mercoledì 1 gennaio 2014

Selezione articoli Genetica Clinica/Umana Dicembre 2013. R. Tenconi



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

ARTICOLI DA NON PERDERE:
*****
A Common Pathway for a Rare Disease? Science 2013;342:1453. Perspective di un articolo (mTOR Inhibition Alleviates Mitochondrial Disease in a Mouse Model of Leigh Syndrome. Pg. 1524) sulla terapia della s. Leigh nel modello animale (topo): la rapamicina ritarda la comparsa della malattia e la progressione dei sintomi neurologici. La s. Leigh è una malattia letale che inizia nei primi mesi di vita con regressione e episodi intermittenti di encefalopatia e acidosi metabolica e porta a morte entro il primo anno di vita. La diagnosi è sospettata sulla base della RM cerebrale con lesioni bilaterali simmetriche del tronco encefalico e dei gangli basali da necrosi, gliosi e ipervascolarizzazione con iniziale relativo risparmio neuronale (vedi immagini didattiche della RM, ndr). Non c’è terapia se non di supporto. E’ il prototipo delle malattie mitocondriali da mutazione di più di 40 geni. Il lievito mutante che manca della funzione mitocondriale, tra cui 4 mutazioni causa della malattia nell’uomo, se tenuto in restrizione glucidica, che agisce in parte sul pathway TOR, ha una vita più lunga. L’idea quindi di provare con la rapamicina nel modello murino che ricapitola bene la patologia umana e in particolare manca di NADH deidrogenasi (ubiquinone) Fe-S protein 4 (NDUFS4), che è un componente del complesso I del sistema di fosforilazione ossidativa mitocondriale. La terapia (iniezione intraperitoneale giornaliera di rapamicina) non solo riduce la mortalità raddoppiando la vita di questi topi, ma anche riduce la formazione delle lesioni cerebrali e l’aumento della concentrazione di lattato cerebrale.
Non è ben chiaro come questo avvenga. Note di cautela: gli esperimenti vanno replicati e verificati in altri modelli con altre malattie mitocondriali, i livelli di rapamicina raggiunti nei topi sono superiori a quelli accettati per la terapia nell’uomo, la rapamicina è un vecchio farmaco che inibisce ma non completamente l’attività catalitica di mTOR, andrebbero quindi cercati altri principi inibitori che potrebbero essere ancor più efficaci (ma la rapamicina è un farmaco usato per altre patologie genetiche e tumorali. Quindi già disponibile. Ndr).

****
ABCC6 prevents ectopic mineralization seen in pseudoxanthoma elasticum by inducing cellular nucleotide release. PNAS 2013;110:20206. Lo Pseudoxantoma elastico (PXE) è una malattia connettivale metabolica AR (MIM #264800) rara (1:50.000 persone) a insorgenza nella seconda infanzia con progressiva mineralizzazione ectopica e frammentazione delle fibre elastiche della cute (patognomoniche lesioni cutanee collo e ascelle), degli occhi (molto caratteristiche lesioni chiamate strie angioidi) con perdita della visione e delle arterie con complicazioni cardiovascolari. La gravità è variabile da pz a pz. PXE è dovuta a mutazioni inattivanti il gene (ABCC6)(ATP-binding cassette sub-family C member 6), che fa parte della superfamiglia trasportatori ABC che utilizzano l'energia dell'idroli dell'ATP per trasportare varie sostanze attraverso le membrane cellulari. Il gene è altamente espresso nel fegato, meno nei reni e praticamente non espresso nella cute, occhi e arterie. Il topo Abcc6/ha un fenotipo molto simile a quello dell’uomo e ha consentito di concludere che PXE è una malattia metabolica causata dall’assenza di un fattore circolante sconosciuto, la cui presenza dipende dalla presenza del prodotto genico di ABCC6. Lo studio di metabolomica in vitro e in vivo indica che le cellule che esprimono ABCC6 secernono (senza trasportarli) grandi quantità di nucleoside trifosfati, fondamentali per il metabolismo cellulare, che viene idrolizzato fuori dalle cellule dalle ectonucleotidasi a nucleoside monofosfato e pirofosfato inorganico, che è un forte inibitore della mineralizzazione, che è la tipica patologia della PXE. Questo potrebbe essere una via terapeutica per una malattia come la PXE per ora non curabile.

***
High-resolution network biology: connecting sequence with function. Nature Review Genetics 2013;14:865. Come ora sappiamo non solo i ribosomi (Mysterious Ribosomopathies. Science 2013;341:849) ma anche le proteine non sono entità monolitiche ma contengono alcuni (molti) domini che mediano specifiche interazioni che funzionalmente possono essere regolate da modificazioni successive alla traduzione della proteina stessa in molte sedi diverse. Varianti di sequenza possono avere effetti diversi su specifici domini. Sinora la biologia che studia le interazioni tra proteine (network biology) sono rappresentate da nodi, proteine, e archi che sono le interazioni fisiche delle intere proteine o le conseguenze della rimozione dei relativi geni.
Nella review sono presentati i metodi sperimentali e computazione per costruire network con alta risoluzione a livello di domini proteici e aminoacidi, prendendo in considerazioni interazioni tra geni e relative malattie e interazioni tra geni e farmaci e relative malattie.

