acest transport Astfel de medicamente sunt

incluse in potentiatori ai CFTR Acesta devine domeniul unei farmacoterapii personalizate

Fenilalanin-hidroxilaza (PAH) metabolizeaza amino-acidul fenilalanina si il transforma in amino-acidul tirozina

FENILCETONURIA (PKU)Boala se incadreaza in dismetabolii

FENILCETONURIA (PKU)

Gena PAH are 100 kb locusul ei fiind pe cromozomul

12q22ndashq241

Gena PAH cuprinde 13 exoni

Exista cateva sute de mutatii (lista poate fi gasita la PAHdb) ce pot

determina aparitia bolii

Datorita acestei heterogenitati alelice cei mai multi

bolnavi sunt heterozigoti compusi (adica au doua mutatii

diferite)

Fenilcetonuria

PKU este transmisa autozomal recesiv

Mutatia genei PAH determina incapacitatea enzimei

hepatice fenilalanin-hidroxilaza (PAH) de a metaboliza amino-

acidul fenilalanina si deci de a-l transforma in amino-

acidul tirozina

Cand activitatea PAH este redusa fenilalanina se acumuleaza

si este convertita in acidul fenilpiruvic acidul fenillactic

si feniletilamina (fenilcetone) ce pot fi detectate in urina (test

dg) (PHE este metabolizata pe calea minora a transaminazelor pana la fenilcetone)

Absenta tirozinei este urmata de o sinteza deficitara de neurotransmitatori

PKU Manifestarea clinica majora o reprezinta retardul mental datorat

acumularii de fenilalanina care devine donorul major de grupari amino in activitatea

aminotransferazei ducand la depletia tesutului nervos de α-ketoglutarat Absenta α-

ketoglutaratului la nivel cerebral blocheaza ciclul acizilor tricarboxilici (ciclul Krebs) si deci productia aeroba de energie care este esentiala pentru dezvoltarea cerebrala normala Alt mecanism explica competitia pentru transportor in vederea traversarii barierei hematoencefalice Fenilalanina in exces in sange va satura transportorul impiedicand astfel trecerea altor aa necesari pentru sinteza proteica si cea a neurotransmitatorilor Cresterea concentratiei de fenilalanina impiedica dezvoltarea cerebrala cauzind retard mental

Retard al cresterii staturo-ponderale

httpwwwrankercomlistphenylketonuria-symptomsreference

Pigmentatie cutanata redusa blonzi cu ochii albastri Melanina pigment responsabil pentru culoarea pielii si parului este deficitara

-Hiperactivitate si deficit de atentie-Abilitati sociale deficitare-Miscari necoordonate al membrelor-Brahicefalie si microcefalie-Convulsii termuraturi

httpwwwzunivnetphysiologybookchapter30html

Tirozina (sintetizata din PHE) este precursor al melaninei

Datorita acumularii PHE scade sinteza de tirozina si implicit de melanina in piele

httpwwwncbinlmnihgovpubmedhealthPMH0002150

Dg-TESTUL GUTHRIE

N absenta cresterii coloniilorde Bacillus subtilis in prezenta unui inhibitor (beta2-tienilalanina)aN coloniile cresc in caz de PKU datorita prezentei fenilalaninei in exces din sangele recoltat

SCREENING NEONATAL (alaturi de hipotiroidie)

Recoltaredin calcii

Coloniile cresc in prezenta fenilalaninei

httpusersrcncomjkimballmaultranetBiologyPagesPPhenylketonuriahtml

Prezenta genei PHAse poate determinamolecular

Impedimente in folosirea tehnicilor de genetica moleculara

1 Nu sunt cunoscute toate mutatiile genei PAH care

determina PKU Majoritatea cazurilor sunt

heterozigoti compusi deci si tehnica ASO nu este

mereu concludenta

2 Tehnicile nu sunt folosite in mod curent in

laboratoarele clinicilor

3 Sunt mai scumpe comparativ cu testul Guthrie

httpswwwcounsylcomlearnearly-childhood-treatment

Regim alimentar

Prognosticul este bun daca regimul este inceput foarte devreme si mentinut toata viata

TRATAMENT Lofenalac este un produs facut special pentru copiii cu PKU

inlocuind laptele Poate fi folosit toata viata ca sursa de proteine

fiind sarac in fenilalanina si echilibrat in ceea ce priveste restul

aminoacizilor esentiali dar are gust de lsquomedicamentrsquo (spun pacientii)

Periflex este bogat in fier

Suplimente precum uleiul de peste (pentru ca intr-o alimentatie

fara PHE trebuie un aport crescut de acizi grasi cu lanturi lungi

caci ei lipsesc) vor ajuta la imbunatatirea dezvoltarii neurologice

inclusiv coordonarea motorie fina Alte suplimente specifice care

pot fi necesare sunt fierul sau carnitina

TRATAMENT DIETETIC ldquoDiet for liferdquo

Dieta trebuie strict urmata

CARACTERISTICILE BOLILOR AUTOZOMAL DOMINANTE

Ele se manifesta la persoanele homozigote dar si heterozigote

pentru mutatia cauzatoare a patologiei

Persoana afectata are cel putin unul dintre parinti bolnav acesta

are gena speifica bolii in stare heterozigota sau homozigota

Cand o persoana este bolnava datorita unei mutatii ce se

transmite autozomal dominant riscul de a avea un copil afectat

este de 50 daca este heterozigota si respectiv 100 daca este

homozigota

Transmisia este pe verticala din generatie in generatie

Seneb un pitic al dinastiei a 4a sau

a5a sef al garderobei regale si

preot al cultului funerar Khufu

impreuna cu familia sa sotia si copii

de statura normala

AcondroplaziaAcondroplazia este una din cauzele este una din cauzele

aparitiei aparitiei nanismului nanismului

(piticismului)(piticismului)

Caracteristicile sindromului includ Caracteristicile sindromului includ

Statura mica cu membre proportional de scurteStatura mica cu membre proportional de scurte

Un cap mare Un cap mare (macrocefalie)(macrocefalie)

O frunte prominenta O frunte prominenta (bose frontal )(bose frontal )

Radacina nasului aplatizata Radacina nasului aplatizata

Acondroplazia

Este o tulburare a cresterii osoase datorita unei mutatii specifice

Cartilajul prezinta dificultati in a fi convertit in os avand drept rezultat piticismulnanismul

Desi nu se cunoaste un tratament geneticgenic totusi pot fi ameliorate simptomele asociate frecvent cu boala precum problemele respiratorii

Desi literal numele bolii inseamna ldquofara formarea cartilajului totusi problema nu o reprezinta formarea acestuia ci transformarea cartilajului in os in mod special in cazul oaselor lungi ale bratelor si picioarelor

Inaltimea medie a adultilor este de

131 cm pentru barbati

si 123 cm pentru femei

Gena responsabila FGFR3 este acronimul pentru

fibroblast growth factor receptor 3 care este proteina pe care o codifica adica receptorul 3 pentru factorul de crestere fibroblastic

Localizarea citogenetica a genei FGFR3 4p163

Localizarea moleculara pe cromozomul 4 de la perechea de baze 1762853 la perechea 1777828 (14kb)

Proteina are rol in dezvoltarea si conservarea tesutului osos si cerebral

Functia Genei FGFR3Cercetatorii cred ca receptorul pe

care il codifica regleaza osificarea si aceasta in mod particular la nivelul oaselor lungi

Mutatii ale genei FGFR3 determina activarea exagerata a receptorului ceea ce interfera cu osificarea si conduce la tulburari ale cresterii oaselor fenomen caracteristic acondroplaziei

Aceasta teorie este sustinuta de catre modelul soarecilor knockout care nu au receptorul reglarea negativa a formarii oaselor fiind deci pierduta Rezultatul consta intr-un soarece cu oase excesiv de lungi si vertebre elongate respectiv o coada lunga

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi mostenita sau poate fi rezultatul unei noi mutatii a genei FGFR3

In majoritatea cazurilor (80) boala se datoreaza unei noi mutatii deoarece parintii celor avand acondroplazie au talie medie (normala) dar inca nu se stie cauza aparitiei acestor mutatii

Copii cu acondroplazie pot avea probleme auditive de vorbire si de respiratie toate putand fi tratate

Tratmentul implica prevenirea sau tratarea semnelor simptomelor sau altor manifestari asociate care apar ca rezultat al bolii

Totodata sprijinul social si familial este o parte importanta a tratmentului

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi detectata inainte de nastere prin ecografie

Diagnosticul ecografic se face pe baza discordantei progresive dintre lungimea femurului si diametrul biparietal in functie de varsta Mana cu aspect de trident poate fi de asemenea vizualizata daca degetele sunt in intregime extinse

Aditional testarea ADN inainte de nastere poate detecta homozigozitatea atunci cand sunt mostenite doua copii ale genei mutante boala este letala ceea ce conduce la avort

Imaginea este o radiografie a mainii unui tanar cu

acondroplazie Forma caracteristica de tridentldquo

apare datorita separarii policelui de degetul al

doilea cat si a degetelor trei si patru Se pot observa

oasele tubulare scurtate ale mainii in mod particular

falangele proximale

Imaginea din dreapta mana unui adult cu oase scurte tubulare cu ulna subtiata specific acondroplaziei

Boala se poate transmite din generatie in generatie

Persoanele cu acondroplazie pot transmite boala

descendentilor

Riscul este de 12

Cum se mosteneste acondroplazia

Daca ambii parinti au acondroplazie copii au un risc de 1 din 4 de a mosteni gena de la ambii parinti devenind homozigoti pentru gena mutanta

Noii nascuti care mostenesc ambele gene

sunt considerati ca avand o forma severa

de acondroplazie supravietuirea lor nu

depaseste 12 luni

Boala Huntington (HD)

Este o tulburare neurodegenerativa progresiva caracterizata prinMiscari choreiforme (necoordonate ndash desi ele

pot parea coordonate - involuntare ale corpului)

Chorea era sugestiv imaginata a fi un dans

grotesc Cuvantul chorea provine din lb

greaca insemnand dans

Probleme psichiatrice si

dementa ( declinul unor capacitati mentale)

Boala Huntington In jurul varstei de 35 - 40 de ani apar simptome usoare

neindemanare uitare si modificarea personalitatii In urmatorii 10-20 de ani de la debut o persoana cu

HD isi pierde gradual intregul control mental si fizic

Astazi nu Astazi nu exista o exista o terapie terapie pentru HD pentru HD unele unele medicamentmedicamente putand e putand insa insa ameliora ameliora simptomelesimptomele

HD

Este o boala neurologica caracterizata prin tulburarea

functiei motorii

Alela mutanta determina aparitia unei proteine anormale

ce contine un numar mare de repetitii ale aa glutamina

Proteina anormala este toxica pentru tesutul nervos

conducand la aparitia semnelor si simptomelor

caracteristice bolii

O singura copie a genei anormale este suficienta pentru a

conferi boala

Gena Huntingtin (HTT) numita si gena HD (Huntington disease) sau gena IT15 (interesting transcript 15) este localizata pe bratul scurt al cromozomului 4 (4p163)

Localizarea genei HTT

Cytogenetic 4p163Molecular pe cz 4 Perechile de baze

de la 3046205 to 3215484

Boala Huntington (HD) Este cauzata de repetitia unei expansiuni

anormale trinucleotidice (CAG) In mod normal repetitia CAG trebuie sa fie

intre 7 si 35 de repetitii Gena HTT codifica proteina huntingtina si

daca este anormala ea contine o expansiune poliglutaminica

Huntingtina este prezenta in numeroase tesuturi nivelurile cele mai ridicate se gasesc intracerebral desi nu i se cunosc cu siguranta functiile se considera ca proteina este necesara pentru dezvoltarea intrauterina

Boala Huntington (HD)

HTT contine o secventa de baze azotate mdash citozina -adenina-guanina (CAG)mdashrepetata de multiple ori ( sa CAGCAGCAG) la capatul 5rsquo avand denumirea de repetitii trinucleotidice

Codonul CAG codifica amino acidul glutamina ai

se va sintetiza un lant de glutamine ce este cunoscut

astazi sub denumirea de tract poliglutaminic sau

polyQ iar partea repetata a genei se numeste

regiunea PolyQ

Cum se mosteneste HD HD este monogenica si transmisa din generatie in

generatie Avand un parinte afectat fiecare copil are un risc de

12 sa mosteneasca HD

Copii care Copii care nu au gena nu au gena cu cu certitudine certitudine nu vor face nu vor face boala si nici boala si nici nu o vor nu o vor transmite transmite mai departe mai departe descendentildescendentilor or

Huntington disease (HD)

Boala afecteaza cu precadere neuronii

Majoritatea cazurilor debuteaza clinic pe la mijlocul vietii intre 35 si 42 de ani

3 din cazuri sunt Huntington juvenil si debuteaza inainte de 15 ani

Debutul tardiv este peste 50 de ani

Numar de repetitii

Clasificare Statusul bolii

lt27 Normal Neafectat

27ndash35 Intermediar Neafectat

36ndash39 Penetranta Redusa

+- Afectat

gt39 Penetranta totalacompleta

Afectat

Gravitatea bolii corelata cu numarul de repetitii trinucleotidice

Nu exista un algoritm precis

Mutatiile dinamice (repetitii trinucleo-

tidice instabile) Deci Boala Huntington este una dintre

maladiile ce au drept cauza repetitiile trinucleotidice (CAGCTG) la fel candash sindromul X Fragil (repetitii CCGCGG peste

52de ori la nivelul Xq273)

ndash distrofia miotonica (repetitii CTG peste 50de ori la nivelul 19q132)

ndash atrofia musculara spinobulbara Kennedy (repetitii CAG de peste 36 de ori la nivelul Xq11-12)

S-au identificat 14 boli ce au drept cauza astfel de mutatiile dinamice

Testare moleculara pentru HD

Persoanele care au pe cineva bolnav in familie si doresc sa stie daca au mostenit gena bolii pot cere realizarea unui diagnostic molecular Bineinteles ca daca sunt purtatoare ale genei mutante HTT nu se va putea preciza momentul in care vor debuta simptomele Desi nu exista inca un tratament curativ testarea genetica poate fi de ajutor persoanelor la risc in vederea luarii unor decizii privind viitorul lor Totusi majoritatea decid sa nu faca acest test

Analiza ADN a bolii Analiza ADN a bolii Huntington Huntington

Fiecare coloana arata ADN -ul Fiecare coloana arata ADN -ul altei persoanealtei persoane

2 benzi in zona normala (N) 2 benzi in zona normala (N) apartin celor neafectati apartin celor neafectati

O banda in zona H arata o O banda in zona H arata o persoana care va deveni persoana care va deveni bolnava de HDbolnava de HDDepartment of Neurogenetics Institute of Department of Neurogenetics Institute of Neurology LondonNeurology London

