genética das leucoencefalopatias -...

Jaime Lin Médico neuropediatra

Professor de Neuropediatria – UNISUL

Presidente do Departamento de Neuropediatria - SCP

Genética das leucoencefalopatias

Introdução


Leucodistrofias: grupo heterogêneo de doenças

com quadro clínico altamente variável e

mecanismos fisiopatológicos diversos –

tecnicamente refere-se a “perda” (distrofia) da

substância branca (leuko).

Vanderver, A: Mol Genet Metab. (2015)

Leucoencefalopatias: englobam insultos tóxicos,

adquiridos, de origem vascular ou infecciosos.

Hipomielinização, desmielinização,

dismielinização

Introdução


Parikh, S: Mol Genet Metab. (2015)

Definição


Leucodistrofias: doenças hereditárias que afetam a

substância branca do SNC com ou sem

envolvimento periférico.


Anormalidades em células gliais (envolvimento

de astrócitos e oligodendrócitos) e na bainha de

mielina.

RM de crânio: hiperintensidade em T2, sinal em

T1 variável (iso – hiperintenso = hipomielinizante;

hipointenso = desmielinizante).

Definição


Leucoencefalopatias genéticas: doenças

hereditárias e que resultam em anormalidade da

substância branca, mas não preenchem todos os

critérios para leucodistrofia. Pode haver um

envolvimento neuronal, vascular ou sistêmico

primário em que o comprometimento da

substância branca é secundário.


Leucodistrofias são leucoencefalopatias

genéticas, mas nem todas as leucoencefalopatias

genéticas são leucodistrofias.

Epidemiologia


Estimativas de incidência variam enormemente:

• 1: 50.000 a 1:7.663


Na grande maioria dos casos, o diagnóstico

definitivo depende de uma miríade de ferramentas:

clínicas, bioquímicas, patológicas, radiológicas e

moleculares.

Algoritmo diagnóstico


Sinal da subst. branca anormal na RM


Provavelmente adquirida

(infecção/trauma/imunológica)

Tratar de forma apropriada





Provável etiologia genética

RM com padrão

característico?

Confirmar o mais

rápido possível

Sim e é tratável!

Adrenoleucodistrofia ligada ao X


Doença peroxissomal mais comum

1:17.000 nascidos vivos

Engelen, M: Orphanet J. Rare. Dis. (2012)

Forma cerebral infantil:

• Antes dos 10 anos (média 7 anos);

• Deterioração cognitiva e comportamental, alterações visuais,

tetraparesia espástica, insuficiência adrenal (maioria), epilepsia (20%).

Doença de Addison isolada:

• Entre 2 anos e idade adulta (geralmente antes dos 7 anos);

• Responsável por 20% dos casos de Dça de Addison idiopática

(vômitos, fraqueza, coma, hiperpigmentação cutânea por

hipersecreção de ACTH)



Padrão de imagem:

• Predomínio occipital, hiperintensidade em T2 e

hipointensidade em T1, realce ao redor

Cheon , JE: RadioGraphics. (2002)



Diagnóstico:

Dosagem de ácidos graxos de cadeia muito longa

no plasma.


Diagnóstico pré-sintomático:

Screening neonatal tecnicamente factível. Dosagem

de C26:0 lisofosfatidilcolina em papel filtro.



Genética:

Mutação no gene ABCD1.


Gene ABCD1:

• Localizado no cromossomo Xq28;

• Codifica a proteína ALDP, proteína peroxissomal

transmembrana envolvida no transporte de ésteres de

VLCFA-CoA do citosol para o interior do peroxissomo;

• Impede beta-oxidação de VLCFA. Acúmulo de VLCFA é

tóxico e seu excesso diminui a liberação de cortisol pelas

células adrenais e causa morte celular de astrócitos e

oligodendrócitos.



Genética:

• Todas as filhas de um homem afetado serão carregadoras

enquanto que os filhos nunca serão afetados;

• Quando a mulher carrega do gene, existe 50% de

probabilidade de transmissão do gene;

• 4% dos casos ocorrem por mutação de novo;

• Sequenciamento completo do gene ABCD1 (93%); PCR,

MLPA e Southern Blot para detecção de deleções,

duplicações ou rearranjos;

• Sequenciamento de EXOMA.

Wiesinger, C: The Application of clinical genetics. (2015)

Doença de Krabbe



Sano, TS: Einstein. (2012)

Forma clássica infantil:

• Fase I: Início com 6 meses (desenvolvimento inicial normal);

irritabilidade, hipertonia, envolvimento de nervos periféricos;

• Fase II: Deterioração rápida, descerebração, opistótono;

• Fase III: Deterioração lenta, atrofia óptica, epilepsia, estado

vegetativo.

