Mara Popovic'1, Barbara Gazic2
Proteinopatije - bolezni odlaganja napačno zvitih beljakovin
Proteinopathies - Diseases Involving Deposition of Misfolded Proteins
IZVLEČEK_
KLJUČNE BESEDE: amiloidoza, Alzheimerjeva bolezen, nevrodegenerativne bolezni
Proteinopatije so bolezni odlaganja napačno zvitih beljakovin. Molekule napačno zvitih beljakovin se združujejo in odlagajo v različnih tkivih ter jih s tem kvarijo. Napačno zvite beljakovine lahko neposredno ali posredno povzročijo smrt celice in celo bolnika, če so prizadeti za preživetje pomembni organi. Vzroki napačnega zvijanja beljakovin so: mutacije, napake pri prepisovanju genskega zapisa, napake, ki nastanejo po prevajanju ob normalni primarni strukturi beljakovine, povečana tvorba beljakovin ali motnje v njihovi razgradnji. Dejavniki tveganja za nastanek proteinopatij, ki niso genetsko pogojene, so staranje, kronične bolezni, nekateri tumorji in dializa. Napačno zvite beljakovine se lahko odlagajo v medceličnini ali v celicah, kjer tvorijo različne znotrajcelične vključke. Poznamo več kot 25 beljakovin, ki so nagnjene k napačnemu zvijanju in odlaganju v tkivih. Proteinopatije delimo glede na strukturne in barvne lastnosti beljakovinskih odlag v skupino amiloidoz in v skupino ne-amiloidnih proteinopatij. Glede na obseg odlaganja je proteinopatija, amiloidna ali ne-amiloidna, lahko sistemska, kadar prizadene več organov, ali omejena, kadar prizadene en sam organ. Najpogostejša sistemska proteinopatija je
sistemska amiloidoza z odlaganjem lahkih verig imunoglobulinov, najpogostejša omejena pro- _
teinopatija pa je Alzheimerjeva bolezen. Proteinopatije poimenujemo tudi po okvarjeni belja- 391 kovini: monoklonalne imunoglobulinopatije, taupatije, sinukleinopatije, prionopatije in druge. Proteinopatije so praviloma napredujoče bolezni, ki jih danes še ne znamo uspešno zdraviti.
ABSTRACT_
KEY WORDS: amyloidosis, Alzheimer's disease, neurodegenerative diseases
Proteinopathies are protein deposition diseases caused by misfolded proteins. Molecules of misfolded proteins are prone to aggregate and damage the tissue, and eventually they may kill the patient if a vital organ is affected. There are many causes of protein misfolding, including gene mutations, failure in gene transcription or post-translational protein folding despite normal primary structure, protein overproduction and aberrant proteolysis. Risk factors for non-genetic proteinopathies are ageing, certain chronic diseases, certain tumors and dialysis. Misfolded protein could be deposited in the extracellular matrix or inside the cells, forming different inclusions. So far, more than 25 proteins have been identified to be prone to mis-fold and cause the disease. Based on the structural and tinctorial properties of misfolded protein aggregates, proteinopathies are divided to amyloidoses and non-amyloid proteinopathies. Proteinopathies can be systemic or localized, when several or only one organ is involved, respectively. The most frequent systemic proteinopathy is systemic amyloidosis which involves the deposition of immunoglobulin light chains, and the most frequent localised proteinopathy is Alzheimer's disease. Proteinopathies can be named by the misfolded proteins: monoclonal immunoglobulin deposition disease, tauopathies, synucleinopathies, prionopathies etc. Proteino-pathies are progressive diseases, but most of them are so far incurable.
1	Izr. prof. dr. Mara Popovic, dr.med., Inštitut za patologijo, Medicinska fakulteta Univerze v Ljubljani, Korytkova 2, 1000 Ljubljana.
2	Dr. Barbara Gazič, dr.med., Onkološki inštitut Ljubljana, Zaloška 2, 1000 Ljubljana.
392
VZROK IN RAZVOJ PROTEINOPATIJ
Ključni dogodek v razvoju proteinopatij je napačno zvijanje beljakovinskih molekul (1). V sekundarni zgradbi napačno zvitih beljakovin se poveča vsebnost oblike beta nagubanega lista. Pri takšni obliki so izpostavljena hidrofobna mesta, ki povečajo nagnjenost beljakovinskih molekul k polimerizaciji in kopičenju oz. tvorbi netopnih izvenceličnih ali znotrajceličnih odlag.