***
Exomes in the clinic. Nature Review Genetics December 2013;14. Brevissimo commento di un articolo che ho segnalato tra i migliori articoli nella raccolta dell’Ottobre 2013 (Clinical Whole-Exome Sequencing for the Diagnosis of Mendelian Disorders. NEJM 2013;369:1502): sottolinea il successo diagnostico (25%) e, interessante e da ricordare in consulenza, che i risultati accidentali da trasmettere con cautela ai pz e ai curanti sono stati trovati in una proporzione non trascurabile (12%) dei casi.
Incidental disclosure. Lancet 21 28 Dec 2013 (http://bioethics.gov/taxonomy/term/137). La Commissione di Bioetica USA suggerisce che per la comunicazione dei risultati secondari (incidental findings) di test medici i medici prima di fare il test devono informare i pz sulla probabilità di questi risultati e che insieme medico-pz decidano quali eventualmente saranno da comunicare (mi pare un suggerimento equilibrato, ndr).

Gene regulation by antisense transcription. Nature Review Genetics 2013;14:880. L’RNA da semplice intermediario dell’informazione genetica a molecola con anche ruoli non codificanti indipendenti come il ben noto XIST (X-inactive specific transcript) che svolge la funzione molto importante di inattivazione del cromosoma X nei mammiferi. Conosciamo ncRNA brevi (<200 nucleotidi) per la regolazione genica, che comprendono small interfering RNA (siRNA), microRNA (miRNA) and PIWI-interacting RNA (piRNA). Poco sappiamo dei lunghi ncRNA (>200 nucleotidi). La Review riguarda proprio ncRNA lunghi rappresentati da trascritto antisenso. Vi sono elementi per ritenere che questi trascritti svolgano una funzione regolatoria dell’espressione dei geni.

High-resolution Xist binding maps reveal two-step spreading during X-chromosome inactivation. Nature 2013;504:465. Dicono gli AA: We have illuminated the mechanism by which Xist spreads on a 150-Mb scale.

EPIGENETICA
Tre articoli sullo stesso fascicolo relativi all’epigenetica:
Epigenome editing. Nature Biotechnology 2013;31:1097. News and Views.
Locus-specific editing of histone modifications at endogenous enhancers. Pg. 1133.
Targeted DNA demethylation and activation of endogenous genes using programmable TALE-TET1
fusion proteins. Pg. 1137. Questi studi introducono nuove tecniche che consentono di attivare o reprimere specifici geni e, ancor più importante, di analizzare direttamente come singole modificazioni cromatiniche possono controllare lo stato della cromatina e l’espressione genica.

Role of Tet1 in erasure of genomic imprinting. Nature 2013;504:460. Nel topo “our study establishes a critical function of Tet1 in the erasure of genomic imprinting”.

AUTISMO - M. PSICHIATRICHE
AUTISMO: molto frequente (1/88 persone), altamente ereditabile, ritenuto congenito e che dura tutta la vita.
*****
Toward Effective Probiotics for Autism and Other Neurodevelopmental Disorders. Cell 2013;155:1446. Commento di una articolo sullo stesso fascicolo (Microbiota Modulate Behavioral and Physiological Abnormalities Associated with Neurodevelopmental Disorders. Pg. 1451) sui risultati di un lavoro sperimentale che parte dalla considerazione che alcuni bambini autistici hanno anomalie gastrointestinali (spesso malattie infiammatorie o altre)(altre malattie neurologiche sono associate a patologie intestinali come le s. Rett, la paralisi cerebrale e la depressione maggiore). Nel modello animale l’alterazione della composizione del microbiota intestinale non altera solo la funzione gastrointestinale ma provoca anche comportamenti anomali di comunicazione, ansia e del gating sensomotorio (sistema di filtro nell'elaborazione di stimoli esterni), che spiega l’impossibilità dei pz con autismo di inibire pensieri e azioni ripetitive. Brain 2002;125:1594). Vediamo meglio: vi sono vari studi che legano l’autismo a malattie autoimmunitarie materne e a fattori infiammatori nel sangue materno, nella placenta e nel liquido amniotico. Nel lavoro si è voluto inizialmente verificare se provocando nel topo l’autismo (vi sono vari modelli di autismo del topo) si trovano anomalie gastrointestinali. E’ stato usato il modello di attivazione immunitaria materna (MIA) nelle gravide iniettando un ummunostimolante che simula un’infezione virale (Polyinosinic:polycytidylic acid)(poly I:C), che ha comportato nei figli anomalie comportamentali e neuropatologiche nelle cellule cerebellari di Purkinje. Lo stesso è stato osservato nelle scimmie. Nei topi con il fenotipo autistico da MIA sono presenti anomalie dell’integrità intestinale e della composizione del microbiota, come nell’uomo. Il trattamento orale dei topi MIA con il batterio intestinale Bacteroides fragilis corregge la permeabilità e la composizione del microbiota intestinale e migliora la sintomatologia autistica. La somministrazione nei topi di controllo di un metabolita aumentato nei topi MIA e che viene normalizzato dal B. fragilis, causa anche in questi anomalie comportamentali suggerendo che il metaboloma ha effetto anche sul comportamento.
E’ proponibile una terapia probiotica per i disturbi gastrointestinali e per malattie del neurosviluppo?

