Genetikai Diagnózis a Lizoszomális Tárolási Betegségek

Minden LSDs, kettőt kivéve, Fabry-betegség MPS type II (Hunter-kór), vagy örökölte, mint autoszomális recesszív tulajdonságok. A Fabry és a Hunter betegségek X-hez kapcsolódó recesszív tulajdonságként öröklődnek. Az egyes LSD-ket okozó legtöbb mutáció egyetlen aminosav-változást eredményez az enzim polipeptidláncában, ami hiányzik vagy hibás funkciót eredményez. A legtöbb lizoszomális fehérjét kódoló géneket klónozták, és ezeknek a géneknek a genomban nincs nyilvánvaló csoportosítása. Bizonyos esetekben nem funkcionális pszeudogeneket is leírtak, amelyek esetleg nem írhatók át vagy nem fordíthatók át nem funkcionális fehérjére. Bár a lizoszomális gének nem csoportosulnak, a legtöbb összehangolt transzkripciós viselkedést mutat, és a TFEB szabályozza.Az LSDs TFEB-ben a 4,17-et gyakran a citoplazmából a sejtmagba helyezik át ,hogy” bekapcsolják ” más lizoszomális fehérjék expresszióját, és fokozzák a lizoszomális biogenezist. Ez egy olyan mechanizmus, amellyel a sejtek megpróbálják kompenzálni a lizoszomális diszfunkciót. Mivel azonban az újonnan kialakult lizoszómák ezekben a betegségekben megtartják ugyanazt az elsődleges metabolikus hibát, ez a betegség patológiájának erősítéséhez vezethet.

az LSD-ben szenvedő betegeknél a mutált fehérjék stabilak lehetnek, és lizoszómákba szállíthatók (bár csökkent katalitikus funkciójuk van), vagy instabilak lehetnek, ha csak részleges vagy hiányzik a lizoszómák bejuttatása. Az egyes mutációk hatásai az enzimek normális expressziós mintájától függően sejt-és szövetspecifikusak is lehetnek. Általánosságban elmondható, hogy a lizoszomális gén egyetlen mutációjának heterozigóta “hordozói” nem alakulnak ki a rendellenesség klinikai tünetei, kivéve az X-hez kapcsolódó rendellenességeket. Például a Fabry-kórban az X-inaktivációs minták enzimaktivitás nélküli sejtcsoportokhoz vezethetnek, és az egy α-galaktozidázt hordozó női egyének mutációt okozhatnak a betegséggel kapcsolatos patológiában.18 ezenkívül ismert, hogy egy lizoszomális gén, az SMPD1, amely sav-szfingomyelinázt (ASM) kódol,” paternally imprinted ” (azaz az anyai kromoszómából), ami arra utal, hogy az A és B típusú NPD egyének, akik az anyai kromoszómán “súlyos” SMPD1 mutációkat örökölnek, súlyosabbak lehetnek, mint azok, akik ugyanazokat a mutációkat öröklik az apai kromoszómából.19 Ez is arra utal, hogy valamilyen B NPD hordozó egyének anyától származó mutációk talán kiállítás klinikai vagy laboratóriumi tünetek a betegség, de van legalább egy jelentés dokumentálja nagyon alacsony szérum magas sűrűségű lipoprotein szinten ilyen hordozó egyének.20

diagnosztikai vizsgálatok azoknál a betegeknél, akiknél LSD-k gyanúja merül fel, általában az izolált leukociták, tenyésztett fibroblasztok vagy transzformált limfoblasztok specifikus enzimatikus aktivitásának mérésére támaszkodnak. Egyes betegségek esetén a hordozóazonosítás és a prenatális diagnózis is rendelkezésre áll. Mivel azonban az egyes enzimaktivitások kimutatása gyakran összetett (pl., nem természetes szubsztrátokat, mosószereket és egyéb specifikus vizsgálati körülményeket használ), ajánlott, hogy a feltételezett esetek enzimatikus megerősítését az ilyen módszerekben tapasztalt speciális laboratóriumokban végezzék el. Amellett, mert a legtöbb LSDs fehérvérsejtek, bőr fibroblasztok nem a klinikailag releváns cella típusok, ezeket a vizsgálat módszerei a legjobb közvetett intézkedések a hibás lizoszomális fehérje funkciója a kóros területek. Ezért az in vitro mérések klinikai kimenetelének előrejelzése általában nem megbízható.21 például az ASM-hiányos NPD (a típus) infantilis, neurológiai formájával rendelkező betegek sejtjei, valamint a később kialakuló, nem neurológiai forma (B típus) gyakran hasonló maradék enzimatikus aktivitással rendelkeznek, bár klinikai lefolyásuk jelentősen eltér. Ez valószínűleg tükrözi az egyes mutáns ASM polipeptidek működését az agyban. Számos más példa létezik más LSD-k esetében is, egyedülálló kihívást jelent az újonnan diagnosztizált betegek fenotípusos eredményeinek előrejelzésére.

mint már említettük, számos genetikai rendellenességet azonosítottak az egyes LSD-k nagy részében. A legtöbb betegség esetében több mutációt találtak, ezek többsége egyedi (azaz magán) az egyes családok számára. Egyes LSD-k esetében azonban vannak olyan specifikus populációk, amelyek ismétlődő mutációkat okozhatnak az alapító hatások és/vagy a vérvörös hatás miatt, megkönnyítve a DNS-alapú szűrési módszerek alkalmazását az LSD kimutatására. Ezt a leghatékonyabban klinikai alkalmazásra fordították az askenázi zsidó populációban, amelyben a mutációk viszonylag kis száma(i) több LSD-t jelent.22 Ez vezetett a DNS-alapú “zsidó genetikai betegség” szűrőpanel létrehozásához, valamint a hordozó egyének populációalapú azonosításához ugyanazon rendellenesség esetén. Az ilyen egyének genetikai tanácsadásra kerülnek, hogy segítsék a családtervezést és a terhesség kimenetelét. Az ilyen szűrővizsgálatok végrehajtása drámai mértékben csökkentette egyes betegségek előfordulását ezen populáción belül (pl. infantilis Tay–Sachs-betegség), és valószínűleg más rendellenességek megelőzéséhez is vezet. A költséghatékony, nagy áteresztőképességű szekvenálási módszerek gyors fejlődése valószínűleg más populációkat és rendellenességeket is nyit meg ezekre a DNS-alapú szűrési megközelítésekre.23 fontos azonban megjegyezni, hogy a legtöbb DNS-rendellenesség funkcionális következményeit a fehérjefunkcióra nem erősítették meg, ezért a DNS-alapú módszereket önmagában nem szabad alkalmazni a betegek klinikai eredményeinek előrejelzésére, kivéve, ha ezeknek a rendellenességeknek a biokémiai következményei teljes mértékben megalapozottak. Általában a feltételezett LSD eset megerősítését enzimatikus és DNS-alapú vizsgálatokkal is el kell végezni, és ezek a laboratóriumi vizsgálatok csak ritkán hasznosak a klinikai eredmények előrejelzéséhez.