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MERRF Myoclonic epilepsy with ragged-red fibers. FUNDAÇÃO FACULDADE FEDERAL DE CIÊNCIAS MÉDICAS DE PORTO ALEGRE DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS MORFOLÓGICAS DISCIPLINA DE GENÉTICA HUMANA Rafaela de Vargas Ortigara Sheila Ferreira Fernandes Tatiana Bianchi Monitora: Niara Oliveira.
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MERRF Myoclonic epilepsy with ragged-red fibers
FUNDAÇÃO FACULDADE FEDERAL DE CIÊNCIAS MÉDICAS DE PORTO ALEGRE DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS MORFOLÓGICAS DISCIPLINA DE GENÉTICA HUMANA Rafaela de Vargas Ortigara Sheila Ferreira Fernandes Tatiana Bianchi Monitora: Niara Oliveira
Mitocôndrias essenciais no fornecimento de energia para as células. DNA mitocondrial grande influência na produção dessa energia. Defeitos mitocondriais ampla variedade de manifestações clínicas. Introdução
Primeiros relatos década de 60. Década de 90 métodos diagnósticos mais eficientes. 1 : 10.000 nascidos vivos. MERRF uma das doenças associadas a defeitos no mitDNA.
Mitocôndrias: organelas esféricas ou alongadas; presentes em quase todas as células eucarióticas; produção de energia - ATP (rico em ligações energéticas); distribuição celular e nos tecidos: variável. Características Mitocondriais
Geração de energia: fosforilação oxidativa; cadeia respiratória - 5 complexos; passagem de elétrons liberação de energia gradiente de prótons síntese de ATP.
Mitocôndria DNA, RNA e ribossomos próprios. Células somáticas mononucleares 1000 a 5000 cópias de mitDNA. Ovócitos maduros 100.000 ou mais cópias de mitDNA. mitDNA informações genéticas para algumas proteínas mitocondriais - capacidade biossintética. DNA mitocondrial
Genoma mitocondrial humano: pequena molécula circular de DNA de cadeia dupla; 16569 pares de bases; compacto, sem íntrons; 37 genes 2 rRNAs 22 tRNAs 13 mRNAs 13 polipeptídeos (componentes da cadeia respiratória).
Função celular e função mitocondrial: interdependentes; mais de 100 proteínas codificadas no núcleo são necessárias para manter o mitDNA e expressar os produtos de seus genes. Nº das subunidades dos complexos da cadeia respiratória codificadas pelo mitDNA: Complexo I 7 (ND1, ND2, ND3, ND4, ND4L, ND5, ND6); Complexo II 0 ;
Complexo III 1 (citocromo b); Complexo IV 3 (COXI, COXII, COXII); Complexo V 2 (ATPase 6 e 8). Suscetibilidade a mutações mitDNA sem histonas protetoras e sem um sistema de reparo efetivo - radicais livres. Mutações por rearranjos (deleções ou duplicações) e pontuais. Mais de 200 mutações mitocondriais patogênicas identificadas.
Hipótese endossimbionte: Célula maior anaeróbica + células menores aeróbicas; Célula maior nutrientes e proteção às menores; Células menores oxidação e fornecimento de energia à maior; Evolução do mitDNA
Evolução: célula maior organismo eucarionte; células menores mitocôndrias; Fatores que sustentam a hipótese endossimbionte: mitDNA próprio; genoma mitocondrial diferente do nuclear; genoma mitocondrial com características comuns ao procarioto; Transferência de genes ao nDNA.
Não clássica. Exclusivamente materna. Homens afetados não transmitem a sua prole. Todos os filhos de mulheres afetadas têm a mutação. HERANÇA MITOCONDRIAL
Multiplicidade de moléculas de mitDNA por célula HOMOPLASMIA: quando contém somente moléculas de mitDNA normais ou anormais, isto é, são todas idênticas. HETEROPLASMIA: quando contém tanto moléculas de mitDNA normais quanto anormais em proporções que podem variar.
