Encefalopatías espongiformes transmisibles humanas

Transcripción

1 Encefalopatías espongiformes transmisibles humanas Características, etiología, epidemiología y vigilancia Dr. Christián Begué (Msc, PhD) (cbegue@fleni.org.ar) CENTRO DE REFERENCIA NEUROPATOLOGICO Y DE BIOLOGIA MOLECULAR DE ENCEFALOPATIAS ESPONGIFORMES TRANSMISIBLES HUMANAS. INSTITUTO DE INVESTIGACIONES NEUROLOGICAS RAUL CARREA. FLENI.

2 Temario: - El Agente etiológico Que es un prion? - Clasificación etiológica - CJ variante vs CJ esporádico - Criterios de caso de EETs humanas - Como se resuelve / diagnostica un caso de CJ típico? - Formulario de notificación de caso sospechado - Que tan susceptibles seriamos los argentinos al CJ variante? - Distribución geográfica de casos en Argentina - Registro epidemiológico - Algunas conclusiones Dr. Christián Begué Instituto Raul Carrea - FLENI

3 El agente etiológico consensuado de las EETs es el prion anómalo (una proteina con su conformación 3D alterada). Concepto clave: Proteinas con capacidad Infectante. Mecanismo consensuado de propagación es de tipo catalítico, por interacción (contacto) entre proteínas sanas con proteínas anómalas. HIPOTESIS del PRION (Griffith 1967, Prusiner 1982) Hay evidencias fuertes? SI Hay demostración formal (postulados de Koch)? NO. PrPc: Proteína NORMAL > estructura secundaria α PrPsc: Proteína ANORMAL (3D) INFECCIOSA > estructura secundaria β

4 DIMENSIONES COMPARATIVAS de PATÓGENOS (1 nm = m = 1 x 10-9 m) Virus (generalización) ~ 300nm / Bacterias nm PRIONES, un paradigma aparte, moléculas capaces de transmitir una enfermedad. Proteínas que transmiten información conformacional y así violarían el dogma central de la B Molecular.Fibrilla nm; Moléculas (estado soluble):1 nm

5 Normalmente una proteína nace como una cadena de aa que luego se pliega ( se enrolla ) en su entorno fisiológico. Este plegamiento puede modificarse y ser patogénico.

6 Clasificación etiológica (ie. origen) Tres etiologías: adquirida; esporádica; ; y hereditaria -ADQUIRIDAS (<<1%) Via oral - Creutzfeldt-Jakob variante (CJv) > Asociado a la EEB por ingesta de animales enfermos (217 casos en el mundo hasta 2010, 169 en Reino Unido). - Kuru > Canibalismo ritual de honra a los antepasados practicado por la Tribu Fore (Papua Nueva Guinea), posiblemente un individuo que tuvo una EET humana contagió a los demás. Via iatrogenica (ie. por procedim médico, involuntariamente) - Creutzfeldt-Jakob variante (CJv) > Por transfusión de sangre (2 casos en RU); por cirugías (transplante de cornea); por instrumental mal esterilizado usado previamente en un paciente (CJv). - CJ iatrogénico (CJi) > Por cirugías, injerto de duramadre, hormona de crecimiento cadaverica (hgh), transfusión de sangre; etc; o instrumental mal esterilizado usado previamente en un paciente con otra EET humana.

7 - ADQUIRIDAS (<<1%) diapositiva ant. CJv y CJ iatrog - IDIOPATICAS (85-90%) -Creutzfeldt-Jakob esporádico (CJe)(>85%) -Insomnio Fatal esporádico (IFe) - HEREDITARIAS (10-15%) -Creutzfeldt-Jakob genético (CJf) -Insomnio Fatal Familiar (IFF) -Gertsmann-Sträussler-Scheinker (GSS) Algunas mutaciones descriptas sobre el gen PRNP (codifica para PrP) - CJ genético: D178N-129V, V1801, V 180I, M232R, T183A, T188A, E196K, E200K (la más frecuente en el mundo),v203i, R208H, V210 I,E211Q,M232R, 96bpi, 20bpi, 144bpi, 168bpi, 48bp del. - GSS: P102L, P105L, A117V, G131V, F198S, D202N, Q212P, Q217R, M 232T, 192bpi. - IFF: D178N-129M. - Otras mutaciones