1 2 3 4 5 6 7

Testarea pentru HD

Screeningul embrionar este de asemenea posibil ai persoanele bolnave sau cu risc crescut vor putea fi sigure ca nu au transmis boala copiilor

Este deci posibil ca mamele ce iau in considerare avortul unui fat avand gena mutanta HTT sa poata avea un test al embrionului (diagnostic prenatal)

Alte tehnici precum diagnosticul genetic preimplantatoriu in situatia unei fertilizari in vitro pot fi utile pentru a se asigura sanatatea viitorului nou-nascut

Chorea Huntington

Noile descoperiri in domeniul geneticii fac posibla detectarea bolii intrauterin sau cand inca nu este manifesta

Cu toate acestea si respectiv in ciuda posibilitatii unui diagnostic molecular atat modalitatile de diagnostic cat si cele de interventie actuale nu inlocuiesc metodele mai vechi (precum calcularea prognosticului genetic pe baza legii probabilitatilor conditionate a lui Bayes) ci sunt sinergice

Neurofibromatoza tip I (NF-1) cunoscuta si drept Boala Recklinghausen

Se caracterizeaza prin aparitia unor tumori

benigne localizate oriunde pe corp

In copilarie apar mai intai niste pete cafeacute-

au-lait la nivel tegumentar

Cu inaintarea in varsta apar mai multe

tumori care deniveleaza pielea

NF1 se poate asocia uneori cu dificultatea

de a invata

Simptomele NF1 variaza mult chiar in

cadrul aceleasi familii (expresivitate

variabila a genei)

A girl with neurofibromatosis A girl with neurofibromatosis (left)(left)The Neurofibromatosis Association The Neurofibromatosis Association (wwwnfazetnetcouk(wwwnfazetnetcouk

Cum se mosteneste neurofibromatoza

Aproximativ jumatate din persoanele cu

NF1 au parinti sanatosi noua mutatie

aparand in gametogeneza parentala

Persoanele afectate transmit NF1 daca

un parinte are NF1 fiecare copil al sau are

o sansa de 1 din 2 sa se nasca normal si

respectiv un risc de 1 din 2 de a fi bolnav

In timp ce persoanele bolnave transmit

boala cele sanatoase din aceeasi familie

vor avea numai copii fara NF1

TRANSMITERE AUTOZOMAL DOMINANTA

httpradiographicsrsnaorgcontent252455F1expansion

NEUROFIBROAME CUTANTE

Zone hiperpigmentate la nivelul irisului = nodulii Lisch

Neurofibromatoza tip I

NF-1 este o boala tumorala cauzata de malfunctia genei NF1 de pe cromozomul 17p care este responsabila de controlul diviziunii celulare

Gena NF-1 codifica o proteina numita neurofibromina ce controleaza procesele de proliferare si diferentiere celulara Neurofibromina este un reglator negativ al oncogenei Ras

Neurofibromina se sintetizeaza in multe tipuri de celule ale organismului dar in principal in neuroni celule Schwann celule gliale si chiar in etapele de inceput ale dezvoltarii melanocitelor

Incidenta NF-1 este de aproximativ 1 in 3500 nn

Neurofibromatoza tip 1 Deseori se asociaza cu scolioza (sau alte modificari osoase) si cu

probleme oculare NF1 nu este letala si nici contagioasa dar uneori evolueaza

malign Gena NF1 are una dintre cele mai inalte rate de mutatii spontane

de la nivelul intregului genom uman Mutatiile care produc boala sunt extrem de variate (greu de

evidentiat in laborator)ndash Deletii

ndash Insertii

ndash Mutatii cu sens gresit (engl missense)

ndash Mutatii nonsens

ndash Mutatii ce afecteaza matisarea normala a exonilor

Sindromul Marfan Sindromul Marfan

Este transmis autozomal dominantEste transmis autozomal dominant

Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic

rezulta din rezulta din noi mutatiinoi mutatii in gena FBN1 care codifica in gena FBN1 care codifica

fibrilinafibrilina o proteina ce intra in alcatuirea o proteina ce intra in alcatuirea

miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane

fara antecedente heredocolaterale (familiale) de fara antecedente heredocolaterale (familiale) de

sd Marfansd Marfan

Sindromul se caracterizeaza prin Sindromul se caracterizeaza prin pleiotropie si pleiotropie si

expresivitate variabilaexpresivitate variabila in familii in familii

Anomalii osoase Luxatie de cristalin

Anomalii ale valvelor cardiace Disectie de aortaDisectie de aorta

decesdeces

Sindromul Marfan

Modificarea fibrilinei va determina Modificarea fibrilinei va determina incapacitatea de producere a unui incapacitatea de producere a unui tesut tesut conjunctivconjunctiv normal normal

Indivizii afectati sunt inalti slabi cu Indivizii afectati sunt inalti slabi cu picioare brate si degete lungi miopi iar picioare brate si degete lungi miopi iar peretele aortei lor este foarte slab peretele aortei lor este foarte slab

Astfel se crede astazi ca Abraham Astfel se crede astazi ca Abraham Lincoln ar fi putut avea sdMarfanLincoln ar fi putut avea sdMarfan

Ce este sd MarfanCe este sd Marfan

Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul conjunctiv conjunctiv

Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase ligamente muschi perete vascular si valve cardiaceligamente muschi perete vascular si valve cardiace

Sindromul afecteaza majoritatea organelor si Sindromul afecteaza majoritatea organelor si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul (aorta) (aorta)

Semnele si simptomele sd Marfan Semnele si simptomele sd Marfan variaza larg dpdv al variaza larg dpdv al severitatii momentului de instalare si ratei de severitatii momentului de instalare si ratei de progresieprogresie

Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete lungi =arachnodactilielungi =arachnodactilie

O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea trunchiului raport ce este mai mare decat normaltrunchiului raport ce este mai mare decat normal

arahnodactilie

Sd Marfan Sd Marfan

Alte aspecte includ o neobisnuita Alte aspecte includ o neobisnuita flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si ingusta un palat dur inalt arcuit dinti ingusta un palat dur inalt arcuit dinti suprapusiinghesuiti o curbura anormala a suprapusiinghesuiti o curbura anormala a coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern infundat (pectus excavatum) fie proeminent infundat (pectus excavatum) fie proeminent (pectus carinatum) (pectus carinatum)

Jumatate dintre cei cu sd Marfan au Jumatate dintre cei cu sd Marfan au probleme oculare ectopia cristalinului uni- probleme oculare ectopia cristalinului uni- sau bilaterala miopie Cataracta cu debut sau bilaterala miopie Cataracta cu debut dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea mai frecventmai frecvent

Sd Marfan ndash gravitatea este data de Sd Marfan ndash gravitatea este data de anomaliile cardiaceanomaliile cardiace Acestea sunt urmate de oboseala respiratie Acestea sunt urmate de oboseala respiratie

ingreunata si batai neregulate absente sau ingreunata si batai neregulate absente sau suplimentare ale inimii (palpitatii)suplimentare ale inimii (palpitatii)

Aorta poate avea un perete subtire poate fi Aorta poate avea un perete subtire poate fi ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ingrosare la nivelul peretelui ingrosare la nivelul peretelui (anevrism)(anevrism)

Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva aortica sau poate conduce la ruperea spontana a aortica sau poate conduce la ruperea spontana a peretelui aorticperetelui aortic (disectie) (disectie)

Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei la decesla deces

Va simtiti impachetati in date

Sau doarhellipplutiti

Page 27: Genetica - Curs 10

Tratamentul mucoviscidozei

In ultimii ani au aparut terapii care vizeaza modularea proteinei CFTR respectiv medicamente care au ca tinta defecte specifice precum transcriptia procesarea sau chiar activitatea CFTR

Medicamentele sunt molecule mici administrate oral si se clasifica in - produse care permit ribozomului sa citeasca prin codonul stop prematur

din ARNm al CFTR (dar nu si codonii stop normali) - corectori care permit impachetarea corecta a CFTR si - potentiatori care sporesc activitatea canalului de clor de la suprafata

celulei [Ashlock et al 2009 OSullivan and Freedman 2009]

FModalitati terapeutice posibile in mucoviscidoza-PTC124reg (Ataluren) permite citirea peste codonul stop anormal precum in mutatiile din clasa I-Corectori de tipul VX-809 utili in mutatiile din clasa II-Potentiatori de tipul VX-770 utili in clasele II III si IV

Celule epiteliale ale cailor respiratorii unde proteina CFTR este colorata in albastru

Tratamentul mucoviscidozei

Ivacaftor (Kalydeco sau VX-770) produs de Vertex Pharmaceuticals se administreaza in SUA din 2012 la pacientii cu mutatia G551D (cate 2 tabletezi cu alimente bogate in lipide) observandu-se imbunatatirea functiei respiratorii si luarea in greutate

G551D este abrevierea standard pentru mutatia in care aminoacidul GLICINA (G) din pozitia 551este inlocuit cu acidul aspartic (D)

G551D produce 4-5 din imbolnavirile cu mucoviscidoza Mutatia G551D permite proteinei CFTR sa ajunga la suprafata celulei

epiteliale dar nu permite transportul clorului prin canalul ionic Ivacaftor imbunatateste acest transport Astfel de medicamente sunt

incluse in potentiatori ai CFTR Acesta devine domeniul unei farmacoterapii personalizate

Fenilalanin-hidroxilaza (PAH) metabolizeaza amino-acidul fenilalanina si il transforma in amino-acidul tirozina

FENILCETONURIA (PKU)Boala se incadreaza in dismetabolii

FENILCETONURIA (PKU)

Gena PAH are 100 kb locusul ei fiind pe cromozomul

12q22ndashq241

Gena PAH cuprinde 13 exoni

Exista cateva sute de mutatii (lista poate fi gasita la PAHdb) ce pot

determina aparitia bolii

Datorita acestei heterogenitati alelice cei mai multi

bolnavi sunt heterozigoti compusi (adica au doua mutatii

diferite)

Fenilcetonuria

PKU este transmisa autozomal recesiv

Mutatia genei PAH determina incapacitatea enzimei

hepatice fenilalanin-hidroxilaza (PAH) de a metaboliza amino-

acidul fenilalanina si deci de a-l transforma in amino-

acidul tirozina

Cand activitatea PAH este redusa fenilalanina se acumuleaza

si este convertita in acidul fenilpiruvic acidul fenillactic

si feniletilamina (fenilcetone) ce pot fi detectate in urina (test

dg) (PHE este metabolizata pe calea minora a transaminazelor pana la fenilcetone)

Absenta tirozinei este urmata de o sinteza deficitara de neurotransmitatori

PKU Manifestarea clinica majora o reprezinta retardul mental datorat

acumularii de fenilalanina care devine donorul major de grupari amino in activitatea

aminotransferazei ducand la depletia tesutului nervos de α-ketoglutarat Absenta α-

ketoglutaratului la nivel cerebral blocheaza ciclul acizilor tricarboxilici (ciclul Krebs) si deci productia aeroba de energie care este esentiala pentru dezvoltarea cerebrala normala Alt mecanism explica competitia pentru transportor in vederea traversarii barierei hematoencefalice Fenilalanina in exces in sange va satura transportorul impiedicand astfel trecerea altor aa necesari pentru sinteza proteica si cea a neurotransmitatorilor Cresterea concentratiei de fenilalanina impiedica dezvoltarea cerebrala cauzind retard mental

Retard al cresterii staturo-ponderale

httpwwwrankercomlistphenylketonuria-symptomsreference

Pigmentatie cutanata redusa blonzi cu ochii albastri Melanina pigment responsabil pentru culoarea pielii si parului este deficitara

-Hiperactivitate si deficit de atentie-Abilitati sociale deficitare-Miscari necoordonate al membrelor-Brahicefalie si microcefalie-Convulsii termuraturi

httpwwwzunivnetphysiologybookchapter30html

Tirozina (sintetizata din PHE) este precursor al melaninei

Datorita acumularii PHE scade sinteza de tirozina si implicit de melanina in piele

httpwwwncbinlmnihgovpubmedhealthPMH0002150

Dg-TESTUL GUTHRIE

N absenta cresterii coloniilorde Bacillus subtilis in prezenta unui inhibitor (beta2-tienilalanina)aN coloniile cresc in caz de PKU datorita prezentei fenilalaninei in exces din sangele recoltat

SCREENING NEONATAL (alaturi de hipotiroidie)

Recoltaredin calcii

Coloniile cresc in prezenta fenilalaninei

httpusersrcncomjkimballmaultranetBiologyPagesPPhenylketonuriahtml

Prezenta genei PHAse poate determinamolecular

Impedimente in folosirea tehnicilor de genetica moleculara

1 Nu sunt cunoscute toate mutatiile genei PAH care

determina PKU Majoritatea cazurilor sunt

heterozigoti compusi deci si tehnica ASO nu este

mereu concludenta

2 Tehnicile nu sunt folosite in mod curent in

laboratoarele clinicilor

3 Sunt mai scumpe comparativ cu testul Guthrie

httpswwwcounsylcomlearnearly-childhood-treatment

Regim alimentar

Prognosticul este bun daca regimul este inceput foarte devreme si mentinut toata viata

TRATAMENT Lofenalac este un produs facut special pentru copiii cu PKU

inlocuind laptele Poate fi folosit toata viata ca sursa de proteine

fiind sarac in fenilalanina si echilibrat in ceea ce priveste restul

aminoacizilor esentiali dar are gust de lsquomedicamentrsquo (spun pacientii)

Periflex este bogat in fier

Suplimente precum uleiul de peste (pentru ca intr-o alimentatie

fara PHE trebuie un aport crescut de acizi grasi cu lanturi lungi

caci ei lipsesc) vor ajuta la imbunatatirea dezvoltarii neurologice

inclusiv coordonarea motorie fina Alte suplimente specifice care

pot fi necesare sunt fierul sau carnitina

TRATAMENT DIETETIC ldquoDiet for liferdquo

Dieta trebuie strict urmata

CARACTERISTICILE BOLILOR AUTOZOMAL DOMINANTE

Ele se manifesta la persoanele homozigote dar si heterozigote

pentru mutatia cauzatoare a patologiei

Persoana afectata are cel putin unul dintre parinti bolnav acesta

are gena speifica bolii in stare heterozigota sau homozigota

Cand o persoana este bolnava datorita unei mutatii ce se

transmite autozomal dominant riscul de a avea un copil afectat

este de 50 daca este heterozigota si respectiv 100 daca este

homozigota

Transmisia este pe verticala din generatie in generatie

Seneb un pitic al dinastiei a 4a sau

a5a sef al garderobei regale si

preot al cultului funerar Khufu

impreuna cu familia sa sotia si copii

de statura normala

AcondroplaziaAcondroplazia este una din cauzele este una din cauzele

aparitiei aparitiei nanismului nanismului

(piticismului)(piticismului)

Caracteristicile sindromului includ Caracteristicile sindromului includ

Statura mica cu membre proportional de scurteStatura mica cu membre proportional de scurte

