Hipotiroidismo Congénito Química Biológica Patológica Hipotiroidismo Congénito Tema 7 (Bolilla 7)  Dra. Silvia Varas svaras@unsl.edu.ar

Yodo Recaptación de yoduros por la tiroides Tiroglobulina (Tg) Sistema generador de H2O2 Tiroperoxidasa (TPO)

FISIOLOGIA Y METABOLISMO DE LA GLANDULA TIROIDEA BIOSÍNTESIS CIRCULACION METABOLISMO CAPTACION CELULAR BASES MOLECULARES DE LA ACCION DE LAS HORMONAS TIROIDEAS

Biosíntesis: Pasos Captación de Yoduro por las células foliculares Formación de H2O2 Organificación Acoplamiento de MIT y DIT para formar HT Deposito y almacenamiento de la Tg yodada en el lumen

Dominio Transmembrana Dominio Extracelular Dominio Transmembrana Dominio Intracelular

TSH R-TSH FL C FL C PKC AC PKC Ca2+ AMPc PKA Gs G Gq  DAG  IP3 (+) (+) FL C 5-10 TSH FL C (+) PKC  DAG  IP3 AC (+) (+) (+) (+) PKC Ca2+ Vía PI3K/Akt AMPc PKA

+ + + + Secreción + + NIS Tg TPO + + Proliferación Generación H2O2 ATP AMPc Secreción AC + + + Gs  G  NIS Tg TPO + PKA + + R-TSH Proliferación + Generación H2O2 Iodinación Síntesis HT TSH + Gq  G  + + + Ca2+ FL C + DAG PKC + IP3

Defectos Genéticos de NIS Proteína: 643aa Flia SCL 5A Ouabaíana inhibidores competitivos de la captación de I-: SCN- y ClO-4

Defectos Genéticos de NIS El gen está constituido por quince exones que codifican un ARNm de 3,9 kb, y que está ubicado en el cromosoma 19 (19p13.2-p12)

Representación de Pendrina SLC26 A4 Más de 160 mutaciones en el gen SLC26A4 Cursa con bocio y perdida auditiva neurosensorial

Defectos Genéticos Sistema Generador de H2O2: Sistema DUOX

DUOX2 DUOX A2

Defectos Genéticos Sistema Generador de H2O2: Sistema DUOX DUOXs also need partners to work properly DUOX2: -núcleo catalítico de NADPH-oxidasa - cavidades de unión del NADPH - y de dinucleótido de adenina flavina (FAD) - dos manos EF-en el primer bucle intracelular que son sitios de unión de calcio esencial Socios: EFP1 (EF-hand binding protein 1) Proteínas de maduración DUOXA1 y DUOXA2 Caveolina-1 (Cav-1)

Defectos Genéticos Tiroperoxidasa Enzima microsomal, ubicada en la membrana apical de células foliculares tiroideas, responsable de la biosíntesis de T3 y T4 a partir de la proteína estructural TG en presencia de H2O2

Acción de TPO E + H2O2 + I- + Tyr I+ 1 E E + MIT 2 Tyr° Se forma T3 tras el acoplamiento de un residuo MIT y otro DIT y T4 se forma al unirse dos residuos DIT

Estructura de la proteína de Tiroglobulina NH2- -COOH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 1 2 Tir5 Tir 130 1 2 3 Motivo Tipo 1: Motivo Tipo 3b: Motivo Tipo 2: Segmento Homólogo a Acetilcolinesterasa: Motivo Tipo 3a: Homodímero: 2x 2750 aminoácidos; 10% hidratos de carbono; PM 660.000 Gen mas de 48 exones sobre el cromosoma 8q24.2-24.3 y contiene intrones de tamaños variados (de hasta 64 kpb), los cuales representan el 97,5% de las secuencias de este gen

1 molécula de Tg (homodímero) 134 residuos tirosilos 25-30 aparecen como MIT y DIT y 6 a 8 como T3 y T4 Ubicación de los sitios hormonogenéticos en la Tg Sitios Aceptores (1) Características del sitio dador Sitios Dadores (2) Tirosina 5 (exón 2) Se produce el 40% de la T4 Tirosina 130 (exón 4) Tirosina 1291 (exón 18) Sitios de formación T4 Tirosina 847 (exón 10) Tirosina 2254 (exón 44) Tirosina 1448 (exón 21) Tirosina 2747 (exón 48) Sitios de formación T3 1: La tirosina aceptora aporta el anillo interno de la hormona. 2: La tirosina dadora aporta el anillo externo de la hormona.

