HEMOGLOBINOPATIASHEMOGLOBINOPATIAS

Disciplina Genética

Dr. Fábio Machado

HEMOGLOBINOPATIASHEMOGLOBINOPATIAS• Henrick (1910) - Hemácias em forma de

foice• Mason (1922) – Anemia Falciforme• Taliaferro e Huck (1923) -Reconheceram a

hereditariedade • Neel e Beet (1949) – Pacientes com Anemia

Falciforme eram homizigotos para um gene • Ingram (1956) – Substituição de um só AA

na molécula de hemoglobina

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HEMOGLOBINAHEMOGLOBINA• Tetrâmero• 4 Subunidades – 2 cadeias α e 2 cadeias

β• Subunidade

– Globina ( cadeia polipeptidea varia muito geneticamente)

– Heme (um grupo prostético, um pigmento contendo ferro que se combina com o oxigênio e confere à molécula sua capacidade de treansportar oxigênio, semelhante em todas as formas de Hb)

Dr. Fábio Machado

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HEMOGLOBINAHEMOGLOBINA• Hb A (α2β2)

– Cadeia α são iguais, 141 AA– Cadeia β são iguais, 146 AA

• As cadeias α e β são codificadas por genes em lóci distintos: – Lócus α, no cromossomo 16p – Lócus β, no cromossomo 11p

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HEMOGLOBINAHEMOGLOBINA• Além da HbA existem outras cinco

hemoglobinas humanas normais. Há mudança de expressão dos vários genes durante o desenvolvimento humano

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HEMOGLOBINAHEMOGLOBINA• Período do desenvolvimento

– EmbrionárioA síntese de globina embrionária ocorre no saco vitelino da 3ª à 8ª semanas de gestação, com a produção das hemoglobinas embrionárias transitórias

– FetalA hemoglobina predominante ao longo da vida fetal e constitui cerca de 70% da hemoglobina total ao nascimento

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DISTÚRBIOS GENÉTICOS DISTÚRBIOS GENÉTICOS • Variantes Estruturais

– Alteram o polipeptídeo da globina sem afetar sua taxa de síntese

• Talassemias– Há uma redução da síntese de uma

ou mais das cadeias de globina, desequilibrando as quantidades relativas das cadeias

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VARIANTES ESTRUTURAISVARIANTES ESTRUTURAIS• Mutações – resulta na síntese de

globina estruturalmente anormal• Geralmente a substituição de apenas

um AA – Hb S• Substituição de 2 AA

– Hemoglobina C Harlen• Α2β2 6(lis);73 (asn)

• 2 mutações na cadeia β: na posição 6, lisina substitui ác. Glutâmico, e outra na posição 73, asparaginina substitui ác. aspártico

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ANEMIA FALCIFORMEANEMIA FALCIFORME• Ingram determinou a seqüência deste peptídeo e

mostrou que a HbS contêm Valina ao invés de Glutamato nas posições 6 da cadeia beta

• Hemoglobina A   –  Val-His-Leu-Tre-Pro-Glu-Glu-Lis

• Hemoglobina S   –  Val-His-Leu-Tre-Pro-Val-Glu-Lis

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ANEMIA FALCIFORMEANEMIA FALCIFORME• A hemácia com Hb S na presença

de altas pressões de oxigênio tem a mesma forma de uma hemácia normal, mas a medida que a pressão de oxigênio diminui abaixo dos níveis normais, ela adquire a aparência de foice, sendo então chamada de hemácia falciforme. 

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ANEMIA FALCIFORMEANEMIA FALCIFORME• Hipóxia• Afeta a solubilidade e a cristalização da Hb• Cristais de Hb anormal torcem a membrana da

hemácia em forma de foice

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SINAIS E SINTOMASSINAIS E SINTOMAS• Crises dolorosas:  dor em ossos, músculos e

juntas associadas ou não a infecções, exposições ao frio, esforços etc;

• Palidez, cansaço fácil, icterícia (cor amarelada visível principalmente no branco do olho);

• Úlceras (feridas)  nas pernas; • Nas crianças pode haver inchaço muito

doloroso nas mãos e nos pés; • Pode haver seqüestro do sangue no baço

causando palidez muito grande, às vezes desmaio e aumento do baço (é uma emergência);

• Maior tendência a infecções.