Vzroki za napačno zvijanje beljakovin so različni in večkrat slabo pojasnjeni. Najbolj očiten vzrok napačnega zvijanja beljakovin je napaka v genskem zapisu, ki s spremembo primarne zgradbe beljakovine ustvari pogoje za napačno zvijanje. Tako nastajajo dedne pro-teinopatije, ki so veliko redkejše od sporadič-nih. Slednje so običajno bolezni starejših ljudi, npr. senilna sistemska amiloidoza, in predvsem nevrodegenerativne bolezni, kot so Alzheimerjeva bolezen (AB), Parkinsonova bolezen (PB), sporadična Creutzfeldt-Jakobo-va bolezen (sCJB) in druge. Pomemben dejavnik tveganja mnogih proteinopatij je staranje. Glede na izsledke raziskav ima staranje sistemov, ki so vključeni v nadzor zvijanja beljakovin, popravljanja učinkov oksidativnega stresa in razgradnje beljakovin, ključno vlogo v procesu staranja organizma (2, 3). Ob prepisovanju in pripravljanju beljakovin za njihovo funkcijo nastajajo v beljakovinskih molekulah napake, ki jih organizem uspešno odstranjuje s posebnimi popravljalnimi sistemi (2). Ti se starajo skupaj z organizmom ter tako postajajo manj učinkoviti (3). Škodljivo delovanje oksidativnega stresa na prepisovanje in zvijanje beljakovin se z leti kopiči in povečana količina okvarjenih beljakovinskih molekul postaja prevelik zalogaj za postarane sisteme, ki so v mlajših letih uspešno odstranjevali napačno zvite molekule. Sistema, ki sta pomembna v presnovi beljakovin in sta lahko odgovorna za nastanek proteinopatij, sta:
•	sistem šaperonov ali nadzorovalnih beljakovin, ki nadzorujejo zvijanje in glikozila-cijo beljakovin ter proteolizo (4),
•	sistem proteaz, ki vključuje povsod prisotne proteosome, ki razgrajujejo odslužene beljakovine (5).
Sporadična AB je klasičen primer protei-nopatije, ki najverjetneje nastane zaradi zmanjšane učinkovitosti obeh sistemov. Nezadostna razgradnja amiloidnega prekurzorskega pro-teina (APP) povzroči nastanek peptida Ap. Njegove molekule zaradi pospešenega zvijanja v obliko p nagubanega lista polimerizirajo in se odlagajo v obliki senilnih leh v nevropi-lu skorje in subkortikalne sive možganovine. Redki dedni obliki te bolezni, ki se razvijeta zaradi napak v genu za beljakovino preseni-lin-1 na kromosomu 14 in v genu za beljakovino presenilin-2 na kromosomu 1, potrjujeta domnevo, da nastane peptid Ap zaradi nezadostne razgradnje beljakovin. Produkti teh dveh spremenjenih genov uravnavajo aktivnost y-sekretaze, proteolitičnega encima, ki skupaj z P-sekretazo omogočajo nastanek peptida AP (6). Po vsej verjetnosti nastaja manjša količina Ap pri vseh ljudeh, vendar ga sistemi odstranjevanja napačno zvitih beljakovin zaznajo in odstranijo. V starosti nastaja Ap v večjih količinah, najverjetneje zaradi kopičenja učinkov oksidativnega stresa. Njegovo odstranjevanje ni več dovolj učinkovito, zato se odlaga v možganih. Pogosto so v možganih starejših ljudi, ki niso imeli znakov demence, dokazali odlage AP, vendar v manjšem številu in na omejenih področjih? Zelo verjetno je za klinično izraznost AB potrebna zadostna količina odlag, pomembna pa je tudi njihova anatomska razporeditev.
Povečano nastajanje APP v zadnjih letih življenja bolnikov z Downovim sindromom vodi do nastanka sprememb v možganih, ki so enake spremembam pri AB.
Za nastanek proteinopatij pa ne zadošča le povečana količina beljakovin, ki so nagnjene k napačnem zvijanju. To potrjujeta sistemski amiloidozi AA in AL. AA se razvije redko ob kroničnih vnetnih boleznih, AL pa le pri 10-15 % obolelih za multiplim mielomom. Za razvoj bolezni so torej potrebne še dodatne napake v sistemih, ki nadzirajo zvijanje beljakovin in odstranjevanje napačno zvitih beljakovin.
Najverjetneje so tudi spremembe lastnosti mikrookolja, kot so pH, koncentracija elektrolitov in prostih radikalov ter sprememba temperature, pomembne tako za večjo nagnjenost nekaterih beljakovin k napačnem zvijanju kakor tudi za delovanje popravljalnih sistemov.
