Klasyfikacja genetyczna albinizmu – mechanizmy molekularne

Klasyfikacja albinizmu ewoluowała wraz z postępem genetyki, przechodząc od opisu opartego na fenotypie do klasyfikacji według genotypu1. Różnorodność fenotypowa albinizmu związana jest z patogennymi wariantami w genach wpływających na różne części szlaku melaniny, skutkując redukcją na różnym poziomie produkcji melaniny1.

OCA1 – albinizm związany z tyrozynazą

OCA1 jest spowodowany mutacjami w genie TYR, który koduje enzym tyrozynazę23. Tyrozynaza normalnie hydroksyluje L-tyrozynę do L-DOPA i utlenia L-DOPA do dopachinonu, co stanowi etap ograniczający szybkość w syntezie melaniny2. Utrata tej funkcji prowadzi do niemożności syntezy melaniny2.

Gen TYR znajduje się na chromosomie 11q14.3 i mutacje w tym genie powodują OCA13. Mutacje w genie TYR skutkują brakiem (OCA1A) lub zmniejszoną (OCA1B) aktywnością tyrozynazy4. Tyrozynaza katalizuje kilka etapów w syntezie melaniny4.

Mechanizm OCA1: Enzym tyrozynaza jest kluczowy dla pierwszego etapu syntezy melaniny. Mutacje w genie TYR prowadzą do całkowitego braku melaniny (OCA1A) lub jej znacznej redukcji (OCA1B), co skutkuje najcięższą postacią albinizmu.

OCA2 – defekty białka P

OCA2 jest spowodowany mutacjami w genie OCA2 (dawniej znanym jako gen P)3. Produkt genu OCA2 to białko P, które jest białkiem transbłonowym melanosomu o nieznanej funkcji5. W OCA typu II funkcja białka P nie jest jeszcze znana, ale może obejmować regulację pH organelli i akumulację wakuolarnego glutationu4.

OCA2 jest najczęstszą formą albinizmu w Afryce i prawdopodobnie reprezentuje najstarszą mutację powodującą albinizm, która hipotetycznie powstała podczas rozwoju ludzkości w Afryce6. OCA2 prowadzi do różnych stopni pigmentacji, gdzie kolor włosów i odcień skóry u osób z OCA2 może wahać się od jasnego blondu do jasnego brązu, podczas gdy kolor tęczówki może być niebieski, szary lub orzechowy7.

OCA3 – mutacje w TYRP1

OCA3 jest spowodowany mutacjami w genie TYRP1 kodującym białko podobne do tyrozynazy 135. Produkt genu TYRP1 to białko podobne do tyrozynazy 1, które stabilizuje i moduluje aktywność tyrozynazy oraz przyczynia się do integralności melanosomu5. OCA3 jest rzadko opisywany i wynika z defektu genetycznego w TYRP1, białku spokrewnionym z tyrozynazą8.

OCA4 – zaburzenia transportu w melanosomach

OCA4 jest spowodowany mutacjami w genie SLC45A2, który koduje białko transportowe związane z błoną35. Gen ten koduje białko transportowe rodziny nosicieli rozpuszczalnych 45, człon 2 (MATP), które prawdopodobnie transportuje substancje wymagane do biosyntezy melaniny do melanosomu5. Ten gen koduje białko transportowe błonowe zaangażowane w przetwarzanie tyrozynazy i transport białek do melanosomów4.

Rzadsze formy albinizmu:

  • OCA5 – gen nie został jeszcze zidentyfikowany
  • OCA6 – mutacje w genie SLC24A5 kodującym białko wymiany kationów
  • OCA7 – mutacje w genie LRMDA związanym z różnicowaniem melanocytów

Pozostałe typy OCA

OCA5 charakteryzuje się autosomalnym dziedziczeniem recesywnym, ale gen odpowiedzialny nie został jeszcze zidentyfikowany5. OCA6 jest spowodowany mutacjami w genie SLC24A5, który koduje białko wymiany kationów Na/K/Ca o podobnej strukturze do tej obserwowanej w OCA45. Jego funkcja prawdopodobnie również jest podobna5.

