ERROS INATOS DO METABOLISMO CONCEITOS E DIAGNÓSTICO LABORATORIAL

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1 HOSPITAL DAS CLÍNICAS DA FACULDADE DE MEDICINA DE RIBEIRÃO PRETO BRUNA RIEDO ZANETTI E MARCOS VINICIUS ALIBERTI ERROS INATOS DO METABOLISMO CONCEITOS E DIAGNÓSTICO LABORATORIAL RIBEIRÃO PRETO 2008

2 HOSPITAL DAS CLÍNICAS DA FACULDADE DE MEDICINA DE RIBEIRÃO PRETO BRUNA RIEDO ZANETTI E MARCOS VINICIUS ALIBERTI ERROS INATOS DO METABOLISMO CONCEITOS E DIAGNÓSTICO LABORATORIAL Monografia apresentada ao Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto, para obtenção do título de Aprimorando em Análises Clínicas, sob orientação de Dr.Gilmar Humberto Bueno. RIBEIRÃO PRETO 2008

3 DEDICAMOS ESTE TRABALHO AOS AMIGOS DO LABORATÓRIO CENTRAL DE PATOLOGIA CLÍNICA.

4 AGRADECIMENTOS Agradecemos a amizade e orientação de todos os profissionais do laboratório Central de Patologia Clínica, ao residente Ricardo que nos conduziu para busca de constante conhecimento, e em especial ao Biomédico Dr. Gilmar, que esteve sempre presente participando, dedicando parte de seu tempo para nossa formação, nos conduzindo nesse período, e acima de tudo, transmitindo conhecimento de valores inestimáveis.

5 GRANDES REALIZAÇÕES SÃO POSSÍVEIS QUANDO SE DÁ IMPORTÂNCIA AOS PEQUENOS COMEÇOS. Lau-Tse

6 RESUMO Os erros inatos do metabolismo tratam-se de distúrbios enzimáticos ou protéicos que decorre com uma clinica de caráter grave ao portador. São classificadas em três grupos de acordo com a fisiopatologia sendo importante reconhecê-las para condução correta do tratamento. O diagnostico exato das Doenças metabólicas Hereditárias depende de enzimas especializadas e/ou identificação de defeitos moleculares. A Investigação dos erros inatos deve ser iniciada com um simples exame de urina e de sangue, e é aprofundada por exames específicos como, por exemplo, cromatografia, espectrometria de massa e análises de aminoácidos no plasma. Há uma extrema necessidade de um Diagnóstico Laboratorial preciso que auxilie presuntivamente na detecção do Erro Inato a fim de se evitar os efeitos permanentes da doença.

7 SUMÁRIO 1.INTRODUÇÃO Histórico Definições Mecanismos de Herança Incidências Classificações Grupo I Grupo II Grupo III Principais doenças metabólicas hereditárias do grupo I Principais doenças metabólicas hereditárias do grupo II Principais doenças metabólicas hereditárias do grupo III DIAGNÓSTICO LABORATORIAL DOS ERROS INATOS DO METABOLISMO OBJETIVO MATERIAIS E MÉTODOS CONCLUSÃO REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...25

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9 7 1. INTRODUÇÃO 1.1 Histórico Os estudos sobre os EIM tiveram início do século XX quando Archibald Garrod descreveu a clássica alcaptonúria. Nesses estudos foram destacados os aspectos genéticos da doença. Ao tratar da individualidade química, estava dando início à genética bioquímica. A Garrod deve-se o termo consagrado Erros Inatos do Metabolismo-, título de seu livro, publicado em 1909, no qual descrevia além da alcaptonúria, outras doenças metabólicas como o albinismo, porfiria e pentosúria.). No entanto a relação entre os aspectos bioquímicos e genéticos puderam ser melhor entendidas apenas em 1941, quando Beadle et al. propuseram a hipótese um gene - uma enzima, considerando que todos os processos bioquímicos do organismo ocorrem sob controle gênico e, portanto, mutações gênicas levariam a rotas bioquímicas deficientes. (SOUZA, 2002; GARROD, 1902). Desde a segunda edição do livro Erros Inatos do Metabolismo, em 1923, quando se incluíam no grupo apenas seis doenças metabólicas hereditárias, até o ano de 1950, o avanço no conhecimento sobre estes distúrbios foi lento. Até 1953 a atenção para doenças metabólicas hereditárias era muito pequena mudando apenas quando Bickel e colaboradores trataram uma criança de dois anos de idade portadora de fenilcetonúria com uma dieta pobre em fenilalanina. A partir desta publicação a comunidade científica empenhou-se para encontraram teste de triagem neonatal que permitisse o diagnóstico de fenilcetonúria antes do quadro clínico instalarse e Guthrie & Susi em 1963 desenvolveram o teste de inibição do crescimento bacteriano pela presença de fenilalanina. A situação se transformou a partir dessa década com o desenvolvimento de novas técnicas laboratoriais, como a cromatografia e eletroforese de proteínas. Além disso, a tecnologia do DNA possibilitou a detecção das causas moleculares dos erros inatos. (SOUZA,

