В конце 1950-х — начале 1960-х годов бельгийский биохимик Кристиан де Дюв с соавторами, используя методику фракционирования клеток, открыл лизосомы в качестве клеточных органелл[10][11][12][13][14][15][16][17][18][19][20][21][22], ответственных за расщепление и утилизацию макромолекул. Данное научное открытие дало возможность вскоре выявить патофизиологическую основу лизосомных болезней накопления[23].
По состоянию на 2014 год, известно свыше 50 лизосомных болезней накопления, среди 7000—8000 новорождённых диагностируют около одного заболевания этой группы[25][26]. Каждое заболевание индивидуально встречается не чаще, чем у одного из 100 тысяч новорождённых, при этом распространённость конкретного заболевания в различных популяциях может значительно варьировать[25]. Распространение мутаций, ведущих к какому-либо заболеванию из группы лизосомных болезней накопления, определяется популяционно-генетическими факторами и, в первую очередь, связано с эффектом основателя. Типичным следствием эффекта основателя являются различие по наиболее распространённым мутациям одного и того же гена в различных генетически изолированных популяциях и этнических группах[27].
Большая часть заболеваний группы связана с генетически обусловленным нарушением функции какой-либо из лизосомных гидролаз. Это приводит к прогрессивному накоплению внутри клетки промежуточного субстрата, который в норме распадается[28]. Некоторые болезни этой группы вызваны нарушениями белков, участвующих в везикулярном транспорте или в биогенезе лизосом. Например, муколипидоз II типа (I-клеточная болезнь) вызван дефектом фосфоэстеразы, которая локализована в аппарате Гольджи, нарушение работы этого фермента приводит к ошибочной переадресации лизосомных гидролаз во внеклеточное пространство вместо их транспорта из аппарата Гольджи в лизосому[29].
Хотя ферменты лизосом относятся к белкам, которые экспрессируются в подавляющем большинстве типов клеток, аномальное накопление субстратных макромолекул происходит в тех клетках, тканях и органах, которые характеризуются повышенной скоростью обновления этих макромолекул. Первичное накопление макромолекул может вести к вторичным нарушениям других биохимических и клеточных функций, что обуславливает обычно тяжёлое течение заболеваний этой группы[30].
Классификация
В связи с тем, что при многих лизосомных болезнях накопления наблюдается сходная клиническая картина, их классифицируют в соответствии с типом вещества, которое накапливается (например, мукополисахаридозы, гликопротеинозы, сфинголипидозы)[28].
Разработаны специальные методы диагностики, опирающиеся на ряд постоянных признаков, характеризующих болезни накопления липидов:
накопление в тканях сложных липидов, структурным компонентом которых является церамид;
скорость синтеза запасаемого липида сравнима со скоростью его биосинтеза у здоровых людей;
на фоне заболевания наблюдается недостаток специфичного фермента в лизосомах, необходимого для гидролиза липида;
степень снижения активности фермента во всех тканях одинакова.
Отныне стало возможным выявление в популяции гетерозиготных носителей дефектных генов, ответственных за развитие данных заболеваний, а также выявлять сфинголиподистрофию у плода[4].
Клиническая картина
Предпосылками для проявления лизосомных болезней накопления являются различные генетические дефекты, которые ведут к развитию ферментопатии — недостаточности определённых ферментов, расщепляющих некоторые макромолекулы на уровне внутриклеточных органелл (лизосом). Лизосомные болезни накопления характеризуются[28]:
прогрессирующим течением,
высокой инвалидизацией,
высокой смертностью пациентов.
Наиболее характерными общими особенностями клинической картины для большинства лизосомных болезней накопления являются:
До недавнего времени терапия наследственных болезней накопления носила исключительно паллиативный характер. Развитие науки позволило с 90-х годов XX столетия приступить к клинической коррекции лизосомных болезней накопления методом эффективной и безопасной ферментозаместительной терапии (англ.Enzyme Replacement Therapy). Принцип данного метода терапии сводится к введению в организм пациента модифицированной формы скомпрометированного генетической патологией фермента, обладающего нормальной активностью. Модификация формы дефектного фермента способствует повышенной проницаемости его в клетки тканей-мишеней, где непосредственно осуществляется процесс катализа реакции гидролизасубстратов накопления. Однако, в связи с коротким (несколько десятков часов) периодом полужизни фермента в клетке, ферментозаместительную терапию необходимо проводить на протяжении всей жизни пациента[1].