Un cap mare Un cap mare (macrocefalie)(macrocefalie)

O frunte prominenta O frunte prominenta (bose frontal )(bose frontal )

Radacina nasului aplatizata Radacina nasului aplatizata

Acondroplazia

Este o tulburare a cresterii osoase datorita unei mutatii specifice

Cartilajul prezinta dificultati in a fi convertit in os avand drept rezultat piticismulnanismul

Desi nu se cunoaste un tratament geneticgenic totusi pot fi ameliorate simptomele asociate frecvent cu boala precum problemele respiratorii

Desi literal numele bolii inseamna ldquofara formarea cartilajului totusi problema nu o reprezinta formarea acestuia ci transformarea cartilajului in os in mod special in cazul oaselor lungi ale bratelor si picioarelor

Inaltimea medie a adultilor este de

131 cm pentru barbati

si 123 cm pentru femei

Gena responsabila FGFR3 este acronimul pentru

fibroblast growth factor receptor 3 care este proteina pe care o codifica adica receptorul 3 pentru factorul de crestere fibroblastic

Localizarea citogenetica a genei FGFR3 4p163

Localizarea moleculara pe cromozomul 4 de la perechea de baze 1762853 la perechea 1777828 (14kb)

Proteina are rol in dezvoltarea si conservarea tesutului osos si cerebral

Functia Genei FGFR3Cercetatorii cred ca receptorul pe

care il codifica regleaza osificarea si aceasta in mod particular la nivelul oaselor lungi

Mutatii ale genei FGFR3 determina activarea exagerata a receptorului ceea ce interfera cu osificarea si conduce la tulburari ale cresterii oaselor fenomen caracteristic acondroplaziei

Aceasta teorie este sustinuta de catre modelul soarecilor knockout care nu au receptorul reglarea negativa a formarii oaselor fiind deci pierduta Rezultatul consta intr-un soarece cu oase excesiv de lungi si vertebre elongate respectiv o coada lunga

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi mostenita sau poate fi rezultatul unei noi mutatii a genei FGFR3

In majoritatea cazurilor (80) boala se datoreaza unei noi mutatii deoarece parintii celor avand acondroplazie au talie medie (normala) dar inca nu se stie cauza aparitiei acestor mutatii

Copii cu acondroplazie pot avea probleme auditive de vorbire si de respiratie toate putand fi tratate

Tratmentul implica prevenirea sau tratarea semnelor simptomelor sau altor manifestari asociate care apar ca rezultat al bolii

Totodata sprijinul social si familial este o parte importanta a tratmentului

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi detectata inainte de nastere prin ecografie

Diagnosticul ecografic se face pe baza discordantei progresive dintre lungimea femurului si diametrul biparietal in functie de varsta Mana cu aspect de trident poate fi de asemenea vizualizata daca degetele sunt in intregime extinse

Aditional testarea ADN inainte de nastere poate detecta homozigozitatea atunci cand sunt mostenite doua copii ale genei mutante boala este letala ceea ce conduce la avort

Imaginea este o radiografie a mainii unui tanar cu

acondroplazie Forma caracteristica de tridentldquo

apare datorita separarii policelui de degetul al

doilea cat si a degetelor trei si patru Se pot observa

oasele tubulare scurtate ale mainii in mod particular

falangele proximale

Imaginea din dreapta mana unui adult cu oase scurte tubulare cu ulna subtiata specific acondroplaziei

Boala se poate transmite din generatie in generatie

Persoanele cu acondroplazie pot transmite boala

descendentilor

Riscul este de 12

Cum se mosteneste acondroplazia

Daca ambii parinti au acondroplazie copii au un risc de 1 din 4 de a mosteni gena de la ambii parinti devenind homozigoti pentru gena mutanta

Noii nascuti care mostenesc ambele gene

sunt considerati ca avand o forma severa

de acondroplazie supravietuirea lor nu

depaseste 12 luni

Boala Huntington (HD)

Este o tulburare neurodegenerativa progresiva caracterizata prinMiscari choreiforme (necoordonate ndash desi ele

pot parea coordonate - involuntare ale corpului)

Chorea era sugestiv imaginata a fi un dans

grotesc Cuvantul chorea provine din lb

greaca insemnand dans

Probleme psichiatrice si

dementa ( declinul unor capacitati mentale)

Boala Huntington In jurul varstei de 35 - 40 de ani apar simptome usoare

neindemanare uitare si modificarea personalitatii In urmatorii 10-20 de ani de la debut o persoana cu

HD isi pierde gradual intregul control mental si fizic

Astazi nu Astazi nu exista o exista o terapie terapie pentru HD pentru HD unele unele medicamentmedicamente putand e putand insa insa ameliora ameliora simptomelesimptomele

HD

Este o boala neurologica caracterizata prin tulburarea

functiei motorii

Alela mutanta determina aparitia unei proteine anormale

ce contine un numar mare de repetitii ale aa glutamina

Proteina anormala este toxica pentru tesutul nervos

conducand la aparitia semnelor si simptomelor

caracteristice bolii

O singura copie a genei anormale este suficienta pentru a

conferi boala

Gena Huntingtin (HTT) numita si gena HD (Huntington disease) sau gena IT15 (interesting transcript 15) este localizata pe bratul scurt al cromozomului 4 (4p163)

Localizarea genei HTT

Cytogenetic 4p163Molecular pe cz 4 Perechile de baze

de la 3046205 to 3215484

Boala Huntington (HD) Este cauzata de repetitia unei expansiuni

anormale trinucleotidice (CAG) In mod normal repetitia CAG trebuie sa fie

intre 7 si 35 de repetitii Gena HTT codifica proteina huntingtina si

daca este anormala ea contine o expansiune poliglutaminica

Huntingtina este prezenta in numeroase tesuturi nivelurile cele mai ridicate se gasesc intracerebral desi nu i se cunosc cu siguranta functiile se considera ca proteina este necesara pentru dezvoltarea intrauterina

Boala Huntington (HD)

HTT contine o secventa de baze azotate mdash citozina -adenina-guanina (CAG)mdashrepetata de multiple ori ( sa CAGCAGCAG) la capatul 5rsquo avand denumirea de repetitii trinucleotidice

Codonul CAG codifica amino acidul glutamina ai

se va sintetiza un lant de glutamine ce este cunoscut

astazi sub denumirea de tract poliglutaminic sau

polyQ iar partea repetata a genei se numeste

regiunea PolyQ

Cum se mosteneste HD HD este monogenica si transmisa din generatie in

generatie Avand un parinte afectat fiecare copil are un risc de

12 sa mosteneasca HD

Copii care Copii care nu au gena nu au gena cu cu certitudine certitudine nu vor face nu vor face boala si nici boala si nici nu o vor nu o vor transmite transmite mai departe mai departe descendentildescendentilor or

Huntington disease (HD)

Boala afecteaza cu precadere neuronii

Majoritatea cazurilor debuteaza clinic pe la mijlocul vietii intre 35 si 42 de ani

3 din cazuri sunt Huntington juvenil si debuteaza inainte de 15 ani

Debutul tardiv este peste 50 de ani

Numar de repetitii

Clasificare Statusul bolii

lt27 Normal Neafectat

27ndash35 Intermediar Neafectat

36ndash39 Penetranta Redusa

+- Afectat

gt39 Penetranta totalacompleta

Afectat

Gravitatea bolii corelata cu numarul de repetitii trinucleotidice

Nu exista un algoritm precis

Mutatiile dinamice (repetitii trinucleo-

tidice instabile) Deci Boala Huntington este una dintre

maladiile ce au drept cauza repetitiile trinucleotidice (CAGCTG) la fel candash sindromul X Fragil (repetitii CCGCGG peste

52de ori la nivelul Xq273)

ndash distrofia miotonica (repetitii CTG peste 50de ori la nivelul 19q132)

ndash atrofia musculara spinobulbara Kennedy (repetitii CAG de peste 36 de ori la nivelul Xq11-12)

S-au identificat 14 boli ce au drept cauza astfel de mutatiile dinamice

Testare moleculara pentru HD

Persoanele care au pe cineva bolnav in familie si doresc sa stie daca au mostenit gena bolii pot cere realizarea unui diagnostic molecular Bineinteles ca daca sunt purtatoare ale genei mutante HTT nu se va putea preciza momentul in care vor debuta simptomele Desi nu exista inca un tratament curativ testarea genetica poate fi de ajutor persoanelor la risc in vederea luarii unor decizii privind viitorul lor Totusi majoritatea decid sa nu faca acest test

Analiza ADN a bolii Analiza ADN a bolii Huntington Huntington

Fiecare coloana arata ADN -ul Fiecare coloana arata ADN -ul altei persoanealtei persoane

2 benzi in zona normala (N) 2 benzi in zona normala (N) apartin celor neafectati apartin celor neafectati

O banda in zona H arata o O banda in zona H arata o persoana care va deveni persoana care va deveni bolnava de HDbolnava de HDDepartment of Neurogenetics Institute of Department of Neurogenetics Institute of Neurology LondonNeurology London

1 2 3 4 5 6 7

Testarea pentru HD

Screeningul embrionar este de asemenea posibil ai persoanele bolnave sau cu risc crescut vor putea fi sigure ca nu au transmis boala copiilor

Este deci posibil ca mamele ce iau in considerare avortul unui fat avand gena mutanta HTT sa poata avea un test al embrionului (diagnostic prenatal)

Alte tehnici precum diagnosticul genetic preimplantatoriu in situatia unei fertilizari in vitro pot fi utile pentru a se asigura sanatatea viitorului nou-nascut

Chorea Huntington

Noile descoperiri in domeniul geneticii fac posibla detectarea bolii intrauterin sau cand inca nu este manifesta

Cu toate acestea si respectiv in ciuda posibilitatii unui diagnostic molecular atat modalitatile de diagnostic cat si cele de interventie actuale nu inlocuiesc metodele mai vechi (precum calcularea prognosticului genetic pe baza legii probabilitatilor conditionate a lui Bayes) ci sunt sinergice

Neurofibromatoza tip I (NF-1) cunoscuta si drept Boala Recklinghausen

Se caracterizeaza prin aparitia unor tumori

benigne localizate oriunde pe corp

In copilarie apar mai intai niste pete cafeacute-

au-lait la nivel tegumentar

Cu inaintarea in varsta apar mai multe

tumori care deniveleaza pielea

NF1 se poate asocia uneori cu dificultatea

de a invata

Simptomele NF1 variaza mult chiar in

cadrul aceleasi familii (expresivitate

variabila a genei)

A girl with neurofibromatosis A girl with neurofibromatosis (left)(left)The Neurofibromatosis Association The Neurofibromatosis Association (wwwnfazetnetcouk(wwwnfazetnetcouk

Cum se mosteneste neurofibromatoza

Aproximativ jumatate din persoanele cu

NF1 au parinti sanatosi noua mutatie

aparand in gametogeneza parentala

Persoanele afectate transmit NF1 daca

un parinte are NF1 fiecare copil al sau are

o sansa de 1 din 2 sa se nasca normal si

respectiv un risc de 1 din 2 de a fi bolnav

In timp ce persoanele bolnave transmit

boala cele sanatoase din aceeasi familie

vor avea numai copii fara NF1

TRANSMITERE AUTOZOMAL DOMINANTA

httpradiographicsrsnaorgcontent252455F1expansion

NEUROFIBROAME CUTANTE

Zone hiperpigmentate la nivelul irisului = nodulii Lisch

Neurofibromatoza tip I

NF-1 este o boala tumorala cauzata de malfunctia genei NF1 de pe cromozomul 17p care este responsabila de controlul diviziunii celulare

Gena NF-1 codifica o proteina numita neurofibromina ce controleaza procesele de proliferare si diferentiere celulara Neurofibromina este un reglator negativ al oncogenei Ras

Neurofibromina se sintetizeaza in multe tipuri de celule ale organismului dar in principal in neuroni celule Schwann celule gliale si chiar in etapele de inceput ale dezvoltarii melanocitelor

Incidenta NF-1 este de aproximativ 1 in 3500 nn

Neurofibromatoza tip 1 Deseori se asociaza cu scolioza (sau alte modificari osoase) si cu

probleme oculare NF1 nu este letala si nici contagioasa dar uneori evolueaza

malign Gena NF1 are una dintre cele mai inalte rate de mutatii spontane

de la nivelul intregului genom uman Mutatiile care produc boala sunt extrem de variate (greu de

evidentiat in laborator)ndash Deletii

ndash Insertii

ndash Mutatii cu sens gresit (engl missense)

ndash Mutatii nonsens

ndash Mutatii ce afecteaza matisarea normala a exonilor

Sindromul Marfan Sindromul Marfan

Este transmis autozomal dominantEste transmis autozomal dominant

Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic

rezulta din rezulta din noi mutatiinoi mutatii in gena FBN1 care codifica in gena FBN1 care codifica

fibrilinafibrilina o proteina ce intra in alcatuirea o proteina ce intra in alcatuirea

miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane

fara antecedente heredocolaterale (familiale) de fara antecedente heredocolaterale (familiale) de

sd Marfansd Marfan

Sindromul se caracterizeaza prin Sindromul se caracterizeaza prin pleiotropie si pleiotropie si

expresivitate variabilaexpresivitate variabila in familii in familii

Anomalii osoase Luxatie de cristalin

Anomalii ale valvelor cardiace Disectie de aortaDisectie de aorta

decesdeces

Sindromul Marfan

Modificarea fibrilinei va determina Modificarea fibrilinei va determina incapacitatea de producere a unui incapacitatea de producere a unui tesut tesut conjunctivconjunctiv normal normal

Indivizii afectati sunt inalti slabi cu Indivizii afectati sunt inalti slabi cu picioare brate si degete lungi miopi iar picioare brate si degete lungi miopi iar peretele aortei lor este foarte slab peretele aortei lor este foarte slab

Astfel se crede astazi ca Abraham Astfel se crede astazi ca Abraham Lincoln ar fi putut avea sdMarfanLincoln ar fi putut avea sdMarfan

Ce este sd MarfanCe este sd Marfan

Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul conjunctiv conjunctiv

Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase ligamente muschi perete vascular si valve cardiaceligamente muschi perete vascular si valve cardiace

Sindromul afecteaza majoritatea organelor si Sindromul afecteaza majoritatea organelor si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul (aorta) (aorta)

Semnele si simptomele sd Marfan Semnele si simptomele sd Marfan variaza larg dpdv al variaza larg dpdv al severitatii momentului de instalare si ratei de severitatii momentului de instalare si ratei de progresieprogresie

Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete lungi =arachnodactilielungi =arachnodactilie