Outras formas:

• Infantil tardia: após 6 meses, perda visual, regressão, espasticidade;

• Juvenil e adulta: após 4 anos, clínica variável, alteração de marcha,

perda visual, epilepsia, alteração comportamental e cognitiva.

Doença de Krabbe


Padrão de imagem:

• Hiperintensidade em T2 na substância branca profunda,

envolvimento bilateral cápsula interna/externa, tálamo e

espessamento de nervo óptico.


Doença de Krabbe


Diagnóstico: Dosagem de atividade da enzima galactosilceramidase

(GALC) em leucócitos e fibroblastos.

• em indivíduos sintomáticos 0 a 5% de atividade

• em indivíduos com 8 a 20% de atividade sem apresentação

clínica clássica requerem confirmação molecular.

Puckett, RL: Mol Genet Metabol.. (2012)

Doença de Krabbe


Genética:

Mutação no gene GALC.

Won, J-S: Journal of Neuroscience Research. (2016)

Gene GALC:

• Localizado no cromossomo 14;

• A deficiência da galactocerebrosidase leva ao acúmulo de

galactosilsfingosina (lipídeo citotóxico e produto do

metabolismo deficiente de esfingolípides) nos macrófagos

levando a perda progressiva de mielina.

Doença de Krabbe



Tratamento:

• Transplante de medula óssea em pacientes pré-

sintomáticos.

Leucodistrofia metacromática


1,4 a 1,8:100.000 nascidos vivos

Van Rapard D: Best Practice & Research Clinical Endocrinology and Metabolism. (2014)

Forma infantil tardia:

• 1 a 2 anos;

• Distúrbios de marcha, ataxia, espasticidade, distonia e polineuropatia

periférica, declínio cognitivo.

Forma juvenil:

• 5 a 12 anos;

• Pode-se iniciar com sintomas motores ou cognitivos.

Forma adulta:

• Adolescentes e adultos;

• Sinais cognitivos precoces (incluindo psicose), declínio motor.



Padrão de imagem:

• Em imagens ponderadas em T2: áreas de

hiperintensidade cofluentes e simétricas na sustância

branca periventricular poupando fibras U.




Diagnóstico:

Dosagem de atividade da enzima arilsulfatase A

(ASA) em leucócitos e fibroblastos.

• Níveis de atividade ASA baixos: pseudodeficiência

• Níveis de atividade ASA normais: deficiência de saposina B

Van Rapard D: Best Practice & Research Clinical Endocrinology and Metabolism. (2014)



Genética:

Mutação no gene ARSA


Gene ARSA:

• Localizado no cromossomo 22q13.33

Tratamento:

• Transplante de medula óssea em pacientes pré-

sintomáticos ou oligossintomáticos.

Xantomatose cerebrotendínea


Doença peroxissomal.


Nie, S: Orphanet J. Rare. Dis. (2014)

Quadro clínico:

• Adolescência e idade adulta (média 19 anos);

• Epilepsia, parkinsonismo, sintomas cerebelares, mielopatia crônica,

deficiência intelectual, demência, sintomas psiquiátricos, sintomas

piramidais, ataxia progressiva, distonia e mioclonia palatal;

• Envolvimento de múltiplos sistemas: catarata, arterioesclerose

precoce, xantomas tendíneos.



Padrão de imagem:

• Em imagens ponderadas em T2: hiperintensidade bilateral

e simétrica na substância branca periventricular e

cerebelar. Atrofia cerebelar e cortical.

Vanrietvelde , F: Eur Radiol. (2000)



Diagnóstico:

Elevação dos níveis plasmáticos de colestanol e da relação

colestanol/colesterol.




Genética:

Mutação no gene CYP27A1.

Gene CYP27A1:

• Localizado no cromossomo 2q33-qter;

• Várias mutações detectadas: 50% (exons 6-8); 16% (2) e

14% (4);

• 45% (missense); 20% (nonsense); 14% (deleção) e 2%

(inserção).




Tratamento:

• Ácido quenodesoxicólico 750mg/d

• Ácido quenodesoxicólico 300mg/d + pravastatina 10mg/d







RM com padrão

característico?

Exames bioquímicos

Confirmação genética

Sim

Hipomielinização


• Moderada hiperintensidade em T2 / hiperintensidade ou

sinal normal em T1;

• Padrão inalterado de mielinização deficiente em 2 RM com

6 meses de intervalo após 1 ano de idade.

• As doenças hipomielinizantes representam,

individualmente, a maior categoria dentro das

leucoencefalopatias não caracterizadas.


Sem atrofia / Gg base normais


Doença de Pelizaeus Merzbacher

Regis, S: Clin Genet. (2008)





• Hipomielinização difusa –

sinal elevado da substância

branca em T2;

• Padrão tigróide (áreas

mielinizadas ao redor de

vasos);

• Corpo caloso fino refletindo

falta de axônios mielinizados.





