spinální svalová atrofieSMA

GENETIKA

Příručka pro rodiče a odborníky

GENETIKA

SPINÁLNÍ SVALOVÉ ATROFIE

poděkování

hlavnímuautorovi:Louise Simard, Ph.D.ProfessorandHeadDepartmentofBiochemistryandMedicalGeneticsUniversityofManitoba,Canada

americkéFamilyofSMAzaposkytnutísvoleníkpřekladutétobrožurydočeskéhojazyka

ObsahÚVOD 3 Cojetospinálnísvalováatrofie?

ÚVODDOGENETIKY 4 CojetoDNA? Cojetochromozóm? Cojetogen? Jakgenvyrábíprotein? Cojsoutomutace?

DĚDIČNOSTSMA 7 Cojetodědičnost? JaksedědíSMA? Autozomálnědominantní. Autozomálněrecesivní. DědičnostvázanánaXchromozóm. Jakýjegenetickýzáklad5q-SMA?

MUTACEGENUSMN1 10

GENETICKÉTESTOVÁNÍ 12 CojetoDNAtestování? PročdělámetestyDNA? Jakýjerozdílmeziamniocentézouaodběremvzorkuchoriovéhoklku? TestDNAna5q-SMA. DiagnostickýtestnaSMN. KvantitativnítestpřenašečegenuSMN. Jakoumámejistotu,žejedincise2kopiemigenuSMN1nejsoupřenašeči? MusímjítnatestDNAnebodátsvouDNAdobanky? PročbankaDNA?

GENSMN2JAKOMODIFIKÁTORNEMOCI? 15

FORMYNON-5qSMA 16

PROVÍCEINFORMACÍ 17

ORODINÁCHSMA 18 Poslání Vize Kontaktníinformace Fakta

ÚVOD

Co je to spinální svalová atrofie?

Spinálnísvalováatrofie(SMA)ječastonazývánamnohaodbornýmivýrazyjakonapř.„genetickéonemocnění“,„autozomálněrecesivníporucha“,„nemocmoto-rickýchneuronů“nebo„nervosvalovéonemocnění“.

SMA je genetické onemocnění

Genetickýznamenátýkajícísegenů.Genyjsouzodpovědnézavalnouvětšinuna-šichvlastnostíajedinečnýchcharakteristik.USMAjdeomutacivgenuzodpověd-néhozaprotein,kterýpřispíváknormálnífunkcisvalůakontrolekončetin,břicha,hlavyakrku,hrudníkuadýchacíchsvalů.

SMA je autozomálně recesivní genetická porucha

Autozomálněrecesivnívypovídáozpůsobu,jakýmsenemocdědínebopřenášízrodičůnajejichděti.USMApostiženédítědostávádvěkopiemutovanéhogenu,po jedné od každého rodiče.Ačkoli není charakteristicky postižen SMA, každýrodičpředávájednukopiimutovanéhoSMAgenu.

SMA je onemocnění motorických neuronů.

Motorickýneuronjetypneuronu(nebonervu),kterýjepřiSMApostižen.Neuronjenervovábuňka,kterájeschopnápřijmout,véstaodpovědětnaspeciálnísignály.Motorickýneuronsimůžemepředstavitjakodrát,kterýpřenášízprávydonebozesvalůodpovědnýchzapohybakontroluhlavy,krku,hrudníku,břichaakončetin.

PřiSMAnemajímotorickéneuronyvmíšedostatekurčitéhoproteinuzvanéhoSMNprotein.Tytomotorickéneuronynásledněnefungujínormálněamohouod-umírat,cožvedekesvalovéslabostiaatrofii(sesychání).

SMA je nervosvalové onemocnění

Nervosvalové onemocnění ( NMD) je onemocnění, které postihuje perifernínervový systémvčetně těl motorickýchneuronů ( nacházejících seuvnitřmí-chy), axonů motorických neuronů ( výběžků jejich těl směrem do svalů), ner-vosvalových spojení ( kontaktmezi axonymotorických neuronů a svaly), nebosvalů samotných.Centrální nervový systém tvořímozek amícha. Periferní ner-vovýsystémjevšemimomozekamíchu.Úkolemperiferníhonervovéhosysté-mujevysílatinformacedoazcentrálníhosystému,atímříditsvalovouaktivitu.

3

Úvod do genetiky

Co je to DNA?Základnívědeckývýzkumstudujeelementárnístavebníprvkyživotavčetněmole-kul,proteinů,buněkagenů.Častosemluvío„laboratorním“nebo„stolním“výzkumu,základnívědeckývý-zkumprovádějívědcivlaboratořipomocímikroskopůaPetrihomisek.Jinétypyvýzkumujakotřebaaplikovaný(vizdalšíkapitola)neboklinickývýzkumvycházejízpoznatkůapostupů,kterévzešlyzezákladníhovědeckéhovýzkumu.Základnívědeckývýzkumhrajerozhodujícíúlohupřiobjevováníatestováníche-mickýchabiologickýchlátek,kterébysemohlystátlékyaléčebnýmipostupypřiléčběSMA;azjišťujeujižexistujícíchlékůmožnostjejichpůsobenípřiléčběSMA.Testysevtétofáziprovádějínaproteinech,buňkáchaživýchzvířatech,alenenalidech.ZásadníotázkytýkajícísebiologieSMAvčetněté,cosevtělepokaziloazpůsobilotakSMA,zodpovídázákladnívědeckývýzkum.Tovedevědecképracovníkykmno-haklíčovýmmyšlenkámapostupům,kteréposouvajívýzkumkupředu.

