אבחון מוליקולרי למחלות נוירומוסקולריות

1. אבחון מוליקולרי למחלות נוירומוסקולריות דורית לב

2. Muscular Dystrophies קבוצת מחלות גנטיות המתאפיינת בחולשה ונוון שרירים המחמירים עם הזמן ושינויים מיקרוסקופיים אופיניים בשריר מהוות חלק מקבוצת מחלות גדולה יותר הנקראות מיופתיות במיופתיות הבעייה הראשונית קיימת בשריר עצמו ולא בעצב, כלי הדם או העצמות התומכות בהם.

3. Duchenne Muscular Dystrophy

4. Duchenne Muscular Dystrophy (DMD) (Also known as Pseudohypertrophic) • Onset: • Early childhood - about 2 to 6 years. • Symptoms: • Generalized weakness and muscle wasting affecting limb and trunk muscles first. Calves often enlarged. • Progression: • Disease progresses slowly but will affect all voluntary muscles. Survival rare beyond late twenties. • Inheritance: • X-linked recessive (females are carriers).

5. ממצאים קליניים

6. החמרה בסימנים עם הגיל

7. סימנים קליניים נוספים • Other clinical features • Cardiomyopathy: Dilated; Especially > 15 years • Mental retardation: Mean IQ ~ 88 • Night blindness • Progression: Death 15 - 25 years due to respiratory or cardiac failure

8. Laboratory • Serum • CK: Very high • Troponin I: Elevated above normal but not to levels in cardiac ischemia • Liver enzymes: High AST & ALT

9. ביופסית שריר • Endomysial fibrosis • Variable fiber size: Small fibers rounded Hypercontracted (opaque) muscle fbers • Myopathic grouping • Muscle fiber degeneration & regeneration • Muscle fiber internal archetecture: Normal or immature

10. צביעות לדיסטרופין

11. דיסטרופין • חתך רוחב בשריר המורכב מצרור סיבים. הדיסטרופין ממוקם מתחת לממברנה המקיפה כל סיב

12. תאחיזה ל כרומוסוםX

13. אופן ההורשה • הגן המקודד לדיסטרופין נמצא על כרומוסום X • הנשים הן נשאיות אשר בדרך כלל לא מבטאות את המחלה. • X-linked recessive inheritance • בכ 30% מדובר במוטציה חדשה

14. Genetic testing בכ 65% מהחולים יש חסרים או דופליקציות הניתנות Southern blot analysis לאתור Most of these PCR-based tests detect 95-98% of the deletions/duplications that are found by Southern blot analysis. Complex rearrangements are not always detected by PCR.

15. Western blot of dystrophin from dystrophinopathies • שורות 1,2 BMD • שורה 3 NORMAL • שורה 4 DMD

16. גן הדיסטרופין • 79 אקסונים עם אינטרונים גדולים • 14 KBmRNA • מקודד ל 3685 חמ אמינו • 7 טרנסקריפטים

17. תפקיד הדיסטרופין • לאורך הממברנה ישנו צבר של חלבונים. הדיסטרופין קשור לצבר. • סוגים שונים של מחלות מסוג muscular dystrophy מתרחשים כאשר כל אחד מהחלבונים פגום • הדיסטרופין ממלא תפקיד במניעת נזקים לממברנה בזמן התכווצות השריר. a vital role in to a cell's health to leak out.

18. DMD • Duchenne muscular dystrophy • Genotype: Dystrophin • 96% with frameshift mutation • 30% with new mutation • 10% to 20% of new mutations are gonadal mosaic • Onset 3 to 5 yrs

19. Manifesting carriers

20. Becker MuscularDystrophy • Onset: • Adolescence or adulthood. • Symptoms: • Almost identical to Duchenne but often much less severe. • Can be significant heart involvements. • Progression: • Slower and more variable than Duchenne with survival well into mid to late adulthood. • Inheritance: • X-linked recessive (females are carriers).

21. BMD • Genotype: Dystrophin mutations • Deletion • 70% of patients: Usually In-frame • 16% with frameshift mutation • New mutations rare • Point mutations • > 70 identified • Mutations in CpG: All C to T; None G to A • ? Related to direct or inverted gene repeats

22. Clinical features of myopathy • Onset > 7 yrs • Weakness • Proximal > Distal; Symmetric; Legs & Arms • Slowly progressive • Severity & onset age correlate with muscle dystrophin levels

23. May be especially prominent in quadriceps or hamstrings • Calf pain on exercise • Muscle hypertrophy: Especially calves • Failure to walk 16 - 80 years

24. חלבוני השריר

25. Systemic • Joint contractures: Ankles & Other • Cardiomyopathy: May occur before severe weakness • Mental retardation

26. Myotonic Dystrophy

27. Myotonic Dystrophy • Myotonic muscular dystrophy (MMD) is a form of muscular dystrophy that affects muscles and many other organs in the body. • Unlike some forms of muscular dystrophy, MMD often doesn't become a problem until adulthood and usually allows people to walk and be pretty independent throughout their lives.

28. Myotonic Dystrophy • Weakness and wasting of voluntary muscles in the face, neck, and lower arms and legs are common in myotonic muscular dystrophy. • Muscles between the ribs and those of the diaphragm, which moves up and down to allow inhalation and exhalation of air, can also be weakened.

