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Ema Grilo | 1 Out 2014

DOENÇAS DOS PEROXISSOMAS

INTRODUÇÃO

BIOGÉNESE DOS PEROXISSOMAS

FUNÇÕES DOS PEROXISSOMAS

DOENÇAS DOS PEROXISSOMAS

CLASSIFICAÇÃO SEGUNDO DEFEITO ENZIMÁTICO

APRESENTAÇÃO CLÍNICA

CLASSIFICAÇÃO SEGUNDO A IDADE DE APRESENTAÇÃO

DIAGNÓSTICO BIOQUÍMICO

DIAGNÓSTICO GENÉTICO

TRATAMENTO

2

SUMÁRIO

INTRODUÇÃO

Organelos vesiculares, envolvidos por membrana

Presentes no citoplasma de todas as células (excepto GV maduros)

Encontram-se em > quantidade no fígado e rim

Não contêm o seu próprio genoma, mas replicam-se por divisão como as mitocôndrias

Sofrem fusão e fissão, utilizando muitas das proteínas usadas em processos semelhantes na mitocôndria

3 ETAPAS:

1- Síntese proteica nos ribossomas

Dirigidos através de PTS - Peroxissomal Targeting Signals receptores específicos

2- Sistema de importação de proteínas para a membrana e matriz do peroxissoma

3- Divisão dos peroxissomas pré-existentes

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BIOGÉNESE DOS PEROXISSOMAS

Complexo sistema multiproteico de importação

fundamental na biogénese e proliferação dos

peroxissomas

- Reconhecimento de proteínas citoplasmáticas a

transportar para o peroxisoma (membrana e matriz)

- Codificadas pelos genes PEX (>15)

Qualquer mutação num dos genes PEX perda

de função das peroxinas anula a biogénese

dos peroxissomas doenças do Espectro

Zellweger

BIOGÉNESE DOS PEROXISSOMAS

PROTEÍNAS PEX-PEROXINAS

Catabólicas 3. Beta-oxidação: AGCML (Ác. Gordos Cadeia Mto Longa) Ácido pristânico (derivado do fitânico) – (origem na dieta) DHCA e THCA (Ác. di e trihidroxicolestanóico – intermed. Síntese ác. biliares)

4. Alfa-oxidação ácido fitânico (origem na dieta)

5. Catabolismo da lisina (via ác. pipecólico e ác glutárico) 6. Eliminação de moléculas tóxicas para a célula: H2O2 via catalase Glioxilato via alanina glioxilato transaminase

Anabólicas

1. Síntese de plasmalogénios (éter-fosfolípidos: memb. celulares / mielinização)

2. Síntese do colesterol e dos ác. biliares (a partir do mevalonato)

FUNÇÕES DO PEROXISSOMA

Muitos substratos são processados pelas

reacções oxidativas nos peroxissomas

Muito importantes no metabolismo lipídico:

1. Síntese de éteres-fosfolipídeos - plasmalogénios

- constituintes de membranas celulares e mielina

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FUNÇÕES DO PEROXISSOMA

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FUNÇÕES DO PEROXISSOMA

Muitos substratos são processados pelas

reacções oxidativas nos peroxissomas

Muito importantes no metabolismo lipídico:

1. Síntese de éteres-fosfolipídeos - plasmalogénios

- constituintes de membranas celulares e mielina

2. Formação de ácidos biliares a partir do colesterol

- via do mevalonato

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FUNÇÕES DO PEROXISSOMA

Muitos substratos são processados pelas

reacções oxidativas nos peroxissomas

Muito importantes no metabolismo lipídico:

1. Síntese de éteres-fosfolipídeos - plasmalogénios

- constituintes de membranas celulares (…mielina)

2. Formação de ácidos biliares a partir do colesterol

- via do mevalonato

3. Beta-oxidação dos AGCML

4 etapas mitocôndria / peroxissoma mas:

Especificidade de substrato

Mitocôndria: AG cadeia curta, média e longa

Peroxissoma: AGCML (C>20), AG ramificados

Conversão dos AG complexos em formas que podem ser posterior/ metabolizados pela mitocôndria

Mitocondria: a oxidação dos AG resulta na formação de NADH

Peroxissoma: a oxidação dos AG resulta na formação de NADH e de H2O2 (reduzido pelas catalases)