Oxytocin enhances brain function in children with autism. PNAS 2013;110:20953. L’ossitocina (ormone peptidico prodotto dai nuclei ipotalamici e secreto dalla neuroipofisi), somministrata per via nasale aumenta i contatti sociali nei pz con autismo, senza che se conoscano i meccanismi cerebrali. Per verificarne gli effetti sono state studiate le immagini alla RM cerebrale funzionale in pz con autismo. Sotto terapia ormonale le aree che hanno mostrato un significativo aumento di attività durante compiti sociali sono quelle della ricompensa, della percezione sociale ed emozionale; invece altre regioni cerebrali hanno mostrato una ridotta attività durante compiti non sociali, suggerendo che l’ossitocina è in grado di accordare l’attività cerebrale alle diverse circostanze.
L’ipotesi suggerita è che l’ossitocina renda le interazioni sociali più gratificanti attivando regioni che nell’autismo sono di solito poco attive.

Attention to eyes is present but in decline in 2–6-month-old infants later diagnosed with autism. Nature 2013;504:427. Un segno tipico diagnostico dell’autismo è il mancato contatto visivo. Metodologia: analizzati a 2, 3, 4, 5, 6, 9, 12, 15, 18 e 24 mesi 110 bambini, di cui 59 ad alto rischio di autismo (fratelli di b. con spettro autistico – ASD) e 51 a basso rischio (senza parenti affetti) con diagnosi accertata sino ai 36 mesi. In questo studio longitudinale si è osservato che nei b. a cui viene fatta poi diagnosi di autismo vi è una diminuzione della fissazione dai 2 ai 6 mesi di vita (è un aspetto che non è presente in nessuna altra condizione). Ma la fissazione prima è presente. Allora se questo è il segno più precoce e significativo (patognomonico) si può intervenire in tempo per ridurne gli effetti clinici.

Use of Selective Serotonin Reuptake Inhibitors during Pregnancy and Risk of Autism. NEJM 2013:369:2406. Studio di coorte in Danimarca di 626,875 nati vivi singoli nel periodo 1996-2005 con FU nel 2009 conoscendo le madri che avevano fatto uso prima e durante la gravidanza di inibitori selettivi della ricaptazione della serotonina (SSRI)(antidepressivi non triciclici). Non associazione significativa tra assunzione materna di SSRI prima o durante la gravidanza e figli con autismo.

MODELLI ANIMALI
The mouse C9ORF72 ortholog is enriched in neurons known to degenerate in ALS and FTD. Nature Neuroscience 2013;16:1725. Una spiegazione della degenerazione cellulare specifica neuronale da espansione esanucleotidica non codificante del gene C9ORF72, responsabile del 5-14% delle Sclerosi Laterali Amiotrofiche e della Demenza Fronto-temporale (vedi Articoli interesse del Novembre, Ottobre e Maggio 2013). Nel topo transgenico che porta un’inserzione LacZ nel gene ortologo, si dimostra che a differenza degli altri geni mutati nella ALS, ubiquitariamente espressi, l’ortologo G9ORF72 è quasi esclusivamente trascritto nella popolazione neuronale che nell’uomo degenera nella ALS e nella FTD da mutazione C0ORF72, che non è espresso invece nella microglia e negli astrociti (nel lavoro non è stato possibile escludere la presenza di bassi livelli nelle cellule non neuronali).

RAN proteins and RNA foci from antisense transcripts in C9ORF72 ALS and frontotemporal dementia. PNAS 2013;110:E4968. Nei neuroni dei pz con ALS/FTD da mutazione di C9ORF72 si accumulano due diversi foci nucleari, alcuni con RNA senso e altri con RNA antisenso. Tali foci di RNA non sono presenti nella ALS sporadica, nella ALS/FTD da altre mutazioni o nel Parkinson (vedi anche Targeted degradation of sense and antisense C9orf72 RNA foci as therapy for ALS and frontotemporal degeneration. PNAS 2013;110:E45309)(Articoli di interesse Novembre 2013). Inoltre la struttura di RNA di ripetizioni GGGGCC rende il trascritto suscettibile di un meccanismo non convenzionale di traduzione, chiamato Repeat Associated Non-ATG Translation (RAN-translation), che consente la traduzione di altre proteine (Unconventional Translation of C9ORF72 GGGGCC Expansion Generates Insoluble Polypeptides Specific to c9FTD/ALS. Neuron 2013;77:639)(Articoli di interesse Aprile 2013). Mentre l’RNA si accumula in foci nucleari le proteine RAN formano invece aggregati citoplasmatici in cluster di neuroni nelle regioni cerebrali affette. Il meccanismo patologico della ALS/FTD è quindi complesso e costituito dalla trascrizione bidirezionale e dalla RAN-translation.