8 CJ variante (zoonosis) (>>1%) Incidencia: pocos casos en el mundo (217 hasta 2010). Adquirido por exposición al agente etiológico (oral o iatrogénica). Características clínicas tempranas: Síntomas psiquiátricos y disturbios sensoriales (aparición progresiva y lenta). Genotipo suceptibilizante a manifestar la enfermedad, todos se infectan: homocigocidad metionina/metionina. en el codon 129 del gen del prion humano. Edad de comienzo: muy generalmente menos de 40 años, media 29 años. Duración media desde el comienzo: mayor a 14 meses. Tropismo: tejidos neuronales y linfaticos. CJ esporádico (85-90%) Incidencia global: casos por millón de personas por año. No hay factores de riesgo reconocidos. Síntomas neurológicos de progresión rápida. No hay un background (contexto) genético específico, sí un factor modulador, el codón 129 del gen del prion humano. Edad de comienzo: 60 años o más. Duración media desde el comienzo: menor a 8 meses. Neurotrófica. Casos en Argentina: ninguno (Abr-2011). Casos en Argentina: ~275 casos acumulados (1980-Abr 2011)

9 CARACTERISTICAS GENERALES ENF. NEURODEGENERATIVAS, afectan el SNC METABOLISMO ABERRANTE de la PROTEINA PRION (o PrP) PERIODO INCUBACIÓN MUY LARGO (2-40 años) EVOL RÁPIDA (CJe: 2-24m, Prm=6m; CJv Prm=14m:), SIEMPRE FATAL AFECTAN A HUMANOS Y A OTROS MAMÍFEROS TRANSMISIBLES. Por SNC (Cerebro; médula; tej. adyacentes son INFECTIVOS) SIN DIAGNOSTICO PRE-CLÍNICO SIN TRATAMIENTO / CURA DIAGNOSTICO FINAL: BIO/AUTOPSIA (SNC) o WB PrPsc (SNC) Alta HETEROGENEIDAD CLÍNICA, PATOLOGICA y MOLECULAR

10 SINGULARIDAD de las EETs Formas: (1)genéticas e (2)infecciosas no excluyentes; (3)esporádicas (o idiopáticas). Hipótesis: el agente etiológico sería una proteína (del huésped). 3 Etiologías descriptas

11 DIAGNOSTICO MOLECULAR Diagnóstico por PROTEOLISIS controlada (PK): Uno de los gold- standards diagnóstico, junto con la patología / inmunohistoquimica.

12 Como se resuelve/diagnostica un caso de CJ clásico? Enfoques multidisciplinarios integrados CLINICA COMPATIBLE y/o SUGERENTE (neurólogo). PATOLOGÍA e INMUNOHISTOQUÍMICA: Caracteristicas patológicas; patrón de distribución de PrP sc ; mapeo de zonas del cerebro/cerebelo. WESTERN BLOT PrPsc (post-tratamiento con PK) Patrón de bandas (PM e intensidad de c/ isoforma). WESTERN BLOT de proteinas en LCR PK - + Marcador de daño neuronal con alta S y E en el marco de CJ, refuerzo de la presunción, test menos invasivo que biopsia (muy desaconsejada salvo diagnostico alternativo = demencia tratable). SECUENCIACION Cuando hay historia familiar de demencia. Detección de mutaciones y polimorfismos (inserciones; deleciones; mutaciones puntuales). ELECTROENCEFALOGRAMA (EEG)(PSWP)Patrón de descargas característico. RESONANCIA MAGNETICA (imágenes) Señal hiperintensa en ganglios de la base/tálamo/corteza en secuencias FLAIR o DWI.

13 Criterios de caso CJ (OMS / EUROCJD) CJ esporádico CJ POSIBLE: (I) + 2 de (II) + duración < 2 años I) Demencia rápidamente progresiva II) A. Mioclonias B. Problemas visuales o cerebelosos C. Problemas Piramidales o extrapiramidales D. Mutismo aquinético CJ PROBABLE: (I) + 2 de (II); más (III) y/o (IV) y/o (V) III) EEG típico IV) Proteina positiva en LCR por Western Blot IV) IRM. Señal alta en caudado y/o putamen en las secuencias FLAIR o DWI CJ DEFINIDO: Confirmado por Neuropatología / inmunocitoquímica / biología molecular (Western Blot de PrPsc) (=> autopsia o biopsia)

