Progéria

Progéria

Más nevek

Hutchinson-Gilford progéria szindróma (HGPS), progéria szindróma, Joseph-szindróma

Progériás fiatal lány (balra). Egy egészséges sejtmag (jobbra, fent) és egy progériás sejtmag (jobbra, lent).

Megszólítás

Szakterület

Medicinális genetika

Tünetek

Növekedési késés, alacsony testmagasság, kis arc, hajhullás

Szövődmények

Szívbetegség, stroke, csípőficam

Előfordulási idő

9-24 hónap

Az okok

Genetikai

Diagnosztikai módszer

Tünetek alapján, Genetikai vizsgálatok

Differenciáldiagnózis

Hallermann-Streiff-szindróma, Gottron-szindróma, Wiedemann-Rautenstrauch szindróma

Kezelés

Leginkább tüneti kezelés

gyógyszeres kezelés

Lonafarnib

Prognózis

A halálozás átlagos életkora 13 év

Rendszeresség

Ritkán: Hutchinson-Gilford-szindrómának nevezett progeroid szindróma egy sajátos típusa

Progeria. A progeroid szindrómák a korai öregedéssel járó betegségek egy csoportja. A progériával született betegek jellemzően a tízes éveik közepétől a húszas éveik elejéig élnek.

A pubertáskorra általában súlyos szív- és érrendszeri szövődmények alakulnak ki, amelyek halálhoz vezetnek.

Jelek és tünetek

A progériás gyermekeknél az első tünetek általában életük első néhány hónapjában jelentkeznek. A legkorábbi tünetek közé tartozhat a gyarapodás elmaradása és a helyi szkleroderma-szerű bőrbetegség. Ahogy a gyermek a csecsemőkort meghaladja, további állapotok válnak nyilvánvalóvá, általában 18-24 hónapos kor körül. A korlátozott növekedés, a teljes testre kiterjedő alopecia (hajhullás) és a jellegzetes megjelenés (kis arc, sekélyen behúzott állkapocs és beszorult orr) mind a progéria jellemzői. Ennek a progresszív betegségnek a jelei és tünetei a gyermek életkorának előrehaladtával általában egyre kifejezettebbé válnak. Később az állapot ráncos bőrt, veseelégtelenséget, látásvesztést, érelmeszesedést és más szív- és érrendszeri problémákat okoz. Elterjedt a szkleroderma, a bőr megkeményedése és feszülése a törzsön és a test végtagokon. Az ezzel a betegséggel diagnosztizált embereknek általában kicsi, törékeny testük van, mint az idősebb felnőtteknek. A fej általában nagy a testhez képest, keskeny, ráncos arccal és csőrös orral. Feltűnőek a szembetűnő fejbőr vénák (amelyeket az alopecia még nyilvánvalóbbá tesz), valamint a szembetűnő szemek. A mozgásszervi degeneráció a testzsír és az izomzat elvesztését, merev ízületeket, csípőficamot és egyéb, a nem időseknél általában hiányzó tüneteket okoz. Az egyének általában megtartják a tipikus mentális és motoros fejlődést.

Ok

A Hutchinson-Gilford-szindróma (HPGS) egy rendkívül ritka autoszomális domináns genetikai rendellenesség, amelyben az öregedés aspektusaira emlékeztető tünetek nagyon korai életkorban jelentkeznek.

A magburkolat ultrastrukturális elemzése HGPS-ben szenvedő személy fibroblasztjaiban. Alacsony nagyítású transzmissziós elektronmikroszkópos kép egy 10 PT001-es passzázsú sejtmagról, amelyen több herniáció látható (a). Ugyanennek a sejtmagnak két nagyobb nagyítású képe a hólyagok helyén (b és c) a kromatin és a magburkolat szoros kapcsolódását mutatta. Az a, b és c képeken a sejtmag balra van. A méretarányos sávok az a panelben 2 μm-nek, a b és c panelben 500 nm-nek felelnek meg.

A HPGS-t olyan mutációk okozzák, amelyek gyengítik a sejtmag szerkezetét, megnehezítve a normális sejtosztódást. A H4K20me3 hisztonjelzés érintett, és de novo mutációk okozzák, amelyek a lamin A-t kódoló génben fordulnak elő. A lamin A készül, de nem megfelelően kerül feldolgozásra. Ez a rossz feldolgozás abnormális nukleáris morfológiát és rendezetlen heterokromatint hoz létre. A betegeknél a DNS-javítás sem megfelelő, és a genomiális instabilitás is fokozódik.

