Relación estructura-función de la enzima uroporfirinógeno descarboxilasa: implicancias para la comprensión y el tratamiento de la porfiria cutánea tarda / Structure-function relationship of the enzyme uroporphyrinogen decarboxylase: implications for the understanding and treatment of porphyria cutanea tarda / Relação estrutura-função da enzima uroporfirinogênio descarbioxilase: implicações para a compreensão e tratamento da porfiria cutânea tardia / Reconocimiento a la trayectoria del Prof. Dr. Juan Miguel Castagnino†

Resumen La uroporfirinógeno descarboxilasa humana (UROD-h) es la quinta enzima del camino biosintético del hemo y su actividad deficiente, relacionada a mutaciones en su gen, se encuentra asociada a un subgrupo de porfirias. El objetivo de este trabajo fue estudiar la relación entre la dimerización de la enzima y su actividad enzimática y comprobar si la dimerización de UROD-h es imprescindible tanto para la primera etapa de la reacción (urogen→heptagen), como para la segunda etapa (heptagen→coprogen). Con ese objetivo, se expresó y purificó la UROD-h hasta homogeneidad, se analizó el comportamiento dímero-monómero bajo distintas condiciones que pudieran desplazar el equilibrio de dimerización y se evaluó la actividad enzimática en dichas condiciones. Los resultados obtenidos sugieren que la especie activa para la primera etapa de la reacción es el homodímero y que tanto el dímero como el monómero se comportan como especies activas para la segunda etapa de la reacción. Se propone que mutaciones clínicas como la Y311C, existentes en pacientes con porfiria cutánea tarda, podrían afectar la estabilidad del dímero y podrían ser el blanco para futuras terapias génicas.

Abstract Human uroporphyrinogen decarboxylase (UROD-h) is the fifth enzyme in the heme biosynthetic pathway and its deficient activity, related to mutations in its gene, is associated with a subset of porphyrias. The objective of this work was to study the relationship between the dimerisation of the enzyme and its enzymatic activity and to verify if the dimerisation of UROD-h is essential both for the first stage of the reaction (urogen→heptagen), and for the second stage (heptagen→ coprogen). With this objective, the UROD-h was expressed and purified to homogeneity, the dimer- monomer behaviour was analysed under different conditions, which could shift the dimerisation equilibrium, and the enzymatic activity was evaluated under these conditions. The results obtained suggest that the active species for the first stage of the reaction is the homodimer, and both the dimer and the monomer behaved as active species for the second stage of the reaction. It is proposed that clinical mutations such as Y311C, existing in porphyria cutanea tarda patients, could affect dimer stability and could be the target of future gene therapies.

Resumo A enzima uroporfirinogênio descarboxilase humana (UROD-h) é a quinta enzima da via biossintética do heme e sua atividade deficiente, relacionada com mutações em seu gene, está associada a um subgrupo de porfirias. O objetivo deste trabalho foi estudar a relação entre a dimerização da enzima e sua atividade enzimática e comprovar se a dimerização da UROD-h é imprescindível tanto para a primeira etapa da reação (urogênio→heptagênio), quanto para a segunda etapa (heptagênio→coprogênio). Com esse objetivo, a UROD-h foi expressa e purificada até a homogeneidade, o comportamento de dímero-monômero foi analisado sob diversas condições, que puderam deslocar o equilíbrio de dimerização, e a atividade enzimática foi avaliada em tais condições. Os resultados obtidos sugerem que a espécie ativa para a primeira etapa da reação é o homodímero, e tanto o dímero quanto o monômero se comportam como espécies ativas para a segunda etapa da reação. Propõe-se que mutações clínicas como Y311C, existentes em pacientes com porfiria cutânea tardia, poderiam afetar a estabilidade do dímero e poderiam ser o alvo de futuras terapias gênicas em porfiria cutânea tardia.

