lunedì 3 marzo 2014

Spigolature di Genetica Clinica/Umana Febbraio 2014. R. Tenconi



Raccolta e brevi commenti di articoli di Genetica Medica e Umana e di interesse generale del mese di Febbraio 2014 (Spigolature) che hanno attirato la mia attenzione o curiosità, pubblicati 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.
New entry British Medical Journal.

PER TUTTI . Maternità vs paternità delle scoperte
****
Can Down Syndrome Be Treated? Science 2014;343:964. Sottotitolo: “People with Down syndrome are signing up for trials of several drugs aimed at helping their cognitive impairment, even as researchers explore more radical ideas to “cure” the genetic disorder”. Un fratello di una ragazza con s. Down commenta così la sua esperienza: “I learned along the way that some of the struggles are not defined by your chromosomes, but by the community that you live in” (ricordiamocela questa frase, ndr). E riconosce che le persone Down, come sua sorella e come centinaia di altre con s. Down che incontra sono in genere felici della loro vita. Ora, non da fratello ma da Genetista clinico e responsabile del Down Syndrome Program del Massachusetts General Hospital di Boston vuole contrastare l’assunto che il deficit intellettivo è una cosa troppo complessa per essere trattabile farmacologicamente. Ha appena iniziato due sperimentazioni cliniche per ridurre il deficit cognitivo con farmaci. In uno sono stati reclutati 24 soggetti trattati con ELND005 (scyllo-inositol) farmaco pensato per l’Alzheimer (Clinica Trial NCT01791725) che riduce l’accumulo di mio-inositolo e riduce le placche di β amiloide cerebrali.
Nel secondo, sono stati reclutati 180 giovani adulti con s. Down per il trattamento con un farmaco, RG1662 (Clinical Trial NCT01920633) per curare il deficit di memoria da eccesso dell’attività inibitoria (come risulta dal modello murino) bloccando l’attività GABA (funziona nel topo), in particolare i recettori cerebrali che contengono una specifica subunità chiamata GABAA α5. E ci sono altri possibili farmaci per la memoria dal the verde, alla nicotina, a fattori di crescita nervini, ma difficili da testare anche per l’attuale bassa frequenza della sindrome. Come per tutte le malattie neurodegenerative l’ipotesi del fallimento di alcune terapie, come quella della Nemantina, farmaco che agisce sul sistema glutammatergico, potrebbe essere dovuto al fatto che la terapia è iniziata troppo tardi quando la morfogenesi cerebrale è stata completata e il SNC ha un peso del 20% inferiore al normale con meno neuroni e minori connessioni neuronali. Nel modello murino una dose di un fattore di crescita (Sonic hedgehog) alla nascita ha comportato una normale crescita cerebellare e, quando adulto, ad un migliore apprendimento.
Alcuni ricercatori stanno pensando di risolvere la questione alla radice, in epoca prenatale anche ricorrendo alla tecnica dell’inattivazione del cromosoma 21 (vedi selezione Articoli Ago 2013)(Translating dosage compensation to trisomy 21. Nature August 2013;500:296). La madre di una ragazza con s. Down commenta così questa possibilità che forse riguarderà il futuro, non sua figlia: “I don’t feel like I missed a boat—our life has been awesome (bellissima, ndr)—but for the first time, it seems like they have something to work with”.

**
After More Than 50 Years, a Dispute Over Down Syndrome Discovery. Science 2014;343:720. A chi il merito della scoperta della Trisomia 21? La storia della medicina dice: Jérôme Lejeune, genetista francese (che ha insegnato a molti di noi la citogenetica negli anni ’70, ndr) morto nel 1994 che ha pubblicato: Lejeune J., Gauthier M. & Turpin R. Study of somatic chromosomes from 9 mongoloid children. C R Hebd Seances Acad Sci. 1959;248:1721. Ma sentite cosa è successo il 31 Gennaio scorso in Francia: a un meeting di genetica a Bordeaux, organizzato dalla Federazione francese di Genetica umana (FFGH), era stata invitata un’anziana (88 a) cardiologa pediatra di Parigi, Marthe Gautier, per consegnarle, dopo una lettura, una medaglia per il ruolo avuto nella scoperta della causa della s. Down. Ma poche ore prima la lettura è stata cancellata e la medaglia consegnatale in un cerimonia privata il giorno dopo a causa della richiesta della magistratura di registrare la lettura su denuncia da parte della Fondazione Lejeune, che si occupa di ricerca e cura delle persone con deficit intellettivo e di organizzare campagne contro l’aborto. La motivazione era quella di documentare eventuali danni all’immagine di Lejeune. Gautier in questi anni ha sostenuto che lei ha fatto la maggior parte del lavoro che ha portato alla scoperta della Trisomia 21 e, recentemente, il presidente della Società francese di Genetica Umana ha paragonato questo caso a quello di Rosalind Franklin, misconosciuta contributrice della scoperta della struttura della doppia elica del DNA nei primi anni ’50. Gautier, che aveva imparato a Boston la tecnica di coltura cellulare e che era tornata a Parigi nel 1956 presso una unità di pediatria diretta da Raymond Turpin, sostiene che analizzando i cromosomi di una persona con s. Down nel Maggio del 1958, si era accorta di un cromosoma in eccesso ma il suo microscopio era inadeguato per l’ingrandimento necessario per identificare il cromosoma extra e per fare fotografie. Nel Giugno 1958 accettò di dare i suoi vetrini a Lejeune, che operava in un altro laboratorio e che si occupava di studiare con altre tecniche la s. Down e che si era offerto di fotografare i suoi preparati. E dopo 6 mesi  Gautier ha saputo che la scoperta della causa della s. Down era stata pubblicata in un  articolo con il suo nome tra gli AA, ma storpiato (Gauthier). La conclusione di Gautier “This is a story that must be known, in the name of women”. Bernard Dutrillaux, allievo di Lejeune e inventore della miglior tecnica di bandeggiamento (RHG)(noi ex giovani ed ex citogenetisti ce lo ricordiamo bene quando è stato invitato nel 1975 a Padova per battezzare la costituzione dell’Associazione di Citogenetica Medica italiana, ndr) sottolinea che sia la Fondazione Lejeune che Gautier stanno facendo una meschina battaglia di retroguardia.
(Scusate la lunghezza ma la storia mi ha preso, ndr).

