Release by MedTorrents.com CORELATII GENETICO-CLINICE IN FIBROZA CHISTICA Cazuistica Clinicii Pediatrie II Release by MedTorrents.com

Date de biologie moleculara Gena mucoviscidozei a fost identificata în 1989, pe bratul lung al cromozomului 7 in pozitia 7q3.1.3 si este numita CFTR sau ABCC7 Gena este exprimata în principal în anumite celule epiteliale (la polul apical) situate la nivelul canaliculelor pancreatice, arborelui bronsic, in intestin, glande sudoripare si in tractul genital.

Ea codifica sinteza unei proteine transmembranare denumita CFTR (cystic fibrosis transmembrane conductance regulator) formata din 1480 aminoacizi ce apartine glicoproteinelor P Principala functie a proteinei CFTR este transportul (stimulat de cAMP) clorurilor spre si dinspre lumenul epitelial la nivelul membranei apicale a celulelor epiteliale

Patologia moleculara a genei CFTR Mucoviscidoza apare la copiii având ambele gene CFTR cu mutatie. Gena are: 2 domenii transmembranare (6 segmente); 2 domenii de legare a ATP (NBD/”nucleotide binding domain” 1 domeniu de reglare R Se cunosc peste 1000 de mutatii diferite 66% din pacienti prezinta M Δ F508 /*NBD 1: spot fierbinte mutational !

Mecanismele moleculare ale mutatiilor Pe baza datelor obtinute prin studiul mutatiilor CFTR în vitro si a corelatiilor fenotip-genotip se disting în prezent 6 mecanisme prin care mutatiile pot cauza o pierdere totala sau partiala a functiei proteinei CFTR.

Clasa I grupeaza mutatiile afectând sinteza proteinei CFTR: mutatii non - sens (Ex. G542X) Rezulta în toate aceste situatii o absenta a proteinei CFTR la nivelul membranei apicale a celulelor epiteliale. Deci sunt mutatii severe .

Clasa II cuprinde mutatiile ce altereaza procesul de maturatie si/sau de trafic intracelular a CFTR cu „capturarea" acesteia la nivelul reticulului endoplasmatic (Ex. Δ F508, N1303K). Drept urmare nu va exista la nivelul membranei apicale, proteina CFTR functionala fapt ce va determina consecinte severe.

Mutatia cea mai frecventa este Δ F508 care consta în deletia a 3 perechi de baze (un codon) în exonul 10 care determina o pierdere a fenilalaninei în pozitia 508 a proteinei

Mutatiile încadrate în clasa III-a altereaza reglarea activitatii CFTR si sunt cel mai frecvent de sens gresit localizate la nivelul siturilor de legare a ATP-ului (Ex. G551D).

Mutatiile de clasa IV-a (ex Mutatiile de clasa IV-a (ex. R334W) si mutatiile de clasa a V-a determina fenotipuri usoare, uneori monosimptomatice Clasa VI-a se caracterizeaza prin producerea de proteine CFTR instabile prin afectarea regiunii C - terminale a proteinei CFTR. Ele sunt asociate cu fenotipuri severe.

Corelatii genotip - fenotip si factorii asociati A. Tipul si clasa Mutatiile din clasa I si II sunt severe prin definitie, în timp ce mutatiile inducând modificari locale ale proteinei au efecte variabile de severitate în functie de factorii mentionati mai jos: 1. Pozitia în cadrul genei Substitutiile acizilor aminati în regiuni structurale sau functionale majore sunt mai severe decât cele situate în regiuni mai putin importante.

3. Impactul celei de-a doua mutatie 2. Efectul molecular net Cantitatea finala de proteina CFTR functionala prezenta în membrana este cruciala: producerea chiar în cantitate mica a unei proteine functionale poate împiedica evolutia spre o forma severa (ex. mutatiile de clasa IV si V). 3. Impactul celei de-a doua mutatie Multii bolnavi au doua mutatii diferite. O mutatie de clasa IV sau V pe o alela poate ameliora consecintele unei mutatii severe de pe alta alela. De exemplu, o mutatie severa nu se asociaza cu insuficienta pancreatica decât daca si a doua mutatie este severa.

B. Modulatorii intragenici (alelele complexe) În anumite cazuri o a doua schimbare de secventa în aceeasi gena (mutatie în cis) poate modula efectul fenotipic al mutatiei primare. Exemplul tipic este cel al mutatiei sens gresit R117H în prezenta alelei 5T ea este în mod tipic asociata cu o forma de boala fara insuficienta pancreatica; în prezenta alelei 7T, ea este fie asimptomatica (la subiectii de sex feminin) fie asociata cu absenta canalelor deferente si sterilitate (la subiectii de sex masculin).

C. Locul (situl) expresiei mutatiei si fiziopatologia tesutului (organului) În anumite organe (ex.pancreas) genotipul CFTR este bine corelat cu severitatea fenotipului (insuficienta pancreatica sau functie suficienta), în timp ce în plamâni (care au o fiziopatologe complexa), efectul primar al unui genotip dat poate fi considerabil modulat prin factorii genetici secundari sau de mediu.

