Pantotenat-kinazi pridruženi neurodegeneracijski protein

Pantotenat-kinazi pridružena neurodegeneracija (Neurodegeneracija sa nakupljanjem gvožđa u mozgu 1) Pantetein
Klasifikacija i vanjski resursi
ICD-10	G23.0
ICD-9	333.0
OMIM	234200
DiseasesDB	29462
MedlinePlus	001225
eMedicine	neuro/151
MeSH	D006211
GeneReviews	Pantotenat-kinazi pridružena neurodegeneracija Oblast: Neurologija Simptomi: Distonija, parkinsonizam, demencija Početak i tipovi: Ispod 10 godina (klasična), preko 10 godina (atipska) Uzroci: Mutacija gena PANK2 Učestalost: 1–3/1 milion ljudi

Neurodegeneracija povezana sa pantotenat-kinazom (PKAN), ranije zvana Hallervorden– Spatzov sindrom,^[1] je nasljednaa degenerativna bolest mozga koja može izazvati parkinsonizam, distonije, demencije i na kraju smrt. Neurodegeneraciju PKAN prati višak gvožđa koji se progresivno nakuplja u mozgu.

Znaci i simptomi

Simptomi obično počinju u djetinjstvu i progresivni su, što često rezultira smrću u ranoj odrasloj dobi. Simptomi PKAN-a počinju prije srednjeg djetinjstva, a najčešće se primjećuju prije desete godine života. Simptomi uključuju smetnje kao što su:

• Distonija (ponavljajuće nekontrolirane kontrakcije mišića koje mogu izazvati trzanje ili uvrtanje određenih mišićnih grupa)
• Disfagija i disartrija zbog sudjelovanja mišićnih grupa uključenih u govor
• Rigidnost / ukočenost udova
• Drhtanje
• Klecanje pokreta
• Demencija
• Ukočenost
• Slabost
• Napadi (rijetko)
• Hodanje na prstima
• Retinitis pigmentosa, još jedna degenerativna bolest koja pogađa mrežnjaču, često uzrokujući promjenu boje mrežnjače i njeno progresivno propadanje u početku, uzrokujući noćno sljepilo, a kasnije rezultirajući potpunim gubitkom vida.

Oko 25% pogođenih doživljava nekarakterističan oblik PKAN-a koji se razvija nakon 10. godine života i slijedi sporiji, postupniji tempo pogoršanja od onih prije 10. godine života. Ove osobe suočavaju se sa značajnim govornim deficitima, kao i sa psihijatrijskim i poremećajima u ponašanju.

Budući da je progresivna, degenerativna bolest živaca, PKAN dovodi do rane nepokretnosti i često smrti do rane odrasle dobi. Smrt nastupa prerano zbog infekcija poput upale pluća, a sama bolest tehnički ne ograničava život.

Genetika

PKAN je autosomni recesivni poremećaj. Oba roditelja oboljelog djeteta moraju biti heterozigotni nositelji bolesti i stoga moraju nositi jedan mutirani alel. Kako se radi o autosomnom poremećaju, oni heterozigotni za taj poremećaj možda neće pokazivati nikakve atipske karakteristike koje se smatraju sugestivnim za poremećaj, ali zabilježeni su slučajevi spojene heterozigotnosti, u kojima takve osobe imaju klasični oblik bolesti.^[2]

Poremećaj uzrokuje mutirani gen PANK2 koji se nalazi na hromosomskom lokusu: 20p13-p12.3. PANK2 je odgovoran za kodiranje proteina Pantotenat-kinaza 2. PANK2 kodira enzim pantotenat-kinazu, a mutacije u genu dovode do urođene greške u metabolizmu vitamina B5 (pantotenat). Vitamin B5 potreban je ćelijama za proizvodnju koenzima A. Poremećaji ovog enzima utiču na metabolizam energije i lipida i mogu dovesti do akumulacije potencijalno štetnih spojeva u mozgu, uključujući gvožđe.

PANK2 kodira transkript od 1,85 KB, koji je izveden iz sedam egzona koji pokrivaju ukupnu udaljenost od približno 3,5 MB genomske DNK. Gen PANK2 također kodira 50,5-kDa protein, koji je funkcionalna pantotenat-kinaza, bitni regulatorni enzim u biosintezi koenzima A (CoA) i katalizira fosforilaciju pantotenata (vitamina B₅), N-pantotenoil-cisteina i panteteina (OMIM).

Mutirani proteini kodirani genom PANK2 često su uzrokovani nultom ili misens mutcijom, a naročito 7bp delecijom u sekvenci kodiranja gena PANK2.

Ovaj poremećaj je zabilježen u određenim zajednicama na osnovu brakova unutar zajednice u kojima oba roditelja djeteta imaju istu mutaciju. Jedna od prijavljenih zajednica je Agrawal (Agarwal) zajednica koja se uglavnom nalazi u sjevernom dijelu Indije. Poznata mutacija u zajednici Agarwal je patogena mutacija 1c.215_216insA u genu PANK2. Ovo je u nekim laboratorijama također kodirano kao chr20: 3870292-3870293insA. Rezultat je pomicanje okvira i prerano skraćivanje 47-aminokiselinskog proteina nizvodno do kodona 183 (p.Arg183GlufsTer47; ENST00000316562).^[3][4]

Dijagnoza

MRI-snimak sa depozitima gvožđa u baznoj gangliji, takozvani znak tigrovog oka (sekvenca T2w GRASE).

