Cistinosis - Asociación Colombiana de Nefrología Pediátrica · The brush border is irregular and...
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Cistinosis
Vera H. Koch
Pediatric Nephrology Unit
Instituto da Criança- University of São Paulo Medical School Associate Professor, Dept Pediatrics, University of São Paulo
Medical School
Introducción
La cistinosis es una enfermedad autosómica recesiva de depósito lisosomal que afecta los órganos en múltiples sistemas, a niños y adultos en todo el mundo.
En la cistinosis, la cistina está atrapada en el compartimento lisosomal debido a un defecto en cistinosina una proteína transmembrana codificada por el gen CTNS.
La Cistinosina media el transporte de cisteína desde el compartimiento lisosomal para el citosol, donde se reduce a dos moléculas de cisteína que se utilizan en la síntesis de proteínas y otros procesos, tales como la síntesis de glutatión
La cistinosis es la causa más común del síndrome de Fanconi renal en la infancia con incidencia: de 1: 100.000 a 1: 200.000 nacidos vivos
Genetica Molecular
El gene CTNS se localiza en posición 17p13. Codifica una proteína de 367 aminoácidos, la cistinosina.
La mutación más común asociada con la cistinosis es una dilección 57 kb que elimina la región 5 'del gen incluyendo el exón 10.
Esta mutación surgió en Alemania hace unos 1.500 años, y afecta a casi la mitad de todos los pacientes de América del Norte así como los pacientes europeos
Mutaciones del CTNS se han detectado en las formas infantil, juvenil y oculares de la enfermedad
Los individuos con cistinosis infantil tienen mutaciones "graves" en ambos alelos, mientras que los individuos con formas más leves de la enfermedad presentan o una combinación de una mutación "sencilla" y una "grave" o dos mutaciones “sencillas"
Town M et al 1998; Shotelersuk V et al 1998; Forestier L et
al 1999; Thoene J, et al 1999; Anikster Y et al 2000; Kalatsis
& Antignac 2002
Patogénesis
En condiciones normales, la cistinosina transporta cistina para fuera de los lisosomas intracelulares, en dirección al citoplasma en una forma saturable y ligante - específico
Los heterocigotos para la cistinosis, que nunca se manifiestan síntomas clínicos, muestran la mitad de la capacidad normal de transporte de cistina, y mantienen los niveles de cistina celulares cerca del rango normal
En general, la gravedad de la enfermedad clínica se correlaciona directamente con la cantidad de almacenamiento de cistina e inversamente con la cantidad de capacidad de transporte residual.
No se sabe actualmente cómo la acumulación de cistina conduce a la patología de la cistinosis nefropática.
Scriver C et al 2001;Gahl WA et al 1982 ,1983, 1984, 1987;
Park M et al 2002
La acumulación de cistina
Cherqui S, 2012
Cristales de cistina en tejidos de los pacientes con nefropatía cistinótica.
A. Hígado; b Riñón; c Cornea; d Médula ósea
Nesterova & Gahl 2007
Estudios in vitro con túbulos aislados Animales de experimentación
Células tubulares proximales cargadas de cistina, desarrollan los defectos característicos de transporte de la síndrome de Fanconi, con marcada reducción en fosfato, ATP, y en el consumo de oxígeno con profunda hinchazón celular, con las mitocondrias hinchadas y irregulares
Estos hallazgos sugieren que el exceso de cistina en el citoplasma de las células tubulares renales proximales es citotóxico.
Scriver C et al 2001;Gahl WA et al 1982 ,1983, 1984, 1987;
Foreman JW et al 1987; Sakarcan A,et al 1994
Microdisección de nefronas Biopsias de riñón de pacientes en serie
En los lactantes con cistinosis, estructuras cristalinas lisosomales están presentes sólo en la área del tubulo proximal sometida a los cambios degenerativos que conducen a la deformidad "cuello de cisne"
Este hallazgo proporciona evidencia de al menos una relación temporal entre la acumulación de cistina lisosomal aparente y la citotoxicidad en estas células que requieren de alta energía.
Como la lesión renal progresiva se produce a pesar de la terapia de depleción de cistina, la lesión renal en la cistinosis nefropática no puede simplemente ser causada por esta acumulación.