10 8 2002) Nos dias atuais, admite-se a existência de mais de 500 doenças metabólicas hereditárias, às quais se juntam novas descobertas, progressivamente. 1.2 Definições Os distúrbios inatos do metabolismo são causados por anomalias determinadas geneticamente que levam a um bloqueio em umas das diversas vias bioquímicas interrelacionadas. O bloqueio freqüente leva a acúmulos de substâncias normalmente presentes em pequena quantidade (A), a deficiência de produtos intermediários críticos (B), a deficiência de produtos finais específicos (C) ou ainda o excesso nocivo de produtos de vias metabólicas acessórias indicando o desvio do substrato para uma rota alternativa (D) (Pollitt, RJ et al 1997; Waber, L 1990). Mais comumente surgem de mutações em genes que codificam enzimas específicas, no entanto, os erros também resultam de deficiência das proteínas envolvidas na estrutura celular ou no transporte (Scriver, 1995; Seashore, 1996). Figura I- Via Metabólica Hipotética

11 9 1.3 Mecanismos de Herança. A maioria das doenças metabólicas hereditárias são heranças autossômicas recessivas que apresentam um risco de recorrência de 25% para cada gestação de pais heterozigotos. Algumas das doenças têm sua herança ligada ao X e a maioria delas apresenta um risco de recorrência na gestação de 50% para filhos e 50% de chance de as filhas serem portadoras da mutação. Ainda existem doenças causadas por mutações no DNA mitocondrial com um risco de recorrência de 100 para os filhos de ambos os sexos (WABER, 1990). Figura: Mecanismo de Herança Autossômica Recessiva. Figura: Mecanismo de Herança Ligada ao X.

12 Incidências Os erros inatos do metabolismo quando estudados individualmente são consideradas raros, porém quando estudados em conjunto a incidência é de 1: dos recém-nascidos vivos. Em triagem neonatal de um maior número de EIM utilizando-se a espectrometria de massa, observa-se positividade de 1: (POLLITT, 1997). No Brasil temos incidência de algumas patologias isoladas como a da Fenilcetonúria de 1: : , da Doença da Urina do Xarope de Bordo de 1: e da deficiência de biotinidase em recém-nascidos vivos de 1: (PINTO, 1998; SCHMIDT, 1987; CAMARG, 1983). Amâncio e colaboradores estabeleceram a freqüência de erros inatos do metabolismo em amostras de pacientes com hipótese diagnóstica de EIM proveniente do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Botucatu da Universidade Estadual Paulista (UNESP) e analisaram amostras de urina de 905 pacientes com diagnóstico de EIM utilizando- se metodologia por testes químicos e técnicas cromatográficas. O Diagnóstico para EIM foi estabelecido em 18 (1,98%) pacientes, sendo que 12 deles apresentaram triagem (testes químicos e cromatografias) alterada para EIM. Todos os pacientes foram diagnosticados por análises enzimáticas, concluindo que a freqüência de EIM diagnosticados neste estudo (1,98%), quando comparada com a literatura, foi satisfatória, uma vez que este grupo de pacientes foi proveniente de um único hospital. A metodologia provou ser eficaz, indicando 12 casos de EIM entre os 18 diagnosticados. O estudo mostra a importância de laboratórios especializados na detecção deste tipo de patologia. 1.5 Classificações A classificação das doenças metabólicas baseia-se nos critérios de Saudubray & Charpentier, sendo inúmeras patologias que podem ser divididas em três grupos diagnósticos,

