Scelta di articoli
di Genetica Clinica/Umana pubblicati in Marzo
2014 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.
ARTICOLI DA NON PERDERE:
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Safety,
pharmacokinetics, and preliminary assessment of efficacy of mecasermin
(recombinant human IGF-1) for the treatment of Rett syndrome. PNAS
2014;111:4596. La s. Rett (MIM #312750), la seconda più comune causa di
grave deficit intellettivo nelle femmine, è dovuta nella maggior parte dei casi
a mutazione del gene MECP2 che codifica una proteina che collega
la metilazione del DNA con la struttura cromatinica mediando variazioni
epigenetiche che modificano la funzione genomica. Clinicamente vi è una
regressione psico-motoria nella prima infanzia interessante in principal modo
il linguaggio e i movimenti finalizzati delle mani, accompagnati da movimenti
stereotipati delle mani, anomalie della deambulazione, deficit di crescita,
anomalie respiratorie, convulsioni e anomalie comportamentali. L’attuale
terapia è sintomatica. I modelli animali hanno favorito l’individuazione di una
possibile terapia, il ricombinante del fattore di crescita insulino-simile 1
(IGF-1), questo fattore di crescita è un potente attivatore del pathway di
segnale AKT e può potenziare la funzione del fattore neutrofico di derivazione
cerebrale che è il principale target della regolazione trascrizionale di MECP2.
Questo gene regola l’espressione della proteina 3 legante IGF (IGFBP3) che è
aumentata nell’encefalo dei pz con Rett e nel topo Mecp2 nullo. La
somministrazione di IGF-1 nel modello animale è in grado di ridurre o annullare
i segni clinici nel topo carente di Mecp2.
Nel lavoro viene riportata la
sperimentazione clinica in fase 1 nell’uomo: uso di un farmaco (Mecasermin,
ricombinante umano di IGF-1, già approvato dalla FDA per la terapia della
sindrome Larson da difetto di IGF-1) a dosi crescenti per 4 settimane seguito
da un periodo open-label di 20 settimane in 12 bambine con mutazione di MECP2,
9 delle quali hanno la clinica della s. Rett. Viene studiata la sicurezza,
tolleranza, farmacocinetica e le prime valutazione dell’efficacia (misure
neurobiologiche, biomarcatori). La terapia è risultata sicura, il farmaco
raggiunge il SNC e la sua farmacocinetica è piuttosto complessa; dopo alcune
settimane si osserva che sono ridotti alcuni aspetti della sindrome, come le
anomalie comportamentali (ansietà), anche con evidenze EEG, e le anomalie
respiratorie. Questo è in analogia con quanto osservato in sperimentazione
preclinica. I dati presentati, dicono gli AA, suggeriscono che la
somministrazione di IGF-1 è una terapia promettente per la s. Rett.
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Individualized
Medicine from Prewomb to Tomb. Cell 2014;157:241.
Titolo curioso sulla medicina individualizzata (personalizzata) nemmeno dalla
culla ma da prima del concepimento (Planning a baby) alla tomba (Molecular
autopsy), con screening genetico preconcezionale, sequenziamento fetale e
neonatale e, almeno per alcune patologie, all’autopsia (già in atto in un
centro USA ad es. per la morte cardiaca inspiegata per potere fornire l’appropriata
consulenza genetica).
I
risultati delle varie “omiche” (genoma, trascrittoma, proteoma, metaboloma,
microbioma, autoanticorpoma, epigenoma) hanno messo in chiara evidenza come ciascuno
di noi sia un essere biologicamente unico. E questa impressionante massa di
dati, se opportunamente integrati in un sistema multiscala come quello della
mappa Google (che consiste di una sovrapposizione di strati di dati come
strade, traffico e immagini del satellite), che includa oltre alle omiche su
precisate l’esposoma e dati demografici, sociali, di biosensori per catturare
il fisioma, di immagini anatomiche, offrirà l’opportunità di migliorare le
terapie mediche e di sviluppare strategie per preservare lo stato di salute
(vedi bellissima Fig. 1 intitolata “Geographic Information System of a Human
Being”). Vedi anche The expanding scope
of DNA sequencing. Nature Biotechnology 2012;30:1084 (Articoli interesse
Nov 2012) e le bellissime immagini di Personal Omics Profiling Reveals Dynamic
Molecular and Medical Phenotypes. Cell 2012;148:1293 (Spigolature Aprile
2012).
Per
l’identificazione di una variante genetica causativa di una patologia viene
presentato il caso reale di un successo diagnostico per una ragazza di 16 anni
con una patologia neurologica non nota di cui è stato analizzato l’intero
genoma e quello dei suoi genitori con l’identificazione (Fig. 5) di 3.5 milioni
di varianti filtrate in base alla segregazione, ai dati di popolazione,
funzionali con tempi di 2 gg per la preparazione dei campioni, 2 gg per il
sequenziamento, 24 ore per l’analisi preliminare, 5 gg per i dati della
letteratura e con costi per personale e uso del sistema cloud di 300 $ (300
dollari?, ndr).
Uno
strumento indispensabile per applicare questa strategia è costituito da un
database (open online medical information (MOOM) repository) che raccolga le
informazioni delle persone in precedenza analizzate per il confronto con le
informazioni ottenute in una data persona.
Carrier screening for cystic fibrosis in the new era of medications that
restore CFTR function. Lancet 2014;383:923.Viewpoint (uno dei 3 AA è un italiano di VR che si interessa di FC da
molti anni) su un aspetto di salute pubblica. Lo screening per la FC sinora è
stato applicato, anche se con alcune difficoltà (enorme numero di mutazioni, i
fenotipi variabili, modalità di informare gli operatori sanitari e la
popolazione, disponibilità di consulenza genetica e altre) alla popolazione
generale per l’identificazione delle coppie a rischio di figlio affetto, dando
loro la possibilità di una diagnosi prenatale. Questo ha determinato una
riduzione della prevalenza neonatale di questa malattia in varie nazioni o
regioni (nel Nord Est Italia del 75%). In questa Viewpoint vengono discusse le
implicazioni delle promettenti terapie farmacologiche, almeno per un discreto
gruppo di mutazioni che sono in sperimentazione clinica (fase 2 e 3) e che
interessano una buona proporzione di pz, per lo screening dei portatori della
FC.
Ora alcuni si domandano se sia ancora giustificata la prevenzione secondaria per queste mutazioni curabili, che forse dovrebbero essere escluse dal pannello di mutazioni testate nello screening dei portatori in epoca prenatale. D’altra parte però andrebbe lasciata la possibilità alle coppie di decidere cosa fare, e per quei feti affetti ci sarebbe la possibilità di applicare l’appropriata terapia alla nascita e non dopo 4 settimane quando è disponibile la riposta del test dello screening neonatale a cui vengono sottoposti tutti i nati.
Un altro motivo per favorire comunque lo screening del portatore potrebbe essere quello di verificare se la terapia molecolare possa essere effettuata già in epoca prenatale perché alcune complicazioni della FC si sviluppano in epoca fetale. E poi ci sono valutazioni di costi dei nuovi farmaci rispetto ai costi dello screening, che sono a favore di quest’ultima opzione.
A proposito della scelta del pannello di mutazioni da analizzare andrebbero escluse quelle che comportano un fenotipo lieve e molto variabile, in qualche caso anche nullo, che dovrebbero essere escluse.
Comunque il counseling per le coppie a rischio di mutazioni curabili deve includere anche l’opzione della possibile ed efficace cura.
Incidentalomas in Genomics and Radiology. NEJM 2014;370:988. Interessante definizioni di risultati di test medici individuali (Presidential Commission for the Study of Bioethical Issues, December 2013) (http://bioethics.gov/sites/default/files/FINALAnticipateCommunicate_PCSBI_0.pdf): Primary findings, Incidental finding anticipatable (es. non paternità), IF unanticipatable, Secondary finding (es. una delle condizioni elencate dall’ACMG nell’applicazione di WES), Discovery finding (test ad ampia capacità diagnostica, “dalla A alla Z”).