Porfiria cutánea tarda vs pseudoporfiria cutánea tarda en un paciente en hemodiálisis. Presentación de un caso / Porphyria Cutaneous Tarda versus Pseudoporphyria Cutaneous Tarda in a hemodialysis patient. Case presentation

RESUMEN La porfiria cutánea tarda (PCT) es una enfermedad relativamente común. Es el resultado de la deficiencia funcional de una enzima llamada uroporfirinógeno descarboxilasa. En los pacientes en hemodiálisis periódica intermitente, se describe una situación clínica similar llamada pseudoporfiria cutánea tarda.Se presenta el caso de un paciente en hemodiálisis periódica intermitente durante 5 años con hepatopatía por virus C que desarrolla lesiones ampollosas en la piel expuesta al sol, y tuvo una respuesta adecuada a la terapéutica indicada (se basó en la restricción del uso del hierro, en un uso más efectivo de la eritropoyetina, flebotomías periódicas de poco volumen y protección de las radiaciones solares). Las lesiones desaparecieron con las medidas médicas adoptadas mejorando la calidad de vida del paciente.

ABSTRACT Porphyria cutanea tarda (PCT) is a relatively common disease. It is the result of the functional deficiency of an enzyme called uroporphyrinogen decarboxylase. In patients on intermittent periodic hemodialysis, it is described a similar clinical situation called late cutaneous pseudoporphyria. The case of a patient in intermittent periodic hemodialysis for 5 years is presented. The patient has C virus liver disease that develops bullous lesions on the skin exposed to the sun, and had an adequate response to the indicated therapy (based on the restriction of iron use, in a more effective use of erythropoietin, periodic phlebotomies of low volume and protection from solar radiation). The lesions disappeared with the medical measures taken to improve the patient's quality of life.

Estudio evolutivo de metabolitos porfirínicos de un caso de porfiria cutánea tardía / Porphyrins in a case of porphyria cutanea tarda: follow-up study

Resumen Las porfirias son errores congénitos poco frecuentes del metabolismo de las porfirinas. La porfiria cutánea tardía (PCT) es la más frecuente dentro de este grupo de enfermedades. Reportamos el estudio evolutivo de metabolitos porfirínicos de una paciente de 51 años con porfiria cutánea tardía, cuatro años después de su diagnóstico. Durante este período, se le indicó un esquema terapéutico de flebotomías en el Instituto de Hematología e Inmunología. Uno de los exámenes complementarios para su seguimiento fue la determinación de porfirinas totales en la orina, plasma y heces. Los resultados del estudio bioquímico de las porfirinas mostraron mejoría en todos los parámetros, lo que contribuyó a corroborar la utilidad del estudio de estos metabolitos como seguimiento de esta enfermedad y efectividad del tratamiento.

Abstract Porphyrias are rare congenital errors in the metabolism of porphyrins. Porphyria cutanea tarda is the most frequent among different types of porphyrias. We report the follow-up study of porphyrin metabolites of a 51-year-old patient with porphyria cutanea tarda four years later of her diagnosis. During this period, it was indicated a therapeutic scheme of phlebotomies in the Institute of Hematology and Immunology. One of the complementary examinations for its follow-up was the determination of total porphyrins in the urine, plasma and feces. Porphyrins in plasma decreased from 13 500 nmol/L at onset of disease to 250 nmol/L four years later. Although, porphyrins in feces and plasma could not quantify, we observed non-presence of peaks at 405 nm and 615.1 nm, respectively. These results contributed to corroborate the usefulness of the study of these metabolites for monitoring of this disease and effectiveness of the treatment.

Porfiria cutánea tarda como manifestación extrahepática de hepatitis C crónica: reporte de un caso / Porphyria cutanea tarda as extrahepatic manifestation of chronic hepatitis C: a case report

Se presenta el caso de un paciente varón de 56 años quien es evaluado por presentar a nivel del dorso de ambas manos cicatrices hiperpigmentadas e hipopigmentadas, asociadas a quistes de milia. Se le realizó estudios del metabolismo de las porfirinas y biopsia cutánea de las lesiones los cuales resultaron compatibles con porfiria cutánea tarda. En el laboratorio inicial se encontró elevación de los valores de transaminasas, identificándose posteriormente infección crónica por virus de hepatitis C. Con la finalidad de tratar la infección viral y resolver el compromiso dérmico, considerado como manifestación extrahepática del virus hepatitis C, se inició tratamiento con interferón pegilado y ribavirina evolucionando favorablemente con respuesta viral rápida, carga viral no detectable hasta la actualidad (36 semanas de tratamiento), disminución del nivel de transaminasas séricas y mejoría de las lesiones dérmicas.

