lysosomaalisten Varastoitumissairauksien genetiikka ja diagnoosi

kaikki LSD: t kahta lukuun ottamatta, Fabryn tauti ja MPS tyyppi II (Hunterin tauti), periytyvät autosomaalisesti resessiivisinä piirteinä. Fabryn ja Hunterin sairaudet periytyvät X-linkittyneinä resessiivisinä piirteinä. Useimmat yksittäisiä LSD: Itä aiheuttavat mutaatiot aiheuttavat yhden aminohapon muutoksia entsyymin polypeptidiketjussa, mikä johtaa toiminnan puuttumiseen tai puuttumiseen. Useimpia lysosomaalisia proteiineja koodaavat geenit on kloonattu, eikä näiden geenien selvää ryhmittymistä genomin sisällä ole. Joissakin tapauksissa on kuvattu myös epäfunktionaalisia pseudogeneettejä, jotka voidaan tai ei voida transkriboida tai kääntää epäfunktionaaliseksi proteiiniksi. Vaikka lysosomaaliset geenit eivät ryhmity, useimmilla on koordinoitu transkriptiokäyttäytyminen ja niitä säätelee TFEB.4,17 lsds: ssä TFEB translokoituu usein sytoplasmasta tumaan muiden lysosomiproteiinien ”käynnistämiseksi” ja lysosomaalisen biogeneesin tehostamiseksi. Tämä on mekanismi, jolla solut yrittävät kompensoida lysosomaalista toimintahäiriötä. Koska näiden sairauksien vastamuodostuneet lysosomit säilyttävät saman ensisijaisen metabolisen virheen, tämä voi johtaa taudin patologian vahvistumiseen.

LSD-potilaiden mutatoituneet proteiinit voivat olla stabiileja ja kulkeutua lysosomeihin (vaikkakin katalyyttinen toiminta on heikentynyt), tai ne voivat olla epästabiileja siten, että ne kulkeutuvat lysosomeihin vain osittain tai eivät lainkaan. Yksittäisten mutaatioiden vaikutukset voivat olla myös solu-ja kudoskohtaisia riippuen entsyymien normaalista ilmentymäkuviosta. Yleensä lysosomaalisen geenin yksittäisten mutaatioiden heterotsygoottiset ”kantajat” eivät kehitä häiriön kliinisiä oireita, lukuun ottamatta X-linkitettyjä häiriöitä. Esimerkiksi Fabryn taudissa X-inaktivaatiomallit voivat johtaa soluryhmiin ilman entsyymiaktiivisuutta, ja yhtä α-galaktosidaasi a-mutaatiota kantaville naarasyksilöille voi kehittyä tautiin liittyvä patologia.18 lisäksi tiedetään, että yksi lysosomaalinen geeni, smpd1, joka koodaa happoa sfingomyelinaasia (ASM), on ”paternaalisesti painettu” (ts., mieluiten äidin kromosomista), mikä viittaa siihen, että tyypin A ja B NPD yksilöillä, jotka perivät ”vakavia” smpd1-mutaatioita äidin kromosomissa, voi olla vakavampi vaikutus kuin niillä, jotka perivät samat mutaatiot isän kromosomista.19 tämä viittaa myös siihen, että joillakin A-ja B-tyypin NPD-kantajilla, joilla on maternaalisesti johdettuja mutaatioita, voi olla taudin kliinisiä tai laboratorioilmaisuja, ja ainakin yhdessä raportissa on dokumentoitu hyvin alhaiset seerumin suuritiheyksiset lipoproteiinitasot tällaisilla kantajilla.