FUNÇÕES DO PEROXISSOMA

B-OXIDAÇÃO DOS ÁC. GORDOS

Acil-CoA-oxidase

Hidratase

3-hidroxiacil-CoA desidrogenase

Tiolase

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r FUNÇÕES DO PEROXISSOMA

Processamento de muitos substratos através

reacções oxidativas nos peroxissomas

Muito importantes no metabolismo lipídico:

1. Síntese de éteres-fosfolipídeos - plasmalogénios

- constituintes de membranas celulares e da mielina

2. Formação de ácidos biliares a partir do colesterol

- via do mevalonato

3. Beta-oxidação dos AGCML

4. Alfa-oxidação do ác. fitânico

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r FUNÇÕES DO PEROXISSOMA

Muitos substratos são processados pelas

reacções oxidativas nos peroxissomas

Muito importantes no metabolismo lipídico:

1. Síntese de éteres-fosfolipídeos - plasmalogénios

- constituintes de membranas celulares (…mielina)

2. Formação de ácidos biliares a partir do colesterol

- via do mevalonato

3. Beta-oxidação dos AGCML

4. Alfa-oxidação do ác. fitânico

5. Catabolismo da lisina - via ácido pipecólico e

ácido glutárico

6. Degradação de compostos tóxicos

Os produtos a degradar são marcados pela PEX5 e transportados para o peroxissoma, onde sofrem a acção de oxidases e catalases

Gould & Collins (2002) peroxissomal-protein import: is it really that complex? Nature Reviews Molecular Cell Biology 3, 382-389

FUNÇÕES DO PEROXISSOMA

DESINTOXICAÇÃO CELULAR

DESINTOXICAÇÃO

O peroxissoma contém enzimas direta/ relacionadas com o metabolismo do H2O2

O H2O2 é tóxico para organismo por ser uma fonte de radicais livres

A catalase converte o peróxido de hidrogénio em H2O e O2

Makino et al (2004 ) A metabolic model describing the H2O2 elimination by mammalian cells including H2O2 permeation through cytoplasmic and peroxissomal membranes: comparison with experimental data. Biochimica et Biophysica Acta 1673 (3) 149–159.

FUNÇÕES DO PEROXISSOMA

DESINTOXICAÇÃO CELULAR

DOENÇAS DOS PEROXISSOMAS

1. DEFEITOS DA BIOGÉNESE

Síndrome de Zellweger

Adrenoleucodistrofia neonatal

Dª de Refsum Infantil

Condrodisplasia Rizomélica Puntacta tipo 1

2. DÉFICE ENZIMÁTICO ISOLADO

Défice de racemase - pristânico e ác. biliares +++

Dª de Refsum clássica – fitânico +++

Hiperoxalúria tipo I – glioxilato +++

Acidúria mevalónica – colesterol ---

CDRP tipo 2 e 3 – plasmalogénios ---

Acatalasémia – catalase ---

Adrenoleucodistrofia lig.X

Défice de acil-CoA oxidase

Défice da proteína bifuncional

AGCML +++

Espectro Zellweger Genes PEX (≥15) - peroxinas

DOENÇAS DOS PEROXISSOMAS

CLASSIFICAÇÃO

Defeitos da biogénese e/ou função do peroxissoma resultam em:

Acúmulação de AGCML - citotóxicos para as células neuronais

DOENÇAS DOS PEROXISSOMAS

Defeitos da biogénese e/ou função do peroxissoma resultam em:

Acúmulação de AGCML - citotóxicos para as células neuronais

Acumulação de intermediários dos ácidos biliares - hepatotóxicos

DOENÇAS DOS PEROXISSOMAS

Defeitos da biogénese e/ou função do peroxissoma resultam em:

Acúmulação de AGCML - citotóxicos para as células neuronais

Acumulação de intermediários dos ácidos biliares - hepatotóxicos

Diminuição da síntese do ácido docosahexanóico (DHA) e de plasmalógenios danifica as membranas celulares

DOENÇAS DOS PEROXISSOMAS

DOENÇAS DOS PEROXISSOMAS

APRESENTAÇÃO CLÍNICA

Dismorfismos craniofaciais

Alterações

esqueléticas

Alterações Hepáticas e GI

Hepatomegália Icterícia

Colestase MPP

Alterações neurológicas

Hipotonia Convulsões

Encefalopatia Neuropatia periférica Lesão neurossensorial

16 doenças - grande variabilidade fenotípica

(Saudubray- 2010)