14 Criterio de caso CJ genetico (OMS / EUROCJD) EETs Genéticas Caso PROBABLE A) Desorden neuropsiquiátrico progresivo + pariente en primer grado con EET definida o probable. (O que sea) B) Desorden neuropsiquiátrico progresivo + una mutación patogénica en el gen PrnP. (Ver mutaciones descriptas en la bibliografía) Caso DEFINIDO A) Con confirmación por patología/molecular + pariente en primer grado que sea EET definido o probable. (O que sea) B) Confirmado (Definido), con una mutación patogénica en el gen PrnP. CJ iatrogénico Sindrome cerebelar progresivo en un paciente receptor de h. pituitaria cadavérica o transplante de otro paciente (expuesto a riesgo conocido o CJ esporádico ie. transplante de duramadre o cornea o sangre de CJv, ETC.)

15 Criterios de caso de CJ variante: Signos psiquiátricos en el inicio de la enfermedad

16 Formulario que completa el neurólogo con información de su paciente con sospecha de alguna EET humana. -IDENTIF del PACIENTE -PROFESIONAL ACTUANTE -MANIFEST CLINICAS -ESTUDIOS COMPLEMENTARIOS -ANTECEDENTES PERSONALES Dr. Christián Begué Instituto Raul Carrea

17 Enfoque por NEUROPATOLOGIA Creutzfeldt Jakob esporádico (corteza) Cambios espongiformes, HE Hiperplasia astroglial, GFAP PrP Sc, INMUNOMARCACION (3F4) Perineuronal Sináptica Placas Ausencia de respuesta inflamatoria linfocítaria

18 Enfoque por técnicas de biología molecular: - Western Blot de PrPS Sc, es diagnóstico de certeza. - Diagnóstico validado para EETs. Homogenatos de cerebro (s.gris) post proteolisis controlada con PK. PrP Sc tipo 1 (21 kda), PrP TSE tipo 2 (19 kda).

19 Enfoque por técnicas de biología molecular: Proteínas en LCR, marcador de daño neuronal. - Menos invasivo que biopsia. - Diagnóstico complementario pre-mortem a ser evaluado junto con los demás elementos, WB positivo en LCR no es diagnóstico de CJ, negativo tampoco excluye el diagnóstico. Ventana de positividad. - Permite reclasificar un caso CJ posible de acuerdo a los actuales criterios de CJ en caso probable (ie. con valor epidemiológico). - Ensayo de rutina en pacientes notificados dentro del marco de la Vigilancia de CJ. WB proteinas en LCR: N = 418 LCRs procesados ( ) Sensibilidad del WB de proteína (LCR): 72% (47/65), 18 casos negativos resultaron CJ Especificidad del WB de proteína (LCR): 90.5% (114/126), 12 casos positivos que resultaron excluidos con otro Dx por A/B o seguimiento clínico.

20 ENFOQUE por Electroencefalograma (EEG) -EEG de un paciente con CJ con 6 meses de evolución. Muestra las ondas pseudoperiodicas -bi o trifasicas- organizadas de 1 a 2 Hz, y muy poca otra actividad. Ej : Pac. de 56 años (profesora) que en cuatro meses se volvió desconectada y olvidadiza, rápido deterioro y progresión a mutismo, postrada, incapaz de alimentarse, con mioclonías (espasmos o estertores). Patrón patognomónico de CJ en este marco clínico (Cje), visto como una manifestación de una severa enfermedad de la sustancia gris involucrando la corteza y núcleos profundos.

21 ENFOQUE por IMAGENES DE RESONANCIA MAGNETICA - Regiones involucradas en las secuencias de FLAIR o DWI: corteza y ganglios de la base. - Señal anormal en areas talámica y pulvinar: DWI FLAIR

22 ENFOQUE por Detección de mutaciones geneticas por Secuen.o RFLP - Pacientes con historia familiar de enfermedad similar sugieren la posibilidad de que el caso sea genético (gen PrnP). Secuenciación dá información completa del gen. RFLP dá información sobre una mutación puntual específica planteada. La mutación más común del CJ genético es E200K, en pacientes de origen chileno o patagónico. Alelo normal (codon 200): GAG=Glutamato, guanina (pico verde). Alelo mutado (codon 200): AAG=Lisina, adenina (pico rojo).

