Difetti eritrocitari (enzimatici e di membrana)

parte 1

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Difetti di glucosio-6-fosfato deidrogenasi

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• Ruolo biochimico

• Ereditarietà

• Caratteristiche biochimico-fisiche

• Aspetti genetici

• Aspetti epidemiologici

• Patologia clinica

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90 %

10 %

Ruolo biochimico

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Mg++,pH 7

EDTA,pH 8.5,NADP+

G-6-P,30°C 60’,EDTA, pH 8

• 515 aa, 59.265 Da, 2 o 4 subunità, 1 NADP/subunità

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Prevalenza Gd-• 400 x 106 (worldwide)• 0.5 – 25 % (media 7 % - max 25 %)

ITALIA

Lombardia-Piemonte 6 % Emilia-veneto 3.3 % Toscana-Lazio* 4.8 % * ~60% G6PDMed

Campania 4.3%Sicilia 1.0%Sardegna** CA 25 %

NU 10 % ** ~90 % G6PD Med

SS 9 %

MANIFESTAZIONI CLINICHE Emolisi (farmaci, infezioni)

FavismoIttero neonatale († 0.7-1.6%)Anemia emolitica cronica non sferocitica

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G6PD, classi

< 1% Classe 1 Anemia emol. non sfer. cronica

~ 79% Classe 2 Grave deficit, <10% att. res.

~ 21% Classe 3 Moderato deficit, 10-60% att. res.

Classe 4 Attività normale

Classe 5 Aumento attività

> 440 varianti

(Montemuros, n=130, 1997 RBC Group)

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Favismo

• 10-20 % dei soggetti Gd- che mangiano fave

• Differenze fave fresche/secche

• Fattori ambientali

• Ruolo del complemento

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vicina

di-vicina

-glucosidasi

O.

+ O2-

ascorbato 0,1 mM

1 mM

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Ittero neonatale

• Variabilità in frequenza e gravità in diverse popolazioni

• Determinanti genetici (varianti) ed ambientali (farmaci ossidanti)

• Età gestazionale

• Associazione deficit G6PD – sindrome di Gilbert

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G6PD: caratteristiche genetiche

• Antica nella scala evolutiva

• Gene “housekeeping” [ ubiquitario, TATA box atipico (ATTAAAT), no CAAT box, alto contenuto in -GC-]

• X-Linked (trasmissione mendeliana, lyonizzazione)

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• Gene Xq28, 18,5 Kb, 13 esoni, 12 esoni codificanti

• mRNA 2.269 nucleotidi, 69 nucleotidi in 5’ non tradotta, 1.545 nucleotidi in regione codificante, 655 nucleotidi in 3’ non tradotta

OMIM *305900, GenBank accession X 55448

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Mutazioni definite nel gene della G6PD

• Missenso– Sostituzione di 1 nucleotide 107– Sostituzioni di 2 nucleotidi 8– Sostituzioni di 3 nucleotidi 1

• Delezione– 1 codon 4– 2 codon 1– 8 codon 1

• Non-senso 1• Sito di splicing 1

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Correlazione genotipo-fenotipo

• Mutazioni nelle regioni codificanti instabilità della molecola, aumentata degradazione (esone 10, interazioni)

• Negli eritrociti anemia• Nei granulociti (varianti classe II) aumento

infezioni• Variabilità/fattori ambientali• Spostamento equilibrio dimero-monomeri

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METODICHE ANALITICHE

• Spot Test (Fairbanks, Beutler)• Test Citochimico (Brewer)• WHO (G6PD-6PGD) - Sottrazione

- Inibizione• DNA (reverse dot-blot, enzimi di restrizione, ARMS,

sequenza)

• mosaicismo, riconoscimento eterozigote• intervalli di riferimento• determinazione attività dopo crisi emolitica

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G6PD: caratterizzazione varianti

• Mobilità EF• Km (G6P, NADP)• % Utilizzazione 2-dG6P, d-Am NADP• Stabilità• Optimum di pH• Ki NADPH

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Jacobasch, Molecular Aspects of Medicine. 17(2):143-70, 1996

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STADI DELLA DIFFERENZIAZIONE

ERITROIDECFU-S

BFU-E

CFU-E

Proeritroblasto basofilo Eritroblasto Basofilo

Eritroblasto Policromatofilo Eritroblasto Ortocromatico

Reticolocita

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letture consigliate1: Lancet. 2008 Jan 5;371(9606):64-74.              Links

Glucose-6-phosphate dehydrogenase deficiency.

Cappellini MD, Fiorelli G.Department of Internal Medicine, University of Milan, Policlinico, Mangiagalli, Regina Elena Foundation IRCCS, Via F Sforza 35, Milan, Italy. maria.cappellini@unimi.it

Glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD) deficiency is the most common human enzyme defect, being present in more than 400 million people worldwide. The global distribution of this disorder is remarkably similar to that of malaria, lending support to the so-called malaria protection hypothesis. G6PD deficiency is an X-linked, hereditary genetic defect due to mutations in the G6PD gene, which cause functional variants with many biochemical and clinical phenotypes. About 140 mutations have been described: most are single base changes, leading to aminoacid substitutions. The most frequent clinical manifestations of G6PD deficiency are neonatal jaundice, and acute haemolytic anaemia, which is usually triggered by an exogenous agent. Some G6PD variants cause chronic haemolysis, leading to congenital non-spherocytic haemolytic anaemia. The most effective management of G6PD deficiency is to prevent haemolysis by avoiding oxidative stress. Screening programmes for the disorder are undertaken, depending on the prevalence of G6PD deficiency in a particular community.

PMID: 18177777 [PubMed - in process]

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letture consigliate

1: QJM. 2007 Dec 26 [Epub ahead of print]                    Links

Subjects expressing the glucose-6-phosphate dehydrogenase deficient phenotype experience a lower cardiovascular mortality.

Cocco P, Fadda D, Schwartz AG.

Department of Public HealthOccupational Health SectionUniversity of CagliariItaly coccop@pacs.unica.it.

PMID: 18160416 [PubMed - as supplied by publisher]

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1: Blood. 2008 Jan 1;111(1):16-24.                    Links

Glucose-6-phosphate dehydrogenase deficiency: a historical perspective.

Beutler E.

Glucose-6-phosphate dehydrogenase deficiency serves as a prototype of the many human enzyme deficiencies that are now known. Since its discovery more than 50 years ago, the high prevalence of the defect and the easy accessibility of the cells that manifest it have made it a favorite tool of biochemists, epidemiologists, geneticists, and molecular biologists as well as clinicians. In this brief historical review, we trace the discovery of this defect, its clinical manifestations, detection, population genetics, and molecular biology.

PMID: 18156501 [PubMed - in process]