Mahoney & Striker 2000
Nesterova & Gahl 2007
Mahoney & Striker 2000
(4) Peritubular capillary (top)
and the proximal tubule (bottom) of at 6
months of age. Vacuoles in epithelial cells
The brush border is irregular and
fragmented,
(5) Crystals probably located in
lysosomes
6) “Swan neck” region at 14months: only
cell nucleus and thin rim of cytoplasm
remain of the tubular epithelial cell
Mahoney & Striker 2000
Estudio comparativo entre biopsias renales de pacientes con
cistinosis ,pacientes normales y con otra causa de lesiones
renales
Disminución significativa en el número de
túbulos proximales en todos los riñones de
pacientes con cistinosis nefropática (1) en
asociación con aumento de la apoptosis,
especialmente en los túbulos renales
proximales. (1,2)
1.Sansanwal P, et al 2009
2.Park M et al 2002
Quantitative analysis of proximal tubules
density performed on kidney specimens from patients with cystinosis, native renal
injury and normal kidney controls.
(a–c) Hematoxylin–eosin staining
(d–f) Immunohistochemistry stain specific for
ATP synthase
Sansanwal P, et al 2009
Causas Possibles de Apoptosis en la
Cistinosis
Surendran K, et al 2013
• La falta de transportador funcional de cistina, lleva a la reciclaje
defectuoso de cistina , con disminución de los niveles de glutatión y
agotamiento del ATP, interrupción de protección contra el estrés
oxidativo mediada por la glutationa.
• El acumulo de cistina en los lisosomas lleva a su fragmentacion,
liberando cistina en el resto de la célula. La cisteína resultante
modifica proteínas, cambiando su función.
• Otra posibilidad es que la cistinosina tiene otra función no
caracterizada además del transporte de cistina, o que la
acumulación de cistina afecta a una vía todavía no identificada
Desdiferenciación y aberraciones del
compartimento endolisosomal caracterizan la
etapa temprana de la cistinosis nefropática
La invalidación de cistinosina en ratón induce una disfunción
progresiva del tubulo proximal con proteinuria de BPM,
glucosuria y fosfaturia, antes que el daño estructural y en
ausencia de insuficiencia renal.
Estos cambios están relacionados con las aberraciones en el
compartimiento endolisosomal, con disminución de la expresión
de los receptores megalin y cubilin, en paralelo con la
desdiferenciación y aumento de la proliferación de células
tubulares .
Los estudios con cultivos primarios de células tubulares
confirmaron tanto la endocitosis defectuosa y el deterioro de la
función lisosomal, con una pérdida de integridad de las “tight
junctions”y un programa de transcripción anormal que afecta
ZONAB.
Estos datos revelan que, al igual que otros tipos de trastornos
de almacenamiento lisosomal, la cistinosis se asocia con
aberraciones que afectan el compartimento endolisosomal
Raggi C et al, Human Molecular Genetics, 2014
Diagnóstico y tratamiento
Características clínicas
Al nacer: normal Infancia (6-12 meses) :SÍNDROME de FANCONI
RENAL Poliuria, polidipsia, deshidratación, vómitos,
acidosis metabólica, hipopotasemia, raquitismo hipofosfatémico, hipocalcemia, tetania, retraso en el crecimiento
La primera infancia Fotofobia
Pre-adolescencia La insuficiencia renal, hipotiroidismo, anemia
(cristales de médula ósea, ⇓ eritropoyetina), hipocoagulabilidad (disfunción plaquetaria), hipertermia (⇓ producción de sudor), sequedad ocular (⇓ producción de lágrimas)
Características clínicas
Segunda década de vida en adelante Miopatía progresiva con atrofia muscular, Anomalías de Alimentación debidas a reflujo, dismotilidad,
pseudoobstrucción o disfunción tragar Insuficiencia pulmonar causada por la debilidad general del
músculo torácico La afectación hepática, hipertensión portal, hiperesplenismo La diabetes mellitus y el deterioro de páncreas exocrino La hipertensión arterial, las calcificaciones vasculares La encefalopatía: deterioro mental, la función cerebelosa
deteriorada, y signos piramidales La hipertensión intracraneal idiopática, o pseudotumorcerebri El hipogonadismo primario (en los hombres) Complicaciones oftálmicas tardías: anterior y posterior
alteraciones de cámara
Diagnóstico
El diagnóstico precoz es de suma importancia: cuadro clínico + laboratorio (en particular alteraciones relacionadas con el síndrome de Fanconi renal)
Examen con biomicroscopia de ojos (positivo tras 16 meses de edad)
Presencia de cristales de cistina en el aspirado de médula ósea (excepcionalmente)
Nesterova & Gahl 2007
Diagnóstico
Medición de los niveles de cistina en preparación de leucocitos mixta Los sujetos normales <proteína celular 0,2 nmol medio-cistina
/ mg. Individuos heterocigotos: <proteína celular 1 nmol medio-
cistina / mg La cistinosis:> 1 nmol medio-cistina proteína celular / mg.