↑Berthet, J. Scientific work of Christian de Duve (неопр.) // Bulletin et Memoires de l'Academie Royale de Medecine de Belgique. — 2007. — Т. 162, № 10—12. — С. 499—504. — PMID18557391. (англ.)
↑Tricot, J.P. Nobel prize winner Christian de Duve. From insulin to lysosomes (англ.) // Hormones (Athens, Greece) : journal. — 2006. — Vol. 5, no. 2. — P. 151—155. — doi:10.14310/horm.2002.11179. — PMID16807228. (англ.)
↑Raju, T.N. The Nobel chronicles. 1974: Albert Claude (1899-1983), George Emil Palade (b 1912), and Christian Réne de Duve (b 1917) (англ.) // The Lancet : journal. — Elsevier, 1999. — Vol. 354, no. 9185. — P. 1219. — doi:10.1016/S0140-6736(05)75433-7. — PMID10513750. (англ.)
↑Berthet, J. Introduction of Professor Christian De Duve, Nobel Prize in Medicine and Physiology in 1974 (англ.) // Bulletin et Memoires de l'Academie Royale de Medecine de Belgique : journal. — 1994. — Vol. 149, no. 12. — P. 476—480. — PMID8563687. (англ.)
↑Takano, T. Profile of Dr. C. De Duve, the 1974 Nobel prize winner in medical physiology (англ.) // Tanpakushitsu Kakusan Koso. Protein, Nucleic Acid, Enzyme : journal. — 1975. — Vol. 20, no. 1. — P. 77—8. — PMID1094499. (англ.)
↑James, J. The Nobel Prize in Medicine for Claude, Palade and De Duve (англ.) // Nederlands Tijdschrift Voor Geneeskunde : journal. — 1974. — Vol. 118, no. 52. — P. 1949—1951. — PMID4612387. (англ.)
↑Olsen, BR; Lie, S.O. Nobel prize in medicine 1974 (Albert Claude, George Palade, Christian de Duve) (нид.) // Tidsskrift for den Norske Laegeforening : Tidsskrift for Praktisk Medicin, ny Raekke. — 1974. — Bd. 94, nr. 34—36. — P. 2400—2403. — PMID4614493. (англ.)
↑Florkin, M. Homage to Albert Claude and Christian de Duve, Nobel Prize laureates in medicine and physiology, 1974 (англ.) // Archives Internationales de Physiologie et de Biochimie : journal. — 1974. — Vol. 82, no. 5. — P. 807—815. — doi:10.3109/13813457409072328. — PMID4142698. (англ.)
↑De Duve, C; Hooft, C. Quinquennial prizes of the medical sciences, period 1961-1965. Address by Prof. Chr. De Duve (англ.) // Verhandelingen - Koninklijke Vlaamse Academie voor Geneeskunde van Belgie : journal. — 1968. — Vol. 30, no. 7. — P. 381—388. — PMID5712764. (англ.)
↑ 123la Marca G.Lysosomals // Physician's Guide to the Diagnosis, Treatment, and Follow-Up of Inherited Metabolic Diseases / N. Blau, M. Duran, K. M. Gibson, C. D. Vici. — Springer Berlin Heidelberg, 2014. — P. 785-793. — ISBN 978-3-642-40336-1. (англ.)
Горбунова В. Н., Баранов В. С. .Метаболические дефекты лизосомных ферментов. Болезни накопления. // Введение в молекулярную диагностику и генотерапию наследственных заболеваний. — СПб.: Специальная литература, 1997. — 287 с. — 5000 экз. — ISBN 5-87685-076-4. — С. 206—215.
