Scelta di articoli
di Genetica Clinica/Umana pubblicati in Agosto
2014 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.
ARTICOLI DA NON PERDERE
Genotype–Phenotype
Correlation — Promiscuity in the Era of Next-Generation Sequencing. NEJM
2014;371:593. Sappiamo che con la procedura diagnostica che
abbiamo usato sinora del “Phenotype first” (il fenotipo indirizza il test
genetico per ridurre al minimo i geni da
analizzare) ci ha portato a conoscere le mutazioni più penetranti con fenotipo
più caratteristico. Abbiamo così un vizio di accertamento facendoci perdere la
reale importanza di tutte le variazioni genetiche sul fenotipo, variazioni che
hanno effetti sulla diagnosi e sulle opzioni terapeutiche. L’applicazione
clinica del NGS, in gran parte con WES, ci ha fatto capire l’alto grado di
eterogeneità allelica (mutazioni diverse di un gene) e di locus (mutazioni di
geni diversi) per molte condizioni mendeliane semplici. Ma, applicando tale
tecnica, sta risultando sempre più frequente il mancato riscontro in pz con una
diagnosi clinica certa di una mutazione nei geni noti, facendoci concludere,
oltre all’eterogenità di locus, anche a meccanismi genetici complessi, come
l’eredità oligogenica o la presenza di alleli causativi multipli (non
necessariamente identificabili con WES), alleli modificatori o altro. Viene
portato l’esempio dell’eredità oligogenica delle ciliopatie, 15 condizioni
cliniche con una buona sovrapposizione fenotipica, in cui sono coinvolti più di
50 loci primari (con varianti di frequenza nella popolazione <1%) che
interagiscono con modificatori e alleli causativi secondari.
Con
l’applicazione crescente di WES in clinica impareremo a prevedere per molte
varianti l’effetto fenotipico, favorendo quindi le nostre capacità predittive
di patogenicità della variante e quindi diagnostiche e terapeutiche. “Although
additional molecular and informatics research is needed, we are confident that
NGS will eventually revolutionize clinical care just as it is revolutionizing
the scientific endeavor”.
Molecular
pathogenesis of congenital diaphragmatic hernia revealed by exome sequencing,
developmental data, and bioinformatics. PNAS 2014;111;12450. L’ernia diaframmatica congenita (CDH) è una frequente
(1:3.000 nati vivi) e grave (mortalità del 50%, considerevole morbilità)
malformazione in cui l’alterata formazione del diaframma causa lo spostamento
di organi addominali in torace con secondaria ipoplasia polmonare. In alcuni
casi è familiare ed è parte del fenotipo di malattie monogeniche (come la
sindrome Donnai-Barrow, s. CHARGE, s. deLange, s. Matthew-Wood, Disostosi
Spondilo-costale), cromosomiche e CNV. Quindi vari geni (11 geni) sindromici,
ma anche sono noti geni che mutati determinano CDH isolato. In buona parte dei
casi però, come per tutte le malformazioni congenite, non ne viene identificata
la base genetica/causa.
Ci
sono geni candidati suggeriti dai modelli murini (43 geni) il cui ruolo nella
CDH dell’uomo non è stato provato. E geni e pathway, come quello dell’acido
retinoico, suggeriti dalla conoscenza dello sviluppo embrionale del diaframma. Lunga
premessa per spiegare lo studio: WES di 275 pz (nel 94% CDH sporadica, sia
sindromica che isolata -51%) e non nei genitori non affetti. Sono state trovate
varianti di geni critici nel 30.9% dei pz, in alcuni casi le varianti erano più
di una per soggetto. Applicando un filtraggio delle varianti tenendo conto di
geni nelle CNV ricorrenti associate alla malformazione, ai geni espressi
nell’embriogenesi diaframmatica, ai possibili pathway coinvolti è stato
possibile identificare varianti rilevanti nel 42.2% dei pz: 30.9% di geni candidati come causa di CDH (di
cui il 40% geni indicati dagli studi nell’uomo e il 60% indicati dalla ricerca
sui topi), nel 5.8% di geni candidati nelle CNV ricorrenti, nel 3.3% in base
all’espressione o al network e nel 2.2% SNV che inattivano il gene. Non sono
state identificate varianti significative nel restante 57,8% dei pz.
Particolarmente
interessante l’osservazione di SNV in geni CDH in pz con fenotipo non canonico: gene CHD7, gene-malattia della s. CHARGE (MIM
#214800), in 7 pz con clinica non compatibile con la CHARGE, e con SNV non
descritte, quindi fenotipi allelici; gene LRP2 della s. Donnai–Barrow in 14 pz
con clinica non compatibile con quella che conosciamo (MIM #222448) con
varianti considerate patogene in eterozigosi, da qui il suggerimento che la
perdita di ambedue gli alleli dia la sindrome Donnai-Barrow, mentre l’eterozigosi un fenotipo più lieve. Raccolti molti
dati utili per identificare nuovi geni di CDH.