O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea trunchiului raport ce este mai mare decat normaltrunchiului raport ce este mai mare decat normal

arahnodactilie

Sd Marfan Sd Marfan

Alte aspecte includ o neobisnuita Alte aspecte includ o neobisnuita flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si ingusta un palat dur inalt arcuit dinti ingusta un palat dur inalt arcuit dinti suprapusiinghesuiti o curbura anormala a suprapusiinghesuiti o curbura anormala a coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern infundat (pectus excavatum) fie proeminent infundat (pectus excavatum) fie proeminent (pectus carinatum) (pectus carinatum)

Jumatate dintre cei cu sd Marfan au Jumatate dintre cei cu sd Marfan au probleme oculare ectopia cristalinului uni- probleme oculare ectopia cristalinului uni- sau bilaterala miopie Cataracta cu debut sau bilaterala miopie Cataracta cu debut dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea mai frecventmai frecvent

Sd Marfan ndash gravitatea este data de Sd Marfan ndash gravitatea este data de anomaliile cardiaceanomaliile cardiace Acestea sunt urmate de oboseala respiratie Acestea sunt urmate de oboseala respiratie

ingreunata si batai neregulate absente sau ingreunata si batai neregulate absente sau suplimentare ale inimii (palpitatii)suplimentare ale inimii (palpitatii)

Aorta poate avea un perete subtire poate fi Aorta poate avea un perete subtire poate fi ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ingrosare la nivelul peretelui ingrosare la nivelul peretelui (anevrism)(anevrism)

Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva aortica sau poate conduce la ruperea spontana a aortica sau poate conduce la ruperea spontana a peretelui aorticperetelui aortic (disectie) (disectie)

Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei la decesla deces

Va simtiti impachetati in date

Sau doarhellipplutiti

Page 28: Genetica - Curs 10

FModalitati terapeutice posibile in mucoviscidoza-PTC124reg (Ataluren) permite citirea peste codonul stop anormal precum in mutatiile din clasa I-Corectori de tipul VX-809 utili in mutatiile din clasa II-Potentiatori de tipul VX-770 utili in clasele II III si IV

Celule epiteliale ale cailor respiratorii unde proteina CFTR este colorata in albastru

Tratamentul mucoviscidozei

Ivacaftor (Kalydeco sau VX-770) produs de Vertex Pharmaceuticals se administreaza in SUA din 2012 la pacientii cu mutatia G551D (cate 2 tabletezi cu alimente bogate in lipide) observandu-se imbunatatirea functiei respiratorii si luarea in greutate

G551D este abrevierea standard pentru mutatia in care aminoacidul GLICINA (G) din pozitia 551este inlocuit cu acidul aspartic (D)

G551D produce 4-5 din imbolnavirile cu mucoviscidoza Mutatia G551D permite proteinei CFTR sa ajunga la suprafata celulei

epiteliale dar nu permite transportul clorului prin canalul ionic Ivacaftor imbunatateste acest transport Astfel de medicamente sunt

incluse in potentiatori ai CFTR Acesta devine domeniul unei farmacoterapii personalizate

Fenilalanin-hidroxilaza (PAH) metabolizeaza amino-acidul fenilalanina si il transforma in amino-acidul tirozina

FENILCETONURIA (PKU)Boala se incadreaza in dismetabolii

FENILCETONURIA (PKU)

Gena PAH are 100 kb locusul ei fiind pe cromozomul

12q22ndashq241

Gena PAH cuprinde 13 exoni

Exista cateva sute de mutatii (lista poate fi gasita la PAHdb) ce pot

determina aparitia bolii

Datorita acestei heterogenitati alelice cei mai multi

bolnavi sunt heterozigoti compusi (adica au doua mutatii

diferite)

Fenilcetonuria

PKU este transmisa autozomal recesiv

Mutatia genei PAH determina incapacitatea enzimei

hepatice fenilalanin-hidroxilaza (PAH) de a metaboliza amino-

acidul fenilalanina si deci de a-l transforma in amino-

acidul tirozina

Cand activitatea PAH este redusa fenilalanina se acumuleaza

si este convertita in acidul fenilpiruvic acidul fenillactic

si feniletilamina (fenilcetone) ce pot fi detectate in urina (test

dg) (PHE este metabolizata pe calea minora a transaminazelor pana la fenilcetone)

Absenta tirozinei este urmata de o sinteza deficitara de neurotransmitatori

PKU Manifestarea clinica majora o reprezinta retardul mental datorat

acumularii de fenilalanina care devine donorul major de grupari amino in activitatea

aminotransferazei ducand la depletia tesutului nervos de α-ketoglutarat Absenta α-

ketoglutaratului la nivel cerebral blocheaza ciclul acizilor tricarboxilici (ciclul Krebs) si deci productia aeroba de energie care este esentiala pentru dezvoltarea cerebrala normala Alt mecanism explica competitia pentru transportor in vederea traversarii barierei hematoencefalice Fenilalanina in exces in sange va satura transportorul impiedicand astfel trecerea altor aa necesari pentru sinteza proteica si cea a neurotransmitatorilor Cresterea concentratiei de fenilalanina impiedica dezvoltarea cerebrala cauzind retard mental

Retard al cresterii staturo-ponderale

httpwwwrankercomlistphenylketonuria-symptomsreference

Pigmentatie cutanata redusa blonzi cu ochii albastri Melanina pigment responsabil pentru culoarea pielii si parului este deficitara

-Hiperactivitate si deficit de atentie-Abilitati sociale deficitare-Miscari necoordonate al membrelor-Brahicefalie si microcefalie-Convulsii termuraturi

httpwwwzunivnetphysiologybookchapter30html

Tirozina (sintetizata din PHE) este precursor al melaninei

Datorita acumularii PHE scade sinteza de tirozina si implicit de melanina in piele

httpwwwncbinlmnihgovpubmedhealthPMH0002150

Dg-TESTUL GUTHRIE

N absenta cresterii coloniilorde Bacillus subtilis in prezenta unui inhibitor (beta2-tienilalanina)aN coloniile cresc in caz de PKU datorita prezentei fenilalaninei in exces din sangele recoltat

SCREENING NEONATAL (alaturi de hipotiroidie)

Recoltaredin calcii

Coloniile cresc in prezenta fenilalaninei

httpusersrcncomjkimballmaultranetBiologyPagesPPhenylketonuriahtml

Prezenta genei PHAse poate determinamolecular

Impedimente in folosirea tehnicilor de genetica moleculara

1 Nu sunt cunoscute toate mutatiile genei PAH care

determina PKU Majoritatea cazurilor sunt

heterozigoti compusi deci si tehnica ASO nu este

mereu concludenta

2 Tehnicile nu sunt folosite in mod curent in

laboratoarele clinicilor

3 Sunt mai scumpe comparativ cu testul Guthrie

httpswwwcounsylcomlearnearly-childhood-treatment

Regim alimentar

Prognosticul este bun daca regimul este inceput foarte devreme si mentinut toata viata

TRATAMENT Lofenalac este un produs facut special pentru copiii cu PKU

inlocuind laptele Poate fi folosit toata viata ca sursa de proteine

fiind sarac in fenilalanina si echilibrat in ceea ce priveste restul

aminoacizilor esentiali dar are gust de lsquomedicamentrsquo (spun pacientii)

Periflex este bogat in fier

Suplimente precum uleiul de peste (pentru ca intr-o alimentatie

fara PHE trebuie un aport crescut de acizi grasi cu lanturi lungi

caci ei lipsesc) vor ajuta la imbunatatirea dezvoltarii neurologice

inclusiv coordonarea motorie fina Alte suplimente specifice care

pot fi necesare sunt fierul sau carnitina

TRATAMENT DIETETIC ldquoDiet for liferdquo

Dieta trebuie strict urmata

CARACTERISTICILE BOLILOR AUTOZOMAL DOMINANTE

Ele se manifesta la persoanele homozigote dar si heterozigote

pentru mutatia cauzatoare a patologiei

Persoana afectata are cel putin unul dintre parinti bolnav acesta

are gena speifica bolii in stare heterozigota sau homozigota

Cand o persoana este bolnava datorita unei mutatii ce se

transmite autozomal dominant riscul de a avea un copil afectat

este de 50 daca este heterozigota si respectiv 100 daca este

homozigota

Transmisia este pe verticala din generatie in generatie

Seneb un pitic al dinastiei a 4a sau

a5a sef al garderobei regale si

preot al cultului funerar Khufu

impreuna cu familia sa sotia si copii

de statura normala

AcondroplaziaAcondroplazia este una din cauzele este una din cauzele

aparitiei aparitiei nanismului nanismului

(piticismului)(piticismului)

Caracteristicile sindromului includ Caracteristicile sindromului includ

Statura mica cu membre proportional de scurteStatura mica cu membre proportional de scurte

Un cap mare Un cap mare (macrocefalie)(macrocefalie)

O frunte prominenta O frunte prominenta (bose frontal )(bose frontal )

Radacina nasului aplatizata Radacina nasului aplatizata

Acondroplazia

Este o tulburare a cresterii osoase datorita unei mutatii specifice

Cartilajul prezinta dificultati in a fi convertit in os avand drept rezultat piticismulnanismul

Desi nu se cunoaste un tratament geneticgenic totusi pot fi ameliorate simptomele asociate frecvent cu boala precum problemele respiratorii

Desi literal numele bolii inseamna ldquofara formarea cartilajului totusi problema nu o reprezinta formarea acestuia ci transformarea cartilajului in os in mod special in cazul oaselor lungi ale bratelor si picioarelor

Inaltimea medie a adultilor este de

131 cm pentru barbati

si 123 cm pentru femei

Gena responsabila FGFR3 este acronimul pentru

fibroblast growth factor receptor 3 care este proteina pe care o codifica adica receptorul 3 pentru factorul de crestere fibroblastic

Localizarea citogenetica a genei FGFR3 4p163

Localizarea moleculara pe cromozomul 4 de la perechea de baze 1762853 la perechea 1777828 (14kb)

Proteina are rol in dezvoltarea si conservarea tesutului osos si cerebral

Functia Genei FGFR3Cercetatorii cred ca receptorul pe

care il codifica regleaza osificarea si aceasta in mod particular la nivelul oaselor lungi

Mutatii ale genei FGFR3 determina activarea exagerata a receptorului ceea ce interfera cu osificarea si conduce la tulburari ale cresterii oaselor fenomen caracteristic acondroplaziei

Aceasta teorie este sustinuta de catre modelul soarecilor knockout care nu au receptorul reglarea negativa a formarii oaselor fiind deci pierduta Rezultatul consta intr-un soarece cu oase excesiv de lungi si vertebre elongate respectiv o coada lunga

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi mostenita sau poate fi rezultatul unei noi mutatii a genei FGFR3

In majoritatea cazurilor (80) boala se datoreaza unei noi mutatii deoarece parintii celor avand acondroplazie au talie medie (normala) dar inca nu se stie cauza aparitiei acestor mutatii

Copii cu acondroplazie pot avea probleme auditive de vorbire si de respiratie toate putand fi tratate

Tratmentul implica prevenirea sau tratarea semnelor simptomelor sau altor manifestari asociate care apar ca rezultat al bolii

Totodata sprijinul social si familial este o parte importanta a tratmentului

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi detectata inainte de nastere prin ecografie

Diagnosticul ecografic se face pe baza discordantei progresive dintre lungimea femurului si diametrul biparietal in functie de varsta Mana cu aspect de trident poate fi de asemenea vizualizata daca degetele sunt in intregime extinse

Aditional testarea ADN inainte de nastere poate detecta homozigozitatea atunci cand sunt mostenite doua copii ale genei mutante boala este letala ceea ce conduce la avort

Imaginea este o radiografie a mainii unui tanar cu

acondroplazie Forma caracteristica de tridentldquo

apare datorita separarii policelui de degetul al

doilea cat si a degetelor trei si patru Se pot observa

oasele tubulare scurtate ale mainii in mod particular

falangele proximale

Imaginea din dreapta mana unui adult cu oase scurte tubulare cu ulna subtiata specific acondroplaziei

Boala se poate transmite din generatie in generatie

Persoanele cu acondroplazie pot transmite boala

descendentilor

Riscul este de 12

Cum se mosteneste acondroplazia

Daca ambii parinti au acondroplazie copii au un risc de 1 din 4 de a mosteni gena de la ambii parinti devenind homozigoti pentru gena mutanta

Noii nascuti care mostenesc ambele gene

sunt considerati ca avand o forma severa

de acondroplazie supravietuirea lor nu

depaseste 12 luni

Boala Huntington (HD)

Este o tulburare neurodegenerativa progresiva caracterizata prinMiscari choreiforme (necoordonate ndash desi ele

pot parea coordonate - involuntare ale corpului)

Chorea era sugestiv imaginata a fi un dans

grotesc Cuvantul chorea provine din lb

greaca insemnand dans

Probleme psichiatrice si

dementa ( declinul unor capacitati mentale)

Boala Huntington In jurul varstei de 35 - 40 de ani apar simptome usoare

neindemanare uitare si modificarea personalitatii In urmatorii 10-20 de ani de la debut o persoana cu

HD isi pierde gradual intregul control mental si fizic

Astazi nu Astazi nu exista o exista o terapie terapie pentru HD pentru HD unele unele medicamentmedicamente putand e putand insa insa ameliora ameliora simptomelesimptomele

HD

Este o boala neurologica caracterizata prin tulburarea

functiei motorii

Alela mutanta determina aparitia unei proteine anormale

ce contine un numar mare de repetitii ale aa glutamina

Proteina anormala este toxica pentru tesutul nervos

conducand la aparitia semnelor si simptomelor

caracteristice bolii

O singura copie a genei anormale este suficienta pentru a

conferi boala

Gena Huntingtin (HTT) numita si gena HD (Huntington disease) sau gena IT15 (interesting transcript 15) este localizata pe bratul scurt al cromozomului 4 (4p163)

Localizarea genei HTT

Cytogenetic 4p163Molecular pe cz 4 Perechile de baze

de la 3046205 to 3215484

Boala Huntington (HD) Este cauzata de repetitia unei expansiuni

anormale trinucleotidice (CAG) In mod normal repetitia CAG trebuie sa fie

intre 7 si 35 de repetitii Gena HTT codifica proteina huntingtina si

daca este anormala ea contine o expansiune poliglutaminica

Huntingtina este prezenta in numeroase tesuturi nivelurile cele mai ridicate se gasesc intracerebral desi nu i se cunosc cu siguranta functiile se considera ca proteina este necesara pentru dezvoltarea intrauterina

Boala Huntington (HD)

HTT contine o secventa de baze azotate mdash citozina -adenina-guanina (CAG)mdashrepetata de multiple ori ( sa CAGCAGCAG) la capatul 5rsquo avand denumirea de repetitii trinucleotidice

Codonul CAG codifica amino acidul glutamina ai

se va sintetiza un lant de glutamine ce este cunoscut

astazi sub denumirea de tract poliglutaminic sau

polyQ iar partea repetata a genei se numeste

regiunea PolyQ

Cum se mosteneste HD HD este monogenica si transmisa din generatie in

generatie Avand un parinte afectat fiecare copil are un risc de

12 sa mosteneasca HD

Copii care Copii care nu au gena nu au gena cu cu certitudine certitudine nu vor face nu vor face boala si nici boala si nici nu o vor nu o vor transmite transmite mai departe mai departe descendentildescendentilor or