EPIGENETICA
***
Paternally induced transgenerational inheritance of susceptibility to diabetes in mammals. PNAS 2014;111:1873. Da tempo sappiamo che alcuni caratteri acquisiti possono poi essere trasmessi alla prole. Vedendola dal punto di vista evoluzionistico questo è un potenziale meccanismo di trasmissione benefica ai figli di un’esperienza ambientale vissuta. In genere gli esempi di trasmissione transgenerazionale avviene per via materna ed è così difficile sapere se è germinale o è dovuta all’ambiente uterino. Non ci resta quindi che il maschio per sapere, e qui ci sono molti esempi sia sperimentali negli animali sia nell’uomo (la fame nei nonni paterni associata al rischio di obesità e malattie cardio-vascolari nei nipoti), ma la base biologica di queste effetti non è nota. In questo studio si usa un modello murino di prediabete non genetico (dieta ricca di grassi e iniezione di streptozoticina) e si dimostra che le alterazioni epigenetiche nello sperma vengono ereditate nella generazione successiva e sono causa, nei cuccioli, di un’alterazione dei profili epigenomici di molti geni del pathway insulinico associati a un’alterata espressione di questi geni. Questo comporta in loro intolleranza al glucosio e resistenza insulinica.
Quanto osservato favorisce la comprensione delle basi molecolari della trasmissione di patologie acquisite anche nell’uomo che potrebbero spiegare l’alta prevalenza nella nostra società di obesità, del diabete 2 e di altre malattie croniche del metabolismo.

PER I PEDIATRI E PER ALTRI SPECIALISTI (Neurologi, Ostetrici, Cardiologi, Psichiatri, ORL, Medici della riproduzione, Patologi ecc.).
***
Allowing patients to choose the ethnicity of attending doctors is institutional racism. BMJ 2014;348:25. E se i genitori di un bambino (o un pz) si presentano in ospedale e chiedono che non venga visitato da un medico di colore o di un’altra minoranza etnica voi che fareste? Leggetevi la storia perché capiterà e val la pena di sapere cosa dire e soprattutto cosa fare. Nella storia il responsabile inizialmente ha aderito alla richiesta ma poi ha dovuto far accettare la realtà ai genitori. Nell’introduzione c’è una articolatissima definizione di razzismo istituzionale.

Attention Deficit–Hyperactivity Disorder in Children and Adolescents, NEJM 2014;370:838. Clinical practice: maschio di 9 anni con diagnosi di ADHD ai 7 anni. Viene in ambulatorio per follow-up. Ha una quadro classico della sindrome, confermato non solo dai genitori ma anche dagli insegnanti. Trattato con Metilfenidato (Ritalin). Riferita una certa attenuazione dei segni clinici, ma permangono molte difficoltà scolastiche e non ha amici. Cosa consiglieresti?
Intanto cos’è ADHD: in età pediatrica è caratterizzata da scarsa attenzione, iperattività, impulsività o una combinazione di questi segni che compromettono la vita quotidiana del bambino come quella di imparare a leggere e a farse degli amici. La diagnosi è clinica senza il supporto di biomarcatori. E’ la più comune patologia del neurosviluppo con frequenza elevata ma difficile da valutare per un difetto (per la variabilità clinica) ma anche per un eccesso (sembra aumentata del 33% la sua frequenza dalla fine degli anni ’90) diagnostico e per i diversi criteri diagnostici (DSM del 2033 e ICD 10). Sembra comunque interessare il 5.3% dei bambini (IC 95% 5-5.6%), più frequente nei maschi. Ha una base genetica con un’ereditabilità del 70%, analisi di associazione genome-wide indicano come implicati il pathway dopaminico e serotoninico. Come fattori ambientali sono chiamati in causa il fumo delle madri in gravidanza e l’esposizione a piombo o bifenili policlorurati. Management: “ADHD is a long-term condition. As such, treatment should take place within a medical home, where the health care team collaborates and coordinates with the family, other health and mental health clinicians, educators, and the patient to develop comprehensive plans that address
symptoms and function over time”. Come farmaci non ci sono solo stimolatori come il Ritalin (Metilfenidato) ma anche altri stimolanti come le anfetamine, inibitori della ricaptazione della noradrenalina e agonisti α2-Adrenergici )(Tab 2 con i vari farmaci, periodo di azione e gli effetti collaterali comuni e rari). Fondamentale è la terapia comportamentale con efficacia provata da sperimentazioni cliniche e studi di efficacia di interventi singoli (es. solo Ritalin) o associati (es. Ritalin e comportamentale). Una proporzione consistente di genitori con figlio con ADHD (dal 12% al 64%) ricorre a terapie alternative (dieta, acidi grassi essenziali, alte dosi di vitamine) per le quali non c’è evidenza di effetto.
American Academy of Pediatrics (Pediatrics 2011;128:1) e American Academy of Child and Adolescent Psychiatry (J Am Acad Child Adolesc Psychiatry 2007;46:894) hanno preparato linee guida per la diagnosi e il management.
E che fareste con il caso su presentato? Cosa suggerireste? Leggetevelo l’articolo (per favore non integratori alimentari! Ndr).