Tabela 1. Glavni predstavniki različnih oblik proteinopatij. AL - amiloidoza lahkih verig imunoglobulinov, AA - reaktivna sistemska amiloidoza, SA - senilna amiloidoza, SB - sladkorna bolezen, PiB - Pikova bolezen, AB - Alzheimerjeva bolezen, CAA - cerebralna amiloidna angiopatija, IBM - miozitis z vključi (ang. inclusion body myositis), ALS - amiotrofična lateralna skleroza, MSA - multi-sistemska atrofija, HB - Huntingtonova bolezen, SCA - spinocerebelarna atrofija, FTLDD-U - frontotemporalna lobarna demenca z ubikvitinom, LCDDDD - bolezen odlaganja lahkih verig (ang. light chain deposition disease) imunoglobulinov, HCDDDD - bolezen odlaganja težkih verig (ang. heavy chain deposition disease) imunoglobulinov, LHCDDDD - bolezen odlaganja lahkih in težkih verig (ang. light and heavy chain deposition disease) imunoglobulinov.
AMILOIDNE
NE-AMILOIDNE
FIBRILARNE
NE-AMILOIDNE
NEFIBRILARNE
Sistemske
Lokalizirane
Amiloidoza lahkih verig (AL) Amiloidoza A (AA) Senilna amiloidoza (SA)
SB tip II AB, PB, CAA IBM
Nevrodegenerativne bolezni (PiB, ALS, MSA, HB, SCA, FTLD-U) Fibrilarni glomerulonefritis
LCDD HCDD LHCDD
Možganska LCDD
Tumorske
Amiloidom
Agregom
RAZDELITEV PROTEINOPATIJ
Proteinopatije delimo glede na ultrastruktur-ne in fizikalno-barvne lastnosti odlag napačno zvitih beljakovin na amiloidne proteinopati-je ali amiloidoze ter ne-amiloidne fibrilarne in nefibrilarne proteinopatije. Glede na razširjenost odlag pa jih delimo na sistemske in lokalizirane. Proteinopatije se redko lahko kažejo tudi v obliki tumorja (tabela 1).
SISTEMSKE PROTEINOPATIJE
Sistemske proteinopatije so običajno amiloi-doze, redkeje tudi ne-amiloidne nefibrilarne proteinopatije. Bolezni odlaganja monoklon-skih imunoglobulinov (ang. monoclonal immunoglobulin deposition diseases - MIDD) se največkrat kažejo kot sistemska amiloidoza, pri kateri se običajno odlagajo lahke verige X ali K (ang. amyloidosis light chain - AL), redkeje težke verige (ang. amyloidosis havy chain - AH). Redkeje gre za odlaganje različnih delov imunoglobulinov v obliki amorfnih ali zrničastih odlag, ki nimajo ultrastruktur-nih lastnosti amiloida (7). Glede na to, kateri del imunoglobulinov je napačno zvit in se odlaga v nefibrilarnih odlagah, razlikujemo bolezen odlaganja lahkih verig (LCDD), bolezen odlaganja težkih verig (HCDD) in bolezen odlaganja lahkih in težkih verig (LHDD) imu-
noglobulinov. Pri obeh tipih MIDD sta vedno prizadeti ledvici (slika 1). Pri AL so poleg ledvic lahko hudo prizadeti še srce, jezik, vranica, jetra, trebušna slinavka, nadledvičnica, gatrointestinalna pot (GIT), periferni živci, sklepi in drugi organi, medtem ko so pri ne-amiloidnih oblikah MIDD drugi organi, predvsem jetra in srce, običajno blažje prizadeti (8). Medtem ko je AL povezana z mul-tiplim mielomom le v 20 % (9), je neoplastična proliferacija plazmatk opisana pri 50-60% ne-amiloidnih MIDD (7). Opisani so primeri MIDD s sočasnim odlaganjem amiloidnih in ne-amiloidnih odlag lahkih verig imuno-globulinov (10).
Druga pogostejša sistemska proteinopa-tija je sekundarna ali reaktivna amiloidoza, ki je povezana s kroničnimi vnetnimi boleznimi, kot so kronični artritisi, Crohnova bolezen, osteomielitis, tuberkuloza, revmatična polimialgija, povezana je lahko tudi z družinsko mediteransko mrzlico ali z nekaterimi malignomi, kot je Hodgkinova bolezen. Ob kroničnem vnetju jetra proizvajajo velike količine serumskega proteina A, ki se zaradi neučinkovite razgradnje odlaga v obliki amiloida A v različnih organih, s podobno razporeditvijo kot lahke verige pri AL amiloidozi. Reaktivno ali sekundarno sistemsko amiloidozo zato imenujemo tudi amiloidoza AA (11,12,13).
393
394
Slika 1. Amiloidoza ledvice. Varterijah in arterioli je eozinofilna snov (hema-toksilin-eozin - HE na sliki a), ki je kongofilna (kongo rdeie na sliki b; pušiice).