The present case is a 56 year old male who present hyperpigmented and hypopigmented scars in both hands, associated with the presence of milia cysts. It was studied the metabolism of porphyrins and skin biopsy of the lesions which were compatible with porphyria cutanea tarda. In the initial laboratory, elevated transaminases values were found and subsequently identified chronic infection of hepatitis C virus. In order to treat viral infection and resolve the dermal commitment; considered extrahepatic manifestation of hepatitis C virus, treatment was started with pegylated interferon and ribavirin, with favorably development and rapid viral response, with undetectable viral load until now (24 weeks of treatment), decreased level of serum transaminases and improvement of skin lesions.

Aspectos patognomônicos da doença de Günther / Pathognomonic aspects of Günther?s disease

A doença de Günther ou porfiria eritropoiética congênita é uma desordem autossômica recessiva. Causada por um defeito na enzima uroporfirinogênio III sintase, leva a um acúmulo de isômeros não fisiológicos e patogênicos da porfirina. As manifestações clínicas da doença incluem eritrodontia, hipertricose, fragilidade óssea, complicações oculares, anemia hemolítica e fotossensibilidade extrema. Apesar da escassa literatura científica atualizada sobre a doença de Günther, realizou-se esta revisão bibliográfica com a finalidade de descrever pontos importantes da etiologia, diagnóstico, prognóstico, tratamento e prevenção dessa patologia. Foram consultadas as bases de dados Pubmed, Lilacs e SciELO determinando as buscas pelas palavras-chaves: porfiria eritropoiética, porfirias, porfiria cutânea tardia, porfiria variegata, porfiria hepatoeritropoiética e erros inatos do metabolismo. Pacientes com a doença de Günther podem apresentar as piores manifestações cutâneas de todas as porfirias, isso se dá devido ao aumento de porfirinas lipossolúveis que se depositam na pele. Na idade adulta os pacientes podem desenvolver osteólise severa, ressorção de falanges terminais, contraturas e outras deformidades. A deficiência de vitamina D, decorrente da não exposição ao sol, pode contribuir para tais anormalidades na estrutura do osso. Manifestações oculares incluem conjuntivite, blefarite, fotofobia, cataratas, perda de cílios e sobrancelhas e cicatriz na córnea, o que pode levar à cegueira. A doença de Günther apresenta uma variabilidade clínica considerável. Embora os tratamentos disponíveis sejam limitados, o prognóstico nem sempre é desfavorável.

Precipitating factors of porphyria cutanea tarda in Brazil with emphasis on hemochromatosis gene (HFE) mutations. Study of 60 patients / Fatores precipitantes na porfiria cutanea tardia no Brasil com enfase nas mutacoes do gene (HFE) da hemocromatose. Estudo de 60 casos

BACKGROUND: Porphyria cutanea tarda is the most common form of porphyria, characterized by the decreased activity of the uroporphyrinogen decarboxylase enzyme. Several reports associated HFE gene mutations of hereditary hemochromatosis with porphyria cutanea tarda worldwide, although up to date only one study has been conducted in Brazil. OBJECTIVES: Investigation of porphyria cutanea tarda association with C282Y and H63D mutations in the HFE gene. Identification of precipitating factors (hepatitis C, HIV, alcoholism and estrogen) and their link with HFE mutations. METHODS: An ambispective study of 60 patients with PCT was conducted during the period from 2003 to 2012. Serological tests for hepatitis C and HIV were performed and histories of alcohol abuse and estrogen intake were investigated. HFE mutations were identified with real-time PCR. RESULTS: Porphyria cutanea tarda predominated in males and alcohol abuse was the main precipitating factor. Estrogen intake was the sole precipitating factor present in 25% of female patients. Hepatitis C was present in 41.7%. All HIV-positive patients (15.3%) had a history of alcohol abuse. Allele frequency for HFE mutations, i.e., C282Y (p = 0.0001) and H63D (p = 0.0004), were significantly higher in porphyria cutanea tarda patients, compared to control group. HFE mutations had no association with the other precipitating factors. CONCLUSIONS: Alcohol abuse, hepatitis C and ...

