Введение
Лизосомные болезни накопления (ЛБН; /l/aɪ/s/ə/'s/oʊ/m/əl/) – это группа из более чем 70 редких наследственных метаболических заболеваний, возникающих вследствие дефектов функции лизосом. Лизосомы – это органеллы в клетках, содержащие ферменты, которые расщепляют крупные молекулы и передают фрагменты в другие части клетки для переработки. Этот процесс требует нескольких критически важных ферментов. Если один из этих ферментов дефектен из-за мутации, крупные молекулы накапливаются внутри клетки, что в конечном итоге приводит к её гибели. Болезни накопления в лизосомах вызываются лизосомной дисфункцией, обычно как следствие дефицита одного фермента, необходимого для метаболизма липидов, гликопротеинов (белков, содержащих сахар) или так называемых мукополисахаридов. Отдельные лизосомные болезни встречаются с частотой менее 1 на 100 000 человек, однако в совокупности заболеваемость составляет примерно 1 на 5000 – 1 на 10 000. Большинство этих заболеваний наследуются по аутосомно-рецессивному типу, например, болезнь Нимана-Пика типа C, но некоторые – по Х-сцепленному рецессивному типу, например, болезнь Фабри и синдром Хантера (MPS II). Лизосомы часто называют «центром переработки» клетки, поскольку они перерабатывают нежелательные вещества в соединения, которые клетка может использовать. Лизосомы расщепляют эти нежелательные вещества с помощью ферментов – высокоспециализированных белков, необходимых для выживания. Лизосомные нарушения обычно возникают, когда определенный фермент присутствует в недостаточном количестве или полностью отсутствует. В этом случае вещества накапливаются в клетке. Иными словами, когда лизосома не функционирует нормально, избыточные продукты, предназначенные для расщепления и переработки, накапливаются в клетке. Как и другие генетические заболевания, лизосомные болезни наследуются от родителей. Хотя каждое заболевание является результатом различных мутаций генов, приводящих к дефициту ферментной активности, все они имеют общую биохимическую характеристику – во всех лизосомных болезнях лежит ненормальное накопление веществ внутри лизосомы. Лизосомные болезни накопления в основном поражают детей, и они часто умирают в молодом возрасте, многие – в течение нескольких месяцев или лет после рождения.
По типу дефектного белка
В качестве альтернативы классификации по белковым мишеням, лизосомные болезни накопления могут быть классифицированы по типу дефицитного белка, вызывающего накопление веществ. Тип дефектного белка Примеры заболеваний Дефицитный белок Лизосомные ферменты (преимущественно) Болезнь Тей-Сакса, болезнь I клетки, сфинголипидозы (например, болезнь Краббе, ганглиозидозы: болезнь Гоше, болезнь Ниманна-Пика и гликолипидозы: метахроматическая лейкодистрофия), дефицит лизосомной кислой липазы Различные Посттрансляционные модификации ферментов Множественный дефицит сульфатаз Множественные сульфатазы Транспортные белки мембран Муколипидоз II и IIIA N-ацетилглюкозамин-1-фосфаттрансфераза Белки, защищающие ферменты Галактозиалидоз Катепсин A Растворимые неферментные белки Дефицит GM2 AP, вариант AB, болезнь Ниманна-Пика, тип C2 GM2 AP, NPC2 Трансмембранные белки Дефицит SAP Сфинголипид-активирующие белки Болезнь Ниманна-Пика, тип C1 NPC1 Болезнь Салла Сиалин Если не указано иное в примечаниях, ссылка относится к:
Признаки и симптомы
Симптомы лизосомных болезней накопления варьируются в зависимости от конкретного заболевания и других факторов, таких как возраст начала проявлений, и могут быть от легких до тяжелых. Они могут включать задержку развития, двигательные расстройства, судороги, деменцию, потерю слуха и/или зрения. У некоторых людей с лизосомными болезнями накопления наблюдается увеличение печени или селезенки, проблемы с легкими и сердцем, а также аномальное развитие костей.
Диагноз
Большинство пациентов первоначально обследуются с помощью ферментного анализа, который является наиболее эффективным методом для установления точного диагноза. Энзимозаместительная терапия (ЭЗТ) может уменьшить симптомы и предотвратить необратимое повреждение организма. Кроме того, трансплантация клеток пуповинной крови проводится в специализированных центрах для лечения некоторых из этих заболеваний. Также в настоящее время оценивается эффективность терапии снижения субстрата – метода, направленного на уменьшение накопления веществ, вызывающих заболевание, – для ряда этих патологий. Помимо этого, изучается терапия шаперонами – техника, используемая для стабилизации дефектных ферментов, производимых пациентами, – при некоторых из этих расстройств. Экспериментальная методика генной терапии может предложить возможность излечения в будущем. Недавно было показано, что амброксол повышает активность лизосомного фермента глюкоцереброзидазы, что делает его потенциально полезным терапевтическим средством при болезни Гоше и болезни Паркинсона. Амброксол стимулирует секрецию лизосом из клеток, индуцируя pH-зависимый выброс кальция из кислых кальциевых депо. Таким образом, облегчение клетки от накопления продуктов деградации является предполагаемым механизмом действия этого препарата.
История
Болезнь Тай–Сакса была первым из этих заболеваний, описанным в 1881 году, за ней последовала болезнь Гоше в 1882 году. В конце 1950-х и начале 1960-х годов де Дюве и его коллеги, используя методы фракционирования клеток, цитологические исследования и биохимический анализ, идентифицировали и охарактеризовали лизосому как клеточную органеллу, ответственную за внутриклеточное переваривание и рециркуляцию макромолекул. Этот научный прорыв позволил понять физиологическую основу лизосомных болезней накопления. Болезнь Помпе была первым заболеванием, идентифицированным как лизосомная болезнь накопления в 1963 году, при этом Л. Херс указал на причину – дефицит α-глюкозидазы. Херс также предположил, что другие заболевания, такие как мукополисахаридозы, могут быть вызваны дефицитом ферментов.