23 P M C A Protein Misfolding Ciclic Amplification. Análogo a PCR, pero con proteínas! A 1/1000 dilution of hamster scrapie brain homogenate was made into 5% healthy hamster brain homogenate. Aliquots were subjected to 0, 5, 10, 20 or 40 PMCA cycles (a) or incubated for the same times, but without sonication (b). All samples were treated with proteinase K. Dr. Christián Begué Instituto Raul Carrea - FLENI

24 Cuan susceptibles seríamos los argentinos al CJv si lo tuvieramos? El genotipo del codon polimórfico 129 del gen PRNP: - modulador del fenotipo - factor de susceptibilidad en los individuos infectados o con enfermedad establecida. Alelos posibles: del codon Met/Met > susceptibilizante al CJv - Val/Val > suceptibilizante a otras EETs humanas - Met/Val > retarda la aparición de síntomas Hipótesis de susceptibilidad asociada al codón 129 Individuos homocigotos = un solo pool de proteínas (129M o 129 V) > interacción (entre proteínas) rápida y efectiva > aparición de síntomas más temprano. Individuos heterocigotos = dos pooles de proteínas (129M y 129 V) > interacción menos rápida y efectiva > aparición de síntomas más tardío, PERO SE INFECTA y TRANSMITE TAMBIEN!!. -Ej.1: CJ variante, todos los individuos afectados (ie. enfermedad establecida) son Met/Met 129. Se detectó un único caso preclínico (fallecido por otra causa) con PrPsc en bazo con genotipo Met/Val luego de recibir transfusión de sangre con CJv (Peden, 2004).

25 Polimorfismo Met/Val c129 del gen PNRP humano en Población control (sana) argentina -por RFLP- (n=300). Homocig ot Hete rocigo tas Mujeres = 197 Varones = 103 Rango de edad = 4-87 años Edad Promedio = 49,1 años País Austria* Francia* Alemania* Italia* Polonia* Reino Unido* EE.UU. Brazil Argentina Japón Met/Met 43% 39% 42% 45% 45% 37% 38% 46& 46% 92% Met/Val 48.7% 51.1% 45% 40% 39% 51% 51% 48% 51% 8% *Europa, America, No caucásicas Val/Val 8.3% 9.9% 13% 15% 16% 12% 11% 6% 3% 0% Homocigotas 51.3% 48.9% 55% 60% 61% 49% 49% 52% 49% 92% -Poblaciones caucásicas ~50% de heterocigotas (M/V); ~40% de homocigotas MM; y ~10% VV. (n) Muestra japonesa, mayoría es MM.

26 Comparación de la distribución de Controles sanos vs CJ definido Codon 129 del gen PrnP CJ (2009); n=82 CJ n=49 -> misma tendencia La susceptibilidad aumentada (χ 2 2 =7.0; p<0.01) (χ 2 2 =16.1; p<0.001) correlaciona con un alelo determinado (M o V) en codon 129? No. Correlaciona con la homocigocidad? Si.

27 HETEROGENEIDAD en las EETs No solo el SNC sería potencialmente infectivo Pacientes con CJ esporádico Detección de PrP Sc por Western Blot 10/28 muestras de bazos positivas 8/32 muestras de músculo esquelét.

28 HIPOTESIS de SOLO-PROTEINA (Prusiner 1982, enrriquese 3000 veces el agente infeccioso: SCAPIE PROTEIN, PRION) (Griffith, Patisons y Jones, SELF-REPLICATING PROTEIN, PROTEIN-ONLY MODEL La presencia de ácidos nucleicos específicos asociados al agente etiológico no pudo ser demostrado en la práctica por los virólogos. La existencia de formas infecciosas, hereditarias y esporádicas de EETs. La resistencia a la infección con PrPsc en ratones PrPc K.O. (knock out = eliminación de un gen específico del genoma). La naturaleza protéica del agente infeccioso (core parcialmente resistente a proteasas). PrPsc es la macromolécula más abundante en las fracciones infectivas (aunque no la única; trazas). Los experimentos de inoculación dan perfiles patológicos identificables y reproducibles. Dr. Christián Begué Instituto Raul Carrea - FLENI

