19. jún 2020 – svetový deň kosáčikovitej anémie

Prečítajte si viac o geneticky podmienenom ochorení, ktoré postihuje červené krvinky. Z našej DNA analýzy môžete zistiť, či ste prenášačom tohto ochorenia.

Stručná história ochorenia a jeho vznik na molekulárnej úrovni

Kosáčikovitá anémia je najznámejšie ochorenie postihujúce červené krvinky (tzv. erytrocyty). Na molekulárnej úrovni bola skúmaná ako vôbec prvé ľudské monogénne ochorenie¹. Prvýkrát bola opísaná v roku 1910 lekárom Jamesom B. Herrickom, ktorý u svojich pacientov s určitými príznakmi objavil prítomnosť erytrocytov s abnormálnymi črtami. Neskôr, v roku 1949, si americký fyzik a biochemik Linus Carl Pauling so svojimi kolegami všimol, že pri tomto ochorení dochádza v našom tele k tvorbe abnormálneho hemoglobínu, ktorý nazvali ako kosáčikovitý hemoglobín (HbS). Profesor Vernon Ingram poukázal na genetickú podstatu tejto abnormality – všimol si, že v poradí aminokyselín² v tomto proteíne dochádza v 6. pozícii k výmene kyseliny glutámovej za aminokyselinu valín. Táto zmena je výsledkom mutácie na 11. chromozóme³ v pozícii 11p15.4. Konkrétne sa jedná o substitúciu⁴ adenozínu za tymín v géne⁵ HBB, ktorý kóduje β-reťazec hemoglobínu.

Hemoglobín – významný posol našich buniek

Hemoglobín, červené krvné farbivo, tvorí najdôležitejšiu súčasť našich červených krviniek – prenáša kyslík do buniek v rámci celého organizmu. Zdravé červené krvinky majú tvar diskov, ktorý im zabezpečuje flexibilitu pri transporte aj tými najmenšími krvnými cievami. Tento tzv. bikonkávny tvar zväčšuje plochu povrchu erytrocytov, čím uľahčuje difúziu kyslíka a oxidu uhličitého cez ich plazmatickú membránu.

Po deoxygenácii⁶ je hemoglobín S (HbS) 50-krát menej rozpustný ako hemoglobín A (HbA, u zdravých jedincov) a preto sa molekuly HbS radia do dlhých polymérov⁷ , ktoré zapríčiňujú kosáčikovitý tvar červených krviniek. Táto abnormalita spôsobuje, že sú „lepkavé“ a rigidné, čo v konečnom dôsledku vedie k vazooklúzii kapilár⁸. Blokácia krvného prietoku môže viesť k vážnym následkom, napr. k poškodeniu pľúcneho tkaniva alebo k vzniku mozgovej príhody. Okrem toho môže dochádzať k poškodeniu ďalších nenahraditeľných orgánov v našom tele – sleziny, obličiek a pečene. Poškodenie sleziny u menších detí spôsobuje, že sa stávajú náchylnejšími na bakteriálne infekcie.

Životnosť zdravých červených krviniek je 90 až 120 dní, potom dochádza k ich rozpadu a nahradeniu novými erytrocytmi. Pri erytrocytoch kosáčikovitého tvaru bunky „prežívajú“ iba 10 až 20 dní. Ak nedôjde k rýchlemu nahradeniu buniek môže mať tento stav vážne dôsledky na naše telo a dochádza k tzv. stavu anémie. Anémia je stav organizmu, kedy naše telo nemá dostatok erytrocytov a teda aj hemoglobínu. Keďže hemoglobín je prenášačom molekuly kyslíku, dochádza k tomu, že kyslík nie je dopravovaný do ostatných orgánov v tele čo môže viesť k ich poškodeniu. Opakovaná blokácia prietoku krvi v cievach spôsobuje, že sa bunky stávajú fragilnými a dochádza k ich hemolýze, čoho výsledkom je chronická anémia.

Výskyt kosáčikovitej anémie

Kosáčikovitá anémia patrí celosvetovo medzi najčastejšie štrukturálne hemoglobinopatie. Hemoglobinopatie sú dedičné ochorenia spôsobené poruchou tvorby hemoglobínu. Sú najčastejším monogénne podmieneným ochorením s vysokou prevalenciou najmä v oblastiach Stredozemného mora, Stredného východu, západnej Afriky a Ázie. Podľa štatistík pribúda každý rok 2 – 7,5 % novo-diagnostikovaných prípadov s týmto ochorením, v závislosti od geografickej polohy.