FUNDAMENTOS: A porfiria cutânea tardia é a forma mais comum das porfirias e caracteriza-se pela diminuição da atividade da enzima uroporfirinogênio descarboxilase. Há vários relatos da associação das mutações do gene HFE da hemocromatose hereditária com porfiria cutânea tardia no mundo, mas até hoje apenas um estudo foi realizado no Brasil. OBJETIVOS: Estudar a associação da porfiria cutânea tardia com as mutações C282Y e H63D do gene HFE. Identificar os fatores precipitantes (hepatite C, HIV, etilismo e estrógeno) e sua relação com as mutações HFE. MÉTODOS: Estudo ambispectivo de 60 pacientes com porfiria cutânea tardia no período de 2003 a 2012. Investigou-se as sorologias para hepatite C, anti-HIV, histórico de etilismo e ingestão de estrógenos. As mutações HFE foram identificadas com PCR em tempo real. RESULTADOS: A porfiria cutânea tardia predominou no sexo masculino e o etilismo foi o principal fator precipitante. A ingestão de estrógenos foi o único fator precipitante em 25% das mulheres. A hepatite C estava presente em 41,7%. Todos os pacientes com HIV (15,3%) apresentavam etilismo associado. A frequência dos alelos C282Y (p=0,0001) e H63D (p=0,0004) do gene HFE foi significativamente mais elevada nos pacientes com porfiria cutânea tardia em relação à população controle. ...

Porfiria cutânea tarda e lúpus eritematoso sistêmico / Porphyria cutanea tarda and systemic lupus erythematosus

A associação de lúpus eritematoso sistêmico e porfiria, embora rara, é conhecida de longa data. Ela obriga o médico a realizar um cuidadoso diagnóstico diferencial das lesões bolhosas nesses pacientes e tomar cuidados com a prescrição de certas drogas, como a cloroquina. Esta, nas doses habituais para tratamento do lúpus, pode causar hepatotoxicidade em pacientes com porfiria. Descreve-se o caso de uma paciente com lúpus que desenvolveu lesões bolhosas compatíveis com porfiria cutânea tardia.

The co-existence of systemic lupus erythematosus and porphyria although rare has been known for a long time. This association forces the physician to make a careful differential diagnosis of the bullous lesions that might appear in such patients and to be careful when prescribing certain drugs such as chloroquine. This drug, when used in the regular doses for treating lupus, may cause hepatotoxicity in patients.suffering from porphyria. It is described here the case of a patient with lupus who developed bullous lesions compatible with porphyria cutanea tarda.

Estudo da imunofluorescência direta, imunomapeamento e microscopia ótica na porfiria cutânea tardia / Study of direct immunofluorescence, immunofluorescence mapping and light microscopy in porphyria cutanea tarda

FUNDAMENTO: Apesar de a porfiria cutânea tardia ser a mais frequente das porfirias, há poucos estudos que abordam sua fisiopatologia cutânea. OBJETIVO: Avaliar as alterações cutâneas na porfiria cutânea tardia utilizando a microscopia ótica e a imunofluorescência direta, antes e depois do tratamento com cloroquina. Realizar o imunomapeamento antigênico da bolha para estudo do seu nível de clivagem. MÉTODOS: Relata-se a microscopia ótica e imunofluorescência direta de 28 pacientes em três fases diferentes: 23 pacientes com porfiria ativa antes do tratamento (Fase A), sete pacientes com remissão clínica durante o tratamento (Fase B) e oito pacientes com remissão bioquímica (Fase C). O imunomapeamento foi realizado em sete pacientes. RESULTADOS: Na porfiria ativa, a imunofluorescência direta demonstrou fluorescência homogênea e intensa no interior e na parede dos vasos e na junção dermoepidérmica. Na remissão clínica (Fase B) e na remissão bioquímica (Fase C), o depósito de imunoglobulinas se manteve, mas o depósito de complemento apresentou diminuição na maioria. O imunomapeamento não demonstrou plano de clivagem fixo. CONCLUSÃO: Não houve correlação entre a resposta clínica e os depósitos de imunoglobulinas. A diminuição do complemento favorece a hipótese de que a ativação da cascata do complemento representa uma via adicional que leva à lesão endotelial.

