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

Raccolta e brevi commenti di articoli di Genetica Medica e Umana e di interesse generale del mese di Maggio 2014 (Spigolature) che hanno attirato la mia attenzione o curiosità, pubblicati nelle seguenti riviste: British Medical Journal, Lancet, Lancet Neurology, Nature, Nature Biotechnology, Nature Genetics, Nature Medicine, Nature Neuroscience, Nature Reviews Genetics, Nature Reviews Neuroscience, NEJM, PNAS, Science & Cell.

PER TUTTI

****

Will ultrasound scanners replace the stethoscope? BMJ 2014;348:g3463. Sottotitolo: “Cheap, portable ultrasound scanners are changing the way doctors examine and diagnose their patients. Benefits and possible pitfalls”. Un apparecchio con immagini ad alta qualità costa 6200 €, è ormai usato in molte nazioni, soprattutto in quelle poco sviluppate (come raccomanda WHO). Ma: complessa la preparazione del medico per la lettura che dovrebbe essere uguale a quella di chi fa come professione il radiologo (o l’ostetrico), rischi di falsi negativi e positivi. Siamo abituati a considerare l’esame come specialistico, ma “today, you are just as likely to see a stethoscope hanging around the neck of a paramedic, nurse, or midwife” (ottima cosa, condivisibile, ma chi è disposto a insegnare e poi rischiare di perdere mercato? Ndr).

***

Modeling 3D Facial Shape from DNA. PLOS Genetics 2014;10:e1004224. Affascinante articolo sulla possibilità di prevedere la morfologia facciale di una persona tenendo conto del sesso, degli antenati e dei suoi geni. L’analisi genetica riguarda SNP di 20 geni osservati come significativi per la morfogenesi facciale. In pratica, dicono gli AA, adottando il metodo che descrivono è possibile fare l’identikit di una persona disponendo di tracce del suo DNA (per scopi investigativi), o predire l’aspetto facciale di discendenti o antenati o per fini diagnostici. Ovviamente, dicono sempre gli AA, questo è solo l’inizio (buon, ndr) perché il lavoro si basa su un piccolo campione di 3 diverse popolazioni (USA, Brasile, Capo Verde) di origine mista africana ed europea e poi non sappiamo in realtà quanti siano i geni significativi della morfogenesi facciale.

EPIGENETICA

Implication of sperm RNAs in transgenerational inheritance of the effects of early trauma in mice. Nature Neuroscience 2014;17:667. Di nuovo sull’eredità transgenerazionale epigenetica di situazioni sfavorevoli nel topo (Vedi Spigolature 2014 e precedenti. Stress alters the expression of small RNAs in male mice and leads to depressive behaviours in later generations. Sperm RNA carries marks of trauma. Nature 2014;508:296). Nel lavoro si rileva che lo stress traumatico nelle prime fasi della vita dei topi ne altera l’espressione di miRNA a livello spermatico in età adulta, effetto che rimane nella prima generazione, non in F2, a differenza di altri tessuti dove permane (siero, ippocampo), mentre gli effetti clinici proseguono anche nelle generazioni successive, scollegati quindi da alterazioni di espressione di miRNA che potrebbero avere determinato effetti epigenetici responsabili della successiva trasmissione. Iniettando RNA spermatico di maschi sottoposti a stress in oociti fertilizzati si producono nel prodotto del concepimento le stesse alterazioni comportamentali e metaboliche. In conclusione l’RNA contribuisce alla trasmissione di caratteri acquisiti nei mammiferi. Un possibile marker molecolare (ricorrendo all’analisi nel siero ad es. , ndr) quindi di predisposizione a stress traumatico e alle patologie correlate?

PER I PEDIATRI E PER ALTRI SPECIALISTI (Neurologi, Ostetrici, Cardiologi, Psichiatri, ORL, Medici della riproduzione, Patologi ecc.).