Huntington disease (HD)

Boala afecteaza cu precadere neuronii

Majoritatea cazurilor debuteaza clinic pe la mijlocul vietii intre 35 si 42 de ani

3 din cazuri sunt Huntington juvenil si debuteaza inainte de 15 ani

Debutul tardiv este peste 50 de ani

Numar de repetitii

Clasificare Statusul bolii

lt27 Normal Neafectat

27ndash35 Intermediar Neafectat

36ndash39 Penetranta Redusa

+- Afectat

gt39 Penetranta totalacompleta

Afectat

Gravitatea bolii corelata cu numarul de repetitii trinucleotidice

Nu exista un algoritm precis

Mutatiile dinamice (repetitii trinucleo-

tidice instabile) Deci Boala Huntington este una dintre

maladiile ce au drept cauza repetitiile trinucleotidice (CAGCTG) la fel candash sindromul X Fragil (repetitii CCGCGG peste

52de ori la nivelul Xq273)

ndash distrofia miotonica (repetitii CTG peste 50de ori la nivelul 19q132)

ndash atrofia musculara spinobulbara Kennedy (repetitii CAG de peste 36 de ori la nivelul Xq11-12)

S-au identificat 14 boli ce au drept cauza astfel de mutatiile dinamice

Testare moleculara pentru HD

Persoanele care au pe cineva bolnav in familie si doresc sa stie daca au mostenit gena bolii pot cere realizarea unui diagnostic molecular Bineinteles ca daca sunt purtatoare ale genei mutante HTT nu se va putea preciza momentul in care vor debuta simptomele Desi nu exista inca un tratament curativ testarea genetica poate fi de ajutor persoanelor la risc in vederea luarii unor decizii privind viitorul lor Totusi majoritatea decid sa nu faca acest test

Analiza ADN a bolii Analiza ADN a bolii Huntington Huntington

Fiecare coloana arata ADN -ul Fiecare coloana arata ADN -ul altei persoanealtei persoane

2 benzi in zona normala (N) 2 benzi in zona normala (N) apartin celor neafectati apartin celor neafectati

O banda in zona H arata o O banda in zona H arata o persoana care va deveni persoana care va deveni bolnava de HDbolnava de HDDepartment of Neurogenetics Institute of Department of Neurogenetics Institute of Neurology LondonNeurology London

1 2 3 4 5 6 7

Testarea pentru HD

Screeningul embrionar este de asemenea posibil ai persoanele bolnave sau cu risc crescut vor putea fi sigure ca nu au transmis boala copiilor

Este deci posibil ca mamele ce iau in considerare avortul unui fat avand gena mutanta HTT sa poata avea un test al embrionului (diagnostic prenatal)

Alte tehnici precum diagnosticul genetic preimplantatoriu in situatia unei fertilizari in vitro pot fi utile pentru a se asigura sanatatea viitorului nou-nascut

Chorea Huntington

Noile descoperiri in domeniul geneticii fac posibla detectarea bolii intrauterin sau cand inca nu este manifesta

Cu toate acestea si respectiv in ciuda posibilitatii unui diagnostic molecular atat modalitatile de diagnostic cat si cele de interventie actuale nu inlocuiesc metodele mai vechi (precum calcularea prognosticului genetic pe baza legii probabilitatilor conditionate a lui Bayes) ci sunt sinergice

Neurofibromatoza tip I (NF-1) cunoscuta si drept Boala Recklinghausen

Se caracterizeaza prin aparitia unor tumori

benigne localizate oriunde pe corp

In copilarie apar mai intai niste pete cafeacute-

au-lait la nivel tegumentar

Cu inaintarea in varsta apar mai multe

tumori care deniveleaza pielea

NF1 se poate asocia uneori cu dificultatea

de a invata

Simptomele NF1 variaza mult chiar in

cadrul aceleasi familii (expresivitate

variabila a genei)

A girl with neurofibromatosis A girl with neurofibromatosis (left)(left)The Neurofibromatosis Association The Neurofibromatosis Association (wwwnfazetnetcouk(wwwnfazetnetcouk

Cum se mosteneste neurofibromatoza

Aproximativ jumatate din persoanele cu

NF1 au parinti sanatosi noua mutatie

aparand in gametogeneza parentala

Persoanele afectate transmit NF1 daca

un parinte are NF1 fiecare copil al sau are

o sansa de 1 din 2 sa se nasca normal si

respectiv un risc de 1 din 2 de a fi bolnav

In timp ce persoanele bolnave transmit

boala cele sanatoase din aceeasi familie

vor avea numai copii fara NF1

TRANSMITERE AUTOZOMAL DOMINANTA

httpradiographicsrsnaorgcontent252455F1expansion

NEUROFIBROAME CUTANTE

Zone hiperpigmentate la nivelul irisului = nodulii Lisch

Neurofibromatoza tip I

NF-1 este o boala tumorala cauzata de malfunctia genei NF1 de pe cromozomul 17p care este responsabila de controlul diviziunii celulare

Gena NF-1 codifica o proteina numita neurofibromina ce controleaza procesele de proliferare si diferentiere celulara Neurofibromina este un reglator negativ al oncogenei Ras

Neurofibromina se sintetizeaza in multe tipuri de celule ale organismului dar in principal in neuroni celule Schwann celule gliale si chiar in etapele de inceput ale dezvoltarii melanocitelor

Incidenta NF-1 este de aproximativ 1 in 3500 nn

Neurofibromatoza tip 1 Deseori se asociaza cu scolioza (sau alte modificari osoase) si cu

probleme oculare NF1 nu este letala si nici contagioasa dar uneori evolueaza

malign Gena NF1 are una dintre cele mai inalte rate de mutatii spontane

de la nivelul intregului genom uman Mutatiile care produc boala sunt extrem de variate (greu de

evidentiat in laborator)ndash Deletii

ndash Insertii

ndash Mutatii cu sens gresit (engl missense)

ndash Mutatii nonsens

ndash Mutatii ce afecteaza matisarea normala a exonilor

Sindromul Marfan Sindromul Marfan

Este transmis autozomal dominantEste transmis autozomal dominant

Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic

rezulta din rezulta din noi mutatiinoi mutatii in gena FBN1 care codifica in gena FBN1 care codifica

fibrilinafibrilina o proteina ce intra in alcatuirea o proteina ce intra in alcatuirea

miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane

fara antecedente heredocolaterale (familiale) de fara antecedente heredocolaterale (familiale) de

sd Marfansd Marfan

Sindromul se caracterizeaza prin Sindromul se caracterizeaza prin pleiotropie si pleiotropie si

expresivitate variabilaexpresivitate variabila in familii in familii

Anomalii osoase Luxatie de cristalin

Anomalii ale valvelor cardiace Disectie de aortaDisectie de aorta

decesdeces

Sindromul Marfan

Modificarea fibrilinei va determina Modificarea fibrilinei va determina incapacitatea de producere a unui incapacitatea de producere a unui tesut tesut conjunctivconjunctiv normal normal

Indivizii afectati sunt inalti slabi cu Indivizii afectati sunt inalti slabi cu picioare brate si degete lungi miopi iar picioare brate si degete lungi miopi iar peretele aortei lor este foarte slab peretele aortei lor este foarte slab

Astfel se crede astazi ca Abraham Astfel se crede astazi ca Abraham Lincoln ar fi putut avea sdMarfanLincoln ar fi putut avea sdMarfan

Ce este sd MarfanCe este sd Marfan

Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul conjunctiv conjunctiv

Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase ligamente muschi perete vascular si valve cardiaceligamente muschi perete vascular si valve cardiace

Sindromul afecteaza majoritatea organelor si Sindromul afecteaza majoritatea organelor si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul (aorta) (aorta)

Semnele si simptomele sd Marfan Semnele si simptomele sd Marfan variaza larg dpdv al variaza larg dpdv al severitatii momentului de instalare si ratei de severitatii momentului de instalare si ratei de progresieprogresie

Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete lungi =arachnodactilielungi =arachnodactilie

O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea trunchiului raport ce este mai mare decat normaltrunchiului raport ce este mai mare decat normal

arahnodactilie

Sd Marfan Sd Marfan

Alte aspecte includ o neobisnuita Alte aspecte includ o neobisnuita flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si ingusta un palat dur inalt arcuit dinti ingusta un palat dur inalt arcuit dinti suprapusiinghesuiti o curbura anormala a suprapusiinghesuiti o curbura anormala a coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern infundat (pectus excavatum) fie proeminent infundat (pectus excavatum) fie proeminent (pectus carinatum) (pectus carinatum)

Jumatate dintre cei cu sd Marfan au Jumatate dintre cei cu sd Marfan au probleme oculare ectopia cristalinului uni- probleme oculare ectopia cristalinului uni- sau bilaterala miopie Cataracta cu debut sau bilaterala miopie Cataracta cu debut dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea mai frecventmai frecvent

Sd Marfan ndash gravitatea este data de Sd Marfan ndash gravitatea este data de anomaliile cardiaceanomaliile cardiace Acestea sunt urmate de oboseala respiratie Acestea sunt urmate de oboseala respiratie

ingreunata si batai neregulate absente sau ingreunata si batai neregulate absente sau suplimentare ale inimii (palpitatii)suplimentare ale inimii (palpitatii)

Aorta poate avea un perete subtire poate fi Aorta poate avea un perete subtire poate fi ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ingrosare la nivelul peretelui ingrosare la nivelul peretelui (anevrism)(anevrism)

Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva aortica sau poate conduce la ruperea spontana a aortica sau poate conduce la ruperea spontana a peretelui aorticperetelui aortic (disectie) (disectie)

Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei la decesla deces

Va simtiti impachetati in date

Sau doarhellipplutiti

Page 29: Genetica - Curs 10

Tratamentul mucoviscidozei

Ivacaftor (Kalydeco sau VX-770) produs de Vertex Pharmaceuticals se administreaza in SUA din 2012 la pacientii cu mutatia G551D (cate 2 tabletezi cu alimente bogate in lipide) observandu-se imbunatatirea functiei respiratorii si luarea in greutate

G551D este abrevierea standard pentru mutatia in care aminoacidul GLICINA (G) din pozitia 551este inlocuit cu acidul aspartic (D)

G551D produce 4-5 din imbolnavirile cu mucoviscidoza Mutatia G551D permite proteinei CFTR sa ajunga la suprafata celulei

epiteliale dar nu permite transportul clorului prin canalul ionic Ivacaftor imbunatateste acest transport Astfel de medicamente sunt

incluse in potentiatori ai CFTR Acesta devine domeniul unei farmacoterapii personalizate

Fenilalanin-hidroxilaza (PAH) metabolizeaza amino-acidul fenilalanina si il transforma in amino-acidul tirozina

FENILCETONURIA (PKU)Boala se incadreaza in dismetabolii

FENILCETONURIA (PKU)

Gena PAH are 100 kb locusul ei fiind pe cromozomul

12q22ndashq241

Gena PAH cuprinde 13 exoni

Exista cateva sute de mutatii (lista poate fi gasita la PAHdb) ce pot

determina aparitia bolii

Datorita acestei heterogenitati alelice cei mai multi

bolnavi sunt heterozigoti compusi (adica au doua mutatii

diferite)

Fenilcetonuria

PKU este transmisa autozomal recesiv

Mutatia genei PAH determina incapacitatea enzimei

hepatice fenilalanin-hidroxilaza (PAH) de a metaboliza amino-

acidul fenilalanina si deci de a-l transforma in amino-

acidul tirozina

Cand activitatea PAH este redusa fenilalanina se acumuleaza

si este convertita in acidul fenilpiruvic acidul fenillactic

si feniletilamina (fenilcetone) ce pot fi detectate in urina (test

dg) (PHE este metabolizata pe calea minora a transaminazelor pana la fenilcetone)

Absenta tirozinei este urmata de o sinteza deficitara de neurotransmitatori

PKU Manifestarea clinica majora o reprezinta retardul mental datorat

acumularii de fenilalanina care devine donorul major de grupari amino in activitatea

aminotransferazei ducand la depletia tesutului nervos de α-ketoglutarat Absenta α-

ketoglutaratului la nivel cerebral blocheaza ciclul acizilor tricarboxilici (ciclul Krebs) si deci productia aeroba de energie care este esentiala pentru dezvoltarea cerebrala normala Alt mecanism explica competitia pentru transportor in vederea traversarii barierei hematoencefalice Fenilalanina in exces in sange va satura transportorul impiedicand astfel trecerea altor aa necesari pentru sinteza proteica si cea a neurotransmitatorilor Cresterea concentratiei de fenilalanina impiedica dezvoltarea cerebrala cauzind retard mental

Retard al cresterii staturo-ponderale

httpwwwrankercomlistphenylketonuria-symptomsreference

Pigmentatie cutanata redusa blonzi cu ochii albastri Melanina pigment responsabil pentru culoarea pielii si parului este deficitara

-Hiperactivitate si deficit de atentie-Abilitati sociale deficitare-Miscari necoordonate al membrelor-Brahicefalie si microcefalie-Convulsii termuraturi

httpwwwzunivnetphysiologybookchapter30html

Tirozina (sintetizata din PHE) este precursor al melaninei

Datorita acumularii PHE scade sinteza de tirozina si implicit de melanina in piele

httpwwwncbinlmnihgovpubmedhealthPMH0002150

Dg-TESTUL GUTHRIE

N absenta cresterii coloniilorde Bacillus subtilis in prezenta unui inhibitor (beta2-tienilalanina)aN coloniile cresc in caz de PKU datorita prezentei fenilalaninei in exces din sangele recoltat

SCREENING NEONATAL (alaturi de hipotiroidie)

Recoltaredin calcii

Coloniile cresc in prezenta fenilalaninei

httpusersrcncomjkimballmaultranetBiologyPagesPPhenylketonuriahtml

Prezenta genei PHAse poate determinamolecular

Impedimente in folosirea tehnicilor de genetica moleculara

1 Nu sunt cunoscute toate mutatiile genei PAH care

determina PKU Majoritatea cazurilor sunt

heterozigoti compusi deci si tehnica ASO nu este

mereu concludenta

2 Tehnicile nu sunt folosite in mod curent in

laboratoarele clinicilor

3 Sunt mai scumpe comparativ cu testul Guthrie

httpswwwcounsylcomlearnearly-childhood-treatment

Regim alimentar

Prognosticul este bun daca regimul este inceput foarte devreme si mentinut toata viata

TRATAMENT Lofenalac este un produs facut special pentru copiii cu PKU

inlocuind laptele Poate fi folosit toata viata ca sursa de proteine

fiind sarac in fenilalanina si echilibrat in ceea ce priveste restul

aminoacizilor esentiali dar are gust de lsquomedicamentrsquo (spun pacientii)