• Gene: PLP1 • Codifica o principal componente proteico da mielina

PLP1/DM20;

• Mutações de ponto são responsáveis por 20% dos casos,

apresentando quadro clínico extremamente variável, desde

a forma clássica até a paraplegia espástica tipo 2;

• Deleções completas do gene PLP1 causam formas

paraplégicas mais brandas da doença;

• Duplicações são responsáveis por 70% dos casos de PMD,

usualmente em sua forma clássica (início com 5 anos de

vida, nistagmo, ataxia e deficiência intelectual).



Doença de Pelizaeus Merzbacher - Like

Hobson, G: Sem Neurol. (2012)

• Fenotipicamente similar a doença de Pelizaeus-

Merzbacher;

• Autossômica recessiva;

• Nistagmo de início precoce, ataxia e espasticidade;

• Gene: GJC2 • Causada por mutações no gene da gap junction protein –

gamma2 (GJC2), que codifica proteínas da família das

conexinas. Expressam-se nos oligodendrócitos e são

importantes para a manutenção da integridade da bainha

de mielina.



Diagnósticos diferenciais

Doença de Salla

HEMS

HCC

SLC17A5

PLP1 (exon 3B)

DRCTNNB1A / FAM126A

Varho TT, G: Pediatr Neurol. (2002)

Steenweg, ME. Arch Neurol (2012)

Kevelam SH. Annals of Clinical and Translational Neurology (2016)

Rossi, A. Am j. Neuroradiol (2008)

Gazzerro, E. PLOS One, 2012

Com anormalidades em Gg da base


Hipomielinização com atrofia de Gg base e cerebelo

Hamilton , EM: Brain. (2014)

• Atraso no desenvolvimento

neurológico, hipotonia, nistagmo e

deterioração motora. Sintomas

extrapiramidais são comuns:

distonia, rigidez e, mais raramente,

coreoatetose.

• Hiperintensidade em T2; atrofia

cerebelar; atrofia de gânglios da

base.

Com anormalidades em Gg da base


Hipomielinização com atrofia de Gg base e cerebelo

Hamilton , EM: Brain. (2014)

Gene: TUBB4A

• Codifica um membro da família das Beta-tubulinas;

• As Beta-tubulinas formam heterodímeros com as alfa-tubulinas –

essas proteínas alfa e beta se alternam formando co-polímeros que

se unem em microtúbulos. Microtúbulos são componentes

essenciais do citoesqueleto e determinam uma matriz para o

formato celular;

• Mutações no gene TUBB4A causam alterações na dinâmica dos

microtúbulos e na sua estabilidade. Alterações nos microtúbulos

comprometem o transporte axonal, impedindo a mielinização

adequada;

• Quanto ao cerebelo e gg da base – o TUBB4A é um gene que se

expressa exclusivamente no cérebro, sendo a sua expressão maior

no putâmen e no cerebelo.

Desmielinização


• Hiperintensidade proeminente em T2;

• Hipointensidade em T1.

Purkih, S: Molecular Genetics and Metabolism. (2015)

Predominantemente periventricular


Leucoencefalopatia megalencefálica com cistos

Koç, K: Neuroradiology Jornal. (2015)

• Doença autossômica recessiva;

• Macrocefalia pós-natal é o sinal predominante (nenhum

caso de MLC sem macrocrania foi molecularmente

identificado até o momento);

• O perímetro cefálico se estabiliza usualmente após o

primeiro ano de idade (4 a 6 desvios-padrão acima da

média);

• Atraso no desenvolvimento neuromotor e cognitivo;

• Posteriormente os pacientes evoluem com espasticidade,

ataxia, epilepsia.





• Envolvimento da substância branca de forma difusa e simétrica;

• Cistos temporais.




Brignone, MS: Neurobaiology Disease. (2014)

Gene: MLC1

• Gene MLC1 se expressa em organelas intracelulares nos astrócitos

perivasculares;

• A proteína MLC1 está envolvida na resposta astrocítica, nas

alterações osmóticas e na regulação do volume celular;

• Além disso, regula o pH intracelular e a reciclagem de proteínas em

situações de stress celular reciclagem anormal de proteínas de

adesão poderiam comprometer a integridade celular levando a

formação de vacúolos;

• Endocitose e reciclagem proteica são processos essenciais na

expressão de moléculas de superfície que medeiam a diferenciação

celular durante o desenvolvimento neurológico modificações

resultam em edema e distúrbios na formação da mielina.