Lotul de studiu 12 pacienti cu diagnosticul de FC: Tablou clinic sugestiv 2 teste ale sudoratiei pozitive Identificarea mutatiilor genice: pe ambii cromozomi la 10 cazuri, o singura mutatie la 2 cazuri

Tipuri de mutatii identificate Homozigot ΔF508 Heterozigot compus ΔF508 cu ambele mutatii identificate: ΔF508-G542X , ΔF508-R334W Heterozigot compus ΔF508 cu o mutatie neidentificata

Tipuri de mutatii in FC

Varsta de debut a manifestarilor clinice Toti bolnavii homozigoti ΔF508 au avut debutul manifestarilor clinice in primul an de viata

Manifestarile clinice la bolnavii cu FC

Forme clinice de boala la cazurile cu mutatia ΔF508

Manifestari digestive la bolnavii homozigoti ΔF508 Toti bolnavii homozigoti ΔF508 au prezentat manifestari digestive cu insuficienta pancreatica pe primul plan, la 4 cazuri neexistand deocamdata manifestari respiratorii asociate. Varsta pacientilor cu manifestari exclusiv digestive este cuprinsa intre 1 an si 4 ani si 6 luni

Forme clinico-radiologice de afectare respiratorie la bolnavii homozigoti ΔF508

Evolutia bolnavilor homozigoti ΔF508 Scorul Schwachman – Kulczycki Ambele cazuri cu manifestari respiratorii de tip bronhopneumonie recidivanta cu componenta atelectatica au evoluat in final nefavorabil; la unul dintre bolnavi s-a identificat in secretiile respiratorii Pseudomonas aeruginosa

Mutatia ΔF508/G542X (2 cazuri) Ambii bolnavii au prezentat precoce (in primele 3 luni de viata) manifestari de insuficienta pancreatica exocrina cu repercursiuni nutritionale importante, edeme hipoproteinemice, anemie, asociate cu suferinta respiratorie severa Un bolnav a decedat la varsta de 6 luni in contextul unei bronhopneumonii cu etiologie viro-bacteriana (CMV+ Pseudomonas aeruginosa) Cel de-al 2-lea bolnav, actualmente in varsta de 10 ani este in prezent in evidenta altui serviciu, ultimele informatii pe care le-am primit pledand pentru un Scor Schwachman – Kulczycki de valoare medie (55-70/100 puncte)

Mutatia ΔF508/R334W Pacientul, actualmente in varsta de 18 ani, a fost in evidenta noastra aproximativ 1 an (2004). A prezentat o forma de boala care asocia manifestari respiratorii de severitate moderata cu disfunctie ventilatorie obstructiva medie cu reducerea rezervelor ventilatorii la circa 45 % si manifestari de insuficienta pancreatica exocrina cu deficit ponderal si hipoproteinemie corespunzand unui Scor Schwachman – Kulczycki cuprins intre 55 si 70 Actualmente din informatiile primite reiese o alterare a starii bolnavului cu scaderea scorului la aproximativ 45 de puncte, ceea ce reprezinta o evolutie nefavorabila a bolnavului

Mutatia ΔF508/X (2 cazuri) Unul dintre bolnavi a prezentat o forma de boala de severitate medie, asociind manifestari respiratorii si digestive la varsta de 1 an si 6 luni De aproximativ 4 ani nu mai cunoastem date referitoare la evolutia acestui bolnav Un alt caz heterozigot compus ΔF508/X a prezentat o forma usoara de boala, exclusiv respiratorie cu minima alterare a functiei ventilatorii, diagnosticul fiind stabilit la varsta de 16 ani Dupa varsta de 18 ani a iesit din evidenta noastra; nu mai detinem date asupra evolutiei de circa 3 ani

Concluzii 1. Au fost identificate mutatiile genei FC la 12 bolnavi: 7 cazuri homozigot ΔF508 2 cazuri ΔF508/G542X 1 caz ΔF508/R334W 2 cazuri ΔF508/X 2. Din totalul celor 24 de mutatii, mutatia ΔF508 a fost identificata de 19 ori (80 %) 3. Varsta de debut a manifestarilor clinice a fost in primul an la 9 din 12 bolnavi, iar in 6 cazuri in primele 3 luni de viata

4. Manifestarile clinice in cazul bolnavilor homozigoti ΔF508 nu au fost identice: toti bolnavii au prezentat manifestari digestive: insuficienta pancreatica exocrina cu steatoree, malnutritie, sindrom pluricarential, reflux gastro-esofagian, hiponatremie, hipocloremie, alcaloza metabolica, ileus meconial, dar numai 3 bolnavi au asociat suferinta respiratorie 5. Evolutia cazurilor fara afectare respiratorie este buna, dar alti 2 pacienti homozigoti ΔF508 au prezentat manifestari respiratorii grave de tip bronhopneumonie atelectatica cu evolutie nefavorabila

6. Mutatia ΔF508/G542X a fost diagnosticata la 2 bolnavi, care au prezentat manifestari respiratorii severe si manifestari digestive, unul dintre ei avand o evolutie nefavorabila 7. Nu am putut face o corelatie certa intre importanta insuficientei pancreatice exocrine si severitatea suferintei respiratorii 8. Variabilitatea clinica in conditiile aceluiasi tip de mutatie poate sugera interventia unor alte alele modificatoare (alele complexe) si faptul ca la nivelul aparatului respirator (care are o fiziopatologie complexa), efectul primar al unui genotip dat poate fi considerabil modulat prin factori genetici secundari (care tin de mecanismele imune si inflamatorii) si/sau factori de mediu (in primul rand calitatea ingrijirii si asistentei medicale)