Periflex este bogat in fier

Suplimente precum uleiul de peste (pentru ca intr-o alimentatie

fara PHE trebuie un aport crescut de acizi grasi cu lanturi lungi

caci ei lipsesc) vor ajuta la imbunatatirea dezvoltarii neurologice

inclusiv coordonarea motorie fina Alte suplimente specifice care

pot fi necesare sunt fierul sau carnitina

TRATAMENT DIETETIC ldquoDiet for liferdquo

Dieta trebuie strict urmata

CARACTERISTICILE BOLILOR AUTOZOMAL DOMINANTE

Ele se manifesta la persoanele homozigote dar si heterozigote

pentru mutatia cauzatoare a patologiei

Persoana afectata are cel putin unul dintre parinti bolnav acesta

are gena speifica bolii in stare heterozigota sau homozigota

Cand o persoana este bolnava datorita unei mutatii ce se

transmite autozomal dominant riscul de a avea un copil afectat

este de 50 daca este heterozigota si respectiv 100 daca este

homozigota

Transmisia este pe verticala din generatie in generatie

Seneb un pitic al dinastiei a 4a sau

a5a sef al garderobei regale si

preot al cultului funerar Khufu

impreuna cu familia sa sotia si copii

de statura normala

AcondroplaziaAcondroplazia este una din cauzele este una din cauzele

aparitiei aparitiei nanismului nanismului

(piticismului)(piticismului)

Caracteristicile sindromului includ Caracteristicile sindromului includ

Statura mica cu membre proportional de scurteStatura mica cu membre proportional de scurte

Un cap mare Un cap mare (macrocefalie)(macrocefalie)

O frunte prominenta O frunte prominenta (bose frontal )(bose frontal )

Radacina nasului aplatizata Radacina nasului aplatizata

Acondroplazia

Este o tulburare a cresterii osoase datorita unei mutatii specifice

Cartilajul prezinta dificultati in a fi convertit in os avand drept rezultat piticismulnanismul

Desi nu se cunoaste un tratament geneticgenic totusi pot fi ameliorate simptomele asociate frecvent cu boala precum problemele respiratorii

Desi literal numele bolii inseamna ldquofara formarea cartilajului totusi problema nu o reprezinta formarea acestuia ci transformarea cartilajului in os in mod special in cazul oaselor lungi ale bratelor si picioarelor

Inaltimea medie a adultilor este de

131 cm pentru barbati

si 123 cm pentru femei

Gena responsabila FGFR3 este acronimul pentru

fibroblast growth factor receptor 3 care este proteina pe care o codifica adica receptorul 3 pentru factorul de crestere fibroblastic

Localizarea citogenetica a genei FGFR3 4p163

Localizarea moleculara pe cromozomul 4 de la perechea de baze 1762853 la perechea 1777828 (14kb)

Proteina are rol in dezvoltarea si conservarea tesutului osos si cerebral

Functia Genei FGFR3Cercetatorii cred ca receptorul pe

care il codifica regleaza osificarea si aceasta in mod particular la nivelul oaselor lungi

Mutatii ale genei FGFR3 determina activarea exagerata a receptorului ceea ce interfera cu osificarea si conduce la tulburari ale cresterii oaselor fenomen caracteristic acondroplaziei

Aceasta teorie este sustinuta de catre modelul soarecilor knockout care nu au receptorul reglarea negativa a formarii oaselor fiind deci pierduta Rezultatul consta intr-un soarece cu oase excesiv de lungi si vertebre elongate respectiv o coada lunga

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi mostenita sau poate fi rezultatul unei noi mutatii a genei FGFR3

In majoritatea cazurilor (80) boala se datoreaza unei noi mutatii deoarece parintii celor avand acondroplazie au talie medie (normala) dar inca nu se stie cauza aparitiei acestor mutatii

Copii cu acondroplazie pot avea probleme auditive de vorbire si de respiratie toate putand fi tratate

Tratmentul implica prevenirea sau tratarea semnelor simptomelor sau altor manifestari asociate care apar ca rezultat al bolii

Totodata sprijinul social si familial este o parte importanta a tratmentului

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi detectata inainte de nastere prin ecografie

Diagnosticul ecografic se face pe baza discordantei progresive dintre lungimea femurului si diametrul biparietal in functie de varsta Mana cu aspect de trident poate fi de asemenea vizualizata daca degetele sunt in intregime extinse

Aditional testarea ADN inainte de nastere poate detecta homozigozitatea atunci cand sunt mostenite doua copii ale genei mutante boala este letala ceea ce conduce la avort

Imaginea este o radiografie a mainii unui tanar cu

acondroplazie Forma caracteristica de tridentldquo

apare datorita separarii policelui de degetul al

doilea cat si a degetelor trei si patru Se pot observa

oasele tubulare scurtate ale mainii in mod particular

falangele proximale

Imaginea din dreapta mana unui adult cu oase scurte tubulare cu ulna subtiata specific acondroplaziei

Boala se poate transmite din generatie in generatie

Persoanele cu acondroplazie pot transmite boala

descendentilor

Riscul este de 12

Cum se mosteneste acondroplazia

Daca ambii parinti au acondroplazie copii au un risc de 1 din 4 de a mosteni gena de la ambii parinti devenind homozigoti pentru gena mutanta

Noii nascuti care mostenesc ambele gene

sunt considerati ca avand o forma severa

de acondroplazie supravietuirea lor nu

depaseste 12 luni

Boala Huntington (HD)

Este o tulburare neurodegenerativa progresiva caracterizata prinMiscari choreiforme (necoordonate ndash desi ele

pot parea coordonate - involuntare ale corpului)

Chorea era sugestiv imaginata a fi un dans

grotesc Cuvantul chorea provine din lb

greaca insemnand dans

Probleme psichiatrice si

dementa ( declinul unor capacitati mentale)

Boala Huntington In jurul varstei de 35 - 40 de ani apar simptome usoare

neindemanare uitare si modificarea personalitatii In urmatorii 10-20 de ani de la debut o persoana cu

HD isi pierde gradual intregul control mental si fizic

Astazi nu Astazi nu exista o exista o terapie terapie pentru HD pentru HD unele unele medicamentmedicamente putand e putand insa insa ameliora ameliora simptomelesimptomele

HD

Este o boala neurologica caracterizata prin tulburarea

functiei motorii

Alela mutanta determina aparitia unei proteine anormale

ce contine un numar mare de repetitii ale aa glutamina

Proteina anormala este toxica pentru tesutul nervos

conducand la aparitia semnelor si simptomelor

caracteristice bolii

O singura copie a genei anormale este suficienta pentru a

conferi boala

Gena Huntingtin (HTT) numita si gena HD (Huntington disease) sau gena IT15 (interesting transcript 15) este localizata pe bratul scurt al cromozomului 4 (4p163)

Localizarea genei HTT

Cytogenetic 4p163Molecular pe cz 4 Perechile de baze

de la 3046205 to 3215484

Boala Huntington (HD) Este cauzata de repetitia unei expansiuni

anormale trinucleotidice (CAG) In mod normal repetitia CAG trebuie sa fie

intre 7 si 35 de repetitii Gena HTT codifica proteina huntingtina si

daca este anormala ea contine o expansiune poliglutaminica

Huntingtina este prezenta in numeroase tesuturi nivelurile cele mai ridicate se gasesc intracerebral desi nu i se cunosc cu siguranta functiile se considera ca proteina este necesara pentru dezvoltarea intrauterina

Boala Huntington (HD)

HTT contine o secventa de baze azotate mdash citozina -adenina-guanina (CAG)mdashrepetata de multiple ori ( sa CAGCAGCAG) la capatul 5rsquo avand denumirea de repetitii trinucleotidice

Codonul CAG codifica amino acidul glutamina ai

se va sintetiza un lant de glutamine ce este cunoscut

astazi sub denumirea de tract poliglutaminic sau

polyQ iar partea repetata a genei se numeste

regiunea PolyQ

Cum se mosteneste HD HD este monogenica si transmisa din generatie in

generatie Avand un parinte afectat fiecare copil are un risc de

12 sa mosteneasca HD

Copii care Copii care nu au gena nu au gena cu cu certitudine certitudine nu vor face nu vor face boala si nici boala si nici nu o vor nu o vor transmite transmite mai departe mai departe descendentildescendentilor or

Huntington disease (HD)

Boala afecteaza cu precadere neuronii

Majoritatea cazurilor debuteaza clinic pe la mijlocul vietii intre 35 si 42 de ani

3 din cazuri sunt Huntington juvenil si debuteaza inainte de 15 ani

Debutul tardiv este peste 50 de ani

Numar de repetitii

Clasificare Statusul bolii

lt27 Normal Neafectat

27ndash35 Intermediar Neafectat

36ndash39 Penetranta Redusa

+- Afectat

gt39 Penetranta totalacompleta

Afectat

Gravitatea bolii corelata cu numarul de repetitii trinucleotidice

Nu exista un algoritm precis

Mutatiile dinamice (repetitii trinucleo-

tidice instabile) Deci Boala Huntington este una dintre

maladiile ce au drept cauza repetitiile trinucleotidice (CAGCTG) la fel candash sindromul X Fragil (repetitii CCGCGG peste

52de ori la nivelul Xq273)

ndash distrofia miotonica (repetitii CTG peste 50de ori la nivelul 19q132)

ndash atrofia musculara spinobulbara Kennedy (repetitii CAG de peste 36 de ori la nivelul Xq11-12)

S-au identificat 14 boli ce au drept cauza astfel de mutatiile dinamice

Testare moleculara pentru HD

Persoanele care au pe cineva bolnav in familie si doresc sa stie daca au mostenit gena bolii pot cere realizarea unui diagnostic molecular Bineinteles ca daca sunt purtatoare ale genei mutante HTT nu se va putea preciza momentul in care vor debuta simptomele Desi nu exista inca un tratament curativ testarea genetica poate fi de ajutor persoanelor la risc in vederea luarii unor decizii privind viitorul lor Totusi majoritatea decid sa nu faca acest test

Analiza ADN a bolii Analiza ADN a bolii Huntington Huntington

Fiecare coloana arata ADN -ul Fiecare coloana arata ADN -ul altei persoanealtei persoane

2 benzi in zona normala (N) 2 benzi in zona normala (N) apartin celor neafectati apartin celor neafectati

O banda in zona H arata o O banda in zona H arata o persoana care va deveni persoana care va deveni bolnava de HDbolnava de HDDepartment of Neurogenetics Institute of Department of Neurogenetics Institute of Neurology LondonNeurology London

1 2 3 4 5 6 7

Testarea pentru HD

Screeningul embrionar este de asemenea posibil ai persoanele bolnave sau cu risc crescut vor putea fi sigure ca nu au transmis boala copiilor

Este deci posibil ca mamele ce iau in considerare avortul unui fat avand gena mutanta HTT sa poata avea un test al embrionului (diagnostic prenatal)

Alte tehnici precum diagnosticul genetic preimplantatoriu in situatia unei fertilizari in vitro pot fi utile pentru a se asigura sanatatea viitorului nou-nascut

Chorea Huntington

Noile descoperiri in domeniul geneticii fac posibla detectarea bolii intrauterin sau cand inca nu este manifesta

Cu toate acestea si respectiv in ciuda posibilitatii unui diagnostic molecular atat modalitatile de diagnostic cat si cele de interventie actuale nu inlocuiesc metodele mai vechi (precum calcularea prognosticului genetic pe baza legii probabilitatilor conditionate a lui Bayes) ci sunt sinergice

Neurofibromatoza tip I (NF-1) cunoscuta si drept Boala Recklinghausen

Se caracterizeaza prin aparitia unor tumori

benigne localizate oriunde pe corp

In copilarie apar mai intai niste pete cafeacute-

au-lait la nivel tegumentar

Cu inaintarea in varsta apar mai multe

tumori care deniveleaza pielea

NF1 se poate asocia uneori cu dificultatea

de a invata

Simptomele NF1 variaza mult chiar in

cadrul aceleasi familii (expresivitate

variabila a genei)

A girl with neurofibromatosis A girl with neurofibromatosis (left)(left)The Neurofibromatosis Association The Neurofibromatosis Association (wwwnfazetnetcouk(wwwnfazetnetcouk

Cum se mosteneste neurofibromatoza

Aproximativ jumatate din persoanele cu

NF1 au parinti sanatosi noua mutatie

aparand in gametogeneza parentala

Persoanele afectate transmit NF1 daca

un parinte are NF1 fiecare copil al sau are

o sansa de 1 din 2 sa se nasca normal si

respectiv un risc de 1 din 2 de a fi bolnav

In timp ce persoanele bolnave transmit

boala cele sanatoase din aceeasi familie

vor avea numai copii fara NF1

TRANSMITERE AUTOZOMAL DOMINANTA

httpradiographicsrsnaorgcontent252455F1expansion

NEUROFIBROAME CUTANTE

Zone hiperpigmentate la nivelul irisului = nodulii Lisch

Neurofibromatoza tip I

NF-1 este o boala tumorala cauzata de malfunctia genei NF1 de pe cromozomul 17p care este responsabila de controlul diviziunii celulare

Gena NF-1 codifica o proteina numita neurofibromina ce controleaza procesele de proliferare si diferentiere celulara Neurofibromina este un reglator negativ al oncogenei Ras

Neurofibromina se sintetizeaza in multe tipuri de celule ale organismului dar in principal in neuroni celule Schwann celule gliale si chiar in etapele de inceput ale dezvoltarii melanocitelor

Incidenta NF-1 este de aproximativ 1 in 3500 nn

Neurofibromatoza tip 1 Deseori se asociaza cu scolioza (sau alte modificari osoase) si cu

probleme oculare NF1 nu este letala si nici contagioasa dar uneori evolueaza

malign Gena NF1 are una dintre cele mai inalte rate de mutatii spontane

de la nivelul intregului genom uman Mutatiile care produc boala sunt extrem de variate (greu de

evidentiat in laborator)ndash Deletii

ndash Insertii

ndash Mutatii cu sens gresit (engl missense)

ndash Mutatii nonsens

ndash Mutatii ce afecteaza matisarea normala a exonilor

Sindromul Marfan Sindromul Marfan

Este transmis autozomal dominantEste transmis autozomal dominant

Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic

rezulta din rezulta din noi mutatiinoi mutatii in gena FBN1 care codifica in gena FBN1 care codifica

fibrilinafibrilina o proteina ce intra in alcatuirea o proteina ce intra in alcatuirea

miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane

fara antecedente heredocolaterale (familiale) de fara antecedente heredocolaterale (familiale) de

sd Marfansd Marfan

Sindromul se caracterizeaza prin Sindromul se caracterizeaza prin pleiotropie si pleiotropie si

expresivitate variabilaexpresivitate variabila in familii in familii

Anomalii osoase Luxatie de cristalin

Anomalii ale valvelor cardiace Disectie de aortaDisectie de aorta

decesdeces

Sindromul Marfan

Modificarea fibrilinei va determina Modificarea fibrilinei va determina incapacitatea de producere a unui incapacitatea de producere a unui tesut tesut conjunctivconjunctiv normal normal

