Spigolature di Genetica Clinica/Umana Marzo 2013. R. Tenconi

Raccolta e brevi commenti di articoli di Genetica Medica e Umana e di interesse generale del mese di Marzo 2013 che hanno attirato la mia attenzione o curiosità, pubblicati nelle seguenti riviste: Lancet, Lancet Neurology, Nature, Nature Biotechnology, Nature Genetics, Nature Medicine, Nature Reviews Genetics, Nature Reviews Neuroscience, NEJM, PNAS, Science, Cell.

EPIGENETICA

Influence of Metabolism on Epigenetics and Disease. Cell 2013;153:56. Review sugli enzimi responsabili delle modificazioni chimiche degli istoni e del DNA (metilazione e acetilazione istonica, metilazione del DNA) che si ritiene siano sensibili alle modificazioni del metabolismo intracelluare. La review presenta le conoscenze relative all’effetto di mutazioni di enzimi metabolici (Succinato deidrogenasi, Fumarato idratasi, Isocitrato deidrogenasi) che possono determinare il cancro e, più in generale, di come alterazioni del metabolismo e della nutrizione (Nutrition, Epigenetics, and Disease) possono contribuire alla malattia. In particolare la fame in età infantile può determinare ridotta metilazione del DNA di specifici loci come il gene IGF2 e, come sappiamo(vedi sotto), causare, decenni dopo, obesità, dislipidemia e resistenza insulinica.

Transgenerational epigenetic inheritance: how important is it? Perspective. Nature Reviews Genetics 2013;14:228. Il parere di 5 ricercatori nell’area nell’epigenetica che lavorano con organismi diversi, dall’uomo a organismi modello. Dal brevissimo sunto: attraente l’eredità transgenerazionale epigenetica, ma dobbiamo ancora saperne l’entità e l’impatto che può avere sugli organismi. I pareri degli esperti è una miscela di estremo interesse per l’argomento ma anche di cautela sulla trasmissione epigenetica alle generazioni successive, anche tenendo conto delle notevoli differenze interspecie dei meccanismi che possono essere coinvolti. Domande: 1. How much transgenerational epigenetic inheritance takes place? 2. How much impact does transgenerational epigenetic inheritance have on organisms?

Non ho avuto tempo di leggerli tutti, solo quello, per conoscenza e stima di Marcus Pembrey, Professore Emerito di Genetica pediatrica di Londra, che scrive dei geni con effetto imprinting (vedi il magnifico Catalogue of Parent of Origin Effects: http://igc.otago.ac.nz/home.html) con la tabella riassuntiva (http://igc.otago.ac.nz/1101Summary-table.pdf delle unità trascrizionali con imprinting dell’uomo e del topo). “I expect transgenerational epigenetic inheritance to be dependent on the DNA context, but this does not exclude an enduring change in gene expression (without DNA sequence change) in response to paternal or ancestral environmental exposures” (ricordo tra i tanti: Daddy Issues: Paternal Effects on Phenotype. Cell 2012;151:702)(Articoli Interesse Nov 2012)(Rocking the foundations of molecular genetics. PNAS 2012;109:16400)(Articoli interesse Ottobre 2012). Pembrey ricorda lo studio di popolazione di un piccolo paese del Nord della Svezia (Överkalixin) in cui si è dimostrata una relazione tra variazioni di appovvigionamento alimentare, con periodo sensibili (seconda infanzia) e periodi non sensibili (pubertà), e effetti sulla salute (mortalità, diabete) nei nipoti con un effetto sesso specifico (padre del padre – solo nipoti maschi; padre della madre – nipoti femmine). Lo studio ALSPAC) Avon Longitudinal Study of Parents and Children ha messo in evidenza che l’esposizione paterna al fumo prima degli 11 anni (ma non dopo) è correlata con un maggiore indice BMI a 9 anni dei figli.

Quantification of excess risk for diabetes for those born in times of hunger, in an entire population of a nation, across a century. PNAS 2013;110:4603. In una popolazione di 325.000 pz austriaci in trattamento per diabete (2006-2007) è stata valutato l’eccesso di rischio per diabete provocato da malnutrizione nelle prime fasi della vita. E’ stato trovato un considerevole eccesso di rischio di diabete nelle persone nate durante o immediatamente dopo 3 principali periodi di restrizione alimentare in Austria (1918-19, 1983, 1946-47). In particolare per gli anni ’18-’19 il rischio è stato del 40% rispetto agli anni ’18-’22, con nessuno o ridotto rischio per quelle regioni dove non c’è stata restrizione alimentare, confinanti con la Svizzera (che sia stato l’effetto cioccolato? Ndr). Nei due periodi successivi l’eccesso di rischio è stato minore. Questi dati sono supportati da dati di altre nazioni (Olanda, Cina, Nigeria, Finlandia) e sottolineano l’importanza di assicurare un’alimentazione sufficiente nel periodo prenatale e infantile (anche dopo ovviamente, ma in questo periodo ci sono poi conseguenze anche gravi a distanza, ndr).

BIOLOGIA – GENETICA

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Momentum grows to make ‘personalized’ medicine more ‘precise’. Nature Medicine 2013;19:249. E’ ora il tempo di cambiare il nome di “medicina personalizzata”, dicono alcuni, perché il termine implica che ogni pz ha la sua cura, diversa da quella degli altri. Anche se nella pratica medica è così, c’è un movimento di opinione che vuole cambiare e parlare di “medicina di precisione”, termine che è entrato nel lessico scientifico nel 2008 per descrivere come la diagnosi molecolare consenta di porre una diagnosi di certezza senza basarsi sull’intuizione, che è stata sinora l’arma classica del medico. Con la possibilità di classificare il pz in sottogruppi di patologia omogenei (lumping and splitting su base molecolare, ndr). Ma altri, come il presidente di Personalized Medicine Coalition, commentano che tra i due termini non c’è uno iota di differenza. Buono il commento finale: “If the ‘precision’ versus ‘personalized’ debate leads to some serious introspection about where genomic medicine needs to go, it will illustrate that names do matter” (commento personale: la pratica medica è certamente migliorabile con la tecnica, ma la medicina non sarà mai, credo, una scienza perfetta, vedi sotto, ndr).

(De)Personalized Medicine. Science 2013;339:1155. Che comincia con la definizione: genomics-based knowledge that “promises the ability to approach each patient as the biological individual he or she is”, che però non include gli aspetti clinici, sociali e ambientali che possono modificare l’esito della malattia e che quindi vanno incorporati, se no siamo nella medicina depersonalizzata. Ma sappiamo bene che il principio base della medicina clinica: c’è una molto ampia variazione di risposta clinica, soprattutto terapeutica, dovuta alla enorme eterogeneità clinica delle persone. L’A porta degli esempi efficaci: un terzo del trascrittoma dei berberi, popolazione geneticamente omogenea ma che vivono in ambienti diversi (nomadi, agricoltori di montagna, urbanizzati), è correlato con le differenti condizioni ambientali. Nelle malattie cardiovascolari i classici fattori ambientali (pressione arteriosa, colesterolemia) hanno molto più peso dei fattori genetici (geni associati alla malattia) nel predire la suscettibilità alla malattia. Altro esempio è quello classico degli indiani Pima americani, con un loro profilo genetico predisponente al diabete; nel loro ambiente naturale (dieta e caccia) rispetto a ora con ambiente cambiato (stanziali, dieta occidentale all’americana prodiabetogena). Perché il rischio di depersonalizzazione? (sintetizzo io: considerare il pz, non come persona nel suo intero, ma come malattia). E conclude: “The failure to give suitable weight to clinical variation is not the fault of the statistical paradigm any more than it is the fault of the molecular orientation of contemporary medicine. The problem lies with the atrophy of clinical science”. (Magistrale, ndr).

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Gene-analysis firms reach for the cloud Nature 2013;495:293. Sottotitolo: Online bioinformatics companies rush to provide genomics platforms and software for hospitals. Inizio come spesso all’americana: XY del Centro per le malattie rare ebraiche di New York sostiene che il sequenziamento dell’intero genoma è la parte più facile, costa poco e si fa, ma sarebbe eccessivamente dispendioso mantenere personale per l’analisi dei dati di persone con una malattia rara che si sottopongono per diagnosi all’esame. Così è più conveniente appaltare parzialmente questo compito. Così invia i dati del pz a cloud-computing software platforms che con 100 D USA lo aiuta nell’analisi con risultati che può condividere anche con altri senza passare per il lento internet (vedi Gene sequencing leaves the laboratory. Maturing technology speeds medical diagnoses. Nature 2013; 494:290). Così come i funghi in autunno sono sorte compagnie secondo il principio “Where there is a need, there is also money to be made”. Ci sono Co. che con il sistema “cloud-based platform” (macchine virtuali remote) consentono all’utente di mettere i loro dati e usare gli algoritmi, compagnie che aiutano a fare un elenco per probabilità di patogenicità delle varianti trovate con il sequenziamento dell’intero genoma di una persona, quelle che offrono il sequenziamento e aiutano anche nell’interpretazione. Ma queste Co. devono provare che quello che propongono è molto meglio dei programmi gratuiti scaricabili e nello stesso tempo non devono svelare la loro metodologia. Il problema non da poco è la privacy perché si caricano dati “nella nuvola”. E quindi per ovviare al problema si vendono macchine e server per l’analisi in loco. Probabilmente più iniziative con possibilità di scelta (da genetista clinico non sono interessato a fare tutto in casa, mi piacerebbe che ci fosse la possibilità di fare eseguire il sequenziamento da chi sa farlo bene, presto e a basso costo e avere l’aiuto nell’interpretazione dei dati, il mio lavoro sta nel verificare se quanto trovato con il sequenziamento ha un senso per il fenotipo del mio pz e come tradure il risultato nella consulenza, ndr).

Single-cell sequencing in its prime. Nature Biotechnology 2013;31:111. Il sequenziameno genomico di una singola cellula, utile in alcuni campi quali l’analisi aplotipica, cancro, e variabilità genomica (metterei anche diagnosi preimpianto, ndr) è resa possibile da tecniche che ottengano un’alta percentuale di genoma con minima amplificazione. Vengono discussi i vantaggi di un nuovo metodo, chiamato “multiple annealing and looping-based amplification cycles (MALBAC)”. Ma occorrono più studi per verificarne l’efficacia, perché da quanto risulta sono bassi i falsi negativi, ma alti i falsi positivi.