Cosa differenzia un esame radiologico da un test genomico? Che quando trovi un’anomalia inattesa o secondaria con quello radiologico esistono ulteriori e ben programmate tappe diagnostiche per avere una risposta, mentre quando trovi una variante genomica è più difficile arrivare a una rapida e soddisfacente conclusione diagnostica (è per questo che non farei mai il radiologo, ndr). In più altre differenze sono che il test genetico può identificare una variante causa di una malattia che può non essere presente ma svilupparsi in futuro, senza che vi sia la possibilità di saperlo con certezza in assenza di ogni segno clinico (e poi il coinvolgimento della famiglia, ndr).
Lettere
e risposta relative all’articolo su NEJM
2013;369:1502 (Clinical Whole-Exome
Sequencing for the Diagnosis of Mendelian Disorders. Pg. 1502)(vedi selezione articoli Ottobre 2013: Genetic Diagnosis through Whole-Exome
Sequencing. NEJM 2014;370:1067. In uno, in
cui vengono portati due esempi, per gli incidental findings si suggerisce che debba
esserci un gruppo multidisciplinare per l’interpretazione dei dati. Il secondo,
sottolineando la questione del diritto delle persone a non conoscere gli
incidental findings (secondary), suggerisce un diverso approccio per filtrare i
dati, in base alla frequenza delle varianti e alla trasmissione probabile. Il
terzo trova strano quanto riportato dagli AA “One of the most encouraging findings of
Yang et al. is that 126 of the 129 claims sent to insurance companies were
paid” perché il test è molto costoso e non fornisce alla
fine risultati che possano avere impatto sulla malattia stessa. La risposta
alla prima è che siamo solo all’inizio delle esperienze cliniche per l’interpretazione,
non ci sono ancora linee guida, e quando necessario consultano esperti nelle
varie discipline. Alla seconda dice che hanno due tipi di risposte con diversi
consensi informati: quella per i risultati correlati al fenotipo (Primary
findings) o per Secondary findings per i quali è possibile l’intervento medico
e quella per i Secondary findings. Quelli che si rifiutano di sapere comunque sono
solo il 5% (di un totale di 2000 pz).
AUTISMO - M. PSICHIATRICHE
Autism. Lancet
2014;383:896. Seminario sull’autismo, patologia drammaticamente
frequente, ecco alcuni numeri: 1–2% in età pediatrica e adulta, il 70% ha co-morbilità con
malattie anche psichiatriche e di sviluppo (il 45% ha disabilità intellettiva)
e il 32% ha regressione con età media di inizio poco prima dei due anni. Vengono trattati gli aspetti clinici e diagnostici. La genetica ha un
ruolo importante nel suo determinismo con un’ereditabilità di oltre l’80%, ma
con una considerevole eterogeneità di locus:
più di 1.000 geni implicati e una piccola proporzione di varianti rare
casuali (5% sindromiche mendeliane, 5% cromosomiche, 5-10% da CNV rare, e SNV rare
sia de novo che trasmesse). Questo
significa che per la diagnosi vi sono specifici test genetici.
Più complessa
è l’interpretazione di SNV comuni (frequenza di >5% nella popolazione
generale) che possono avere effetto additivo e che spiegano la ricorrenza nelle
famiglie (vedi The role of de novo mutations in the
genetics of autism spectrum disorders. Nature Reviews Genetics 2014;15:133) (selezione articoli Febbraio 2014). Con il progredire delle conoscenze sarà possibile la diagnosi genetica
di una sempre maggior proporzione di soggetti e una riclassificazione della
condizione su base biologica che consentirà una più razionale cura.
Fondamentale comunque per la cura è la diagnosi precoce,
l’approccio multidisciplinare con interventi mirati al comportamento per
migliorare la socializzazione e ridurre l’ansietà e l’aggressività. I farmaci
ora a disposizione migliorano i sintomi di co-morbilità, ma non quelli sociali.
Patches of Disorganization in the Neocortex of
Children with Autism. NEJM 2014;370:1209. Sono stati condotti
studi di ibridazione RNA in situ con un pannello di marcatori molecolari per
neuroni e glia e per geni correlati con l’autismo nei tessuti neocorticali
prefrontali, temporali ed occipitali ottenuti da autopsie di bambini affetti e
non affetti da autismo di età tra i 2 e i 15 anni.
In 10 su 11 bambini con autismo e in 1
su 11 senza autismo sono state trovate alterazioni focali dell’architettura
corticale laminare che porta a ritenere che nell’autismo vi sia, a partenza
nelle prime fasi dello sviluppo prenatale, una alterata regolazione della
formazione e della differenziazione neuronale degli strati corticali.
Psychiatric
Disorders: Diagnosis to Therapy. Cell 2014;157:201. Review sulla malattie psichiatriche, in particolare sulla
nosologia e sulle novità della genomica, neuroimmagini e terapia. L’inizio non
è dei più promettenti: nonostante i grossi progressi nell’identificazione dei
geni coinvolti nelle malattie psichiatriche l’industria farmaceutica si sta
allontanando dalla ricerca di nuovi farmaci a causa dei numerosi insuccessi nel
trovare farmaci efficaci per la complessità eziologica di queste patologie e
per le difficoltà di caratterizzazione molecolare, cellulare e di circuiti cerebrali.
E questo mentre i vecchi antipsicotici e antidepressivi sono tra i farmaci più
venduti in assoluto. E’ tuttora dibattuta la questione se la Psichiatria possa
davvero essere considerata una disciplina medica. Infine un considerevole
numero di persone con patologia psichiatrica invece di essere curate dal SSN
sono ospiti delle patrie galere.
Ma, prosegue la review, nonostante tutto questo il prossimo futuro
della Psichiatria non è mai stato così roseo. E ora leggetevi la review per
sapere perché.
What lies beneath. Nature 2014;507:273. A focus
on specific biological targets rather than constellations of symptoms heralds a
more scientific approach to the treatment of neuropsychiatric disorders. Infatti la nostra comprensione delle malattie
psichiatriche non è sufficiente per guidare lo sviluppo di nuovi farmaci.
Time for New
Schizophrenia Rx. Science 2014;343:1177.
Buone notizie dello scorso Febbraio per 4 malattie comuni (Alzheimer, Diabete
2, Artrite reumatoide e Lupus): NIH e 10 delle principali case farmaceutiche si
sono consorziate per trovare una terapia. E per la Schizofrenia, chiede
l’Editoriale, malattia frequente e invalidante niente accordi? Forse per i
passati (dal 1960) e soprattutto recenti insuccessi di trovare il farmaco? Quelli
che ci sono stati messi sul mercato nei primi anni ’50 del secolo scorso, hanno
importanti effetti collaterali e non funzionano sul deficit cognitivo né per la
sintomatologia che peggiora la qualità di vita come la scomparsa di emozioni,
la perdita di motivazione e impoverimento cognitivo e della parola. Quello che
è cambiato per questa patologia è la gran massa di dati che sono emersi dagli
studi genomici, dalle conoscenze dei pathway e dei circuiti cerebrali coinvolti, dai modelli animali e dalle neuroimmagini.
La speranza è che “the scientific
community, including industry, academia, patient groups, and government, must
find ways of sharing financial risk while developing effective and
well-governed partnerships”.
MALATTIE
NEUROLOGICHE/NEURODEGENERATIVE
*** (molto utile nella pratica clinica)
Genetics of dementia. Lancet 2014;383:828. Il 25% delle persone di età
≥ 55 anni ha un parente di primo grado con demenza e quindi “a frequently asked
question in the clinic is “My mother had dementia, do I have ‘the gene’ and can
I test for it”? Ma avere un parente stretto con demenza non significa affatto
che si è a rischio e quindi vi sia la necessità di un test perché le forme
mendeliane, che in genere sono a trasmissione AD, sono rare, ad es. sono
segnalate poco più di 500 famiglie con Alzheimer mendeliano.