A splicing magic bullet. Science 2014;345:624. Perspective di un articolo (SMN2 splicing
modifiers improve motor function and longevity in mice with spinal muscular
atrophy. Pg. 688) sulla
possibile terapia dell’atrofia muscolare spinale, malattia in cui manca una
proteina necessaria per la sopravvivenza dei motoneuroni. La SMA infatti è
dovuta a mutazioni inattivanti il gene survival of motor neuron 1 (SMN1),
la cui proteina SMN è importante per l’assemblaggio di piccole particelle di
ribonucleoproteine nucleari (snRNP). Questi
complessi RNA-proteina sono essenziali per lo splicing e la formazione di mRNA
maturo. Lo splicing avviene a carico di moltissimi geni e in tutti i tessuti,
ma mutazioni di SMN1 compromettono principalmente la funzione dei neuroni
α-motori del corno anteriore del midollo spinale causa dell’atrofia muscolare e
del blocco progressivo della mobilità e della respirazione. Esiste un altro
gene SMN2, altamente correlato a SMN1, ma l’esone 7 di questo secondo gene è
diverso ed è meno facilmente incluso nel mRNA maturo e la proteina risultante
viene rapidamente degradata, ma quando è incluso (anche perché vi sono varie
copie di SMN2) la proteina è funzionante e la gravità della malattia da
mutazione SMN1 ne risente favorevolmente. E’ in corso una sperimentazione
clinica con il ricorso a oligonucleotidi antisenso contro le sequenze che
inibiscono l’inclusione dell’esone 7, terapia che nel topo funziona. In questo lavoro
si è provato in un altro modo: sono state identificate molecole che rapidamente
ed efficientemente, con limitati effetti sull’espressione o sullo splicing di
altri geni e senza alterare la vitalità cellulare o dell’organo, aumentano
l’inclusione dell’esone 7 nelle cellule di pz con SMA determinando un accumulo
di proteina SMN e un recupero della funzione neuronale nel modello animale con
fenotipo lieve e grave. L’ottima Perspective termina così: quanto riportato “imply
that splice-modifying drugs—perhaps along with other approaches such as
antisense oligonucleotides—have the potential to become magic bullets for treating
genetic and other diseases” (e noi siamo
ancora qui a ciarlare di Stamina, ndr).
NEUROGENETICA – MALATTIE PSICHIATRICHE
SCHIZOPHRENIA. Risky
neurodevelopment. Nature Medicine 2014;20:813. E’ noto che la microdelezione 15q11.2 è la più
frequente CNV a rischio di Schizofrenia. Studiando cellule
staminali totipotenti indotte (iPSC) da 3 pz con tale microdelezione è stato
identificato un gene CYFIP1,
uno dei 4 nel segmento deleto, che è un modulatore della polarità cellulare e
un regolatore del mantenimento delle giunzione aderenti (di ancoraggio)(Modeling a genetic risk for schizophrenia in iPSCs and mice reveals neural stem
cell deficits associated with adherens junctions and polarity. Cell Stem Cell 2014;15:79). Il knockdown di Cyfip1
(che è parte del complesso molecolare WAVE) nella neocorteccia di embrione (13.5d)
di topo indica che tale gene regola la polarità apicale e la formazione
delle giunzioni aderenti delle cellule staminali gliali radiali. Lo studio di
associazione targeted nell’uomo che include 4 SNP che modificano l’espressione
dei geni del pathway WAVE mette in evidenza un effetto epistatico tra CYFIP1 e un mediatore di segnale WAVE,
ACTR2, e rischio di schizofrenia. In conclusione il gene CYF1P1 regola la
funzione delle cellule staminali neurali e può contribuire a determinare
suscettibilità a malattie neuropsichiatriche.
AUTISMO
Bias towards large genes in autism. Nature 2014;512:E1. Commento critico,
molto ben argomentato, delle conclusioni del lavoro Topoisomerases facilitate transcription
of long genes linked to autism. Nature 2013:501:58 (vedi selezione articoli Settembre 2013) in cui si sosteneva
che molti geni candidati
dell’autismo hanno grandi dimensioni e che l’espressione di questi geni è
ridotta da inibizione di Top1. E risposta.
Most genetic risk for autism resides with common
variation. Nature
Genetics 2014;46:881. Questione dibattuta: il rischio di
autismo è dovuto a varianti rare o comuni? E’ più facile identificare quelle
rare, soprattutto se de novo,
ovviamente, ma sembra che ambedue le ipotesi siano da accettare, ma che le
comuni abbiano più peso. Studi recenti e questo fanno stimare l’ereditabilità
in senso stretto al 52.4%, in gran parte dovuta a varianti comuni.
Plasma oxytocin
concentrations and OXTR polymorphisms predict social impairments in children
with and
without autism spectrum disorder. PNAS 2014;111:12258. L’ossitocina (ormone prodotto dai nuclei ipotalamici e secreto nella neuroipofisi)
promuove il comportamento sociale nell’uomo e negli animali ed è stato
suggerito che la sua alterata regolazione sia alla base dell’autismo (vedi
selezione articoli Dicembre 2013: Oxytocin
enhances brain function in children with autism. PNAS 2013;110:20953). In
questo lavoro misurando i livelli ematici di ossitocina in 193 b. di 3-12 anni
con autismo o fratelli di b. con autismo o non affetti e non parenti di b. con
autismo si è osservato che tale ormone può influenzare il comportamento
sociale in tutti i soggetti, indipendentemente dall’essere o meno affetti da
autismo.
Le variazioni ossitociniche
non sono tipiche dell’autismo ma contribuiscono a importanti differenze
individuali di comportamento sociale inclusi quegli aspetti che sono
caratteristici dell’autismo.
MALATTIE
NEUROLOGICHE/NEURODEGENERATIVE
Alzheimer
e prioni:
***
Research News & Views Alzheimer’s disease under strain (Nature 2014;512:32) relativa a
due articoli (Distinct synthetic Aβ prion strains producing different
amyloid deposits in bigenic mice. PNAS 2014;111:10329 e Serial propagation of distinct strains of Aβ prions from
Alzheimer’s disease patients. PNAS
2014;111:10323)(vedi selezione articoli Luglio 2014)
che, almeno nel topo, il peptide amiloide
beta (Aβ) può propagarsi come un prione. Nel secondo lavoro si aggiunge poi che
a seconda del tipo di mutazione umana avviene una diversa localizzazione di
amiloide e che comunque viene conservata la specifica isoforma Aβ. Questo potrebbe avere implicazioni cliniche
e terapeutiche. Adriano Aguzzi, l’A. del commento su Nature, sottolinea che “This
suggests that there are several variants of Alzheimer’s disease, similar to
influenza strains causing clinically distinct epidemics”. Ricorda che il prione
(nomala variante della proteina di membrana PrP che forma aggregati di proteine
con anomalo ripiegamento o placche)
isolati da differenti fonti (pecora, cervo, bovini)
colpiscono differenti aree del SNC causando sintomi specifici e specifici tempi
di incubazione. I dati sperimentali delle malattie da prioni (inoculazione
degli aggregati proteici specifici nel SNC di topi identici che trasmettono
alla prole con specifici fenotipi) e quelli della m. Alzheimer , come risulta
dai due lavori su citati, fanno ritenere che in ambedue i casi il quadro
clinico variabile dipende dalla specifica conformazione degli aggregati
proteici. E allora, se consideriamo gli aggregati Aβ come prioni dobbiamo trattarli come
tali con le procedure di salute pubblica che vengono adottate per evitare il
diffondersi dell’infezione prionica. Misura draconiana, come dice l’A., che
richiede conferma che sia realmente così.