Genotype to phenotype: lessons from model organisms for human genetics. Nature Reviews Genetics 2013:14:168. L’introduzione di questa Review pone una questione fondamentale: nell’uomo sono state individuate migliaia di varianti genetiche associate a malattie comuni, e questo sta rivoluzionando non solo l’approccio diagnostico ma anche, per quello che stiamo capendo della funzione dei geni e del network genetico base delle malattie, la prevenzione e soprattutto la terapia. Ma quando si trovano in una specifica persona specifiche varianti genetiche, questa persona avrà tutte le relative malattie? Ma “a patient does not want to know the typical outcome of a mutation that they carry: they want to know what will actually happen to them”. Come si può rispondere a questa domanda? Nella review, che presenta studi dei non vertebrati in cui è possibile condurre esperimenti su larga scala, viene presentato come i modelli in vivo possono aiutarci a prevedere l’effetto fenotipico in base alla sequenza genomica (whole-genome reverse genetics) e perchè in molti casi questo non sia possibile. Ma i modelli animali vanno considerati come strumenti per capire, perché alterando moduli genetici ortologhi si possono ottenere fenotipi diversi in un organismo rispetto all’altro, come nella C. elegans, ad es. (Fig. 1) in cui mutazioni di un modulo di geni di risposta a danni del DNA, che nella specie umana causano cancro mammario, nella C. Elegans determinano un’alta incidenza di fenotipi maschili (Him); ma studiare gli altri geni del modulo responsabile del fenotipo Him può portare all’individuazione di altri geni del cancro del seno.

Direct production of mouse disease models by embryo microinjection of TALENs and oligodeoxynucleotides. 110:3782. Vengono presentate le potenzialità della tecnica di ingegneria genomica, TALENs (transcription activator–like effector nucleases) per distruggere o modificare specifici geni per avere modelli animali. Si tratta di una proteina che taglia il DNA in siti specifici e la riparazione modifica il gene (vedi anche Genomic cruise missiles. Science 2012;338:1526)(vedi Spigolature Dicembre 2012). Questo perché la creazione di modelli animali è molto costosa e richiede molto tempo. Ne vengono dimostrati gli ulteriori sviluppi nel creare modelli di topo con la microiniezione di TALENs e oligonucleotidi sintetici nell’embrione di topo in modo da avere eterozigoti mutanti in poche settimane.

Science 1 March

Mastering Meiosis. Science 1 March 2013. La segregazione cromosomica alla mitosi e alla meiosi è regolata da chinasi e fosfatasi. La famiglia delle Aurora chinasi sono fondamentali per il corretto orientamento cromosomico nel fuso. E’ stato seguito nel lievito (Mps1 and Ipl1/Aurora B Act Sequentially to Correctly Orient Chromosomes on the Meiotic Spindle of Budding Yeast. Science 2013;339:1071) il movimento cromosomico nelle varie fasi di legame con le fibre del fuso e il ruolo delle due chinasi conservate nell’evoluzione (Ipl1/Aurora B and Mps1) nell’appaiamento cromosomico, nel loro orientamento e nella loro segregazione, agendo in sequenza. Quello che sorprende è che molte coppie di cromosomi inizialmente hanno un alterato legame cinetocore-microtubuli che deve essere corretto dall’azione delle due chinasi.

Mice poor models for inflammation. Nature 2013;495:285. Menzionato e commentato uno degli articoli più letti (Genomic responses in mouse models poorly mimic human inflammatory diseases. PNAS 11 Feb 2013) in cui si sottolinea che il topo è un pessimo modello per le risposte infiammatorie. Hanno visto che i profili di espressione genome-wide delle persone con ustioni o sepsi o altre stress acuti infiammatori correlano bene tra loro, ma non correlano affatto con il modello murino sotto stress infiammatorio. Consiglio generale e condivisibile: la qualità del modello di una malattia umana non si deve basare solo sulla somiglianza clinica ma anche sulla somiglianza bio-molecolare.

SnapShot: Replication Timing. Cell 2013, March 14;152:1390.e1. Tempo di replicazione del lievito e dei mammiferi.

Genome-wide scan of healthy human connectome discovers SPON1 gene variant influencing dementia severity. PNAS 2013;110:4768. Il connettoma?

DNA transplants. Nature 2013;495:414. In UK i legislatori alla fine dopo lunga discussione hanno approvato con una legge del 20 Marzo 2013 (sono i primi) la legalizzazione del trapianto di DNA nucleare da un oocita con mutazioni mitocondriali in un oocita di donatore a cui è stato tolto il nucleo e con fecondazione di uno spermatozoo paterno (“three-parent baby”). Questo per prevenire la nascita di un bambino con malattia mitocondriale (go.nature.com/gxvwkv)(vedi anche varie Spigolature 2012: Ethics of mitochondrial donation. Lancet 2012;379:2314; Fertile union. Nature 2012;481:410)(non è vero che di madre ce n’è una sola, ndr).

SPERIMENTAZIONI CLINICHE- TERAPIE

Antisense battles small molecule for slice of rare lipid disorder market. Nature Biotechnology 2013;31:179. La FDA ha approvato un farmaco Juxtapid (lomitapide) della Aegerion Pharmaceuticals e Kynamro (mipomersen) della Sanofi e Isis Pharmaceuticals per curare la rarissima ipercolesterolemia familiare AR (MIM #603813), il primo via farmaco antisenso per via sistemica. Juxtapid agisce sula proteina microsomiciale di trasferimento dei trigliceridi che facilita l’assemblaggio e la secrezione di lipoproteine nell’intestino, mentre Kynamro interrompe la formazione di lipoproteine bloccando la traduzione di ApoB. Aperta la via per le terapie antisenso. E altre info sulla terapia genica di altre malattie.

Another blow for ALS. Nature Biotechnoloy 2013;31:185. Fallimento della terapia con Dexpramipexole per la Sclerosi Laterale amiotrofica, fase 3. La fase 2 aveva suggerito un miglioramento del 39% nel rallentamento della malattia rispetto al placebo.

Orphazyme. Editors’ pick. Nature Biotechnology 2013;31:189. L’Europa ha approvato il brevetto la terapia con proteina heat shock 70 (Hsp70)(Orphazyme)(proteine espresse ubiquitariamente ed importanti per il macchinario cellulare di ripiegamento delle proteine. Le proteine HSP70 infatti aiutano le altre proteine nascenti a raggiungere la struttura spaziale definitiva ed aiutano la cellula a proteggersi da fattori di stress, quali ad esempio il calore)(wiki) per la terapia delle malattie lisosomiali, singolarmente rare, ma questa terapia chaperonica (che previene le associazioni non corrette e le aggregazione di catene polipeptidiche non ripiegate) è una terapia per più malattie. E questo fornisce un notevole vantaggio economico per chi la produce. Le terapia in corso sono costosissime (Gaucher 550.000 D USA/a/pz, Fabry 250.000/a/pz!)(quale società futura potrà permettersi questi costi nel SSN, costi che saliranno enormemente per la medicina personalizzata? Ndr).

Regulatory Innovation and Drug Development for Early-Stage Alzheimer’s Disease, NEJM 2013;368:1169.

La raccomandazione della FDA, per i nuovi farmaci proposti per l’Alzheimer, è che “improved cognition should be accompanied by evidence of improvement in function”, ma, come dice l’articolo, siccome le terapie vanno applicate in epoca presintomatica (vedi la selezione di articoli precedenti) o quasi  non abbiamo misure di funzione prima dell’inizio della demenza. In questi anni accanto alle considerevoli conoscenze fisiopatologiche abbiamo avuto un notevole sviluppo di studi osservazionali con l’individuazione di marker precoci di malattia, ma purtroppo pochi farmaci, che magari hanno dimostrato, come quelli che riducono i livelli di amiloide, di interagire con quello che riteniamo siano i bersagli cerebrali ma non hanno avuto effetti clinici significativi in fase 3 di sperimentazione, forse perché applicati troppo tardi. E’ una priorità la necessità di trovare una cura per una malattia devastante che diventerà un’epidemia con l’aumento di età della popolazione.

PER I PEDIATRI E PER ALTRI SPECIALISTI (Neurologi, Cardiologi, Psichiatri ecc.)

Short Stature in Childhood — Challenges and Choices. Clinical Practice. NEJM 2013;368:1220. L’articolo è introdotto da un esempio: una famiglia si rivolge al medico perché il loro figlio di 11.5 anni, che aveva una statura al 3° centile, ora è sotto il 1° centile. La statura dei genitori è di 167 cm e 152 cm. La sua crescita prenatale è stata normale, non ha avuto poi significative malattie, il suo sviluppo puberale e l’esame obiettivo sono normali. Gli esami sono normali: emocromo, VES, TSH, anticorpi transglutaminasi, IGF-I e GH dopo stimolo. L’età ossea è di 9 anni, e la statura prevista è di 165 cm +/- 3.3 cm. Che fareste?
Alla fine ci sono anche le (immancabili, ndr) line guida.

Unraveling the signaling pathways promoting fibrosis in Dupuytren’s disease reveals TNF as a therapeutic target. PNAS Published online February 19 2013;E928. La m. Dupuytren è una frequente (>7% della popolazione in USA) malattia fibroproliferativa con fibrosi e flessione delle dita formazione con problemi funzionali la cui cura è chirurgica e non risolutiva. Le cellule tipiche della MD sono miofibroblasti che esprimono α-actina muscolare liscia (α-SMA), isoforma tipica delle cellule muscolari lisce dei vasi. La differenziazione fibroblasti-miofibroblasti, che dipende da vari fattori ambientali tra cui TGF-β1, è caratterizzata da elevata e permanente espressione di TGF-β1 che promuove la proliferazione cellulare e la sovraespressione di α-SMA. Ma agiscono in questo processo anche fattori infiammatori come le citochine.

Nel lavoro si dimostra che TNF (Tumor necrosis factor) svolge un ruolo regolatorio del fenotipo dei miofibroblasti e che il suo blocco regola negativamente tale fenotipo. Infatti la progressione dei noduli palmari della MD e le contratture digitali possono essere evitate con l’uso di inibitori di TNF. Questa potrebbe essere un’efficace terapia per evitare la ricorrenza post-chirurgica di questa comune e invalidante malattia.