Questa review vuole aiutare il clinico a: 1. individuare il piccolo numero di famiglie
con demenza mendeliana (NB la demenza ricorrente in una famiglia non è necessariamente
mendeliana) rassicurando la maggior parte delle persone del basso rischio che
corrono, 2. scegliere i test genetici più appropriati nel caso di forme
mendeliane. Il primo punto è distinguere le malattie mendeliane dalle complesse,
con salto generazionale nelle complesse e talora con affetti in entrambi i rami
familiari; in questo caso la ricerca di varianti genetiche, a differenza delle
mendeliane, ha un limitato potere predittivo. Viene descritto come raccogliere
le informazioni familiari, incluse le informazioni fenotipiche (nulla di nuovo,
sono info ben note al genetista clinico, ma ben presentate e sinteticamente,
ndr).
Viene discusso in dettaglio il rischio per Alzheimer (una bella
tabella di rischio di essere portatore di mutazione genetica in base al numero
di parenti affetti e all’età di insorgenza della malattia), alcuni dati
fenotipici che potrebbero indicare il gene da analizzare (se associato a
paraparesi spastica PSEN1) e il primo gene da cui partire se non c’è
un’indicazione fenotipica (PSEN1- nel 60% dei casi familiari; seguito da APP –
23% dei casi familiari). Domanda: e in caso di Alzheimer non familiare in cui è
quasi sempre negativa l’analisi mutazionale di questi geni è indicato
analizzare varianti a rischio come ApoE che comportano un rischio di 3 o 8
volte quello del genotipo comune? No, non è indicato. E qual è il rischio
empirico per un primo grado? Di 2.5 volte rispetto alla popolazione generale
(rischio cumulativo del 18% all’età di 80 anni).
Viene poi considerata la demenza fronto-temporale in cui quasi la
metà dei casi hanno una storia familiare positiva, con trasmissione mendeliana
AD nel 10-30%. Tre geni (MAPT, GRN, C9ORF72) che spiegano l’80% dei casi
sicuramente AD, gli altri casi dovuti a geni più rari. La correlazione genotipo-fenotipo
aiuta nella scelta del gene da analizzare per primo (vedi tabella). Nel caso di
non familiarità il rischio empirico per un parente di primo grado di un affetto
è doppio di quello generale.
Infine, in breve, vengono descritte le
condizioni con demenza familiare con altri segni neurologici, come mioclono,
atassia, distonia, alterazioni della sostanza bianca, epilessia mioclonica
progressiva.
La review termina con la consulenza genetica con test genetico
sintomatico e predittivo, non trascurando quello che ora è possibile con
l’analisi esomica clinica che, secondo gli AA, deve essere ancora clinicamente
validata e che consentirà finalmente di evitare (i tempi e i costi) della
prioritizzazione (guardate che è un termine ammesso dall’Accademia della
Crusca! ndr) dei geni da analizzare.
Rifampicin for multiple system atrophy. Lancet Neurology 13:3237. Editoriale di un articolo
sullo stesso fascicolo (Efficacy and safety of rifampicin for multiple
system atrophy: a randomised, double-blind, placebo-controlled trial. Pg. 268) sull’efficacia della terapia con (san)Rapamicina in una rara e complessa malattia chiamata Atrofia multisistema
(1969), che è una patologia neurodegenerativa progressiva caratterizzata da una
variabile associazione tra segni parkinsoniani, cerebellari, autonomici, e
piramidali e include entità cliniche come l’atassia olivo-ponto-cerebellare, la
Degenerazione striato-negrale e la s. Shy-Drager sulla base degli aspetti
neuropatologici che sono aggregati citoplasmatici di α-sinucleina (vedi Mutations in COQ2 in Familial and
Sporadic Multiple-System Atrophy. NEJM 2013;369:233) (Selezione Articoli
Luglio 2013). Era considerata sino a poco tempo fa come non genetica, ma per la
presenza di molte famiglie con più affetti si ritiene ora che forti fattori
genetici siano responsabili della suscettibilità a questa patologia. Le
conclusioni della sperimentazione clinica sono: “rifampicin does not slow or halt progression of multiple system atrophy”. Vengono fornite possibili spiegazioni del perchè di questo risultato,
inclusa la mancanza di biomarcatori che possano prevedere l’inizio della
sintomatologia e quindi consentire di applicare in tempo utile la terapia.
Parkinson
disease-associated mutation R1441H in LRRK2 prolongs the “active state” of its GTPase
domain. PNAS 2014;11:4055.
Mutazioni di LRRK2 (leucine-rich repeat kinase 2) sono una causa frequente di
Parkinson familiare e alcune almeno determinano un aumento dell’attività
chinasica; la proteina LRRK2 è chiamata “swiss army knife” (coltellino
svizzero) per le sue funzioni multiple per i molti domini e per l’interazione
con molte proteine e complessi proteici (vedi
anche Unbiased screen for interactors of
leucine-rich repeat kinase 2 supports a common pathway for sporadic and
familial Parkinson disease. PNAS Pg. 26262)(Selezione Articoli Febbraio 2014).
Non sono note le funzioni del suo prodotto né come mutazioni del gene siano
causa della malattia. In questo studio si dimostra che vi è un dominio
funzionale stabilizzato di LRRK2, chiamato Roc, le cui mutazioni, note nel
causare il Parkinson, interferiscono con il suo legame GTP e con la sua
attività GTPasica.
Partial loss of
TDP-43 function causes phenotypes of amyotrophic lateral sclerosis. PNAS
2014;111:E1121. La Sclerosi Laterale Amiotrofica è
una malattia neurodegenerative per la quale non ci sono cure e che causa
paralisi e morte. La base patogenetica è l’accumulo,
come risultato finale, di inclusioni ubiquinate citoplasmatiche della
proteina legante RNA TDP-43 localizzate in “granuli da stress”, che sono
ritenuti un meccanismo protettivo durante lo stress cellulare. La prolungata
attività dei granuli da stress portano a una repressione traduzionale che causa
patologia (vedi Therapeutic modulation of eIF2α phosphorylation rescues TDP-43
toxicity in amyotrophic lateral sclerosis disease models. Nature Genetics
2014;46:152)(Selezione articoli Febbraio 2014). Mutazioni missenso di
TDP-43 (transactive response DNA binding protein) causano aggregati TDP-43 nel
1-5% dei casi familiari di ALS (che sono il 10% delle ALS).
Nel
topo si dimostra che la perdita parziale della funzione di TDP-43 causa
neurodegenerazione e sintomi ALS simili. Viene suggerita, anche sulla base di
esperimenti su cellule umane, una terapia mirante a reintegrare la funzione di
TDP-43.
G-quadruplex poses
quadruple threat. Nature 2014;507:175. Commento di un
articolo (C9orf72
nucleotide repeat structures initiate
molecular cascades of disease. Pg 195) sui meccanismi patogenetici di una
mutazione comune nella Sclerosi Laterale Amiotrofica e nella Demenza
Frontotemporale, che consiste nell’espansione di sequenze esanucleotidiche ripetute
nel gene C9orf72.
ALZHEIMER
Effective strategies for translating
basic research into clinical success in Alzheimer’s disease. BMJ 2014;349:g1853. Stato dell’arte della terapia dell’Alzheimer: 25.000 pubblicazioni, 2.418 con inibitori β secretasi, 2.482
con inibitori γ secretasi e 777 farmaci anti infiammatori non steroidei. Con consigli ai governi su come accelerare
il risultato di arrivare a una cura efficace di questa frequente e grave
malattia:
1. applicare per questa malattia quanto si fa per le
malattie rare, cioè la prima compagnia che ha l’approvazione per
commercializzare un farmaco ha l’esclusiva per 7-10 anni.
2. i governi finanzino le sperimentazioni cliniche
di farmaci a basso costo, come l’Ibuprofene (antiinfiammatorio non steroideo) “which is available for pennies a pill”, e che sembra
funzionare nell’Alzheimer in base a dati epidemiologici e a modelli animali, ma
che funziona nell’Alzheimer solo se assunto almeno due anni prima della
diagnosi, su indicazione quindi basata sui numerosi biomarcatori della
malattia.