Vedi anche: Prion-like
proteins sequester and suppress the toxicity of huntingtin exon 1, PNAS
2014;111:12085.
Something wicked this way comes: huntingtin. Nature Neuroscience 2014;17:1014. Commento di un articolo (Transneuronal propagation of mutant huntingtin contributes to non–cell autonomous pathology in neurons. Pg. 1064) sulla propagazione della huntingtina mutante in vitro nelle colture di cellule embrionali umane e di tessuti cerebrali e in vivo (topo) estendendo il processo di propagazione da neurone a neurone delle proteine malripiegate a tutte le malattie neurodegenerative, inclusa la m. Huntington.
Tre
articoli sui disordini del movimento (The expanding universe of disorders of
the basal ganglia. Lancet 2014;384:523. Movement disorders 1, Imaging
insights into basal ganglia function, Parkinson’s disease, and dystonia.
Movement disorders 2. Lancet 2014;384:532, Slowing of
neurodegeneration in Parkinson’s disease and Huntington’s disease:
future therapeutic perspectives. Movement
disorders 3. Lancet 2014;384:545), patologie caratterizzate
da riduzione delle capacità motorie e/o dalla presenza di movimenti involontari,
che comprendono molte condizione, la più comune come il Parkinson, la s.
Tourette, le coree (come Huntington), le distonie, le mioclonie e altre. Ne
vengono descritti di alcune gli aspetti clinici, neuropatologici, le
neuroimmagini, le basi genetiche e le prospettive terapeutiche.
Autophagic
Clearance of PolyQ Proteins Mediated by Ubiquitin-Atg8 Adaptors of the
Conserved CUET Protein Family. Cell 2014;158:549.
Identificazione di proteine di supporto (CUET) che agiscono sulla eliminazione di
aggregati proteici citotossici come le proteine poliQ nella m. Huntington.
Development of new treatments for
Batten disease. Lancet Neurology;13:749. Le ceroidolipofuscinosi,
chiamate genericamente con il termine di malattia Batten, sono un gruppo di
malattie genetiche neurodegenerative con considerevole eterogeneità clinica e
genetica e sono caratterizzate da accumulo nei lisosomi di lipopigmento autofluorescente
nel SNC e in altri tessuti. I pz hanno crisi
convulsive, ritardo psico-motorio, deficit visivo e mortalità precoce. Nessuna
terapia disponibile. Sono distinguibili in varie forme da CLN1 a CLN14 ( vedi
MIM #256730), tutte con gene-malattia identificato con eccezione della CLN9, in
gran parte dei casi a trasmissione AR. La forma più comune è la neuronale infantile
in cui è coinvolto il gene PPT1 (noto come CLN1)(MIM #256730) che codifica la
palmitoil-tioesterasi lisosomica. La malattia inizia tra i 6-12 mesi di vita
con atrofia cerebrale diffusa, ritardo psico-motorio entro i primi 3 anni e
decesso a 9-13 anni. Ci sono anche forme di CLN1 più lievi con inizio
nell’adolescenza o in età adulta. Sono in corso ben 9 sperimentazioni
terapeutiche delle CLN (vedi tabella del commento): 3 sperimentazioni per la
CLN1, 2 con cellule staminali (che vanno iniettate nel SNC) e 1, conlcusa, con un’associazione
di farmaci (cisteamina
bitartrato e N-acetilcisteina)(2001.2013 NCT00028262), di cui il primo di
questi sicuramente passa la barriera ematoencefalica mentre è discussa questa
possibilità per il secondo. Ci sono i risultati della sperimentazione clinica
in 9 b. con CLN1 di età 6 mesi.3 anni con buoni risultati (Oral cysteamine bitartrate and N-acetylcysteine for patients
with infantile neuronal ceroid lipofuscinosis: a pilot study. Pg. 777): una riduzione al microscopio
elettronico di depositi osmofilici granulari
lisosomiali autofluorescenti (GROD) nei linfociti e nelle biopsie cutanee, una
riduzione dell’irritabilità e una progressione più lenta della progressione
della malattia (ma non un blocco). Un primo passo, anche se non risolutivo, per
la terapia di questa e altre CLN.
Pathogenesis of multiple sclerosis:
insights from molecular and metabolic imaging. Lancet Neurology 2014;13:807. Review sulla patogenesi della
sclerosi multipla in cui si producono infiltrazioni focali linfocitarie e
attivazione della microglia con successiva demielinizzazione e degenerazione
assonale
utilizzando le tecniche in vivo di imaging molecolare e metabolico
GENETICA
UMANA/CLINICA
***
Molecular Basis of Giant Cells in Tuberous Sclerosis Complex. NEJM
2014;371:778. Basic implications of clinical observations. Nella Sclerosi Tuberosa (TSC), malattia AD da mutazione di uno dei due geni noti (TSC1 o
TSC2) i cui prodotti regolano negativamente mTOR (mammalian target of
rapamicin), si osservano cellule giganti nei tuberi corticali e nei tumori
cerebrali correlati, noti come astrocitomi subependimali a cellule giganti. Il
second-hit di uno dei due geni, aggiungendosi alla mutazione germinale dello
stesso gene, comporta l’attivazione di mTORC1 e di conseguenza i processi anabolici,
tra cui la sintesi proteica, lipidica e degli acidi nucleici e l’inibizione
dell’autofagia. Questo ha portato all’introduzione di inibitori mTOR, come
sirolimus e everolimus, per la terapia di varie manifestazioni della TSC, tra
cui l’angiolipoma renale, linfoangioleimiomatosi e l’astrocitoma subependimale
a cellule giganti. Lo stesso successo terapeutico per il cancro dei reni o
della vescica con mutazione di TSC1 in pz senza TSC. Una terapia però che va
continuata perché altrimenti i tumori ricrescono. Ottimo esempio di come
l’osservazione clinica della presenza di cellule giganti cerebrali abbia
stimolato la ricerca di base che ha portato a una cura.