Haemoperitoneum with hereditary haemorrhagic-telangiectasia. Lancet 2013;381:962. Sottotitolo personale: non è mai troppo tardi per la diagnosi. Donna di 83a in PS per dolori addominali persistenti e un episodio di perdita con le feci di sangue (prob. rosso) con sintomi di ortostasi. Nella storia insuff. cardiaca, ipertensione polmonare e epistassi ndd. Obiettività negativa a eccezione di telangectasie mucocutanee orali. Emocromo: riduzione dell’ematocrito con Hb 69 g/L. L’eco addome: abbondante quantità di liquido libero in addome, la tomografia l’ha confermato e trovato malformazioni artero-venose epatiche. Alla paracentesi diagnosi di emoperitoneo. Intervento chirurgico: vena porta sanguinante con anomalie vascolari, suturata. La diagnosi di Telangectsia ereditaria emorragica è stata posta sulla base di 3 segni: epistassi ricorrenti spontanee, telangectasia muco-cutanee, anomalie vascolari epatiche. L’insuff. cardiaca e polmonare è dovuta alla malformazione arterovenosa epatica. Risultata affetta anche la sorella. I pz sintomatici possono presentarsi con insufficienza cardiaca (la più comune manifestazione), ipertensione portale, ischemia biliare o encefalopatia. Da tenere presente nella pratica clinica.

Remodeling chromatin and synapses in depression. Nature Medicine 2013;19:267. Commento di un lavoro sullo stesso fascicolo (Epigenetic regulation of RAC1 induces synaptic remodeling in stress disorders and depression. Pg. 337) Le anomalie comportamentali nella depressione sono associate a riduzione delle arborizzazioni dendritiche e di spine dendritiche (siti post-sinaptici) in specifici circuiti neuronali (ippocampo e corteccia prefrontale) nell’uomo e nel topo sottoposto a stress cronico, in cui è stato inoltre documentato un aumento del numero di spine nel nucleo accombente (NA), il bersaglio principale del sistema mesolimbico di ricompensa dopaminica. Lo studio rileva che i livelli e mRNA di RAC1 (una piccola Rho-GTPasi (famiglia di proteine monomeriche a attività GTPasica) che controlla la stabilità sinaptica) sono diminuite nel NA del topo esposto a stress e nel cervello delle perone depresse (all’esame istopatologico). Si dimostra che la prolungata riduzione di espressione del gene (uomo e topo) è associata a un rimodellamento cromatinico che reprime la funzione del promotore di Rac1 e che l’inibizione di questa inibizione trascrizionale nel topo corregge il deficit di Rac1 e l’umore. Infine, importante, si dimostra che la ridotta espressione del gene Rac1 è necessaria e sufficiente per alterare le spine sinaptiche nel NA e l’induzione del comportamento depressivo. Una possibile via per la ricerca di una terapia efficace (ora non lo è affatto) per una patologia così frequente (10-15%, con alto rischio di suicidio) e invalidante per il pz (e anche per la sua famiglia, ndr).

Blockade of receptor activator of nuclear factor-κB (RANKL) signaling improves hepatic insulin resistance and prevents development of diabetes mellitus. Nature Medicine 2013;19:358. La resistenza insulinica epatica è il primo passo della patogenesi del Diabete tipo 2 e è associate a accumulo di grasso e infiammazione epatica. Anche se non si sa come avvenga ma si ritiene che l’attivazione di un fattore di trascrizione nucleare (fattore-kB, NF-kB) sia l’evento principale. Viene testata l’ipotesi nell’uomo e nel medello murino di Diabete 2 che un attivatore di NF-kB (RANK-ligando) contribuisca alla patogenesi della malattia. Livelli sierici di RANKL sono significativamente aumentati nel Diabete 2, tanto da costituire un fattore di rischio; la sua inibizione nei modelli murini (genetici o da nutrizione) è associata a miglioramento della sensibilità insulinica epatica, della glicemia e della tolleranza del glucosio. Potrebbe essere una cura preventiva o un vero trattamento per questa frequente patologia dell’adulto usando un inibitore di RANKL, anche tenendo conto del fatto che alcuni farmaci anti-diabetici 2 (Tiazolidinedioni, Metformina) riducono l’attività di RANKL e che ci sono farmaci antagonisti RANKL in uso per il trattamento dell’osteoporosi (Denosumab, anticorpo monoclonale di tipo IgG2 completamente umano che si caratterizza per un’elevata affinità e specificità per il RANKL umano, contrastandone efficacemente l’attività biologica) (http://www.simg.it/Documenti/Rivista/2010/05_2010/4.pdf).

The Pathogenesis of the Antiphospholipid Syndrome. Mechanisms of Diseases. NEJM 2013;368:1003. Review sulla sindrome antifosfolipidica, che è una condizione protrombotica con rischio di trombosi venosa profonda degli arti inferiori e cerebrale che può anche essere mortale, ma in una bassa proporzione di casi. Se presente in gravidanza può portare a abortività ripetuta precoce o natimortalità o prematurità (<34sg) con eclampsia e con bambini morfologicamente normali. Ne vengono trattati gli aspetti patogenetici, con studi nell’uomo e sperimentalmente in vitro e in modelli animali. Poco di terapia.

Skeletal Fluorosis Due to Excessive Tea Drinking. Images in Medicine. NEJM 2013. 368:1140. Una donna che aveva l’abitudine da 17 anni di bersi una brocca di 100-150 bustine di tè al giorno (!) negli ultimi 5 anni accusava dolori ossei. La radiografia dell’avambraccio mostrava calcificazione della membrana interossea e striature e calcificazioni dei piatti dei corpi vertebrali. Il livello di fluore nel sangue era di 4 volte i valori normali. La fluorosi scheletrica la si vede nelle aree in cui l’acqua è ricca di fluoro. Per la signora, dato che il fluoro si elimina molto lentamente consigliabile una terapia farmacologica con Teriparatide (ricombinante dell’ormone paratorioideo) per facilitare l’eliminazione del fluoro scheletrico (e astenersi dal tè e dal bere litri di estratti di erbe, meglio l’acqua calda, ndr).

Teratologia

Antiepileptic drugs during pregnancy and cognitive outcomes. Lancet Neurology 2013;12:220. Commento di un articolo sullo stesso fascicolo (Fetal antiepileptic drug exposure and cognitive outcomes at age 6 years (NEAD study): a prospective observational study. Pg 244) sugli effetti dello sviluppo cognitivo nei bambini esposti in gravidanza a farmaci antiepilettici (valproate, lamotrigina, carbamazepina, fenitoina). Lo studio prospettico osservazionale senza controlli (praticamente nessuna donna epilettica sospende la terapia in gravidanza, e le poche che lo fanno probabilmente hanno una condizione diversa da quelle con epilessia che deve essere controllata con farmaci) riguarda 305 madri e 311 nati bambini vivi seguiti con test di livello sino a 6 anni. Risultati: i b. esposti a valproato hanno un QI a 6 anni significativamente più basso (maggiormente compromesso il quoziente verbale) e dose dipendente rispetto a quelli esposti agli altri antiepilettici (molto chiara la Fig. 1). Con il valproato è stata osservata un’assenza di relazione tra QI materno e del figlio, mentre tale relazione è presente per gli altri farmaci. B. esposti in utero a valproato o lamotrigina sono meno frequentemente destrimani. Un risultato molto interessante è l’effetto sul QI dell’assunzione materna periconcezionale di folati che riduce, con variazioni più o meno significative (poco per il valproato e molto per Lamotrigina e Fenitoina) l’effetto negativo dei farmaci antiepilettici sul QI dei bambini (Fig. 3). L’A del commento pone note di cautela sulla somministrazione a scopi preventivi in donne in trattamento per epilessia di alte dosi di folato (4 mg/die) mentre sottolinea che è indicata anche alle donne in trattamento per epilessia la dose consigliata per tutte le gravide di 0.4 mg/die (ma in epoca pre-concezionale non post-concezionale, come tuttora succede per quasi tutte le gravide, che è inutile per la prevenzione dei difetti congeniti. Lo sanno tutti, anche i gatti. Ndr).

Folic acid and cancer—where are we today? Lancet 2013;381:974. Vecchia storia. La prevenzione primaria di alcune malformazioni (soprattutto, ma non solo, i difetti del tubo neurale) passa per l’assunzione quotidiana preconcezionale di ac. folico da parte della donna fertile e sessualmente attiva, ma, per la copertura certa della popolazione femminile che può entrare in gravidanza, alcuni paesi hanno preferito ricorrere all’aggiunta di folati nei cereali (come USA e Canada). I folati (forma bioattiva) sono richiesti per la sintesi di timidina, adenina e guanina. Ma siccome le cellule tumorali sono in rapida crescita e necessitano di un maggior introito di ac. folico, tanto che alcune farmaci antitumorali inibiscono il metabolismo dei folati, e la somministarzione di folati promuove la proliferazione delle cellule tumorali, ci si è posti il problema se sia opportuno un extra assunzione di folati. D’altra parte i folati svolgono anche un ruolo di inibizione dello sviluppo di cellule tumorali. In precedenza i dati epidemiologici non sono stati chiari. Un’analisi, i cui risultati sono nello stesso fascicolo (Effects of folic acid supplementation on overall and site-specific cancer incidence during the randomised trials: meta-analyses of data on 50 000 individuals. Pg. 1029) caso-controllo con ac. folico (quasi 50.000 persone parte di 13 sperimentazioni cliniche, dosi variabili da 0.5 a 2.5 mg/die, durata media 5.2 anni) dimostra che il rischio relativo è 1.06 (95% CI 0.99–1.13), quindi nessun rischio. Cautela per l’interpretazione dei dati (il valore più basso del CI è molto vicino a 1, per il cancro prostatico CI è 0.94–1.41), anche se in USA si consumano integratori e vitamine a gogò (non si dovrebbe superare la dose di 1mg di folati/die). E altre puntualizzazioni. E allora “Where do we go from here?”. Altri studi, certo (ma intanto continuiamo a usarlo, almeno a dosi appropriate e in epoca giusta pensando al concepimento, ndr).