Targeting the β secretase BACE1 for Alzheimer’s disease therapy. Lancet Neurology
2014;13:319. Il peptide β-amiloide
peptide (Aβ) è il principale componente delle caratteristiche placche cerebrali
dell’Alzheimer e vi sono molti dati che fanno ritenere che svolga un ruolo
importante nella patogenesi di questa malattia. La β secretasi (β-site
amyloid precursor protein (APP) cleaving enzyme 1)(BACE1) è l’enzima che inizia
la produzione di Aβ tramite il clivaggio del dominio
extracellulare del precursore
dell’amiloide β (APP)(vedi il suo ruolo in Mutant presenilin 1 expression in excitatory
neurons impairs enrichment-mediated phenotypes of adult hippocampal progenitor
cells. PNAS 2013;110:9148)(Spigolature Maggio 2013). Vi sono stati
risultati contrastanti con l’uso di inibitori BACE1 e possibili effetti
collaterali, ma ora vi sono trial clinici con nuovi inibitori BACE1, che hanno
superato la fase 2 nell’Alzheimer paucisintomatico e stanno entrando in fase 3
in persone con Alzheimer presintomatico (portatrici di mutazione AD familiare).
Buone speranze che il ricorso a nuovi inibitori BACE1 riesca a bloccare o quantomeno
a ridurre il declino cognitivo in questa patologia.
PIWIL1 protein
power targets tau therapy. Nature Neuroscience 2014;17:334. Commento sul meccanismo di neurodegenerazione
delle taupatie (tau è una proteina asociata ai microtubuli) con prospettive
terapeutiche (Tau promotes neurodegeneration through global chromatin
relaxation. Pg. 357). Gli AA trovano una riduzione globale di
eterocromatina nella Drosofila e nel topo transgenici tau e nell’encefalo analizzato dopo la morte di pz con Alzheimer (il
segno tipico dell’Alzheimer, ritenuto il meccanismo patogenetico tipico della
malattia e che ha portato a sperimentazioni cliniche per prevenirlo o per
controllarlo, è costituito dall’accumulo all’interno dei neuroni di aggregati
neurofibrillari di proteina tau).
Nelle taupatie lo stress ossidativo
produce danno del DNA con perdita di eterocromatina e conseguente alterata
espressione genica. Infatti si dimostra che nell’encefalo di pz con Alzheimer
vi è un aumento trascrizionale di geni che solitamente sono silenziati con il
meccanismo eterocromatico. La struttura cromatinica come possibile target
terapeutico per l’Alzheimer?
A protective factor for the ageing
brain. Nature 2014;507:439. Commento di
un articolo (REST and stress resistance in ageing
and Alzheimer’s disease. Pg. 448)
che individua una proteina, REST (repressor element 1 silencing transcription
factor) che è un bersaglio dei pathway di segnale Wnt–β-catenina. REST sembra svolgere un ruolo essenziale nel
proteggere nel tempo i neuroni dalla morte e nel mantenere le capacità
cognitive degli anziani. Nel lavoro, utilizzando studi in vivo e in vitro, si
osserva che nel cervello di anziani questa proteina a livello nucleare sopprime
vari gene pro-apoptotici e certi geni che codificano enzimi coinvolti nella
patologia dell’Alzheimer. Nel cervello di pz con Alzheimer manca questa
soppressione e si ha l’induzione di geni che favoriscono probabilmente la
perdita neuronale e la neurodegenerazione. Sembra che sotto stimolo ossidativo
i neuroni producano un fattore REST solubile. Estratti di corteccia prefronale
di anziani, ma non di giovani, inducono l’espressione di REST nelle cellule
neurali in vitro, cosa che non avviene invece per estratti di corteccia prefrontale
di pz con la malattia.
L’identificazione
di attivatori di REST indipendenti dal pathway Wnt–β-catenina
(l’attivazione di questo pathway potrebbe causare tumori) potrebbe essere una
via terapeutica per l’Alzheimer.
NGS/GENETICA
UMANA/CLINICA
*** (utile per il clinico)
Cognitive and neurological aspects of sex chromosome aneuploidies. Lancet Neurology
2014;13:306.
Nonostante la
frequenza delle aneuploidie dei cromosomi sessuali (nei nati vivi: 47,XXY 1/660 maschi,
45,X 1/2.000 femmine, 47,XYY 1/1.000 maschi) e nonostante il
quadro clinico neuro-comportamentale ben noto (livelli cognitivi, impaccio
motorio, rischio di patologie neurologiche e psichiatriche che sono più
frequenti rispetto alla popolazione generale) in una rilevante parte degli
affetti non viene posta la diagnosi (es. per 47,XXY: 12% diagnosticato in epoca
prenatale, un quarto in età pediatrica o
adolescenziale, 65% non diagnosticata, ndr). Nella review
sono presentati i fenotipi attesi di queste aneuploidie soprattutto gli aspetti
cognitivi, motori e neurologici e i relativi approcci terapeutici. E vengono
sottolineati i risultati della ricerca sul possibile effetto dei geni, i cui
loci sono sui cromosomi sessuali, sullo sviluppo delle strutture
neuroanatomiche e sulle capacità cognitive.
Tutto
questo è utile per i clinici per l’adozione di adeguati trattamenti di queste
condizioni (e anche per il counseling genetico pre- e postnatale, ndr).
*** (utile per il laboratorio)
A general
framework for estimating the relative pathogenicity of human genetic variants. Nature
Genetics 2014;46:310. I
sistemi sinora adottati per dare una priorità alle varianti trovate con
l’analisi genomica (PolyPhen6, SIFT e GERP) hanno molte limitazioni: ampie
variazioni dei metodi della loro annotazione, che non sono paragonabili l’una
con l’altra, vizi di accertamento in quanto centrato sulla patogenicità,
quantità di dati che è crescente. Viene presentato un metodo, Combined
Annotation–Dependent Depletion (CADD), per integrare nel corso dell’analisi del
genoma le annotazioni indicate da vari sistemi e per dare un punteggio di
patogenicità a possibili varianti del singole nucleotide o piccole inserzioni e
delezioni (indel).
Sempre per il lab. ma anche per il
clinico visto che si valuta anche l’anamnesi e a proposito di difficoltà di
prioritizzazione delle varianti nell’analisi genetica dell’intero genoma, che è come cercare “a needle in a
haystack” (vedi foto dell’ago nel pagliaio, utile per lezione, ndr).
Tools to
exploit familial data. Nature Review Genetics March 2014;15. Research
hightlight di un articolo (Simultaneous
identification and prioritization of variants in familial, de novo, and
somatic genetic disorders with VariantMaster. Genome
Research 2014;24:349)(ho solo
l’abstract) che presenta una tecnica di prioritizzazione delle varianti
genetiche causa di malattia (Variant Master), che integra i dati familiari con
le varianti trovate in modo accurato e con sensibilità maggiore rispetto agli
algoritmi noti. Considera la probabilità condizionale che una particolare
variante venga individuata in un membro della famiglia, isolando le varianti
uniche del probando. L’applicazione del VariantMaster in tre diverse reali
condizioni patologiche dimostra una migliore capacità rispetto ad altri
algoritmi di identificare variante causative e mutazioni de novo, anche
in mosaico.
***
Silent
Mutations Make Some Noise. Cell 2014;156:1129. Commento di un articolo (Synonymous Mutations Frequently Act as
Driver Mutations in Human Cancers. Pg. 1324) in cui si sottolinea il ruolo delle mutazioni sinonime, a
lungo ignorate nella genetica del cancro, che sono frequentemente (20-50%) causa
di questa patologia alterando lo splicing e quindi la funzione della proteina. Viene
auspicato uno studio sistematico nel cancro di queste mutazioni in modo da
distinguere quelle senza effetto funzionale da quelle che invece che hanno un
ruolo funzionale in modo da individuare quelle di utilità clinica.