Indivizii afectati sunt inalti slabi cu Indivizii afectati sunt inalti slabi cu picioare brate si degete lungi miopi iar picioare brate si degete lungi miopi iar peretele aortei lor este foarte slab peretele aortei lor este foarte slab

Astfel se crede astazi ca Abraham Astfel se crede astazi ca Abraham Lincoln ar fi putut avea sdMarfanLincoln ar fi putut avea sdMarfan

Ce este sd MarfanCe este sd Marfan

Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul conjunctiv conjunctiv

Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase ligamente muschi perete vascular si valve cardiaceligamente muschi perete vascular si valve cardiace

Sindromul afecteaza majoritatea organelor si Sindromul afecteaza majoritatea organelor si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul (aorta) (aorta)

Semnele si simptomele sd Marfan Semnele si simptomele sd Marfan variaza larg dpdv al variaza larg dpdv al severitatii momentului de instalare si ratei de severitatii momentului de instalare si ratei de progresieprogresie

Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete lungi =arachnodactilielungi =arachnodactilie

O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea trunchiului raport ce este mai mare decat normaltrunchiului raport ce este mai mare decat normal

arahnodactilie

Sd Marfan Sd Marfan

Alte aspecte includ o neobisnuita Alte aspecte includ o neobisnuita flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si ingusta un palat dur inalt arcuit dinti ingusta un palat dur inalt arcuit dinti suprapusiinghesuiti o curbura anormala a suprapusiinghesuiti o curbura anormala a coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern infundat (pectus excavatum) fie proeminent infundat (pectus excavatum) fie proeminent (pectus carinatum) (pectus carinatum)

Jumatate dintre cei cu sd Marfan au Jumatate dintre cei cu sd Marfan au probleme oculare ectopia cristalinului uni- probleme oculare ectopia cristalinului uni- sau bilaterala miopie Cataracta cu debut sau bilaterala miopie Cataracta cu debut dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea mai frecventmai frecvent

Sd Marfan ndash gravitatea este data de Sd Marfan ndash gravitatea este data de anomaliile cardiaceanomaliile cardiace Acestea sunt urmate de oboseala respiratie Acestea sunt urmate de oboseala respiratie

ingreunata si batai neregulate absente sau ingreunata si batai neregulate absente sau suplimentare ale inimii (palpitatii)suplimentare ale inimii (palpitatii)

Aorta poate avea un perete subtire poate fi Aorta poate avea un perete subtire poate fi ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ingrosare la nivelul peretelui ingrosare la nivelul peretelui (anevrism)(anevrism)

Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva aortica sau poate conduce la ruperea spontana a aortica sau poate conduce la ruperea spontana a peretelui aorticperetelui aortic (disectie) (disectie)

Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei la decesla deces

Va simtiti impachetati in date

Sau doarhellipplutiti

Page 30: Genetica - Curs 10

Fenilalanin-hidroxilaza (PAH) metabolizeaza amino-acidul fenilalanina si il transforma in amino-acidul tirozina

FENILCETONURIA (PKU)Boala se incadreaza in dismetabolii

FENILCETONURIA (PKU)

Gena PAH are 100 kb locusul ei fiind pe cromozomul

12q22ndashq241

Gena PAH cuprinde 13 exoni

Exista cateva sute de mutatii (lista poate fi gasita la PAHdb) ce pot

determina aparitia bolii

Datorita acestei heterogenitati alelice cei mai multi

bolnavi sunt heterozigoti compusi (adica au doua mutatii

diferite)

Fenilcetonuria

PKU este transmisa autozomal recesiv

Mutatia genei PAH determina incapacitatea enzimei

hepatice fenilalanin-hidroxilaza (PAH) de a metaboliza amino-

acidul fenilalanina si deci de a-l transforma in amino-

acidul tirozina

Cand activitatea PAH este redusa fenilalanina se acumuleaza

si este convertita in acidul fenilpiruvic acidul fenillactic

si feniletilamina (fenilcetone) ce pot fi detectate in urina (test

dg) (PHE este metabolizata pe calea minora a transaminazelor pana la fenilcetone)

Absenta tirozinei este urmata de o sinteza deficitara de neurotransmitatori

PKU Manifestarea clinica majora o reprezinta retardul mental datorat

acumularii de fenilalanina care devine donorul major de grupari amino in activitatea

aminotransferazei ducand la depletia tesutului nervos de α-ketoglutarat Absenta α-

ketoglutaratului la nivel cerebral blocheaza ciclul acizilor tricarboxilici (ciclul Krebs) si deci productia aeroba de energie care este esentiala pentru dezvoltarea cerebrala normala Alt mecanism explica competitia pentru transportor in vederea traversarii barierei hematoencefalice Fenilalanina in exces in sange va satura transportorul impiedicand astfel trecerea altor aa necesari pentru sinteza proteica si cea a neurotransmitatorilor Cresterea concentratiei de fenilalanina impiedica dezvoltarea cerebrala cauzind retard mental

Retard al cresterii staturo-ponderale

httpwwwrankercomlistphenylketonuria-symptomsreference

Pigmentatie cutanata redusa blonzi cu ochii albastri Melanina pigment responsabil pentru culoarea pielii si parului este deficitara

-Hiperactivitate si deficit de atentie-Abilitati sociale deficitare-Miscari necoordonate al membrelor-Brahicefalie si microcefalie-Convulsii termuraturi

httpwwwzunivnetphysiologybookchapter30html

Tirozina (sintetizata din PHE) este precursor al melaninei

Datorita acumularii PHE scade sinteza de tirozina si implicit de melanina in piele

httpwwwncbinlmnihgovpubmedhealthPMH0002150

Dg-TESTUL GUTHRIE

N absenta cresterii coloniilorde Bacillus subtilis in prezenta unui inhibitor (beta2-tienilalanina)aN coloniile cresc in caz de PKU datorita prezentei fenilalaninei in exces din sangele recoltat

SCREENING NEONATAL (alaturi de hipotiroidie)

Recoltaredin calcii

Coloniile cresc in prezenta fenilalaninei

httpusersrcncomjkimballmaultranetBiologyPagesPPhenylketonuriahtml

Prezenta genei PHAse poate determinamolecular

Impedimente in folosirea tehnicilor de genetica moleculara

1 Nu sunt cunoscute toate mutatiile genei PAH care

determina PKU Majoritatea cazurilor sunt

heterozigoti compusi deci si tehnica ASO nu este

mereu concludenta

2 Tehnicile nu sunt folosite in mod curent in

laboratoarele clinicilor

3 Sunt mai scumpe comparativ cu testul Guthrie

httpswwwcounsylcomlearnearly-childhood-treatment

Regim alimentar

Prognosticul este bun daca regimul este inceput foarte devreme si mentinut toata viata

TRATAMENT Lofenalac este un produs facut special pentru copiii cu PKU

inlocuind laptele Poate fi folosit toata viata ca sursa de proteine

fiind sarac in fenilalanina si echilibrat in ceea ce priveste restul

aminoacizilor esentiali dar are gust de lsquomedicamentrsquo (spun pacientii)

Periflex este bogat in fier

Suplimente precum uleiul de peste (pentru ca intr-o alimentatie

fara PHE trebuie un aport crescut de acizi grasi cu lanturi lungi

caci ei lipsesc) vor ajuta la imbunatatirea dezvoltarii neurologice

inclusiv coordonarea motorie fina Alte suplimente specifice care

pot fi necesare sunt fierul sau carnitina

TRATAMENT DIETETIC ldquoDiet for liferdquo

Dieta trebuie strict urmata

CARACTERISTICILE BOLILOR AUTOZOMAL DOMINANTE

Ele se manifesta la persoanele homozigote dar si heterozigote

pentru mutatia cauzatoare a patologiei

Persoana afectata are cel putin unul dintre parinti bolnav acesta

are gena speifica bolii in stare heterozigota sau homozigota

Cand o persoana este bolnava datorita unei mutatii ce se

transmite autozomal dominant riscul de a avea un copil afectat

este de 50 daca este heterozigota si respectiv 100 daca este

homozigota

Transmisia este pe verticala din generatie in generatie

Seneb un pitic al dinastiei a 4a sau

a5a sef al garderobei regale si

preot al cultului funerar Khufu

impreuna cu familia sa sotia si copii

de statura normala

AcondroplaziaAcondroplazia este una din cauzele este una din cauzele

aparitiei aparitiei nanismului nanismului

(piticismului)(piticismului)

Caracteristicile sindromului includ Caracteristicile sindromului includ

Statura mica cu membre proportional de scurteStatura mica cu membre proportional de scurte

Un cap mare Un cap mare (macrocefalie)(macrocefalie)

O frunte prominenta O frunte prominenta (bose frontal )(bose frontal )

Radacina nasului aplatizata Radacina nasului aplatizata

Acondroplazia

Este o tulburare a cresterii osoase datorita unei mutatii specifice

Cartilajul prezinta dificultati in a fi convertit in os avand drept rezultat piticismulnanismul

Desi nu se cunoaste un tratament geneticgenic totusi pot fi ameliorate simptomele asociate frecvent cu boala precum problemele respiratorii

Desi literal numele bolii inseamna ldquofara formarea cartilajului totusi problema nu o reprezinta formarea acestuia ci transformarea cartilajului in os in mod special in cazul oaselor lungi ale bratelor si picioarelor

Inaltimea medie a adultilor este de

131 cm pentru barbati

si 123 cm pentru femei

Gena responsabila FGFR3 este acronimul pentru

fibroblast growth factor receptor 3 care este proteina pe care o codifica adica receptorul 3 pentru factorul de crestere fibroblastic

Localizarea citogenetica a genei FGFR3 4p163

Localizarea moleculara pe cromozomul 4 de la perechea de baze 1762853 la perechea 1777828 (14kb)

Proteina are rol in dezvoltarea si conservarea tesutului osos si cerebral

Functia Genei FGFR3Cercetatorii cred ca receptorul pe

care il codifica regleaza osificarea si aceasta in mod particular la nivelul oaselor lungi

Mutatii ale genei FGFR3 determina activarea exagerata a receptorului ceea ce interfera cu osificarea si conduce la tulburari ale cresterii oaselor fenomen caracteristic acondroplaziei

Aceasta teorie este sustinuta de catre modelul soarecilor knockout care nu au receptorul reglarea negativa a formarii oaselor fiind deci pierduta Rezultatul consta intr-un soarece cu oase excesiv de lungi si vertebre elongate respectiv o coada lunga

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi mostenita sau poate fi rezultatul unei noi mutatii a genei FGFR3

In majoritatea cazurilor (80) boala se datoreaza unei noi mutatii deoarece parintii celor avand acondroplazie au talie medie (normala) dar inca nu se stie cauza aparitiei acestor mutatii

Copii cu acondroplazie pot avea probleme auditive de vorbire si de respiratie toate putand fi tratate

Tratmentul implica prevenirea sau tratarea semnelor simptomelor sau altor manifestari asociate care apar ca rezultat al bolii

Totodata sprijinul social si familial este o parte importanta a tratmentului

Acondroplazia

Acondroplazia poate fi detectata inainte de nastere prin ecografie

Diagnosticul ecografic se face pe baza discordantei progresive dintre lungimea femurului si diametrul biparietal in functie de varsta Mana cu aspect de trident poate fi de asemenea vizualizata daca degetele sunt in intregime extinse

Aditional testarea ADN inainte de nastere poate detecta homozigozitatea atunci cand sunt mostenite doua copii ale genei mutante boala este letala ceea ce conduce la avort

Imaginea este o radiografie a mainii unui tanar cu

acondroplazie Forma caracteristica de tridentldquo

apare datorita separarii policelui de degetul al

doilea cat si a degetelor trei si patru Se pot observa

oasele tubulare scurtate ale mainii in mod particular

falangele proximale

Imaginea din dreapta mana unui adult cu oase scurte tubulare cu ulna subtiata specific acondroplaziei

Boala se poate transmite din generatie in generatie

Persoanele cu acondroplazie pot transmite boala

descendentilor

Riscul este de 12

Cum se mosteneste acondroplazia

Daca ambii parinti au acondroplazie copii au un risc de 1 din 4 de a mosteni gena de la ambii parinti devenind homozigoti pentru gena mutanta

Noii nascuti care mostenesc ambele gene

sunt considerati ca avand o forma severa

de acondroplazie supravietuirea lor nu

depaseste 12 luni

Boala Huntington (HD)

Este o tulburare neurodegenerativa progresiva caracterizata prinMiscari choreiforme (necoordonate ndash desi ele

pot parea coordonate - involuntare ale corpului)

Chorea era sugestiv imaginata a fi un dans

grotesc Cuvantul chorea provine din lb

greaca insemnand dans

Probleme psichiatrice si

dementa ( declinul unor capacitati mentale)

Boala Huntington In jurul varstei de 35 - 40 de ani apar simptome usoare

neindemanare uitare si modificarea personalitatii In urmatorii 10-20 de ani de la debut o persoana cu

HD isi pierde gradual intregul control mental si fizic

Astazi nu Astazi nu exista o exista o terapie terapie pentru HD pentru HD unele unele medicamentmedicamente putand e putand insa insa ameliora ameliora simptomelesimptomele

HD

Este o boala neurologica caracterizata prin tulburarea

functiei motorii

Alela mutanta determina aparitia unei proteine anormale

ce contine un numar mare de repetitii ale aa glutamina

Proteina anormala este toxica pentru tesutul nervos

conducand la aparitia semnelor si simptomelor

caracteristice bolii

O singura copie a genei anormale este suficienta pentru a

conferi boala

Gena Huntingtin (HTT) numita si gena HD (Huntington disease) sau gena IT15 (interesting transcript 15) este localizata pe bratul scurt al cromozomului 4 (4p163)

Localizarea genei HTT

Cytogenetic 4p163Molecular pe cz 4 Perechile de baze

de la 3046205 to 3215484

Boala Huntington (HD) Este cauzata de repetitia unei expansiuni

anormale trinucleotidice (CAG) In mod normal repetitia CAG trebuie sa fie

intre 7 si 35 de repetitii Gena HTT codifica proteina huntingtina si

daca este anormala ea contine o expansiune poliglutaminica

Huntingtina este prezenta in numeroase tesuturi nivelurile cele mai ridicate se gasesc intracerebral desi nu i se cunosc cu siguranta functiile se considera ca proteina este necesara pentru dezvoltarea intrauterina

Boala Huntington (HD)