Bisphenol A delays the perinatal chloride shift in cortical neurons by epigenetic effects on the Kcc2 promoter. PNAS 2013;110:4315. Possibile ruolo dei bisfenoli nella patogenesi delle malattie del neurosviluppo. L’esposizione durante la gravidanza a queste sostanze è significativamente correlata con anomalie comportamentali e di umore più nelle femmine che nei maschi. Il meccanismo patogenetico sottolineato da questo lavoro sarebbe di soppressione del gene KCC2 (cotrasportatore potassio e cloro, che mantiene l’equilibrio del cloro nelle cellule e responsabile unico dell’estrusione del cloro dai neuroni maturi) mediante meccanismi epigenetici. Il contenuto di cloro nei neuroni inizialmente è elevato e è correlato con la loro migrazione, ma poi diminuisce durante lo sviluppo perinatale. Il chloride shift è caratterizzato da una concomitante sovraespressione di KCC2 (più bassa nei maschi che nelle femmine). Bassi livelli neuronali di cloro sottolineano la funzione di GABA come principale inibitore di trasmissione neuronale del SNC maturo. Il chloride shift è fondamentale per la migrazione dei precursori dei neuroni corticali inibitori a livello della corteccia.

Bisfenolo A (BPA) è uno xenobiotico ambientale ampiamente usato per prodotti comuni quali contenitori di alimenti, cemento dentale e carta termica (una volta per fax ora per scontrini fiscali, che, come sappiamo, impazzano da noi, ndr). In vitro nei roditori e nell’uomo nei neuroni in epoca perinatale BPA ritarda la sovraespressione di mRNA di Kcc2 con effetto correggibile con inibitore della deacetilasi istonica. E la riduzione di espressione di Kcc2 interessa il processo di formazione dei neuroni, della maturazione sinaptica e della lunghezza delle spine dendritiche. Il fatto che usando array di espressione in pz con malattie neuropsichiatriche è stata osservata una ridotta espressione di Kcc2 fa pensare a un effetto di BPA anche in questo ambito (vedi anche Bisphenol A alters early oogenesis and follicle formation in the fetal ovary of the rhesus monkey. PNAS 2012;109:17525)(Articoli Ott 2012, articolo in cui si sottolinea l’effetto sfavorevole sulla fertilità degli animali esposti in epoca fetale, anche nei mammiferi con un’anatomia e un metabolismo simile all’uomo).

Stress in Puberty Unmasks Latent Neuropathological Consequences of Prenatal Immune Activation in Mice. Science 2013;339:1095. Sono noti alcuni fattori di rischio pe le malattie psichiatriche (autismo, schizofrenia, disturbi bipolari) come le infezioni contratte in utero e traumi psicologici postnatali, ma con effetto ritenuto individualmente minimo, infatti dopo una pandemia influenzale il rischio relativo per schizofrenia è 1-2.5, anche se ad es. la popolazione infettata è del 50%. Da qui le ipotesi di un danno da fattore ambientale in soggetto predisposto o di danno ambientale prenatale che rende il soggetto più vulnerabile a un successivo stimolo postnatale come lo stress. Nel lavoro con il topo la combinazione di impegno immunitario prenatale (attivazione immunitaria con una sostanza simil-virale che produce stimolo citochinico) e stress peripuberale ha un effetto sinergico patologico sul comportamento e sulla neurochimica. Questi esperienti confortano la teoria che la malattia mentale a insorgenza tardiva sia favorita (dovuta) a più “hit” ambientali.

Can pregnant women in Blackpool wait for further research? Lancet 2013;381:995. La risposta è no. Lettera che sottolinea l’errore nel ritenere che il 95% dei parti pretermine non sia trattabile alle terapie attuali e che richieda ulteriori ricerche (WHO report pubblicato il 7 Marzo 2013)

(http://www.who.int/pmnch/media/news/2012/preterm_birth_report/en/). Sappiamo, dice l’A, che il fumo rimane la prima evitabile causa di parto prematuro, basso peso neonatale, complicazioni placentari e mortalità perinatale e che la dipendenza dal tabacco sta crescendo nel sesso femminile e che in Inghilterra il 20% delle donne del Nord est (30.3% in Blackpool) erano fumatrici quando hanno partorito, contro il 6% a Londra e il 2.8% a Brent. Dieci sigarette (quando si chiede a chi fuma quanto fuma la risposta è: non più di 10, già ndr) al giorno in gravidanza sono associate a un rischio di tre volte superiore di parto prematuro. Facciamo come in Belgio che lo stato paga per disintossicarsi.

ZIBALDONE

The inner sense of time: how the brain creates a representation of duration. Nature Reviews euroscience 2013;14:217. Già, come facciamo a darci la dimensione del tempo? Ci accorgiamo del tempo che passa e ne sappiamo più o meno la durata e queste esperienze sono intrecciate con le emozioni e influenzano le nostre decisioni di come e quando agire. Ma non ne conosciamo i circuiti neurali. Un’ipotesi è quella di un meccanismo neurale chiamato “climbing’ che (se ho capito bene, ndr) come una rampa è un crescendo o un diminuendo di attivazione neurale che raggiunge il massimo al termine di un intervallo temporale. Questo processo avviene nella corteccia insulare e è associato con le emozioni.

Somnambulism: clinical aspects and pathophysiological hypotheses. Lancet Neurology 2013;12:285. Review sul sonnambulismo che è “a series of complex behaviours that are usually initiated during arousals from slow-wave sleep and culminate in walking around with an altered state of consciousness and impaired judgment”. L’attività può essere quella che conosciamo (camminare in una stanza) ma anche molto complessa, nell’adulto ad es. come vestirsi, cucinare, suonare uno strumento, guidare la macchina. Gli episodi durano da pochi m’ a più di 30 m’. Anomalia comportamentale benigna, almeno nei bambini. Prevalenza: sino all’11% nei bambini, 2-4% negli adulti. Circa l’80% ha almeno un altro membro della famiglia affetto. I parenti di primo grado di un affetto hanno un rischio di sonnambulismo 10 volte superiore a quello generale, la concordanza tra gemelli MZ è volte quella dei DZ per i bambini e 5 volte per gli adulti. Chiaramente quindi ha le caratteristiche di un’importante componente genetica. Il linkage genetico, sec. il modello dominante in una famiglia con molti affetti non ha portato a molto, solo l’individuazione di un’associazione in 20q12 in cui c’è il gene adenosina deaminasi associato con sonno a onde lente (le persone sopportano molto male la privazione di sonno)(a quando NGS? anche se prob. non sarà risolutivo, ndr). E poi molte altre considerazioni di neurofisiologia.

Teenage kicks: cannabis and the adolescent brain. Lancet 2013;381:888. Definizione di adolescenza (adolescere significa crescere e quindi cambiare, http://lostudiodellopsicologo.it/2011/04/21/adolescere/): Adolescence is defined as the period starting with the physical and hormonal changes associated with puberty and ending when an individual attains a stable, independent role in society (? E da noi a che età?). Una regione cranica cresce considerevolmente nell’adolescenza, la corteccia prefrontale, che è coinvolta nelle funzioni esecutive, come prendere appunto una decisione, controllo inibitorio, comprensione sociale e consapevolezza di sé, accompagnato da una riduzione (pruning)(sfoltimento) del numero di sinapsi in questa area che rende più efficaci quelle funzionanti. Questo commento riguarda un lavoro già citato (Persistent cannabis users show neuropsychological decline from childhood to midlife. PNAS 2012;109:e2657) (Spigolature Ott 2012) in cui si dimostra che l’uso persistente della mariuana è associato a un declino neurofisiologico interessante soprattutto le funzioni cognitive (riduzione media di 8 punti di QI) e tale declino riguarda prevalentemente coloro che hanno cominciato da adolescenti, con una correlazione positiva con l’uso persistente di questa droga. Ma anche altre sostanze come fumo, alcool e altre droghe possono avere un effetto nel periodo adolescenziale. Quindi “global health and education policy should include a greater focus on adolescence, when the brain is still highly adaptable and can be shaped by the environment” (la scuola e le famiglie, di comune accordo soprattutto, ndr).

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Personality may explain the association between cannabis use and neuropsychological impairment. PNAS 2013;110:E979. Due lettere (ne riporto solo una) e risposta (No evidence that socioeconomic status or personality differences confound the association between cannabis use and IQ decline). Contestata l’interpretazione dei dati di un’analisi di 1.037 neozelandesi seguiti dalla nascita sino a 38 anni (PNAS 2012;109:E2657) che hanno fatto concludere che la correlazione trovate tra uso di mariuana e deficit cognitivo non dipende da differenze di QI prima dell’uso della droga. L’autore della lettera porta dati longitudinali suoi (British 1958 National Child Development Study), critica la metodologia usata nel lavoro e conclude dicendo che le caratteristiche delle persone siano da considerarsi in queste analisi, magari addirittura rovesciando i risultati e trovando una certa correlazione positiva tra uso di mariuana e funzioni neurofisiologiche, corerlazione però che però a un’analisi completa scompare. L’altra lettera chiede se le condizioni socio-economiche possano in qualche modo spiegare l’associazione mariuana-declino neuro-psicologico.
Risposta: la rianalisi dei dati tenendo conto dei suggerimenti non cambiano le loro conclusioni. Correttamente ammettono che gli studi osservazionali (a differenza di quelli caso-controllo longitudinali che sono ovviamente non etici) non possono provare che l’uso di mariuana determini o meno deficit cognitivo, ma costituiscono solo uno degli elementi che insieme a altri possono portare a questa conclusione.
Considerazioni belle e istruttive.