Neonatal

1 - 6 Meses

6M - 4 Anos

> 4 Anos

Saudubray, van den Berghe, Walter (Editors). Inborn Metabolic Diseases Diagnosis and Treatment Fifth Edition. Springer

DOENÇAS DOS PEROXISSOMAS

CLASSIFICAÇÃO CLÍNICA SEGUNDO A IDADE

Hipotonia grave desde o nascimento Dificuldades alimentares

Hiporreactividade / Convulsões

Dismorfismos cranio-faciais

Alt. esqueléticas (calcif. epifisárias)

Hepatomegalia/ icterícia /colestase

Cataratas/ retinopatia/ glaucoma

Surdez neurossensorial

Neonatal

Doenças

S. Zellweger

Espectro Zellweger

- Adrenoleucodistrofia NN

Condrodisplasia Rizomélica Puntacta

Def. proteina bifuncional

Doença da proteína dinamina-like 1

Def. de acil-CoA oxidase

DOENÇAS DOS PEROXISSOMAS

1973 - S. cérebro-hepato-renal

Hipotonia grave

Dismorfismos faciais

Doença hepática

Doença renal

Histologia: ausência de peroxissomas hepáticos

SÍNDROMA DE ZELLWEGER

Hipotonia grave e FM desde o nascimento

Dismorfismos típicos

Fontanela ↑↑, fronte proeminente, epicantus, implantação baixa pavilhões auriculares …

Calcificações epifisárias

Doença hepática

Hepatomegália, “peroxissomas fantasmas”

Alt. oculares e surdez neurosensorial

Quistos renais

Morte - 1º ano de vida

SÍNDROMA DE ZELLWEGER

www.neuropathologyweb.org/chapter10/chapter10...

Paquigiria Depósitos lípidos

RMN cerebral: alt.migração neuronal, atraso na mielinização

SÍNDROMA DE ZELLWEGER

Biópsia hepática: cirrose

A síndrome de Zellweger clássica é a variante mais grave dos distúrbios da biogénese dos peroxissomas

O termo “espectro Zellweger” reflecte o continuum de doença grave ligeira

Síndroma Zellweger (ZS)

Adrenoleucodistrofia neonatal (NALD)

Dª de Refsum infantil (IRD)

Sobreposição de fenótipos clínicos, c/ diferentes graus de gravidade

A distinção nem sempre é clara (NALD vs IRD)

Mais grave

Menos grave

ESPECTRO ZELLWEGER

ESPECTRO ZELLWEGER ESPECTRO ZELLWEGER

S. ZELLWEGER CLÁSSICO

Dismorfismos craniofaciais

Encurta/ rizomélico dos M

Calcificações epifisárias

Hipotonia grave

Convulsões

Doença hepática

Doença ocular e surdez NS

Quistos renais

MPP

ADRENOLEUCODISTROFIA NN

Dismorfismos (+++hipoplasia 1/3 médio da face)

Sintomas no latente: tremor, reflexos, convulsões

Def.. visual e auditivo progressivos

ADPM

Insuf SR pouco significativa (ACTH )

Ø quistos renais /calcificações

D. REFSUM INFANTIL

Dismorfismos minor

Idade de inicio dos sintomas variável

Sintomas neurológicos e GI: Ataxia, deterioração

cognitiva lenta mod-grave; vómitos/diarreia/ malab/ hepatomegalia e cirrose

Ø alt migração neuronal nem leucodistrofia progressiva

(Imagens cedidas pela ProfªDoutora Esmeralda Martins- H.Mª Pia Porto)

Dismorfismo facial típico (hipoplasia do 1/3

médio da face, com nariz em sela)

Encurtamento rizomélico dos membros ++++

Múltiplas contraturas articulares

Grave atraso de crescimento e psicomotor

Cataratas

RMN cerebral: atraso na mielinização,

atrofia cerebelosa, dilatação ventricular

CONDRODISPLASIA RIZOMÉLICA PUNCTATA

O fenótipo RCDP clássico é geneticamente heterogéneo (PEX7 no RCDP tipo 1&

GNPAT e AGPS no RCDP tipo 2 e tipo 3; DD c/ formas AD e ligadas ao X)

“Fendas” dos corpos vertebrais

Calcificações puntiformes das

epífises (podem desaparecer

aos 2A)