HTT contine o secventa de baze azotate mdash citozina -adenina-guanina (CAG)mdashrepetata de multiple ori ( sa CAGCAGCAG) la capatul 5rsquo avand denumirea de repetitii trinucleotidice

Codonul CAG codifica amino acidul glutamina ai

se va sintetiza un lant de glutamine ce este cunoscut

astazi sub denumirea de tract poliglutaminic sau

polyQ iar partea repetata a genei se numeste

regiunea PolyQ

Cum se mosteneste HD HD este monogenica si transmisa din generatie in

generatie Avand un parinte afectat fiecare copil are un risc de

12 sa mosteneasca HD

Copii care Copii care nu au gena nu au gena cu cu certitudine certitudine nu vor face nu vor face boala si nici boala si nici nu o vor nu o vor transmite transmite mai departe mai departe descendentildescendentilor or

Huntington disease (HD)

Boala afecteaza cu precadere neuronii

Majoritatea cazurilor debuteaza clinic pe la mijlocul vietii intre 35 si 42 de ani

3 din cazuri sunt Huntington juvenil si debuteaza inainte de 15 ani

Debutul tardiv este peste 50 de ani

Numar de repetitii

Clasificare Statusul bolii

lt27 Normal Neafectat

27ndash35 Intermediar Neafectat

36ndash39 Penetranta Redusa

+- Afectat

gt39 Penetranta totalacompleta

Afectat

Gravitatea bolii corelata cu numarul de repetitii trinucleotidice

Nu exista un algoritm precis

Mutatiile dinamice (repetitii trinucleo-

tidice instabile) Deci Boala Huntington este una dintre

maladiile ce au drept cauza repetitiile trinucleotidice (CAGCTG) la fel candash sindromul X Fragil (repetitii CCGCGG peste

52de ori la nivelul Xq273)

ndash distrofia miotonica (repetitii CTG peste 50de ori la nivelul 19q132)

ndash atrofia musculara spinobulbara Kennedy (repetitii CAG de peste 36 de ori la nivelul Xq11-12)

S-au identificat 14 boli ce au drept cauza astfel de mutatiile dinamice

Testare moleculara pentru HD

Persoanele care au pe cineva bolnav in familie si doresc sa stie daca au mostenit gena bolii pot cere realizarea unui diagnostic molecular Bineinteles ca daca sunt purtatoare ale genei mutante HTT nu se va putea preciza momentul in care vor debuta simptomele Desi nu exista inca un tratament curativ testarea genetica poate fi de ajutor persoanelor la risc in vederea luarii unor decizii privind viitorul lor Totusi majoritatea decid sa nu faca acest test

Analiza ADN a bolii Analiza ADN a bolii Huntington Huntington

Fiecare coloana arata ADN -ul Fiecare coloana arata ADN -ul altei persoanealtei persoane

2 benzi in zona normala (N) 2 benzi in zona normala (N) apartin celor neafectati apartin celor neafectati

O banda in zona H arata o O banda in zona H arata o persoana care va deveni persoana care va deveni bolnava de HDbolnava de HDDepartment of Neurogenetics Institute of Department of Neurogenetics Institute of Neurology LondonNeurology London

1 2 3 4 5 6 7

Testarea pentru HD

Screeningul embrionar este de asemenea posibil ai persoanele bolnave sau cu risc crescut vor putea fi sigure ca nu au transmis boala copiilor

Este deci posibil ca mamele ce iau in considerare avortul unui fat avand gena mutanta HTT sa poata avea un test al embrionului (diagnostic prenatal)

Alte tehnici precum diagnosticul genetic preimplantatoriu in situatia unei fertilizari in vitro pot fi utile pentru a se asigura sanatatea viitorului nou-nascut

Chorea Huntington

Noile descoperiri in domeniul geneticii fac posibla detectarea bolii intrauterin sau cand inca nu este manifesta

Cu toate acestea si respectiv in ciuda posibilitatii unui diagnostic molecular atat modalitatile de diagnostic cat si cele de interventie actuale nu inlocuiesc metodele mai vechi (precum calcularea prognosticului genetic pe baza legii probabilitatilor conditionate a lui Bayes) ci sunt sinergice

Neurofibromatoza tip I (NF-1) cunoscuta si drept Boala Recklinghausen

Se caracterizeaza prin aparitia unor tumori

benigne localizate oriunde pe corp

In copilarie apar mai intai niste pete cafeacute-

au-lait la nivel tegumentar

Cu inaintarea in varsta apar mai multe

tumori care deniveleaza pielea

NF1 se poate asocia uneori cu dificultatea

de a invata

Simptomele NF1 variaza mult chiar in

cadrul aceleasi familii (expresivitate

variabila a genei)

A girl with neurofibromatosis A girl with neurofibromatosis (left)(left)The Neurofibromatosis Association The Neurofibromatosis Association (wwwnfazetnetcouk(wwwnfazetnetcouk

Cum se mosteneste neurofibromatoza

Aproximativ jumatate din persoanele cu

NF1 au parinti sanatosi noua mutatie

aparand in gametogeneza parentala

Persoanele afectate transmit NF1 daca

un parinte are NF1 fiecare copil al sau are

o sansa de 1 din 2 sa se nasca normal si

respectiv un risc de 1 din 2 de a fi bolnav

In timp ce persoanele bolnave transmit

boala cele sanatoase din aceeasi familie

vor avea numai copii fara NF1

TRANSMITERE AUTOZOMAL DOMINANTA

httpradiographicsrsnaorgcontent252455F1expansion

NEUROFIBROAME CUTANTE

Zone hiperpigmentate la nivelul irisului = nodulii Lisch

Neurofibromatoza tip I

NF-1 este o boala tumorala cauzata de malfunctia genei NF1 de pe cromozomul 17p care este responsabila de controlul diviziunii celulare

Gena NF-1 codifica o proteina numita neurofibromina ce controleaza procesele de proliferare si diferentiere celulara Neurofibromina este un reglator negativ al oncogenei Ras

Neurofibromina se sintetizeaza in multe tipuri de celule ale organismului dar in principal in neuroni celule Schwann celule gliale si chiar in etapele de inceput ale dezvoltarii melanocitelor

Incidenta NF-1 este de aproximativ 1 in 3500 nn

Neurofibromatoza tip 1 Deseori se asociaza cu scolioza (sau alte modificari osoase) si cu

probleme oculare NF1 nu este letala si nici contagioasa dar uneori evolueaza

malign Gena NF1 are una dintre cele mai inalte rate de mutatii spontane

de la nivelul intregului genom uman Mutatiile care produc boala sunt extrem de variate (greu de

evidentiat in laborator)ndash Deletii

ndash Insertii

ndash Mutatii cu sens gresit (engl missense)

ndash Mutatii nonsens

ndash Mutatii ce afecteaza matisarea normala a exonilor

Sindromul Marfan Sindromul Marfan

Este transmis autozomal dominantEste transmis autozomal dominant

Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic Cel putin 25 din cazurile de sd Marfan clasic

rezulta din rezulta din noi mutatiinoi mutatii in gena FBN1 care codifica in gena FBN1 care codifica

fibrilinafibrilina o proteina ce intra in alcatuirea o proteina ce intra in alcatuirea

miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane miofibrilelor Aceste cazuri noi apar la persoane

fara antecedente heredocolaterale (familiale) de fara antecedente heredocolaterale (familiale) de

sd Marfansd Marfan

Sindromul se caracterizeaza prin Sindromul se caracterizeaza prin pleiotropie si pleiotropie si

expresivitate variabilaexpresivitate variabila in familii in familii

Anomalii osoase Luxatie de cristalin

Anomalii ale valvelor cardiace Disectie de aortaDisectie de aorta

decesdeces

Sindromul Marfan

Modificarea fibrilinei va determina Modificarea fibrilinei va determina incapacitatea de producere a unui incapacitatea de producere a unui tesut tesut conjunctivconjunctiv normal normal

Indivizii afectati sunt inalti slabi cu Indivizii afectati sunt inalti slabi cu picioare brate si degete lungi miopi iar picioare brate si degete lungi miopi iar peretele aortei lor este foarte slab peretele aortei lor este foarte slab

Astfel se crede astazi ca Abraham Astfel se crede astazi ca Abraham Lincoln ar fi putut avea sdMarfanLincoln ar fi putut avea sdMarfan

Ce este sd MarfanCe este sd Marfan

Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul Sd Marfan este o boala ce afecteaza tesutul conjunctiv conjunctiv

Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate Tesutul conjunctiv confera rezistenta si flexibilitate structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase structurilor si este prezent in intreg corpul precum oase ligamente muschi perete vascular si valve cardiaceligamente muschi perete vascular si valve cardiace

Sindromul afecteaza majoritatea organelor si Sindromul afecteaza majoritatea organelor si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si tesuturilor in special scheletul plamanii ochii inima si marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul marile vase sanguine care conduc sangele in tot corpul (aorta) (aorta)

Semnele si simptomele sd Marfan Semnele si simptomele sd Marfan variaza larg dpdv al variaza larg dpdv al severitatii momentului de instalare si ratei de severitatii momentului de instalare si ratei de progresieprogresie

Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete Persoanele afectate sunt deseori inaltesi slabe avand degete lungi =arachnodactilielungi =arachnodactilie

O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea O caracteristica ce ajuta diagnosticul este deschiderea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea lungimea bratelor extinse in comparatie cu lungimea trunchiului raport ce este mai mare decat normaltrunchiului raport ce este mai mare decat normal

arahnodactilie

Sd Marfan Sd Marfan

Alte aspecte includ o neobisnuita Alte aspecte includ o neobisnuita flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si flexibilitate a articulatiilor o fata lunga si ingusta un palat dur inalt arcuit dinti ingusta un palat dur inalt arcuit dinti suprapusiinghesuiti o curbura anormala a suprapusiinghesuiti o curbura anormala a coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern coloanei vertebrale (scolioza) apoi fie stern infundat (pectus excavatum) fie proeminent infundat (pectus excavatum) fie proeminent (pectus carinatum) (pectus carinatum)

Jumatate dintre cei cu sd Marfan au Jumatate dintre cei cu sd Marfan au probleme oculare ectopia cristalinului uni- probleme oculare ectopia cristalinului uni- sau bilaterala miopie Cataracta cu debut sau bilaterala miopie Cataracta cu debut dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea dupa 30 de ani glaucom apar de asemenea mai frecventmai frecvent

Sd Marfan ndash gravitatea este data de Sd Marfan ndash gravitatea este data de anomaliile cardiaceanomaliile cardiace Acestea sunt urmate de oboseala respiratie Acestea sunt urmate de oboseala respiratie

ingreunata si batai neregulate absente sau ingreunata si batai neregulate absente sau suplimentare ale inimii (palpitatii)suplimentare ale inimii (palpitatii)

Aorta poate avea un perete subtire poate fi Aorta poate avea un perete subtire poate fi ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ldquoderulatardquo (mai lunga) sau poate prezenta o ingrosare la nivelul peretelui ingrosare la nivelul peretelui (anevrism)(anevrism)

Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva Tractiunea intinderea aortei poate afecta valva aortica sau poate conduce la ruperea spontana a aortica sau poate conduce la ruperea spontana a peretelui aorticperetelui aortic (disectie) (disectie)

Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei Anevrismul si disectia de aorta conduc de obicei la decesla deces

Va simtiti impachetati in date

Sau doarhellipplutiti

Page 31: Genetica - Curs 10

FENILCETONURIA (PKU)

Gena PAH are 100 kb locusul ei fiind pe cromozomul

12q22ndashq241

Gena PAH cuprinde 13 exoni

Exista cateva sute de mutatii (lista poate fi gasita la PAHdb) ce pot

determina aparitia bolii

Datorita acestei heterogenitati alelice cei mai multi

bolnavi sunt heterozigoti compusi (adica au doua mutatii

diferite)

Fenilcetonuria

PKU este transmisa autozomal recesiv

Mutatia genei PAH determina incapacitatea enzimei

hepatice fenilalanin-hidroxilaza (PAH) de a metaboliza amino-

acidul fenilalanina si deci de a-l transforma in amino-

acidul tirozina

Cand activitatea PAH este redusa fenilalanina se acumuleaza

si este convertita in acidul fenilpiruvic acidul fenillactic

si feniletilamina (fenilcetone) ce pot fi detectate in urina (test

dg) (PHE este metabolizata pe calea minora a transaminazelor pana la fenilcetone)

Absenta tirozinei este urmata de o sinteza deficitara de neurotransmitatori

PKU Manifestarea clinica majora o reprezinta retardul mental datorat

acumularii de fenilalanina care devine donorul major de grupari amino in activitatea

aminotransferazei ducand la depletia tesutului nervos de α-ketoglutarat Absenta α-

ketoglutaratului la nivel cerebral blocheaza ciclul acizilor tricarboxilici (ciclul Krebs) si deci productia aeroba de energie care este esentiala pentru dezvoltarea cerebrala normala Alt mecanism explica competitia pentru transportor in vederea traversarii barierei hematoencefalice Fenilalanina in exces in sange va satura transportorul impiedicand astfel trecerea altor aa necesari pentru sinteza proteica si cea a neurotransmitatorilor Cresterea concentratiei de fenilalanina impiedica dezvoltarea cerebrala cauzind retard mental

Retard al cresterii staturo-ponderale

httpwwwrankercomlistphenylketonuria-symptomsreference

Pigmentatie cutanata redusa blonzi cu ochii albastri Melanina pigment responsabil pentru culoarea pielii si parului este deficitara

-Hiperactivitate si deficit de atentie-Abilitati sociale deficitare-Miscari necoordonate al membrelor-Brahicefalie si microcefalie-Convulsii termuraturi

httpwwwzunivnetphysiologybookchapter30html

Tirozina (sintetizata din PHE) este precursor al melaninei

Datorita acumularii PHE scade sinteza de tirozina si implicit de melanina in piele

httpwwwncbinlmnihgovpubmedhealthPMH0002150

Dg-TESTUL GUTHRIE

N absenta cresterii coloniilorde Bacillus subtilis in prezenta unui inhibitor (beta2-tienilalanina)aN coloniile cresc in caz de PKU datorita prezentei fenilalaninei in exces din sangele recoltat

SCREENING NEONATAL (alaturi de hipotiroidie)

Recoltaredin calcii

Coloniile cresc in prezenta fenilalaninei

httpusersrcncomjkimballmaultranetBiologyPagesPPhenylketonuriahtml

Prezenta genei PHAse poate determinamolecular

Impedimente in folosirea tehnicilor de genetica moleculara

1 Nu sunt cunoscute toate mutatiile genei PAH care

determina PKU Majoritatea cazurilor sunt

heterozigoti compusi deci si tehnica ASO nu este

mereu concludenta

2 Tehnicile nu sunt folosite in mod curent in

laboratoarele clinicilor

3 Sunt mai scumpe comparativ cu testul Guthrie

httpswwwcounsylcomlearnearly-childhood-treatment