Pediatric requirements in Europe stymie (ostacola) help for hemophilia. Nature Medicine 2014;20:117. NB: due dei 4 AA di questa Opinion sono della Fondazione Cà Granda di MI.
La sperimentazione clinica condotta da due compagnie (USA e Svedese) riguardante due nuovi farmaci per l’Emofilia (un fattore IX ricombinante) ha dato buoni risultati perché riducono di molto, per la loro lunga emivita, la frequenza di somministrazione del farmaco. La FDA ne autorizzerà la vendita in USA entro la prima metà del 2014, l’Agenzia Europea dei Medicinali (EMA) richiede, prima di autorizzare i farmaci negli adulti, che venga fatta la sperimentazione pediatrica, secondo quando prescrive il cosiddetto Pediatric Investigation Plan del 2007. Per aderire a questa richiesta per l’emofilia ci vorranno almeno due anni. Questo ritarderà per i residenti europei di ricorrere ai nuovi farmaci, mentre la FDA richiede la sperimentazione solo negli adulti per farmaci solo per adulti. Per l’emofilia abbiamo bisogno di farmaci a lungo effetto e meno immunogenici del fattore IX attuale perché questa terapia causa la sviluppo di anticorpi neutralizzanti nel 30% dei pz.

Peso alla nascita e malattie metaboliche in età adulta
First trimester fetal growth restriction and cardiovascular risk factors in school age children: population based cohort study. BMJ 2014;348:11. What is known and what this paper adds: Low birth weight is associated with cardiovascular disease in adulthood, but not much is known about the specific critical periods in fetal life or infancy. First trimester fetal development might be critical for cardiovascular health in later life.
Early fetal growth and risk factors for cardiovascular disease. Editorial BMJ 2014;348:7. Commenta i risultati del lavoro su riportato concludendo che lo studio è stato ben condotto e le conclusioni appropriate, ma per la complessità della ricerca epidemiologica alcuni risultati significativi potrebbero semplicemente essere dovuti al caso. Il nesso tra peso nella prima parte della gravidanza e malattie in età adulta non è chiaro, ci sono varie ipotesi anche sui modelli animali ma nessuna provata. Ci sono peraltro studi che ci dicono che il basso peso alla nascita rifletta in realtà una disfunzione cardio-vascolare materna, un aspetto che andrebbe ulteriormente valutato. Tutto questo porta comunque a chiedersi se sia possibile una prevenzione del difetto di crescita fetale soprattutto nel primo periodo di gravidanza. L’editoriale conclude che dobbiamo prima capire la natura e i meccanismi che legano la crescita fetale a malattie cardiovascolari in età adulta.

***
Relative risks versus odds ratios. BMJ 2014;348: g1407. Con definizione ed esempio.
Statistical errors. Nature 2014;506:150. Sottotitolo: “P values, the ‘gold standard’ of statistical validity, are not as reliable as many scientists assume”. Sentite l’inizio: uno studente di psicologia analizzando i risultati di una ricerca su quasi 2.000 persone ha riscontrato che, con un’alta significatività (p 0.01), i politicamente moderati erano in grado di distinguere meglio di quelli di estrema destra e estrema sinistra le sfumature di grigio. Il suo tutore gli ha consigliato di aumentare la casistica e il p è diventato non significativo (0.59).
Il problema non erano i dati ma “the sur­prisingly slippery nature of the P value, which is neither as reliable nor as objective as most scientists assume”. C’è una bellissima figura che illustra bene cosa può dire il valore di p (se un risultato può essere attribuito all’effetto del caso) e cosa non può dire (quello che un ricercatore vorrebbe sempre sentirsi dire, cioè la probabilità che la sua ipotesi sia corretta).

***
Genetic Variants in C5 and Poor Response to Eculizumab. NEJM 2014;370:632. L’emoglobinuria parossistica notturna (MIM #300818)(PNH) è una rara (<10,000 persone in USA e Europa) malattia dovuta a una espansione clonale di cellule staminali ematopoietiche che hanno acquisito una mutazione somatica del gene codificante la proteina PIGA, necessaria per la biosintesi del fosfatidilinositolo, un fosfolipide che lega proteine diverse alla membrana cellulare; la sua carenza causa un difetto delle proteine regolatrici del complemento CD55 e CD59 e clinicamente emolisi intravascolare, principale manifestazione clinica della PNH, accompagnata spesso da trombosi che è causa di morbilità e mortalità.
La terapia con anticorpi monoclonali umanizzati anti C5 (Eculizumab), farmaco usato anche per altre malattie (vedi anche nella selezione di articoli del gennaio 2014: Targeted Therapy with Eculizumab for Inherited CD59 Deficiency. NEJM 2014;370:90), lega la proteina del complemento C5 inibendo il suo clivaggio nel mediatore infiammatorio C5a e la formazione del poro citolitico C5b-9. Tale terapia è usualmente efficace nella PNH nel controllare l’emolisi, riducendo o eliminando la necessità di trasfusioni ematiche, migliorandone quindi il decorso e riducendo il rischio di trombosi in buona parte (99%) dei pz. Eculizumab infatti specificamente si lega alla proteina C5 del complemento inibendo la sua divisione in C5a e C5b. Nello studio che qui viene presentato vengono riportati i risultati dell’analisi genetica di C5 in 11 pz con PNH che non hanno risposto al farmaco di un totale di 345 pz. In tutti 11 pz insensibili alla terapia è stata trovata una mutazione missenso in eterozigosi di C5, presente nei pz con PNH con la stessa frequenza riscontrabile nella popolazione generale giapponese (3.2% vs 3.5%) e nella popolazione Han cinese. In conclusione la mancata azione di blocco da parte di Eculizumab spiega perché in questi pz portatori della mutazione missenso non vi sia risposta al farmaco. Un analogo meccanismo potrebbe essere responsabile della mancata risposta a terapie farmacologiche anticorpali in altre malattie.