Possível ictiose

Variabilidade fenotípica

Fotos de: Rudolph's Pediatrics-2003 online

CONDRODISPLASIA RIZOMÉLICA PUNCTATA

Envolvimento grave do SNC - hipotonia,

convulsões, e neuropatia periférica e ADPM

Deficiência de vitamina D

Morte: 6 meses - 2 anos

Defeito enzimático isolado da β-oxidação AG peroxissomal mais diagnosticado

Manifestações clínicas semelhantes ao Zellweger ou Adrenoleucodistrofia NN

DÉFICE DE PROTEINA BIFUNCIONAL

Envolvimento grave do SNC - hipotonia,

convulsões, e neuropatia periférica e ADPM

Deficiência de vitamina D

Morte: 6 meses - 2 anos

Defeito enzimático isolado da β-oxidação AG peroxissomal mais diagnosticado

Manifestações clínicas semelhantes ao Zellweger ou Adrenoleucodistrofia NN

DÉFICE DE PROTEINA BIFUNCIONAL

MPP

Hepatomegalia

Icterícia colestática

Problemas gastrointestinais

Alt. visuais

HipoCLT, hipoLP,

Déf. vit. lipossolúveis (ADEK)

Doenças

Espetro Zellweger

CDRP - formas ligeiras

Def. proteina bifuncional

1-6 meses

DOENÇAS DOS PEROXISSOMAS

Má evol. estaturo ponderal

Alt. neurológicas

ADPM

Alt. visuais e auditivas

Osteoporose

Doenças

Formas ligeiras do Espetro Zellweger

- Doença de Refsum Infantil

CDRP – formas ligeiras

Adrenoleucodistrofia de instalação tardia

6M-4A

DOENÇAS DOS PEROXISSOMAS

Alt. comportamento

Deterioração cognitiva e motora

Desmielinização subst. branca

Paraparésia espástica

Alt. visuais e auditivas

Neuropatia periférica, alt. marcha

Doenças

Adrenoleucodistrofia lig. ao X

Dª de Refsum Clássica

Def. racemase

> 4A

DOENÇAS DOS PEROXISSOMAS

Doença dos peroxissomas mais comum

Forma cerebral infantil (até 40% das X-ALD) – fenótipo + grave

Início 5 - 12 anos

Alterações comportamento / Dific. Escolares

Perda de visão, audição

Ataxia cerebelosa

Convulsões

Estado vegetativo com tetraplegia espástica

Hipoglicémia, perda de sódio

Hiperpigmentação da pele (ACTH >>)

RMNce: Lesões desmielinizantes, occipitais, simétricas

ADRENOLEUCODISTROFIA LIGADA AO X

www.neuropathologyweb.org/chapter10/chapter10...

Gliose e inflamação

Depósitos lípidos

Desmielinização

Variabilidade fenotípica … escassa correlação c/ genótipo ou alt. BQ

ADRENOLEUCODISTROFIA LIGADA AO X

Fenótipo Descrição Início Frequência em

familiares Cerebral infantil Declínio neurodegenerativo progressivo,

com dª da substância branca, convulsões sem tratamento … estado vegetativo

3–10 anos 31–35%

Cerebral adolescente ~ infância, progressão mais lenta 11–21 anos 4–7%

Adrenomieloneuropatia (AMN)

Neuropatia progressiva, paraparésia; ~ 40% progridem para envolvimento cerebral

21–37 years 40–46%

Cerebral adulto Demência, alt comportamento, progressivo, mas sem fenótipo AMN

Idade adulta 2–5%

Olivo-ponto-cerebelar Envolvimento cerebral & tronco cerebral adolescência- idade adulta

1–2%

“Dª de Addison” Insuficiência adrenal < 7.5 anos até 50% na criança, varia com a idade

Assintomático Possível: insuf SR ou fenótipo AMN subclínicos

+ comum em rapazes mais

novos

% de assintomáticos diminui com a idade

Fenótipos no sexo masculino

Moser, Hugo W.; Smith, Kirby D.; Watkins, Paul A.; Powers, James; Moser, Ann (2004). "X-Linked Adrenoleukodystrophy". In Scriver, C.W.; Beaudet, A.L.; Sly, W.S. et al. Metabolic and Molecular Bases

of Inherited Disease (8th ed.). New York: McGraw Hill.