29. מיוטוניה • חסר יכולת לשחרר את השריר • בדרך כלל המיוטוניה קלה • אופייני במיוחד קשיים בתפיסה או לחיצת יד • מיוטוניה אינה אופינית לשום מחלה אחרת מסוג • Muscle Dystrophy

30. Myotonic Dystrophy • Myotonic muscular dystrophy is often known simply as myotonic dystrophy and is occasionally called Steinert's disease, after a doctor who originally described the disorder in 1909. • It's also called dystrophia myotonica, a Latin name, and therefore often abbreviated "DM."

31. MD • משתנה בחומרה אפילו באותה משפחה • לא לכל הפרטים ישנם כל התסמינים ולא לכולם באותה דרגת חומרה • יש הבדל גדול בין הצורה הקונגניטאלית לצורה שמתבטאת בגיל מאוחר

32. Clinical findings • A long, thin face with hollow temples, drooping eyelids and, in men, balding in the front, is typical in myotonic dystrophy

33. MD • לב:הפרעות הולכה- שינויים בא.ק.ג לעיתים קוצב • שרירי הנשימה והבליעה • הפרעות במערכת העכול • הפרעות במערכת הגניקולוגית (בעיות ברלקסציה של שרירים לא רצוניים) • עיניים –קטרקט מתפתח ברב החולים • סכרת בד"כ קלה • בעיות בהרדמה

34. Congenital MMD • When a child with congenital MMD is born, it's almost always found that the mother has adult-onset MMD -- even though her symptoms may be so mild that she doesn't even know she has the disorder.

35. A child born with congenital myotonic dystrophy is likely to have facial weakness and an upper lip that looks "tented." • The eye muscles may also be affected.

36. Congenital Myotonic Dystrophy • The infant form of MMD is more severe. Unfortunately, it can occur in babies born to parents who have the adult form, even if they have very mild cases.

37. ביופסית שריר • שינויים לא ספציפיים, גרעינים מרכזיים

38. הגן

39. CTGrepeats expansion

40. DM1: Myotonin protein kinase (DMPK) protein • The expanded area of DNA is in a gene that carries instructions for a protein known as myotonin protein kinase. • The expanded DNA isn't in the "working" part of the gene -- the part that carries instructions telling cells to make myotonin protein kinase. • Instead, in MD, the genetic flaw is in a part of a gene called theuntranslated DNA, an area of DNA that the cell doesn't use for protein manufacturing.

41. Anticipation • Increased Severity with progressive generations • מסביר את התופעה של החמרה בסימפטומים אצל הצאצאים • מסביר את הופעת הצורה הקונגניטאלית • It may be that the expanded DNA section affects the functioning of more than one gene, or it may cause clumps of genetic material to build up in the nuclei (control centers) of cells, affecting many cellular functions.

42. Facioscapulohumeral muscular dystrophy (FSHD) • An autosomal dominantly inherited myopathy with a characteristic pattern of muscular wasting and weakness involving primarily face and shoulder girdle muscles. • Later on, foot dorsiflexors, lower abdominal muscles and the pelvic girdle are affected. • Extramuscular manifestations such as neurosensory hearing loss and retinal • vasculopathy are described. • Clinical severity and age of onset may vary widely between and within affected families

45. A deletion of an integral number of 3.3 kb KpnI repeats (D4Z4) in the subtelomeric region of chromosome 4 (4q35) is associated with the disease. • The deletion leads to a reduction of D4Z4 repeats below a critical number on the FSHD-causing allele. • The number of remaining D4Z4 repeats on the FSHD allele seems to be directly related to the age at onset and progression of the • disease with low repeat numbers causing a more severe disease

46. The locus for autosomal dominant facioscapulohumeralmuscular dystrophy (FSHD1A) has been mapped to the telomeric region of the long arm of chromosome 4 (4q35)in about 98% of cases. • The gene responsible, however,has not been identified to date.

47. In healthy subjects, 4q35- probe p13E-11 (D4F104S1) detects polymorphic EcoRI DNA-fragments of 35±300 kb consisting of multiple copies of a 3.3 kb KpnI unit. • In FSHD patients p13E-11/EcoRI fragments are found to be shortened to sizes of 10±35 kb by the loss of integral KpnI copies. • In affected families, shortened fragments are transmitted between generations without alteration in size.

48. Diagnostic difficulties arise from atypical clinical presentations and from an overlap in D4Z4 numbers between controls and FSHD individuals. • Thus, a molecular genetic test result with a borderline D4Z4 number has its limitations for the clinician wanting to differentiate between the diagnosis of FSHD and a myopathy presenting with FSHD-like symptoms.

49. There is no definite D4Z4 diagnostic cut-off point separating FSHD, FSHD-like myopathies and controls.(J Neurol (2003) 250 : 932–937) • A broad myopathic spectrum with four phenotypes (typical FSHD, facial sparing FSHD, FSHD with atypical features, non-FSHD muscle disease) was found in the borderline region. • The expected correlation of D4Z4 repeat number and clinical severity was not found. • Therefore the molecular test is of limited help to differentiate FSHD from FSHD like muscle disorders when the D4Z4 number is n= ≥ 8.