Co je to chromozóm?Kompletnílidskýgenomobsahuje3bilionymolekulDNAakdybychomtutoDNAnatáhli,měřilabyasi5,7stopy(1,7m).Těžkosilzepředstavit,ževšechententomateriálsevejdedojádrakaždébuňky!ProtoseDNAstáčíkolemproteinů,avy-tvářítakvelmikompaktnístrukturyzvanéchromozómy.Každálidskábuňkaobsa-huje46chromozómůnebo23párůchromozómů(jedenchromozómzkaždéhopárusedědíponašemotciadruhýponašímatce;viz.obr.2).

Obr.1. Na obrázku je znázorněna dvojitá šroubovice DNA. Skládá se ze čtyř rozdílných typů stavebních kamenů zva-ných nukleotidy. Jsou označovány A,T,C a G. Všimněte si, že nukleotid adenin ( A) v DNA molekule vždy tvoří páry s nukleotidem tyminem ( T), zatímco cytosin ( C) vždy páruje s guaninem ( G). Tento náčrt byl převzat z www.biotechnologyonline.gov.au/biotec/dnalook/cfm

Obr. 2 Lidé mají 23 párů chromozómů, které obsahují naši DNA. V každém páru se dědí jeden chromozóm od každého z rodičů. Tento obrázek znázorňuje 23 párů chromozómů daného jedince. Toto je příklad ženy s 22 páry autozo-málních chromozómů a jedním párem X chromozómů. Muž by měl jeden chromozóm X a jeden chromozóm Y. Tento obrázek byl převzat z http://www.genome.gov Národního výzkumného ústavu lidského genomu v NIH.

4

Co je to gen?GenjespecifickásekvenceDNA,kteráobsahujevšechnyinformacekvytvořenídanéhoproteinuvurčitémčaseavurčitýchbuňkách.Každýgenkódujeurčitýprotein,kterýmávbuňkáchsvojivlastníúlohu.Jedengenbymohlvyrábětneustáleavevšechbuňkáchnějakýprotein;jinýgenmůžeprodukovatproteinvjaterníchbuňkáchpokrátkoudobu.Hnacímmotoremgenujetzv.promotoratenobsahujevětšinuinformací,kteréregulují,kdyakdesegenzapne.Kód,kterýjeprojektemproteinovémolekuly,jesoučástíoblastízvanýchexony.

Jak gen vyrábí protein?NejdřívemusíbýtDNAsekvencezkopírovánadopředlohy.Tatopředlohajeja-kýmsi projektem proteinu. Stavebními prvky této předlohy zvanémesengerováRNAnebolimRNAjsoumolekulytzv.ribonukleovékyseliny.ProjektproteinujesoučástíexonůaexonyjsouoddělenyodDNAsekvencetzv.introny.JakmilejejednouDNAzkopírovánadoRNA,musíbýtintronyodstraněnyaexonyspojenyvprocesuzvanémmRNAsplicing(sestřihání).Představtesi,ženůžkamirozstřihneteRNAnazačátkuanakoncikaždéhoexonu,odstraníteintron,apakpomocíjehlyanitěsešijeteexonydohromadyavytvořítemenšímolekulumRNA.VdalšímkrokutohotoprocesusemolekulamRNAvyužijeketvorběproteinu.Základnímiprvkyproteinůjsoumolekulyaminokyselin.Existuje20různýchaminokyselin.Proteinyselišíspecifickousekvencíaminokyselin.Celýprocesjepřehledněznázorněnnaobrázku3.

Obr. 3. Jak geny pracují: od DNA k mRNA a k proteinu. Geny obsažené v DNA se přepisují do předlohy zvané mRNA v buněčném procesu zvaném transkripce ( přepis) a RNA splicing (sestřihání). Jak je znázorněno vlevo, toto se odehrává v části buňky zvané jádro. mRNA předlohy představují šablonu, podle které se syntetizují specifické bílkoviny, např. SMN pro-tein významný při SMA. Proces, při kterém do-chází k tvorbě bílkovin podle mRNA šablony, se nazývá translace ( překlad) a probíhá v buněčné části zvané cytoplazma. Toto schéma bylo převzato z http://fig.cox.miami.edu.

2

5

Úvod do genetiky - pokračování

Co jsou to mutace?

JakékolichybyvDNAsekvencisezkopírujídoRNAtranskriptu(přepisu)aovlivnítvorbukonečnéhobílkovinnéhoproduktu.Existujemnohorůznýchtypůmutací,zdejsouuvedenyněkterépříklady:

• Motoremgenujetzv.„promotor“.PromotorřídítvorbuRNAtranskrip-tů,určujekde,kdyakolikRNAsevyrobí.Obecněkontroluje,zdajegenzapnutýnebovypnutý.Pokud jemutacevpromotoru,pak sevyrábípřílišmnohonebopřílišmáloRNA.