Activating
mutations in STIM1 and ORAI1 cause overlapping syndromes of tubular myopathy
and congenital miosis. PNAS 2014;111:4197.
La syndrome Stormorken (MIM 185070, nel catalogo ci sono poche righe di
commento) è una rara malattia a trasmissione AD con miosi congenita, diatesi
emorragica, tromobitopenia e debolezza muscolare prossimale, aumento del CK ematica,
anomalie istologiche muscolari con aggregati tubulari, asplenia (sospettabile
per la presenza negli eritrociti di sangue periferico di corpi Howell-Jolly),
cefalea e dislessia. C’è una forma clinicamente più lieve con debolezza
muscolare e miosi congenita senza le manifestazioni ematologiche. Applicato WES
in un primo pz e Sanger in un secondo, ambedue con la forma classica, trovando
la stessa mutazione attivante del gene STIMI (stromal interaction molecule 1).
In un altro pz con la forma lieve (miosi e miopatia tubulare), negativo alla
ricerca mutazionale di STIMI, è stato applicato WES che ha identificato una
mutazione del gene che interagisce con STIMI, ORAI1 (ORAI calcium release-activated
calcium modulator 1). Ambedue le mutazioni aumentano l’attività del canale CRAC
(calcium release-activated calcium) con due differenti meccanismi.
Threshold for genetic testing in
women with breast cancer needs to be determined. BMJ 2014;348:g1863. Lettera sulla mastectomia controlaterale nel caso
di mutazioni BRCA1 e 2
Nella
loro casistica hanno minori mastectomie controlaterali rispetto a quanto
riportato nell’articolo dello scorso Febbraio Contralateral mastectomy and
survival after breast cancer in carriers of BRCA1 and BRCA2 mutations:
retrospective analysis. BMJ 2014; BMJ 2014;348:g226(Selezione articoli Febbraio
2014). La lettera puntualizza l’aspetto di quando e come proporre nel caso di
cancro mammario familiare il test genetico per BRCA1 e 2 che ha i pro ma anche i contro. Va calcolato bene questo aspetto che condiziona la gestione
medica e chirurgica.
Editoriale
e Special Section sul cancro della mammella:
Breast
Cancer—Thinking Globally. Science 2014;343:1403 e A Race Still Unfinished. Science 2014;343:1451.
News:
Breast Cancer: A World of Differences Pg.1452
Dare to Do Less Pg. 1454
The ‘Other’ Breast Cancer Genes Pg. 1457
The Advocate Pg. 1460
Perspectives:
The Race” to Clone BRCA1 Pg. 1462
Two Decades After BRCA: Setting Paradigms in Personalized Cancer
Care and Prevention Pg. 1466
Cancer Suppression by the Chromosome Custodians, BRCA1 and BRCA2 Pg. 1470
Citogenetica del cancro: Articolo: Whole chromosome gain does not in itself
confer cancer-like chromosomal instability. PNAS 2014;110:21119; lettera relativa
(Distinguishing constitutional and
acquired nonclonal aneuploidy. Pg. 972) in cui curiosamente si suggerisce
di cambiare il titolo dell’articolo in
“Constitutional single whole chromosome gain does not in itself confer
cancer-like numerical chromosomal instability” e la risposta (Inborn aneuploidy and chromosomal
instability. Pg. E973).
Interessante discussione sull’instabilità cromosomica e sulle anomalie
costituzionali e le aneuploidie acquisite somatiche nei tumori.
**
Mutation-dependent recessive inheritance of NPHS2-associated
steroid-resistant nephrotic syndrome. Nature Genetics 2014;46:299.
Nella classica trasmissione mendeliana AR la malattia si manifesta in presenza
di una variante patogena di ambedue gli alleli. Sentite un po’ la storia di
questa sindrome nefrosica. Il danno nefrosico consiste nell’alterata
filtrazione glomerulare con segni clinici di grave proteinuria, ipoalbuminemia,
edema e iperlipidemia. Le malattie nefrosiche steroido-resistenti (SRNS)
portano in genere all’insufficienza renale. Ci sono una ventina di geni SRNS
che codificano in mx parte proteine podocitiche. Il gene NPHS2,
codificante la proteina glomerulare podocina, è quello più frequentemente
mutato (12-18% dei casi SRNS). La malattia (sindrome nefrosica tipo 2)(MIM
#600995), che inizia tra
i 6m-5a con progressione all’insufficienza entro i primi 10 anni di vita, ha
una trasmissione AR. Nel lavoro si rileva che, in modo del tutto inatteso, la
patogenicità di un allele con mutazione missenso (p.Arg229Gln) dipende dalla
mutazione in trans; infatti causa la malattia solo se è associato ad alcune
mutazioni al 3’ per un’alterata eterodimerizzazione e localizzazione della
proteina mutata. Le mutazioni al 3’ si comportano come dominanti negative per
questa mutazione e come recessive quando sono associate alla podocina
selvatica.
Quindi p.Arg229Gln è causa di malattia
solo quando è associata a specifiche mutazioni e questo comporta variabili
rischi di prole affetta: nessun rischio se un genitore ha la p.Arg299Gln e
l’altro una mutazione in un esone dell’1 al 6 del gene NPHS2, ma nel caso di coppie con p.Arg229Gln e una specifica
mutazione il rischio di malattia per la prole può essere del 50% nel caso di
due genitori non affetti (ad es. se un genitore è omozigote per p.Arg299Gln e
l’altro genitore è eterozigote per l’altra) e del 25% o del 75% o del 100% e
con gravità diversa quando un genitore è affetto e uno non è affetto a seconda
del genotipo parentale (vedi Supplementary Fig. 4).
Constitutive Activation of PKA Catalytic Subunit in
Adrenal Cushing’s Syndrome. NEJM 2014;370:1019 (alcuni AA italiani).
L’iperplasia surrenalica ACTH indipendente è caratterizzata da un eccesso di
secrezione cortisolica e bassi livelli di ACTH circolante e causa la sindrome
Cushing (ipercortisolismo endogeno) in età adulta. La patogenesi molecolare
degli adenomi surrenalici non è ancora completamente nota con mutazioni
somatiche una ridotta percentuale di adenomi; sono stati anche descritti
soggetti con mutazione germinale (vedi anche ARMC5 Mutations in Macronodular Adrenal Hyperplasia with Cushing’s
Syndrome. NEJM 2013;369:2105)(Selezione Articoli Novembre 2013).
Nello studio è stato applicato il WES
in adenomi surrenalici in pz con s. Cushing (senza mutazione germinale di PRKAR1A, PDE11A o PDE8B o con mutazione somatica di GNAS)
identificando mutazioni somatiche di PRKACA,
che codifica la subunità catalitica (Cα) della proteina chinasi cAMP-dipendente (PKA) nel 37% degli adenomi
unilaterali. Cinque di 35 pz con iperplasia surrenalica bilaterale secernente
cortisolo sono portatori di una duplicazione della regione genomica contenente
PRKACA.
Gli
studi in vitro mostrano un’attività basale di PKA aumentata con un’alterata
inibizione delle subunità catalictiche mutate e un’elevata quantità di proteina
della subunità catalitica nelle cellule con duplicazione.
Quindi
la mutazione somatica di PRKACA causa adenomi surrenalici cortisolo-secernenti
monolaterali mentre la sua duplicazione germinale causa iperplasia surrenalica bilaterale.
PRKACB and
Carney Complex, NEJM 2014;370:1065 (gli stessi AA italiani dell’articolo sopra
riportato).
Il fenotipo del complesso Carney è costituito da
piccole aree cutanee iperpigmentate simili a efelidi al viso, mixomi, iperattività endocrina e schwannomi. In questa lettera viene presentato il caso
di una donna di 24 anni con complesso Carney con acromegalia, lentigginosi
facciale, nevi blu vulvari, mixoma cutaneo mammario, ma non Cushing. Sono
descritte nei pz con complesso Carney mutazioni inattivanti il gene PRKAR1A (MIM
#160980), che codifica la subunità RIα regolatoria di PKA.