****

Case 14-2014: An 11-Month-Old Girl with Developmental Delay. NEJM 2014;370:1830. B. 11 mesi gravidanza e parto normale con variabili auxologiche normali. Screening uditivo e metabolico neonatale normali. Normale crescita e sviluppo PM con leggero ritardo della vocalizzazione; a 4 mesi è stato osservato trasalimento a suoni forti. Lieve ritardo sui 9 mesi, con dubbio sulla regressione. A 11.5 mesi valutata ambulatoriamente. Crescita peso. Lunghezza e circonferenza craniche normali. Madre di origine ebraiche russe, padre irlandesi e italiane. Non dismorfismi, lieve ipertonia degli arti inferiori con piedi in equinismo, paracadute incompleto, testa che cade in avanti quando si mette seduta (molto dettagliata e bella l’obiettività neurologica, ndr). Dei vari esami aumentata solo l’aspartato transaminasi; segni non specifici EEG. RM cerebrale senza contrasto: segni ancora non specifici (diffusa ipopigmentazione soprattutto della sostanza bianca profonda e sottocorticale sopratentoriale, anomalie di segnale a livello del talamo e poco altro), con lieve riduzione del rapporto N-acetilaspartato/creatina. Non è stato possibile valutare il fundus. In sintesi ritardo psico-motorio, ipertonia muscolare, spasticità e rigidità. Le lesioni talamiche alla RM cerebrale sono compatibili con alcune m. neurometaboliche (bella la tabella con i principali segni clinici). Ci si avvicina alla diagnosi prendendo in considerazioni malattie metaboliche con risposta di trasalimento (startle). La bambina è deceduta a 28 mesi. La diagnosi, fatta prima del decesso, la scoprirete leggendo il caso clinico (lezione clinica impareggiabile, mi sembra di ritornare in un grand round americano. Però i polli non hanno riprovato a vedere il fundus! Comunque da noi se si prosegue a non preparare clinicamente i genetisti clinici c’è solo da sperare nell’esoma a tutti. Sì, ma poi chi lo interpreta? Ndr).

***

Sound Strategies for Hearing Restoration. Science 2014;344:596. Sottotitolo: “Recent developments in molecular, gene, and stem-cell therapies have potential to restore inner-ear function in deaf patients”.  Lo stato dell’arte: il deficit neurosensoriale dell’udito è frequente e dovuto a molte cause, tra cui un danno o la morte delle cellule sensoriali primarie o dei neuroni dell’orecchio interno che trasmettono l’informazione uditiva al cervello. Cause acquisite (infezioni, farmaci, rumori forti) o genetiche (più di 300 loci, 80% delle mutazioni sono recessive). Poco invece si conosce con il deficit uditivo correlato con l’età.

Che cure? Con l’impianto cocleare si riesce a recuperare parzialmente la funzione uditiva nei casi gravi.

In questa review vengono discusse le tre strategie biologiche prevedibili: terapia genica, cellule staminali, molecolare. Sembrano funzionare nei modelli animali. “Overall, there are reasons to be both cautious and optimistic as we attempt to repair and regenerate one of nature’s most exquisite mechanosensory devices: the human inner ear”.

FDA clearance paves way for computerized ADHD monitoring. Nature Medicine 2014;20:454. L’incremento globale considerevole delle diagnosi di deficit di attenzione ed iperattività e il conseguente ricorso a farmaci stimolanti suggerisce che alcune di queste diagnosi possano non essere appropriate. Potrebbe quindi essere utile una standardizzazione diagnostica magari ricorrendo ad un’automatizzazione utilizzando strumenti diagnostici evitando la somministrazione degli attuali questionari clinici e scale per la diagnosi e il monitoraggio dei progressi e dell’effetto terapeutico. La FDA ha appena approvato (Marzo 2014) l’uso di “Qb test” per il monitoraggio e il “Quotient ADHD System” per la diagnosi nei casi di ADHD. In Svezia, dove Qb test è impiegato da oltre 10 anni, viene usato nel 25-30% delle valutazioni cliniche dei soggetti con ADHD. La News inizia e termina all’americana con un esempio chiaro: una madre porta dal NPI un b. di 8 anni a cui è stato diagnosticato ADHD mesi prima e che non ha risposto alla terapia con stimolanti. Al Qb test non risulta avere ADHD, ma risulta solamente dislessico. Lo psichiatra comunica così alla madre la sua conclusione: ‘I think we’re barking up the wrong tree” (avete presente il cane che abbaia sotto l’albero sbagliato perché il gatto è su un altro? Ndr).