• PokudjezaměněnvDNAjednotlivýnukleotid,pakjedoproteinuzabu-dovánajináaminokyselina.Tomůžezměnitstrukturunebofunkciproteinu.Tytotypyzáměnjednotlivýchnukleotidůsenazývajíbodovémutace.

• Pokud zcela chybějímalé částiDNA,mluvíme o delecích. Podle taktozmutovanémRNAsebudevyrábětprotein,kdebudouchybětvnitřníčásti.DeleceSMN1genujsouzodpovědnézaSMA.

Dědičnost SMA

Co je to dědičnost?

Vtétosouvislostimluvímeopředávánígenetickéhomateriáluzjednégeneracenadalší.Tentogenetickýmateriáljezabalenývchromozómechamydědímepolo-vinunašichchromozómůponašembiologickémotci(zespermie)apolovinuponašíbiologickématce(zvajíčka).Zoplozenéhovajíčkavzniknouvšechnybuňkynašehotěla,poceloudobunašehoživotamáme22párůautozomů,označovaných1až22,a2pohlavníchromozómy(viz.obr.2).Pokudjsmežena,mámedvaXchro-mozómy,jakomužmámejedenXajedenYchromozóm.

Genetický znak může být dominantní nebo recesivní.

Autozomálnědominatnídědičnostspočívávtom,žeznak,kterýrodičnadítěpře-náší,sepaktaképrojeví.Znakseprojevídokonceitehdy,kdyžjemutacepouzenajednomzezděděnýchgenů.Autozomálněrecesivnídědičnostspočívávtom,žeobarodičepřenášejímutovanýgen.Takžedítěmusízděditdvědefektní(mutované)kopiegenu,jednuodkaždéhorodiče,abyseprojevilúčinekpoškozenýchgenů.Rodičenevykazujížádnésympto-my,žemají(přenášejí)mutovanýgen,protožeobvyklekaždýrodičvlastnípouzejednudefektníkopiigenu,kpropuknutínemocijsouzapotřebí2defektníkopie.SMAjeautozomálněrecesivníonemocnění.Viz.obr.4.(následujícístrana).

Jak se dědí SMA?

5q-SMA je autozomálně recesivní genetickáporucha. Je způsobenamutacemi vgenuSMN1(genregulujícípřežitímotorickéhoneuronu),kterýjenachromozó-mu5(protojepojmenován5q).JedinecmusízděditdvadefektnígenySMN1,odkaždéhorodičejeden,abydošlokrozvojiSMA.

ProtožerodičepostiženéhodítětemajíobvyklejenjedendefektnígenSMN1,ne-vykazujížádnýprojevnemoci,aniSMAnemají.TakžeproduktjednohonormálníhogenuSMN1postačujeknormální funkciakompenzujedruhýdefektnígen.Tatoosobajeoznačovánajakopřenašeč.KaždýrodičdítětepostiženéhoSMAjetéměřvždypřenašečem.Asiu2%případůnení.Bylozjištěno,žeasi1člověkze40lidínacelémsvětějepřenašečemSMA.

7

8

SMA dědičnost - pokračování

DítěpostiženéSMAsenarodídvěmaSMApřenašečůmnebopřenašečiSMAaosobě, kterámá SMA.Rodiče, kteří jsouoba přenašeči,mohoumít děti, kterébymohlybýtnemocné,přenašečinebobudouzdraví jedinci.Grafuvedenývýše(obr.4) ukazujemožné kombinace genů, kterémohou nastat u každého dítětedvoupřenašečůSMA.Každétěhotenstvímá:

•25%pravděpodobnost,žebysemohlonaroditdítěpostiženéSMA,•50%pravděpodobnost,žebydítěmohlobýtpřenašečSMAa•25%pravděpodobnost,žebydítěneměloSMAanebyloanipřenašečemSMA.

Co je to dědičnost vázaná na X chromozóm?

Vzhledemktomu,ževětšinagenůvázanýchnapohlavíjezjištěnanaXchromo-zómech,dědičnostvázanánapohlavíjezpravidlavázanánaXchromozóm.Ještějednou,znakmůžebýtdominantníneborecesivní.VpřípadědominanceseznakprojevíjakužentakumužůapostačímutacepouzevjednomgenuvázanémnaXchromozóm.Pokudjeznakrecesivní,obvyklesetentoznakprojevípouzeumužů,protožemajíjenjedenXchromozóm.