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CUIDADOS BÁSICOSCUIDADOS BÁSICOS

• Crise dolorosa  - sempre requer orientação médica. As crises leves poderão ser tratadas em casa com bastante líquido, remédios para dor e repouso, após avaliação do seu médico;

• Febre - procure assistência médica para tratar a infecção o mais rápido possível;

• Palidez súbita em crianças - emergência, procure o Pronto Socorro mais próximo. mais próximo.

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TALASSEMIASTALASSEMIAS• Há uma redução da síntese de uma ou mais

das cadeias de globina, desequilibrando as quantidades relativas das cadeias

• A mutação reduz o nível de síntese da cadeia a ou b. A redução leva a uma distorção da proporção de cadeia

• A cadeia que é produzida na taxa normal está em excesso relativo; na ausência de uma cadeia complementar com a qual possa formar um tetrâmero, as cadeias normais em excesso precipitam-se na célula, lesando a membrana e provocando destruição prematura da hemácia

Dr. Fábio Machado

TALASSEMIASTALASSEMIAS• Dois grupos principais de

talassemias são definidos: – α-talassemias: a síntese da cadeia α é

reduzida ou ausente. – β-talassemias: há o comprometimento

da síntese da cadeia β.

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αα - TALASSEMIA - TALASSEMIA• Cadeia α – quatro genes α localizados

no cromossoma 16p – 2 genes α1 e dois α2

• Causa primária é uma deleção gênica • As cadeias β-globina predominam e

formam homotetrâmero (β4) – Hb H, reduzida capacidade de O2

• Hemácias reduzidas em tamanho e número

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αα - TALASSEMIA - TALASSEMIAGENÓTIPOGENÓTIPO FENÓTIPOFENÓTIPO CLINICACLINICA

αα/αα Normal Normalα-/αα Sem anormalidades

hematológicasHeterozigoto para

α-tal

--/αα ou α-/α-Microcitose,

hipocromia, anemia leve

Traço talassêmico α

--/α-Anemia hemolítica leve a moderadate grave

Doença Hb H

--/--Abortos ou

natimortos com anemia grave

Síndrome da hidropsia fetal por

Hb Bart

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ββ - TALASSEMIA - TALASSEMIA• Anemias graves desde a infância,

caracterizadas por deformidades esqueléticas decorrentes da hipertrofia da medula

• Morrem em geral na infância• As β – Talassemia são devidas não a uma

deleção gênica, mas a uma redução ou supressão da síntese de cadeias β

• Carater recessivo• Talassemia minor• Talassemia maior

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ENZIMOPATIASENZIMOPATIAS• ERROS INATOS DO METABOLISMO• Ausência de enzimas(proteínas) em um

determinado passo metabólico • Nem toda a alteração bioquímica leva

obrigatoriamente a um distúrbio • As doenças metabólicas surgem pela falta de

formação de um produto, pelo acúmulo de substância percussora, superprodução de uma substância ou por distúrbios de transporte de membrana

• As enzimas que não funcionam são codificadas por genes mutantes

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ERROS INATOS DO ERROS INATOS DO METABOLISMOMETABOLISMO

• A Mutação pode ou não afetar o funcionamento da proteína– depende da posição do aminoácido

alterado na estrutura da proteína – Código Degenerado (vários códons

para um mesmo aa) UUU, UUC - Phe / UCC, UCA, UCG, UCU e AGU - Serina

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INCIDÊNCIAINCIDÊNCIA• 1:1000 RN vivos• Aproximadamente 500 defeitos já

estão bem definidos.• Aproximadamente 3000 doenças

são conhecidas, ainda sem defeito bioquímico identificado

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DEFEITO ENZIMÁTICO DEFEITO ENZIMÁTICO • As enzimas são os catalisadores que

medeiam, com grande rapidez, as reações químicas que ocorrem nos sistemas biológicos

