Academic literature on the topic 'Enfermedad de Gaucher'

INTRODUCCIÓN: La enfermedad de Gaucher es la esfingolipidosis más común causada por mutaciones del gen GBA1, ubicado en el cromosoma 1 (1q21), que codifica la enzima glucocerebrosidasa. La presentación clínica de la enfermedad de Gaucher tipo 1 (EG1) es variable, aunque la característica más importante es la ausencia de deterioro neurológico.OBJETIVO: Describir las características demográficas y las manifestaciones neurológicas de pacientes con enfermedad de Gaucher tipo 1.MATERIALES Y MÉTODOS: Estudio observacional, retrospectivo, transversal y descriptivo. Se incluyeron los expedientes de pacientes con diagnóstico genético, enzimático, o ambos, de enfermedad de Gaucher tipo 1, atendidos en el Instituto Nacional de Pediatría, entre enero de 2013 y diciembre de 2018.RESULTADOS: Se identificaron 7 pacientes de género masculino con enfermedad de Gaucher tipo 1. Durante el examen físico no se identificó deterioro neurológico progresivo, sino características aisladas no concluyentes.CONCLUSIONES: Las manifestaciones neurológicas de la enfermedad de Gaucher tipo 1 son inespecíficas. Es importante realizar evaluaciones neurofisiológicas anuales completas y evaluaciones neurocognitivas para conocer mejor el perfil neurológicode la enfermedad.

Antecedentes: La enfermedad de Gaucher es causada por la acumulación del glicolípido glucosilceramidasa en el sistema macrofagocítico debido a la deficiencia de la enzima glucocerebrosidasa. Se han descrito tres formas clínicas de la enfermedad. La prevalencia mundial es de 1 caso en 40,000- 100,000 nacimientos, aunque en poblaciones de ascendencia judío askenazi puede ser tan alta como 1 en 850 individuos. El diagnóstico definitivo se obtiene a través de observación directa de células Gaucher en médula ósea y la confirmación diagnóstica de las mutaciones en el cromosoma 1q21.31. Descripción del Caso: Femenina de 30 años con historia de 4 meses de hepatoesplenomegalia, leucopenia, neutropenia y trombocitopenia. Células de Gaucher se observaron en biopsia de médula ósea. Se confirmaron las variantes heterocigotas en los Exones 4 y 10 del Cromosoma 1q2. La paciente fue tratada con 5 mg de ácido fólico y multivitaminas. Es candidata para Terapia de Reemplazo de la Enzima con imiglucerasa, sin embargo, éste no está disponible en Honduras por su alto costo. Paciente continúa en seguimiento 5 años después del diagnóstico. Conclusión: La incidencia en Honduras es desconocida. Otros casos podrían permanecer sin ser diagnosticados debido a la complejidad del diagnóstico en el primer nivel de atención. Las enfermedades metabólicas son un reto para el sistema de salud debido al acceso limitado a la atención médica de calidad y a la escasez de médicos especialistas capacitados. Una de las fortalezas de este caso es el estudio laboratorial completo que incluye confirmación genética de la enfermedad.

La enfermedad de Gaucher es un trastorno del almacenamiento lisosomal o enfermedad de depósito, para la cual sólo había terapia paliativa hasta 1991. El desarrollo de medicamentos "huérfanos", gracias a la subvención estatal en países desarrollados, permitió la producción de una enzima de reemplazo (imiglucerasa) que ha transformado por completo el panorama de la calidad de vida de los pacientes en edad pediátrica y, en forma sensible, el de los adultos. Se describe el primer caso tratado en Colombia y su seguimiento a lo largo de cinco años. Los efectos adversos del tratamiento son escasos y leves, pero el inmenso costo constituye una limitación en especial en nuestros países. El profundo conocimiento de la genética y la bioquímica de la enfermedad condujo al desarrollo de una terapia eficaz y otras afecciones deberán seguir el mismo rumbo.