niiden potilaiden diagnostiset määritykset, joilla epäillään LSD: tä, perustuvat yleensä spesifisten entsymaattisten aktiviteettien mittaamiseen eristetyissä leukosyyteissä, viljellyissä fibroblasteissa tai transformoiduissa lymfoblasteissa. Joillekin häiriöille on saatavilla myös kantajan tunnistus ja synnytystä edeltävä diagnoosi. Koska yksittäisten entsyymiaktiivisuuksien havaitseminen on kuitenkin usein monimutkaista (esim., käyttää ei-luonnollisia substraatteja, pesuaineita ja muita erityisiä määritysolosuhteita), on suositeltavaa, että epäiltyjen tapausten entsymaattinen vahvistus suoritetaan erikoistuneissa laboratorioissa, joilla on kokemusta näistä menetelmistä. Koska useimmissa LSDs: ssä leukosyytit ja ihon fibroblastit eivät ole kliinisesti merkityksellisiä solutyyppejä, nämä määritysmenetelmät ovat parhaimmillaankin epäsuoria mittauksia viallisen lysosomiproteiinin toiminnasta patologisissa kohdissa. Tästä syystä näiden in vitro-mittausten kliinisen tuloksen ennustaminen ei yleensä ole luotettavaa.21 esimerkiksi sellaisten potilaiden soluilla, joilla on ASM-puutteellisen NPD: n infantiili, neurologinen muoto (tyyppi A) ja myöhemmin ilmenevä, ei-neurologinen muoto (tyyppi B), on usein samanlaisia entsymaattisia jäännösaktiviteetteja, vaikka niiden kliininen kulku on selvästi erilainen. Tämä todennäköisesti kuvastaa yksittäisten mutanttien ASM-polypeptidien toimintaa aivoissa. Lukuisia muita esimerkkejä on olemassa muiden LSDs samoin, poseeraa ainutlaatuinen haaste ennustaa fenotyyppisiä tuloksia äskettäin diagnosoitu potilailla.

kuten jo todettiin, useimmilla yksittäisillä LSD-potilailla on havaittu monia geneettisiä poikkeavuuksia. Useimpien sairauksien kohdalla on löydetty useita mutaatioita, joista suurin osa on yksilöllisiä (eli yksityisiä) yksittäisille suvuille. Joidenkin LSD: iden osalta on kuitenkin olemassa erityisiä populaatioita, joilla voi olla toistuvia mutaatioita, jotka johtuvat perustajavaikutuksista ja/tai verisukulaisuudesta, mikä helpottaa DNA-pohjaisten seulontamenetelmien käyttöä LSD: n toteamiseksi. Tämä on tehokkaimmin muunnettu kliiniseen käyttöön Aškenazin Juutalaisväestössä, jossa suhteellisen pieni määrä(T) mutaatioita selittää useita LSD: Itä.22 Tämä on johtanut DNA: han perustuvan ”juutalaisen geneettisen taudin” seulontapaneelin perustamiseen ja saman häiriön kantajien populaatiopohjaiseen tunnistamiseen. Tällaiset henkilöt kutsutaan geneettinen neuvonta auttaa perhesuunnittelun ja raskauden tulos valintoja. Tällaisen seulonnan toteuttaminen on johtanut joidenkin sairauksien esiintyvyyden dramaattiseen vähenemiseen tässä väestössä (esim.infantiili Tay–Sachsin tauti) ja todennäköisesti myös muiden sairauksien ehkäisyyn. Kustannustehokkaiden ja suurikapasiteettisten sekvensointimenetelmien nopea kehittyminen avaa todennäköisesti myös muita väestöryhmiä ja häiriöitä näille DNA: han perustuville seulontamenetelmille.23 on kuitenkin tärkeää huomata, että useimpien DNA-poikkeavuuksien toiminnallisia vaikutuksia proteiinin toimintaan ei ole vahvistettu, joten pelkästään DNA-pohjaisia menetelmiä ei tulisi käyttää potilaiden kliinisten tulosten ennustamiseen, ellei näiden poikkeavuuksien biokemiallisia seurauksia ole täysin selvitetty. Epäillyn LSD-tapauksen varmistaminen on yleensä tehtävä sekä entsymaattisilla että DNA-pohjaisilla tutkimuksilla, ja vain harvoissa tapauksissa nämä laboratoriokokeet ovat hyödyllisiä kliinisten tulosten ennustamisessa.