Tretja sistemska amiloidoza je senilna amiloidoza (14, 15). Kot lahko sklepamo iz imena, se pri tej bolezni odlaga napačno zvita beljakovina transtiretin predvsem v srčni mišici (slika 2) in v manjši meri v pljučih starejših ljudi, lahko pa tudi v drugih organih. Transtiretin je beljakovina, ki ima v svoji naravni sekundarni strukturi visok delež oblike beta nagubanega lista, zaradi česar je nagnjena k polimerizaciji (16). Poznamo več kot 70 točkovnih mutacij v genu za transti-retin, ki so odgovorne za napačno zvijanje beljakovine in pojavljanje sicer redkih družinskih transtiretinopatij. Kažejo se s sliko družinske amiloidne polinevropatije, kardio-patije, okuloleptomeningealne amiloidoze ali sistemske amiloidoze s prizadetostjo več organov (17).
Pri sistemskih boleznih odlaganja napačno zvitih beljakovin možgani običajno niso neposredno prizadeti. Napačno zvite beljakovine pa lahko vstopijo v osrednje živčevje v področju horoidnega pleteža in cirkumven-trikularnega organa, ki nimata krvnomožgan-ske pregrade, in se tam odlagajo. Te odlage običajno ne škodujejo živčevju (18). Izjema je družinska okuloleptomeningealna transti-retinska amiloidoza, ki lahko posredno okvari delovanje možganov. Zaradi motenega obtoka skozi prizadeto leptomeningealno žilje nastanejo hipoksično-ishemične okvare, predvsem možganske skorje in debla (17).
LOKALIZIRANE PROTEINOPATIJE
Lokalizirane proteinopatije so omejene le na en organ. Najpogostejše lokalizirane protei-
b)
Slika 2. Senilna amiloidoza srca.
a)	Eozinofilna amorfna snov v steni epikardialnega žilja in med mišičnimi vlakni (zvezdica).
b)	Imunohistokemijsko barvanje na transtiretin pokaže odlaganje te beljakovine pri senilni amiloidozi (IHR, zajčje poliklonalno protitelo proti transi retinu, DAKO, št.A0002).
395
b)
nopatije so nevrodegenerativne bolezni. Med njimi je najpogostejša AB, ki prizadene vsakega tretjega človeka po 85. letu starosti (19). Pri AB se dve napačno zviti beljakovini odlagata v dveh različnih oblikah odlag. AP peptid iz 42 aminokislin, ki nastane zaradi napačne razgradnje velike molekule APP, se odlaga izven celic v obliki senilnih plakov (slika 3). Beljakovina tau, vezana na mikrotubule, ki je v patološki obliki hiperfosforilirana, pa se odlaga v obliki nevrofibrilarnih pentelj (NFP) v perikarionu nevronov, v distrofičnih nevri-tih senilnih plakov in v distrofičnih končičih v nevropilu (slika 3). Obe odlagi imata barvne lastnosti amiloida (20). Peptid AP 40 se pri nekaterih bolnikih z AB ali tudi brez povezave s to boleznijo odlaga v žilju mehkih možganskih ovojnic in možganske skorje ter povzro-
ča cerebralno amiloidno angiopatijo (CAA). CAA se klinično kaže s spontanimi možganskimi krvavitvami, lahko pa tudi s sliko hitro napredujoče demence. AB sodi v veliko skupino taupatij skupaj z nekaterimi drugimi nevrodegenerativnimi boleznimi, kot so: ne-Alzheimerjeve frontotemporalne demence, progresivna supranuklearna paraliza (PSP) in kortikobazalna degeneracija (KBD). Vzrok vseh teh bolezni je konformacijsko spremenjena beljakovina tau (21).
Parkinsonova bolezen je druga najpogostejša nevrodegenerativna bolezen. Je loka-lizirana proteinopatija, pri kateri se okvarjena beljakovina a-sinuklein odlaga v obliki zno-trajcitoplazemskih Lewyjevih telesc in Lewy-jevih nevritov predvsem v pigmentiranih nevronih možganskega debla (slika 4). Med
b)
396
c)
Slika 3. Alzheimerjeva bolezen (ABB).
a)	Senilni plak (vkrogu) in nevrofi-brilarna pentlja (NFP) v perikarionu nevrona (puščica) sta spremembi, znal za AB.
b)	Vsenilnih plakih se odlaga beta amiloid (IHR, klon 6F/3D, DAKO).
c)	Hiperfosforilirana beljakovina tau se odlaga v NFP (rdeti puščica), distro-fičnih nevritih senilnih plakov (puščici) in v distrofičnih končičih v nevropilu (IHR, zajčje protitelo proti čoveški tau beljakovini, DAKO, št. A024).
