Влияние изониазида на уровень протопорфирина при эритропоэтической протопорфирии (INHEPP)

Клинически как эритропоэтическая протопорфирия (ЭПП), так и Х-сцепленный ЭПП (XLEPP) характеризуются болезненной кожной фоточувствительностью без образования волдырей с началом в раннем детстве. ЭПП является наиболее распространенной порфирией у детей и третьей по частоте у взрослых (после поздней кожной порфирии и острой перемежающейся порфирии). Сообщения о распространенности варьируют от 5 до 15 случаев на миллион населения.

ЭПП в большинстве случаев обусловлен снижением активности феррохелатазы (FECH), фермента, который катализирует включение двухвалентного железа в PPIX, заключительный этап образования гема. Тип наследования аутосомно-рецессивный. Однако гомозиготность по мутации FECH встречается редко. Скорее, снижение активности является следствием комбинации наследуемой инактивирующей мутации, затрагивающей один аллель FECH, и интронного полиморфизма, который изменяет сплайсинг другого аллеля. Альтернативный сайт сплайсинга при использовании продуцирует нефункциональную информационную рибонуклеиновую кислоту (мРНК) FECH. Альтернативный сайт сплайсинга используется примерно в 40% случаев. Следовательно, полиморфный аллель вызывает примерно 60% нормальной активности FECH и по этой причине называется гипоморфным. Когда гипоморфный аллель FECH находится в транс-положении с нефункциональным мутантным аллелем, результат составляет 30% или менее от нормальной активности фермента FECH. Эта субнормальная активность FECH становится ограничивающей скорость, что приводит к накоплению внутриклеточного PPIX. Хотя дефект предположительно выражен во всех тканях, PPIX, ответственный за фоточувствительность, происходит главным образом из ретикулоцитов костного мозга.

Синтаза аминолевулиновой кислоты (ALAS), первый и ограничивающий скорость фермент в пути биосинтеза гема, катализирует конденсацию глицина и сукцинил-Коэнзима А (сукцинил-КоА) с образованием аминолевулиновой кислоты (АЛК), для чего требуется пиридоксаль 5'- фосфат как кофактор. ALAS в клетках млекопитающих локализуется в митохондриальном матриксе. Фермент синтезируется как белок-предшественник в цитозоле и транспортируется в митохондрии. Два отдельных гена ALA-синтазы кодируют «домашнюю» (тканево-неспецифическую) и эритроид-специфическую формы фермента (ALAS1 и ALAS2 соответственно). Ген ALAS1 человека находится на 3p.21, а локус ALAS2 - на Х-хромосоме, на Xp11.2.

Две формы ALAS регулируются по-разному, ALAS1 является геном домашнего хозяйства, экспрессируемым во всех клетках, а ALAS2 управляется специфическими для эритроидного ряда транскрипционными факторами GATA1 и NF-E2. Кроме того, мРНК ALAS2 содержит железочувствительный элемент (IRE) в своей 5'-нетранслируемой области, подобно мРНК, кодирующим ферритин и рецептор трансферрина (в которых IRE находится в 3'-UTR гена). Анализ замедления геля показал, что чувствительный к железу элемент в мРНК ALAS2 является функциональным [о чем свидетельствует связывание с белком-регулятором железа 2 (IRP2)], что указывает на то, что трансляция эритроид-специфичной мРНК напрямую связана с доступностью железа и гема в эритроидные клетки. В этом случае, когда внутриклеточная концентрация железа относительно высока, оно доступно для связывания с IRP2, процесс, который усиливает убиквитин-опосредованную деградацию IRP2. В этих условиях IRP2 недоступен для привязки к элементу IRE в ALAS2, очищая сообщение для эффективного перевода. И наоборот, когда внутриклеточное железо относительно низкое, деградация IRP2 ограничивается, что делает белок доступным для связывания с IRE и тем самым блокирует трансляцию мРНК ALAS2.

Недавно было показано, что вариантная форма ПКП, наследуемая по Х-сцепленному типу (XLEPP), связана с мутацией приобретения функции ALAS2 в экзоне 11. Мутация приводит к укороченной форме белка, который обладает сверхнормальной специфической активностью в результате менее ограниченных взаимодействий фермент-субстрат, что приводит к перепроизводству PPIX. Эта ситуация отличается от ПКП с мутацией FECH, при которой PPIX накапливается из-за недостаточного образования гема.

ALAS1 и 2 используют пиридоксальфосфат (PLP) в качестве кофактора. PLP представляет собой модифицированную форму витамина B6. Было показано, что комплексы PLP с изониазидом истощают кофактор. Это истощение PLP было одной из причин сидеробластной анемии.

Исследователи проверят гипотезу о том, что истощение PLP приведет к снижению активности ALAS.