Diapositiva 1 - Istituto Nous
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Carenza congenita di Alfa-1-Antitripsina ALTA FREQUENZA IN EUROPA E NEGLI USA PRINCIPALE CAUSA GENETICA DI ENFISEMA E DI EPATOPATIA PRIMA CAUSA DI TRAPIANTO DI FEGATO IN ETA' PEDIATRICA ALTO POLIMORFISMO DELLA PROTEINA (OLTRE 100 VARIANTI NORMALI E PATOLOGICHE) MALATTIA DA ACCUMULO PROTEICO E MALATTIA CONFORMAZIONALE ASSOCIAZIONE MUTAZIONE/MALATTIA (solo l'8-20% degli omozigoti Z sviluppa epatopatia) Varianti dell‘alfa-1-antitripsina Variante M Variante S Più comune variante “normale” della proteina alfa-1-antitripsina Livelli plasmatici di AAT leggermente ridotti Rilevanza clinica minima Malripiegamento della proteina che porta alla polimerizzazione dell’AAT Variante Z Livelli plasmatici di AAT molto ridotti Variante deficitaria più comune Varianti Null Portano alla mancanza di alfa-1-antitripsina circolante (mancanza completa di sintesi) Pi MM Pi ZZ Epatocita + M+ + Normali livelli di AAT M+ Condizioni basali +++ Livelli sierici M +++ +++ di AAT elevati (fino a 5vv i v.n.) Pi MZ Condizioni basali M+ Z+ + 100% Livelli sierici di AAT intermedi 85-90% Stimolazione clinica M +++ Z +++ +++ Z+ Severo deficit di AAT Z+ M +++ Stimolazione clinica Condizioni basali +++ Livelli sierici di AAT nella norma Stimolazione clinica Z +++ +++ Z +++ +++ Severo deficit di AAT Patologie polmonari Deficit di A1AT Adulti Epatopatie Neonati Bambini Adulti La causa più frequente di trapianti di fegato in età pediatrica. A1AT e patologie epatiche L’epatopatia deriva dall’effetto tossico della proteina mutata DEFICIENT VARIANTS Allele Common: -Z -S Rare: -Mmalton/Cagliari -M procida - Mm springs - M nichinan - M-Siiyama Z/Z Mutation Exon Glu342GAG-LysAAG Glu264GAA-ValGTA V III deletion Phe52TTC II Leu41CTG-ProCCG Gly67GGG-GluGAG deletion Phe52TTC Ser53TCC-PheTTC II II II II and/or Children’s Hospital of Pittsburgh • Avete pazienti con deficit di A1AT? • Carbamazepina (tegretol) fa regredire fibrosi e favorisce eliminazione di A1AT accumulata in epatociti • Trial clinico: 12 mesi di tegeretol • 001.855.428.2281 • [email protected] • www.chp.edu/at_study CONCLUSIONI • I primi dati sulla carenza congenita di A1AT in Sardegna suggeriscono che la mutazione MCagliari è frequente in Sardegna e che lo stato di omozigosi e di eterozigosi devono considerarsi come un importante fattore di rischio per l’insorgenza di patologie epatiche e polmonari. 10-15% 85-90% Nessun segno o sintomo Sintomi, ma non diagnosticati Alfa-1-antitripsina: Biologia molecolare Gene inibitore delle proteasi (gene-Pi): codifica l‘alfa-1-antitripsina cromosoma 14 (12.2 kb) Principale sito di espressione: epatociti; secrezione addizionale nel rene, nel polmone e nell‘intestino tenue Figura gentilmente fornita dal Prof. David Lomas, Cambridge, UK Sono conosciuti oltre 100 alleli-Pi: variante-M (normale) varianti-S, -Z, -Null e altre Alfa-1-Antitripsina (A1AT) glicoproteina serica della fase acuta prodotta principalmente dal fegato Serpino antiproteasi Elastasi (Serino Proteasi) Centro reattivo A1AT Elastasi Deficit di alfa 1 antitripsina (riduzione dell’85% 90%) Enfisema polmonare Cirrosi epatica, epatocarcinomi Struttura di AAT e del suo substrato naturale elastasi neutrofila (NE) Sito attivo inibitorio Met358 Asn95 Alfa-1-antitripsina Asn46 His41 Ser173 ILe356 Pro357 Met358 Asp88 Asn144 Ser359 ILe360 Pro361 Asn247 Elastasi neutrofila Asn83 Modificato da Crystal et al., Chest 1989 (95) IL GENE DELL’A1AT 1A 1B 1C Esone 2 Esone3 