Ocular: 1-3 nmol medio-cistina / mg de proteína Intermedio: ligeramente superior ocular Cistinosis nefropática: / mg de proteína 23.5 nmol medio-
cistina Cistinosis clásica con la dosis adecuada de cisteamina: <1
nmol medio-cistina proteína celular / mg. Diagnóstico pre natal: medición de los niveles de cistina livre en
amniocitos cultivados o muestras de vellosidades coriónicas (8-10 semanas de gestación)
El diagnóstico neonatal: medición de cistina en la placenta o en leucocitos después del nacimiento
Nesterova & Gahl 2007
Manejo
El reemplazo de las pérdidas renales secundarias a síndrome de Fanconi
Líquidos y electrolitos
Citrato / bicarbonato
Ca, P, los suplementos de vitamina D
Tiroxina (hipotiroidismo)
rhGH (cuando Score Z altura <-2)
La terapia de reemplazo renal (diálisis / TX)
La cisteamina: 60-90 mg / kg / día cada 6 horas, por vía oral
Cisteamina EYEDROPS 0,55% 6-12 veces / día, para disolución de cristales en córnea
Cisteamina
Mecanismo de acción
La cisteamina (Beta-mercaptoetilamina), un aminotiol, atraviesa las membranas plasmáticas y lisosomales para participar en una reacción de intercambio de disulfuro de cistina en el interior del lisosoma.
Los dos productos formados, cisteína y cisteamina-disulfuro mixto, salem del lisosoma por un proceso que no requiere la proteína mutante cistinosina utilizando un transportador de lisina
Aprobación de la FDA en 1994 Después de una dosis oral, la mayor parte de la
absorción se produce en el intestino delgado, por lo que se ha desarrollado la formulación de un cisteamina "recubrimiento entérico” para utilización en dosis 2 veces al dia
Thoene JG 1983; Pisoni RL et al, 1985; Gahl WA et al 1985 and 1987;
Markello TC et al 1993; Kimonis VE et al 1995; Gahl WA 2003; Dohil R et al 2010
Ventajas de la cisteamina
Utilización temprana y adecuada (<1 año de edad)
Terapia de cisteamina temprana promueve el crecimiento de la capacidad renal, en lugar de pérdida de la función glomerular, en los 3 primeros años de vida
Mejora el crecimiento estatural
Minimiza y retrasa el hipotiroidismo, así como el daño a diferentes órganos
Disminuye el contenido muscular de cistina
Thoene JG 1983; Gahl WA et al 1987; Markello TC et al 1993
Kimonis VE et al 1995; Gahl WA 2003; Dohil R et al 2006
Desventajas de la Cisteamina
El gusto y el olfato no son agradables
10-15% de los pacientes no tolera un régimen de dosificación completo a causa de las náuseas, vómitos y malestar gastrointestinal, (inhibidores de la bomba de protones pueden ser útiles)
Las respuestas al tratamiento con cisteamina son variables, lo que refleja la heterogeneidad genética.
El síndrome de Fanconi de la cistinosis no parece responder a la terapia cisteamina a largo plazo.
