Галактоземија - мутации на ГАЛТ - Синево

Генерални информации

Галактоземија е болест со автосомно рецесивно пренесување, која се карактеризира со нарушување на метаболизмот на галактоза со појава на компликации што можат да го загрозат животот на новороденчето 5 .

Галактозата е компонента на лактоза, гликолипиди, гликопротеини и протеогликани; неговиот метаболизам се постигнува главно во црниот дроб и бубрезите. Конверзијата на галактоза во гликоза ги вклучува следниве чекори (види слика 1):

• фосфорилација на галактоза со формирање на галактоза-1-фосфат, реакција што се изведува со помош на галактокиназа;
• трансфер на остатокот од галактозил во UDP-глукоза под дејство на UDP-глукоза-галактоза-1-фосфат-уридил-трансфераза (GALT);
• интерконверзијата помеѓу глукозата и галактозата се одвива на ниво на нуклеозид-дифосфати, вклучува пресврт на стереохемиската конфигурација на 4 'хидроксилната група и се катализира од UDP-глукоза-4-епимераза; оваа фаза придонесува за регенерација на UDP-глукоза и со тоа се обезбедува континуитет на циклусот на метаболизам на галактоза.

Генерираниот глукоза-1-фосфат може да се изомеризира во глукоза-6-фосфат што игра важна улога во процесот на гликолиза и биосинтезата на инозитол.

Галактозата може да се претвори во галактитол под дејство на алдоза редуктаза, во присуство на NADPH (или NADH), што е алтернативен пат на метаболизам на галактоза кај пациенти со галактоземија. Исто така, може да се оксидира под дејство на галактоза дехидрогеназа, што доведува до формирање на галактонска киселина и СО2 1 .

Сл. 1 метаболизам на галактоза (патека на Лелуар)

Хипергалактоземија е поврзана со 3 ензимски недостатоци:

- тип I (ГАЛТ) - модификација на ензимската активност на галактоза-1-фосфат-уридил-трансфераза (ГАЛТ), која е одговорна за наследна галактоземија и е најчест ензимски дефицит;

-тип II (GALK1) - модификација на ензимската активност на галактокиназа, која ја претвора галактозата во галактоза-1-фосфат; тоа е редок недостаток;

-тип III (GALE) - модификација на ензимската активност на уридин-дифосфат-глукоза-4-епимераза, која ја епимеризира UDP галактозата во UDP глукоза и исто така е невообичаена 3 .

Тип	Ген	локус	Ензим	Име
1	ГАЛТ	9p13	галактоза-1-фосфат трансфераза уридилат	Класична галактоземија
2	ГАЛК1	17q24	галактокиназа	Недостаток на галактокиназа
3	гала	1p36-p35	UDP-галактоза-4-епимераза	Недостаток на UDP-галактоза-4-епимераза

Хетерозиготите (генотип G/N, N е нормален алел) се асимптоматски, што покажува преполовување на активноста на ензимот во споредба со луѓето без мутации 3; 5 .

Генот што го кодира ензимот GALT се наоѓа на кратката рака на 9-от хромозом и е составен од 11 егзони (види слика 2). Идентификувани се повеќе од 180 генски мутации; голем број од 8 мутации кои предизвикуваат болести (Г) најчесто се наоѓаат кај пациенти со класична галактоземија. Најчеста е мутација на егзон 6 точка што предизвикува глутамин да се замени со аргинин (Q188R; p.Gln188Arg) и кој е одговорен за 60-70% од случаите на заболување кај Кавказците. Мутација S135L (стр Сер135Леу) што ја одредува замената на серинот со леуцин е најчеста кај црната популација поврзана со над 50% од случаите на заболување кај оваа категорија на луѓе. Мутатија K285N (стр. Lys285Asn) што предизвикува замена на лизин со аспарагин во егзон 9 е на второ место по фреквенција кај алелите поврзани со болести кај Кавказците (28%). Мутација L195P (стр.Леу195Про) кој го заменува леуцинот со пролин е забележан во 5-7% од случаите на класична галактоземија 6; 7 .