Obrázek 4. Dědičnost SMA. SMA je autozomálně rece-sivní genetická porucha, kdy postižený jedinec musí mít dvě defektní kopie genu, který způsobuje onemoc-nění. Jednu kopii defektního genu dědí od každého rodiče. Tato situace je zde popsána. N označuje nor-mální gen SMN1, dále SMA a defektní gen SMN1. (a) Rodiče postiženého jedince jsou typickými přenašeči defektní kopie genu, který způsobuje onemocnění a nemají projevy této nemoci. (b) Chromozómy nesoucí gen SMN jsou přenášeny na potomky z jedné gene-race na další, kdy vznikají postižení přenašeči ( SMA SMA), nepostižení přenašeči ( SMA N nebo N SMA) nebo zdraví jedinci, kteří nejsou přenašeči ( NN). V rodině, kde jsou oba rodiče přenašeči ( SMA N), je 25% pravděpodobnost, že jejich děti budou mít dvě defektní kopie genu SMN1 a budou mít SMA, a 50% pravděpodobnost, že jejich děti budou přenašeči, ale neonemocní touto chorobou, a 25% pravděpodobnost, že jejich děti budou mít dva normální geny SMN1 a nebudou nemocné.

9

Jaká je genetická podstata 5q SMA?Genetickéliniovéstudierodin,kdeseobjevilaSMA,dovolilyvědcůmvroce1992lokalizovatoblastobsahujícígenzodpovědnýzaSMAnadlouhémramenichro-mozómu5.Celosvětovéúsilí,azvláštěprácevýzkumnéhotýmuDr.JudithMelki,vyústilovidentifikacigenuSMAvroce1995;tentogenbylnazvánSMNjakogen„regulující přežití motorického neuronu“. Lidémají dvě téměř identické kopietohotogenu,kteréjsouoznačoványjakoSMN1aSMN2(viz.obrázek5a).

HlavnírozdílmeziSMN1aSMN2jezjištěnvexonu7.Jednáseorozdílvjednomnukleotidunazačátkuexonu7(CuSMN1aTuSMN2,viz.obrázek5b),kterýjedůležitýpřiRNAsplicing(sestřihu)genuSMN.TakžeSMN1mRNAobsahujeexon7,zatímcouSMN2mRNAzpravidlachybíexon7(viz.obrázek5c).

Přítomnostexonu7jerozhodujícípřitvorběplněfunkčníhoastabilníhoproteinuSMN. Protože umRNAz genu SMN2 chybí exon7, protein vytvořený z genuSMN2postrádávelkýkusnormálníhoproteinu.SamotnýgenSMN2tedynemůžezajistitdostatečnémnožstvíplněfunkčníhoproteinuSMN(normálnídélkyobsa-hujícíexon7),kterýjenutnýproudrženíživotamotorickýchneuronů.

Obrázek 5. Schéma části chromozómu 5, který obsahuje dva SMN geny. Hlavním rozdílem mezi oběma kopiemi genu je záměna nukleotidu C ( SMN1) za T (SMN2) v exonu 7 jejich DNA. Kvůli tomuto rozdílu SMN2 většinou produkuje předlohu mRNA bez exonu 7 a vyrábí menší, nestabilní protein SMN2. SMN1 produkuje předlohu mRNA včetně exonu 7 a vyrábí funkční protein SMN 1 v plné délce. Tento proces je vysvětlen níže. (a) Uspořádání genů SMN1 a SMN2 na chromozómu 5. (b) Geny SMN jsou spouštěny svými příslušnými promotory ( oblasti DNA, které zapínají geny) v procesu zvaném transkripce. Transkripcí vzniká prozatímní RNA, která obsahuje meziprodukt předlohy, podle které se tvoří protein. (c) Přechodný RNA posel vzniká během procesu tzv. RNA splicing (sestřih), tím se vytvoří použitelná předloha pro produkci proteinu. RNA splicing odstraňuje části RNA tzv. introny z pře-chodné předlohy, ty pak nejsou součástí proteinové předlohy. Zbylé oblasti předlohy jsou tzv. exony. Všimněte si, že exon 7 chybí u mRNA pro SMN2 kvůli defektnímu procesu RNA splicing. (d) Konečná verze předlohy mRNA, která vzniká v procesu sestříhávání (splicing), slouží jako šablona k produkci proteinu v procesu zvaném translace.

10

Mutace SMN1Jelikož jeSMAautozomálně recesivníporucha, jedinci s toutonemocípokaždézdědilidefektnígenSMN1odobourodičů.Většinamutacízodpovědnýchza5q-SMAjsoubuďdelece,nebogenovékonverze.Viz.obrázek6.

•DelecezahrnuječástečnéneboúplnéodstraněnígenuSMN1(obrázek6a).

•Ugenovékonverzedocházík„záměně“genuSMN1zagenpodobnýSMN2,protože„C“vexonu7jezaměněnoza„T“(obrázek6b).

Voboupřípadech,udeleceigenovékonverze,upacientůseSMAchybíexon7genuSMN1,hovořímeohomozygotníabsenciexonu7genuSMN1.ProtopacientiseSMAvytvářejínedostatečnémnožstvíproteinuSMNnormálnídélky(včetněexonu7).

DalšímutacezpůsobujícíSMAjsoubodovémutace,kterépostihujípouzeněkolikmálonukleotidůvgenuSMN1.TytomutacevedoukprodukcinefunkčníhonebonestabilníhoproteinuSMN.(Obrázek6c).

Protožejsoudeleceagenovékonverzevelmičastéabodovémutacespíševzácné,95%pacientůseSMAjsouhomozygotnínamutacetypudelece/genovákonver-ze:majímutace typudelece/genovákonverzenaobousvýchchromozómech5.VzácnějsouněkteřípacietiSMA(asi5%)smíšeníheterozygoti:majímutacetypudelece/genovákonverzena svém jednomchromozómu5abodovoumutacinasvémdruhémchromozómu5.