EZH2-mediated H3K27 trimethylation mediates neurodegeneration in ataxia-telangiectasia. Nature Neuroscience 2013;16:1745. L’ Atassia-teleangectasia è una malattia AR (MIM #208900) il cui gene, ATM, assicura l’integrità del genoma controllando il checkpoint del ciclo cellulare e promuovendo l’arresto del ciclo, il riparo del DNA e la morte cellulare da apoptosi in risposta a agenti genotossici. Clinicamente vi è una neurodegenerazione del SNC con coinvolgimento delle cellule di Purkinje e delle cellule granulari del cervelletto. Gli AA hanno già dimostrato che l’istone deacetilasi 4 (HDAC4) contribuisce a questa degenerazione. Ora dimostrano che nel cervelletto di pz con A-T e del modello animale (topo) vi è un incremento della tri-metilazione della sua lisina 4 (H3K4me3) mediata dal complesso PRC2 (Polycomb-Repressor Complex-2), che rende la cromatina inaccessibile ai complessi trascrizionali, e ipotizzano che tale incremento sia un altro importante meccanismo alla base della neurodegenerazione.

Loss of caspase-2 augments lymphomagenesis and enhances genomic instability in Atm-deficient mice. PNAS 2013;110:19920. Le caspasi (cistein-aspartasi) sono delle proteasi specifiche. La caspasi-2 ha una probabile funzione di soppressione di tumori oltre a protezione dallo stress cellulare. Il topo caspasi-2 KO ha segni di un precoce invecchiamento. Nel lavoro si vuole verificare la sua funzione antitumorale. Topi Atm KO (Atm è il gene della Atassia Teleangectasia dell’uomo), che sviluppano spontaneamente un linfoma timico sono stati usati per generare Atm-/-Casp2-/- e si è osservato che il difetto caspasico incrementa il deficit di crescita, causa mortalità perinatale e aumenta considerevolmente l’incidenza di tumori con cellule tumorali che hanno una considerevole capacità proliferativa, un’alta frequenza di aneuploidie con associati segni di danno ossidativo. Tutti elementi che suggeriscono che la caspasi-2 coopera con la proteina ATM (una fosfatidilinositolo 3-chinasi) per sopprimere l’instabilità genomica, lo stress ossidativo e la progressione tumorale.

OBESITA’
EHMT1 controls brown adipose cell fate and thermogenesis through the PRDM16 complex. Nature 2013;504:363. EHMT1 è il gene della sindrome Kleefstra (MIM #610253) da aploinsufficienza (delezione o da mutazione puntiforme). Nel lavoro si dimostra che il gene è una metiltransferasi essenziale del tessuto adiposo bruno (BAT) che controlla il destino delle cellule adipose, la termogenesi adattiva indotta dal freddo e l’omeostasi glucidica in vivo. La comprensione della connessione mutazioni EHMT1 e termogenesi di BAT è il primo passo per capire il controllo dell’omeostasi energetica tramite pathway epigenetici che potrebbe portare a una terapia delle malattie metaboliche e dell’obesità (ma è anche di interesse sapere per la gestione medica di pz con la sindrome Kleefstra che vi sono prove sperimentali che deficit di EHMT1 nel tessuto adiposo bruno porta all’obesità (presente nel 28% dei deleti e nel 42% dei mutati), resistenza insulinica sistemica e steatosi epatica in dieta ad alto contenuto di grassi (non descritte nei pz con delezione o mutazione EHMT1. Ndr).

CILIO PRIMARIO E CILIOPATIE
Primary cilia are specialized calcium signalling organelles. Nature 2013;504:311 e Direct recording and molecular identification of the calcium channel of primary cilia. Nature 2013;504:315. Due articoli sulle cilia primarie, organelli lunghi e sottili che escono dalla superficie di tutte le cellule polarizzate (cellule con, ad es., una superficie esterna e una interna come le epiteliali) che hanno funzione di segnale cellulare e di motilit. Mutazioni delle proteine del cilio primario sono causa di numerose malattie dello sviluppo. Le cilia, in base ai risultati dei due complessi lavori, possono essere considerate come compartimenti specializzati dei pathway di segnale del calcio e di Hedgehog (che include il trasduttore di segnale SMO–Smoothened- e fattori di trascrizione Gli 1-3 che regolano la trascrizione di geni sotto controllo Hh) che contengono un recettore-canale TRP (Transient Receptor Potential) PKD1L1-PKD2L1. Tale recettore-canale controlla la concentrazione di calcio ciliare (non quello citoplasmatico) e regola geni della divisione cellulare e della crescita.