Normális körülmények között az LMNA gén egy prelamin A nevű strukturális fehérjét kódol, amely egy sor feldolgozási lépésen megy keresztül, mielőtt elnyeri végső formáját, a lamin A-t. A prelamin A egy “CAAX”-t tartalmaz, ahol C egy cisztein, A egy alifás aminosav, és X bármilyen aminosav. Ez a motívum a fehérjék karboxilvégződésén három egymást követő enzimatikus módosítást indít el. Először a fehérje-farnezil-transzferáz katalizálja a farnezil-rész farnezil-addícióját a ciszteinhez. Másodszor, egy endoproteáz, amely felismeri a farnezilált fehérjét, katalizálja a peptidkötés hasítását a cisztein és az -aaX között. A harmadik lépésben az izoprenil-cisztein-karboxil-metil-transzferáz katalizálja a karboxil végi farnezil-cisztein metilálását. A farnezilált és metilált fehérje egy nukleáris póruson keresztül a sejtmag belsejébe szállítódik. A sejtmagban a fehérjét a cink-metallopeptidáz STE24 (ZMPSTE24) nevű proteáz hasítja, amely eltávolítja az utolsó 15 aminosavat, amely a farnezilált ciszteint is tartalmazza. A proteáz általi hasítás után a prelamin A-t lamin A-nak nevezik. A legtöbb emlőssejtben a lamin A a lamin B1, a lamin B2 és a lamin C-vel együtt alkotja a nukleáris lamina-t, amely a sejtmag strukturális támasztékát biztosítja. a 20. század vége előtt a progériával kapcsolatos kutatások nagyon kevés információt szolgáltattak a szindrómáról. 2003-ban felfedezték, hogy a progéria oka egy pontmutáció az LMNA gén 1824-es pozíciójában, amely egy citozint timinre cserél. Ez a mutáció a 11. exonon belül egy 5′-es kriptikus splice-helyet hoz létre, ami a normálisnál rövidebb mRNS-átiratot eredményez. Amikor ezt a rövidebb mRNS-t fehérjévé fordítják, a prelamin A fehérje abnormális változatát, a progerint hozza létre. A progerin farnezilcsoportja nem távolítható el, mivel a ZMPSTE24 hasítóhely hiányzik a progerinből, így az abnormális fehérje tartósan a nukleáris peremhez kötődik. Ennek egyik következménye, hogy a maghártya nem nyújt elegendő szerkezeti támaszt a magburkolatnak, aminek következtében az abnormális alakot vesz fel. Mivel a nukleáris lamina által normális esetben biztosított támasz szükséges a kromatin mitózis során történő szerveződéséhez, a nukleáris lamina gyengülése korlátozza a sejt osztódási képességét. Nem valószínű azonban, hogy a sejtosztódás hibája a progériához vezető fő hiba, különösen azért, mert a gyermekek körülbelül egyéves korukig normálisan fejlődnek a betegség jelei nélkül. A farnezilált prelamin A variánsok hibás DNS-javításhoz is vezetnek, ami szerepet játszhat a progéria kialakulásában. A progerin expressziója a fibroblaszt sejtek polaritásának kialakulásában is hibához vezet, ami a fiziológiás öregedés során is megfigyelhető.

A progerin a normális emberi öregedésben is szerepet játszhat, mivel termelődése a tipikusan öregedő sejtekben aktiválódik.

A többi “gyorsított öregedési betegségtől” (mint például a Werner-szindróma, a Cockayne-szindróma vagy a xeroderma pigmentosum) eltérően a progériát nem közvetlenül a DNS-javítás hibája okozhatja. Ezek a betegségek mindegyike az öregedés néhány specifikus aspektusában okoz változást, de soha nem minden aspektusban egyszerre, ezért gyakran “szegmentális progériának” nevezik őket.”

A Nature 2003-as jelentése szerint a progéria egy de novo domináns tulajdonság lehet. A sejtosztódás során alakul ki egy frissen fogant zigótában vagy az egyik szülő ivarsejtjében. Az 1. kromoszómán található LMNA (lamin A fehérje) gén mutációi okozzák; a lamin A mutáns formája általánosan progerin néven ismert. Az egyik szerző, Leslie Gordon orvos volt, aki semmit sem tudott a progériáról, amíg saját fiánál, Samnél 22 hónapos korában nem diagnosztizálták. Gordon és férje, Scott Berns gyermekorvos megalapította a Progeria Kutatási Alapítványt.

