Malattie neuromuscolari su base genetica Flashcards
Descrizione generale atrofia muscolare spinale
Recessiva, incidenza 1/6000, portatori 1/40-50, prima causa di morte infantile.
DEGENERAZIONE DEGLI ALFA MOTONEURONI DELLE CORNA ANTERIORI DEL MIDOLLO SPINALE. Debolezza muscoli prossimali arti e tronco.
Variabilità fenotipica e gravità clinica: I, II, III e IV
Tipi di SMA
SMA DI TIPO I: grave, primi mesi, MARCATA IPOTONIA E DEBOLEZZA MUSCOLARE, NO SEDUTI SENZA APPOGGIO, VENTILAZIONE ASSISTITA.
SMA DI TIPO II: intermedia, dal sesto al diciottesimo mese, DEBOLEZZA MUSCOLARE DEI MUSCOLI PROSSIMALI DEGLI ARTI INFERIORI, SEDUTI MA NON DEAMBULANO.
SMA DI TIPO III: lieve, dal diciottesimo mese al diciottesimo anno, DEBOLEZZA MUSCOLARE MA DEAMBULAZIONE
SMA DI TIPO IV: età adulta, meno grave
Cause genetiche della SMA
Gene responsabile SMN (5q) in una regione DUPLICATA E INVERTITA. Due copie: SMN1 e SMN2.
95% casi: mutazione in SMN1 assente allo stato OMOZIGOTE.
2-3% casi: ETEROZIGOSI COMPOSTA
SMN2 deriva da una duplicazione ancestrale del gene SMN1 ma differisce per 5 nucleotidi: 4 in sequenze introniche e 1 in una sequenza codificante ma è silente; SMN1 e SMN2 codificano per la STESSA PROTEINA.
La variazione C-T anche se silente altera sequenza ESE dell’ESONE 7 che non viene incorporato nell’mRNA: 85% mRNA NON conterrà l’ESONE 7 quindi produrrà PROTEINE NON FUNZIONALI; 15% conterrà l’esone quindi produrrà PROTEINE FUNZIONALI.
Quindi la SMA è dovuta a una quantità insufficiente di proteina SMN.
La GRAVITA’ della malattia è dovuta al NUMERO DI COPIE DI SMN2:
SMA I: 1-2 COPIA
SMA II: 3 COPIE
SMA III: 3-4 COPIE
La presenza di più copie di SMN2 permette di avere una quantità maggiore di proteina prodotta riuscendo a compensare un po’ l’assenza di SMN1: effetto positivo sul fenotipo.
Approcci molecolari: potenziare il legame e l’espressione di fattori di trascrizione con SMN2, includere esone 7
Descrizione generale sclerosi laterale amiotrofica
DEGENERAZIONE DEGLI ALFA MOTONEURONI DEL MIDOLLO SPINALE E DEI NEURONI TRONCOENCEFALICI E CORTICALI. Età adulta, 5/100000.
DEBOLEZZA E ATROFIA PROGRESSIVA DEI MUSCOLI SCHELETRICI ASSOCIATA A DISFAGIA E DISARTRIA FINO ALLA COMPLETA PARALISI E ALLA MORTE ENTRO 3-5 ANNI.
Casi SPORADICI.
Cause genetiche della SLA
8 locus autosomici e 1 locus X-linked, DOMINANTE, recessiva (rara, età giovanile).
Geni implicati: TDP43 e FUS-TDL (metabolismo RNA, degenerazione neuroni), SENATAXINA (c.9 DNA/RNA elicasi, duplicazione DNA, trascrizione e editing RNA), SOD1 (conversione dell’anione superossido in ossigeno molecolare e perossido di idrogeno, mutazioni MISSENSO)
Mutazione SOD1 e ROS
Radicali liberi possono attaccare le macromolecole che l’organismo è in grado di ricreare grazie all’informazione contenuta nel DNA che può essere persa se i ROS attaccano la molecola di DNA. Per questo ci sono dei sistemi di riparazione e detossificazione.
Il PEROSSIDO DI IDROGENO è una molecola reattiva che può essere convertita in radicale OH (reazione di Fenton) che è molto pericoloso perché può attaccare il DNA provocando rotture a singola elica e modificazioni delle basi azotate. Il perossido di idrogeno può essere convertito in ossigeno e acqua da catalasi e glutatione perossidasi, ma gli altri ROS non possono essere riconvertiti in specie non reattive. Per questo la produzione quotidiana di ROS viene controbilanciata dalle molecole antiossidanti che le eliminano.
