PATOGENIA MOLECULARĂ A BOLII CELULELOR I: ANALIZA DEFECTELOR DE TRAFIC AL ENZIMELOR LIZOZOMALE

Abstract

Introducere. Mucolipidoza II (boala celulelor I/inclusion-cell) este o tulburare genetică rară cauzată de mutaţii în gena GNPTAB care perturbă activitatea N-acetilgluco-zamin-1-fosfotransferazei. Acest defect împiedică marcarea corectă a enzimelor lizozomale, ducând la livrarea lor în plasmă în loc de lizozomi. Scop. Pentru a investiga mecanismele moleculare ale patogenezei bolii I-cell, inclusiv analiza mutaţiilor genei GNPTAB, perturbarea formării M6P şi acumularea substratelor nedegradate în celulele ţintă. Material şi metode. În cadrul acestui studiu, au fost analizate 25 articole ştiinţifice din bazele de date PubMed şi GeneCards din ultimii 10 ani, precum şi Clasificarea Internaţională a Bolilor (ICD-10/11). De asemenea, au fost revizuite studii recente şi descoperiri experimentale privind rolul patogenezei şi manifestărilor clinice ale acestei boli. Rezultate. Studiul a demonstrat că patogeneza bolii celulelor I se bazează pe deficitul de GlcNAc-1-fosfotransferază, care afectează atât formarea markerului manoză-6-fosfat pe en-zimele lizozomale, cât şi sortarea acestora din Aparatul Golgi către lizozomi. Fără ligandul M6P, enzimele nu se pot uni de receptorii M6P din Golgi şi sunt secretate extracelular. Ca urmare, lizozomii sunt lipsiţi de enzime hidrolitice, iar substraturi nedigerate se acumulează intracelular, formând incluziuni caracteristice în fibroblaste - „celule I” (inclusion-cell). Astfel, hipersecreţia de enzime extracelulare coexista cu acumularea intracelulară a substraturilor. Concluzii. Aceste descoperiri demonstrează că mutaţiile care perturbă activitatea GlcNAc-fosfotransferazei reprezintă un mecanism patogenic în boala celulelor I. Aceste defecte genetice afectează traficul enzimelor lizozomale mediate de M6P, declanşând o varietate de patologii celulare.

Introduction. Mucolipidosis II (I-cell/Inclusion cell diseases) is a rare genetic disorder caused by mutations in GNPTAB gene that disrupt N-acetylglucosamine-1-phosphotrans-ferase. This mutation prevents proper labeling of lysosomal enzymes, leading to their secretion into plasma rather than delivery to lysosomes. Objective. To investigate the molecular mechanisms of I-cell disease pathogenesis, including analysis of GNPTAB gene mutations, impaired M6P formation and accumulation of undegraded substrates in target cells. Material and methods. This study analyzed 25 scientific articles from PubMed and GeneCards databases over the past 10 years, alongside the International Classification of Diseases (ICD-10/11). Additionally, recent studies and experimental findings affecting the role of pathogenesis and clinical manifestations of this disease were reviewed. Results. The study showed that the pathogenesis of I-cell disease is based on a deficiency of GlcNAc-1-phosphotrans-ferase, which impairs not only the formation of the mannose-6-phosphate marker on lysosomal enzymes but also their sorting from the Golgi to lysosomes. Without M6P tags, enzymes cannot bind to Golgi M6P receptors and are secreted extracellularly. Consequently, lysosomes are deprived of hydrolytic enzymes, while undigested substrates accumulate intracellularly, forming characteristic fibroblast inclusions - “inclusion-cell”. Thus, hypersecretion of extracellular enzymes coexists with intracellular storage of substrates. Conclusion. These findings demonstrate that mutations that disrupt GlcNAc phosphotransferase activity constitute a pathogenic mechanism in I-cell disease. These genetic defects disrupt M6P-mediated lysosomal enzyme trafficking, triggering a variety of different cellular pathologies.