Nel
caso presentato la ricerca genomewide di variazioni del numero di copie ha
individuato una triplicazione di 1.6 Mb in 1p31.1, segmento che contiene
il gene PRKACB
codificante la subunità catalitica beta (Cβ) di PKA, triplicazione confermata con FISH che
mostra la presenza di un marcatore cromosomico soprannumerario de novo.
Nei linfociti e nei fibroblasti sono documentabili aumentati livelli di Cβ ma non di Cα, mentre
l’espressione di altri due geni del segmento triplicato è normale. L’ipotesi
degli AA è che l’acquisizione di funzione dovuta alla presenza di quattro copie
del gene PRKACB, dato il ruolo di Cβ sulla funzione di PKA, sia responsabile del
fenotipo Carney. Se confermato questo dato farebbe concludere che mutazione con
acquisizione di funzione delle due principali subunità catalitiche di PKA, Cα
e Cβ, sono responsabili di due diverse anomalie tessuto-specifiche.
Mutant
Adenosine Deaminase 2 in a Polyarteritis Nodosa Vasculopathy. NEJM 2014;370:921. Poliarterite nodosa:
vasculite sistemica che interessa le arterie e causa ischemia, usualmente a
insorgenza nell’adulto, ma talora anche in età pediatrica. La diagnosi, per la
varietà dei segni, può essere difficile. Di solito è primaria, talora associata
a infezioni o leucemia. In genere sporadica. Negli ebrei georgiani la forma
pediatrica è spesso familiare. L’analisi esomica di pz di famiglie ebree
georgiane e di pz di una famiglia tedesca ha individuato un gene candidato CECR1 (cat eye syndrome chromosome
region, candidate 1), che codifica l’adenosindeaminasi 2, fattore di crescita extracellulare.
E’ stato allora applicato un
sequenziamento selettivo in altre famiglie ebree georgiane e di famiglie di
origine turca. In tutte le famiglie sono presenti mutazioni in omozigosi o come
eterozigote composto di questo gene. Nei pz testati i livelli sierici di questo
enzima sono nettamente ridotti. Mutazioni di CECR1 sono quindi responsabili di questa
patologia familiare con un’ampia variabilità clinica.
Early-Onset Stroke and Vasculopathy Associated with
Mutations in ADA2. NEJM 2014;370:911. L’osservazione di 3
bambini con sintomatologia analoga come febbre intermittente, stroke ischemici
lacunari (piccolo infarti che possono non vedersi alla TC) e altre manifestazioni
neurovascolari, chiazze cutanee cianotiche, epatosplenomegalia e vasculopatia
sistemica ha fatto sospettare, per l’epoca di comparsa, una causa genetica
motivando l’analisi esomica, che ha individuato un gene candidato che è stato
poi testato in altri 3 pz con la stessa patologia e in due fratelli con
poliarterite nodosa e uno con una vasculite. Tutti 9 hanno una mutazione con
perdita di funzione in omozigosi (quelli con poliarterite nodosa vasculite dei
piccoli vasi che hanno la stessa mutazione dell’articolo sopra riportato) o
come eterozigote composto di ADA2 (o CECR1). I livelli ematici di adenosindeaminasi
2 sono nettamente ridotti.
Il KO zebrafish ADA2 omologo causa
emorragie cerebrali e neutropenia, fenotipi prevenibili con l’iniezione di
CECR1 umano non mutato, ma non prevenibili con quello mutato.
Mislocalization
of phosphotransferase as a cause of mucolipidosis III αβ. PNAS 2014;111:3532.
Buona parte delle mutazioni malattia di geni che codificano enzimi ne alterano
il folding o la funzione catalitica. Nella malattia lisosomiale Mucolipidosi
III αβ (#252600) (Polidistrofia pseudo Hurler) il deficit enzimatico riguarda
la subunità αβ dell’enzima lisosomiale UDP-GlcNAc localizzato nel complesso Golgi; questo
comporta una ridotta capacità degradativa dei lisosomi causando appunto
l’accumulo di materiale in lisosomi che aumentano considerevolmente di
dimensioni in molti tessuti. In questo lavoro vengono riportati
due pz con Mucolipidosi III αβ che hanno mutazioni missenso a livello del N
terminale del gene, che non alterano la capacità catalitica dell’enzima ma
causano la mancata permanenza dell’enzima nel complesso Golgi con successiva degradazione nei
lisosomi o nei tessuti. Questo è quindi il meccanismo patogenetico di queste
mutazioni.
To Be or Not to Be? How Selective Autophagy and Cell Death Govern Cell
Fate. Cell
2014;157:65. Review sui progressi compiuti negli
ultimi decenni nella comprensione dei meccanismi di autofagia selettiva e della
morte cellulare. Ogni cellula deve decidere se si trova nella condizione di “To
be” e allora deve monitorare e riparare il danno o di “Not to be” cioè morire e
venire eliminata dal corpo da altre cellule.
Quando
questi processi sono alterati essi sono causa di anomalie dello sviluppo,
cancro, invecchiamento, infiammazione e altre malattie.
The Noncoding
RNA Revolution—Trashing Old Rules to Forge New Ones. Cell
2014;157:77. Review su ncRNA che svolgono una
considerevole varietà di funzioni biologiche regolando l’espressione genica ai
livelli di trascrizione, il processamento dell’RNA e la traduzione.
(vedi anche Articoli Gennaio 2014: Long non-coding RNAs: new players in cell
differentiation and development. Nature Review Genetics January 2014;15).
Closing the distance on
obesity culprits. Nature 2014;507:309. Commento di un articolo (Genetic variation in a non-protein-coding
region of the gene FTO is implicated in obesity. Pg. 371) sulla genetica
dell’obesità. Gli studi con GWAS hanno identificato più di 75 loci nel genoma
umano associati all’obesità e caratteri associati come il BMI. In questi studi
sono state individuate SNV nel primo introne del gene FTO altamente associate a
questa patologia. Nel lavoro si dimostra che vi è un’interazione fisica tra
l’introne di FTO e il promotore necessario per l’espressione di un altro gene,
IRX1, con locus a 500 kb, che è un fattore di trascrizione coinvolto in vari
processi metabolici. L’introne FTO agisce come enhancer (intensificatore) dell’espressione
di IRX1. Con vari esperimenti in animali di laboratorio si dimostra che il
controllo del peso corporeo è dovuto all’attività di Irx3 nell’ipotalamo, che
come noto ha un ruolo importante nell’assunzione di cibo e nel metabolismo.
L’ipotesi allora è che varianti dell’introne di FTO alterino l’espressione di
IRX3 influenzando così il peso corporeo.
Obesity, genetic risk, and
environment. BMJ 2014; ;348:g1900. Editoriale
che commenta un
articolo (Fried food consumption, genetic risk, and body mass index:
gene-diet interaction analysis in three US cohort studies. BMJ 2014;348:348) e che ha come sottotitolo “Genetic makeup can inflate effects of bad diet”. Gli AA
hanno esaminato la relazione tra varianti genetiche (32 SNP) comuni associate
al BMI e la frequenza di consumo di alimenti fritti in oltre 37.000 persone. Come
atteso coloro che consumavano più cibi fritti avevano un BMI più alto e
indipendentemente coloro che avevano un indice genetico più alto avevano un più
alto BMI. La novità consiste nel fatto che è stata documentata una interazione
tra queste due situazioni (alimentare e genetica): chi aveva maggior rischio in
ambedue le situazioni aveva un BMI significativamente più alto. Mangiare cibi
fritti più di 4 volte alla settimana ha comportato un maggior incremento (del
doppio) del BMI per quelli che avevano un rischio genetico nel terzo superiore
rispetto a coloro che con la stessa quantità di cibo fritto erano invece nel
terzo inferiore di rischio genetico.
E
allora? I rischi genetici sono “robusti” a livello di popolazione ma non
applicabili al singolo individuo. E comunque il consiglio di non esagerare con i
fritti (traducendo molto a braccio, ndr) è il classico “consiglio della nonna”.