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Circulación Las hormonas tiroideas circulan en el plasma unidas a proteínas transportadoras. Sólo una pequeña fracción circula como hormona libre. La T4 es transportada por: Globulina fijadora de tiroxina (TBG), Transtiretina (TTR), antes conocida como pre-albúmina fijadora de tiroxina, (TBPA) y por Albúmina, en ese orden de importancia. La T3, en cambio, se une a TBG y TTR pero con menor afinidad respecto de T4.

Los niveles plasmáticos hormonales en hombres adultos normotiroideos son: T4: 4-12 mg/dl de plasma, de los cuales aproximadamente 2 ng corresponden a la hormona libre. T3: 80-220 ng/dl de plasma de los cuales 0,4 ng/dl de plasma corresponden a la fracción libre.

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Metabolismo

FISIOLOGIA Y METABOLISMO DE LA GLANDULA TIROIDEA BIOSÍNTESIS CIRCULACION METABOLISMO CAPTACION CELULAR BASES MOLECULARES DE LA ACCION DE LAS HORMONAS TIROIDEAS

CAPTACIÓN CELULAR DE LAS HORMONAS TIROIDEAS Membrana Plasmática: Transportador monocarboxilato 8 (MCT8), MCT10, y Péptido que transportan aniones orgánicos1 C1 (OATP1 C1) (cerebro) Intracelular? Transporte intracelular: CRYM (-cristalina)

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BASES MOLECULARES DE LA ACCIÓN DE LAS HORMONAS TIROIDEAS

Receptores de hormonas tiroideas

1:2000 -4000 RN DESORDENES GENÉTICOS DE ENFERMEDADES TIROIDEAS CONGÉNITAS CLASIFICACION

Hipotiroidismo Congénito Con Bocio (10-15%) Sin Bocio (85-90%) Disfunción Hipotalámica - Defectos TRH (AR) Disfunción Pituitaria Mutaciones -TSH (AR) Defectos R TRH (AR) Disgenesia Tiroidea Intrínseca - Agenesis >>Esporádica; casos raros con mutaciones TTF2 - Hipoplasias: >> esporádica, pequeña proporción (con mutaciones en Pax8 (AD) y mutaciones en R TSH (AR). - Ectopias: mayoritariamente esporádica; pequeña proporción con mutaciones PAX8 - Hemiagenesis Dishormonogenesis (AR), defectos en: Tiroglobulina Tiroperoxidasa Simporter Na-I Pendrina DUOX y DUOXA2 Deiodinación Insensibilidad del órgano blanco (mayoritariamente AD) - Resistencia a las HT

Etiología del Hipotiroidismo Congénito 80-85% Disgenesias 15-20% Dishormonogénesis

DEFECTOS A NIVEL CENTRAL I Defectos en el desarrollo de la hipófisis LHX3 y LHX4; HESX1 (también llamado RPX), Los defectos en el receptor de TRH y TRH Defectos en la síntesis de hormona estimulante del tiroides (TSH) PIT1/POU1F1; PROP1(PROP paired-like homeobox1) Defectos estructurales de TSH

DEFECTOS A NIVEL CENTRAL II: ALTERACIONES EN LA FUNCION TIROIDEA Y EN EL RECEPTOR DE TSH

Dominio Transmembrana Dominio Extracelular Dominio Transmembrana Dominio Intracelular

+ + + + Secreción + + NIS Tg TPO + + Proliferación Generación H2O2 ATP AMPc Secreción AC + + + Gs  G  NIS Tg TPO + PKA + + R-TSH Proliferación + Generación H2O2 Iodinación Síntesis HT TSH + Gq  G  + + + Ca2+ FL C + DAG PKC + IP3

DEFECTOS GENÉTICOS DE TIROGLOBULINA, NIS, PENDRINA, TIROPEROXIDASA Y SISTEMA GENERADOR DE H2O2 (DUOXS Y DUOX A2)

Defectos Genéticos de la Tiroglobulina

Mutaciones con perdida de función identificados en el gen de Tiroglobulina humana Intrón 3Perdida exón 4 Más frecuente

Mutaciones con perdida de función identificados en el gen de Tiroglobulina humana

Defectos Genéticos de la Tiroglobulina El perfil bioquímico de los pacientes, por lo general, se caracteriza por:  una alta captación de 131-I, descarga de perclorato negativa (N), baja TG sérica y  TSH con T4 baja y T3 normal o alta.

Defectos Genéticos de NIS Proteína: 643aa Flia SCL 5A Ouabaíana inhibidores competitivos: de la captación I-: SCN- y ClO-4

Defectos Genéticos de NIS Los criterios de diagnóstico son: (1) bocio con hipotiroidismo o hipotiroidismo compensado, (2) poca o ninguna absorción de yodo radioactivo en la glándula tiroides, (3) incapacidad de concentración de yoduro en glándulas salivales y en estómago.