Not Our Fault. Science 2013;339:1125. “Non siamo stati noi” a riempire la stratosfera di particelle costituite da gocce di acido solforico. Secondo una ricerca (Geophys. Res. Lett. 2013;10.1002/grl.50263) le modificazioni di concentrazione di aerosol stratosferici avvenute dal 2000 al 2010 sono dovute alle eruzioni vulcaniche e che l’aumento considerevole di SO2 dalla Cina e India non hanno contribuito significativamente a tale incremento (continuiamo così allora? Ndr)

People Like Us. Science March 2013. Io cittadino di un paese voglio che un emigrato legalmente residente goda del diritto di cittadinanza? La risposta può variare in base al tipo di immigrante: paese di origine, educazione, professione, capacità di parlare la lingua del paese che lo ospita. In Svizzera sono stati analizzati (Am. Pol. Sci. Rev. 2013;107:159) i risultati di 2.400 referendum (duemila400? ndr) per la naturalizzazione tenuti in un periodo di 30 anni in 40 municipalità, in cui i votanti avevano descrizioni dettagliate di ogni domanda prima del voto segreto. Il maggior effetto l’ha avuto il paese di origine (nord e ovest Europa vs Turchia), un modesto effetto il capitale umano (istruizione) e nessun effetto la conoscenza del tedesco svizzero. Effetto xenofobia secondo gli AA o paura di uno di un altro gruppo biologico (outgroup).

Victims punish but witnesses envy. Research Highlights Nature. March 2013. Commento di un articolo (che non ho letto) che sostiene che l’uomo è meno incline di quanto si pensi nel punire i comportamenti scorretti. Il titolo mi ha colpito e spinto a proseguire nella lettura (Do humans really punish altruistically? A closer look. Proc. Biol. Sci 2013 Mar 6;280(1758):20122723. doi: 10.1098/rspb.2012.2723). Ricerca mediante un gioco controllato dal computer che studia la propensione alla punizione di altre persone quando chi deve punire non riceve un immediato beneficio nell’infliggere la punizione ma sente di farlo ugualmente. Chi subisce una scorrettezza nel gioco punisce il trasgressore nel giro successivo, ma il testimone della scorrettezza no, perché, dice la ricerca, chi assiste è invidioso del guadagno di altri piuttosto che colpito dalla perdita della vittima. La conclusione è che, contrariamente a quanto sinora ritenuto, è sovrastimata nell’uomo la punizione altruistica (l’avevo capito io nel mio piccolo e lo sapeva bene anche qualche furbissimo politico, ndr).

Family Presence during Cardiac Resuscitation. NEJM 2013;368:1060. Family Presence during Cardiopulmonary Resuscitation. NEJM 2013;368:1008.

Segnalo questo articolo e quello di “opinioni a confronto” su un argomento che non riguarda solo gli anestesisti ma anche tutti i clinici. Nella mia esperienza ricordo molti anni fa una madre che ha voluto, anzi imposto, la sua presenza mentre rianimavo un bambino di pochi mesi. Non mi ricordo questa esperienza come negativa. Ripensandoci poi mi sono ricreduto sulla mia opposizione iniziale.

Selezione articoli di interesse Genetica Medica/Umana Feb 2013. R. Tenconi

Scelta di articoli di Genetica Clinica/Umana pubblicati nel Febbraio 2013 nelle seguenti riviste: Lancet, Lancet Neurology, Nature, Nature Biotechnology, Nature Genetics, Nature Medicine, Nature Reviews Genetics, Nature Reviews Neuroscience, NEJM, PNAS, Science & Cell.

SEQUENZIAMENTO ESONICO-GENOMICO, PROTEOMA E CNV

Shared Genetic Risk for Sclerosis of Valves and Vessels. NEJM 2013;368:569. “The hydromechanical basis for contemporary Doppler assessment of stenotic aortic valves was established in 15th-century Italy by the motion of waterborne grass seeds flowing through blown-glass models of aortas”. Studiava, Leonardo da Vinci, i movimenti dei semi di erba trasportati dal flusso di acqua in modelli di aorta di vetro soffiato (se ho capito bene), concludendo che la velocità del flusso dipende, in modo inverso, dalle dimensioni dell’orificio. Nella stenosi valvolare l’infiammazione cronica con attivazione delle citochine viene attivato il pathway TGF-β che a cascata stimola i miofibroblasti, l’invasione di cellule mononucleari infiammatorie e il deposito di calcio. Con un meccanismo molto simile alle lesioni dell’intima nell’aterosclerosi. Allora quali sono i difetti subclinici che alterano l’elasticità valvolare che porta alla sclerosi o alla stenosi? Nell’editoriale vengono presentati in sintesi i risultati ottenuti da uno studio di associazione GWAS con SNP (Genetic Associations with Valvular Calcification and Aortic Stenosis. NEJM 368:503) in cui viene individuata una variante di sequenza nel gene LPA (Lipoprotein(a)) fortemente associata a calcificazione valvolare aortica, anomalia che precede la stenosi. Il meccanismo patogenetico sembra quindi comune alle due patologie (aterosclerosi e stenosi aortica). L’idea non è nuova tanto vero che ci sono state sperimentazioni cliniche (SEAS) per verificare l’effetto della Simvastina e Ezetimibe per le stenosi aortiche, la terapia è risultata efficace nel ridurre la patologia aterosclerotica ma non la calcificazione valvolare aortica. Questo allele è presente nel 5-6% delle persone che potrebbero essere quindi a rischio di calcificazione valvolare e che forse potrebbero beneficiare della terapia che riduca la lipidemia. Necessitano altre sperimentazioni cliniche focalizzate su questa specifica patologia. Naturalmente, conclude l’editoriale, ci saranno più fattori genetici e fattori ambientali che determineranno, come per l’aterosclerosi, la variabilità inter-individuale del decorso e della risposta alla terapia.

STUDI ASSOCIAZIONE

Genome-wide association analyses identify multiple loci associated with central corneal thickness and keratoconus. Nature Genetics 2013;45:155. I parametri biometrici oculari comprendono caratteri quantitative con alta ereditabilità, come lo spessore corneale centrale con ereditabilità del 90%. Se lo spessore è considerevolmente ridotto è il segno cardine di malattie connettivali (Brittle cornea 1 e 2, Ehlers-Danlos VI, Osteogenesi Imperfetta), se non gravemente ridotto causa malattia a insorgenza tardiva come il cheratocono (o ectasia corneale, prevalenza 1:2.000 persone) e un fattore di rischio per glaucoma a angolo aperto se è aumentata la pressione endooculare. La meta-analisi di studi GWAS in popolazione europea e asiatica (>20.000) ha identificato 16 nuovi loci di suscettibilità (tenendo conto di altri studi i loci di suscettibilità per il cheratocono sono ora 27). Due geni forniscono un considerevole rischio di cheratocono (FOXO1 e FNDC3B), il secondo è un fattore di rischio anche per il glaucoma primitivo a angolo aperto.

Genome-wide association analysis identifies new susceptibility loci for Behçet’s disease and epistasis between HLA-B*51 and ERAP1. Nature Genetics 2013;45:202. M. Behçet: vasculite con ulcere oro-genitali, uveite (patologia famosa in questi giorni, ndr), infiammazione cutanea, artrite, enterocolite e infiammazione di altri organi. Esistono fattori di rischio genetico, come HLA-B*51 e, con analisi GWAS altri fattori di rischio del complesso maggiore di istocompatibilità classe I, IL10 (interleuchina 10) e IL23R (recettore Interleuchina 23), che però non spiegano per intero l’ereditabilità della condizione.

L’analisi GWAS nella popolazione turca e giapponese ha identificato altri loci associati: CCR1, STAT4 e KLRC4; è stato individuato anche un gene ERAP1 (in condizione di recessività). Interessante anche il fatto che alcuni di questi sono fattori di rischio per altre malattie, come la spondilite anchilosante e la psoriasi, facendo ritenere che tutte queste condizioni abbiano pathway condivisi.

TERAPIA-SPERIMENTAZIONE

New set of Alzheimer’s trials focus on prevention. Lancet 2013;381:614. World report sulla terapia dell’Alzheimer dal sottotitolo: “Anti-amyloid drugs have failed to treat Alzheimer’s disease but a new clutch (serie?) of studies will test whether they can prevent clinical onset of the devastating disorder”.  Inizia con un esempio reale di un padre, sano, di due bambini portatori, che a 33 anni sa di avere ereditato dal padre e dalla nonna una rara mutazione completamente penetrante che li ha portati a morte a 52 anni per Alzheimer. E commenta la sua situazione così: “I don’t look at 50 as being middle aged. I look at middle aged as being 25, and I am past my middle age”. Ma, e questo rende questa esperienza significativa, è uno dei primi casi presintomatici di m. Alzheimer AD che è stato reclutato in una sperimentazione clinica (DIAN)(Dominantly Inherited Alzheimer Network- ClinicalTrials.gov number, NCT00869817) finanziata da privati (60 milioni di $ USA) in fase 2 per verificare se sia possibile la prevenzione della malattia mediante farmaci (vedi Articoli interesse Agosto 2012: Clinical and Biomarker Changes in Dominantly Inherited Alzheimer’s Disease. NEJM 2012;367:795). Il trattamento dei soggetti presintomatici inizierà entro 2-3 mesi. E ci sono altre 2 sperimentazioni pubblico-privato in fase 3: Alzheimer’s Prevention Initiative (API)(casi familiari) e Anti-Aβ Treatment (A4)(persone asintomatiche di età 70-85 anni con PET cerebrale positiva per depositi di amiloide). Quest’ultimo studio è particolarmente interessante perché riguarda l’Alzheimer classico a insorgenza tardiva e sporadico che costituisce la forma più frequente (90-95% dei casi).

Sinora però le due sperimentazioni cliniche (con bapineuzumab e solanezumab)(vedi articoli selezionati nei mesi scorsi) nei sintomatici hanno dato risultati deludenti tanto che la prima è stata sospesa mentre la seconda ha avuto un lieve effetto sul declino cognitivo nei casi di media gravità facendo ritenere ancora mantenere in sperimentazione ma in fase di malattia precoce. Ma, come suggerito da alcuni studi, i meccanismi che portano alla sintomatologia potrebbero dipendere anche da altro non sensibile a farmaci anti Aβ. Vi sono ancora in fase sperimentale farmaci, come l’inibitore beta-secretasi che riduce la produzione di Aβ e altre sperimentazioni del NIH come quella dell’attività fisica per migliorare le funzioni cognitive nei pz anziani e l’uso di un farmaco generico, Prazosin (farmaco vasodilatatore alfalitico, usato nel controllo dell’ipertensione), per il trattamento dell’agitazione sintomo comune e mal curabile sempre negli anziani con Alzheimer. Tutti questi studi per una patologia che come sappiamo è diventata “epidemica”.