Predominantemente subcortical


Doença de Canavan

Sreenivasan, P: Indian J. Pediatr. (2013)

• Desenvolvimento normal até os 3-6 meses de idade;

• Hipotonia, perda do controle cefálico, irritabilidade, macrocrania,

espasticidade; atrofia óptica, movimentos extra-piramirais;

epilepsia;

• Neuroimagem: substância branca subcortical; degeneração

espongiforme.

Predominantemente subcortical


Doença de Canavan

Baslow, MH: Biochimie. (2013)

Gene: ASPA – braço curto do cromossomo 17 (17p13-ter)

• Mutações neste gene comprometem a atividade da enzima ASPA,

causando acúmulo do NAA;

• Hipótese osmótica: A inabilidade em se hidrolizar o NAA levaria a

um desequilíbrio osmótico que seria responsável por: hidrocefalia,

megalencefalia, edema dos astrócitos com formação de vacúolos

esféricos preenchidos por fluidos, levando ao aspecto

“espongiforme” característico da doença.

• Hipótese Acetato-lipídeo-mielina: O NAA deve ser hidrolizado pela

enzima ASPA em acetato, por sua vez, este é requisitado pelos

oligodendrócitos em mielinização, a fim de sintetizar

adequadamente os lipídeos necessários para o envolvimento dos

axônios pela bainha de mielina.

Predominantemente fronto-temporal


Doença de Aicardi-Goutiéres

La Piana, R: Neurology. (2016)

• Período neonatal que mimetiza infecção intrauterina;

• Anemia hemolítica, trombocitopenia autoimune, elevação de

transaminases, microcefalia, epilepsia, lesões vasculíticas e

calcificações.

• Calcificações;

• Leucoencefalopatia;

• Atrofia cortical.

Predominantemente fronto-temporal


Doença de Aicardi-Goutiéres

La Piana, R: Neurology. (2016)

Genes: RNASEH2A, RNASEH2B, RNASEH2C, TREX1, SAMHD1,

ADAR1, IFIH1

• TREX1: Associado a quadros de predomínio frontotemporal,

presença de calcificações graves e presença de cistos fora da

região frontotemporal. Quadro clínico de início mais precoce, antes

dos 3 meses de idade;

• RNASEH2B: Quadro clínico de início precoce, com atraso na

mielinização sem calcificações;

• RNASEH2A e SAMHD1: leucoencefalopatia predominantemente

periventricular.

Predominantemente fronto-tronco-cerebelo e

pedúnculos cerebelares


Doença de Alexander

Sawaishi, Y: Brain & Development. (2016)

Forma infantil de início antes dos 2 anos de idade.

• Quadros de epilepsia, sintomas piramidais e extra-

piramidais, perda do desenvolvimento motor na primeira

década de vida;

• Sintomas bulbares e hidrocefalia podem estar presentes.

Forma juvenil (2 a 12 anos de idade)

• Predomínio de disfunções motoras com comprometimento

progressivo da marcha e espasticidade;

• Sintomas bulbares como mioclonia palatal podem ser

altamente sugestivos.






• Comprometimento extenso da substância branca com predomínio frontal;

• Anel periventricular;

• Anormalidades nos gg da base e tálamos;

• Anormalidades em tronco cerebral;

• Realce pelo meio de contraste.






Gene: GFAP

• Localizado no cromossomo 17q21 e codifica a proteína acídica

fribliar glial (GFAP);

• Mutações neste gene promovem uma diminuição na solubilidade da

proteína acídica fibrilar glial, resultando no acúmulo dessas

proteínas e formando as fibras de Rosenthal;

• A localização das anormalidades na RM geralmente se correlaciona

com áreas de maciço acúmulo de fibras de Rosenthal.

• Especula-se que a leucodistrofia na doença de Alexander é um

efeito secundário ao comprometimento da função dos astrócitos,

levando a desregulação dos sinais de mielinização derivados dos

astrócitos.






RM com padrão

característico?

Exames genéticos

de amplo espectro

Não


Para os pacientes que apresentam anormalidades

na substância branca sem um padrão sugestivo de

sua etiologia e que apresentem um quadro

claramente genético, recomenda-se investigação

genética de amplo espectro – sequenciamento de

exoma.




123 genes

Conclusão


A heterogeneidade clínica das leucoencefalopatias impede a

utilização de um único método diagnóstico;


Achados de neuroimagem muitas vezes são inespecíficos e

patologias previamente agrupadas pelo padrão de imagem

similar se provaram doenças completamente heterogêneas;

A identificação dos defeitos genéticos ampliou o

entendimento fisiopatológico das leucoencefalopatias.

Jaime Lin Médico neuropediatra

Professor de Neuropediatria – UNISUL/SC

Presidente do Departamento de Neuropediatria – SCP

[email protected]


MUITO OBRIGADO!

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