Furore over genome
function. Nature 2014;512:9.
Dibattito sulla percentuale di genoma umano funzionante: dall’8.2% (Plos Genet
2014;10:e1004525) all’80% (ENCODE), differenze forse dovute a differenti
definizioni di funzione. Un epigenestica inglese tweetta: “Maybe we
should stop using ‘functional’ if we can’t find a common definition”.
Next-generation
sequencing identifies rare variants associated with Noonan syndrome. PNAS
2014;111:11473. Nel 70-80% dei pz con sospetto clinico
di s. Noonan (NS) si trova una mutazione in uno dei geni noti. In questo lavoro
in 27 pz con diagnosi clinica e negativi ai geni noti è stato applicato WES (in
25) o WGS (in 2 pz): in 2 pz trovata una mutazione del gene Neurofibromatosi 1
(una nonsenso e una missenso)(nel primo pz la diagnosi giusta di NF1 era ovvia
anche in base alla sola descrizione che ne fanno, nella seconda sembra che la
pz non abbia i criteri clinici per la diagnosi di NF1, ndr); in 1 pz una
mutazione nonsenso di RPS6KA3, le cui mutazioni
causano la rara s. Coffin–Lowry syndrome (#303600), quest’ultima possibile
diagnosi era stata in realtà sospettata a 9 anni; in un pz trovata una mutazione
attivante di MAP2K1, che
codifica MEK1, mutazione già riportata in un pz con diagnosi di s.
Cardio-facio-cutanea e in 2 con con NS ma senza
caratterizzazione funzionale; in 5 pz una mutazione missenso attivante di RIT1, piccola GTPasi che appartiene
alla superfamiglia RAS e identica per il 50% a RAS, 1 pz con NS descritto
mentre era in preparazione questo lavoro; in 3 pz nuove varianti missenso con
perdita di funzione di RASA2, membro della famiglia RAS-GAP, nuovo gene
causativo di NS.
Altri
potenziali geni candidati della NS: in 1 pz trovata una mutazione con perdita
di funzione del gene SPRY1, che è un regolatore
negative del pathway RAS-ERK; 1 pz con una missenso di MAP3K8, che è un
oncogene che codifica una chinasi (MEKK) che fosforila a attiva MEK.
In 14 pz è stata trovata più di una variante in altri geni che
potenzialmente interagiscono con il pathway RAS-MEK, ma deve essere ancora
provato l’effetto patogeno con ulteriori studi.
Interessante: in sintesi in tutti i 27 pz sono state trovate varianti
di geni coinvolti in questo pathway, e gli AA credono che una di queste possa
essere, tolti i geni noti, causa della sindrome. In due casi viene sospettato
che ambedue gli alleli contribuiscano al quadro clinico: un pz ha mutazione di RIT1 e di RASA2 con fenotipo cardiaco leggermente atipico
per NS, il secondo ha una mutazione di RIT1 e una
nuova mutazione di TGFB2 (le cui mutazioni sono causa di s. Marfan con
aneurisma aortico toracico familiare e dissezione) e anche qui il fenotipo
cardiaco non è tipico della NS. In sintesi il 48% dei pz clinicamente sporadici
con NS e negativi ai comuni geni NS, sottoposti a NGS ha una mutazione di gene
causativo o candidato, di cui non si sa se de
novo o familiare (articolo con molti limiti, non da PNAS, ndr).
Hiding in plain
sight. Nature 2014;512:375. The latest releases from the ENCODE and modENCODE research consortia
more than double the number of data sets on functional elements in the worm,
fly and human genomes. News & Views accompagnate da articoli e lettere, tra
cui:
Comparative analysis of the transcriptome across distant
species. Pg. 445.
Comparative analysis of metazoan chromatin Organization.
Pg. 449
Comparative analysis of regulatory information and circuits
across distant species. Pg. 453
PALB2 Mutations
and Breast-Cancer Risk. NEJM
2014;371:566. Editoriale con commento dell’articolo Breast-Cancer Risk in Families with Mutations in PALB2 (Pg. 497) sul
rischio di sviluppare nel corso della vita un tumore mammario per 362 membri di
154 famiglie portatrici di mutazione con perdita di funzione (troncante, di
splicing o delezione) del gene PALP2, le cui mutazioni monoalleliche possono
causare il cancro mentre mutazioni bialleliche causano l’Anemia Fanconi, gruppo
di complementazione N. Il rischio è paragonabile a quello di mutazioni di
BRCA2, partner di PALP2.
Breast-Cancer Predisposition in Multiple Endocrine Neoplasia Type 1. NEJM 2014;371:583. La Neoplasia Endocrina Multipla tipo 1 (MEN1)(MIM #131100) è dovuta a
mutazioni germinali del gene soppressore di tumore MEN1 ed è caratterizzata da
adenoma paratiroidei, tumori neuroendocrini duodeno-pancreatici non
metastatizzanti e adenomi ipofisari. Dagli studi animali risulta che MEN1
codifica una proteina che è un coregolatore del recettore α degli estrogeni ed
è coinvolto nella progressione del cancro mammario. Questi i risultati dello
studio osservazionale International
Breast Cancer in MEN1
Study Group della frequenza di tumore mammario in 190 femmine con MEN1: rischio
significativamente aumentato con un rischio relativo di 2.83 (P<0.001), con
un rapporto standardizzato di incidenza di 2.14 (IC 95% 1.18-3.86) e con un’età
media alla diagnosi di cancro (in gran parte duttale) di 48.0 ± 8.8 anni rispetto
ai 60-65 della popolazione generale. Risultati confermati con 3 coorti
indipendenti (USA, Australia, Francia) di 675 femmine con MEN1. Suggerito
quindi nelle femmine con MEN1 lo screening del tumore mammario a partire da un’età
relativamente giovane.