Slika 4. Parkinsonova bolezen. Lewyjevo telesce, agregat napačno zvite beljakovine olfasinuklein v pigmentiranem nevronu substance nigre (HE).
sinukleinopatije sodijo tudi demenca z difuznimi Lewyjevimi telesci (ang. diffuse Lewy body dementia - DLBD) in multisistemska atrofija (MSA) (22, 23). Pri MSA se napačno zvita beljakovina odlaga predvsem v citoplaz-mi glialnih celic.
Tretja, redkejša skupina nevrodegenera-tivnih bolezni so poliglutaminopatije, ki so predvsem genetske bolezni, nastale zaradi ponovitev kodona CAG, zapisa za aminokislino glutamin, v različnih beljakovinah. Ponovitve, ki so lahko različno številne, so odgovorne za napačno zvijanje in odlaganje nekaterih spremenjenih beljakovin. V skupino poliglu-taminopatij sodijo Huntingtonova bolezen s prizadeto beljakovino huntingtin ter različne spinocerebelarne ataksije (SCA), pri katerih so prizadete različne beljakovine (24). Napačno zvite beljakovine se odlagajo v jedrih nevronov.
Amiotrofična lateralna skleroza (ALS), nevrodegenerativna bolezen zgornjega in spodnjega motoričnega nevrona, je prav tako proteinopatija. Pri 5-10% dednih oblik ALS je okvarjena beljakovina superoksidna dismu-taza-1 (SOD1). Do sedaj je opisanih vsaj 50 različnih mutacij gena SOD1 na kromosomu 21, vendar pa vse mutacije ne povzročajo bolezni. Zaenkrat ni pojasnjeno, ali je SOD1 odgovorna za nastanek bolezni pri sporadični obliki ALS (25). Pred kratkim je bila opisana frontotemporalna lobarna degeneracija (FTLD) z boleznijo motoričnega nevrona ali brez nje, povzroča jo odlaganje napačno zvi-
te beljakovine TDP-43 (ang. transactive response DNA-bindingprotein 43) (26). Vse kaže, da ima ta beljakovina pomembno vlogo tudi pri razvoju sporadične ALS (27).
Posebej zanimiva in raziskana skupina proteinopatij je skupina redkih prionskih bolezni, ki prizadenejo človeka in nekatere druge sesalce. Beljakovina, odgovorna za prionske bolezni, je patološka izo-oblika celičnega prionskega proteina (PrP°), poimenovana prion in običajno označena PrPSc. Le-ta se napačno zvija, polimerizira in odlaga v možganih ter jih uničuje. Zaenkrat je prion tudi edina znana okvarjena beljakovina, ki je sposobna povzročiti bolezen, če vstopi v možgane zdravega osebka (28, 29). Beljakovina PrPSc naj bi prisilila normalno izo-obliko prionske-ga proteina PrP°, da privzame njeno podobo. Na ta način sproži katalitični proces polime-rizacije, kopičenja in uničevanja možganov s histološko sliko propadanja nevronov, reaktivne glioze in spužvaste degeneracije nevro-pila (30). Amiloidne odlage PrPSc se pojavijo le pri nekaterih prionskih boleznih (slika 5). Vse oblike prionskih bolezni, tudi genetske, lahko prenesemo na poskusne živali, od tod pogosto uporabljen sinonim »prenosne ali transmisivne spongiformne encefalopatije« (TSE).
Med proteinopatije oz. nevrodegenerativ-ne bolezni sodi tudi Alexandrova bolezen, redka genetska levkodistrofija, ki prizadene predvsem otroke in mladostnike, redkeje odrasle (31). Zaradi napake v genu za glialni
397
Slika 5. Gerstmann-Straussler-Scheinkerjev sindrom (GSS). Številni multicentr~ni plaki vmolekularni plasti skorje malih možganov, sestavljeni iz patološko zvitega prionskega proteina, PrP (IHR, klon 3F4, Dedham, IDA).
398
fibrilarni kisli protein (GFAP), intermediarni filament astrocitov, ki se nahaja na kromosomu 17, se tvorijo skupki te beljakovine, poimenovani Rhosentalova vlakna. Rhosentalova vlakna se odlagajo v citoplazmatskih podaljških astrocitov predvsem ob žilah ter pod ependimom in možgansko žilnico.
Ne-amiloidno odlaganje lahkih verig lambda v obliki cerebralne vaskulopatije s hudo prizadetostjo podaljšane hrbtenjače pri mladem bolniku s paranoidno shizofrenijo je prvi opisani primer lokalizirane LCDD, omejene na možgane (slika 6) (32).