MALATTIE NEUROLOGICHE/NEURODEGENERATIVE
Characterisation of Aicardi-Goutières syndrome. Lancet Neurology 2013;12:1131. Commento di un articolo sulla stesso fascicolo (Assessment of interferon-related biomarkers in Aicardi-Goutières syndrome associated with mutations in TREX1, RNASEH2A, RNASEH2B, RNASEH2C, SAMHD1, and ADAR: a case-control study. Pg.1159) su una malattia neurologica grave a inizio nei primi mesi di vita con distonia, calcificazione dei gangli basali, microcefalia postnatale e rapida progressione con decesso in età infantile. Anche se nella prima descrizione si prospettava una base genetica la presenza di linfocitosi liquorale e poi alti livelli di interferone α facevano pensare a una patogenesi infiammatoria. Poi sono stati individuati più geni malattia (MIM #225750)(AGS) il gene della DNA esochinasi TREX1, AGS2, 3 e 4 i geni del complesso endonucleasico RNasi H2 (RNASEH2B, RNASEH2C, RNASEH2A) e AGS5 il gene deossinucleoside trifosfato trifosfoidrolasi SAMHD1 (AGS5)(Vedi anche Mutations in ADAR1 cause Aicardi-Goutières syndrome associated with a type I interferon signature. Nature Genetics 2012;44:1243)(Articoli Interesse Nov 2012). La sindrome Aicardi-Goutières (AGS) è quindi una malattia su base autoimmunitaria a trasmissione AR con rari casi de novo da mutazione TREX1. Nel lavoro si osserva un’inappropriate risposta dell’interferone tramite l’analisi di espressione dei geni stimolati dall’interferone stesso (IGS) in 82 pz e in una serie storica di altri 147, tutti con mutazione identificata. Un primo buon risultato è costituito dal fatto che l’interferone potrebbe essere un buon biomarcatore per verificare l’efficacia della terapia. L’interferone nella AGS, come la linfocitosi liquorale, dopo un aumento nelle prime fasi della malattia tende poi a diminuire sino a non essere più dosabile sia nel liquor CR che nel sangue. Mentre questo non si verifica con i geni stimolati (IGS) anche in età successive sino all’età adulta. Questo per tutti i geni (RNASEH2A, RNASEH2C, SAMHD1 e ADAR)(90% pz), fuorché per mutazioni del gene RNASEH2B (7 degli 8 pz con punteggio basso hanno mutazione di questo gene), che è causa di un fenotipo più lieve. Quindi il punteggio interferonico può servire per stimare la gravità, per verificare il decorso della malattia e l’efficacia di trattamenti elle sperimentazioni cliniche.

Enzyme activity and brain anatomy: lessons from HPRT deficiency. Lancet Neurology 2013;12:1129. Commento di un articolo sullo stesso fascicolo (Regional brain volume abnormalities in Lesch-Nyhan disease and its variants: a cross-sectional study. Pg. 1151) sulle dimensioni di alcune aree cerebrali correlandole con la concentrazione ematica dell’enzima carente in una rara sindrome metabolica XL (MIM #300322), da deficit di ipoxantina-guanina fosforibosil transferasi (HGPRT). La sindrome è caratterizzata da iperuricemia e clinicamente da deficit motori e cognitivi associati a disturbi comportamentali ossessivi-compulsivi (autolesionismo che si manifesta dai 18 mesi ai 13 anni con gravi danni delle labbra, lingua, dita), sintomatologia presente solo nella forma grave e di cui non si conosce la causa. Nella forma classica i livelli di enzima sono molto bassi (<1.5% del normale) mentre nella forma parziale (s. Kelley-Seegmiller, MIM #300323) sono ben più alti (>8%). Esiste una forma intermedia (1.5-8%) con fenotipo variabile caratterizzata da movimenti grossolani a disfunzione motoria debilitante extrapiramidale e piramidale. Nel lavoro sono stati studiati con MRI 21 pz con la forma classica, 17 con la variante e 33 controlli. Trovata nella forma classica una riduzione del 20% del volume intracranico (17% della materia grigia, 26% della materia bianca) soprattutto nei gangli basali, nelle regioni limbiche e frontotemporali con risparmio delle regioni parieto-occipitali. Le immagini della variante sono risultate intermedie tra forma grave e controlli.

Isogenic Human iPSC Parkinson’s Model Shows Nitrosative Stress-Induced Dysfunction in MEF2-PGC1a Transcription. Cell 2013;155:1351. I segni motori iniziali del Parkinson (PD) sono dovuti a perdita dei motoneuroni dopaminergici del mesencefalo. Utilizzando cellule staminali umane si dimostra che la mutazione A53T dell’α-sinucleina, causa di PD familiare, aumenta l’azoto reattivo a livello neuronale che causa un’alterata S-nitrosilazione (modificazione post-traduzionale che regola la funzionalità della proteina) del fattore di trascrizione MEF2C. L’alterazione del relativo pathway impedisce le risposte dei neuroni allo stress mitocondriale contribuendo alla morte apoptotica. In sintesi i neuroni con la mutazione sono più sensibili allo stress mitocondriale.