29 CJe y CJg distribución geográfica de la casuística ARGENTINA Superficie: km 2 / Población: habitantes / Densidad: 13,04 habitantes/km² Incidencia (CJe y CJg): alcanza a 0.85 in 2008 Buenos Aires (solo CABA) Superficie: km2 / Población: habitantes / Densidad:13.740,5 habitantes /km² Incidencia (CJe y CJg ): alcanza a 1.8 en Argentina es un país extenso con baja densidad poblacional. Incidencia total (esp y gen) llegó a 0.85 en Buenos Aires (CABA) tiene una alta densidad poblacional. Incidencia total (esp y gen) llegó a 1.8 en 2008, similar a algunos paises europeos pequeños y altamente poblados. - La mayoria de los casos E200K CJg provienen de la Patagonia/límite con Chile. incidence rate 2,50 2, ,50 1, ,50 Total number of referrals Definite and Probable TSEs Incidence rate (w hole country) Incidence rate (Buenos Aires city alone) Total number of referrals 0, Y 0

30 Epidemiología y Vigilancia de la ECJ 16 Sporadic CJD ( ) Estimated duration of illness (75 data / 80 cases) (Range: 0,9-70 mo. Mean: 7,7 mo.) Registro epidemiológico 6 Genetic TSEs ( ) Estimated duration of illness (36 data / 38 cases) (Range: 1,7-76 mo. Mean: 11,5 mo.) N of cases N of cases Duration (months) Duration (months) 30 Sporadic Creutzfeldt-Jakob ( ) Age at Biopsy / Autopsy (80 cases) (Range: 38,1-86,2 years. Mean: 63,3 years.) CJ e CJ g 20 Genetic Creutzfeldt-Jakob ( ) Age at Biopsy / Autopsy (36 data /38 cases) (Range: 37,8-80,2 years. Mean: 58,9 years.) N of cases Age interval (years) - Duración - Edad a la biopsia o autopsia N of cases Age interval (years)

31 Algunas conclusiones En Argentina, hasta ahora, no se han detectado casos de CJ variante. Sí, casos de CJ esporádico y genético (nada excepcional). La mutación más frecuente es E200K (CJg), ídem a global. WB proteína (+) no es diagnóstico de ECJ, tampoco excluye el diagnóstico. Ensayo de rutina en pacientes notificados dentro del marco de la Vigilancia de CJ en LCR en fase muy temprana o tardía puede dar negativo. Si nos expusieramos al agente del CJv, el 100% sería susceptible y aprox el 50% de la población desarrollaría la enfermedad (ie, codon 129 genotipo met/met). Las técnicas diagnosticas, aun hoy a 30 años del descubrimiento, continúan apoyandose en el ensayo de proteolisis controlada. Los casos se resuelven de modo interdisciplinario.

32 Anexo Postulados de Koch (Wikipedia) 1. El agente patógeno debe estar presente en cada caso de la enfermedad en las condiciones apropiadas y ausente en las personas sanas. 2. El agente no debe aparecer en otra enfermedad de manera fortuita o saprófita. 3.El agente debe ser aislado del cuerpo en un cultivo puro a partir de las lesiones de la enfermedad. 4. El agente debe provocar la enfermedad en un animal susceptible al ser inoculado. 5. El agente debe ser aislado de nuevo de las lesiones producidas en los animales de experimentación. La mayoría de las bacterias que causan enfermedad en el humano se ajustan a los postulados de Koch. Ej de excepción Mycobacterium leprae. Algunos autores han adaptado estos postulados para explicar la probabilidad de que una molécula endógena pueda ejercer un papel determinado en la patogenia de un proceso. 1. La molécula se expresa en casos de enfermedad 2. La molécula se expresa en forma distinta en casos de enfermedad y en individuos sin enfermedad 3. La administración experimental de la molécula puede iniciar o exacerbar la enfermedad 4. La neutralización experimental de la molécula puede prevenir o mejorar la enfermedad

33 Agradecimiento - A todos los médicos, neurólogos, patólogos y familias, que facilitan la información y notifican casos permitiendo obtener una casuística y diagnóstico de este grupo de patologías. - A la Dra Taratuto, quien ha sido y es impulsora y referente en el diagnóstico de este grupo de enfermedades en humanos. - A mis colegas en este grupo de difusión que permiten dar un cuadro acabado de esta zoonosis (el CJv). - A ustedes por escuchar. Gracias.