ADRENOLEUCODISTROFIA LIGADA AO X

Fenótipos no sexo feminino

Moser, Hugo W.; Smith, Kirby D.; Watkins, Paul A.; Powers, James; Moser, Ann (2004). "X-Linked Adrenoleukodystrophy". In Scriver, C.W.; Beaudet, A.L.; Sly, W.S. et al. Metabolic and Molecular Bases

of Inherited Disease (8th ed.). New York: McGraw Hill.

Fenótipo Descrição Início Frequência em familiares

Assintomático Sem doença cerebral nem adrenal Maioria das mulheres < 30 anos

Diminui com a idade

Mielopatia ligeira ROTs +++, alt. sensoriais mb inf Idade adulta ~50% das mulheres > 40 anos

Adrenomieloneuropatia moderada a severa

~ ao fenótipo AMN nos homens, mais ligeiro e início mais tardio

Idade adulta ~15% das mulheres > 40 anos

Envolvimento cerebral Demência progressiva Idade adulta ~2%

Envolvimento adrenal Insuficiência adrenal primária Qualquer idade ~1%

ADRENOLEUCODISTROFIA LIGADA AO X

Início idade escolar/ adolescência - 50A

Retinopatia

Neuropatia periférica (↓FM, ROT)

Ataxia cerebelosa

Perda auditiva, anósmia

Alt. cardíacas e esqueléticas e cutaneas

LCR: proteínas, cél N

Ø ADPM / défice intelectual / disf. hepática

Dismorfismos minor

Def. racemase (clinica ~ Refsum)

DOENÇA DE REFSUM CLÁSSICA

AGCML Plasmalogénios Ácido Fitânico

Ácido Pristânico

DHCA e THCA

Espectro Zellweger > < N - > N - > >

CDRP I N < N - > N N

X-ALD > N N N N

Def. acil-CoA oxidase > N N N N

Def. prot. bifuncional > N N - > N - > >

Dª de Refsum clássica N N > N N

Def. racemase N N N - > > >

CDRP II e III N < N N N

AGCML: Plasma, fibroblastos A. Fitânico, A.Pristânico: Plasma DHCA e THCA: Plasma, urina Plasmalogénios: GV

DOENÇAS DOS PEROXISSOMAS

DIAGNÓSTICO BIOQUÍMICO

Espectro Zellweger - elevado grau de heterogeneidade genética

Mut. PEX1 - 70% dos casos

Mut. PEX6, PEX10, PEX12 ou PEX26 - 20%

Mut. PEX13, PEX14, PEX16, PEX19, PEX2, PEX3, PEX5 PEX11B - menos comuns

Fenótipo correlaciona-se com o efeito da mutação na proteína

… mas sem correlação PEX – fenótipo

Condrodisplasia rizomélica punctata

Mut. PEX7 - tipo I

Mut. GNPAT - tipo II

Mut. AGPS – tipo III

Adrenoleucodistrofia ligada ao X

Mut. ABCD1 (transportador de membrana dos AGCML para os peroxissomas)

DOENÇAS DOS PEROXISSOMAS

DIAGNÓSTICO GENÉTICO

Todas AR exceto X-ALD

Teste do portador e DPN é possível se ambos alelos causadores de dª conhecidos

O DPN através de testes bioquímicos é possível se fibroblastos do caso índex manifestarem défice

Defeitos bioquímicos devem ser confirmados em culturas de fibroblastos do doente, uma vez que os defeitos bioquímicos presentes nos fluidos corporais / fígado podem não ser detectáveis em células cultivadas ("mosaicismo peroxissomal")

DOENÇAS DOS PEROXISSOMAS

DIAGNÓSTICO GENÉTICO

Adrenoleucodistrofia ligada ao X

Tratamento da insuf. Adrenal

Transplante de medula óssea nos pré-sintomáticos (< alt. neurol; ≥ alt. RMN)

Óleo de Lorenzo (ác oleico e erúcico) + dieta ↓ AGCML, clinica/ ineficaz

Lovastatina?

Doença de Refsum

Dieta de restrição de ácido fitânico

Doenças do espectro Zellweger

Ácido docosahexaenóico (DHA) ??

DOENÇAS DOS PEROXISSOMAS

TRATAMENTO

OBRIGADA PELA VOSSA ATENÇÃO !

DOENÇAS DO PEROXISSOMA

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