Il latte (materno) fa bene.
Secretory antibodies in breast milk promote long-term intestinal homeostasis by regulating the gut
microbiota and host gene expression. PNAS 2014;111:3074. Il latte materno è per il bambino la prima fonte di protezione immunitaria anticorpale del tubo digerente tramite IgA secretorie (SIgA). Nell’intestino del bambino modifica la composizione della flora intestinale, previene le infezioni, protegge l’intestino dalla infiammazioni e promuove la funzione di barriera intestinale. Si dimostra ricorrendo a un modello murino con presenza o assenza di SIgA nel latte, che la sua assunzione con l’allattamento svolge benefici anche di lungo termine tramite il controllo del microbiota intestinale e la regolazione dell’espressione di geni nelle cellule epiteliali, inclusi i geni delle malattie infiammatorie intestinali dell’uomo. Con effetti che persistono sino all’età adulta.

Self-requested euthanasia for children in Belgium. Lancet 2014:383:671. Un aggiornamento della legge sulla richiesta di eutanasia che ora è possibile in età pediatrica su richiesta del bambino con il consenso dei genitori, escluse però alcune condizioni come quelle psichiatriche, bambini piccoli non in grado di formulare in modo competente la richiesta o con disabilità intellettiva.

Language tests for EU doctors set to start in June in UK. BMJ 2014;348:g1809. Per il principio del “patients first” il General Medical Council UK ha stabilito che dal prossimo Giugno i medici della EU devono sottoporsi a un test di conoscenza della lingua inglese. Verrà inoltre applicato per i medici non facenti parte della EU un aumento della soglia minima di punteggio (7.5 su 9) dell’esame di lingua inglese.

FERTILITA’/FECONDAZIONE ARTIFICIALE/DIAGNOSI PRENATALE
****
Maternal tract factors contribute to paternal seminal fluid impact on metabolic phenotype in offspring. PNAS 2014;111:2200. Il liquido seminale, prodotto dalle vescicole seminali, favorisce la sopravvivenza e la funzione delle cellule spermatiche, modifica la risposta immunitaria femminile favorendo la sopravvivenza dello sperma e l’impianto dello zigote e (incredibilmente, ndr) influenza anche alcuni processi metabolici del concepito determinando, quando difettoso, suscettibilità a malattie metaboliche dell’adulto.
Quest’ultimo aspetto è l’oggetto della ricerca. A topi maschi sono state asportate le vescicole seminali, topi che hanno una ridotta fertilità (il 37% in meno di impianti) e concepiti con placenta meno efficiente. I cuccioli maschi, ma non le femmine, a 14 settimane dalla nascita hanno un incremento del 72% della massa adiposa centrale, con un profilo metabolico da sindrome metabolica (aumento degli ormoni metabolici, resistenza insulinica, alta PA sistolica). Esperimenti di trasferimento di embrioni in utero (embryo-transfer) indicano che la malattia metabolica è legata all’assenza al concepimento del liquido seminale nell’apparato riproduttivo femminile, legame rafforzato dalla riduzione, in assenza di liquido seminale, dei fattori che promuovono la sopravvivenza del blastomero (GM-CSF, LIF, and IL6) e dall’aumento nell’ovidotto di proteina TRAIL (TNF-related apoptosis-inducing ligand) che attiva l’apoptosi del blastomero.
Gli AA suggeriscono una possibile causa della frequente sindrome metabolica nella popolazione in cui non sono mai dimostrate, nonostante molti studi, le basi biologiche e genetiche.  

Draft UK regulations for mitochondrial donation are Published. BMJ 2014;348:g1846. Stato dell’arte: nel 2009 è stato modificato Human Fertilisation and Embryology Act per consentire la donazione dei mitocondri con la tecnica nota come Three-parent bay, ma questa tecnica è stata ampiamente contestata da varie organizzazioni per i rischi connessi, non sufficientemente noti, e per questioni etiche. Il parlamento UK ha dichiarato che la consentirà solo se sarà dimostrata la sua efficacia e se non vi sono rischi connessi. Nel 2012 Nuffield Council on Bioethics ha concluso che non pone problemi etici. Nel 2013 Human Fertilisation and Embryology Authority (HEFA) si è dichiarato favorevole alla sua introduzione per la prevenzione delle malattie mitocondriali solo se vi saranno stretti controlli sulla sua applicazione. Il governo inglese ha chiesto a HEFA di organizzare una riunione di esperti per aggiornare, in base alle nuove conoscenze, i dati di efficacia e rischi prima di portare la questione in parlamento. E la commissione ha concluso che la tecnica è efficace e può essere applicata e ha preparato una bozza di regolamento, con l’auspicio, da parte di associazioni laiche di patologia, che il tutto avvenga prima delle elezioni del parlamento stesso (anche da loro si fa così? Ndr), in modo poi da partire con le sperimentazioni cliniche.