Lamin A

A lamin A a sejtmag belső peremén lévő, nukleáris lamina nevű fehérje-állványzat egyik fő alkotóeleme, amely segít megszervezni a nukleáris folyamatokat, például az RNS- és DNS-szintézist.

A protein C-terminálisán a relamin A egy CAAX-dobozt tartalmaz (ahol a C egy cisztein, az A pedig bármely alifás aminosav). Ez biztosítja a cisztein farnezilálását, és lehetővé teszi a prelamin A számára a membránok, különösen a nukleáris membrán megkötését. Miután a prelamin A a sejtmagmembránhoz lokalizálódott, a C-terminális aminosavakat, beleértve a farnezilált ciszteint is, egy specifikus proteáz lehasítja. Az így keletkező fehérje, immár lamin A, már nem membránhoz kötött, és a sejtmagon belül látja el funkcióit.

A HGPS-ben mutálódik az a felismerőhely, amelyet az enzim a prelamin A lamin A-vá történő hasításához igényel. A lamin A nem tud termelődni, és a prelamin A felhalmozódik a magmembránon, ami jellegzetes nukleáris blebbinget okoz. Ez a progéria tüneteit eredményezi, bár a torz sejtmag és a tünetek közötti kapcsolat nem ismert.

Egy vizsgálat, amely a HGPS beteg sejtjeit fiatal és idős normális emberi alanyok bőrsejtjeivel hasonlította össze, hasonló hibákat talált a HGPS és az idősek sejtjeiben, beleértve bizonyos nukleáris fehérjék down-regulációját, fokozott DNS-károsodást és a hiszton demetilációját, ami a heterokromatin csökkenéséhez vezet. A nematódák az élettartamuk során a HGPS-hez hasonló progresszív laminális változásokat mutatnak minden sejtben, kivéve a neuronokat és az ivarsejteket. Ezek a vizsgálatok arra utalnak, hogy a lamin A hibák összefüggnek a normális öregedéssel.

Diagnózis

Bőrelváltozások, rendellenes növekedés és hajhullás fordul elő. Ezek a tünetek általában egyéves korban kezdenek megjelenni. Az LMNA mutációkra irányuló genetikai vizsgálat megerősítheti a progéria diagnózisát. A genetikai teszt megjelenése előtt gyakori volt a téves diagnózis.

Kezelés

Az Egyesült Államok Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hivatala 2020 novemberében engedélyezte a lonafarnibot, amely segít megelőzni a hibás progerin és hasonló fehérjék felhalmozódását. Egy 2018-ban végzett klinikai vizsgálat rámutat a jelentősen alacsonyabb halálozási arányra ~ a csak lonafarnibbal történő kezelés a kezelés nélküli kezeléshez képest (3,7% vs. 33,3%) ~ a vizsgálatot követő 2,2 éves medián követési idő alatt.

A többi kezelési lehetőség a szövődmények (például a szív- és érrendszeri betegségek) csökkentésére összpontosított a koszorúér-bypass műtéttel és alacsony dózisú aszpirinnel.

Növekedési hormonkezeléssel is próbálkoztak. A morfolinók alkalmazását is megkísérelték egereken és sejtkultúrákban a progerin-termelés csökkentése érdekében. A mutáns pre-mRNS-ek mutált exon 11-exon 12 csomópontja ellen specifikusan irányított antisense Morpholino oligonukleotidokat használtak.

A rákellenes gyógyszerek egy típusát, a farnezil-transzferáz inhibitorokat (FTI-k) javasolták, de alkalmazásuk többnyire állatmodellekre korlátozódott. A lonafarnib nevű FTI-vel 2007 májusában kezdődött egy II. fázisú klinikai vizsgálat. A sejteken végzett vizsgálatokban egy másik rákellenes gyógyszer, a rapamicin a progerin eltávolítását okozta a sejtmagmembránból autofágia révén. Bebizonyosodott, hogy a pravastatin és a zoledronát hatékony gyógyszerek, amikor a farnezilcsoport-termelés gátlásáról van szó.

