Genética de las Leucodistrofias Carlos E. Prada, M.D. Centro de Medicina Genómica y Metabolismo Fundación Cardiovascular de Colombia, FCV Cincinnati Children´s.

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1 Genética de las Leucodistrofias Carlos E. Prada, M.D. Centro de Medicina Genómica y Metabolismo Fundación Cardiovascular de Colombia, FCV Cincinnati Children´s Hospital Medical Center

2 Centros de Excelencia Clínica Centro de Enfermedades Metabólicas y Neurogenéticas Manejo clínico, nutricional, y de laboratorio para niños y adultos con enfermedades metabólicas. Inicio de programa de tamizaje neonatal para enfermedades metabólicas y manejo de pacientes con resultados anormales. Manejo de pacientes con síntomas clínicos que sugieran un trastorno del metabolismo. Identificación de familiares a riesgo. Investigación en el desarrollo de tamizaje poblacional para enfermedades metabólicas.

3 Centros de Excelencia Clínica Centro de Enfermedades Lisosomales Tamizaje de enfermedades lisosomales en pacientes de alto riesgo (Ataque cerebrovascular y miocardiopatías de causa desconocida). Diagnóstico y manejo de enfermedades de deposito lisosomal. Desarrollo de ensayos clínicos de terapia de remplazo enzimático, trasplante de células madre hematopoyéticas, y chaperonas. Prevención de complicaciones y manejo por equipo multidisciplinario. Investigación relacionada con entendimiento de progresión de la enfermedades y posibles blancos terapéuticos.

4 Enfermedades genéticas >20000 registros en la base de datos OMIM 3% de recién nacidos. 96 tipos de leucodistrofias listados 36 de posible inicio en la edad adulta Multiples modos de herencia: recesiva, X, dominante Causas metábolicas o genética o adquiridas

5 Leucodistrofias Leuko = blanca dys = falta troph = crecimiento Afectan la proteína llamada mielina

6 Mielina Ausente Producción disminuída Estructura anormal Inestable

7 Leucodistrofias

8 50% causa permanece desconocida Incidencia de 1 en 5000 recién nacidos Enfermedades metabólicas –No hay tamizaje neonatal en Colombia Diagnóstico tardío Esfuerzos por diferentes grupos de iniciar tamizaje en Colombia

9 Tamizaje neonatal en Sur América

10 Diagnóstico temprano es clave Mejor manejo de la enfermedad Diagnóstico de1 paciente puede identificar otros familiares a riesgo en la familia Clasificación y pronóstico Consideraciones terapéuticas

11 Progresión Leucodistrofias Daño patológico Estadio Asintomática Estadio Sintomática Progresión de enfermedad Estadío subclínico Inicio de la Enfermedad Enfermedad residual Tratamiento de control o recuperación del daño Tratamiento para prevenir síntomas Progresión natural de la enfermedad

12 Estudios Diagnósticos Ensayos enzimáticos –Baja detección de portadores –Flexibilidad de variabilidad en tejidos (fibroblastos, linfocitos) Estudios moleculares (Next generation sequencing) Diagnóstico prenatal –Ensayos enzimáticos –Mutación familiar (si las mutaciones son conocidas) –Paneles de enfermedades recesivas Tamizaje de recién nacidos (Inicio en Illinois, Missouri, Minnesota, New York)

13 Edad de Inicio Infantile temprana Infatile tardía Juvenil Adulta

14 Síntomas Decline progresivo en un niño previamente normal Progresiva pérdida de tono, movimientos, marcha, lenguaje, comunicación, habilidad de comer, visión, y audición. Cambios en el comportamiento Progresiva pérdida de capacidades mentales y físicas. Variación de acuerdo al diagnóstico etiológico