Genetická podstata ochorenia

Kosáčikovitá anémia je autozomálne recesívne⁹ ochorenie, čo znamená, že sa prejaví len v tom prípade ak jedinec zdedí jednu kópiu mutovaného génu¹⁰ HBB od matky a druhú kópiu mutovaného génu HBB od otca. Pravdepodobnosť takéhoto scenára je 25 %, a to len v prípade ak sú obaja rodičia prenášačmi mutácie spôsobujúcej kosáčikovitú anémiu (4. potomok na obr. 1). Pravdepodobnosť, že sa rodičom narodí dieťa, ktoré bude tiež prenášačom ochorenia je 50 % (2. a 3. potomok na obr. 1). Šanca, že ich dieťa nezdedí ani jednu kópiu mutovaného génu a bude teda zdravé je 25% (1. potomok na obr. 1).

Paradoxné je, že v oblastiach s vysokým výskytom malárie môže byť prospešné byť prenášačom. Zistilo sa totiž, že jedinci, ktorí sú nositeľmi jednej kópie mutovaného génu HBB, majú určitú ochrannú výhodu proti malárii. V dôsledku tohto je frekvencia prenášačov kosáčikovitej anémie vysoká najmä v oblastiach postihnutých maláriou. 

Až donedávna sa toto ochorenie považovalo za tzv. detské ochorenie, pretože sa detskí pacienti s kosáčikovitou anémiou nedožívali dospelosti. Avšak dnes, v ére pokročilej lekárskej starostlivosti sa každý druhý pacient dožíva okolo 50. roku života.

Liečba tohto ochorenia zahŕňa krvné transfúzie, spôsobuje veľké bolesti a komplikácie, ba dokonca sa vyžaduje transplantácia kostnej drene. Transplantácia kostnej drene je naozaj „zážitkom“, ktorý si nepraje nikto z nás zažiť. Je to celé na vás – len vy viete urobiť krok k odhaleniu tajomstva svojej DNA. Pretože všetko je v nás zakódované. Stačí len hlbšie nazrieť do nášho vnútra.

V našom teste sa zameriavame aj na detekciu kosáčikovitej anémie – zistite, či ste prenášačom tohto ochorenia.

Vysvetlivky

1. Monogénne dedičné ochorenie – vzniká ako následok mutácie v jednom géne.
2. Aminokyseliny – sú základné stavebné „kamene“ bielkovín. Sú to organické zlúčeniny.
3. Chromozómy – sú tmavo zafarbené nukleoproteínové častice, ktoré dokážeme pozorovať počas delenia sa buniek. Každý chromozóm obsahuje lineárne usporiadanú skupinu génov.
4. Substitúcia – zámena jednej bázy v molekule DNA za inú (v našom prípade adenozínu za tymín).
5. Gén – jednotka dedičnosti (DNA), ktorá je lokalizovaná na určitom mieste na chromozóme. Je to časť DNA, ktorá kóduje jeden polypeptid.
6. Deoxygenácia – dej označujúci nedostatok molekuly kyslíka.
7. Polyméry – zlúčenina skladajúca sa z mnohých malých podjednotiek
8. Vazooklúzia kapilár – upchatie prietoku krvi v cievach.
9. Autozomálne ochorenie – je ochorenie, ktoré postihuje nepohlavné chromozómy. Ľudský organizmus obsahuje 22 párov autozomálnych chromozómov a 1 pár gonozomálnych (pohlavných) chromozómov. Pohlavné chromozómy sú X a Y (XX = žena, XY = muž).
10. Mutácia – trvalá dedičná zmena v sekvencii DNA určitého organizmu. Termín sa používa ako pre označenie bodových mutácií zahrňujúcich zmenu jednotlivých génov, tak aj pre označenie zmien na úrovni chromozómov

Zdroje

1. Zuniga C., P., Martinez G., C, Gondalez R., L.M., Rendon C., D., Rojas R., N., Barriga C., F., Wietstruck P., M.A. (2018). Sickle Cell Disease: A Diagnosis to Keep in Mind. Rev Chil Pediatr. 89(4): 525-529.
2. Benenson, I., Porter, S. (2018). Sickle Cell Disease: Bone, Joint, Muscle, and Motor Complications. Orthop. Nurs. 37(4): 221-227.
3. Swensen, J.J., Agarwal, A.M., Esquilin, J.M., Swierczek, S., Perumbeti, A., Hussey, D., Lee, M., Joiner, C.H., Pont-Kingdon, G., Lyon, E., Prchal, J.T. (2010) Sickle cell disease resulting from uniparental disomy in a child who inherited sickle cell trait. Blood .116(15): 2822–2825.
4. Luzzatto, L. (2012). Sickle cell anaemia and malaria. Mediterranean journal of hematology and infectious diseases, 4(1).
5. https://www.genome.gov/Genetic-Disorders/Sickle-Cell-Disease
6. https://rarediseases.info.nih.gov/diseases/8614/disease
7. https://www.healthline.com/health/sickle-cell-anemia#types
8. https://www.healthline.com/health/anemia
9. https://www.alphamedical.sk/casopis-invitro/hemolyticke-anemie