Hyperactive: The Controversial History of ADHD. Matthew Smith. Reaktion Books, 2012 248 pp. (hardcover, $38.00 ISBN: 1780230311). Un libro e la sua recensione su Nature Medicine 2013;19:1526. L’A, padre di un b. con iperattività, insegnante e consulente oltre che un lettore della letteratura sull’argomento, presenta la storia e lo stato dell’arte (diagnosi e terapia, 50 anni dopo la sintesi del Ritalin) di ADHD, portando anche la sua esperienza personale. Esperienza che gli fa scrivere che considerare l’ADHD una malattia neurologica da trattare con stimolanti sia dovuta a psychiatric ambitions,corporate avarice and biomedical ideologies”, perché anche se il Ritalin ha qualche effetto cambia però la personalità del bambino (anche se, aggiunge chi ha scritto il commento, questo non sembra risultare dagli studi sull’argomento). La copertina del libro è un insieme di pillole (farmaci) e dolci (dieta) molto colorate, che sottolinea i due aspetti terapeutici, il primo, i farmaci, soprattutto in USA, , il secondo la dieta, soprattutto in UK dove c’è una campagna di opinione sul possibile ruolo dei coloranti artificiali come contributo alla patologia e dove sulle confezioni di alimenti colorati c’è scritto: “may have effects on activity and attention in children”. E la dieta (Feingold diet che esclude certi cibi e additivi) viene considerata dall’A. efficace, ma, come ancora nota il commentatore poco provata, a differenza dei farmaci. Nel libro viene trascurata la terapia di supporto comportamentale che negli anni 2000 è stata messa a punto insieme a quella farmacologica. Come in ogni proposta proveniente da genitori, spunta sempre il sospetto da parte degli interessati dell’incombente interesse economico dei produttori di farmaci invece di vedere il problema nel suo aspetto più generale, anche scolastico, più centrato sul bambino. Il commento finale: insomma interessanti proposte e suggerimenti ma “it provides an incomplete review for the patient, parent or practitioner who is interested in the scientific basis of the diagnosis of ADHD and its comprehensive, multimodal treatment”.

Science 2013;342:1529. AAAS Office of Publishing and Member Services. Presentazione di un libretto sullo stato dell’arte della ricerca sulle malattie neurodegenerative in Cina.


NGS
High-throughput DNA sequencing errors are reduced by orders of magnitude using circle sequencing. PNAS 2013;110:19872. Sono frequenti gli errori di identificazione delle basi che si producono casualmente mettono in dubbio se varianti genetiche rare. Nel lavoro si presenta quello che gli AA definiscono circle sequencing. E dichiarano: “This paper presents a library preparation method that dramatically improves the error rate associated with high-throughput DNA sequencing and is substantially more cost-effective than existing error-correction methods”.

First FDA Authorization for Next-Generation Sequencer. NEJM 2013;369:2369. Perspective di Francis Collins che inizia celebrando: “This year marks 60 years since James Watson and Francis Crick described the structure of DNA and 10 years since the complete sequencing of the human genome”. L’annuncio: la FDA ha consentito la commercializzazione del sequenziatore Illumina MiSeqDx per il NGs, che consente con un costo di meno di 5.000 $ di sequenziare il genoma di una persona in 24 ore (ai suoi tempi, Francios Collins, ci sono voluti 10 anni con un costo di centinaia di milioni di $). Ne fa la storia con esempi di applicazione per il cancro e la farmacogenomica, anche se è ancora da verificarne l’utilità per la farmacogenomica.
Ma per la medicina personalizzata siamo ancora lontani dalla sua vera applicazione nella pratica medica.
Siamo ancora agli inizi e “We need to work together to ensure that research progresses, that regulatory policies are developed, that patients’ rights and needs are addressed, and that clinical use of genomic information is based on rigorous evidence”.

GENETICA UMANA
***
Genomic instability and repair mediated by common repeated sequences. PNAS 2013;110:19664. Commento di un articolo sullo stesso fascicolo (Genome rearrangements caused by interstitial
telomeric sequences in yeast. Pg. 19866). I telomeri, strutture importanti per la stabilità genomica e la protezione dalla riparazione DNA inappropriata, sono costituiti da proteine e da centinaia di sequenze esanucleotidiche ripetute di DNA e sono in genere localizzati alle estremità dei cromosomi. Ma possono anche essere interstiziali e co-localizzate con siti “fragili” cromosomici, sedi preferenziali di rotture in alcuni tumori e in alcune malattie umane. Sono poco conosciuti i meccanismi responsabili dell’instabilità genomica dovuta a queste sequenze ripetute interstiziali. Nel lavoro si vuole chiarire questo aspetto usando come organismo modello il lievito. Si dimostra che esse promuovono delezioni, duplicazioni, inversioni e traslocazioni. La frequenza di alterazioni spontanee è di oltre 10-3 per generazione e è una grossa sottostima perché si riferisce solo a quelle visibili. Considerando la loro distribuzione in tutto il genoma si arriva a numeri tali di effetti di instabilità che ci fanno capire l’alta efficienza del sistema di riparazione a disposizione.