11

Obrázek 6. Tento obrázek znázorňuje tři typy mutací: deleci, genovou konverzi genů SMN1 a SMN2 a jednonukleo-tidové bodové mutace. (a) XX označují deleci. Delece odstraňuje část nebo celý gen SMN1. (b) U genové konverze je gen SMN1 zaměněn za gen podobný SMN2 ( označený nukleotidovou záměnou na T). Tyto dva typy mutací ( delece a genová konverze) představují nejčastější typy zjištěné u genu SMN1. Asi 95% 5q-SMA pacientů mají tyto typy mutací a ty se dají snadno určit běžnými diagnostickými testy na SMA, protože se projevují ztrátou exonu 7. (c) U genu SMN1 jsou pozorovány také bodové mutace, ale s mnohem menší frekvencí než předešlé typy mutací. Zde jsou znázorněna místa bodových mutací, která byla zjištěna u genu SMN1. Označené jsou A místo T. Asi 5% 5q-SMA pacientů má deleci nebo genovou konverzi na jednom chromozómu a bodovou mutaci na druhém chromozómu. Jedinec s takovou kombinací mutací ( bodová mutace buď s delecí nebo genovou konverzí) nebude dignostikován jako nemocný SMA, když se použije SMA diagnostický test pouze na jednu kopii genu SMN1. Spíše se tato osoba bude jevit jako přenašeč, použije-li se kvantitativní test na přenašeče, dokonce i když má projevy SMA.

(a)delece

(b)genovákonverze

(c)bodovémutace

12

Genetické testování

Co je to testování DNA? DNAjegenetickýmateriálobsaženývkaždébuňcetěla.Diagnostickétestyatestynapřenašečesenejčastějiprovádějízmaléhovzorkukrve,zekteréhoseizolujeDNA.Pokudnejstenemocní,tatoDNAmůžeurčit,jestlipřenášítemutacigene-ticképoruchyvevašírodině.Prenatálnídiagnostikaseobvykleprovádíodebránímvzorkuzchoriovéhoklkunebobuněkzamniovétekutiny.

Proč testovat DNA?TestováníDNAjedůležitévpřípadě,žeurodinnéhopříslušníkabylazjištěnage-netickáporuchaavpřípadě,žemutacezpůsobujícítutogenetickouporuchujsouznámy.Pokudjsoutytoinformacedostupné,testováníDNAmůžebýtprovedenosnásledujícímicíli:

•Diagnostika:kurčení,jestlimátespecifickougenetickouporuchu.

•Testovánípřenašeče:kurčení,jestlijstepřenašečgeneticképoruchy.

•Prenatálnítestování:kurčení,jestlivašenenarozenédítěnezdědilogenetickouporuchu.

Jaký je rozdíl mezi amniocentézou a odebráním choriového klku?Amniocentézajenejobvyklejšítypprenatálníhotestu.Tentotestseobvyklepro-vádí po 14.týdnu těhotenství.Velice tenká jehla se zavede domatčina břicha aodebereseamniovátekutinaobklopujícíplod(fetus).Tatotekutinaobsahujefe-tálníbuňky,kteréjsoupoužitykizolaciDNAanásledněvyšetřenynagenetickouporuchu,jakojeSMA.Rizikopotratuspojenésamniocentézouje1:200.

Odběr choriového klku (CVS)jeobvykleprováděnconejdřívemezi10.-12.týdnem těhotenství.Vzorky struktur podobných prstům, které vytváří placenta(choriovéklky), jsouodebránypomocíkatetrupřespochvunebopomocívelmitenkéjehlyzavedenédobřicha.OdebranévzorkysloužíkizolaciDNAanásledné-muurčení,jestliplodmágenetickouporuchu,jakojeSMA.RizikopotratuspojenésCVSje1:100.

13

Testování DNA na 5q-SMAExistujídvatypytestůSMN:•JedenSMNtestpoužívanýkDIAGNOSTICEjedincůseSMAzkoumásvalovouatrofiizpůsobenoudegeneracímotorickýchneuronů.

•DruhýSMNtestsepoužívákurčenípřenašeče,tj.možnostipřenosumutacegenuSMN1napotomka.TentotestjenabízenjedincůmseSMAvrodinnéana-mnéze,nebopartnerům,onichžseví,žejsoupřenašečiSMA.

Diagnostický test na SMN.ProtožeuvětšinyjedincůseSMAchybějíoběkopieexonu7genuSMNI,buďkvůlidelecinebokonverzi,můžeseprovádětjednoduchýtestnaDNA,kterýmsezjistípřítomnost nebo absence genu SMN1.Gen SMN1 bude přítomný v izolovanéDNAujedincůs1nebo2normálnímigenySMN1.Ujedincůs5q-SMAbudevizolovanéDNAchybětgenSMN1.