E altre considerazioni interessanti sulla questione ad es. delle forti
raccomandazioni di prestare attenzione al BMI e la responsabilità personale,
soprattutto per i grandi obesi che necessitano di cure farmacologiche e
chirurgiche.
How to get ahead. Nature
2014;507:273. Come imparare dal programma
“1.000 $
per genoma” (iniziato quando costava decine di milioni) per stimolare
l’innovazione nell’analisi del genoma nell’accademia e nell’industria. Ecco i punti dell’editoriale: 1. Set a clear goal (chiari). 2. Set the bar high, but
not too high (saggio consiglio). 3. Foster cooperation (collegialità). 4. Seed
a broad range of ideas (ampia semina). Be flexible (piuttosto di annullare i finanziamenti
dei programmi che non sono riusciti a raggiungere un obiettivo intermedio,
favorire il finanziamento per le parti promettenti del progetto, altro saggio
suggerimento che presuppone bravi reviewer).
23andMe and the FDA. NEJM
2014;370:985. Nuova puntata del contenzioso della
compagnia che per soli “$99 you could
learn hundreds of things about your health,” tra cui “you might have an increased
risk of heart disease, arthritis, gallstones, [or] hemochromatosis” (www.ispot.tv/ad/7qoF/23-and-me), ricorrendo all’analisi genomica con 254 SNP. La FDA ha imposto alla
compagnia di ritirare questa offerta perché la deve esserne ancora valutata l’appropriatezza
e la compagnia, nonostante gli inviti, non ha risposto alle ultime richieste
della FDA (la questione è iniziata nel 2009). Così 23andMe ha dovuto bloccare la
vendita del test.
E’ probabile che nel prossimo futuro si
arriverà a stimare il rischio genetico per alcune malattie complesse ma la capacità
diagnostica e prognostica di queste tecniche deve ancora essere validata.
Peraltro la FDA non ha ancora preparato uno specifico regolamento per i test
genetici diretti al consumatore. Quindi questa “pausa di riflessione” è
opportuna e porterà ad adeguate decisioni sul se, quando e come consentire il
calcolo del rischio genetico per queste malattie.
FERTILITA’/FECONDAZIONE
ARTIFICIALE/DIAGNOSI PRENATALE
Mutant Cohesin in Premature Ovarian Failure. NEJM 2014;370:943. L’insufficienza ovarica prematura
(POF) interessa l’1% delle donne, con almeno 6 mesi di amenorrea e aumentati
livelli di FSH e può essere dovuta a deplezione prematura follicolare, atrofia
follicolare, arresto di crescita follicolare o a disgenesia ovarica. In gran
parte dei casi non si riesce ad identificarne la causa, che, quando individuata,
può essere infettiva, autoimmunitaria, da chemioterapici, chirurgica o genetica
sindromica, come nella s. Turner o nella s. BPES (blefarofimosi, ptosi ed
epicanto inverso)(MIM #110100) oppure isolata. In questo caso nel 10-15% dei
casi è dovuta ad anomalie cromosomiche come delezioni o riarrangiamenti o a mutazioni
XL (es. FRAX)(vedi bella review di AA
italiani: Persani L & al. Genes involved in human premature ovarian failure. J Mol Endocrinol 2010;45:257). In un’ampia famiglia con
incroci consanguinei con POF mediante l’analisi esomica è stata individuata una
delezione di 1pb in omozigosi del gene STAG3, gene che codifica una subunità
coesinica meiosi-specifica che ha la funzione di assicurare una corretta
coesione dei cromatidi fratelli. Le femmine di topo senza il prodotto di questo
gene sono sterili e i loro oociti fetali sono fermi nella profase precoce
causando una deplezione oocitaria all’età di 1 settimana.
Mutations in HFM1 in
Recessive Primary Ovarian Insufficiency. NEJM
2014;370:972 (letter). Due sorelle
cinesi con insufficienza ovarica primaria al sequenziamento esomico sono
risultate mutate come eterozigote composto del gene meiotico HFM1 che codifica
una proteina necessaria per la ricombinazione omologa cromosomica. Il
sequenziamento di questo gene in 68 donne cinesi con insufficienza ovarica primaria
sporadica ha consentito di trovare in una pz diferenti mutazioni, sempre in eterozigosi
composta.
Altri geni per l’insuff. ovarica primaria?
Cerchiamoli tra quelli che regolano la meiosi
Mutant
ZP1 in Familial Infertility. NEJM 2014;370:1220. La zona pellucida è
una matrice glicoproteica con 4 glicoproteine (ZP1, ZP2, ZP3 e ZP4) che circonda
gli oociti e che è vitale per la produzione di oociti nella prima parte dello
sviluppo, per la fertilizzazione e per la protezione dell’embrione nelle sue
prime fasi prima dell’impianto. Viene descritta una famiglia con 6 membri con
omozigosi per una mutazione frameshift di ZPI. La mutazione determina il
sequestro di ZP3 nel citoplasma e la mancata formazione della zona pellucida
intorno all’oocita, causando infertilità.
Prenatal-screening
companies expand scope of DNA tests. Nature 2014;507:19.
Sottotitolo di questa IN FOCUS NEWS: “But the increasingly accurate analyses carry the
ethical dilemma of uncertain outcomes” come ben sappiamo che
avviene per ogni test. Le compagnie
che offrono la diagnosi prenatale non invasiva stanno, come promesso, iniziando
ad offrire la diagnosi anche di CNV di sindromi note (Sequenom,
Natera, Illumina), come la s.
DiGeorge, con la prospettiva di estendere la diagnosi a tutte le gravidanze,
non solo per quelle a rischio (vedi DNA Sequencing versus Standard Prenatal Aneuploidy
Screening. Pg. 799 DNA Sequencing versus Standard Prenatal Aneuploidy
Screening. NEJM 2014;370:799)(selezione Articoli Feb 2014). Ma questo pone problemi etici perché alcune CNV
note non consentono di prevedere con certezza il fenotipo associato, in quanto,
afferma un commentatore, ci sono molti adulti che hanno saputo di avere la
“sindrome” (termine errato, avere la CNV è più preciso, ndr) solo dopo che
hanno avuto un figlio con la DiGeorge. E quindi aumentando le CNV si corre il
rischio di non saper precisare bene il fenotipo associato all’anomalia che è
stata identificata (ma quando si fa la semplice analisi cromosomica non è ancora
peggio, ad es. con le aneuplodie dei cromosomi sessuali? Qualità dei commenti
non da Nature, ndr).
TERAPIA
Morquio medicine. Nature
Medicine 2014;20:227.
La FDA ha approvato il 14 Febbraio us un farmaco Vimizim
(elosulfasi alfa)(BioMarin) per la terapia enzimatica della malattia Morquio A (Mucopolisaccaridosi
tipo IVA)(MIM #253000) dopo un trial terapeutico in 176 pz, ai quali è stato
infuso settimanalmente l’enzima; i trattati con il farmaco dopo 6 mesi hanno
mostrato un significativo miglioramento della loro qualità di vita girando per
casa e andando autonomamente in bagno.
Sirolimus Therapy in Infants with Severe
Hyperinsulinemic Hypoglycemia. NEJM 2014;370:1131.
L’ipoglicemia iperinsulinemica è la causa più comune di grave e persistente ipoglicemia
neonatale, che può essere dovuta a mutazioni della regolazione della secrezione
insulinica (ABCC8, KCNJ11, GLUD1, GCK,
HADH, SLC16A1, HNF4A, HNF1A e UCP2).
Non c’è risposta al diazzossido e il trattamento è chirurgico. Nel lavoro viene
sperimentato l’effetto dell’inibitore di mTOR, Sirolimus (la “santa”
Rapamicina) in 4 bambini: uno non risultato mutato ad alcuni di questi geni,
due portatori di una mutazione del gene ABCC8 di origine materna e uno omozigote per una
mutazione dello stesso gene. Tutti hanno avuta una netta risposta glicemica al
farmaco, uno solo ha richiesto l’aggiunta di una piccola dose di octreotide (analogo
della somatostatina) per mantenere lo stato normoglicemico. Nessun effetto
sfavorevole della terapia nel corso dell’anno di follow up.