Mutations in ZBTB20 cause Primrose syndrome. Nature Genetics 2014;46:815 (lavoro
collaborativo con molti AA italiani). Sono molto più comuni le malattie
genetiche con scarsa crescita rispetto a quelle con un’aumentata crescita. Tra
queste ultime una microdelezione (del3q13.31)(MIM #615433) con eccesso di crescita postnatale, ipotonia muscolare,
disabilità intellettiva, disturbi comportamentali e caratteristici dismorfismi
facciali. La delezione più piccola con questo quadro clinico comprende 5 geni (DRD3, ZNF80, TIGIT, MIR568 and ZBTB20). L’analisi mediante WES in 2 pz con sindrome
Primrose ha identificato una mutazione de
novo in eterozigosi considerata come patogena nel gene ZBTB20, confermata poi in altri
6 pz. Tutte le
mutazioni sono de novo, differenti, missenso e concentrate in due domini
vicini. Il quadro clinico è
simile a quello della microdelezione ma più grave, viene quindi suggerito per questo un impatto
dominante negativo delle missenso rispetto all’aploinsufficienza. La clinica è caratterizzata
da aumentata crescita, macrocefalia, cataratta, grave disabilità intellettiva,
cataratta, calcificazione della cartilagine dei padiglioni auricolari, ipotonia
e atrofia muscolare, disturbi comportamentali, ipoacusia, diabete insulino
resistente e altro.
The
oral-facial-digital syndrome gene C2CD3 encodes a positive regulator of
centriole elongation. Nature Genetics 2014;46:905 (un A, italiano, si occupa da anni di s. OFD). Ricerca che
parte da un’osservazione clinica: maschio di 4a figlio di consanguinei con
clinica della OFD con in più grave microcefalia e trigonocefalia, segno del
dente molare e altre anomalie cerebrali, grave ritardo psico-motorio e micropenia;
la sorella, con quadro clinico simile, è morta alla nascita per malformazione
cardio-vascolare. Sono note molte sindromi OFD con parziale sovrapposizione tra
loro. In questo caso la diagnosi è stata di OFD non classificabile. La mappatura di
omozigosità ha identificato una regione candidata di 4 Mb in 11q13.4-q14.1 e il sequenziamento esomico una
mutazione nonsenso in omozigosi del gene C2CD3. Lo screening mutazionale di questo gene in 34 pz con OFD negativi
all’analisi dei geni noti ha consentito di identificare in un feto con fenotipo
OFG con grave microcefalia un composto eterozigote (una missenso e una
mutazione di splicing) del gene C2CD3. Gli AA propongono di denominare questa
nuova condizione OFD14.
In base a
studi in vitro il prodotto genico di C2CD3 si co-localizza con il
prodotto della OFD1 nella parte distale dei centrioli. Gli AA ritengono che
C2CD3 promuova direttamente l’allungamento dei centrioli e che OFD1 si comporti
come un regolatore negativo di C2CD3. Risulta quindi che il meccanismo
patogenetico di queste ciliopatie sia dovuto ad una alterata regolazione della
lunghezza dei centrioli.
Primary cilia
signaling mediates intraocular pressure sensation. PNAS
2014;111:12871. La sindrome Oculo-cerebro-renale Lowe
(MIM #309000) è una malattia XLR rara con cataratta bilaterale e glaucoma,
insufficienza renale, ipotonia muscolare e deficit cognitivo. Il gene, OCRL,
codifica una inositolo polifosfato-5-fosfatasi che da recenti ricerche
risulta legato al cilio primario, e alcune ciliopatie hanno una sregolazione
della circolazione dei liquidi, tra cui l’idrocefalia. Ma non è mai risultato
che anomalie ciliari possano causare un’aumentata pressione endocoulare. In
questo lavoro si prova che le cilia primarie sono organelli sensibili alla
pressione nella rete trabecolare le cui cellule sono responsabili del drenaggio
della maggior parte dell’umor acqueo e la cui disfunzione in vitro e in un modello
murino comporta un aumento della pressione oculare. Mutazioni di OCRL
impediscono la funzione del canale del calcio TRPV4 (TRP vanilloid 4) che causa
l’ipertensione endooculare.
Facing disease — new
algorithm to aid diagnosis. Nature Reviews Genetics August 2014;15. Nuovo algoritmo da computer utilizzando per il rilevamento
clinico di semplici fotografie 2D dell’album di famiglia che sembra aiutare nel
suggerimento diagnostico delle sindromi con dismorfismo cranio-facciali,
presente nel 30-40% delle malattie genetiche e che, se debitamente rilevati e
interpretati, favoriscono considerevolmente il percorso diagnostico anche nella
moderna medicina clinico-molecolare suggerendo la patogenicità di varianti
genetiche ottenute dall’esoma clinico mediante confronto di pathway genetici
funzionali (Diagnostically
relevant facial gestalt information from ordinary photos. eLife 2014;3:e02020) (http://elifesciences.org/elife/filestream/13603/field_highwire_a_download_vars/0/Diagnostically+relevant+facial+gestalt+information+from+ordinary+photos.full.pdf).
Il modello usa 36 punti per descrivere lo spazio: 7 per la
mandibola, 6 per la bocca, 7 per il naso, 8 per gli occhi e 8 per le ciglia. Il
Sistema di Computer
vision algorithms acquisisce, processa,
analizza e confronta le immagini ottenute con le sindromi note o non note.
Interessante
l’applicazione del sistema a due foto di Abraham Lincoln, con il suo noto
aspetto marfanoide. Il sistema, ancora imperfetto, suggerisce alcune ipotesi
diagnostiche, la settima come probabilità la s. Marfan. Il sistema è ancora
imperfetto perché si basa sulla somiglianza pesata però sulla prevalenza delle
foto di una data condizione nel database e ci sono nel db solo 18 foto di pz
con s. Marfan.
Ma
va sottolineato che nel database ci sono 90 sindromi e 2754 facce.