Article
La enfermedad de Gaucher (EG), debe su nombre por haber sido descrita por Phillipe Gaucher en 1882. Es la enfermedad más frecuente del grupo de las enfermedades de depósito lisosomal comprendidas dentro de los errores innatos del metabolismo (1). La enfermedad de Gaucher se debe a mutaciones en el gen responsable de la síntesis de la enzima lisosomal b-glucocerebrosidasa ácida, también llamada ß-Glucosidasa ácida, (o ß-GA), cuyos locus se ubica en 1q21, es decir en la banda uno de la región 2 del brazo largo del cromosoma 1. El patrón de herencia es autosómico recesivo, es decir que la mutación en éste gen debe darse en estado de homocigocia (2).

IPSC are potent tools in the creation of disease models for both basic studies on the disease and testing of potential therapeutical drugs. In this context, it has been developed the derivation of iPSC from patient fibroblasts suffering from Gaucher Disease (GD) or Tay Sachs disease (TS). GD is a recessive autosomic disease which is characterized by the deficiency of the enzyme called glucocerebrosidase (GBA), which leads to the accumulation of its substrate glucosylceramide in macrophages and neurons. This disease has 3 forms of clinical presentation: type I, which is systemic; type II, the most severe with a neuronopathic acute presentation; type III, which is a combination of the former two, but without the severity of the type II. Tay Sachs is an autosomic recessive disease which is characterized by the Hexosaminidase A (HexA) deficiency, which leads to GM2 accumulation on the lysosomes of neurons. Patients present neurodegeneration and severe impairment of the brain which ultimately leads to their death. In this project iPSC derived from GD and TS patient fibroblasts. Pluripotent state of the derived iPSC has been characterized. Later, iPSC have been differentiated to neurons in order to confirm the disease phenotype on the in vitro differentiated tissue. In GD the phenotype was corroborated by enzymatic assays and GBA detection by Western blot. A lower GBA activity on GD neurons compared to WT was found, consistent with the minor GBA levels in GD neurons detected in the western blot. In TS, derived neurons were analyzed by immunofluorescence for Lamp2 (lysosome marker), observing an increase in size and number on the TS neurons in contrast to WT. Also, TS neurons were analyzed by transmission electron microscopy, presenting membranous lamellar bodies in the cytosol of TS. Both iPSC diseases have been used as a platform for testing therapeutical drugs efficiency on the iPSC derived neurons.
Las iPS (células pluripotentes inducidas) se han revelado como potentes herramientas en la creación de modelos de enfermedades humanas para su estudio y el testeo de potenciales drogas. En este marco hemos desarrollado un proyecto para derivar iPS de fibroblastos de pacientes de Gaucher y Tay Sachs, ambas enfermedades monogénicas recesivas. La enfermedad de Gaucher se caracteriza por la deficiencia de la glucocerebrosidasa (GBA), lo que conlleva la acumulación de su substrato, la glucosilceramida, en macrófagos y neuronas. Esta enfermedad tiene tres presentaciones I, que es sistémica; II, que es una forma neuronopática aguda, tiene efectos fatales ya que los pacientes rara vez sobreviven a los dos años de edad; y III, que es una mezcla de las dos anteriores, siendo neuronopática crónica, sin llegar a la severidad del tipo II. Tay Sachs es una enfermedad que se caracteriza por la deficiencia de la Hexosaminidasa A (HexA) lo que conlleva el almacenamiento en el lisosoma del gangliósido GM2. Los pacientes de esta enfermedad presentan daños neurológicos, provocando la muerte en la mayoría de los casos. En este proyecto se han desarrollado las iPS derivadas de fibroblastos de un paciente de Gaucher tipo II, y de otro de Tay Sachs. Las iPS resultantes de ambas enfermedades han sido caracterizadas para constatar su estado pluripotente y diferenciadas a neuronas para comprobar que presentan el fenotipo característico de las enfermedades. En el caso de Gaucher, mediante ensayos enzimáticos y detección de la GBA1 por western blot, detectando una menor actividad en las neuronas gaucher que en las WT, lo que es consecuente con la menor cantidad de GBA1 detectada. En el caso de Tay Sachs, las neuronas se han analizado mediante inmunohistoquímica, marcando Lamp2, típico de lisosomas y se ha observado un aumento de tamaño y cantidad respecto de las células WT diferenciadas en paralelo. También han sido analizadas por microscopía electrónica, presentando una acumulación de cuerpos laminares en los lisosomas y aumento de número y tamaño de éstos. Ambas enfermedades han sido utilizadas como modelos para probar compuestos en las neuronas derivadas de las iPS derivadas de fibroblastos del paciente y comprobar su eficacia.