FDA Considers Trials of ‘Three-Parent Embryos’. Science 2014;343:827. L’embrione con 3 genitori (vedi
numerose citazioni dei mesi scorsi su Spigolature, le ultime Gen 2014, Dic e Set 2013: New IVF techniques put mitochondrial diseases in focus. Lancet Neurology 2014;13:28. The path to prevent mitochondrial disease. Bench to bedside. Nature Medicine 2013;19:1578). Questa procedura, chiamata più precisamente “terapia sostitutiva del DNA mitocondriale”, consiste nell’inserimento del nucleo fertilizzato dell’oocita liberato dai relativi mitocondri della donna portatrice di una mutazione mtDNA in una cellula uovo di donatrice denucleata che ha mitocondri normali. E’ l’unica soluzione per le portatrici di una mutazione mitocondriale di avere figli non affetti da malattie gravi non suscettibili di terapia. E’ in approvazione da parte del Parlamento UK (vedi sopra) e ora della FDA (è stata discussa nello scorso Ottobre e ora verrà ridiscussa alla fine di Febbraio 2014, in particolare sulla sicurezza e sull’etica ). Se ottenuta l’approvazione si potrà incominciare la sperimentazione clinica. Di certo è andata bene a Mito and Tracker di quasi 5 anni (vedi la foto delle due vispe scimmie rhesus) concepite in questo modo. Conclusione: “Many mtDNA disease carriers, who otherwise face a virtual certainty of having a severely ill child, would be eager to accept a low risk of more minor problems. But the risk-benefit ratio for society at large is different. It’s going to be hard to find what a fair balance is”.

Transmitochondrial mice as models for primary prevention of diseases caused by mutation in the tRNALys gene. PNAS 2014;111:3104. Le principali malattie mitocondriali come l’Oftalmoplegia esterna progressiva (CPEO), l’Epilessia mioclonica con fibre rosse sfilacciate (MERRF) e la MELAS sono dovute ad ampia delezione di mtDNA e mutazioni puntiformi del gene tRNALis e tRNALeu (UUR) (l'RNA di trasporto della lisina o leucina).  Queste malattie, caratterizzate da difetti della “respirazione mitocondriale”, hanno fenotipi con una ampia sovrapposizione. Per distinguere il contributo fenotipico del DNA nucleare e del mtDNA sono stati generati topi transmitocondriali (mito-mice) che hanno gli stessi geni nucleari ma diverse mutazioni patogene del mtDNA delle tre malattie su citate. E’ stato in precedenza generato un topo modello della CPEO ma non di MERRF and MELAS. Viene presentato un protocollo per generare un mito-mice-tRNALys7731 con lo scopo di studiare la patogenesi e la trasmissione delle mutazioni di mtDNA dei geni tRNALis. I topi con alta proporzione di mutazione G7731A mtDNA hanno anomalie della respirazione miotocndriale e fenotipiche della malattia e sono quindi buoni modelli per studiare questa malattia. Lo studio ha consentito anche di osservare importanti variazioni di proporzione di mtDNA mutato da topo a topo, fatto questo che suggerisce che la scelta dell’oocita con alta proporzione di mtDNA normale di madri con malattia mitocondriale da tRNALis potrebbe costituire la prevenzione primaria  per avere prodotti del concepimento sani. Un’alternativa meno pericolosa e con minori problemi etici rispetto alla tecnica three-parent baby (vedi sopra).

Age-related accumulation of mitochondrial DNA deletion mutants. PNAS 2014;111:2857. Commento del lavoro sullo stesso fascicolo (Transcription could be the key to the selection advantage of mitochondrial deletion mutants in aging. Pg. 2972) sulla nota questione della causa dell’accumulo di delezioni del mtDNA legate all’età nei mammiferi. Una teoria è di vantaggio selettivo, un’altra di un circolo vizioso in cui i mitocondri generano radicali liberi. Nel lavoro se ne prospetta una terza: una connessione tra trascrizione e replicazione nei mitocondri, con molecole di mtDNA che portano la delezione che hanno una maggior tasso di replicazione rispetto al mtDNA selvatico. Questo meccanismo sembra che sia compatibile nelle varie specie di mammiferi, sia per quelli con vita breve che quelli con vita più lunga.

LA RICERCA
***
Strength in Numbers? Science 2014;343:725. Sottotitolo: some mammalian cells are loaded with extra sets of chromosomes, a state called polyploidy. What on earth for? L’immagine di testa dell’articolo è bellissima: una cellula con il numero doppio di cromosomi che tenta di dividersi, con 4 centrioli (da lezione. Ndr). Anche nell’uomo sappiamo che ci sono cellule (epatiche, megacariociti, del trofoblasto, cardiomiociti) con più copie (da 4 a 1.000 a seconda delle cellule) del genoma. Ma sinora non c’era risposta alla domanda del perché; ora si comincia a capire e dare invece qualche tentativo di risposta. Sappiamo che le cellule soffrono dell’eccesso di un solo cromosoma, come il 21, e che la poliploidia può portare al cancro o, guidata dal “guardiano” del genoma p53, suicidarsi. Quindi per andare in poliploidia la cellula deve disabilitare i difensori dell’integrità del genoma. Studiando la divisione cellulare sono state identificate alcune proteine che pilotano la cellula verso la poliploidia. Nei megacariociti la poliploidia sembra stimolare le dimensioni della cellula e favorire la struttura e l’aderenza alle cellule vicine. Nel trofoblasto sembra migliori l’adesione dell’embrione alla parete uterina. Nelle cellule epatiche e cardiache, grandi lavoratrici, la poliploidia le aiuta nello stress lavorativo. Le cellule cardiache del topo modificato geneticamente con perdita di un gene che spinge alla poliploidia hanno un contenuto genomico ridotto di un terzo e sotto stress cardiaco il loro cuore ha una gittata ettamente ridotta. La metà degli epatociti è poliploide e possono rigenerare, molte generano cellule diploidi ma con aneuploidia, fatto questo che stranamente favorisce la rigenerazione. Ma altri esperimenti, ricorrendo a topi privati di un gene poliploidizzante, hanno epatociti diploidi e con normale capacità rigenerante. In conclusione, nonostante si siano fatti molti progressi ancora non si sa quali siano esattamente i benefici ottenuti dalle varie cellule poliploidi.