• São codificadas por genes: indivíduos diplóides > 2 copias de cada gene

• MUTAÇÃO PROTEÍNA ALTERADA FUNÇÃO ANORMAL DOENÇA

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DEFEITO ENZIMÁTICODEFEITO ENZIMÁTICO• Os EIM são quase sempre autossômicos

recessivos • Heterozigotos: um dos genes é deficiente, mas

o outro permite que o produto final seja sintetizado em quantidade suficiente para que o indivíduo possa levar vida normal (é necessário menos que 50% da produção enzimática total para que as reações biológicas ocorram)

• Homozigotos: alteração da proteína é tal, que há interferência na sua função final

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EIMEIM• Como a função da enzima é converter

um substrato em um produto, as conseqüências fenotípicas serão por:– acúmulo do substrato – acúmulo de derivados do substrato (S1,S2 e

S3) – deficiência do produto e seus compostos (P1

e P2)– combinação dos 3 efeitos

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• Se os substratos são macromoléculas, vão se acumular dentro da organela ou célula que os produz, causando dano a este tecido. Ex. mucopolissacarídeos

• Se os substratos são moléculas pequenas, difundem-se livremente pelo corpo, lesando células que podem não ter relação com aquela atividade enzimática. Ex. fenilalanina

SUBSTRATO PRODUTO P1enzima mutante

S1 S2 S3

P2

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CLASSIFICAÇÃO DOS EIMCLASSIFICAÇÃO DOS EIM• Distúrbios do metabolismo dos aminoácidos (Fenilcetonúria)• Distúrbios do metabolismo dos ácidos orgânicos (Acidúria

metilmalônica)• Distúrbios do metabolismo dos carboidratos (Galactosemia)• Distúrbios do metabolismo dos lipídeos (Doença de tay-Sachs)• Distúrbios do metabolismo dos glicosaminoglicanos (Doença de

Hurler)• Distúrbios do metabolismo das glicoproteínas (Sialidoses)• Distúrbios do metabolismo das purinas e pirimidinas (Doença de

Lesch-Nyhan)• Distúrbios do metabolismo das enzimas eritrocitárias (Deficiência

de G6PD)• Distúrbios do metabolismo dos metais (Doença de Wilson)• Distúrbios do metabolismo das lipoproteínas (Hipercolesterolemia

Familiar)• Distúrbios do metabolismo dos hormônios (Hiperplasia Adrenal

Congênita)

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MANIFESTAÇÕES CLÍNICAS MANIFESTAÇÕES CLÍNICAS • São inespescificas• a)Período Neonatal- mais freqüentes são:

– distúrbios do ciclo da uréia– acidentes orgânicos– distúrbios do metabolismo dos aminoácidos– letargia– convulsões – apnéia– taquipnéia (pode ser relacionada a acidose

metabólica)– vômitos recorrentes (pode estar associado à

intolerância à proteínas e/ou hiperamonemia

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MANIFESTAÇÕES CLÍNICASMANIFESTAÇÕES CLÍNICAS– hipoglicemia (pode estar relacionada à incapacidade

do fígado de formar glicose a partir do glicogênio)– hepatomegalia (nas doenças de depósito, decorre de

acúmulo de substâncias nas células hepáticas; nas outras, decorre da ação de substâncias tóxicas)

– icterícia (pode estar relacionada ao efeito tóxico, aumentando a bilirrubina sérica)

– odor anormal no suor e na urina (presença de metabólicas)

– septicemia• b)Após o 1o. ano de vida:

– RDNPM ou regressão neurológica– hepato-esplenomegalia– alterações ósseas e retardo do crescimento– alterações oftalmológicas

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INVESTGAÇÃO DIAGNÓSTICA INVESTGAÇÃO DIAGNÓSTICA • Eletrólitos (pois fazem desidratação)• Gasometria (substância tóxicas)• Glicose• Amônia• EQU (odores, cristais, cor, glicosúria,

cetonúria)• Testes de Triagem para EIM: realizados no

plasma e urina, usados para identificar metabólitos acumulados positivos dosagens enzimáticas nos leucócitos

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GALACTOSEMIAGALACTOSEMIA • Causada pela ausência de enzimas relacionadas a conversão

da galactose em glicose• 2 tipos

– Galactosemia clássica causada pela enzima (G-1-PUT) - frequência de 1 em 62.000 nascimentos

– Causada pela enzima Galactocinase - 1 em 150.000 nascimentos• Principais Sintomas

– hepatomegalia progressiva; – retardo mental na maioria dos casos (QI próximo do normal). – dificuldades psicomotoras – distúrbios específicos de aprendizagem – problemas de comportamento com déficit de atenção.