13 11 segundo a fisiopatologia e fenótipo clínico de cada uma. (Saudubray, JM & Charpentier, C; WS and Valle, D 1995). A tabela abaixo relata a divisão dos grupos. Grupos Características Doenças Grupo 1 - Defeito de síntese ou catabolismo de moléculas complexas Sinais e sintomas permanentes e progressivos Doenças lisossomais e peroxissomiais Grupo 2 - Defeito no metabolismo intermediário Intoxicação aguda e crônica Aminoácidos, ácidos orgânicos, ciclo da uréia e intolerância aos açúcares Grupo 3 - Defeito na produção/utilização de energia Metabolismo intermediário de fígado, músculo e cérebro Doenças de depósito de glicogênio, Hiperlaticemias congênitas, Doenças mitocondriais e defeito de β-oxidação de ácidos graxos Figura II - Classificação das doenças hereditárias Grupo I

14 12 São distúrbios na síntese ou catabolismo de complexos moleculares e incluem as doenças que afetam um sistema funcional ou anatômico ou mesmo um órgão, tais como o sistema endócrino, imunológico, fatores da coagulação ou lipoproteínas. Os sintomas são permanentes e progressivos e os quadros clínicos independentes de intercorrências, como infecções, e não estão relacionados com ingestão alimentar. Nesse grupo estão presentes as desordens lisossomais e peroxissomiais. As desordens lisossomais também denominadas de doenças de armazenagens leva a um acúmulo progressivo de substratos não digeridos, geralmente um polímero que não consegue ser hidrolisado. Os tecidos afetados são aqueles que catabolizam as substâncias em maior quantidade, tais como: fígado, baço, medula óssea, conjuntiva, mucosa intestinal, fibroblastos e linfócitos circulantes. As manifestações clínicas das doenças deste grupo podem estar presentes ao nascimento, como a gangliosidose GM1, ou desenvolver-se nos primeiros meses ou anos de vida, como a Doença de Tay-Sachs, as Mucopolissacaridoses, doenças oftálmicas, e do sistema nervoso central. As desordens peroxissomiais envolvem muitas funções metabólicas, incluindo a biosíntese de plasmalogênio o qual é o maior componente da mielina, do colesterol e dos ácidos biliares. Em suma, a deficiência da peroxissomal β-oxidase resulta em distúrbios que ainda não são muito bem compreendidos, particularmente, pois existe uma sobreposição na função entre os peroxissomos e outras organelas, como a mitocôndria o reticulo endoplasmático. Essas anormalidades bioquímicas complexas resultam em disfunções e mal formação neurológica, retardo mental, hipotonia e desenvolvimento tardio. Ao contrário das desordens lisossomais cujo acumulo é intracelular, nesse tipo de patologia, o acúmulo de ácidos de cadeias longas é a nível plasmático (WAPPNER, 1993).

15 Grupo II Erros inatos do metabolismo intermediário, que levam à intoxicação aguda e recorrente ou crônica e progressiva. Fazem parte deste grupo as aminoacidopatias, os defeitos dos ácidos orgânicos e do ciclo da uréia e as intolerâncias aos açúcares. As características principais deste grupo são a existência de intervalos livres de sintomas, a relação com as intercorrências (infecções) e com a ingestão alimentar; ou seja, o aumento da taxa de metabolismo basal e a entrada no organismo de um substrato nocivo, proteína ou açúcar, podem desencadear uma intoxicação aguda ou crise de descompensação metabólica (WAPPNER, 1993) Grupo III Deficiência na produção ou utilização de energia resultante de erros inatos do metabolismo intermediário no fígado, miocárdio, músculo ou cérebro. Este grupo inclui as doenças de depósito do glicogênio, defeitos na gliconeogênese, hiperlacticemias congênitas, defeitos na oxidação dos ácidos graxos e doenças mitocondriais da cadeia respiratória. Os sintomas comumente observados incluem hipoglicemia, hipotonia severa generalizada, miopatia, cardiomiopatia, crescimento retardado, entre outras (WAPPNER, 1993). 1.6 Principais doenças metabólicas hereditárias do grupo I Segundo a classificação de Saudubray e Charpentier (1995) dentre as principais doenças do grupo I encontram na tabela abaixo:

16 14 Doenças Lisossomais Mucopolissacaridoses (MPS) I-H Huler I-HS - Huler - Scheie I-S Scheie II Hunter III - Sanfilippo IV Morquio VI - Moroteux - Lamy VII Sly Esfingolipidoses Gangliosidose GM Tay Sachs Sandhoff Doença de Fabry Doença de Shindler Lactosilceramidoses Doença de Gaucher Doença de Farber Doença de Nieman-Pick Doença de Krabbe Leucodistrofia Metacromática Deficiência Multipla de Sufatase Tabela 1: Principais Doenças Metablólicas Hereditárias do Grupo I (mucopolissacaridoses e esfingolipidoses). Mulipidoses Glicoproteinoses Distúrbios do transporte da membrana Doenças dos peroxissomos Outras Fucosidose Monosidose Sialidose Aspartilglicosaminúria Doença de Depósito do Ácido Siálico Doença da Salla Cistinose Síndrome de Zellweger Adrenoleucodistrofia Doença de Refsum Hiperoxalúria Tipo I Doença de Carnavan Doença de Pompe Deficiência da Lípase ácida Tabela 2: Principais Doenças Metablólicas Hereditárias do Grupo I (Glicoproteinoses, Distúrbios do transporte da membrana, Doenças dos peroxissomos e outras). 1.7 Principais doenças metabólicas hereditárias do grupo II

17 15 Segundo a classificação de Saudubray e Charpentier (1995) dentre as principais doenças do grupo II encontram na tabela abaixo: Tabela 3: Principais Doenças Metablólicas Hereditárias do Grupo I Cistinúria Defeitos dos aminoácidos Fenilcetonúria Tirosinemia Homocistinúria Hiperglicinemia Não-Cetótica Doença da Urina do Xarope de Bordo Acidúrias orgânicas Acidemia isovalérica Deficiência da 3-metilcrotonil coa carboxilase Acidemia 3-metilglutacônica Acidemia 3-hidroxi 3-metilglutárica Acidemia propiônica Acidemia metilmalônica Deficiência múltipla da carboxilase Acidemia glutárica tipo i Defeitos do ciclo da uréia Intolerância aos açúcares Deficiência da carbamoil fosfato sintetase Deficiência da ornitina transcarbamilase Citrulinemia Acidúria arginosuccínica Argininemia Galactosemia clássica Deficiência de galactoquinase Deficiência da epimerase Intolerância hereditária à frutose Deficiência hereditária da frutose 1,6- difosfatase 1.8 Principais doenças metabólicas hereditárias do grupo III Segundo a classificação de Saudubray e Charpentier (1995) dentre as principais doenças do grupo III encontram na tabela abaixo:

18 16 Tabela 4: Principais Doenças Metablólicas Hereditárias do Grupo I Defeito de β-oxidação de ácidos Graxos Doenças mitocondriais e hiperlacticemiascongênitas Doenças de depósito de glicogênio Deficiência da acil-coa Desidrogenase de cadeia média Deficiência da acil-coa Desidrogenase de cadeia longa Deficiência da acil-coa Desidrogenase de cadeia curta Deficiência 3-hidroxi-acil-coa Desidrogenase de cadeia londa Deficiência da múltipla acil-coa Desidrogenase (acidemia glutárica tipo ii) Deficiência de transporte Plasmático da carnitina Deficiência da carnitina palmitoil Transferase Defeitos da fosforilação Oxidativa (cadeia respiratória -merrf e melas) Deficiência da carboxiquinase fosfoenolpiruvato Deficiência do complexo da piruvato desidrogenase Deficiência de piruvato carboxilase Formas hepáticas tipos 0 iv; viii; ix; x Formas musculares tipos v; vii

19 17 2. DIAGNÓSTICO LABORATORIAL DOS ERROS INATOS DO METABOLISMO O diagnostico exato das Doenças metabólicas Hereditárias depende de enzimas especializadas e/ou identificação de defeitos moleculares. Esses métodos não são largamente utilizados especialmente no Brasil. Tais testes são, entretanto, adequados quando existe uma forte e especifica suspeita do diagnostico do erro inato do metabolismo. De fato o que é mais importante do que o teste propriamente dito é o julgamento clinico capaz de conduzir a um diagnóstico seguro identificando o grupo a qual a doença pertence. Muitas das informações podem ser obtidas de uma anaminese bem feita, exames físicos e mais comumente, testes laboratoriais (SEASHORE, 1993; WABER, 1990). A investigação laboratorial sugerida na literatura nas DMH é variável quanto ao número e tipo de exames e em geral é realizada de maneira progressiva, segundo os resultados que vão sendo obtidos. A Investigação dos erros inatos deve ser iniciada com um simples exame de urina e de sangue porque uma análise de urina negativa não descarta a hipótese da patologia sendo que os dois exames são complementares para a correta interpretação. Os testes de urina não são muitos realizados em centros diagnósticos embora eles ainda possuam grande importância em laboratórios de pequeno porte em países onde a tecnologia não está disponível. Alguns testes não são específicos porem um teste positivo pode direcionar a investigação em busca de um ou mais testes específicos (BLAU, 1996; GIORGIO, 1969). A investigação dos ácidos orgânicos na urina por cromatografia, espectrometria de massa e análises de aminoácidos no plasma são requisitadas em concordância com a clínicas e achados laboratoriais. Todas as análises urinárias e plasmática são influenciadas pelo uso de medicações como acetaminofen, ampicilina, amoxalicilina, carbamazepina e o estado de saúde do paciente (EFRON, 1964; HOFFMAN, 1996; SHIH, 1996). Os testes sanguíneos incluem uma completa investigação sanguínea, gases sanguíneos eletrólitos (Na, K, P, Cl e Ca), lactato, glicose, amônia, enzimas hepáticas, colesterol,