NOTE TECNICHE
Milestone approval lifts Illumina’s NGS from research into clinic. Nature Biotechnology 2014;32:111. La genomica, in USA, è una disciplina clinica dal 19 Nov 2013, quando la FDA ha approvato il sistema  Illumina MiSeqDx next-generation sequencing (NGS) per uso clinico. Questa decisione, definita storica, apre la via per chi fa questi strumenti e per i laboratori diagnostici di sviluppare nuovi test basati sul sequenziamento del genoma, come commenta Francis Collins dicendo che questa approvazione “will allow any lab to test any sequence for any purpose”. Il lab. clinico che vuole applicare NGS può sviluppare le competenze informatiche che richiedono una struttura e che vanno mantenute efficienti o ricorrere a consulenze informatiche in service o alla piattaforma di analisi ed elaborazione di Illumina BaseSpace (https://basespace.illumina.com/home/index).
E siamo solo all’inizio perché ci sono altri aspetti biologici con ancor maggiore applicazione clinica come l’analisi del proteoma, del metaboloma e del microbioma.
Nella stessa settimana dell’approvazione la FDA ha deciso di limitare le attività di 23andMe che offre direttamente al consumatore il servizio di genotipizzazione SNP (Nat. Biotechnol. 2014;32:1).

Cell-array construction inspired by woodblock printing. PNAS 2014;111:3104. Nel lavoro sullo stesso fascicolo (Block-Cell-Printing for live single-cell printing. Pg. 2948) viene descritta la tecnica che prende spunto dall’antico sistema di stampa cinese su matrici di legno (woodblock printing) per sviluppare un sistema, Block-Cell-Printing (BloC-Printing), di preparazione di singole cellule vitali mediante una rete di microscopici canali microfluidici su vetrino. Quando la cellula aderisce al vetrino il BloC-Printing viene tolto formando un array di singole cellule. Questo sistema consente di caratterizzare e studiare le singole cellule.

Meta-analysis of gene-level tests for rare variant association. Nature Genetics 2014;46:200. Technical Report sull’approccio pratico per la meta-analisi di varianti rare.

Innovative startups 2013. Nature Biotechnology 2014;32:127. Le Top 10 A round start-up innovative di tutto il mondo nel 2013. Di queste iniziative, che hanno avuto la A nel campo della biotecnologia, in gran parte riguardano le nuove terapie genetiche sperimentali; due terzi sono USA e poi, a molta distanza, UK, Francia, Germania, Olanda, Svizzera, Norvegia e Islanda (!) e altri paesi (nessuna italiana, ndr).

ZIBALDONE
***
Archived gut remains reveal genomic origins of early cholera. Nature Medicine 2014;20:110. Commento di un articolo Second-Pandemic Strain of Vibrio cholerae from the Philadelphia Cholera Outbreak of 1849. NEJM 2014;370:334. Nel 1849 un medico di Filadelfia ha messo in un barattolo di vetro con alcool un frammento di 10 cm di intestino di una persona morta nell’epidemia di colera. Dopo 160 anni il frammento è stato analizzato con NGS trovando nei batteri molte più copie di un gene codificante una tossina che causa diarrea rispetto a buona parte delle varianti del vibrione di oggi; questo può avere caratterizzato la sua virulenza e la sua trasmissibilità e può spiegare perché poi nuovi ceppi meno aggressivi hanno avuto il sopravvento. Con le nuove tecniche genetiche possiamo quindi fare un po’ la storia delle epidemie del passato ricorrendo alle reliquie conservate (bellissimo, ndr).

***
Intelligent testing. Nature 2014;506:265. Sottotitolo: Science has a part to play in ensuring protection for defendants with intellectual disabilities. Nel romanzo di John Steinbeck Of Mice and Men Lennie Small, una persona con disabilità intellettiva, uccide una donna mentre le stava accarezzando i capelli. In buona parte dei paesi dove c’è ancora la pena di morte Lennie non sarebbe stato condannato a tale pena perché incapace di intendere. In Florida si prevede, prima di applicare la pena di morte, la determinazione del QI, ma diventa più complesso il caso se chi ha commesso un tale crimine ha un deficit lieve (non inferiore a 70). Abbassare, come richiesto da alcuni, tale limite vuol dire aumentare a dismisura i ricorsi legali per far entrare il condannato nella categoria di persone non sottoponibili alla pena capitale in quanto oltre il 20% di coloro che sono nella death row (termine orrendo, ndr) ha valori intorno a un QI di 70. E poi è noto che il margine di errore testale è dell’ordine di 10 punti e non è quindi possibile distinguere ad es. 71 da 69. Con cosa rimpiazzare il QI? Il suggerimento è di adottare il test Diagnostic Adaptive Behavior Scale, preparato soprattutto per i giovani con basso QI, che valuta la capacità di affrontare i problemi sociali e la gullibility (la traduzione in credulità non mi piace ma non so trovare altro, ndr). Molto condivisibile la conclusione: “Lennie Small pays the ultimate price for both his crime and his disability. Justice demands that we separate the two. Science will  keep trying to do so”.

