Введение
Синдром Вольфрама, также известный как DIDMOAD (несахарный диабет, сахарный диабет, атрофия зрительного нерва и глухота), – редкое аутосомно-рецессивное генетическое заболевание, вызывающее сахарный диабет, атрофию зрительного нерва и глухоту, а также различные другие возможные нарушения, включая нейродегенерацию. Впервые он был описан у четырех братьев и сестер в 1938 году доктором Доном Дж. Вольфрамом, врачом, и синдромом Вольфрама 2 (WFS2).
Wolfram syndrome, also called DIDMOAD (diabetes insipidus, diabetes mellitus, optic atrophy, and deafness), is a rare autosomal recessive genetic disorder that causes childhood onset diabetes mellitus, optic atrophy, and deafness as well as various other possible disorders including neurodegeneration. It was first described in four siblings in 1938 by Dr. Don J. Wolfram, M. D. and Wolfram syndrome 2 (WFS2).
WFS1
Ген WFS1 или вольфрамин содержит инструкции для производства белка вольфрамина. Ген WFS1 активен в клетках по всему организму, с выраженной активностью в сердце, мозге, легких, внутреннем ухе и поджелудочной железе. Поджелудочная железа вырабатывает ферменты, помогающие переваривать пищу, а также гормон инсулин. Инсулин регулирует поступление глюкозы (типа сахара) из крови в клетки для преобразования в энергию. Внутри клеток вольфрамин локализуется в структуре, называемой эндоплазматическим ретикулумом. Среди множества функций эндоплазматический ретикулум сворачивает и модифицирует вновь образованные белки, придавая им правильную трехмерную структуру для нормального функционирования. Эндоплазматический ретикулум также способствует транспортировке белков, жиров и других веществ к определенным участкам внутри клетки или на клеточную поверхность. Функция вольфрамина неизвестна. Однако, учитывая его расположение в эндоплазматическом ретикулуме, он, вероятно, играет роль в сворачивании белков или клеточном транспорте. В поджелудочной железе вольфрамин может способствовать правильному сворачиванию белкового предшественника инсулина (проинсулина) в зрелый гормон, регулирующий уровень глюкозы в крови. Результаты исследований также указывают на то, что вольфрамин может поддерживать надлежащий клеточный уровень заряженных ионов кальция, контролируя количество, хранящееся в эндоплазматическом ретикулуме. Во внутреннем ухе вольфрамин может помогать поддерживать необходимый уровень ионов кальция или других заряженных частиц, важных для слуха. У людей с формой несиндромной глухоты (потеря слуха без сопутствующих признаков и симптомов, поражающих другие части тела), известной как DFNA6, выявлено более 30 мутаций гена WFS1. Люди с глухотой DFNA6 не способны слышать низкие частоты (низкие тона), такие как звук тубы или звук "м" в слове "луна". Потеря слуха при DFNA6 отличается от большинства форм несиндромной глухоты, которые затрагивают высокие частоты (высокие тона), например, щебетание птиц, или весь диапазон частот. В большинстве случаев мутации WFS1 приводят к замене одной из аминокислот, составляющих белок вольфрамин, на неправильную аминокислоту. Одна из мутаций приводит к удалению аминокислоты из вольфрамина. Мутации WFS1, вероятно, изменяют трехмерную структуру вольфрамина, что может повлиять на его функцию. Однако, поскольку функция вольфрамина неизвестна, неясно, каким образом мутации WFS1 вызывают потерю слуха. Некоторые исследователи предполагают, что изменение вольфрамина нарушает баланс заряженных частиц во внутреннем ухе, что препятствует процессу слуха.
Другие заболевания - вызванные мутациями в гене WFS1
Мутации в гене WFS1 вызывают синдром Вольфрама, также известный под аббревиатурой DIDMOAD. Этот синдром характеризуется сахарным диабетом (СД), возникающим в детском возрасте, который является следствием нарушения контроля уровня глюкозы из-за недостатка инсулина; прогрессирующей потерей зрения, вызванной атрофией зрительного нерва (ОА), при которой происходит дегенерация нерва, соединяющего глаз с головным мозгом; и глухотой (D). В некоторых случаях этот синдром может сопровождаться несахарным диабетом (НСД), состоянием, при котором почки не способны удерживать воду. Также могут возникать другие осложнения, поражающие мочевой пузырь и нервную систему. Исследователи идентифицировали более 100 мутаций гена WFS1, вызывающих синдром Вольфрама. Некоторые мутации приводят к удалению или вставке участков ДНК в гене WFS1. В результате в клетках содержится мало или вообще отсутствует белок вольфрамин. Другие мутации заменяют одну из аминокислот, составляющих вольфрамин, на неправильную аминокислоту. Эти мутации, по-видимому, значительно снижают активность вольфрамина. Исследователи предполагают, что потеря вольфрамина нарушает продукцию инсулина, что приводит к нарушению контроля уровня глюкозы и развитию сахарного диабета. Механизм, посредством которого мутации WFS1 приводят к другим проявлениям синдрома Вольфрама, остается неясным.
WFS2
Мутация гена CISD2 может приводить к синдрому Вольфа-Фридмана-Стейнберга 2 типа (WFS2).
Диагноз
Анамнез пациента может способствовать диагностике, указывая на такие симптомы, как сахарный диабет и последующая потеря зрения. Анализы крови помогают в диагностике, определяя, какие системы организма поражены. МРТ-сканирование также может помочь в диагностике и определении степени повреждения мозга и систем организма.
Лечение
Не существует известного прямого лечения. Современные методы лечения направлены на купирование осложнений синдрома Вольфрама, таких как сахарный диабет и несахарный диабет. Однако многие симптомы можно контролировать для улучшения качества жизни. Это включает в себя: инсулин для лечения диабета в сочетании с другими лекарственными препаратами. Десмопрессин для лечения несахарного диабета, антибиотики при инфекциях мочевыводящих путей, слуховые аппараты или кохлеарные имплантаты при потере слуха и вспомогательные средства для компенсации потери зрения, такие как лупы. Новые направления в лечении включают исследования, оценивающие стабилизаторы кальция в эндоплазматическом ретикулуме и перепрофилированные препараты/малые молекулы для снижения стресса в эндоплазматическом ретикулуме и уменьшения апоптоза, тем самым замедляя прогрессирование синдрома Вольфрама. Трехуровневый подход к лечению синдрома Вольфрама включает в себя остановку прогрессирования заболевания, защиту и восстановление сохранившейся ткани, а также замену и восстановление патогенных генов.
Прогноз
Первым симптомом обычно является сахарный диабет, который чаще всего диагностируется в возрасте около 6 лет. Следующим симптомом, который часто проявляется, является атрофия зрительного нерва, истощение зрительных нервов, примерно в возрасте 11 лет. Первыми признаками этого являются потеря цветового восприятия и периферического зрения. Со временем состояние ухудшается, и люди с атрофией зрительного нерва обычно слепнут в течение 8 лет после появления первых симптомов. Продолжительность жизни людей, страдающих этим синдромом, составляет около 30 лет. Стресс эндоплазматического ретикулума, вызванный экспрессией мутантного белка вольфрамина, в конечном итоге может привести к гибели клеток или апоптозу. В настоящее время проводятся исследования для оценки нескольких потенциальных лекарственных препаратов и малых молекул с целью снижения стресса эндоплазматического ретикулума при синдроме Вольфрама и замедления прогрессирования заболевания. В настоящее время изучается вальпроат натрия, чтобы определить, способен ли он замедлить прогрессирование синдрома Вольфрама.