Mother’s milk mysteries. PNAS 2014;111:7165. Per capirne di più una ricercatrice sta raccogliendo e analizzando campioni di latte di generazioni di macaco rhesus in varie parti del mondo. “We know that milk is predicting babies’ behavior, and that behavior has to be mediated through the brain and the mind” dice la ricercatrice. Perchè non partire dalla nostra specie? “Understanding that causal relationship with a human study …… would involve extremely large sample sizes to capture all of the natural variation in maternal

styles, diet, and environment”.

Pachydermoperiostosis. NEJM 2014;370:1930. Immagini di un pz con Pachidermoperiostosi, malattia geneticamente eterogenea (MIM %167100 AD; #614441 AR, #259100 AR) caratterizzata da pachidermia, ingrossamento terminale delle dita e periostosi. Immagini facciali molto gestaltiche.

A 52-Week Placebo-Controlled Trial of Evolocumab in Hyperlipidemia, NEJM 2014;370:1809. ClinicalTrials.gov number, NCT01516879). Sperimentazione clinica in fase 3 con anticorpo monoclonale che inibisce la PCSK9 (Proproteina Convertasi Subtilisina/Kexina tipo 9), coinvolta nella degradazione del recettore delle Lipoproteine a Bassa Densità, che in fase 2 ha dimostrato di ridurre significativamente la LDL in studi di fase 2. Lo scopo principale dello studio era di verificare la percentuale di riduzione di LDL rispetto al valore di partenza dopo 52 settimane. Il farmaco aggiunto alla sola dieta, a basse o a alte dosi di statina (in alcuni pz non è possibile ricorrere alle statine) con o senza un altro farmaco che riduce LDL (ezetimibe) riduce significativamente i livelli di LDL in pz a rischio di complicazioni cardio-vascolari.

A New Hope for Idiopathic Pulmonary Fibrosis. NEJM 370:2142. Editoriale e 3 articoli sullo stesso fascicolo sulla sperimentazione clinica con farmaci per cura della fibrosi polmonare: Efficacy and Safety of Nintedanib in Idiopathic Pulmonary Fibrosis. Pg 2071; A Phase 3 Trial of Pirfenidone in Patients

with Idiopathic Pulmonary Fibrosis. Pg  2083 e Randomized Trial of Acetylcysteine in Idiopathic Pulmonary Fibrosis. Pg. 2093. L’inizio dell’Editoriale è molto efficace e riguarda molto il Genetista clinico: “I suspect that many of my patients have picked up on more than a hint of frustration in my voice

when I tell them that the cause of their shortness of breath is idiopathic pulmonary fibrosis”, perchè oltre alla diagnosi e alla prognosi (peggiore di quella di molte malattie tumorali perché ha una sopravvivenza a 3 anni del 50%) non posso fare perché non c’è cura che ne modifichi il decorso. Ma con i risultati delle sperimentazioni cliniche ora pubblicate questo non è più vero. E’ ora evidente che la fibrosi idiopatica polmonare è dovuta ad un’alterata riparazione delle lesioni più che ad un’infiammazione cronica come si credeva e “as in the 1977 episode of the Star Wars series, the force is finally with us. May we learn to use it wisely”.