15 Enfermedades de Depósito Lisosomal > 40 enfermedades conocidas Afecta cerca de 1:5000-7000 personas (For Australia1980-1996; Meikle et al., 1999a) Metachromatic Leukodystrophy 8% Sanfilippo A 7% Krabbe 5% Morquio 5% Cystinosis 4% Tay-Sachs 4% Sanfilippo B 4% Niemann Pick C 4% Gm1 Gangliosidosis 2% Sandoff 2% Niemann Pick A/B 3% Mucolipidosis II/III 2% Maroteaux-Lamy 3% MPS I H/S 9% Fabry 7% Pompe 5% Hunter 6% Gaucher 14% Sanfilippo A 7% Krabbe 5% Morquio 5% Cystinosis 4% Tay-Sachs 4% Sanfilippo B 4% Niemann Pick C 4% Gm1 Gangliosidosis 2% Sandoff 2% Niemann Pick A/B 3% Mucolipidosis II/III 2% MPS I H/S 9% Fabry 7% Pompe 5% Hunter 6% Gaucher 14%

16 Subtipos Enfermedad somatica –Sin tratamiento es rapidamente progresiva –Respuesta depende del tejido y vascularization Enfermedad neuronopatica –Mecanismos actualmente no definidos –Muerte celular programada –Depósito de macromoleculas en lisosomas y respuesta inflamatoria –Mínima o ninguna respuesta a tratamiento

17 Sustrato Producto del metabolismo Defecto Enzimático X Tratamiento de enfermedades lisosomales Depósito lisosomal Síntomas Progresión de la enfermedad 1 Catabolismo 2 Síntesis X SRT ERT Chaperonas BMT Limitantes Tejido blanco (Santuarios) Inicio de síntomas Reacciones Resistencia Costo

18 Terapia de reemplazo enzimático Infusiones intravenosas de la enzima faltante Enzimas son captadas por las celulas y transportadas a los lisosomas utilizando el receptor de manosa-6-fostato Enzimas son producidas en cultivos de celulares utilizando tecnología recombinante Alto costo en producción y riesgo de contaminación Reto es alcanzar el sitio blanco “cerebro”

19 Investigación Leucodistrofias 28 estudios clínicos listados en www.clinicaltrials.gov www.clinicaltrials.gov 6 historia natural 3 Neuroimaging 2 biomarcadores 1 ERT intratecal 3 ERT 11 Tx células madres 1 terapia génica 1 warfarina

20 NormalEDLEDL+inhibición de substrato Terapia de reducción de substrato Balance de acumulación de sustrato y degradación Disminuir biosíntesis de sustrato Potencial de cruzar barrera hematoencefálica

21 Terapia de chaperonas Núcleo Aparato de golgi Lisosomas Enzima conformación anormal Enzima estable Enzima conformacion anormal

22 Terapia Intratecal Acceso del tratamiento al sistema nervioso central Ensayos clínicos para diversas enfermedades neuronopáticas MLD MPS

23 Transplante de células madre Sobre-expresión de proteína deficiente en celulas neurales o gliales. Krabbe disease

24 Nacimiento Recolección Procesamiento Remover plasma y glóbulos rojos Cuarentena Criopreservación Transplante de células madre

25 Terapia Génica CD34+ células madres autologas transducidas con vectores lentivirus codificadores de ARSA Seguridad en pacientes con MLD Modelo eficiente en modelos animales Evaluar eficiencia de transmisión del vector Expresión de largo tiempo de ARSA Habilidad para prevenir y corregir daño neurológico

26 Registro de Leucodistrofias en la FCV Conocer historia natural de la enfermedad. –Exámen, progresión, test bioquímicos, estudios genéticos –Neurofisiología y neuroimagen Biobanco muestras de DNA Convenios Internacionales –Duke University –Cincinnati Children´s Hospital Medical Center

27 Programa de tamizaje neonatal FCV fase 2 Enfermedades Lisosomales 1)MPS I 2)MPS II 3)Gaucher 4)Fabry 5)Pompe

28 Futuro Tamizaje de recién nacidos Historia natural de leucodistrofias Uso de TRE y chaperonas Transplante de médula ósea TRE intratecal (Ensayos clínicos en progreso) Terapia génica Mejores biomarcardores de progresión

29 Preguntas? Gracias!

30 Defectos enzimáticos –GAG (mucopolisacaridos) –Region glicana de glicoproteínas –Glucogeno –Esfingolipidos –Polipeptidos –Colesterol, esteres de colesterol, o otros lipidos complejos Múltiples deficiencias de enzimas lisosomales Trasporte o tráfico de moleculas Enfermedades de Depósito Lisosomal

31 Herencia