Esone 4 Esone 5 Regione non trascritta ATG Sito d’inizio della trascrizione TAA Codone di Stop LA SINTESI DELL’A1AT E’ CONTROLLATA DA UN GENE LOCALIZZATO SUL CROMOSOMA 14 IL GENE E’ ORGANIZZATO IN 7 ESONI E 7 INTRONI. E’ LUNGO 12,2 KB I PRIMI 3 ESONI (IA, IB, IC) CONTROLLANO LA TRASCRIZIONE, GLI ESONI 2,3,4 E 5 CODIFICANO LA PRODUZIONE DELLA PROTEINA. IL GENE DELL’A1AT VIENE ESPRESSO DA. EPATOCITI MONOCITI MACROFAGI ALVEOLARI PANCREAS ESOCRINO Il gene dell‘alfa-1-antitripsina (Pi) Proteina AAT (394 aminoacidi) La mutazione Z porta ad un cambiamento aminoacidico in posizione 342 (Glu > Lys) La mutazione S porta ad un cambiamento aminoacidico in posizione 264 (Glu > Val) Modificato da Crystal RG et al., Chest, 1989 Il gene dell’Alfa-1-Antitripsina Proteina secreta Accumulo intraepatico 394 aminoacidi Precursore della proteina 418 aminoacidi 1.75Kb mRNA 1A 1B 1C Esone 2 Esone 3 Esone 4 Regione non tradotta ATG Sito d’inizio traduzione Mutazione S (Glu264GAA >ValGTA) Esone 5 Mutazione Z (Glu342GAG > LysAAG TAA Codone di Stop NORMAL VARIANTS Allele Mutation Exon - M1 (Ala 213) - M1 (Val 213) Ala213GCG-ValGTG III - M3 Glu376GAA-AspGAC V -M2 Arg101CGT-HisCAT II -M4 Arg101CGT-His II M/M NULL VARIANTS Allele Mutation Exon - Nbelling Lys217AAG-Stop217TAG III - Ngran falls Tyr160TAC-Cdel-Stop160 II - Nmattawa Leu353TTA-inserz.T-Stop376 V - Nhong kong Leu318CTC-delez.TC-Stop334 IV - Nis procida delez. 17Kb tra exon II-IV II-IV Null/Null Cytosol ER Golgi Ribosome Glucosidase I and II EXIT correctly folded CNX Cytosol ER Serum deficiency Golgi Ribosome Glucosidase I and II EXIT Polimerization Abnormally Ubiquitin folded CNX Degradation Proteasome Uncorrectly folded Meccanismo nel deficit di alfa-1antitripsina Delezione del gene (codone di stop, mutazione „Null“) Degradazione dell‘mRNA instabile Aggregazione di molecole di AAT (fenotipo PiZ) Degradazione di polimeri AAT AAT secreta No AAT o AAT non-funzionale Modificato da Crystal RG, Pulmonary Diseases and Disorders. New York: McGraw-Hill; 1992: 671-673 Multiple factors ? Acool HCV A1ATD Secretion patway Degradation patway Liver disease M- like region 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 CTG GCA CAC CAG TCC AAC AGC ACC AAT ATC TTC TTC TCC M-Siiyama mutation M-Malton, M-Nichinan, M-Palermo, M-Cagliari mutation (Ser53 Phe) (Phe51 or 52 TTC delation) M-Procida mutation (Leu41CTG ProCCG) S Mutation (Glu264GAAValGTA) 1A 1B 1C Untraslated regions Exon 2 Exon 3 ATG Translationalstart site Exon 4 Z Mutation (Glu342GAGLysAAG) Exon 5 TAA Stop codon Shutter domain di AAT (μM) sierica[µM] Concentratione AAT serum level Il livello sierico di alfa-1-antitripsina dipende dal genotipo Pi Soglia protettiva di 11 µM Genotipo dell’alfa-1-antitripsina Pi Rischio di enfisema no basso basso basso medio alto alto Rischio di epatopatia no no no si si si no Gene Pi: polimorfismo allelico Varianti normali: M1, M2 … Varianti Deficitarie: Z, S, MMalton … Mutazioni Null: QOIsola di procida … Mutazioni disfunzionali: Pittsburg, M Mineral Springs … Sono conosciute oltre 100 varianti genetiche Alcune di queste mutazioni causano il deficit di AAT Alberi familiari di genotipi di AAT MZ MM MZ MS MZ MZ ZZ MM Genitori Figli MZ MZ MS SZ Livelli sierici di alfa-1-antitripsina per i genotipi Pi più comuni PiMM → da 20 µM a 53 µM PiSS → da 20 µM a 48 µM PiMZ → da 15 µM a 42 µM PiSZ → da 10 µM a 23 µM PiZZ → da 3 µM a 7 µM PiZ/Null → da 0 µM a 2.5 µM PiNull/Null → AAT non rilevabile Modificato da Brantly M et al., Am J Med 1988 (84)