**
Conflicts mar (disturbano) studies of sweet drinks. Nature News 2014 in cui si commenta un lavoro (Financial Conflicts of Interest and Reporting Bias Regarding the Association between Sugar-Sweetened Beverages and Weight Gain: A Systematic Review of Systematic Reviews. PLOS Medicine 2013;10: e1001578) sulla questione dibattuta e con pubblicazioni con risultati contrastanti se il consumo di bevande zuccherate è associato a obesità. In questa revisione sistematica della letteratura si nota che le conclusioni in alcuni casi potrebbero essere influenzate da un conflitto finanziario di interesse. I dati: in 6 delle 17 review era dichiarato un conflitto di interesse finanziario con produttori di tali bevande. In più dell’83% delle 12 conclusioni in cui questo conflitto non era dichiarato risultava una relazione tra consumo di bevande zuccherata ed obesità, la stessa proporzione ma con conclusioni diametralmente opposte per le pubblicazioni in cui vi era conflitto di interesse (ve lo aspettavate? Ndr).

Overweight children could become the “new norm” for Europe, WHO says. BMJ 2014;343:g1821.
Il rapporto WHO dell’epidemia dell’obesità in Europa, con le valutazioni in tutti i paesi europei:
http://www.euro.who.int/en/health-topics/disease-prevention/nutrition/country-work
I dati recenti per l’obesità infantile rilevano che la più bassa prevalenza di sovrappeso a 11 anni è in Olanda (13%) e Svizzera (11%); la più alta in Grecia (33%), Portogallo (32%), Irlanda (30%) e Spagna (30%) (finalmente PIGS con una sola I, buon segno, ndr).
L’Italia nel 2008: il 54.1% della popolazione adulta è in sovrappeso (M 61.8%, F 47.1%) e il 19.8% obesa (M 21.2%, F 18.5%).  
L’Italia nel 2020 (adulti): 16% dei M e 12% delle F. E nel 2030: 20% dei M, 15% delle F.

A proposito di Olimpiadi invernali di Sochi e di doping. Three Q’s. Science 2014;343:715. In ogni olimpiade molti atleti cercano come avvantaggiarsi anche illegalmente nelle prestazione e gli esperti antidoping che cercano di scoprire le nuove sostanze dopanti. Un chimico forense tedesco ha testato una sostanza (full size MGF) dopante fornitagli da giornalisti tedeschi che hanno scoperto uno scienziato russo che vendeva per 1.000 D USA/mg un fattore di crescita meccanico (MGF) che stimola la crescita muscolare. NB: questa sostanza non è identificabile con gli attuali test antidoping.

***
Stimulating memory consolidation. Nature Neuroscience 2014;17:151. News & Views di un articolo sull’effetto della caffeina sulla memoria a lungo termine (Post-study caffeine administration enhances memory consolidation in humans. Pg. 201). E’ noto che la caffeina sia uno stimolatore della memoria, anche se si è sempre sostenuto che ha un effetto limitato o nullo su quella a lungo termine. Inoltre gli studi sulla caffeina e memoria sono stati condotti somministrandola prima dell’apprendimento, quando provoca altri effetti come eccitazione, attenzione e incremento del processamento cerebrale. Invece in questo studio a doppio cieco è stata assunta caffeina (in pillola, peccato, ndr) a diverse dosi (100, 200, 300 mg) o placebo dopo che il volontario ha studiato il materiale (immagini), con controlli nelle successive 24 ore dei metaboliti salivari per verificare le differenze individuali del metabolismo caffeinico. Dopo 24 ore sono state proposte ai partecipanti le stesse immagini, immagini nuove e immagini simili ma non identiche: chi ha ricevuto caffeina ha il picco dei suoi metaboliti dopo 1-3 ore e distingue in modo significativamente migliore rispetto ai controlli le figure simili alle immagini studiate il giorno prima. L’”effetto caffeina” lo si ottiene già a 200 mg e è correlato anche con la dose di metaboliti salivari. L’effetto è specifico sul consolidamento (ma non sul richiamo) della memoria a lungo termine.

Mistimed sleep disrupts circadian regulation of the human transcriptome. PNAS 2014;111:E682. I ritmi giorno-notte sono dovuti ad un’interazione tra cicli ambientali e oscillatori circadiani endogeni, che nell’uomo sono presenti nel cervello e in buona parte dei tessuti periferici. La ritmicità circadiana in questi tessuti è mantenuta da un’attività trascrizionale e feedback post-traduzionali di “clock genes” che interagiscono anche con gli oscillatori metabolici. Nel lavoro si vuole verificare come la modificazione del ciclo sonno-veglia interferisce con la trascrizione genica  in 22 volontari sottoposti a un giorno di 28 ore con luce bassa nel periodo in cui erano svegli e con ritardo del ciclo di 4 ore ogni giorno per 3 giorni consecutivi sino ad arrivare al sonno a metà giornata. Gli AA hanno trovato una riduzione di espressione di 6 volte dei geni circadiani, tra cui regolatori della trascrizione e traduzione, mentre il ritmo circadiano centrale melatoninico non è stato modificato dal ritardo del sonno. Questo suggerisce che i cicli sonno-veglia  modificano l’organizzazione circadiana del trascrittoma. Questi risultati sono utili per l’interpretazione dell’effetto negativo sulla salute (depressione, sindrome metabolica, cancro) nel caso di modificazioni del ciclo sonno-veglia.

Health effects of the London bicycle sharing system: health impact modelling study. BMJ 2014; BMJ 2014;348:g425. Valutazione della stato di salute e degli incidenti stradali utilizzando il sistema di condivisione delle biciclette a Londra nel periodo 2011-2012 (578.607 utenti di età superiore ai 14 anni con il 78% del tempo da parte di persone di età inferiore ai 45 anni). Effetto positivo soprattutto per i maschi e per le persone anziane, non per tutti quindi.