Segregação e transmissão complexas e não bem estabelecidas: Segregação mitótica; ¨Bottleneck¨.
Grupo de citopatias com expressão clínica heterogênea que decorrem de alterações no metabolismo energético celular. Decorrem mais freqüentemente de mutações no mitDNA. Também podem ocorrer devido a mutações no nDNA ou defeitos na sinalização intergenômica. DOENÇAS MITOCONDRIAIS
As mutações no mitDNA podem ser: REARRANJO: esporádicas, não transmitidas às gerações subseqüentes; ocorrem na área de deleções comuns; Síndrome de Kearns-Sayre (KSS); Síndrome de oftalmoplegia externa progressiva crônica (CPEO); Síndrome de Pearson.
SUBSTITUIÇÕES PONTUAIS: troca de uma base nitrogenada por outra em um gene mitocondrial; podem afetar genes mitocondriais dos 13 polipeptídeos, dos 2 rRNAs, ou dos 22 tRNAs; são de herança estritamente materna; Neuropatia óptica hereditária de Leber (LHON) - GA no gene da subunidade ND4 do complexo I, convertendo arginina para histidina; Síndrome de Leigh - TG no gene da ATPsintetase mitocondrial, convertendo leucina para arginina.
MELAS - mitochondrial encephalomyopathy, lactic acidosis and stroke episodes - AG no gene do tRNAleu ; MERRF- myoclonic epilepsy with ragged-red fibers; outras são sugeridas, como a Surdez não sindrômica.
Myoclonic epilepsy with ragged-red fibers. Encefalomiopatia mitocondrial. Rara, de herança materna, progressiva e devastadora. Mutação em genes mitocondriais que codificam tRNAs produção defeituosa de diversas proteínas fosforilação oxidativa afetada decréscimo na produção energética manifestações clínicas. MERRF
Mutações no gene tRNALys. 80 a 90% transição AG na posição 8344. 10 a 20% transição TC na posição 8356. Outras mutações: AG na posição 3243 (MELAS). Heteroplasmia. Etiologia - bases moleculares e bioquímicas
Mutação defeito na síntese proteíca mitocondrial. redução geral da síntese proteíca; códon de terminação, determinando uma finalização precoce da tradução; geração anormal dos produtos da tradução; número de resíduos de lisina nos polipeptídeos; redução no consumo de O2 e na atividade enzimática da cadeia respiratória; NADH desidrogenase (complexo I) e citocromo c oxidase (complexo IV).
Resultado déficit energético celular. Mutações no tRNA do mitDNA deficiências enzimáticas e defeitos na tradução independentemente do nDNA.
Mutação que causa defeitos nos complexos I e IV da cadeia respiratória. Questão chave: requerimento energético do tecido conforme sua função celular. Manifestações clínicas dependem de uma série de fatores. FISIOPATOLOGIA E CORRELAÇÃO FENÓTIPO GENÓTIPO-LIMIAR DE EXPRESSÃO
LIMIAR DE EXPRESSÃO: limite de déficit energético suportado pelo tecido, conforme seu trabalho celular; tecidos diferem quanto ao grau de requerimento energético; classificação bioenergética em limiar de expressão em órgãos humanos são, em ordem decrescente: SNC, coração, músculo esquelético, sistema renal, endócrino e hepático.
Quando excedido seu limiar de expressão as manifestações clínicas são apresentadas. Sugere-se que estejam associadas com a percentagem de mitDNA mutante do tecido. Células cerebrais in vitro têm sua síntese protéica prejudicada quando um limiar específico de ~85% de mitDNA é excedido.
Mais que 60% de mitDNA mutante no tecido cerebral. Mais que 92% de mitDNA mutante no tecido muscular. Correlação idade, nível de mitDNA mutante e fenótipo.