BACKGROUND: Even though porphyria cutanea tarda is the most frequent type of porphyria, there are few studies about its cutaneous physiopathology. OBJECTIVE: To evaluate skin changes in porphyria cutanea tarda using light microscopy and direct immunofluorescence before and after treatment with chloroquine. To perform antigen immunomapping of bullae to study their level of cleavage. METHODS: Light microscopy and direct immunofluorescence of 28 patients are reported in three different phases: 23 patients with active porphyria before treatment (Phase A), 7 patients with clinical remission during treatment (Phase B), and 8 patients with biochemical remission (Phase C). Immunomapping was performed on 7 patients. RESULTS: In active porphyria, direct immunofluorescence showed homogenous and intense fluorescence on the inside and on the walls of blood vessels as well as in the dermal-epidermal junction. In clinical remission (Phase B) and biochemical remission (Phase C), the deposit of immunoglobulins was maintained, but the deposit of complement was reduced in most cases. Immunomapping revealed no standard cleavage plane. CONCLUSION: No correlation was observed between clinical response and immunoglobulin deposits. The reduction of complement favors the hypothesis that activation of the complement cascade represents an additional pathway that leads to endothelial damage.

Porfiria cutânea tardia: relato de dois casos / Porphyria cutanea tarda: case two reports

JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS: A infrequência da porfiria cutânea tardia (PCT) e as suas várias formas de apresentação clínica justificam tal exposição. O objetivo deste estudo foi relatar dois casos de PCT: uma secundária a fármacos e outra de origem familiar. RELATO DO CASO: Caso 1: Paciente do sexo feminino, 70 anos com lesões bolhosas e vesiculosas no dorso das mãos, face e couro cabeludo havia dois anos, além de cicatrizes com milium. Fazia uso de fenitoína para epilepsia, sendo a PCT desencadeada por este fármaco. Caso 2: Trata-se de uma paciente de 35 anos com lesões vesiculosas e bolhosas no dorso das mãos, úlceras de difícil cicatrização, hipercromia e hipertricose facial. História familiar positiva de um irmão com hemocromatose em tratamento.CONCLUSÃO: A PCT resulta de um defeito enzimático caracterizado por diminuição da atividade da uroporfirinogênio-decarboxilase. Hemocromatose hereditária, hepatite C, estrógenos e história familiar constituem os principais fatores de risco para porfiria cutânea tardia. Clinicamente, observam-se vesículas, bolhas e ulcerações em áreas fotoexpostas, cicatrizes, pequenos cistos (milium), hipertricose e hiperpigmentação cutânea. O diagnóstico é clínico associado à dosagem de porfirinas na urina, sangue e fezes, podendo ser complementado com o exame histopatológico. A terapêutica inclui a eliminação do fator causal, flebotomias repetidas e/ou administração de cloroquina ou cimetidina por via oral.

BACKGROUND AND OBJECTIVES: The porphyria cutanea tarda (PCT) is an infrequent dermatosis and has several presentations that justify this paper. This objective of study was relating two PCT cases: one of them is a secondary drugs form and the other is a familiar one. CASE REPORT: Case 1: A woman patient, 70 old year with bullous and vesicles on the hand, face and scalp along two years beside milium scars. This patient was being treated with phenytoin for brain?s cysticercosis and this drug probably desencaded the PCT. The urinary?s porphyrinas dosage elevated associated with histopalogic confirmed the diagnostic. Case 2: Woman patient, 35 old year with bullous and vesicles on the hand, ulcers that not scars. There was facial hypercromia and hypertrichosis. Hers brothers has hemocromatosis. CONCLUSION: The PCT is an enzymatic defect characterized for reduced uroporphyrinogen decarboxilasi?s activity. Hereditary hemocromatosis, C hepatitis, estrogens and family history are the main risk factors for porphyria cutanea tarda. Clinically, we can observe vesicles, bullae and ulcers in areas exposed to light, atrophic scars, small cysts (milia), hypertrichosis and cutaneous hyper pigmentation. Clinical aspects associated to porphyrina's detection urinary, blood and stools makes the diagnosis. It can be complemented by skin's histopathology. The treatment can be done by eliminating the risk factors, repeated phlebotomies and/or introducing oral chloroquine or cimetidine.