La malaltia de Gaucher (GD) forma part d'un conjunt de malalties que es coneixen amb el nom de "malalties d'acumulació lisosómica". La GD n'és la més prevalent i en la majoria de casos és causada per mutacions en el gen GBA1, que codifica l'enzim glucocerebrosidasa (GBA1) la qual hidrolitza, principalment, l'esfingolipid glucosilceramida (GlcCer) en glucosa i ceramida. En la GD aquest enzim presenta una activitat deficient i la GlcCer s'acumula en els lisosomes dels macròfags que formen les anomenades "cèl. lules Gaucher". La GD és autosòmica recessiva i compren 3 subtipus clínics, en funció de la presència i el grau de les manifestacions neurològiques: la de tipus 1 (GD1; no neuronopàtica), la de tipus 2 (GD2; neuronopàtica aguda), i la de tipus 3 (GD3; neuronopàtica subaguda). La GD1 es caracteritza per presentar problemes viscerals, hematològics i ossis. La patofisiologia de les manifestacions òssies d'aquesta és poc coneguda però tot apunta a que les cèl. lules de Gaucher, el sistema immunològic i les cèl• lules òssies hi juguen un paper important. De totes les aproximacions terapèutiques pel tractament de la malaltia, cal destacar que la teràpia de substitució enzimàtica (ERT) és la més utilitzada, però en els últims 10 anys la teràpia amb xaperones farmacològiques ha esdevingut una opció atractiva per millorar el plegament i transport d'aquells enzims mutats que ho requereixin. El treball que es presenta en aquesta tesi doctoral ha permès identificar algunes xaperones que presenten una bona capacitat d'augmentar l'activitat enzimàtica d'algunes glucocerebrosidases mutades. A més, s'ha elaborat un model mesenquimal i osteoblàstic de la GD1 en el que s'està avaluant la implicació de la deficient activitat GBA1 en la diferenciació osteoblàstica i, indirectament, en l'activació de la formació dels osteoclasts.
Gaucher disease (GD) is the most prevalent lysosomal storage disorder and in most cases is caused by mutations in the GBA1 gene, which encodes the enzyme glucocerebrosidase (GBA1). This protein mainly hydrolyzes the sphingolipid glucosylceramide (GlcCer) into glucose and ceramide. Gaucher patients have a deficient GBA1 enzyme activity which causes that GlcCer accumulates in lysosomes of macrophages forming the so-called "Gaucher cells". GD is an autosomal recessive disorder and can be classified in three clinical subtypes, depending on the presence and degree of neurological manifestations: type 1 (GD1, no neuronopathic), type 2 (GD2; acute neuronopathic) and type 3 (GD3; subacute neuronopathic). The GD1 is characterized by visceral, haematological and bone manifestations. The pathological mechanisms of bone alterations in GD are still poorly understood. But it seems that Gaucher cells, immunitary system and bone cells play an important role. Of the current therapeutic approaches for treatment of the disease, enzyme replacement therapy (ERT) is the most commonly used. However, in the last 10 years pharmacological chaperones therapy has become an attractive option to improve the folding and transport of some mutated enzymes. The aim of this work has been the identification and characterization of compounds with positive effect on the activity of some mutant glucocerebrosidases to act as chaperones. Also, a model of mesenchymal and osteoblastic GD1 has been generated. In this model is being assessed the involvement of deficient GBA1 activity in the osteoblast differentiation process and, indirectly, in the capacity of osteoclasts formation.