Lokalizirane proteinopatije so lahko omejene tudi na druge organe, kot npr. na skeletno mišico. Najpogostejša oblika proteinopatske
miopatije je miozitis z vključki (ang. inclusión body myositis - IBM). Kot sporadična oblika se pojavi po 50. letu starosti, redkeje pa pri mlajših osebah kot dedna bolezen (33). Pri IBM so fibrilarne odlage v mišičnih vlaknih in njihovih jedrih sestavljene iz AP in beljakovine tau, ki tvori parne zvite filamente, podobno kot pri AB. Opisane so tudi druge redke dedne proteinopatske miopatije, kot so dezminopatija, aktinopatija, aB-kristalinopa-tija in miopatija s hialinimi telesci (ang. hyalin body myopathy - HBM). Pri slednji se odlagajo zrnati depoziti, bogati z miozinom (34).
Družinska amiloidna polinevropatija je prav tako lokalizirana proteinopatija, ki je največkrat posledica odlaganja napačno zvite
beljakovine transtiretin, redkeje pa posledica odlaganja beljakovin apolipoprotein AI ali gelsolin v perifernem živčevju.
Med lokalizirane proteinopatije sodijo tudi: z dializo povezana amiloidoza, pri kateri se v sklepih odlaga ß2-mikroglobulin, posebna oblika sladkorne bolezni tipa II, kjer se v Langerhansovih otočkih odlaga beljakovina amilin, atrialna amiloidoza, pri kateri se v srčnem atriju odlaga beljakovina atrijski natriuretični faktor, ter odlaganje amiloida v medularnem karcinomu ščitnice, kjer ami-loidne odlage tvori kalcitonin.
TUMORSKE OBLIKE ODLAGANJA NAPAČNO ZVITIH BELJAKOVIN
Napačno zvite beljakovine se lahko odlagajo v nekaterih organih v obliki tumorja. Večinoma gre za odlage delov imunoglobulinov, najpogosteje lahkih verig, v obliki amiloidnih (amiloidomi) in redkeje ne-amiloidnih (agre-gomi) odlag (35, 36, 37). Amiloidomi so opisani v pljučih, grlu, prebavnem in genitouri-narnem traktu, vranici, dojki, trebušni slinavki, mehkih tkivih (35) in tudi možganih (36). Vsi do sedaj opisani amiloidomi lahkih verig imunoglobulinov v možganih so bili sestavljeni izključno iz lahkih verig X (32). Le redki primeri agregomov lahkih verig K so opisani v bezgavkah in pljučih (37).
HISTOPATOLOSKA DIAGNOSTIKA PROTEINOPATIJ
Skupna lastnost vseh napačno zvitih beljakovin, ki tvorijo zunaj- in/ali znotrajcelične agregate, je hidrofobnost. Zaradi te lastnosti se napačno zvite molekule med seboj združujejo, tvorijo oligo- in polimere ter se odlagajo v obliki različnih odlag, ki jih organizem ne more odstraniti niti s pomočjo makrofag-nega sistema. Z mikroskopsko preiskavo ob odlagah napačno zvitih beljakovin večkrat vidimo večjedrne tujkove velikanke, ki poskušajo fagocitirati beljakovinske odlage, vendar jim to ne uspe.
V patologiji lahko beljakovinske odlage prikažemo s posebnimi barvili, ki se vežejo na hidrofobna mesta napačno zvitih beljakovin. Nekatera barvila se vežejo izključno na ami-loidne fibrile in so zato specifična in diagno-
stična za amiloidne odlage. Tako barvilo je kongo rdeče, ki po vezavi na amiloid v pola-rizacijskem mikroskopu dvojno lomi svetlobo v svetlo zelenem odtenku (slika 7). Tioflavin T in S sta nespecifični barvili, ki se vežeta na vse oblike odlag napačno zvitih beljakovin, tako na fibrilarne kot tudi na nefi-brilarne. PAS je še manj specifično barvilo, ki obarva odlage napačno zvitih beljakovin, vendar tudi normalno zvite beljakovine, ujete v žilnih stenah pri arteriolohialinozi ledvic in možganov bolnikov s povišanim krvnim tlakom. Poleg barvnih lastnosti pa so za diagnostiko pomembne tudi ultrastrukturne lastnosti odlag napačno zvitih beljakovin, ki pripomorejo k natančnejši opredelitvi le-teh (slika 7). Amiloidne odlage so sestavljene iz 7-13 nm debelih fibril, ki se ne vejijo. Ne-ami-loidne odlage MIDD imajo zrničasto ali amorf-no ultrastrukturo in se odlagajo običajno ob bazalni membrani žil ali ledvičnih tubulov. Barvne in ultrastrukturne lastnosti napačno zvitih beljakovin so pomembne zlasti za diagnostiko zunajceličnih odlag napačno zvitih beljakovin. Znotrajcitoplazemski vključki različnih napačno zvitih beljakovin so pomemben substrat zaradi svoje posebne oblike, ki je običajno značilna za določeno bolezen. Ocenjujemo jo s pomočjo svetlobnega mikroskopa.