Human retinal gene therapy for Leber congenital amaurosis shows advancing retinal degeneration despite enduring visual improvement. PNAS 2103; Published on line:E517. Vedi anche Gene fix does not prevent cell loss. Nature 581:493 e Human retinal gene therapy for Leber congenital amaurosis shows advancing retinal degeneration despite enduring visual improvement. PNAS 2013 Jan 22) in cui si sottolinea che la terapia genica migliora la visione nella Leber per almeno 3 anni, ma non ferma la perdita di recettori retinici, anche nel modello animale)(Spigolature Gennaio 2013). In questo lavoro vengono valutati gli effetti della terapia genica in pz con Leber tipo II (MIM #204100) e nel modello canino. Nei pz non trattati la disfunzione e la degenerazione dei fotorecettori avviene prima. Nei 15 pz trattati (età 7-29 anni) con la terapia la visione migliora e rimane stabile nel tempo (media 4.6 anni), nonostante continui la degenerazione dei fotorecettori. I cani trattati precocemente migliorano la vista e I fotorecettori sono protetti dalla degenerazione per un periodo di osservazione di almeno 5 anni (soni a 11). Se trattati tardivamente, nel periodo della calo visivo e degenerativo, migliorano la loro visione ma la degenerazione retinica prosegue. Quindi la terapia genica aiuta la funzionalità ma non impedisce la degenerazione retinica. Occorre quindi ridefinire meglio gli strumenti terapeutici ricorrendo magari a farmaci neuroprotettivi.

MALATTIE NEUROLOGICHE/NEURODEGENERATIVE

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A presenilin 1 mutation in the first case of Alzheimer’s disease. Lancet Neurology 2013;12:129.

L’analisi genetica su tessuto in paraffina del primo pz, una signora che si chiamava Auguste Deter (una volta non c’era il problema della privacy, ndr) diagnosticato più di 100 anni fa da Alois Alzheimer “eine eigenartige Erkrankung der Hirnrinde”(a peculiar disorder of the cerebral cortex) con una forma molto precoce ha confermato la diagnosi con la revisione della diagnosi istopatologica cerebrale e con l’identificazione su fettine di tessuto per l’analisi istologica di una mutazione missenso nell’esone 6 del gene PSEN1 (attenzione alle diagnosi cliniche non confermabili con test, perché potrebbero prima o poi essere verificate, quindi non facciamole a vanvera, ndr).

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Glucocerebrosidase in the pathogenesis and treatment of Parkinson disease. PNAS 2013;110:3214. Commento del lavoro sullo stesso fascicolo (Augmenting CNS glucocerebrosidase activity as a therapeutic strategy for parkinsonism and other Gaucher-related synucleinopathies. Pg. 3537).

La malattia Gaucher (GD)(OMIM #230800) è dovuta a mutazione del gene GBA che determina carenza dell’enzima glucocerebrosidasi, enzima che trasforma il glucocerebroside, sostanza derivante dalle cellule degradate, in glucosio e grassi (ceramide) riutilizzabili. Il difetto di enzima causa l’accumulo di glucocerebrosidasi nei lisosomi dei macrofagi, che quindi crescono di dimensioni con aspetto caratteristico e sono chiamati cellule di Gaucher. Ma non è ben noto come il deficit enzimatico causi nell’uomo la malattia lisosomiale (vedi Endoplasmic reticulum dysfunction in neurological disease. Lancet Neurology 2013;12:105)(vedi Selezione Articoli Gennaio 2013). Sono descritte 3 forme cliniche: tipo 1 con coinvolgimento dei visceri, scheletro e polmoni ma non neurologico, tipo 2 con anche coinvolgimento neurologico, tipo 3 con coinvolgimento neurologico subacuto.

Il commento su citato presenta molto bene i risultati del lavoro: in un modello di topo della m. Gaucher (D409V) mediante un vettore virale si produce un aumento dell’enzima carente correggendo i danni provocati dall’accumulo di una proteina, sinucleina (che regola l’accumulo e il rilascio dopaminico), con miglioramento delle patologie comportamentali.

Nella m. Parkinson (PD) vi è una perdita di neuroni dopaminici della sostanza nigra compatta, ma vi è anche il coinvolgimento di altri neurotrasmettitori responsabili della sintomatologia non motoria (deficit cognitivo, disfunzione autonomica, del sonno) che di solito precedono quelli motori. Meno del 20% dei casi di PD hanno una riconosciuta base genetica, ma comunque nella patogenesi della malattia svolge un ruolo centrale l’α-synucleina (SNCA) con accumulo di SNCA in corpi Lewy nei neuroni in degenerazione.

Cosa hanno in comune la GD e PD? Omozigoti e eterozigoti per mutazioni del gene GD hanno un incremento di rischio (da 20 a 30 volte) di sviluppare PD e il 5-10% dei pz con PD sono portatori di mutazione GD con segni clinici, rispetto a PD sporadici, più precoci e con maggior compromissione cognitiva.e minori livelli enzimatici nel SNC. Ma anche nei pz con PD senza mutazione del gene GD vi sono bassi valori di glucocerebrosidasi a livello del SNC. Tutto questo e altro porta a ritenere possibile una terapia che aumenti i livelli enzimatici di glucocerebrosidasi nei soggetti con PD. La terapia sostitutiva attuale nella GD con infusione di glucorerebrosidasi non è applicabile per il PD perché l’enzima non passa la barriera emato-encefalia. Ma l’aumento enzimatico cerebrale potrebbe essere indotto da piccole molecole come i chaperoni (come Ambroxol and isofagomine) che possono avere questo effetto (vedi Induced pluripotent stem cell model recapitulates pathologic hallmarks of Gaucher disease. PNAS 2012;109:18054(Articoli Interesse Ottobre 2012). Una possibile terapia per una patologia rara e per una molto frequente (oltre i 65 anni l’1-2.5% della popolazione, precoce nel 4.5% dei casi e dovuta a mutazione di alcuni geni) e invalidante.

Early-onset neurodegenerative disease linked to enzyme mutation. PNAS 2013;110:3199. Commento di un lavoro sullo stesso fascicolo (Recessive loss of function of the neuronal ubiquitin hydrolase UCHL1 leads to early-onset progressive neurodegeneration. Pg 3489) dell’identificazione del gene di una malattia neurodegenerative a insorgenza precoce in 3 fratelli, figli di primi cugini. Clinicamente riduzione del visus dai dai 5 anni con successiva cecità, atassia cerebellare, disfunzione della colonna dorsale e spasticità con RM cerebrale con atrofia ottica bilaterale, atrofia cerebrale e cerebellare. La mappatura per omozigosità e la successiva analisi esonica di tre fratelli ha individuato una mutazione missenso in omozigosi del gene UCHL1, un enzima de-ubiquinante presente abbondantemente nel cervello. La mutazione causa un deficit totale dell’attività enzimatica con un’importante interferenza del legame con il substrato.  Il topo KO ha un fenotipo simile ma senza la degenerazione ottica (almeno sino ai 4 mesi di vita). Una mutazione di tale gene è stata trovata in eterozigosi in un unico soggetto con m. Parkinson ( i genitori dei tre pz non hanno alcun segno di Parkinson) e l’enzima è deregolato nel Parkinson e nell’Alzheimer. Mutazioni del gene UBQLN2 Ubiquilina 2) è stata recentemente individuata nella Sclerosi laterale amiotrofica familiare. La normale degradazione proteina e il normale funzionamento del pathway ubiquitinico sono quindi molto importanti per la funzionalità del SNC.

Huntigton disese (non ho avuto tempo di leggerli, ndr)

Aberrant splicing of HTT generates the pathogenic exon 1 protein in Huntington disease. PNAS 2013; 110:2366.

Exogenous delivery of chaperonin subunit fragment ApiCCT1 modulates mutant Huntingtin cellular phenotypes. PNAS 2013;110:377.

Extensive changes in DNA methylation are associated with expression of mutant huntingtin. PNAS 2013;110:2354.

Sclerosi Laterale Amiotrofica (ALS): malattia neurodegenerativa sporadica con pochi (10%) casi familiari a trasmissione AD o AR. Nel 50% dei casi la causa rimane sconosciuta (vedi articoli di interesse Nov e mesi precedenti del 2012 ). Sembra che il meccanismo patogenetico consista in un alterato processamento RNA. In una forma di ASL (ASL 10 MIM #612069)  è mutato un gene TDP-43, che causa sia ALS 10 e degenerazione lobare fronto-temporale.

ALS-linked TDP-43 mutations produce aberrant RNA splicing and adult-onset motor neuron disease without aggregation or loss of nuclear TDP-43. PNAS 2013 Published on line:E736. Nell’articolo si dimostra nel modello murino di ASL da mutazione di TDP-43, che il mantenimento di livelli omeostatici di proteina TDP-43 è critico per la sua funzione di splicing nel SNC e che alterazioni di questo equilibrio causa splicing alternativi anomali.

Non ho avuto tempo di leggerlo.

Intricate interplay between astrocytes and motor neurons in ALS. PNAS 2013 Published on line:E756.

Expression profiling of mouse subplate reveals a dynamic gene network and disease association with autism and schizophrenia. PNAS 2013;110:3555. La zona sottoplacca (SP) è una struttura transitoria dello sviluppo corticale cerebrale che contiene alcuni neuroni corticali appena formatisi e le prime sinapsi della corteccia. Le cellule di questa zona, altamente dinamica, stabiliscono le prime connessioni talamo-corticali e la loro maturazione e svolgono un altrettanto importante ruolo nello sviluppo dei circuiti corticali inibitori nelle aree sensoriali.

Non si conoscono i meccanismi molecolari di regolazione dei queste importanti funzioni cerebrali, in particolare la variazione di espressione dei geni a differenti età gestazionali. Il lavoro riporta questa analisi nel periodo critico dell’organogenesi del topo dal 15° giorno dal concepimento all’56° giorno postnatale.

Dai profili di espressione ottenuti vengono proposte altre funzioni delle cellule della zona sottoplacca oltre a quelle note e la rilevanza dell’espressione di alcuni geni espressi in modo specifico in tale zona che sono associati a alcune patologie neurologiche, come l’autismo (geni Atp6a2, Cadps2, Cdh10, Cdh18, Cdh9, Gabra5, Nrxn1, Plp1, Prss12, Sema5a, Tppp) e la schizofrenia (Apoe, Dbi, Ddr1, Drd1a, Fn1, Gad1, Insig2, Notch2, Nr4a2,Slc1a2)(vedi https://molnar.dpag.ox.ac.uk/subplate/).

