OBJETIVO GENERAL
Informar acerca de las características genéticas que originan la mucopolidosis y sus consecuencias los estudiantes de medicina del primero C de la UTM en el mayo-septiembre del 2014
Marco teórico
MUCOPOLIDOSIS
1. Concepto
El término mucopolidosis hace referencia a un grupo de enfermedades metabólicas heredadas que afectan a la capacidad del cuerpo de llevar a cabo el movimiento normal de diversos materiales dentro de las células.
La mucopolidosis, se manifiesta como un error innato del metabolismo. En este caso es una enfermedad de almacenamiento lisosómico o enfermedad por depósito lisosomal, causada por una alteración genética y mal funcionamiento de las enzimas lisosomales, que conduce a la acumulación o almacenamiento anormal de hidratos de Carbono (polisacáridos) y lípidos cuyo catabolismo se ve impedido alterando la función y provocando muerte celular.
Debido a que las células no son capaces de controlar estas cantidades tan grandes de estas sustancias se producen daño en las células que causan síntomas que varían desde incapacidades leve de aprendizaje, hasta gran retraso mental y deformidades esqueléticas y en muchos casos mueren finalmente de la enfermedad.
2 TIPOS
Dependiendo del defecto bioquímico y la sustancia que se acumule en los lisosomas se distinguen las siguientes enfermedades
-Esfingolipidosis
-Mucolipidosis
-Mucopolisacaridosis
-Oligosacaridosis: o fucosidosis o manosidosis
2.1 Esfingolipidosis
Involucran el metabolismo y almacenamiento anormal de una sustancia llamada esfingolípido; lípidos complejos que derivan del aminoalcohol insaturado de 18 carbonos esfingosina los hay con o sin fosfato. Los esfingolípidos se degradan normalmente dentro de los lisosomas de las células fagocitarias, especialmente los macrófagos del sistema retículo-endotelial, localizadas principalmente en el hígado, bazo y médula ósea; un fallo en su degradación implica la acumulación dentro del lisosoma de algún metabolito intermediario; dado que los esfingolípidos abundan en el cerebro, varias de estas enfermedades cursan con retraso mental severo y muerte prematura; entre ellas hay que destacar la enfermedad de Tay-Sachs, la enfermedad de Sandhoff-Jatzkewitz, la enfermedad de Gaucher, la enfermedad de Niemann-Pick, la enfermedad de Krabbe.
La esfingosina se sintetiza a partir de la condensación de palmitoil-CoA y serina, que origina deshidroesfingosina. La deshidroesfingosina es posteriormente reducida por el NADPH (Nicotinamida adenina dinucleótido fosfato) a dihidroesfingosina, y finalmente oxidada por el FAD a esfingosina.
2.2 Mucolipidosis
Se caracterizan por acumulación de cantidades anormales de mucopolisacáridos y lípidos en el interior de la célula. Se presentan con escasa frecuencia, por lo que se incluyen dentro de las enfermedades raras. Están causadas por la existencia de un fallo enzimático hereditario.
Se han descrito 4 variedades, cada una de las cuales puede ser llamada de varias formas:
Mucolipidosis tipo I, sialidosis o MLI. Se debe a la deficiencia de la enzima alfa sialidasa, encargada de extraer una forma particular de ácido siálico (una molécula parecida al azúcar) de los complejos de azúcar y proteínas (llamados glucoproteínas), que permiten que las células funcionen adecuadamente.
Mucolipidosis tipo II, también llamada enfermedad de células de inclusión, enfermedad de la célula-I o MLII se producen de una deficiencia de la enzima N-acetilglucosamina-1-fosfotransferasa.
Mucolipidosis tipo III, también denominada pseudopolidistrofia de Hurler, o MLIII. también se produce por una deficiencia o defecto de la enzima N-acetilglucosamina-1-fosfotransferasa que es característica de las mucolipidosis II. Sin embargo, la mucolipidosis III produce síntomas menos graves y evoluciona más lentamente.
Mucolipidosis tipo IV, también llamada deficiencia de gangliosido sialidasa, sialolipidosis o MLIV. Está causada por alteraciones perjudiciales de una proteína en la célula que se cree que está implicada en el movimiento de moléculas como el calcio a través de las membranas celulares.
En el 2000, científicos en los laboratorios de NINDS y otras instituciones de investigación identificaron al gen responsable de la mucolipidosis IV. Este gen, MCOLN1, fabrica la proteína mucolipina-1. Debido a mutaciones en el gen, la mucolipina-1 no se encuentra o es disfuncional en las personas con mucolipidosis IV. Este importante hallazgo genético permite el diagnóstico preciso de pacientes al igual que el diagnóstico prenatal (antes del nacimiento) y la evaluación de portadores de la enfermedad.
2.3 Mucopolisacaridosis
Causada por la ausencia o el mal funcionamiento de ciertas enzimas necesarias para el procesamiento de moléculas llamadas glicosoaminoglicanos o glucosaminglucanos. Al pasar el tiempo, estos glicosaminoglicanos se acumulan en las células, la sangre y el tejido conectivo. Esto produce daños celulares permanentes y progresivos que afectan el aspecto y las capacidades físicas, los órganos y el funcionamiento del organismo del individuo y, en la mayoría de los casos, el desarrollo mental.
La acumulación de mucopolisacáridos o glicosaminoglicanos (dermatán sulfato, heparán sulfato, queratán sulfato y condroitín sulfato) se produce en los lisosomas de las células de diferentes órganos como el hígado, bazo, vasos sanguíneos.