Imunohistokemija nam z uporabo specifičnih protiteles proti napačno zvitim beljakovinam omogoča zanesljivo diagnostiko proteinopatij, saj lahko natančno ugotovimo, katera beljakovina je napačno zvita in odgovorna za nastanek odlag.
TOKSIČNOST ODLAG NAPAČNO ZVITIH BELJAKOVIN
Ni še pojasnjeno, ali so odlage napačno zvitih beljakovin neposredno škodljive za celice oziroma tkivo. Pri sistemskih amiloidozah so odlage amiloida v različnih organih tako obilne, da zagotovo prispevajo k njihovi odpovedi. Pri nevrodegenerativnih boleznih so monomere in oligomere okvarjenih beljakovin verjetno bolj škodljive kot fibrilarni agregati, ker preko mehanizma prostih radikalov in oksidativnega stresa lahko aktivirajo apop-tozo (38). Okvara nevronov nato sproži akti-vacijo mikro- in astroglije, kar dodatno okvari
399
400
Slika 7. Diagnostika amiloidoze.
a)	Kongofilne odlage amorfne snovi v žilnih stenah in glomerulih ledvice (kongo rdeče).
b)	Zelena dvolomnost kongofilnih odlag v polarizacijskem mikroskopu.
c)	Ultrastruktura amiloida - ravne fi-brile premera 10nm.
b)
c)
nevrone preko mediatorjev vnetja, ki jih glial-ne celice izločajo.
Pogostnost nevrodegenerativnih bolezni se s starostjo povečuje, zato postaja zaradi vse
daljše življenjske dobe v razvitem svetu problem nevrodegenerativnih bolezni vedno bolj pereč in narekuje iskanje učinkovitejših terapevtskih rešitev, ki zaenkrat še niso na voljo.
LITERATURA
1.	Merlin G, Bellotti V. Molecular mechanisms of amyloidosis. N Engl J Med 2003; 349: 583-96.
2.	Garcia-Mata R, Gao Y-S, Sztul E. Hassles with taking out the garbage: Aggravating aggresomes. Traffic 2002; 3: 388-96.
3.	Macario AJL, Macario EC. Review: Sick chaperones and ageing: a perspective. Ageing Res Rev 2002; 1: 295-311.
4.	Ben-Zi AP, Goloubinoff P. Review: mechanisms of disaggregation and refolding of stabile protein aggregates by molecular chaperones. J Struct Biol 2001; 135: 84-95.
5.	Ciechanover A, Orian A, Schwartz AL. Ubiquitin-mediated proteolysis: biological regulation via destruction. BioEssays 2000; 22: 442-51.
6.	Xing Y, Higuchi K. Amyloid fibril proteins. Mech Ageing Dev 2002; 123: 1625-36.
7.	Buxbaum JN, Chuba JV, Hellman GC, et al. Monoclonal immunoglobulin deposition disease: Light chain and light and heavy chain deposition disease and their relation to light chain amyloidosis. Ann Intern Med 1990; 11: 455-64.
8.	Buxbaum J, Gallo G. Nonamyloidotic monoclonal immunoglobulin deposition disease. Light-chain, heavy-chain, and light- and heavy-chain deposition disease. Hematol Oncol Clin N America 1999; 13: 1235-48.
9.	Kyle RA, Gertz MA. Primary systemic amyloidosis: Clinical and laboratory features in 474 cases. Semin Hematol 1995; 32: 45-59.
10.	Stokes MB, Jaghirdar J, Burchstin O, et al. Nodular pulmonary immunoglobulin light chain deposits with coexistent amyloid and nonamyloid features in an HIV-infected patient. Mod Pathol 1997; 10: 1059-65.
11.	Cunnane G. Amyloid precursors and amyloidosis in inflammatory arthritis. Curr Opin Rheumatol 2001; 13 (1): 67-77.
12.	Rocken C, Shakespeare A. Pathology, diagnosis and pathogenesis of AA amyloidosis. Virchows Arch 2002; 440: 111-22.
13.	Escriba A, Morales E, Albizua E, et al. Secondary (AA-type) amyloidosis in patients with polymyalgia rheumatica. Am J Kidney Dis 2000; 35 (1): 137-40.
14.	Strege RJ, Saeger W, Linke RP. Diagnosis and immunohistochemical classification of systemic amyloidosis. Report of 43 cases in an unselected autopsy series. Virchows Arch 1998; 433 (1): 19-27.