Protožeasi95%pacientůseSMAmázměnyvDNA,kterémohoubýtzjištěnytímto testem, zejména homozygotnímutace typu delece/genové konverze, dia-gnostickýtestnaSMNbymělmít95%citlivost.JinýmislovyběžnýdiagnostickýtestnaSMNodhalí95%pacientůseSMA,kteřímají5q-SMA.DiagnostickýtestnaSMNnenívhodnýpronon-5q-SMA.Asi1pacients5q-SMAz20(5%)mávzácnébodovémutace,kterénenímožnézjistitpomocítestůnaSMNpopsanýchvýše.UvětšinytěchtojedincůseSMAbývágenSMN1,ukteréhochybíexon7,avedruhémgenuSMN1jevzácnábodovámutace. Rozpoznánymusejí býtmutace v obou genech SMN1, abychommohlipotvrdit,žetentojedinecmá5q-SMA.

Kvantitativní SMN test přenašeče.Screening přenašečů je typem genetického testování. Představuje fakultativní la-boratornítest,kterýpracujesmalýmvzorkemkrve.Výsledkyukáží,jestlijeosobapřenašečem,nebomá1kopiimutovanéhogenu,nebogenusdelecí,aurčírizikona-rozenídítětepostiženéhotoutonemocí.Screeningpřenašečemůžepomocijedin-cům,párůmneboskupinámvpopulaci,ukterýchsezvažujerizikourčitýchporuch.

•1člověkze40vcelkovépopulacijepřenašečemSMAzodhadovanéhocelko-véhopočtu7,5miliónůpřenašečůvUSA.

•1novorozenecze6000sevUSAnarodíseSMA.

DiagnostickýtestnaSMNnenídostatečněcitlivý,abyurčil,zdamájedinecjednunebodvěkopiegenuSMN1,jeschopnýpouzezjstit,jestlijegenSMN1přítomnýnebochybí.ProtonemůžediagnostickýtestnaSMNodlišitnepostiženéjedinceodpřenašečůSMA.

14

Genetické testy - pokračováníKvantitativnítestPCRsepoužívákurčenípřenašeče.Ikdyžjetentotestkomplex-nějšíatrvádéle,jevelmicitlivý.

•JedincisjednoukopiígenuSMN1jsoupřenašeči5q-SMA.Můžemesibýtjisti,žejedinecsjednoukopiíjeskutečněpřenašečem5q-SMA,protoževětšinachro-mozómů5mápouze1genSMA(asi95%).

Jaksimůžemebýtjisti,žejedincise2kopiemigenuSMN1nejsoupřenašeči?Cel-kovějsouvpopulaci2až3%chromozómů5,kterémajídvěkopiegenuSMN1místojedné.

•Dokonceikdyžtestnapřenašečeukáže,žeosobamádvěkopiegenuSMN1,mohouněkteříjedincimít2kopiegenuSMN1právěnajednomchromozómuažádnoukopiiSMN1nadruhémchromozómu.Tatoosobabudepřenašečem,alenebudetomožnéodhalitpomocíběžnýchtestůnapřenašeče.Ktomutodocházíve2až3%.

Vísetaké,žetzv.novémutacejsouzjištěnyuasi2%rodinseSMA.Označenínovánebo„denovo“mutacejemutace,kekterédocházívevajíčkunebospermii,alestejnoumutacirodičenemají.

•Rodičs„denovo“mutacívevajíčkunebospermiibymělvkrevníchbuňkách2kopieSMN1(nenípřenašeč),přestoexistujeriziko,žebudemítdítěseSMAkvůli„denovo“mutacivesvémvajíčkunebospermatickýchbuňkách.

Citlivost kvantitativního testu na přenašeče SMN1 není 100%, protože existujípřípady,kdynajednomchromozómujsou2genySMN1,docházíkbodovýma„denovo“mutacímvgenuSMN1.KvantitativnítestnapřenašečeSMN1můžeodhalitasi90%přenašečůvcelkovépopulaci.

Musím si nechat udělat test DNA?Rozhodnutí,zdasinecháteudělattestDNAnebozdadátečinedáteDNAdobankynebone,záležínakaždémjednotlivci.Rodinnípříslušníci,kteříbymělinej-většíprospěchzDNAtestu,budouzávislínadědičnémvzorcigeneticképoruchy.Zdravotníci(lékaři,genetičtíporadciapod.)vámpomohoustanovit,jestlibyprovásbyltestDNAvýhodný.Pozískánítěchtoinformacísemůžeterozhodnout,cojeprovásanebovaširodinusprávné.

Proč uchovávat DNA?Pokud není testDNAna genetickou poruchu ve vaší rodině v současné doběvyužitelný,můžetesvojiDNAuschovat(tzv.bankaDNA)dodoby,kdybudetestDNA v budoucnu potřebný.Toto je důležité zejména v případě non-5q-SMA.DNAbudeizolovánazkrveamůžebýtuchovánamnoholet.

15

Gen SMN2 jako modifikátor nemociPočetkopiígenuSMN2vpopulacikolísá.Zdáse,žepočetkopiígenuSMN2,kterýosobamá,modifikujezávažnostnemociSMA:závažnostSMAulidítrpícíchtoutonemocívšeobecněkorelujespočtemkopiígenuSMN2.Vícekopií=méněpotíží.Každá osoba trpící SMAmá alespoň jednu kopii genu SMN2, protože nějakémnožstvíproteinuSMNjenutnéprokaždoubuňkulidskéhotělakpřežití.