MALATTIE MITOCONDRIALI

Loss-of-function mutations in MGME1 impair mtDNA replication and cause multisystemic mitochondrial disease. Nature Genetics 2013;45:214. Identificazione con analisi esonica in una famiglia libanese, una italiana (MI) e una tedesca di mutazione del gene nucleare “orfano” MGME1 causa di Mitochondrial Dna Depletion Syndrome 11 (MIM #615084). Conclude il lavoro: il processamento del mtDNA mediato da MGME1 è essenziale per il mantenimento del genoma mitocondriale.

GENETICA CLINICA/UMANA

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Phenotypic impact of genomic structural variation: insights from and for human disease. Nature Reviews Genetics 2013;14:125. Nonostante le conoscenze derivate dall’applicazione delle tecniche genetiche di analisi delle varianti strutturali genomiche sappiamo ancora poco dell’impatto che hanno nella diversità fenotipica e nelle malattie dell’uomo. In questa bellissima revisione si prosegue (leggetevi l’articolo

Gene Copy-Number Alterations: A Cost-Benefit Analysis. Review. Cell 2013;152:394, citato nella selezione di Gen 2013, altrettanto bello) nel tentativo di comprendere a livello molecolare e cellulare il fenotipo risultante. Bella e sintetica la Fig. 1 della classificazione delle varianti strutturali e di come si producono (ho conosciuto un termine nuovo: i cromosomi “in crisi” Chromothripsis). Sono analizzate le conseguenze molecolari delle varianti strutturali, la rilevanza del dosaggio genico, i meccanismi che dal genotipo portano al fenotipo con un processo a tappe di stretta regolazione genica e di controllo e di retroazione (feed-back). Di come è stato possibile riconoscere il ruolo di un gene sul fenotipo analizzando il segmento di minima sovrapposizione nelle delezioni (l’esempio di KANSL1 dove però l’A cita il lavoro degli olandesi e non quello degli italiani), e molto altro, tra cui i modelli animali delle anomalie strutturali. Molto utile: in bibliografia alcuni lavori sono commentati.

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Data barriers limit genetic diagnosis. News in Focus. Nature 2013;494:156. Sottotitolo promettente: “Tools for data-sharing promise to improve chances of connecting mutations with symptoms of rare diseases” (sottotitolo personale: esomiamo, gente, esomiamo, e condividiamo i risultati, ndr).

Comincia all’americana con una storia (vera, credo) di un b. (Harrison Harkins) con una sindrome malformativa (deficit di crescita e anomalia della colonna) in cui il “biologo computazionale” trova con l’esoma una mutazione del gene ASXL3. Non ci sono descrizioni in letteratura di questo gene e allora il biologo “networked” (simpatico neologismo, ndr) e viene sapere che in Germania stanno studiando un altro b. con mutazione dello stesso gene e che ci sono altri due casi simili nel Baylor database. Li pubblicano (De novo truncating mutations in ASXL3 are associated with a novel clinical phenotype with similarities to Bohring-Opitz syndrome. Genome Med. 5, 11; 2013). Da notare che il fenotipo non è costante né caratteristico. Il gene fa parte della famiglia sex comb-like (ASXL) che forniscono una complessa regolazione dell’adipogenesi con modulazione del’attività PPARY, che regola il deposito degli acidi grassi e il metabolismo del glucosio. Mutazioni del gene ASXL1, repressore di molti geni, causano una sindrome già descritta, la sindrome Oberklaid-Danks (o s. Bohring-Opitz o s. C-like)(MIM #605039) con fenotipo in parte simile. Questa storia ci dice che è sempre più necessario, con l’applicazione di queste nuove tecniche, condividere i risultati ottenuti, se queste rimangono confinate al laboratorio come se ne può interpretarne l’effetto clinico? Vi sono varie iniziative ostacolate però dal problema della privacy (vedi precedenti Spigolature e Articoli Interesse) e dal tempo richiesto al laboratorio per aggiungere i nuovi dati al database come ClinVar (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/clinvar/intro/)(visitatelo, interessante, ndr) o Cafe Variome (http://www.cafevariome.org/) definito più che un database un “shop window”, con un scambio protetto di info tra laboratori ma non di dati clinici, purtroppo. Finale significativo: “His (del Biologo computazionale) team’s final diagnosis came just a month before Harrison died last March, at the age of 9 months”. Che commenta “If you spent 15 minutes with the parents of any of these children, you would know that everyone should be doing this. This is going to help a lot of people at really low cost”.

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Unveiling the genetic code’s hidden hierarchy. PNAS 2013;110:1971. Quello che noi conosciamo come “degenerazione del codice genetico” cioè la sua ridondanza che interessa 18 aminoacidi su 20 (la leucina ad es. è codificata da 6 diversi codoni) porta a credere che l’uno vale l’altro. Nel lavoro sullo stesso fascicolo (Environmental perturbations lift the degeneracy of the genetic code to regulate protein levels in bacteria, stesso fascicolo pg 2419) si è voluto indagare se la degenerazione del codice genetico possa essere influenzata da cambiamenti ambientali e come questa influenza può fornire una strategia generale di adattamento della sintesi proteica a cambiamenti ambientali.

Sono state prodotte in E. coli varianti della proteina del giallo fluorescente e ogni variante conteneva una mutazione di codoni sinonimi che specificano per un singolo aminoacido. L’espressione proteica di queste varianti è risultata considerevolmente diversa (anche di 100 volte) con una chiara gerarchia dei vari codoni sinonimi in ambiente povero di nutrienti, ma non in ambienti ricchi di nutrienti in cui l’espressione era uguale. E queste differenze in ambiente povero erano direttamente proporzionali al numero di codoni sinonimi per aminoacido, come se in generale il grado di degenerazione fornisca un più ampio spettro di risposta a perturbazioni ambientali.

The heritability of human disease: estimation, uses and abuses. Nature Reviews Genetics 2013;14:139.

Nello studio dell’eredità delle malattie si cerca sempre di sapere quanta parte della variabilità fenotipica dipenda dalle differenze genetiche tra individui e quanta parte dipenda dall’ambiente. L’ereditabilità è la parte di variabilità dovuta a differenze genetiche, cioè la proporzione della distanza di un fenotipo dalla media attribuibile ai geni. La stima dell’ereditabilità, quindi della componente genetica, è malattia-specifica e può essere utile per stimare la probabilità di ricorrenza del fenotipo nella famiglia.

La review, di non facile lettura, sottolinea che sebbene l’ereditabilità sia molto citata (circa 16.000 citazioni nel Web of Science), rimane controversa la sua entità per molte condizioni.

Inactivation of the microRNA-183/96/182 cluster results in syndromic retinal degeneration. PNAS 2013 Published on line:e507. MicroRNA sono una classe di piccoli RNA non codificanti a singolo filamento che regolano la stabilità e la traduzione dei mRNA. Hanno un ruolo importante nella morfogenesi retinica di tutte le specie e hanno un’alterata regolazione nella retina di topi con degenerazione retinica. Un cluster di miRNA (183/96/182) è espresso in tutti i recettori retinici e nel foglietto nucleare retinico. Questo cluster determina una importante modificazione di espressione di geni nella retina con particolare riguardo a geni importanti per varie funzioni, come la sinaptogenesi e la trasmissione sinaptica, la morfogenesi dei fotorecettori e altre funzioni sottolinenadone il suo ruolo nella differenziazione funzionale postnatale e nella connettività sinaptica dei fotorecettori. Utilizzando un modello murino si è visto che la sua inattivazione comporta un’alterazione di tutte queste funzioni con anomalie scotopiche e fotopiche e degenerazione progressiva retinica. Questi animali hanno una sindrome che clinicamente ricorda la s. Usher.

Retinal degeneration depends on Bmi1 function and reactivation of cell cycle proteins. PNAS 2013 Published on line: E593. Le retiniti pigmentose (RP) sono un gruppo molto eterogeneo di malattie genetiche con circa 200 geni coinvolti (https://sph.uth.edu/RetNet/sum-dis.htm). Un modello murino di RP (Rd1) ha una mutazione di un gene (Fosfodiesterasi 6beta)(le fosfodiesterasi sono enzimi coinvolti nella trasduzione di segnale) specifico dei bastoncelli, mutato nel 5% dei pz con RP, che comporta perdita dei bastoncelli e conseguentemente della visione notturna. La delezione di un nucleotide ciclico (cyclic nucleotide channel-b1 (CNGB1) nel topo Rd1 comporta un recupero dei fotorecettori.

Nel lavoro si sono ricercati nel modello murino e nei pz con RP geni che partecipano alla degenerazione retinica testando il potenziale ruolo dei regolatori del ciclo cellulare nella morte dei fotorecettori, tra cui una proteina della famiglia Polycomb, che sono complessi proteici formati da molte proteine indipendenti, Bmi1. La sua delezione nel tRd1 è associata alla sopravvivenza dei fotorecettori e a un miglioramento della funzione retinica. Un possibile bersaglio terapeutico non solo per la RP.

An AT-Hook Domain in MeCP2 Determines the Clinical Course of Rett Syndrome and Related Disorders. Cell 2013;152:984. Commento di Alessandra Renieri: il team di HY Zoghbi (Houston, TX), che ha scoperto il gene Rett, propone un'interessante associazione genotipo-fenotipo (il gene è stato scoperto dal nostro Maurizio D'Esposito nel 1996, il gruppo di Houston ha associato le mutazioni nel gene alla malattia nel 1999). Mutazioni che troncano la proteina dopo (in posizione 273) conferiscono maggior sopravvivenza nel modello murino rispetto a quelle che troncano la proteina pochi aa prima (posizione 270), pur distruggendo in entrambi i casi il noto dominio funzionale di "repressione trascrizionale" che va da 201 a 310. Gli AA notano che proprio in quei pochi aa è situato un dominio proteico chiamato AT-hook costituito da aminoacidi basici che serve per consolidare il legame al DNA che MECP2 ha attraverso il suo dominio MBD posizionato più a monte (modellando la struttura della cromatina attraverso le sue capacità basiche). La perdita di questo dominio fa staccare ATRX dalla cromatina con successivi eventi a cascata. Questo lavoro spiega perché ci sono maschi con encefalopatia grave perinatale (hanno mutazioni troncanti prima di 270) e maschi con disabilità intellettiva X-legata (che hanno mutazioni troncanti più distali). Gli AA non accennano alla variante Zappella perché notoriamente gli americani non fanno diagnosi di queste forme (e dunque per loro non esistono) ma il ragionamento si potrebbe estendere applicandolo anche per la variabilità clinica nelle bambine Rett.