A unified cause for adrenal Cushing’s syndrome. Science 2014;344:804. Perspective sull’identificazione tramite WES di mutazioni attivanti di un gene codificante la subunità catalitica della proteina chinasi cAMP-dipendente (PKA) causa di iperplasia surrenalica ACTH indipendente, con eccesso di secrezione cortisolica e bassi livelli di ACTH circolante. Questo è causa della sindrome Cushing (ipercortisolismo endogeno) in età adulta. La Perspective commenta due lavori sullo stesso fascicolo (Activating hotspot L205R mutation in PRKACA and adrenal Cushing’s syndrome. Pg. 913 e Recurrent somatic mutations underlie corticotropin-independent Cushing’s syndrome. Pg. 917), un lavoro citato nella selezione di articoli del Marzo 2014 (Constitutive Activation of PKA Catalytic Subunit in Adrenal Cushing’s Syndrome. NEJM 2014;370:1019) e un altro lavoro sullo stesso argomento (Recurrent activating mutation in PRKACA in cortisol-producing adrenal tumors. Nature Genetics 2014;46:613).

Newborn babies will be tested for four more disorders, committee decides. BMJ 2014;384:g3267. Per lo screening neonatale delle malattie metaboliche in UK oltre alle classiche Fenilchetonuria, Ipotiroidismo, Falcemia, Fibrosi cistica e Difetto acil CoA deidrogenasi a catena media sono state ora aggiunte Omocistinuria, M. delle urine a sciroppo d’acero, Aciduria glutarica tipo 1 e Acidemia isovalerica in base alla loro frequenza desunta da uno studio pilota durato 1 anno. Bella la conclusione del ricercatore principale di questo studio “As a result of this study 20 children (su 700.000 nati) with serious but treatable

disorders were discovered. We are delighted with the results because it shows how we can make an enormous difference for these children and their families—in some cases giving them the gift of life”.

Sono sorti dubbi sullo screening della Acidemia isovalerica perchè dei 18 neonati positivi solo 4 sono stati confermati e quindi la tecnica adottata va resa più selettiva per ridurre i falsi positivi.

Risulta da questo studio pilota che pochissimi genitori hanno rifiutato il test di screening  (218 su 438.164 nati) soprattutto nei primi 3 mesi, poi il numero è scemato considerevolmente.

Per quanto riguarda i costi dei test che sono stati aggiunti, a parità di natalità, si aggirano su 507.000 €/anno, minori di quelli che si sosterrebbero non applicando lo screening.

Statistica

What is an open label trial? BMJ 2014;348:g3434. Già, cos’è una sperimentazione open label?

Understanding statistical hypothesis testing. BMJ 2014;348:g3557. Studio dell’efficacia di Vareniclina per smettere di fumare. Sperimentazione randomizzata, a doppio cieco, controllata con placebo, a disegno parallelo. La prima misura dell’esito (end point) astensione dal fumo per 4 settimane dopo la fine della prova, confermata dalla misurazione della cotinina. Livello critico di significatività del 5%.

Campione: 431 participanti randomizzati: in Vareniclinia (n. 213) o in placebo (n. 218.

Tasso di astinenza nel gruppo con Vareniclina significativamente più alto rispetto al gruppo con placebo (59% v 39%; rischio relativo 1.6, 95% IC 1.32-1.87; P<0.001).

Which of the following statements, if any, are true?

a) The alternative hypothesis states that, in the population sampled, treatment with varenicline is inferior or superior to placebo with regard to the primary endpoint;

b) The research hypothesis states that, in the population sampled, treatment with varenicline is superior to placebo with regard to the primary endpoint

c) It can be inferred that the null hypothesis was not true.

E’ importante distinguere l’ipotesi della ricerca da quella statistica.

BIOLOGIA-EVOLUZIONE

Comparative primate genomics: emerging patterns of genome content and dynamics. Nature Reviews Genetics 2014;15:347. Analisi comparative del genoma dei primati utilizzando le nuove tecniche di sequenziamento dell’intero genoma, che fornisce importati dati su come è avvenuta l’evoluzione del nostro genoma. Bella la figura dell’albero filogenetico dei primati con i vari meccanismi mutazionali.