***
Contributions of intrinsic mutation rate and selfish selection to levels of de novo HRAS mutations in the paternal germline. PNAS 2013;110:20152. L’identificazione dei fattori che influenzano il tasso di mutazioni de novo è centrale per la Genetica umana e la Genetica medica. Nell’uomo il tasso di mutazione germinale varia ampiamente con tassi di 4–160 x 10-9 per nucleotide per le differenti mutazioni puntiformi. Le mutazioni possono originare prevalentemente da un genitore per la diversa gamatogenesi nei due sessi, con la maggioranza delle mutazioni puntiformi, piccole indel e CNV non ricorrenti, prevalentemente di origine paterna che si producono durante la replicazione mitotica degli spermatogoni, replicazione che continua per l’intera vita riproduttiva. Con il sequenziamento dell’intero genoma si è osservato che delle 30-100 nuove mutazioni puntiformi acquisite in ogni generazione l’80% si formano nel corso della gametogenesi paterna. E con l’età paterna crescono di una o due unità le nuove mutazioni. Ma sec. gli AA c’è un altro meccanismo che favorisce l’accumulo con l’età di nuove mutazioni patogenetiche nei testicoli dell’uomo: la selezione spermatogoniale “egoistica” (selfish), responsabile dell’effetto dell’età paterna (PAE) cioè l’incremento con l’età pat di rischio di malattia genetiche, come l’acondroplasia, la s. Apert, MEN2B, s. Costello e la s. Noonan. Queste malattie hanno una frequenza neonatale doppia o tripla del tasso di mutazione di base (1:30.000 acondroplasia e 1:390.000 Costello in UK), un rapporto di origine mutazionale padre/madre di >10:1 e un aumento medio dell’età paterna rispetto alla popolazione generale di 2.5-8.7 anni. L’ipotesi di lavoro (vedi anche Upsetting the Dogma: Germline Selection in Human Males. PLoS Genetics 2012;8:e1002535)(Spigolature Marzo 2012) è che le mutazioni attivanti di HRAS (responsabili della s. Costello: MIM #218040) e descritte non solo come causa di questa sindrome congenita ma anche in molti tumori (HRAS è l’acronimo di RAS proto-oncogene Harvey rat sarcoma viral oncogene homolog, che codifica una piccola GTPasi che trasduce segnali dai recettori della superficie cellulare agli effettori intracellulari che controllano la divisone cellulare) si accumulano nello sperma con un processo simile a quello della genesi tumorale. Per questo sono state contate le mutazioni di HRAS nello sperma (89 maschi di età 22-74 anni) e nel sangue (7 maschi di età 36-71 anni) di volontari distinguendo quelle attivanti e non attivanti. I risultati depongono per una selezione positiva dei livelli di mutazione HRAS nello sperma con alcune differenze però rispetto al pattern mutazionale della genesi tumorale, come ad es. il fatto che alcune mutazioni (GC>TT/AA) sono più frequenti nelle varianti patogenetiche costituzionali.

Deficiency of Innate and Acquired Immunity Caused by an IKBKB Mutation, NEJM 2013;369:2504. L’immunodeficienza combinata severa (SCID) è l’immunodeficienza più grave che si manifesta già nel primo mese di vita con polmonite da Pneumocystis jirovecii, sepsi batteriche, infezione cronica di CMV o da candida spesso con diarrea protratta e deficit di crescita. Il difetto immunologico è il deficit di linfociti T, assenti o ridotti di numero. deficit di crescita. Il difetto immunologico è il deficit di linfociti T, assenti o ridotti di numero. Ma alcuni pz hanno normale numero di linfociti T con difetto di attivazione immunitaria cellulare da causa non nota. Studiate 4 famiglie canadesi (Northern Cree) con quest’ultima condizione, con normale conta delle cellule B e T e con agamma -(ipogamma)globulinemia mediante mappatura di omozigosità e successivo sequenziamento dei geni. Tutti avevano una duplicazione in omozigosi nell’esone 13 del gene IKBKB che causa perdita di espressione del prodotto che è la chinasi IκB (IKK2), componente del pathway IKK–nuclear factor κB (NF-κB). La perdita di IKK2, che è letale nel topo, nell’uomo altera la risposta agli stimoli attivatori di una varietà di cellule immunitarie determinando una patologia dell’immunità innata e adattativa.

Structural snapshots illustrate the catalytic cycle of β-galactocerebrosidase, the defective enzyme in Krabbe disease. PNAS 2013;110:20479. La malattia Krabbe (MIM #245200) è una malattia lisosomiale che colpisce la sostanza Bianca del SN centrale e periferico. Buona parte dei pz hanno la forma classica e muoiono entro i primi 2 anni di vita con segni a comparsa sui 6 mesi con estrema irritabilità, spasticità e grave ritardo psico-motorio. Il 10-15% dei pz ha forme più tardive infantili, dell’adolescenza o dell’età adulta con variabilità clinica anche nell’ambito della stessa famiglia. Il gene-malattia codifica l’enzima lisosomiale β-galactocerebrosidasi (GALC) essenziale per il catabolismo dei galattosfingolipidi, inclusi i lipidi della mielina. Nel lavoro vengono presentati i risultati dello studio ad alta risoluzione della struttura cristallina dell’enzima per la comprensione della sua complessa funzione catalitica. Informazioni che potrebbero essere utili per lo sviluppo di chaperoni farmacologici.