Somatic Mutations in Cerebral Cortical Malformations. NEJM 2014;371:733 (alcuni AA italiani). Sappiamo che un parte
anche rilevante delle malformazioni cerebrali sono dovute a mosaicismo genetico
somatico non facilmente identificabile con le tecniche usuali (vedi Somatic Mutation, Genomic Variation, and Neurological
Disease. Science 2013;341:43 e Somatic Mutation, Genomic Variation, and Neurological
Disease. Science 5 July 2013). Esempi sono
costituiti dalla s. Proteus o dalla Megalencefalia-malformazione dei capillari,
in cui sono state dimostrate mutazioni di alcuni geni (PIK3CA, AKT3,
and mTOR). In questo studio usando
un pannello di geni malattia per malformazioni cerebrali, noti o candidati, con
tecnica di sequenziamento ad alta copertura (≥ 200x) su leucociti di 158 pz con
malformazione cerebrale, tra cui “doppia corteccia” (30 pz), polimicrogiria con
megalencefalia (20 pz), eterotopia periventricolare nodulare (61 pz) e
pachigiria (47 pz) sono state individuate mutazioni considerate patogenetiche in
27 pz (17% con un range dal 10 al 30% per ogni fenotipo). Nel 30% dei casi era
presente un mosaicismo somatico, in genere in presenza di “doppia corteccia”
con mutazioni di DCX e LIS1, di eterotopia nodulare periventricolare o di
pachigiria (TUBB2B). Cinque delle 8 mutazioni somatiche erano identificabile
con sequenziamento Sanger.
Nella pachigiria sono state individuate
mutazioni di geni candidati (DYNC1H1,
KIF5C) e in altri geni kinesinici. Suggerimento:
in casi con possibilità di mosaicismo studio con pannello di geni ad alta
copertura.
A common Greenlandic TBC1D4 variant confers muscle
insulin resistance and type 2 diabetes. Nature
2014;512:190.
Ricerca di varianti genetiche associate all’omeostasi glucidica (glicemia e insulinemia a digiuno e 2 ore dopo carico orale
con glucosio) in 2.575 persone (5% della popolazione) non diabetiche di 12
regioni della Groenlandia, dove si è assistito ad un considerevole incremento
di prevalenza del diabete 2 (T2D) negli ultimi 25 anni, ricorrendo al
Metabochip e al sequenziamento esomico. E’ stato osservato un alto grado di linkage disequilibrium rispetto alla
popolazione europea e un considerevole grado di mescolanza con gli europei. Trovata
una variante non senso (p.Arg684Ter) che comporta un trascritto
tronco dell’isoforma lunga del gene TBC1D4, che ha una frequenza allelica del
17%. Gli omozigoti hanno una significativo incremento glicemico ed insulinemico
2 ore dopo il carico rispetto a persone con altri genotipi con un rischio di
T2D significativamente aumentato (OR 10.3, P 1.6x10-24). Gli Hz
hanno una glicemia moderatamente più altra rispetto ai non portatori. Su
biopsie di muscolo scheletrico sono stati osservati livelli più bassi di mRNA e
di proteina della isoforma lunga di TBC1D4 e di proteina del trasportatore di
glucosio GLUT4 in rapporto al numero di alleli p.Arg684Ter (0, 1 o 2 copie).
Questo concomitante alla grave riduzione dell’uptake glucidico stimolato
dall’insulina che causa l’iperglicemia post-prandiale e la ridotta tolleranza
glucidica e il T2D.
DIAGNOSI
PRENATALE
DNA Sequencing versus Standard Prenatal Aneuploidy Screening. NEJM
2014;371:577. Lettera relativa a un articolo selezionato (Febbraio
2014) che ha come primo autore Diana Bianchi (Febbraio 2014)(DNA Sequencing versus Standard Prenatal Aneuploidy
Screening. NEJM 2014;370:799) in cui si concludeva
che nella “general obstetrical population” la tecnica di screening delle
aneuploidie su cfDNA (cell free DNA nel plasma materno) ha un tasso
significativamente più basso di falsi positivi e un valore predittivo positivo
significativamente più alto per la trisomia 21 e la 18 rispetto ai classici
test di screening biochimico-ecografico. Gli AA hanno ottenuto analoghi
risultati con una tecnica più semplice rispetto a quella dell’articolo, in più
trovano 5 falsi positivi su 5010 donne, in cui usando specifici marcatori
cromosomici ed analizzando cellule fetali (amniotiche o del cordone
ombelicale), tessuto placentare alla nascita e sangue dei genitori dimostrano
un mosaicismo feto-placentare. Nella seconda lettera altri AA chiedono chiarimenti
sul più efficace valore predittivo positivo rispetto al classico screening
limitatamente al primo trimestre di gravidanza.
La risposta: sottolinea i risultati
ottenuti con una tecnica meno costosa rispetto a quella usata nell’articolo e
la base biologica dei falsi positivi: mosaicismo feto-placentare. Per la
seconda lettera i risultati: nel primo trimestre falsi positivi con lo
screening biochimico-ecografico 4.3% contro lo 0.3% dell’analisi su cfDNA.
SPERIMENTAZIONE
CLINICA
EMA reconsiders
‘read-through’ drug against Duchenne muscular dystrophy following appeal. Nature
Biotechnology 2014;32:706. L’Agenzia
europea del farmaco ha approvato con riserva la terapia con Ataluren per la
cura della m. Duchenne (vedi articoli Doubts
raised over ‘read-through’ Duchenne drug mechanism. Nature Biotechnology
2013;31:771), farmaco che non aveva in precedenza avuta l’approvazione per
i mancati effetti in sperimentazione clinica. Il meccanismo di azione del
farmaco è quello di promuovere il superamento in fase di traduzione
(read-through) delle mutazione nonsenso con codone di stop, mutazioni
responsabili del 10% di tutte le malattie genetiche. Sarebbe un farmaco ideale
perché non specifico di un solo bersaglio, infatti potrebbe funzionare anche
per mutazioni non senso della Fibrosi Cistica. Il cambiamento di orientamento
della Agezia europea sembra dovuto a nuovi dati clinici che sono emersi. Ma ci
sono molti dubbi da parte di ricercatori che il farmaco sia realmente efficace.