20 18 triglicérides, uréia, creatinina e ácido úrico (SIMON, 1998; WAPPNER, 1993; MARTINS, 1995; BURTON, 1987). O estudo das células e dos tecidos a partir de biopsia pode ser utilizado observando o acúmulo de materiais nas doenças de depósito lisossômicos e peroxissomiais (RIDAURA- SANZ, 1994). Os exames laboratoriais que podem ser realizados para o diagnóstico dos erros inatos do metabolismo encontram- se nas tabelas abaixo. Tabela 5: Exames para diagnóstico de Aminoacidopatias

21 Tabela 6: Exames para diagnóstico de Aminoacidopatias, distúrbios do ciclo da uréia, e ou distúrbios das acidemias orgânicas e da beta-oxidação dos ácidos graxos. 19

22 20 Tabela 7: Exames para investigação para doenças metabólicas hereditárias Tabela 8: Exames para diagnóstico das doenças de depósito. T Tabela 9: Exames para diagnóstico das doenças do metabolismo de carboidratos.

23 21 Tabela 10: Exames para diagnóstico das doenças do defeito do metabolismo das vitaminas. Tabela 11: Exames para diagnóstico das doenças lisossômicas de deposito.

24 22 3. OBJETIVO Estudo de revisão sobre conceitos de Erros Inatos do Metabolismo (EIM) e Diagnóstico Laboratorial.

25 23 4. MATERIAIS E MÉTODOS Realizado por levantamento de dados através de artigos científicos, sites e livros.

26 24 5. CONCLUSÃO A partir do estudo realizado compreende-se que erros os Erros Inatos do Metabolismo são alterações de origem genética em que há falha na síntese, degradação, armazenamento ou transporte de moléculas no organismo acarretando no acumulo ou na falta de substâncias que desta forma tornar-se-ão nocivas para o organismo. Assim observa-se a necessidade de um Diagnóstico Laboratorial preciso que auxilie presuntivamente na detecção do Erro Inato, evitando-se futuras complicações para a criança, uma vez que, estas podem ser devastadoras, em virtude dos efeitos permanentes da doença.

27 25 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AMÂNCIO, F. A. M. et al. Investigação diagnóstica de erros inatos do metabolismo em um hospital universitários J Bras Patol Med Lab v. 43. n. 3. p junho 2007 ASSESS, 1 (7): 1-202, Online Copyright (C) - World Wide Web URL: BICKEL, H; GERRARD, J; HICKMANS, EM - Influence of phenylalanine intake on phenylketonuria. Lancet, 17: , CAMARGO NETO, E, SCHULTE, J; SILVA, LCS E GIUGLIANI, R Cromatografia em camada delgada para a detecção neonatal de fenilcetonúria e outras aminoacidopatias. Rev. Bras. Anál. Clín. 25(3): 81-82, EFRON ML, YOUNG D, MOSER HW, MACCREADY RA. A simple chromatographic screening test for the detection of disorders of amino acid metabolism: a technique using whole blood or urine collected on filter paper. N Engl J Med 1964;270: GARROD AE. The incidence of alkaptonuria: a study in chemical individuality. Lancet 1902; 2: GÄRTNER, J - Disorders related to peroxisomal membranes. J. Inherit. Metab. 23(3): , GIORGIO AJ, LUHBY ALA. A rapid screening test for the detection of congenital methylmalonic aciduria in infancy. Am J Clin Pathol 1969;52:374-9.

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