Tuberous sclerosis 1 (Tsc1)-dependent metabolic checkpoint controls development of dendritic cells. PNAS 2013;110:E4894. Mentre sono noti i pathway metabolici che partecipano all’attivazione immunitaria con l’attivazione linfocitaria e delle cellule dendritiche (cellule del sistema immunitario che presentano l’antigene ai linfociti B e T; derivano dalle cellule staminali emopoietiche nel midollo osseo e sono le più importanti dell’insieme delle APC (Antigen presenting cell), insieme ai macrofagi e ai linfociti B)
(http://www.treccani.it/enciclopedia/cellula-dendritica_(Enciclopedia_della_Scienza_e_della_Tecnica).
Non noto invece come il metabolismo cellulare contribuisca allo sviluppo delle cellule immunitarie. Lo studio in vitro e in vitro identifica un cruciale checkpoint metabolico dello sviluppo di queste cellule mediato da una cooperazione tra il sistema di segnale Tsc1-mTOR e i programmi bioenergetici e biosintetici dipendenti da Myc. La sregolazione di questo pathway altera la sopravvivenza, la proliferazione e la differenziazione funzionale delle cellule dendritiche sottolineando così l’importanza dei programmi metabolici per il loro sviluppo.

Crosstalk Between Microtubule Attachment Complexes Ensures Accurate Chromosome Segregation. Science 2013;342:1239. Nella divisione cellulare le regioni centromeriche dei cromosomi assemblano organelli multiproteici chiamati cinetocori che legano i microtubuli del fuso mitotico. Nell’embrione di C elegans viene descritto un meccanismo di controllo del legame cinetocore-microtubuli che è fondamentale per l’accurata segregazione cromosomica

TERATOLOGIA
Due lettere relative a un articolo su un fascicolo precedente sull’assenza di effetti teratogeni e antiangiogenici ma con effetto antiinfiammatorio nel pollo e nello zebrafish di un farmaco (Pomalidomide is nonteratogenic in chicken and zebrafish embryos and non neurotoxic in vitro. PNAS 2013;110:12703) che viene proposto per la cura del mieloma multiplo (vedi sotto), l’eritema nodoso della lebbra e le complicazioni infiammatorie della lebbra e altro (un bel dibattito, ndr).
Pomalidomide is strongly antiangiogenic and teratogenic in relevant animal models. PNAS 2013;110:E4818. Gli AA non hanno letto la letteratura: il farmaco è fortemente antiangiogenico e teratogeno in altri animali come il coniglio e il ratto (FDA) e causa una angiogenesi VEGF (Fattore di crescita vascolare endoteliale) ancor più potente rispetto al Talidomide. Questi a altri dati fanno ritenere (che bastonatura! Ndr) che la rilevanza clinica del lavoro sia bassa e che la sua estrapolazione per la cura dei pz sia potenzialmente a rischio.
Pomalidomide is teratogenic in rats and rabbits and can be neurotoxic in humans. Pg E4819. La seconda lettera conferma che la FDA riporta la teratogenicità nel ratto e nel coniglio quando il Pomalidomide è somministrato durante l’organogenesi con malformazioni cardiache e anomalie delle estremità, simili a quelle del talidomide, ma anche anomalie viscerali e vertebrali nel ratto. Studi clinici denunciano inoltre in poco meno del 10% la comparsa o un peggioramento di neuropatia periferica (altra grossa bastonatura! Ndr).
Replay E4820. Ammettono, come peraltro dicono di aver precisato nel testo, che occorre il controllo di altre specie superiori rispetto a quelle testate prima di proporre il farmaco, soprattutto alle gravide, ben consci che gli effetti potrebbero essere diversi da quelli da loro trovati. Sottolineano che Pomalidomide in vitro agisce differentemente dal Talidomide e dal Lenalidomide e che è opportuno verificare nelle varie specie gli effetti che ciascuna può causare, in vivo e in vitro.
Sono d’accordo quindi di non proporre indiscriminatamente l’uso del farmaco e di uno stretto controllo degli effetti collaterali. Si scusano di non essere stati chiari e di non aver citato, per motivi di spazio, i lavori precedenti degli AA delle due lettere su riportate.

9 August 2013 (http://www.celgene.com/pdfs/PressRelease.pdf)
Celgene International Sàrl, a wholly-owned subsidiary of Celgene Corporation (NASDAQ: CELG) today announced that the European Commission (EC) has granted approval for Pomalidomide Celgene, in combination with dexamethasone, for the treatment of relapsed and refractory multiple myeloma (rrMM) in adult patients who have received at least two prior therapies including both lenalidomide and bortezomib and have demonstrated disease progression on the last therapy.1 Celgene intends to launch Pomalidomide Celgene in the EU under the trade name “IMNOVID®”, following submission of a regulatory notification to the European Medicines Agency (EMA) to change the trade name.

Use of Selective Serotonin Reuptake Inhibitors during Pregnancy and Risk of Autism. NEJM 2013:369:2406. Vedi Autismo, comunque non associazione.

SPERIMENTAZIONI CLINICHE-TERAPIA
MALATTIE COMPLESSE/STUDI ASSOCIAZIONE
Meta-analysis of 74,046 individuals identifies 11 new susceptibility loci for Alzheimer’s disease. Nature Genetics 2013;45:1452. Studio di associazione con GWAS con meta analisi di studi e analisi di pz con Alzheimer, per un totale di 25.000 pz di origine europea: oltre al locus APOE, codificante l’apolipoproteina E, hanno raggiunto la significatività altri 19 loci, tra questi 11 mai segnalati come associati a questa malattia.

Nessun commento:

Posta un commento