Neurološki pregled pokazao bi dokaze o krutosti mišića, slabost i abnormalni položaji, neobične pokrete i drhtanje. Ako su to pogođeni i drugi članovi porodice, ovo može pomoći u utvrđivanju dijagnoze. Genetički testovi mogu potvrditi abnormalni gen koji uzrokuje bolest. Međutim, ovaj test još nije široko dostupan. Moraju se isključiti i drugi poremećaji kretanja i bolesti. Osobe koje pokazuju bilo koji od gore navedenih simptoma često se testiraju pomoću MRI (Magnetna rezonanca) za brojne neurološke poremećaje. MRI obično pokazuje naslage gvožđa u baznim ganglijima. Razvoj dijagnostičkih kriterija nastavlja se u nadi da će se PKAN dalje odvojiti od drugih oblika neurodegenerativnih bolesti koje imaju NBIA.

Neuropatologija

Mikroskopske karakteristike PKAN-a uključuju visoke nivoe gvožđa u globus pallidus i pars reticulata u substantia nigra, očigledno kao karakteristično rđastosmeđe obojenje^[5] u obliku koji se naziva znak tigrovog oka;^[6] lipofuscin i neuromelanin koncentrisani su u oblastima u kojima se gomila gvožđe; ovalne, nenukleuirane strukture koje predstavljaju natečene aksone, čija citoplazma nabubri sa vakuolama, nazivaju se sferoidi, neuroaksonska distrofija i Lewyjeva tijela.

Liječenje

Pokazano je da se PKAN liječi fosfopantotenatom, a također i na mišjem modelu bolesti. Proučavan je pantetin (preteča panteteina), a pokazao se efikasnim u modelu bolesti kod miša i kod voćne mušice.^{[7][8][9][10]}

Prognoza

Stope preživljavanja za one kojima je dijagnosticiran tipski PKAN i koji se ne liječe su 11,18 godina sa standardnom devijacijom od 7,8 godina. Izvršena je studija koja je našla dobre ishode kod jednog pacijenta sa kasnim početkom PKAN-a.^[9]

Epidemiologija

Podaci o prevalenciji u vezi s ovim poremećajem ostaju nepotpuni, ali procjenjuje se da će negdje između 1/1.000.000 do 3/1.000.000 osoba biti pogođeno ovim poremećajem (na osnovu uočenih slučajeva u populaciji), ali ovo je samo procijena da je bolest toliko rijetka da je teško statistički i tačno utvrditi.

Reference

1. Harper, Peter S (1996). "Naming of syndromes and unethical activities: the case of Hallervorden and Spatz". The Lancet. 348 (9036): 1224–1225. doi:10.1016/S0140-6736(96)05222-1. ISSN 0140-6736.
2. Bei-sha, Tang; et al. (2005). "Novel compound heterozygous mutations in the PANK2 gene in a Chinese patient with atypical pantothenate kinase-associated neurodegeneration". Movement Disorders. 20 (7): 819–21. doi:10.1002/mds.20408. PMC 2105744. PMID 15747360.
3. "PANK2_Agarwal".
4. http://www.britannica.com/bps/additionalcontent/18/27764296/Founder-mutation-in-the-PANK-gene-of-Agrawal-children-with-Neurodegeneration-with-Brain-Iron-accumulation-NBIA
5. Hanna, Philip A. "Pantothenate Kinase-Associated Neurodegeneration (PKAN)". Medscape. Pristupljeno 6. 3. 2020.
6. "Pantothenate kinase-associated neurodegeneration". Genetics Home Reference. National Institutes of Health National Library of Medicine. Pristupljeno 6. 3. 2020.
7. Brunetti D, Dusi S, Giordano C, Lamperti C, Morbin M, Fugnanesi V, Marchet S, Fagiolari G, Sibon O, Moggio M, d'Amati G, Tiranti V (2014). "Pantethine treatment is effective in recovering the disease phenotype induced by ketogenic diet in a pantothenate kinase-associated neurodegeneration mouse model". Brain. 137 (Pt 1): 57–68. doi:10.1093/brain/awt325. PMC 3891449. PMID 24316510.
8. Rana A, Seinen E, Siudeja K, Muntendam R, Srinivasan B, van der Want JJ, Hayflick S, Reijngoud DJ, Kayser O, Sibon OC (2010). "Pantethine rescues a Drosophila model for pantothenate kinase-associated neurodegeneration". Proc Natl Acad Sci U S A. 107 (15): 6988–93. Bibcode:2010PNAS..107.6988R. doi:10.1073/pnas.0912105107. PMC 2872433. PMID 20351285.
9. Christou YP, Tanteles GA, Kkolou E, Ormiston A, Konstantopoulos K, Beconi M, Marshall RD, Plotkin H, Kleopa KA (2017). "Open-Label Fosmetpantotenate, a Phosphopantothenate Replacement Therapy in a Single Patient with Atypical PKAN". Case Rep Neurol Med. 2017: 3247034. doi:10.1155/2017/3247034. PMC 5439260. PMID 28567317.
10. Zano SP, Pate C, Frank M, Rock CO, Jackowski S (2015). "Correction of a genetic deficiency in pantothenate kinase 1 using phosphopantothenate replacement therapy". Mol Genet Metab. 116 (4): 281–8. doi:10.1016/j.ymgme.2015.10.011. PMC 4764103. PMID 26549575.

Vanjski linkovi