La enfermedad de Gaucher (GD) forma parte de un conjunto de enfermedades que reciben el nombre de "enfermedades de acumulo lisosómico". La GD es la más prevalente y en la mayoría de los casos es debida a mutaciones en el gen GBA1 que codifica la enzima glucocerebrosidasa (GBA1) la cual hidroliza, principalmente el esfingolípido glucosilceramida (GlcCer) en glucosa y ceramida. En la GD ésta enzima presenta una actividad deficiente y la GlcCer se acumula en los lisosomas de los macrófagos formando las células Gaucher. La GD es una patología autosómica recesiva e incluye 3 subtipos clínicos, en función de la presencia y el grado de las manifestaciones neurológicas: tipo 1 (GD1; no neurológica), tipo 2 (GD2; neurológica aguda), y tipo 3 (GD3; neurológica subaguda). La GD1 se caracteriza por presentar problemas viscerales, hematológicos y óseos. La patofisiología de las manifestaciones óseas de la GD1 es poco conocida pero parece ser que las células Gaucher, el sistema inmunológico y las células óseas juegan un papel importante. De todas las aproximaciones terapéuticas para el tratamiento de la GD, la terapia de substitución enzimática (ERT) es la más habitual, pero en los últimos 10 años la terapia con chaperones farmacológicas ha resultado ser una buena opción para mejorar el plegamiento y el transporte de aquellos enzimas mutados que lo requieren. El trabajo que se presenta en ésta tesis doctoral ha permitido identificar algunos productos que presentan una buena capacidad de aumentar la actividad de algunas glucerebrosidasas mutadas y actuar por lo tanto como chaperonas farmacológicas. Además, se ha elaborado un modelo mesenquimal y osteoblástico de la GD1 en el que se está evaluando la implicación de la deficiente actividad de la enzima GBA1 en la diferenciación osteoblástica y, indirectamente, en la activación de la formación de los osteoclastos.

Gaucher disease (GD) is one of the most prevalent lysosomal storage diseases.A mutation on gene gba1 generates a misfolded enzyme acid β-glucosidase. Due to this, this enzyme is not properly transported from the endoplasmic reticulum (ER) to the lysosome, with the consequent reduction of its lysosomal activity. This leads to the accumulation of the substrate glucosylceramide (GluCer) in the lysosomes of macrophages that originate the clinical symptoms. Besides the expensive Enzymatic Replacement Therapy (ERT), different approaches could be useful to minimize this accumulation of GluCer. One option could be the inhibition of Glucosylceramide Synthase (CGS) in order to reduce the formation of GluCer. Another approach is the use of Pharmacologic Chaperones (PC) that bind to the misfolded GCase in the ER, assisting the correct protein folding and allowing its transport to the lysosome, where the enzymatic degradation of GluCer takes place. In order to facilitate the correct folding of GCase without blocking its hydrolase activity, an ideal PC should show high affinity for GCase in the ER environment (neutral pH) and lower affinity in the lysosome (pH 5.2). For this purpose, we have designed and synthesized two small libraries of compounds in order to study the influence on their affinity to bind GCase of the pKas of the substituents in the side chain of several DNJ derivatives, as well as the pKas of the nitrogen in the sugar mimetic cores, was modulated by introduction of different β- substituents. The synthesized compounds were evaluated as imiglucerase (recombinant Gcase) inhibitors at pH 5.2 and pH 7.0 in presence of detergents that emulate the lipids naturally presents in the cell. In this assay conditions, most of the compounds showed better imiglucerase inhibition at neutral pH than at pH 5.2, but no correlation could be established between the affinity for GCase and their pKas. Even though, it has been discovered the DNJ derivative with higher potency as GCase inhibitor described so far. After analyzing the some representative compounds as GBA1 inhibitors in a detergent-free assay with cell homogenates it has been noticed the importance of the assay conditions when studying the inhibitory potency of different compounds. In this way, the IC50 values obtained in the assay with imiglucerase and detergents drive to totally different conclusions than when the assay was performed with cell homogenates without addition of exogenous detergents. Even so, neither direct correlation between the pKas of the inhibitors and their affinity for GCase could be established at this point. Moreover, the capacity of GCS inhibition of the synthesized compounds was also analyzed, revealing a family of compounds that act as GCS inhibitors more potent that NB-DNJ, a drug that is actually administered as GCS inhibitor for treatment of GD. Going one step further, a family of compounds with potential dual behavior GCS inhibitors and PC for GCase was discovered. On the other hand, GBA2 inhibition studies of the synthesized compounds revealed some nanomolar inhibitors of this enzyme. Finally, a new GBA inhibition assay in intact cell has been developed for the analysis of GBA1 or GBA2 inhibition without lysate cells, and allowing the study of the posterior recovery of GBA activity after inhibitor removal.