Respeita as características da herança mitocondrial em geral. Transmissão estritamente materna. Menor freqüência de filhos clinicamente afetados, comparada a MELAS. Nível de mitDNA mutante no sangue materno> 40% = possibilidade de filhos clinicamente afetados. HERANÇA MITOCONDRIAL EM MERRF
Início dos sintomas: entre 5 e 12 anos. Piora progressiva com a idade. Sintomas relacionados à: proporção entre mitocôndrias mutantes e normais; necessidade energética do órgão afetado. Sistema nervoso necessita de maior aporte energético. Características Clínicas
Manifestações mais freqüentes: miopatia mitocondrial; mioclônus; ataxia; epilepsia; surdez neuro-sensorial. Menos freqüentes: demência, neuropatia, baixa estatura, atrofia óptica, DM, AVC.
Clínica: levantar suspeita de d. mitocondrial; praticamente é diagnóstico de exclusão. Histopatológico: músculo é tecido ideal; fibras rotas vermelhas(ragged-red fibers) – cortes de criostato corados pelo tricrômio de Gomori; quando > que 3% é quase patognomônico; quando em crianças e adolescentes, necessita-se de outros métodos diagnósticos. Diagnóstico
Bioquímico: Alteração no estado de oxirredução do plasma, devido à deficiência funcional do ciclo de Krebs: aumenta concentração de lactato, piruvato, relação lactato/piruvato e corpos cetônicos; se lactato estiver entre 2,2 e 7mmol/L, fazer relação L/P após teste de esforço e/ou após sobrecarga de glicose; se lactato for > que 7mmol/L, não é necessário.
A partir de índices de oxirredução alterados, dosar atividade das enzimas mitocondriais: medida do consumo do O2 pela mitocôndria (polarografia): diminuído em MERRF; medida da atividade da citocromo c oxidase (compl.IV): diminuída em MERRF; atividade da NADH-CoQ-citocromo c redutase (compl.I eIII): diminuída em MERRF; atividade da oxidação da NADH na presença da ubiquinona (receptor de elétrons): também diminuída; atividade da citrato sintetase (enz do ciclo de Krebs).
Molecular: As mutações de ponto mais freqüentes em MERRF (MTTK*MERRF8344G e MTTK*MERRF8356C) são detectadas através do estudo de polimorfismos de comprimentos de fragmentos de restrição de regiões do mitDNA amplificadas por PCR.
Investigação adicional: Eletroencefalograma: ondas basais lentas e picos multifocais; Eletromiografia: perda de unidades motoras, velocidade de condução diminuída; Imagem (TC, RNM): calcificação de núcleos da base, atrofia de hemisférios cerebrais e cerebelares, alterações na substância branca; ECG, ecocardiograma, etc.
Não há cura para MERRF. Os objetivos são melhorar o funcionamento anormal da cadeia respiratória e proporcionar alívio sintomático. A resposta ao tratamento varia de um indivíduo para outro. Tratamento
Vitaminas e co-fatores: proporcionar > produção de ATP; Coenzima Q e derivados quinona: regularização do piruvato e lactato; vitamina K3, K1, C: melhorar o transporte de elétrons; vitamina B2: co-fator nos complexos de fosforilação I e II;
vitamina B1, B3, E, ácido fólico, ácido lipóico, selênio, betacaroteno, biotina e outros: diminuem a progressão da doença pelo poder antioxidante; dicloroacetato: regularização do lactato e piruvato.
Mudanças na rotina: - evitar o jejum prolongado; - vômitos/anorexia: hospitalização; - cuidados com regimes de emagrecimento; - evitar alimentos ricos em Fe: lesão na mitocôndria e mitDNA; - evitar bebidas alcoólicas e cigarro; - evitar ambientes muito frios ou quentes; - evitar situações cansativas.
Tratamento sintomático: - atenuar manifestações de MERRF nos diversos órgãos; - mioclônus: antiepilépticos; - musculatura esquelética: fisioterapia; - descompensação metabólica: hidratação, glicose EV, correção da acidose e repouso.
Não há relação entre o resultado dos testes e o verdadeiro fenótipo a ser manifestado pelo indivíduo. Orientar as famílias e as gestantes é uma tarefa de grande desafio para o médico. Diagnóstico Pré-natal eAconselhamento Genético