Italian space head. Nature 2014;506:137. La foto e la notizia che il presidente dell’Agenzia Spaziale italiana, Enrico Saggese, è indagato per tangenti e corruzione, anche per un “luxurious business travel, including a 3-week trip for 33 people to a rocket launch in Vandenberg, California” (lancio che, se non ricordo male, poi non è avvenuto, ndr). L’Agenzia Spaziale italiana ha un budget di più di 550 milioni di euro all’anno ed è il terzo maggior contribuente dell’Agenzia Spaziale europea.

SPERIMENTAZIONE ANIMALE E ANIMALISTI ESTREMISTI
**
Animal farm. Nature 2014;506:5. Sottotitolo: “Europe’s policy-makers must not buy (tradurrei a braccio “bersi”) animal-rights activists’ arguments that addiction is a social, rather than a medical, problem”. Editoriale che sottolinea quindi che la dipendenza è una malattia e come tale andrebbe studiata con tutti i mezzi a disposizione, anche se questo aiuta con l’uso di modelli animali vicini a noi come le scimmie. Non ci sono pareri ma fatti derivati da tutti gli studi che provano che le droghe agiscono come neurotrasmettitori che inviano messaggi falsi e anomali ai circuiti neurali con sovraccarico dopaminico del SNC, che reagisce riducendo la sua risposta alla dopamina e questo causa la necessità per la persona di assumere sempre più droga per aumentarne i livelli, quindi un circolo vizioso da cui si esce con difficoltà. In più l’alterazione di altri neurotrasmettitori del sistema di ricompensa, come il glutammato, influenzano la funzione cognitiva e la stimolazione dei sistemi di memoria inconscia portando la persona, in alcune situazioni ambientali, al condizionamento con la sensazione di desiderio incontrollabile di droga. Tutti questi studi si basano sulla ricerca nei modelli animali. E allora, chiede l’Editoriale, perché una consistente parte di politici europei vuole tagliare i fondi di ricerca per la dipendenza? Perché chi si oppone a queste ricerche sostiene, senza argomenti scientifici, che la dipendenza non sia una malattia ma il disagio nella nostra società (un po’ come l’autismo e la schizofrenia con la colpevolizzazione materna, Lancet 2012;379:1292, ndr). E, sostengono sempre gli animalisti, i problemi sociali non si risolvono con la scienza o la ricerca con gli animali. Infine per i politici l’occuparsi di come curare e assistere chi ha la dipendenza non porta voti.
Queste teorie stanno portando l’Italia a proibire la ricerca sulla dipendenza usando animali di laboratorio (legge prevista per il prossimo mese, dice l’Editoriale). In Belgio, sotto le richieste degli animalisti, i politici stanno pensando di bandire l’uso delle scimmie per questo scopo. Nella dipendenza il peso della predisposizione genetica è rilevante, come lo sono fattori ambientali come lo stress in particolari stadi critici dello sviluppo dal prenatale, infanzia e adolescenza. Senza il ricorso agli animali, soprattutto quelli con SNC simile al nostro, non sarà possibile capire come si instaura e si mantiene. Ovviamente la dipendenza è anche un problema sociale e rilevante, costa in USA 190 miliardi di dollari all’anno in atti criminali, sanità e ridotta produttività, ma “Diseases can be cured. People affected can be helped by science and research — and yes, by the use of animals. Addiction is no different”,

The changing face of primary research. Nature 2014;506:24. Sottotitolo: “A hard-won political victory for primate research is at risk of unravelling in pockets (tradurrei a braccio: realizzarsi in alcune parti) of Europe”. Inizia con una storia di un ricercatore tedesco che da anni è vittima di minacce, anche violente, da parte di fanatici ambientalisti. L’Italia è ancora un esempio perché, a differenza della Germania dove la ricerca si basa sui modelli animali, non è appoggiata dalla politica, anzi “By 2012, some populist politicians had adopted the animal-rights cause and used it to influence the Italian implementation of the EU directive”. Ma per una volta non siamo gli unici, in Svizzera è fortemente ostacolato l’uso delle scimmie, ma non va dimenticato, a proposito della sperimentazione sulle scimmie, che “you can’t go directly from mice to humans because you can’t be sure if the neural circuits are the same. Mice are simply not a good model of how people see”. E allora i ricercatori (fanno come i nostri industriali, ndr) “delocalizzano” (Cina o Singapore). Ma allora con la delocalizzazione dei vari stati europei si corre il rischio di non avere più esperti nei vari campi della ricerca sui primati (chirurghi, anestesisti).

Cartilage-specific deletion of Mig-6 results in osteoarthritis-like disorder with excessive articular chondrocyte proliferation. PNAS 2014;111:2590. Nel topo il gene Mitogeno-inducibile 6 (Mig-6) mantiene l’omeostasi articolare e la sua perdita causa una patologia simil-osteoartritica di molte articolazioni sinoviali (le ossa sono separate da una cavità articolare che contiene il liquido sinoviale, che ha funzione nutritiva e favorisce la mobilità dell'articolazione diminuendone l'attrito). Non si sa in quali cellule sia espresso Mig-6 e quali cellule determinano il fenotipo osteoartritico. Nel lavoro si prova che Mig-6 è espresso nelle cellule che circondano l’intera superficie della cavità sinoviale, nei condrociti della zona superficiale delle cartilagini articolari e del menisco. Il meccanismo patologico non è comunque dovuto solo ai condrociti coinvolti soprattutto nelle articolazione delle ginocchia, ma anche al coinvolgimento di altre cellule.

Nessun commento:

Posta un commento