A farneziltranszferáz-gátlók (FTI-k) olyan gyógyszerek, amelyek gátolják a progerin-fehérjék és a farnezilcsoportok közötti kapcsolat létrehozásához szükséges enzim aktivitását. Ez a kapcsolat hozza létre a progerin tartós kötődését a nukleáris peremhez. Progériában a sejtkárosodás azért következhet be, mert ez a kötődés megtörténik, és a sejtmag nincs normális állapotban. A lonafarnib egy FTI, ami azt jelenti, hogy meg tudja kerülni ezt a kapcsolatot, így a progerin nem tud a magperemhez kötődni, és így normálisabb állapotba kerül.

A sirolimusszal, egy mTOR-gátlóval végzett vizsgálatok azt mutatják, hogy minimalizálni tudja a progériás fibroblasztok fenotípusos hatásait. Alkalmazásának további megfigyelt következményei a nukleáris blebbing megszüntetése, a progerin degradációja az érintett sejtekben és az oldhatatlan progerin aggregátumok képződésének csökkentése. Ezeket az eredményeket csak in vitro figyelték meg, és nem klinikai vizsgálat eredményei, bár úgy gondolják, hogy a kezelés előnyös lehet a HGPS betegek számára.

Prognózis

Mivel nincs ismert gyógymód, kevés progériás ember haladja meg a 13 éves kort. A betegek legalább 90 százaléka az érelmeszesedés szövődményei, például szívroham vagy szélütés következtében hal meg.

A szellemi fejlődést nem befolyásolja hátrányosan, sőt, az intelligencia általában átlagos vagy átlagon felüli. Ami az öregedés azon jellemzőit illeti, amelyeket a progéria látszólag megnyilvánul, a tünetek kialakulása a normálisnál nyolcszor-tízszer gyorsabb öregedéshez hasonlítható. Ami az öregedés azon jellemzőit illeti, amelyeket a progéria nem mutat, a betegek nem mutatnak neurodegenerációt vagy rákra való hajlamot. Nem alakulnak ki náluk olyan állapotok sem, amelyek általában az öregedéssel járnak együtt, mint például a szürkehályog (amelyet az UV sugárzás okoz) és az osteoarthritis.

Noha magára a progériára nem létezik sikeres kezelés, az általa okozott problémákra, például az ízületi, légzőszervi és szív- és érrendszeri problémákra már létezik kezelés. A progériában szenvedők reproduktív fejlődése normális, és ismertek olyan esetek, amikor a progériás nők egészséges utódokat hoztak világra.

Epidemiológia

Egy hollandiai tanulmány szerint a betegség előfordulása 1 a 20 millió születésből. A Progeria Kutatási Alapítvány szerint 2020 szeptemberében 179 ismert eset volt a világon. Az orvostörténet 1886 óta több száz esetről számolt be. A Progeria Kutatási Alapítvány szerint azonban akár 150 nem diagnosztizált eset is lehet világszerte.

Mindössze két olyan eset volt, amikor egy egészséges személyről tudták, hogy hordozza a progériát okozó LMNA mutációt. Egy indiai családnak öt progériás gyermeke született.

Kutatás

Egérmodell

A progériának létezik egérmodellje, bár az egérben az LMNA prelamin A nem mutálódik. Ehelyett hiányzik a ZMPSTE24, az a specifikus proteáz, amely a prelamin A C-terminusának eltávolításához szükséges. Mindkét eset a farnezilált prelamin A felhalmozódását eredményezi a nukleáris membránon és a jellegzetes nukleáris LMNA blebbinget.

DNS-javítás

A DNS kettősszál-törések javítása két folyamat, a nem-homológ végcsatlakozás (NHEJ) vagy a homológ rekombináció (HR) révén történhet. Az A-típusú laminok az NHEJ-ben és a HR-ben kulcsszerepet játszó fehérjék szintjének fenntartásával segítik elő a genetikai stabilitást. Az egérsejtekben, amelyekben hiányos a prelamin A érése, fokozott DNS-károsodást és kromoszóma-aberrációkat mutatnak, és fokozott érzékenységet mutatnak a DNS-károsító anyagokkal szemben. Progériában a DNS-károsodások megfelelő javításának képtelensége a hibás A-típusú lamin miatt a korai öregedés egyes aspektusait okozhatja (lásd még: az öregedés DNS-károsodási elmélete).

Az emberi HGPS epigenetikai óraelemzése

A progériás szindrómás gyermekekből származó fibroblasztminták a bőr- és vérminták epigenetikai órája szerint gyorsított epigenetikai öregedési hatást mutatnak.