15.	Mimassi N, Youinou P, Pennec YL. Amyloidosis and ageing. Ann Med Interne (Paris) 2002; 153 (6): 383-8.
16.	Damas AM, Saraiva MJ. Review: TTR amyloidosis-structural features leading to protein aggregation and their implications on therapeutic strategies. J Struct Biol 2000; 130 (2-3): 290-9.
17.	Brett M, Persey MR, Reilly MM, et al. Transthyretin Leu12Pro is associated with systemic, neuropatic and lepto-meningeal amyloidosis. Brain 1999; 122: 183-90.
18.	Schroder R, Linke RP. Cerebrovascular involvement in systemic AA and AL amyloidosis: a clear haematogenic pattern. Virchows Arch 1999; 434 (6): 551-60.
19.	Mayeux R. Epidemiology and neurodegeneration. Annu Rev Neurosci 2003; 26: 81-104.
20.	Smid L, Vovko TD, Popovic M, et al. The 2,6-disubstituted naphthalene derivative FDDNP labeling reliable predicts Congo red birefringence of protein deposits in brain sections of selected human neurodegenerative diseases. Brain Pathol 2006; 16 (2): 124-30.
21.	Spillantini MG, Goedert M. Tau protein pathology in neurodegenerative diseases. Trends Neurosci 1998; 21 (10): 428-33.
22.	Spillantini MG, Goedert M. The alpha-synucleinopathies: Parkinson's disease, dementia with Lewy bodies, and multiple system atrophy. Ann N Y Acad Sci 2000; 920: 16-27.
23.	Jellinger KA. Neuropathological spectrum of synucleinopathies. Mov Disord 2003; S6: S2-12.
24.	Paulson HL. Human Genetics '99: trinucleotide repeats. Protein fate in neurodegenerative proteinopathies: polyglu-tamine disease join the (mis)fold. Am J Hum Gen 1999; 64: 339-45.
25.	Barber SC, Mead RJ, Shaw PJ. Oxidative stress in ALS: a mechanism of neurodegeneration and therapeutic target. Biochem Biophys Acta 2006; 1762 (11-12): 1051-67.
26.	Kwong LK, Uryu K, Trojanowski JQ, et al. TDP-43 proteinopathies: Neurodegenerative protein misfolding diseases without amyloidosis. Neurosignals 2007; 16: 41-51.
27.	Talbot K, Ansorge O. Recent advances in the genetics of amyotrophic lateral sclerosis and frontotemporal dementia: common pathways in neurodegenerative disease. Hum Mol Genet 2006; 15: 182-7.
401
28.	Gajdusek GC, Gibbs CJ, Alpers M. Experimental transmission of Kuru-like syndrome to chimpanzees. Nature 1966; 209: 794-6.
29.	Prusiner SB. Novel proteinaceus infectious particles cause scrapie. Science 1982; 216: 136-44.
30.	Budka H, Aguzzi A, Brown P, et al. Neuropathological diagnostic criteria for Creutzfeldt-Jakob disease (CJD) and other human spongiform encephalopathies (prion diseases). Brain Pathol 1995; 5 (4): 459-66.
31.	Li R, Messing A, Goldman JE, et al. GFAP mutations in Alexander disease. Int J Dev Neurosci 2002; 20 (3-5): 259-68.
32.	Popovic M, Tavcar R, Glavac D, et al. Light chain deposition disease restricted to the brain: the first case report. Hum Pathol 2007; 38: 179-84.
33.	Askanas V, Engel WK. Sporadic inclusion-body myositis and hereditary inclusion-body myopathies: current concepts of diagnosis and pathogenesis. Curr Opin Rheumathol 1998; 10 (6): 530-42.
34.	Goebel HH, Warlo I. Gene-related protein surplus myopathies. Mol Genet Metab 2000; 71: 267-75.
35.	Krishnan J, Chu WS, Elrod JP, et al. Tumoral presentation of amyloidosis (amyloidomas) in soft tissue. Areport of 14 cases. Am J Clin Pathol 1993; 100: 135-44.
36.	Tabatabai G, Bachring J, Hochberg FH. Primary amyloidoma of the brain parenchima. Arch Neurol 2005; 62: 477-80.
37.	Rostagno A, Frizzera G, Ylagan L, et al. Tumoral non-amyloidotic monoclonal immunoglobulin light chain deposits (»aggregoma«): presenting feature of B-cell dyscrasia in three cases with immunohistochemical and biological analysis. Brit J Haemathol 2002; 119: 62-9.
38.	Stefani M, Dobson CM. Protein aggregation and aggregate toxicity: new insights into protein folding, misfolding diseases and biological evolution. J Mol Med 2003; 81: 678-99.
Prispelo 7. 10. 2008
402