Existen varios tipos de mucopolisacaridosis; entre los más representativos están:
Mucopolisacaridosis tipo I, también denominada gargolismo o enfermedad de Hurler. Se debe a un defecto de la enzima a-1-iduronidasa.
Mucopolisacaridosis tipo II o Enfermedad de Hunter. Existe un déficit de la enzima denominada sulfatasa del iduronato.
Mucopolisacaridosis tipo III o síndrome de Sanfilippo. causada por la deficiencia de una de las cuatro hidrolasas lisosomales que participan en la degradación del glicosaminoglicano Heparan Sulfato (el cual se encuentra localizado en la matriz extracelular y en las glicoproteínas de la superficie celular).
Mucopolisacaridosis tipo IV o síndrome de Morquio. causada por la deficiencia de la enzima N-acetilgalactosamina 6 sulfatasa (MPS IV tipo A) o de la enzima B-Galactosidasa (MPS IV tipo B).
Mucopolisacaridosis tipo VI o síndrome de Maroteaux-Lamy. causada por deficiencia de la enzima Arilsulfatasa – B.
Mucopolisacaridosis tipo VII o síndrome de Sly. causada por la deficiencia de la enzima beta-D-glucuronidasa.
2.4 Oligosacaridosis
Grupo de seis errores innatos del metabolismo de herencia autosómica recesiva, que tal como su nombre lo indica resultan del depósito progresivo de diversos oligosacáridos en los lisosomas celulares de diferentes tejidos
Los oligosacáridos son moléculas complejas de hidratos de carbono que forman parte de las glicoproteínas, pero también de algunos glicolípidos. La oligosacaridosis de herencia autosómica recesiva se produce por el defecto de algunas enzimas, provocando acumulación intralisomal progresiva de glicoconjugados incompletamente degradados.
3. Causas
Los lisosomas son orgánulos rodeados de una membrana que están situados en el interior de la célula y contienen diferentes enzimas que tienen la función de degradar numerosos tipos de polímeros, tanto proteínas como ácidos nucleicos, polisacáridos o lípidos.
Los lisosomas poseen más de 50 enzimas degradativas diferentes, las mutaciones de los genes que codifican estas enzimas son las causantes de las enfermedades de almacenamiento lisosómico. La no degradación de los polímeros biológicos hace que estos se acumulen afectando al funcionamiento celular.
En el caso de la mucopolidosis las sustancias que no son metabolizadas son los hidratos de carbono y los lípidos.
4. Genes asociados
4.1 Esfingolipidosis
N- acilesfingosina amidohidrolasa 1 – ASAH1
Enfermedad de Niemann-Pick tipo C1 – NPC1
Enfermedad de Niemann-Pick tipo C2 – NPC2
Esfingomielina fosfodiesterasa 1, ácido – SMPD1
4.2 Mucolipidosis
N-acetilglucosamina-1-fosfotransferasa, subunidad gamma – GNPTG
N-acetilflucosamina-1-fosfotransferasa, subunidades alfa y beta – GNPTAB
Mucolipina-1 – MCOLN1
4.3 Mucopolisacaridosis
Arilsulfatasa B – ARSB
Glucosamina (N-acetil)-6-sulfatasa – GNS
Glucoronidasa, beta – GUSB
Heparan-alpha-glucosaminida N-acetiltransferasa – HGSNAT
Hialuronoglucosaminidasa 1 – HYAL1
Iduronato 2-sulfatasa – IDS
Iduronidasa, alpha-L – IDUA
N-acetilglucosaminidasa, alpha – NAGLU
N- sulfoglucosamino sulfohidrolasa – SGSH
4.4 Oligosacaridosis
Aspartilglucosaminidasa – AGA
Catepsina A – CTSA
Fucosidasa, alpha-L-1 – FUCA1
Manosidasa, alpha, clase 2B, miembro 1 – MAN2B1
Manosidasa, beta A, lisosomal – MANBA
N-acetilgalactosaminidasa, alpha – NAGA
Sialidasa 1 (sialidasa lisosomal) – NEU1
Conclusiones
La mucopolidosis no se refiere a una sola enfermedad sino a un grupo de enfermedades de origen hereditario que afecta al metabolismo.
A diferencia de las demás enfermedades metabólica hereditarias, la mucolipidosis se caracteriza por el error metabólico de metabolismo hidratos de Carbono (polisacáridos) y lípidos cuyo catabolismo se ve impedido alterando la función y provocando muerte celular.
En este caso es una enfermedad de almacenamiento lisosómico o enfermedad por depósito lisosomal, causada por una alteración genética y mal funcionamiento de las enzimas lisosomales, que conduce a la acumulación o almacenamiento anormal de las sustancias antes mencionadas.
Es importante que los estudiantes de biología conozcan claramente el funcionamiento de las enzimas dentro de la célula para de esta manera poder diferenciar las distintas patologías que se pueden presentar
La cátedra de biología constituye una base fundamental para el conocimiento del funcionamiento celular, el reconocimiento de los componentes celulares y la diferenciación de las patología asociadas al metabolismo de la célula
La mucopolidosis, al igual que el resto de enfermedades lisosomales, se transmiten con herencia autosómica recesiva, excepto 2 de ellas que están ligadas al cromosoma X (enfermedad de Hunter y enfermedad de Fabry).
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Autor:
Estefano Peña Herrera