OCA7 wynika z mutacji w genie LRMDA (białko związane z różnicowaniem melanocytów bogate w leucynę), które koduje białko prawdopodobnie odgrywające rolę w różnicowaniu melanocytów9. W mutacjach genu C10ORF11 w OCA typu VII może odgrywać rolę w różnicowaniu melanocytów10.

Formy zespołowe albinizmu

Zespół Hermansky-Pudlak (HPS) charakteryzuje się autosomalnym dziedziczeniem recesywnym, przy czym zidentyfikowano dotychczas dziesięć różnych genotypów9. HPS to rzadka forma albinizmu spowodowana defektem w jednym z 8 różnych genów11. Oprócz albinizmu, osoby z HPS mają nieprawidłowości w płytkach krwi, predysponujące je do krwawień12.

Zespół Chediak-Higashi (CHS) również charakteryzuje się autosomalnym dziedziczeniem recesywnym9. Gen LYST koduje białko, które kieruje dostarczanie materiału do lizosomów9. Oprócz albinizmu, osoby z zespołem Chediak-Higashi wykazują nieprawidłowości w białych krwinkach układu immunologicznego i są predysponowane do infekcji12.

Oczny albinizm (OA)

Oczny albinizm (OA1) charakteryzuje się dziedziczeniem związanym z chromosomem X9. Produkt genu GPR143 to receptor sprzężony z białkiem G, którego mutacja powoduje dysfunkcyjną biogenezę melanosomów z wynikającymi „makromelanosomami”9. OA1 jest spowodowany zmianą w genie GPR143, który odgrywa rolę sygnalizacyjną szczególnie ważną dla pigmentacji oka13.

Oczny albinizm różni się od skórno-ocznego albinizmu mniejszym zajęciem skóry i włosów, wzorem dziedziczenia związanym z chromosomem X i mutacją w odrębnym locus (GPR143), którego produkt genowy jest wymagany do dojrzewania melanosomów14.

Łącznie 15 genów jest obecnie związanych z różnymi typami albinizmu, z aż 729 mutacjami zgłoszonymi w Bazie Danych Mutacji Genów Ludzkich związanych z którymkolwiek z tych loci14. Zrozumienie normalnej funkcji tych genów znacznie zwiększyło nasze zrozumienie złożonego i wyrafinowanego sposobu, w jaki nasze ciało kontroluje pigmentację15.

Pytania i odpowiedzi

Jaka jest różnica między OCA1 a OCA2?

OCA1 wynika z mutacji w genie TYR kodującym tyrozynazę i prowadzi do całkowitego braku melaniny (OCA1A) lub jej znacznej redukcji (OCA1B). OCA2 jest spowodowany mutacjami w genie OCA2 i charakteryzuje się różnymi stopniami pigmentacji.

Który typ albinizmu jest najczęstszy?

OCA1 i OCA2 to najczęstsze formy albinizmu na świecie. OCA2 jest szczególnie częsty w populacji afrykańskiej i prawdopodobnie reprezentuje najstarszą mutację powodującą albinizm.

Co to jest zespół Hermansky-Pudlak?

Zespół Hermansky-Pudlak to rzadka forma albinizmu spowodowana mutacjami w jednym z kilku genów. Oprócz typowych objawów albinizmu, powoduje problemy z krzepnięciem krwi i może prowadzić do powikłań płucnych i jelitowych.

Czym różni się oczny albinizm od skórno-ocznego?

Oczny albinizm (OA) dotyka głównie oczu z minimalnym wpływem na pigmentację skóry i włosów. Jest dziedziczony w sposób związany z chromosomem X i spowodowany mutacjami w genie GPR143.

Ile genów jest związanych z albinizmem?

Obecnie 15 genów jest związanych z różnymi typami albinizmu, z ponad 700 różnymi mutacjami zidentyfikowanymi w tych genach. Badania nad nowymi genami nadal trwają.

Reklama
Reklama