Előzmények

A progériát először 1886-ban írta le Jonathan Hutchinson. Ettől függetlenül 1897-ben Hastings Gilford is leírta. Az állapotot később Hutchinson-Gilford progéria szindrómának nevezték el. A tudósokat részben azért érdekli a progéria, mert az öregedés normális folyamatával kapcsolatos nyomokat tárhat fel.

Etimológia

A progéria szó a görög “pro” (πρό), azaz “előtt” vagy “korai” és a “gēras” (γῆρας), azaz “öregség” szavakból származik.

Társadalom és kultúra

Nevezetes esetek

1987-ben a tizenöt éves Mickey Hays, aki progériás volt, Jack Elammel együtt szerepelt az I Am Not a Freak című dokumentumfilmben. Elam és Hays először az 1986-os The Aurora Encounter című film forgatásán találkoztak, amelyben Hays egy földönkívülit alakított. A kialakult barátság Hays 1992-ben, a 20. születésnapján bekövetkezett haláláig tartott. Elam azt mondta: “Tudod, sok emberrel találkoztam már, de még senkivel sem találkoztam, aki úgy mellém állt volna, mint Mickey.”

Harold Kushner 1978-as When Bad Things Happen to Good People című könyve, amely Istent és a gonosz problémáját vizsgálja, 14 éves fia progériában bekövetkezett halálára válaszul íródott.

Margaret Casey, a progéria 29 éves áldozata, akiről akkoriban azt hitték, hogy ő a legidősebb túlélője a korai öregedési betegségnek, 1985. május 26-án, vasárnap halt meg. Casey, aki szabadúszó művész volt, május 25-én, szombat este került a Yale-New Haven kórházba légzési problémákkal, ami a halálát okozta.

Sam Berns amerikai aktivista volt a betegséggel. Róla készült az HBO Life According to Sam című dokumentumfilmje. Berns 2013. december 13-án TEDx előadást is tartott My Philosophy for a Happy Life címmel.

Hayley Okines angol progériás beteg volt, aki terjesztette a betegséggel kapcsolatos ismereteket.

Rania francia progériás beteg volt, aki 2020. október 16-án, 16 éves korában halt meg. Népszerű alkotó volt a TikTok, az Instagram és a YouTube közösségi médiaplatformokon, a TikTokon 871 000, az Instagramon 700 000, a YouTube-on pedig 320 000 követővel.

Leon Botha dél-afrikai festő és DJ, aki többek között a Die Antwoord hip-hop duóval való közös munkájáról volt ismert, progériával élt.

Tiffany Wedekind az Ohio állambeli Columbusból a legidősebb progériás túlélőnek számít, aki 2020-ban 43 éves volt.

Népi kultúra

A progéria egyik legkorábbi hatása a populáris kultúrára talán F. Scott Fitzgerald 1922-ben megjelent “Benjamin Button különös esete” című novellájában jelent meg (később, 2008-ban játékfilm is készült belőle). A főszereplő 70 éves férfiként születik, és visszafelé öregszik. Charles Dickens is leírhatott egy progériás esetet a Bleak House Smallweed családjában, pontosabban a nagyapánál és unokáinál, Judynál és ikertestvérénél, Bartnál. Tad Williams Otherland című sci-fi tetralógiájának főszereplői között is van egy karakter, akiről kifejezetten le van írva, hogy progériában szenved.

A betegség több filmben is szerepelt. Az 1983-as Az éhség című filmben a progériát Susan Sarandon karaktere, Dr. Sarah Roberts tanulmányozta.

Az 1984-es Billy Grier három kívánsága című filmben Ralph Macchio egy tinédzsert alakít, aki megpróbálja teljesíteni a kívánságait, mielőtt belehal a betegségbe.

Az 1996-os Jack című film a címszereplővel (Robin Williams) foglalkozik, aki egy progériához hasonló genetikai rendellenességben szenved, és a társadalomba való beilleszkedésének nehézségeivel.

A 2009-es PAA című film Amitabh Bachchan és Abhishek Bachchan főszereplésével egy progériásként ismert ritka genetikai betegségben szenvedő fiú és szülei kapcsolatán alapul.

A Resident Evil videojáték- és filmsorozatban az Umbrella Corporation egyik társalapítójának lánya progériás. Ez vezet ahhoz, hogy a társalapító létrehozza a T-vírust, hogy meggyógyítsa az állapotot – ami kulcsfontosságú cselekménypontként működik. 2005-ben a Resident Evil 4-ben Ramone Salazar volt a főgonosz; egy húszéves várnagy, aki progériásnak tűnik.

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.