Сл. 2 Локација на генот ГАЛТ на хромозомот 9

Покрај класичната форма, постои и варијанта на галактоземија Дуарте - асимптоматска состојба или придружена со лесни клинички манифестации - што произлегува од делумно оштетување на ГАЛТ ензимот. Оваа варијанта се карактеризира со соединение хетерозиготност за класичен G алел што предизвикува значително намалување на GALT и Duarte D-2 алел (D2; понекогаш наречен D) што предизвикува делумно оштетување на GALT. Хемолизатите од пациенти со галактоземија ГАЛТ во просек покажуваат ензимска активност на

25%, иако се опишани големи индивидуални варијации. При електрофореза со изоелектрично фокусирање, се добива карактеристичен аспект на променетата подвижност на изоензимот ГАЛТ. Претходните студии покажаа дека алелите Д носат мутација на мисица стр.N314D (c.940A> G) што ја одредува замената на аспарагинот во позиција 314 со аспарагинска киселина. Дуарте фенотипите (Д/Н, Д/Д и Д/Г) покажуваат приближно 75, 50 и 25% од нормалната активност на ГАЛТ, соодветно, и се јавуваат со преваленца од приближно 6% кај белата популација. Замената N314D е целосно одговорна за нарушената мобилност на ензимите, но не го објаснува делумното оштетување на активноста на ГАЛТ. Покрај тоа, оваа мутација се наоѓа и кај алелите Дуарте-1 (Д1, исто така наречен Лос Анџелес или ЛА) кои асоцираат на нормална или зголемена ензимска активност, сметајќи се поради оваа причина како обична варијанта или полиморфизам на генот ГАЛТ. Последователните студии на алелите D1 и D2 покажаа дека N314D се наоѓа во врзувачка нерамнотежа со други варијанти на нуклеотидни секвенци, и тие се разликуваат помеѓу D1 и D2.

Така, алелите Д1 специфично покажуваат промена на c.652C> T нуклеотиди што предизвикува тивка замена на кодон 218 (CTA → TTA, стр. L218, понекогаш исто така наречен L218L), додека алелите D2 покажуваат бришење 5 'од 4 бпн на промоторот (c.-119_-116delGTCA) заедно со 3 модификации на интронични бази. Двете алели Д1 и Д2, исто така, носат обемна низа на нуклеотиди А на ниво на интрон 10. Разликата помеѓу 2 алели во однос на ензимската активност на ГАЛТ е долго време предмет на контроверзии. Неодамнешна студија укажува на постоење на намален израз на mRNA во алелот Д2 што придонесува за нарушена функција на ГАЛТ; згора на тоа, бришењето на промоторот од 5 ’4 бп би претставувало каузална мутација кај галактоземијата Дуарте 2 .

Недостаток на галактокиназа (тип II) може да се посомнева кај луѓе со катаракта, галактоземија и зголемена екскреција на галактитол во урина, но нема други клинички манифестации.

Преваленцата на дефицит на ГАЛК е непозната, но веројатно е помала од 1: 100,000. Откривањето на ниско ниво на активност на галактозокиназа е важен елемент во утврдувањето на дијагнозата, но потврдата се прави со истакнување на мутациите во генот што го кодира ензимот.

Може да биде ограничено на еритроцити и леукоцити и е поврзано со развој на катаракта, но не предизвикува застој во растот, ментална ретардација или оштетување на црниот дроб.

Администрација на лактоза кај бремени жени со недостаток на галактокиназа може да предизвика фетална катаракта 5 .

Недостаток на UDP-галактоза-4-епимераза (GALE) (тип III) треба да се посомнева кај луѓе со заболување на црниот дроб, невросензорна глувост поврзана со покачени нивоа на еритроцити галактоза-1-фосфат и нормални нивоа на ГАЛТ. Дијагнозата се утврдува врз основа на откривање на ниско ниво на активност на UDP-галактоза-4-епимераза и се потврдува со нагласување на мутации во генот што го кодира ензимот. Недостаток на UDP-галактоза-4-епимераза има проценета преваленца од 1: 23000 во Јапонија и е непозната кај другите популации 3; 5 .

Галактоземија е состојба што може да се открие со скрининг на новороденчиња. Клинистестот е наједноставниот скрининг тест и се базира на утврдување на галактоза во примерок од урина. Се изведува 24-36 часа по администрација на препарат кој содржи лактоза. Во некои земји, тестот се користи од капка крв собрана на стандардизирана филтер-хартија (Гатри картичка) која ја одредува вкупната галактоза (галактоза и галактоза-1-фосфат) и/или активноста на ензимот ГАЛТ. Кај деца со висок ризик, галактоза-1-фосфат може да се утврди од крвта собрана од папочната врвца. Идеален тест за скрининг е оној што ја мери активноста на ГАЛТ 3; 5 .