ZjištěnákorelacemezipočtemkopiígenuSMN2azávažnostíSMAvedlakmyš-lence, že ideálním cílem lékové intervence je zvýšenímnožství produkovanéhoproteinu SMN z genu SMN2.Úplně každý pacient SMAmá alespoň jeden genSMN2.ProtomůžebýtgenSMN2považovánzazálohuztracenéhogenuSMN1upacientůseSMA.CílemjezvýšitmnožstvíproteinuSMNprodukovanéhogenemSMN2atohomůžemedosáhnoutněkolikazpůsoby:

•Zaprvézapnutím„promotoru“genuSMN2,abyprodukovalSMN2mRNAapakSMNprotein.

•Zadruhéopravadefektníhosestřihání(splicing)SMN2mRNA.

• Za třetí objevením léků, které by stabilizovaly protein produkovaný genemSMN2.

Uřadysloučenin,jakojebutyrátsodný,4-fenylbutyrát,valproovákyselina,hydro-xymočovina,aminogangliozidyaaclarubicin,bylozjištěno,žezvyšujíhladinySMNproteinuprodukovanéhogenemSMN2vmodelovýchbuňkáchSMA.Několik znich(valproovákyselina,fenylbutyrátahydroxymočovina)užbyloschválenoFDApropoužitíudalšíchlidskýchchorobajsouaktivněvyhodnocoványvklinickýchstudiíchSMA.Doufejme,žejedinečnágenetickásituaceuSMA,kdeexistujezáložnígenSMN2,námumožnínajítúčinnouléčbutétonemoci.

16

Non-5q-formy SMAExistujevelkémnožstvídalšíchdědičnýchonemocněnímotorickýchneuronů,kte-réjsouzpůsobenymutacemivjinýchgenechnežvgenuSMN1.Označujísejakonon-5q-SMAonemocnění,toznamená,žegenyzpůsobujícítytoformySMAnejsoulokalizoványdooblastiSMNnachromozómu5.Podobnějakou5q-SMAlidésnon5q-SMAtakétrpívelmibrzysvalovouslabostí,aleřadaprojevůselišíodtěchu 5q-SMA.Tytoprojevymohou zahrnovat spíše distální než proximální slabost,časnékontrakce,ochrnutíbránicespojenésčasnýmdýchacímselhánímadege-neracimozečku.Částonemocněnínon5q-SMAjemožnédiagnostikovatpomocídiagnostickýchtestůDNA,aleuněkterýchtoještěnenímožné,protožedosudnebyly identifikovány poškozené geny.V tabulce 1 je uveden seznamněkterýchonemocněnínon5q-SMA.

Tabulka1.Onemocněnínon5q-SMA

jméno

spinálníabulbárnísvalováatrofie

ankylóza Multiplexcongenita

spinálnísvalováatrofiedistinální,vázanánaX

motorickáneuronopatie,autozomálnědominantnídistálnísparalýzouhlasiv-kovýchvazů

Ankylóza Multiplexcongenitaneurogennítyp

SMA,distální,typV

SMAsrespiračními problémyI

SMA,vrozená skapuloperoneálníamyotrofie

SMA,proximální,dospělí

způsob přenosu

recesivnívázanýnaX

recesivnívázanýnaX

recesivnívázanýnaX

autozomálnědominatní

autozomálněrecesivní

autozomálnědominatní

autozomálněrecesivní

autozomálnědominatní

autozomálnědominatní

jiné názvy/zkratky

SBMA, SMAX1 vázanýnaX1Kennedyhonemoc

AMC,SMAX2,vázanánaX2

SMAXE,DSMAX,vázanánaX3

DHMNVP,typVII,HMNVII,HMN7,Harper-Youngmyopatie

AMCN

DSMAV, HMNV,dHMNV

SMARDI,typVI,HMVVI

SPSMA

Finkleůvtyp

17

Províceinformací

WebovskéstránkySMA:www.curesma.org

Genetickáčást:

Americkáakademielékařskégenetiky

Americkáakademieporodníkůagynekologů

Národnísdruženígenetickýchporadců

Genetický&IVFInstitut

Odkazy:www.dumrodin.czwww.forum.dumrodin.czhttp://www.dumrodin.cz/spinalni-muskularni-atrofie.htmlwww.fsma.orgwww.treat-nmd.com

18

O Rodinách SMARodinySMA(FSMA)jsouneziskovouorganizacíanejvětšímspojenímrodin,kli-nickýchlékařůavýzkumnýchpracovníků,kteréspolupracujescílempodporovatvýzkumSMA,pomáhatrodinámavzdělávatlaickouaodbornouveřejnostoSMA.ProstřednictvímčetnýchpobočekvUSAavícenež65000příznivcůFSMAročněpřispívámilionydolarůnavýzkumSMA.