Una respuesta óptima en lo que respecta a la función glomerular renal requiere tratamiento temprano
Kleta & Gahl 2002; Markello TC et al 1993
Kimonis VE et al 1995; Gahl WA 2003
Frecuencia de las complicaciones tardías de acuerdo
con la duración de la terapia oral de cisteamina
Gahl WA et al 2007
Frecuencia de las complicaciones tardías de acuerdo
con la duración de la terapia oral de cisteamina
Gahl WA et al 2007
Gahl & Nesterova 2008
Frecuencia de las
complicaciones
tardías de acuerdo
con la duración de
la terapia oral de
cisteamina
Beneficios renales y extrarrenales de cisteamina
en largo plazo -
La preservación de la función renal
Agotamiento de cistina en la tiroides, músculo
y el hígado
La mejoría clínica de la encefalopatía
cistinosis
⇓ incidencia de la retinopatía
⇓ calcificaciones vasculares
Mejora del crecimiento estatural
Mejora de la esperanza de vida
Gahl WA et al 1992 e 2007; Broyer M et al 1996; Tsilou ET et al 2006;
Sonies BC et al 2005; Ueda M, et al 2006; Brodin-Sartorius A et al 2012
Perspectivas de futuro
Formulación de liberación retardada de
cisteamina está aprobado por elFDA en la
actualidad
Es necesario tomar la nueva formulación dos
veces al día, por lo que los pacientes serán
capaces de dormir toda la noche, con
reducción de los efectos gastrointestinales
secundarios
Dohil R et al 2010 e 2013; Langman CB et al 2012
Langman CB et al 2012
Perspectivas de futuro
Disponibilidad mundial de los recursos de diagnóstico y tratamiento
Una comprensión más profunda de la patogénesis de la cistinosis nefropática puede proporcionar nuevas estrategias para prevenir o mejorar la lesión renal en la cistinosis nefropática.
La terapia celular para la cistinosis
Ratones (CTNS (- / -)) Trasplante de médula ósea conduce a una importante
reducción del contenido de cistina en todos los tejidos ensayados, con una atenuación significativa del desarrollo y la progresión de la lesión renal y la reducción en el número de ratones con cristales de cistina corneales.
Estos cambios se correlacionaron con el injerto de células de donantes de médula ósea que producen un transportador de cistina funcional en los tejidos analizados.
El trasplante de células madre hematopoiéticas de ratón tuve el mismo efecto terapéutico en este modelo, lo cual es importante como estas células pueden ser fácilmente aisladas de la sangre periférica en los seres humanos.
.
Syres et al.2009
La transferencia de genes puede ser preventiva, pero no
curativa para un trastorno del transporte lisosomal
Hippert C et al 2008, por primera vez, demostró transferencia de gen CTNS por vectores virales para las líneas celulares de fibroblastos CTNS Humano (- / -) y cultivos de hepatocitos, Ctns murino (- / -)
In vitro, se demostró una reducción de almacenamiento de cistina mediante transferencia génica. Eficiencia de la corrección fue dependiente de la edad , hepatocitos de ratones jóvenes (</ = 3 meses de edad) respondieron mejor que de mayores (> / = 5 meses de edad)
En vivo a corto plazo (1 semana) y largo plazo (4 semanas) la transducción de CTNS, reducio significativamente los niveles hepáticasde cistina en los ratones Ctns (- / -) jóvenes
La transferencia de genes es factible para la corrección de transporte lisosomal defectuoso, pero, en el caso de la cistinosis, podría ser preventivo, pero no curativa en algunos tejidos.
Cisteamina y Teratogenicidad
En ratas, la cisteamina oral en dosis altas,
afecta el desarrollo fetal (Beckman DA et al 1998)
La teratogenicidad de cisteamina
administrada por vía oral no se ha
determinado en los seres humanos.
Pacientes cistinóticas que planean concebir
deberían estar fuera de la terapia cisteamina
oral hasta después del embarazo (Nesterova y
Gahl 2007)
Thank you!
See you in 2016!!
Demographic data of Brazilian patients included in
the Brazilian Multicenter Cystinosis Study in 2008
Group 2: Cysteamine initiation < 2 yrs age
Vaisbich MH, Koch VH.
Nephron Clin Pract.
2010;114(1):c12-8
Number of patients on cysteamine included
in the Brazilian Multicenter Cystinosis
Study through the years
Renal function status
Brazilian Multicenter
Cystinosis Study
in 2008
Vaisbich MH, Koch VH.
Nephron Clin Pract. 2010;114(1):c12-8
Cure Cystinosis International
Registry (CCIR)
Comprehensive questionnaire filled out online by patients or
family members regarding clinical presentation, tolerance to
cysteamine and compliance.
Weekly statistical analyses are available for professionals.
To date, 230 patients have registered, 221 of them have been
treated with cysteamine
83.2 % started cysteamine before 5 years of age
29.9 % of the patients who started cysteamine early had at
least one kidney transplant, 78.2 % of those before the age of
16 years.
47.8 % of the patients who started cysteamine early
experienced muscle weakness and 23.9 % hypothyroidism
https://cystinosis.patientcrossroads.org/