Cystic fibrosis
combo treatment meets phase 3 endpoints. Nature Neuroscience 2014;32:709. La terapia combinata con Kalydeco (ivacaftor) e Lumacaftor
(VX-809) nella classica mutazione delta F508 in omozigosi causa di FC sembra
funzioni e la sperimentazione clinica prosegue.
MEDICINA RIGENERATIVA
CRISPR corrects β-thalassaemia. Nature 2014;512:116. Research Highligt di un articolo (non ho il pdf ma solo l’abstract)(CRISPR/Cas9 and piggyBac. Genome Research Published in Advance August 5, 2014 http://doi.org/t3v 2014) in cui sono state prodotte cellule staminali umane plutipotenti (iPSC) da fibroblasti di un pz con β-talassaemia ed è stata applicata la tecnica di gene editing per correggere la mutazione. Dopo la differenziazione in coltura in precursori degli eritrociti, le cellule così modificate mostrano una significativa maggior espressione del gene beta-globinico rispetto alle cellule non modificate. Una buona prospettiva, non ancora una realtà però, per il trapianto di queste cellule nel pz da cui provengono per questa e per altre malattie.
Focus on
regenerative medicine.
Nature
Biotechnology 38;699-844. La medicina
rigenerativa comprende diverse terapie, dall’uso di cellule staminali
ematopoietiche, che fanno già parte della pratica clinica, a terapie da cellule
staminali embrionali umane e alla terapia con cellule staminali umane
totipotenti (iPS) in cui si auspicano grossi investimenti nella ricerca di base
“to let all regenerative therapies flourish”.
In
questo focus (http://www.nature.com/focus/regenerative_medicine) vi sono più articoli che vanno dall’aggiornamento sulle
terapie in corso, a quelle promettenti, agli aspetti etici.
Advancing
regenerative medicine. Nature Medicine. 2014;20:795. Focus in analogia con
Nature Biotechnology. Sottotitolo: regenerative
medicine may enable replacement of damaged or diseased tissues. But its
clinical success will require deeper understanding of the basic biology of the
stem cell niche and coordination between stem cell biologists and those in
other fields.
Letter campaign sought to pressure FDA action on stem cell clinics. Pg. 796.
Better standards sought for range of stem cells entering the clinic. Pg. 797.
Translational strategies and challenges in regenerative medicine. Pg. 814.
Lung regeneration: mechanisms, applications and emerging stem cell populations. Pg. 822.
Hematopoietic stem cell niche maintenance during homeostasis and regeneration. Pg. 833.
Emerging interactions between skin stem cells and their niches. Pg. 847.
Preparing the ground for tissue regeneration: from mechanism to therapy. Pg. 857.
Stem cell aging: mechanisms, regulators and therapeutic opportunities. Pg. 870.
Use of differentiated
pluripotent stem cells in replacement therapy for treating disease. Science
2014;345:889. La terapia con cellule staminali ha
avuto in questi ultimi anno un enorme successo terapeutico, ma limitatamente a
quella di cellule staminali ematopoietiche. In questa Review viene presentata
l’esperienza e le difficoltà sinora incontrate con la terapia cellulare e
prospettato il futuro della terapia con cellule staminali totipotenti differenziate
per la cura delle malattie ematopoietiche, ma anche del diabete, malattie
epatiche, distrofie muscolari, malattie neurodegenerative e malattie cardiache.
TERAPIA
Nicotinamide in Friedreich’s ataxia:
useful or not? Lancet 2014;384:474. Commento dei risultati di
una sperimentazione clinica sulla possibile terapia con nicotinamide nella
Atassia Friedreich (Epigenetic and neurological eff ects and safety of
high-dose nicotinamide in patients with Friedreich’s ataxia: an exploratory,
open-label, dose-escalation study. Pg.
504). E’ una
malattia genetica AR (MIM #229300) neurodegenerativa con atassia progressiva, cardiomiopatia,
scoliosi e altro, che ha una frequenza in Europa di 1:50.000 persone. E’ dovuta
a mutazione, più comunemente un’espansione trinucleotidica GGA (da >70 a più
di 1.000 vs 5-30 del normale) nell’introne 1 del gene fratassina (FXN) che
comporta una ridotta quantità di proteina e disfunzione mitocondriale.
L’espansione della tripletta non modifica la sequenza genica ma silenzia il
gene tramite la formazione di
eterocromatina e una ridotta trascrizione di mRNA. La correzione di tale
alterazione epigenetica (come deacetilazione istonica) potrebbe essere
un’efficace strategia terapeutica. Nella sperimentazione open-label (ClinicalTrials.gov, number NCT01589809) sono state somministrate dosi crescenti di
nicotinamide (farmaco fornito da Teofarma di Pavia), che a dosi elevate ha
un’attività inibitoria sulla istone deacetilasi, a 10 adulti con A. Friedreich
ed è stata rilevata un’aumentata espressione di mRNA di FXN nei mononucleati
circolanti. Farmaco ben tollerato, solo talora nausea facilmente controllabile.
Auspicabile proseguire con la sperimentazione clinica per verificare eventuali
effetti clinici.
Efficacy and Safety of Nintedanib in Idiopathic Pulmonary
Fibrosis. NEJM 2014;370:2071. La fibrosi polmonare
idiopatica è una malattia fatale polmonare caratterizzata da dispnea
progressive con perdita della funzione polmonare. Vengono riportati i risultati
di una sperimentazione clinica di fase 3l: la terapia con un inibitore
intracellulare che agisce su più chinasi e ne riduce la progressione. E
lettere, con risposta, relative all’articolo. Treatments for Idiopathic Pulmonary
Fibrosis. NEJM
2014;371:781.
Pharmacological
chaperones in the age of proteomic pathology. PNAS 2014;111:12274. Commento di un lavoro sullo stesso fascicolo (Potential pharmacological chaperones
targeting cancer-associated MCL-1 and Parkinson disease-associated α-synuclein.