La malaltia de Gaucher és una de les malalties d’emmagatzematge lisosomal més freqüent. Una mutació al gen gba1 provoca un incorrecte plegament de l’enzim Glucocerebrosidasa (GCase) que impedeix el seu transport del reticle endoplasmàtic (ER) fins al lisosoma, on té lloc la hidròlisi de la glucosilceramida (GluCer). Això provoca una acumulació d’aquest substrat, originant els símptomes clínics. En aquesta tesi s’ha sintetitzat una petita col·lecció de compostos per tal estudiar la influència del pKa de diferents inhibidors en la seva potencial activitat chaperona, és a dir, estudiar la seva capacitat de unir-se a la GCase mal plegada del reticle per facilitar-ne el correcte plegament i permetre el seu transport cap a lisosoma. Per aquest motiu, es buscaven compostos que presentessin una alta afinitat per la GCase en les condicions neutres del reticle endoplasmàtic, però que tinguessin baixa afinitat per aquest enzim a pHs lleugerament àcids com el del lisosoma (pH 5.2), per tal que no bloquegés l’activitat hidrolasa d’aquest enzim al lisosoma. Desprès d’analitzar els compostos amb diferents assajos, es va posar de manifest la importància de les condicions d’assaig a l’hora d’estudiar la inhibició d’un enzim, ja que diferents assajos poden conduir a conclusions diferents. Malgrat que no es va poder establir cap correlació directa entre el pKa dels inhibidors i la diferència d’activitat segons el pH de l’assaig, es va descobrir un dels derivats de DNJ amb millor potència inhibitòria de imiglucerasa (Gcase recombinant) descrit fins el moment. Per altra banda, es va analitzar la capacitat d’inhibició de GCS dels compostos sintetitzats, descobrint-se alguns inhibidors d’aquest enzim més potents que la NB-DNJ, compost que s’utilitza actualment com a inhibidor de GCS per al tractament de la malaltia de Gaucher, i possible comportament dual (inhibidors de GCS i chaperones per GCase).

La enfermedad de Gaucher (EG) es una patología genética de almacenamiento lisosomal, de herencia autosómica recesiva, causada por la deficiencia de la enzima lisosomal beta-glucosidasa (GCasa). Esta deficiencia lleva a la acumulación de glucosilceramida, principalmente en macrófagos. Las manifestaciones clínicas principales son: anemia, trombopenia, hepatoesplenomegalia, fracturas óseas, dolores óseos, osteopenia, osteonecrosis. Si bien el daño óseo es una característica común de la EG, los mecanismos de la injuria y destrucción tisular son desconocidos. Por otro lado se sabe que la inflamación es un factor clave en la patogénesis de la EG. En el presente trabajo de tesis se propuso profundizar en los mecanismos celulares y moleculares que llevan al daño óseo en la EG. Para el estudio de estos mecanismos se emplearon muestras de pacientes con EG y dos modelos in vitro, uno humano y uno murino, en los cuales la actividad de la GCasa es inhibida mediante el uso de un epóxido, el CBE, que inhibe irreversiblemente la enzima. En el presente trabajo se pudo demostrar la participación de los osteoclastos en el daño óseo tanto en el caso de los modelos como también en los pacientes. Por otro lado se demostró que los linfocitos T estarían involucrados en el proceso de diferenciación y activación de los osteclastos en la enfermedad. Pudo observarse también que la citoquina TNF-a sería uno de los principales mediadores involucrados en el aumento del proceso de resorción que llevaría al daño óseo en la enfermedad.