Representación de Pendrina SLC26 A4 Más de 160 mutaciones en el gen SLC26A4 Las sustituciones p.L236P, p.T416P y g.IVS8+1G>A ocurren con relativa frecuencia en las poblaciones europeas p.H723R es la más frecuente en población japonesa

Defectos Genéticos Sistema Generador de H2O2: Sistema DUOX

Defectos Genéticos Sistema Generador de H2O2: Sistema DUOX

Defectos Genéticos Sistema Generador de H2O2: Sistema DUOX Se caracteriza por: Elevados valores de TSH, Niveles séricos bajos de hormonas tiroideas (T3 y T4) y Elevados de tiroglobulina (TG), Test de Descarga de Perclorato positiva y Ausencia de mutaciones en el gen de TPO. Estas características bioquímicas suelen acompañarse de una glándula tiroidea hiperplásica, con o sin bocio clínicamente manifiesto

Defectos Genéticos Tiroperoxidasa Cambio marco lectura (duplicación 20pb, posición 141) Cambio marco lectura (duplicación GGCC, posición 1277) Y453D R540Stop G590S R648Q Cambio marco lectura (7 C8 C, posición 2505-2511) E799K

CLASIFICACION

Causas de Disgenesias Tiroideas Factor de transcripción tiroideo- 2 (TTF2, TITF2 o NKHL15), Síndrome de Bamforth, FOX E1 (MIM 241850). Factor de transcripción tiroideo 1 (TTF1 o TITF1 o NKX2-1; MIM 600635). PAX8 (MIM 167415) NKX2‑5

Defectos Genéticos Disgenesia tiroidea Agenesia o atireosis Representa alrededor del 15-20% de los recién nacidos con hipotiroidismo congénito permanente Ectopia Es la presencia de tejido tiroideo fuera de su ubicación normal en ambos lados de la tráquea. Representa alrededor del 60 por ciento de hipotiroidismo congénito permanente. Existe un remanente tiroideo en la vía normal del conducto tirogloso, que es la ruta que sigue la tiroides en desarrollo, a medida que desciende desde la base de la lengua hasta su localización final en el cuello Hipoplasia es el diagnóstico cuando la ecografía detecta tejido de la tiroides en su posición normal, pero en cantidades insuficientes para lograr el eutiroidismo a pesar de hiperestimulación por la TSH

Glándula hipoplásica (ultrasonografía) Completa ausencia (centellografía ) Glándula ectópica (centellografía ) Glándula hipoplásica (ultrasonografía)

Etiología del Hipotiroidismo Congénito

Déficit Fox E1 paladar hendido (labio leporino) atresia de coanas bilateral el pelo de punta y atireosis

Déficit PAX 8 Déficit NKX 2-1 Déficit NKX 2-5 hipoplasia variable Malformaciones genitourinarias Déficit NKX 2-1 síntomas pulmonares, hipotonía muscular, alteraciones neurológicas, (coreoatetosis, ataxia y otros trastornos del movimiento). Déficit NKX 2-5 tiroides ectópica malformaciones cardiacas

III- DEFECTOS DE LA ACCION DE LAS HORMONAS TIROIDEAS RESISTENCIA A HORMONAS TIROIDEAS: TR 1:40.000 RN Transportadores de hormonas tiroideas: MCT8, MCT10 y OATP1 A2

Resistencia a las hormonas tiroideas: características clínicas, frecuencia de síntomas y signos HALLAZGOS FRECUENCIA (%) Glándula Tiroidea Bocio 66-95 Corazón Taquicardia 33-75 Sistema Nervioso Disturbio emocional 60 Comportamiento hiperquinetico 33-68 Déficit de atención desorden de hiperactividad 40-60 Problemas de aprendizaje 30 Retardo mental (CI <70) 4-16 Perdida de la audición (neurosensorial) 10-22 Crecimiento y Desarrollo Corta estatura (<5%) 18-25 Edad ósea retrasada > 2DE 29-47 Bajo índice de masa corporal (en niños) 33 Infecciones en oído y garganta recurrentes 55

Dominios Funcionales con RHT Dominio que interactúa con represor Dimerización Dinucleótidos CpG Región Fría 2 (27 aa) (45 aa) Mutaciones Asociadas con RHT Región Fría 1 (75 aa) CLUSTER 3 49 aa Mutaciones en dinucleótidos CpG " en áreas ricas en G y/o C CLUSTER 2 64 aa CLUSTER 1 32 aa

MCT8 y MCT10 :Transportador Monocarboxilato 8 y 10

A Dominios transmembrana 5’ UTR 3’ UTR B Estructura del gen (A) y la proteína (B) de MCT8 humana y las mutaciones informadas

OATP Polipeptido que transporta aniones orgánicos (Organic Anion-Transporting Polypeptide) OATP1A2 OATP1C1