Mutazioni nei sistemi di detossificazione o una sovrapproduzione di ROS non controbilanciata provocano una rottura della singola elica di DNA oppure l’ossidazione delle basi azotate in particolare della GUANINA che diventa OHGUANINA che nel processo di replicazione viene scambiata per una TIMINA che si appaierà con una adenina generando una mutazione. Per questo c’è il BASE EXCISION REPAIR che rimuove la base sbagliata e la sostituisce con quella corretta.
Ci sono anche sistemi che portano alla MORTE CELLULARE quando c’è una sovrapproduzione di ROS (evitare tumore). In caso di mutazioni però questo meccanismo diventa cronico determinando una PERDITA DI CELLULARITA’ dei tessuti e di FUNZIONALITA’ degli organi portando all’INVECCHIAMENTO.
Queste sono causa di diverse malattie: Parkinson, Alzheimer, diabete, ipertensione, demenza senile
Descrizione generale distrofia muscolare di Duchenne e Becker
DEBOLEZZA MUSCOLARE PROGRESSIVA determinata da un DIFETTO PRIMARIO NEL MUSCOLO SCHELETRICO.
50 forme ,1/2000.
DMD: 1/3500 maschi, X-LINKED RECESSIVA. Ritardo nella deambulazione (5-6 anni), perdita deambulazione (12 anni), complicanze respiratorie.
BMD: stesso locus DMD, 1/18500, decorso clinico simile ma più tardivo
Cause genetiche della DMD
Gene DMD si estende per 2.5 Mb, 79 esoni e 8 promotori (isoforme specifiche).
4 promotori controllano il TRASCRITTO FULL-LENGHT e regolano l’espressione nel MUSCOLO SCHELETRICO E CARDIACO. Il trascritto codifica per la DISTROFINA.
Gli altri promotori codificano per isoforme espresse in cervello, retina, cellule di Schwann e altri tessuti.
La DISTROFINA (proteina strutturale) si lega alla glicoproteina formando il COMPLESSO DISTROFINA-GLICOPROTEINA che si lega alla membrana cellulare. Questo complesso forma un ponte tra l’ACTINA del citoscheletro e la LAMININA 2 (stabilità strutturale membrana fibre muscolari durante contrazione-rilassamento) della matrice extracellulare.
La MANCANZA della distrofina determina l’INSTABILITA’ delle membrane delle miofibre, aumentando la FRAGILITA’ e permettendo un maggiore ingresso di CALCIO nella cellula con l’attivazione di VIE INFIAMMATORIE E DEGENERATIVE. La degenerazione porta all’esaurimento della CAPACITA’ RIGENERATIVA (impoverimento pool di cellule mioceniche) del muscolo che viene sostituito da grasso e tessuto connettivo
Mutazioni nella DMD
DELEZIONI con HOTSPOTS tra gli ESONI 2-20 e 44-53.
5% DUPLICAZIONI INTRAGENICHE.
30% mutazioni NONSENSO, FRAMESHIFT, SPLICING. Missenso rare.
30% DE NOVO, MOSAICISMO GERMINALE.
(donne con un figlio affetto: portatrici sane, mosaicismo germinale o non portatrici)
Approccio molecolare: eliminare esone con la mutazione dal trascritto in un dominio non funzionale produce una proteina parzialmente funzionale. Oligoantisenso per mascherare la sequenza ESE che non viene riconosciuta dal macchinario di splicing)
Descrizione generale neuropatie periferiche ereditarie
Malattie neuromuscolari caratterizzate dal coinvolgimento dei NERVI SENSITIVI e MOTORI.
CHARCOT-MARIE-TOOTH: 1/2500
Charcot-Marie-Tooth
CMT DI TIPO I: DEMIELINIZZANTI, demielinizzazione dei SEGMENTI PERIFERICI. DEGENERAZIONE ASSONALE SECONDARIA in conseguenza della demielinizzazione (assone non protetto)
CMT DI TIPO II: ASSONALI, degenerazione assoni
Cause genetiche CMT
CMT1A-F DOMINANTI, determinate da una DUPLICAZIONE ETEROZIGOTE in un frammento di DNA fiancheggiato da sequenze ripetute. In questa regione è presente il gene PMP22 che codifica per la PROTEINA MIELINA PERIFERICA 22: componente MIELINA (cellule di Schwann, formazione e mantenimento mielina).
MUTAZIONI PUNTIFORMI: fenotipo più grave.
FORMA X-LINKED: DEMIELINIZZANTE-ASSONALE. Mutazione nel gene GJB1 che codifica per la CONNESSINA 22 (gap junction: passaggio molecole)