Projekt „Podpora rodin s onemocněním SMA v České republice“

ProjektPodporarodinsonemocněnímSMAvzniklvčervnu2007nazákladědlou-hodobépoptávkylékařůarodičůnemocnýchdětí.

KoordinátorkouprojektujematkadítětespostiženímSMAIItypu,jejímžúkolemjeposkytovatprvnívšeobecnéinformaceopomocirodinámposdělenídiagnózylékařem.OdbornýmgarantemjeAs.MudrDanaŠiškováFTNPraha4-Krč-dět-skáneurologie.Odbornýgarantzajišťujekonzultacepostránceodborné–léčeb-nýchpostupů,medikamentózníléčby.

Projekt zahrnuje:•aktivníinternetovéFórumsmnohaužitečnýmiradamiJakžítsSMAhttp://forum.dumrodin.cz/•pořádánípsychorehabilitačníchpobytůprorodinysdětmivrámciceléČR•ranoupéči•vydáváníodbornýchpublikacíkproblematiceSMA•multidisciplinárnítýmodborníkůzaúčelemterapeutickéintervence(neurolog,ortoped,pneumolog,anesteziolog,ortotik,protetik, nutriční terapeut, fyziotera-peut,ergoterapeut,konzultantranépéčenebosociálnípracovník,speciálnípeda-gog,psycholog)•vytvářeníNárodníhoregistrupacientůsSMAvČRvkooperacisDoc.MUDr.P.Vondráčkem,Ph.DzDětskéneurologieFNBrno,včetnězapojenídovýzkumuúčinnéléčbySMA.•uspořádáníodbornéKonferencemultidisciplinárníhotýmuSMAarodinsdětmiseSMA

PartneremprojektuPodporarodinsonemocněnímSMAjeZdravotněsociálnífakultaJihočeskéUniverzityvČeskýchBudějovicích.

19

Kontakty

Mgr.HelenaKočováKoordinátorkaprojektuPodporarodinsonemocněnímSMATel:777222425E-mail:helena.kocova@dumrodin.cz

Mgr.PavelDušánekKoordinátorE-learningovéhovzdělávání„UčímesezvládatSMA“Rodinnécent-rumSlanýTomanova167127401SlanýTel:312522430,773588774E-mail:pavel.dusanek@dumrodin.cz

Mgr.DagmarSvětlíkováKoordinátorkaRanépéčeStřediskoranépéčeTomanova167127401SlanýTel:312522430,775558252

RodinnáporadnaSlanýTomanova167127401SlanýE-mail:rodinna.poradna@dumrodin.czTel:312526767

20

Fakta

1. SMAjeautozomálněrecesivníonemocněnízpůsobenémutacemivoboukopiíchgenuSMN1lokalizovanémnachromozómu5.Označujese5q-SMA.2. Lidé,kteřímajíjednudefektníkopiigenuSMN1,seoznačujíjakopřenaše-čianemajíSMA.3. Vícenež98%případůjsouobarodičedítěteseSMApřenašeči.VzácněsemohouobjevitmutacevgenuSMN1vprůběhutvorbyvajíčkanebospermie.VtomtopřípaděbudepřenašečemdefektníhogenuSMN1pouzejedenrodič.4. Pokudjsoupřenašečiobarodiče,ukaždéhotěhotenstvímají25%pravdě-podobnost,žesenarodídítě,kterébymohlobýtpostiženoSMA;50%pravděpo-dobnost,žesenarodídítě,kterébymohlobýtpřenašečemSMA;a25%pravděpo-dobnostnarozenídítěte,kterébyanineměloSMAaninebylopřenašečemSMA.5. VelminízkéhodnotyfunkčníhoproteinuSMNzpůsobujíSMA.TřirůznéskupinymutacímohouzpůsobitSMA:delecegenuSMN1,konverzegenuSMN1dopodobySMN2genuavzácnébodovémutaceuvnitřgenuSMN1.6. Ztěchtotřískupinmutacízodpovědnýchza5q-SMAasi95%pacientůmádelecenebokonverzegenuSMN1.Pouzeasi5%pacientůmávgenuSMN1bodovémutace.7. Běžný diagnostický test na DNAmůže určit delece a konverze genuSMN1,alenebodovémutace.Toznamená,žetentotestmůžediagnostikovatasi95%případůSMA,alene5%pacientů,kteřímajívgenuSMN1bodovémutace.8. 95% případů SMA je možné odhalit prenatálně pomocí amniocentézyneboodběruchoriovýchklků(CVS).9. Testnapřenašečemůžezjistit97% jedinců,kteřípřenášejí jednukopiigenuSMN1.Tentotestneníschopenodhalit3%přenašečů,kteřímajíDVĚkopiegenuSMN1najednomchromozómuaŽÁDNOUkopiigenuSMN1nadruhémchromozómu.10. Existujídalší typySMA,kterénejsouzpůsobenydefektemgenuSMN1.Tytonemocisetaképrojevujísvalovouslabostívdětstvíaztrátoumotorickýchneuronů;nicméněmajíunikátnícharakteristikyodlišnéod5q-SMA.JsouvyvolánymutacemivjinýchgenechnežSMN1,kteréjsoulokalizoványnajinýchchromozó-mechnežnachromozómu5.