Una terapia cromosomica?
Chromosome correction
through reprogramming. Nature Review Genetics March 2014. Commento dell’articolo Cell-autonomous correction of ring chromosomes in human
induced pluripotent stem cells. Nature 2014;507:99. Il cromosoma ad
anello si forma per fusione del braccio corto e lungo con perdita di quantità
variabile di materiale genetico, anche così rilevante da causare un fenotipo
patologico, anche perché nelle divisioni cellulari l’anello è instabile
causando aneuploidia con scarsa vitalità delle cellule.
Fibroblasti di un pz con s. Miller-Dieker da anello del cromosoma 17 con delezione della banda p13.3
nel 95% delle cellule (nel 5% vi è perdita dell’anello o derivativi
dell’anello) sono stati riprogrammati e trasformati in cellule staminali
totipotenti (iPSC) contenenti il r(17). Queste cellule nelle divisioni perdono
il cromosoma ad anello e duplicano il cromosoma omologo normale tramite il
meccanismo compensatorio di disomia uniparentale e alla fine le cellule con
isodisomia hanno il sopravvento e sostituiscono tutte le cellule con l’anomalia
cromosomica. Lo stesso avviene per fibroblasti con anello del cromosoma 13. La
riprogrammazione potrebbe considerarsi come una “terapia cromosomica”. Inoltre
nel caso di r(21), come riporta la letteratura, questo meccanismo di correzione
spontanea tramite UPD si verifica anche in
vivo, ma nel corso degli anni, in cellule ad alto indice replicativo. Tutto
questo porta a concludere che sarebbe interessante conoscere, più in generale,
i meccanismi biologici che regolano il numero dei cromosomi nel corso dello
sviluppo.
**
IL-1 receptor
blockade restores autophagy and reduces inflammation in chronic granulomatous
disease in mice and in humans. PNAS 2014;111:3526.
La malattia granulomatosa cronica (CGD)
è una rara immunodeficienza primaria causa di infezioni, progressive
insufficienza funzionale multiorgano e morte precoce. La terapia attuale è
costituita dal trapianto di cellule staminali ematopoietiche (vedi selezione
Artcoli interesse del Feb 2014: Reduced-intensity conditioning and
HLA-matched haemopoietic stem-cell transplantation in patients with chronic
granulomatous disease: a prospective multicentre study. Pg. 436). Ma oltre
all’immunodeficienza vi è una componente autoinfiammatoria a cui partecipa
l’autofagia e l’attivazione dell’infiammasoma riconducibile all’aumento di
secrezione di IL-1β (interleuchina 1 beta). Il
blocco di IL-1 con un antagonista del recettore
(anakirna) protegge in vivo il topo
CGD dalla colite (nell’uomo un terzo dei pz sviluppa una colite Crohn simile) e
dalla aspergillosi riducendo l’attivazione infiammasomica e reintegrando i
processi autofagici. Lo studio fornisce la base su cui programmare
sperimentazioni cliniche con l’uso di antagonisti di IL-1 e suggerisce anche
possibili terapie per le malattie infiammatorie con deficit di autofagia.
Gene therapy arrives at the macula. Lancet 2014;383:1105. Commento di un articolo
sullo stesso fascicolo (Retinal gene therapy in patients with choroideremia:
initial findings from a phase 1/2 clinical trial. Pg. 1129) della sperimentazione clinica in 6 pz (35-63 anni) con Coroideremia (malattia
che causa cecità XL recessiva, MIM #303100, da mutazione del gene CHM) mediante somministrazione subretinica di
un vettore virale (AAV) codificante la proteina. Tutti i pz hanno ripreso
l’acuità visiva di partenza nonostante il distacco della fovea come conseguenza
della procedura chirurgica. Siccome la perdita dei fotorecettori è un evento
molto lento rimane ancora da accertare se la terapia abbia un effetto sulla
progressione della malattia.
Gene therapy for Parkinson’s disease: a step closer? Lancet
2014;383:1107.Commento sui risultati di una sperimentazione clinica in pz con Parkinson
in fase avanzata (Long-term safety and tolerability of ProSavin, a
lentiviral vector-based gene therapy for Parkinson’s disease: a dose escalation,
open-label, phase 1/2 trial. Pg. 1138). La terapia genica è stata ben tollerata senza effetti collaterali e
con miglioramenti motori in tutti.
PROPOSTE TERAPEUTICHE USANDO MODELLI ANIMALI
Suppressing
thyroid hormone signaling preserves cone photoreceptors in mouse models of retinal
degeneration. PNAS 2014;111:3602.
La degenerazione fotorecettoriale, per la quale non vi è attualmente terapia,
avviene in diverse malattie retiniche ereditarie e nella degenerazione maculare
dipendente dall’età. La patologia dei coni, responsabili della visione dei
colori e dell’acuità visiva, è quella più rilevante per la visione rispetto a quella dei bastoncelli che sono
molto più numerosi. E’ noto il ruolo del segnale dell’ormone tiroideo (TH) nella
regolazione della distribuzione ed espressione del pigmento dei coni e che la
sua sovraespressione infatti ne determina la morte. Nel lavoro viene studiato
se il segnale TH interferisca con la vitalità dei coni nel modello di topo con distrofia
dei coni e bastoncelli. Si dimostra che la terapia antitiroidea in questi topi aumenta
di 6 volte la densità dei coni nella retina, densità che diminuisce del 40% se
si applica una terapia con triiodotironina. Possibile via terapeutica (ma
chiaramente non prospettabile così semplicemente come cura nell’uomo, ndr).
Blood–spinal
cord barrier disruption contributes to early motor-neuron degeneration in
ALS-model mice. PNAS 2014;111:E1035.
La barriera emato-encefalica e emato-spinale sono danneggiate nel topo e
nell’uomo con mutazione SOD causa di Sclerosi Laterale Amiotrofica. Non è noto
il ruolo del danno delle barriere nella patogenesi della malattia. Nel modello
animale la precoce disfunzione dei motoneuroni è proporzionale al danno della
barriera emato-spinale e la protezione della barriera con un analogo della
proteina C attivata rallenta l’inizio del danno neuronale. Questi risultati
potrebbero essere utili anche per i pz con questa malattia che condividono con
il topo un simile meccanismo patogeno.
MALATTIE COMPLESSE/STUDI ASSOCIAZIONE
Identification of low-frequency and rare sequence
variants associated with elevated or reduced risk of type 2 diabetes. Nature Genetics 2014;46:294.
Tramite GWAS identificate in un ampio campione islandese, danese e iraniano 4
varianti (una intronica con alterata espressione di CCND2, due varianti
missenso in AM e una rara variante frameshift in PDX1) sinora non segnalate associate
al Diabete 2: la prima a ridotto rischio di DM2, le successive 2 missenso con
rischio moderatamente aumentato e la quarta con alto rischio.
Genome-wide trans-ancestry meta-analysis provides
insight into the genetic architecture of type 2 diabetes susceptibility. Nature Genetics 2014; 46:234.
Benefici del GWAS transetnico per la caratterizzazione dei loci del Diabete
mellito 2 e la comprensione dell’architettura e della patogenesi delle malattie
complesse nelle diverse etnie.
A Genomic Road Map for Complex Human
Disease. Science 2013;343:1087. Commento di due articoli
sullo stesso fascicolo (Innate Immune Activity Conditions the Effect of
Regulatory Variants upon
Monocyte Gene
Expression. Pg. 1118 e Common Genetic Variants Modulate Pathogen-Sensing Responses in
Human Dendritic Cells. Pg. 1119) sul network di regolazione genica nel sistema
dell’immunità innata e su come queste informazioni possono risultare utili per
la comprensione dei meccanismi genetici delle malattie autoimmuni.
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