Účinek izoniazidu na hladiny protoporfyrinu u erytropoetické protoporfyrie (INHEPP)

Klinicky se erytropoetická protoporfyrie (EPP) i X-vázaná EPP (XLEPP) vyznačují bolestivou kožní fotosenzitivitou bez puchýřů s nástupem v raném dětství. EPP je nejčastější porfyrií u dětí a třetí nejčastější u dospělých (po porphyria cutanea tarda a akutní intermitentní porfyrii). Zprávy o prevalenci se pohybují mezi 5 a 15 případy na milion obyvatel.

EPP je ve většině případů způsobena sníženou aktivitou ferochelatázy (FECH), enzymu, který katalyzuje inkorporaci železnatého železa do PPIX, což je poslední krok při produkci hemu. Vzorec dědičnosti je autozomálně recesivní. Homozygotnost pro mutaci FECH je však vzácná. Snížená aktivita je spíše důsledkem kombinace zděděné inaktivační mutace ovlivňující jednu alelu FECH a intronového polymorfismu, který mění sestřih druhé alely. Alternativní sestřihové místo, je-li použito, produkuje nefunkční FECH messenger ribonukleovou kyselinu (mRNA). Alternativní místo sestřihu se používá přibližně 40 % času. Polymorfní alela tedy produkuje přibližně 60 % normální aktivity FECH a z tohoto důvodu se nazývá hypomorfní. Když je hypomorfní alela FECH v trans s nefunkční mutantní alelou, výsledkem je 30 % nebo méně normální aktivity enzymu FECH. Tato subnormální aktivita FECH se stává limitující rychlostí, což vede k akumulaci intracelulárního PPIX. Ačkoli je defekt pravděpodobně exprimován ve všech tkáních, PPIX zodpovědný za fotosenzitivitu pochází primárně z retikulocytů dřeně.

Syntáza kyseliny aminolevulové (ALAS), první a rychlost omezující enzym v biosyntetické dráze hemu, katalyzuje kondenzaci glycinu a sukcinyl-koenzymu A (sukcinyl-CoA) za vzniku kyseliny aminolevulové (ALA) a vyžaduje pyridoxal 5'- fosfát jako kofaktor. ALAS v savčích buňkách je lokalizován v mitochondriální matrici. Enzym je syntetizován jako prekurzorový protein v cytosolu a transportován do mitochondrií. Dva samostatné geny ALA syntázy kódují housekeeping (tkáňově nespecifické) a erytroidní specifické formy enzymu (ALAS1 a ALAS2, v tomto pořadí). Gen pro lidský ALAS1 je na 3p.21 a lokus pro ALAS2 na X-chromozomu na Xp11.2.

Tyto dvě formy ALAS jsou rozdílně regulovány, ALAS1 je provozní gen exprimovaný ve všech buňkách a ALAS2 je řízen erytroidními specifickými transkripčními faktory GATA1 a NF-E2. Navíc mRNA ALAS2 obsahuje prvek reagující na železo (IRE) ve své 5'-nepřekládané oblasti, podobně jako mRNA kódující feritin a transferinový receptor (ve kterém je IRE v 3' UTR genu). Gelová retardační analýza ukázala, že prvek reagující na železo v mRNA ALAS2 je funkční [jak dokazuje vazba na protein regulátoru železa 2 (IRP2)], což naznačuje, že translace erytroidně specifické mRNA je přímo spojena s dostupností železa a hemu v erytroidní buňky. V tomto případě, když je intracelulární koncentrace železa relativně vysoká, je dostupné pro vazbu na IRP2, což je proces, který zvyšuje ubikvitinem zprostředkovanou degradaci IRP2. Za těchto podmínek není IRP2 k dispozici pro vazbu na prvek IRE v ALAS2, čímž se zpráva vymaže pro efektivní překlad. Naopak, když je intracelulární železo relativně nízké, degradace IRP2 je omezena, čímž je protein dostupný pro vazbu na IRE a tím blokuje translaci ALAS2 mRNA.

Nedávno se ukázalo, že variantní forma EPP, zděděná v X-vázaném vzoru (XLEPP), je způsobena mutací ALAS2 gain-of-function v exonu 11. Výsledkem mutace je zkrácená forma proteinu, která má supranormální specifickou aktivitu v důsledku méně omezených interakcí enzym-substrát, což vede k nadprodukci PPIX. Tato situace je v kontrastu s EPP s mutovaným FECH, ve kterém se PPIX hromadí kvůli nedostatečné tvorbě hemu.

ALAS1 a 2 používají pyridoxalfosfát (PLP) jako kofaktor. PLP je modifikovaná forma vitaminu B6. Bylo prokázáno, že PLP tvoří komplexy s isoniazidem, který vyčerpává kofaktor. Toto vyčerpání PLP bylo jednou z příčin sideroblastické anémie.

Vyšetřovatelé budou testovat hypotézu, že vyčerpání PLP povede ke snížení aktivity ALAS.