Autophagy in childhood neurological disorders

Dev Med Child Neurol. 2019 Jun;61(6):639-645. doi: 10.1111/dmcn.14092. Epub 2018 Nov 12.

Abstract

Autophagy is a tightly modulated lysosomal degradation pathway. Genetic disorders of autophagy during nervous system development may lead to developmental delay, neurodegeneration, and other neurological signs in children. Here we aimed to summarize single gene disorders that perturb various steps of autophagy pathway and their roles in the causation of childhood neurological diseases. Numerous childhood-onset disorders are caused by mutations that impact the autophagy pathway. These can manifest with a range of features including ataxia, spastic paraplegia, and intellectual disability. Defective proteins causing such diseases can interfere with autophagy flux at different stages of the itinerary. Defective autophagy may be an important contributor to the pathological features of various childhood neurodegenerative diseases and lead to the accumulation of aberrant protein and dysfunctional organelles. Insights into the relevant cell biological processes may help understand pathophysiological mechanisms and inspire autophagy-restoring therapeutic approaches. WHAT THIS PAPER ADDS: Numerous childhood-onset disorders are caused by mutations that impact the autophagy pathway. Defective autophagy is a feature of some mutations that cause ataxia, spastic paraplegia, and intellectual disability.

AUTOFAGIA EN TRASTORNOS NEUROLÓGICOS INFANTILES: La autofagia es una vía de degradación lisosomal estrechamente modulada. Los trastornos genéticos de la autofagia durante el desarrollo del sistema nervioso pueden llevar a retrasos en el desarrollo, neurodegeneración y otros signos neurológicos en los niños. Aquí nos propusimos resumir los trastornos de un solo gen que perturban varios pasos de la vía de autofagia y sus funciones en la causa de las enfermedades neurológicas infantiles. Numerosos trastornos de inicio en la infancia son causados ​​por mutaciones que afectan la vía de la autofagia. Estos pueden manifestarse con una variedad de características que incluyen ataxia, paraplejia espástica y discapacidad intelectual. Las proteínas defectuosas que causan tales enfermedades pueden interferir con el flujo de autofagia en diferentes etapas del itinerario. La autofagia defectuosa puede contribuir de manera importante a las características patológicas de diversas enfermedades neurodegenerativas infantiles y conducir a la acumulación de proteínas aberrantes y orgánulos disfuncionales. La información sobre los procesos biológicos celulares relevantes puede ayudar a comprender los mecanismos fisiopatológicos e inspirar enfoques terapéuticos de restauración de la autofagia.

AUTOFAGIA EM DESORDENS NEUROLÓGICAS DA INFÂNCIA: Autofagia é uma via de degradação lisossômica fortemente modulada. Desordens genéticas de autofagia durante o desenvolvimento do sistema nervoso central podem causar atraso do desenvolvimento, neurodegeneração, e outros sinais neurológicos em crianças. Aqui, visamos sintetizar desordens de genes únicos que perturbam várias etapas da via de autofagia, e seu papel na ocorrência de doenças neurológicas da infância. Várias desordens de início na infância são causadas por mutações que afetam a via da autofagia. Estas podem se manifestar com uma variedade de aspectos incluindo ataxia, paraplegia espástica, e deficiência intelectual. Proteínas defeituosas que causam tais doenças podem inteferir com o fluxo de autofagia em diferentes estágios do itinerário. A autofagia defeituosa pode ser um fator importante contrbuindo para aspectos patológicos de diversas doenças neurodegenerativas da infância e causar acúmulo de proteínas aberrantes e organelas disfuncionais. A compreensão dos processos biológicos celulares relevantes pode ajudar a compreender mecanismos patofisiológicos e inspirar abordagens terapêuticas que restaurem a autofagia.

Publication types

  • Research Support, Non-U.S. Gov't
  • Review

MeSH terms

  • Autophagy / genetics*
  • Child
  • Humans
  • Nervous System Diseases / genetics*
  • Nervous System Diseases / metabolism*
  • Signal Transduction / genetics*