• Herança autossômica recessiva

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MucopolissacaridosesMucopolissacaridoses• São um grupo heterogêneo de doenças

do armazenamento nos quais os mucopolissacarídeos acumulam-se nos lisossomos como resultado de deficiência de uma das enzimas essenciais a sua degradação

• Alterações esqueléticas graves • Há vários tipos, somente a de tipo II

(Hunter) tem padrão de herança recessivo ligado ao X enquanto os demais são autossômicas recessivas

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• Manifestações Clínica– regressão neurológica– alterações oculares

(opacificação da córnea)

– fascies grosseira– deficiência do

crescimento– hepato-esplenomegalia– malformações ósseas

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MPS I - Síndrome de Hurler MPS I - Síndrome de Hurler • Deficiência de a-L-iduronidase

(gene localizado 4p16.3) • Início dos sintomas após o 1º

ano – retardo mental progressivo, – hepatoesplenomegalia, – nanismo (max. 1,10m) – alterações grosseiras na face

• A morte ocorre, em geral, aos dez anos, em conseqüência de problemas cardio-respiratórios

• Incidência 1/100.000

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MPS II - Síndrome de Hunter MPS II - Síndrome de Hunter • Deficiência de

iduronato-sulfatase (gene mapeado no Xq27-q28 )

• Evolução lenta (início 2-4 anos) com sobrevida mais longa

• Na forma grave a morte ocorre, em geral, aos 15-20 anos. Na forma leve, inteligência e sobrevida quase normais

• leve retardo mental • hepato-esplenomegalia • nanismo.(1,2-1,5m)

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MPS III - Síndrome de Sanfilippo MPS III - Síndrome de Sanfilippo • Quatro tipos (A, B, C e D)

que envolvem enzimas diferentes entre elas Heparan N-sulfatase(tipo A) no tipo D o gene foi mapeado no 12 q14

• retardo mental progressivo, inclusive marcha, fala e comportamento

• hiperatividade • hepatoesplenomegalia

variável • Severo retardamento

psicomotor • Inicia-se entre 2-4 anos e

geralmente morrem na puberdade

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Fenilcetonúria (PKU) Fenilcetonúria (PKU) • Ausência da enzima Hidroxilase da Fenilalanina causada por gene

autossômico recessivo (4p;12q) • Resulta de uma alteração da enzima fenilalanina-hidroxilase, que

converte fenilalanina em tirosina • Aumento da fenilalanina sérica e excreção de ácido fenilpirúvico e

seus derivados na urina • Acúmulo de fenilalanina nos tecidos (cérebro) retardo mental • Diminuição da tirosina

– diminuição da pigmentação (Albinismo)– baixa estatura

• Retardo Mental • Distúrbios neurológicos com anormalidades eletroencefalográficas • Incapacidade motora • Incontinência esfincteriana • Tremores • Hipertensão muscular • Ausência de mielinização • Cabelos, pele e olhos claros • Detectado pelo Teste do "pezinho"

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Fenilcetonúria (PKU)Fenilcetonúria (PKU)• Tratamento

– restrição alimentar de fenilalanina: obter baixa concentração de fenilalanina no sangue ( 0,6mM/10mg/dl)

– dieta nutricional completa- 100-120 mg/kg/dia de tirosina – 3 g/kg/dia de aminoácidos totais

– iniciar o tratamento mais precoce (é para toda vida)

– a fenilalanina deve ser monitorada pela manhã:– até 4 anos: 1x/semana (0,12 a 0,35 mM)– até 10 anos: 1x/semana (até 0,48 mM)– após 10 anos: 1x/mês ( 0,7 mM)

Dr. Fábio Machado

“É melhor arriscar coisas grandiosas alcançando triunfos e glórias,

mesmo expondo-se a derrotas, do que formar como os pobres de

espírito, que não sofrem tanto nem gozam muito, porque vivem nessa penumbra cinzenta onde não se

conhece vitória nem derrota”Franklin Dellano Roosevelt