Препораки за генетско тестирање

Генетско тестирање за мутации на ГАЛТ се користи за да се потврди дијагнозата на галактоземија кај деца со позитивен скрининг за новороденчиња. Корисен е и за диференцирање на алелите Duarte D2 од LA алелите.

Така, генетското тестирање го дефинира генотипот и овозможува утврдување на прогнозата.

Тестирање на блиски роднини за асимптоматски носител на статусот може да се изврши по генетско советување и само по идентификување на мутации кои предизвикуваат болест во семејството. Бидејќи галактоземијата се пренесува автосомно рецесивно, родителите на дете со класична галактоземија се нужно хетерозиготни за мутален Г алел, а неговите асимптоматски браќа и сестри имаат ризик од 2/3 да бидат носители на алелот Г. % да се носители.

Браќа и сестри кај дете со галактоземија Дуарте моментално имаат 25% ризик од Д/Г галактоземија ако родителите имаат генотипови Д/Н и Г/Н и 25% ризик од класична Г/Г галактоземија ако родителите имаат Д/Г генотипови. G и G/N; поради оваа причина, генетското тестирање на родителите е оправдано.

Пренатална дијагноза за фетуси со ризик од 25% од класична галактоземија (G/G) е можна со анализа на ДНК извлечена од фетални клетки добиена со амниоцентеза, обично изведена при приближно 15-18 недела од бременоста или биопсија на хорионски ресички, на околу 10-12 недела од бременоста. И во овие случаи алелите Г во семејството мора да се идентификуваат однапред 5 .

Примерок собрани - крвта ќе дојде 4 .

Контејнер за берба - вакутаин кој содржи ЕДТА како антикоагулант 4 .

Количината собрана - 5 ml крв 4 .

Причини за одбивање да се обиде - употреба на хепарин како антикоагуланс; коагулирани или хемолизирани примероци 4 .

Стабилност на тестот - 7 дена на 2-8ºC 4 .

Метод - комплетно секвенционирање на генот GALT + анализа на бришење/удвојување на МЛПА; може да се детектираат и мутациите поврзани со класичната галактоземија и варијантите Дуарте 1 .

Известување и толкување на резултатите

Мутациите откриени во ГАЛТ генот и соодветниот генотип ќе бидат соопштени 4 .

Библиографија

1. Дејвид Л. Нелсон, Мајкл М. Кокс. Гликолиза, гликонеогенеза и патека на пентозен фосфат. Во „Ленингер принципи на биохемијата“, петто издание, 2008 година, В. Х. Фримен и Компани, 545-546.

2. Аманда Е. Карни, Ребека Д. Сандерс, Кери Р. Гарза, Ли Ен МекГаха, Лора Hеј Бин, Брадфорд В. Кафе, Jamesејмс В. Томас, Дејвид Cut. Катлер, Натали Л. Курткаја, Judудит Л. Фридович- Кил. Потекло, дистрибуција и изразување на аулетот Дуарте-2 (Д2) на галактоза-1-фосфат уридилилтрансфераза. Во човековата молекуларна генетика, 2009 година, том 18, бр.9, 1624-1632.

3. eraерард Т Бери, Georgeорџ А Анадиотис, недостаток на галактоза-1-фосфат уридилтрансфераза (галактоземија) www.emedicine.medscape.com, тип на рефлексија: Интернет комуникација.

4. Лабораторија во Синево. Специфични препораки на употребената технологија за работа во 2010 година. Ref Type: Каталог.

5. Луис Ј Елсас Втори. Галактоземија. Осврти за гените, 2000 година, www.ncbi.nlm.nih.gov. Референтен тип: Интернет комуникација.

6. Клиника Мајо, Медицински лаборатории Мајо. Референтни лабораториски услуги за здравствени организации. Анализа на гените на галактоземија, позната мутација. www.mayomedicallaboratories.com. 2010. Ref Type: Интернет комуникација.

7. ОМИМ (Интернет наследство на Менделијан кај човекот). Уридилилтрансфераза-галактоза-1-фосфат. http://www.ncbi.nlm.nih.gov. Референтен тип: Интернет комуникација.

8. Валериу Попеску, Алис Антрасијан, Андреј Замфиреску. Неонатален скрининг кај генетски метаболички заболувања. Во Revista Romana de Pediatrie, том LVIII, бр.4, 2009 година.

---