Die Another Day: A Painless Path to Longevity. Cell 2014;157:1004. Commento del lavoro sullo stesso fascicolo (TRPV1 Pain Receptors Regulate Longevity and Metabolism by Neuropeptide Signaling. Pg. 1023). Il recettore sensoriale capsaicinico TRPV1 è espresso nei neuroni sensoriali afferenti del midollo spinale che innervano le cellule pancreatiche. Nel lavoro la perdita di TRPV1 inattiva la cascata di segnale del calcio con esclusione di CRTC1 nei neuroni. Questo causa la riduzione del neuropeptide CGRP, promuove la secrezione insulinica e il metabolismo aumentando la sopravvivenza nel topo.

ZIBALDONE

Spider genomes hold venom secrets. Nature 2014;509:402. Segnalazione di un articolo (Spider genomes provide insight into composition and evolution of venom and silk. Nature Communications 2014;5:3765) che ha come sottotitolo: Genome sequences from two spider species reveal the composition of their silk, and how spider venom exacts its toxic toll. Sequenziato il genoma di due ragni, il “ragno sociale” africano e la tarantola brasiliana “dai ginocchi bianchi”. I genomi dei due ragni sono molto estesi (da quasi 3 GB a 6.5 GB) con esoni piccoli e lunghissimi introni, simili a quelli dei mammiferi, risultato di duplicazione sequenziale, i veleni che sono attivati da varie proteasi presenti nel veleno stesso. Sono state identificati anche i geni e le proteine che costituiscono i filamenti di seta molto resistenti che vengono secreti dalle zampe e che servono per attaccarsi alle parete e non scivolare e per  immobilizzare le prede molto più grandi di loro.

Nuove opportunità: farmacologiche per il veleno e per creare nuovi biomateriali per i filamenti di seta.

Wild mice run for fun on wheels. Nature 2014;509:537. Segnalazione di un articolo (Wheel running in the wild. Proc. R. Soc. B 2014 281, 20140210). L’uso della ruota è come fare jogging per i topi di laboratorio in gabbia (ma anche per i toporagni). Ma ci si chiede se sia naturale o invece una manifestazione di nevrosi, una stereotipia per essere costretti in uno spazio così piccolo. E allora  gli AA hanno filmato per più di 3 anni cosa facevano topi selvatici e hanno visto che la velocità mediana dei selvatici era minore rispetto a quella dei topi di laboratorio, ma raggiungevano velocità più elevate. E usavano la ruota anche senza stimoli come il cibo. In conclusione, come per il nostro jogging, l’uso della ruota è una scelta.

Buon per loro.

Lead in ancient Rome’s city waters. PNAS 2014;111:6594. L’acqua dell’acquedotto romano conteneva nell’antica Roma 100 volte più piombo dell’acqua delle sorgenti vicine, ma, contrariamente a quanto sospettato, l’alto contenuto di questo metallo non ha comportato problemi di salute né ha contribuito al declino dell’impero di Roma, come suggerito da alcuni studi di 30 anni fa.

Childhood bullying involvement predicts low-grade systemic inflammation into adulthood. PNAS 2014;111:7570. Le vittime del bullismo nell’infanzia sembrano avere con maggior frequenza infiammazioni sistemiche in età adulta, misurate con livelli di PCR. Mentre i bulli sembrano avere minor patologie infiammatorie nell’età adulta rispetto a coloro che non sono stati coinvolti in questi episodi di violenza.

Study will look at effect of mobile phones on children’s cognitive development. BMJ 2014;348:g3404. Ricerca UK finanziata con €1.2m per studiare se vi sia una correlazione tra uso di cellulari e sviluppo cognitive: verranno seguiti 2500 bambini calcolando l’esposizione alle radiazioni delle radiofrequenze. Sinora gli studi sull’argomento non hanno né confermato né escluso un effetto cognitivo.

China’s Soil Pollution: Farms on the Frontline. Science 2014;344:691. A recent report found soil pollution in 19.4% of China’s farmlands.

Lamarck was partially right—and that is good for corals. Science 2014;344:798.Tabletop corals can adapt to changing temperature conditions on shorter time scales than previously thought.

Fasciolo special dedicato all’esplorazione delle origini, l’impatto e il future delle disuguaglianze nel mondo. The Science of Inequality. What numbers tell us. Science 2014;344:849.