Reuse of public genome-wide gene expression data. Nature Reviews Genetics. Advance Online Publication | 1, Feb 2013. Quello che sappiamo dell’espressione genica lo sappiamo soprattutto per l’applicazione delle nuove tecniche (microarray, NGS) i cui risultati sono memorizzati in archivi pubblici, disponibili “to every biologist” (non solo, ndr). Nella review viene sottolineata questa opportunità anche se vi sono ancora ostacoli nella preparazione e nell’analisi dei dati e nell’interpretazione dei risultati. Seguono raccomandazioni per migliorarne l’utilizzazione (così dice l’abstract, ndr). C’è una tabella dei database pubblici generali, di quelli con valore aggiunto (dove i dati sono estratti in modo da rispondere a quesiti specifici, come e dove un gene è particolarmente espresso, o nello stato normale o in una malattia) di quelli focalizzati e di quelli integrativi con i relativi indirizzi web.

Più complesse sono le risorse richieste per mantenerle. Viene citato il progetto ELIXIR (http://www.elixir-europe.org/)( pan-European research infrastructure for biological information) che è un modo per assicurare che le risorse di singoli gruppi di ricerca non si disperdano e siano utili alla comunità.

Timothy syndrome is associated with activity-dependent dendritic retraction in rodent and human neurons. Nature Neuroscience 2013;16:201. La s. Timothy (MIM #601005), causata da mutazione di un sito di splicing alternativo del gene CACNA1C che codifica la subunità α1 di Cav1.2, fa parte delle sindromi del QT lungo e è caratterizzata da aritmia cardiaca, ipoglicemia intermittente, sindattilia delle mani e piedi, deficit immunitario, deficit cognitivo e autismo (nel 60% dei casi)(vedi Articoli interesse 11/2012 “Using iPSC-derived neurons to uncover cellular phenotypes associated with Timothy syndrome” Nature Medicine 2012;17:1657)( e in Articoli interesse 1/2012 “Using iPSC-derived neurons to uncover cellular phenotypes associated with Timothy syndrome”. Nature Medicine 2011;17:1657 e commento “Getting with the reprogram” Nat Rev Neuroscience January 2012;13). La mutazione responsabile della sindrome determina la sostituzione glicina-arginina nel primo (dei 3) ripiegamenti (loop) intracellulari di Cav1.2 che ne altera la capacità di inattivazione voltaggio e Ca-dipendente. La funzione principale di Cav1.2 è quella di regolare l’affinamento dendritico come risposta all’attività elettrica, con le ramificazioni dendritiche che sono essenziali per i circuiti neuronali che sono alla base dei processi cognitivi

Nel lavoro ora si dimostra che la mutazione della s. Timothy produce in vitro una retrazione dei dendriti quando sono stimolati elettricamente e in vivo (topo KO del gene Timothy) un’alterazione dell’arborizzazione dendritica dei neuroni. Lo stesso si osserva nelle cellule iPSC neuronali e la retrazione dendritica non dipende dal flusso ci calcio nel canale. L’alterazione di conformazione della proteina mutata attiva il pathway di segnale Rho tramite la proteina Gem del complesso delle proteine G con retrazione dendritica in risposta all’attività elettrica. Informazioni utili per capire la fisiopatologia della s. Timothy e dell’autismo.

Compacting the heart with Notch. Nature Medicine 2013;19:123. News & Views

Mutations in the NOTCH pathway regulator MIB1 cause left ventricular noncompaction cardiomyopathy. Pg 193. Il miocardio non compatto (MNC) o “spongioso” è una rara miocardiopatia congenita caratterizzata da alterazioni strutturali parietali del miocardio da arresto intrauterino della compattazione delle fibre miocardiche. Il MNC del ventricolo sn (LVNC) è stato solo recentemente (2006) classificato come una miocardiopatia genetica specifica la cui identificazione è stata favorita dalle tecniche di cardio-immagini. Può essere isolato o associata a altri difetti cardiaci o a malattie neuromuscolari. Può essere asintomatico o associata a frequenti complicazioni come aritmie, fenomeni trombotici e arresto cardiaco o provocare perogresiva insufficienza del ventricolo sn e richiedere il trapianto di organo. E’ spesso familiare, e il primo gene malattia è stato il gene TAZ della sindrome Barth (Cardioskeletal myopathy with neutropenia and abnormal mitochondria 3-methylglutaconic aciduria, type II, MIM #302060) e poi in altri geni (LVNC1-LVNC 6)(vedi MIM #604169). Nei bambini la trasmissione è in genere AR, negli adulti AD. Nel lavoro la novità è che si va dal topo all’uomo. Nel topo mutazioni miocardio specifiche del gene Mib1 riduce l’attività di Notch1 e provocano l’arresto di sviluppo trabecolare miocardico con effetto LVNC e nell’uomo (su 100 persone di derivazione spagnola, di cui 48% familiari) sono state trovate 2 mutazioni, una missenso e una non senso, del gene MIB1. Il pathway di segnale NOTCH (la cui proteina è un recettore transmembrana componenti essenziale della cascata di segnali Delta/Notch) è quindi una causa principale di LVNC. Il modello animale generato sarà utile per capire i meccanismi patogenetici e verificare possibili terapie.

Studying arrhythmogenic right ventricular dysplasia with patient-specific iPSCs. Nature 2013;494:105 (tra gli AA anche italiani del centro Telethon Dulbecco di Roma). La displasia/cardiomiopatia del ventricolo ds (ARVD/C) è una malattia ereditaria caratterizzata da patologica infiltrazione adiposa con perdita (apoptosi) di cardiomiociti del ventricolo ds, che è associata a aritmie ventricolari anche letali. La malattia è dovuta a mutazioni di uno dei geni del desmosoma (giunzione specializzata che si forma fra le cellule all’interno dei tessuti e che consente a gruppi di cellule di funzionare come unità strutturali) cardiaco che comprende PKP2 (oltre 50% dei casi), DSP, desmogleina-2 and desmocollina-2.

I processi patogenetici che portano alla displasia sono poco conosciuti perché la diagnosi avviene tardivamente (età media 26 anni) o come riscontro autoptico e perché la biopsia cardiaca nei casi sintomatici comporta il rischio di perforazione. E i modelli animali non sono idonei. Questo limita le conoscenze che potrebbero portare a una specifica terapia. Si è quindi sviluppato un modello in vitro usando cellule staminali pluripotenti (iPSC) da fibroblasti di pz; lo studio riguarda quindi cellule iPSC di 2 pz con mutazione PKP2 (placofilina 2). L’analisi in vitro, in varie condizioni patogene, dimostra che è possibile la riprogrammazione dei fibroblasti con la mutazione in cellule staminali totipotenti e che è possibile accelerare il meccanismo patogenetico in particolari condizioni patologiche. Questo modello ricapitola gli aspetti patognomonici della patologia aprendo la strada per la comprensione delle varie tappe patogenetiche e infine per l’identificazione di una specifica terapia.

Stickler syndrome associated with congenital glaucoma. Lancet 2012;381:422. Descrizione di un caso, in modo esemplare, all’inglese. Bambina di 1 mese inviata per opacamento corneale, difficoltà di alimentazione, palatoschisi, glaucoma (con inserzione anomalia dell’iride). Obiettivamente brachicefalia, pseudo-proptosi (chi la sa distinguere dalla vera proptosi? Ndr), ponte nasale piatto, narici anteverse, micrognazia e deficit uditivo. La valutazione ortopedica specifica che è presente anche una lieve displasia spondilo-epifisaria. La diagnosi è fatta: s. Stickler, (malattia AD di oftalmo-artropatia ereditaria progressiva da mutazione dei geni COL2A1 (MIM #108300), COL11A1 (MIM #604841) o COL11A2 (MIM #) con glaucoma (descritto). La diagnosi precoce è importante per il management, che, per la complessità fenotipica, richiede un intervento multidisciplinare.

Mutation of the ATP-gated P2X2 receptor leads to progressive hearing loss and increased susceptibility to noise. PNAS 110:2013;2228. Le cause genetiche di sordità sono molte con più di 60 geni malattia individuati e altri 100 mappati (http://hereditaryhearingloss.org). La presbiacusia (oltre 40% delle perone >65 anni) e le ipoacusie da rumore hanno, oltre a una componente ambientale, anche una genetica. Il gene della DFNA41 (MIM %608224)(ipoacusia bilaterale simmetrica con tinnito a inizio sui 12-20 anni, progressiva con successivo interessamento di tutte le frequenze) era stato localizzato in un segmento di 4.8 Mb, contenente almeno 34 geni, ora è stato individuato (P2RX2) in una famiglia cinese di 6 generazioni con NGS. E confermato in una famiglia su 65 con ipoacusia AD. Il topo KO per P2RX2 ha sordità grave progressiva sensibile come gravità e epoca di insorgenza ai rumori, come succede anche nelle famiglie identificate in cui l’esposizione ai rumori determina sordità in età adolescenziale. Il prodotto di questo gene quindi svolge un ruolo importante nel mantenimento della funzione uditiva è di protezione dai danni uditivi da rumore.

Structure–phenotype correlations of human CYP21A2 mutations in congenital adrenal hyperplasia. PNAS 2013;110:2605.

Genotype–phenotype correlation in 1,507 families with congenital adrenal hyperplasia owing to 21-hydroxylase deficiency. PNAS 2013;110:2611.

Correlazione genotipo-fenotipo nella iperplasia congenita surrenalica da deficit di 21-idrossilasi (MIM #201910). La caratterizzazione molecolare consente di predire il fenotipo clinico e la gravità della malattia in base alle alterazioni prodotte dalla mutazione sulla struttura dell’enzima. Quindi un migliore counseling e una più appropriata assistenza.