Pg. 11007). Nelle malattie genetiche, identificato il gene-malattia, il legittimo bersaglio terapeutico è la
relativa proteina che può mancare, o funzionare male o essere eccessiva. In
qualche caso (enzima, recettore, canale) si identifica facilmente il sito di
legame e si può disegnare così il farmaco specifico. Purtroppo però la maggior
parte delle 20.000 proteine che costituiscono il nostro proteoma non sono
facilmente “raggiungibili con un farmaco” (“druggable”) quando sono causa di
malattia. L’approccio terapeutico allora può essere al momento della “nascita”
della proteina (in senso lato, la terapia genica) o al momento della sua
“morte” con farmaci che agiscono sul proteasoma o sul pathway di degradazione
lisosomico. Esiste un nuovo approccio, chiamato “chaperoni farmacologici”,
piccole molecole che quando legate a una proteina ne stabilizzano la struttura
3D, la proteggono dalla degradazione, la
stabilizzano contro la denaturazione termica o la degradazione proteolitica e
infine prevengono certi assemblaggi proteina-proteina.
Il
lavoro commentato propone un nuovo metodo per l’identificazione di chaperoni
farmacologici, particolarmente quelli delle interazioni proteina-proteina,
rendendo più facile lo sviluppo di farmaci per malattie complesse
tradizionalmente ritenute “undruggable.”
Reactivation of
Developmentally Silenced Globin Genes by Forced Chromatin Looping. Cell
2014;158:849. Negli eritroblasti adulti la
giustapposizione forzata dell’enhancer distale del locus β-globina con
promotori del gene della globina embrionale o fetale porta alla sua
riattivazione. Una possibile strategia terapeutica per β-Talassemie e la
Falcemia.
MODELLI ANIMALI E PROPOSTE TERAPEUTICHE
Young Blood. NEJM 2014;371:573. Clinical implications of basic research. Ringiovanire è la speranza di tutti noi e anche per la
società per i costi sanitari che la vecchiaia comporta. Come sottolinea
l’articolo (l’A è italiano) l’invecchiamento è una ridotta capacità di
adattamento ambientale con conseguente disabilità e morbilità. Vi sono interessanti
dati sperimentali nel topo in cui si dimostra che l’esposizione nell’animale
anziano a sangue di topo giovane o direttamente mediante tecnica di parabiosi
(due animali condividono lo stesso sistema circolatorio) eterocronica (uno
vecchio e uno giovane) o infondendo nel topo anziano plasma di topo giovane comporta
un significativo miglioramento di alcune patologie legate all’età come la
cardiomegalia (vedi Growth
Differentiation Factor 11 Is a Circulating Factor that Reverses Age-Related
Cardiac Hypertrophy. Cell 2014;153;828) e un ringiovanimento funzionale
cerebrale (cognitivo con migliore plasticità neuronale)(Nature Medicine 2014;20:659). Tale effetto è dovuto a fattori
circolanti solubili nel sangue del topo giovane come GDF11, membro della
super-famiglia activina/TGF-b (a maggior concentrazione nei giovani) che
promuove l’attivazione del pathway Smad 2/3. La denaturazione mediante calore
del plasma inoculato del topo giovane non produce invece alcun effetto. L’A
avvisa però che molto è ancora da verificare perché ad es. GDF11 ha varie
funzioni e la sua sovraespressione potrebbe avere effetti sfavorevoli come
dimostrato nella β-talassemia con l’inibizione della maturazione eritroide e
l’eritropoiesi inefficace. Ma ringiovanire potrebbe essere possibile (fate presto,
ndr).
Huntington's disease is a four-repeat tauopathy with tau nuclear rods. Nature Medicine 2014;20:881.
Huntington's disease is a four-repeat tauopathy with tau nuclear rods. Nature Medicine 2014;20:881.
Le Tauopatie sono un gruppo di malattie neurodegenerative, che
includono l’Alzheimer, la Paralisi sopranucleare Progressiva, la Degenarzione cortico-basale,
la m. Pick e la Demenza Fronto-displasia con parkinsonismo (FTD-17)
caratterizzate da un alterato metabolismo e da deposizione di proteina tau associata a microtubuli. Splicing
alternativo dell’esone 10 del gene Proteina tau
associata a microtubuli (MAPT) determina un eccesso di alcune isoforme che
causa la neurodegenerazione, disturbo della personalità, demenza e disfunzione
motoria. Nell’articolo si dimostra che tale sregolazione avviene anche
nell’encefalo di pz con Huntigton e che nel modello murino la riduzione
dell’espressione tau ne migliora la
sintomatologia.
GABA from reactive astrocytes impairs memory in mouse models of Alzheimer's disease. Nature Medicine 2014;20:886. Abbiamo poche certezze sulle cause del deficit di memoria nell’Alzheimer: morte neuronale da tossicità beta-amiloide, eccitotossicità neuronale da alte concentrazioni di glutammato, stress ossidativo, disfunzione sinaptica da beta-amiloide, patologia tau. Nel lavoro si dimostra che gli astrociti reattivi, che sappiamo presenti intorno alle placche amiloidi, producono abbondanti quantità di GABA (acido gamma-amminobutirrico, il principale neurotrasmettitore inibitore). Nel giro dentato del modello murino di Alzheimer la liberazione di GABA riduce la probabilità di impulsi neuronali (spike) delle cellule granulari agendo sui recettori GABA presinaptici. Sopprimendo, sempre nel topo, la liberazione di GABA da parte degli astrociti reattivi viene normalizzata non solo la probabilità di “spike” e la plasticità sinaptica ma anche l’apprendimento e la memoria. C’è di questo anche un riscontro nell’uomo: negli astrociti di encefalo di persone con Alzheimer sono significativamente sopraregolati GABA e monoamino-ossidasi B (Maob).
Ne consegue un
suggerimento terapeutico per la perdita di memoria nell’Alzheimer: il ricorso a
inibitori selettivi della sintesi o del rilascio GABA.
Axonally
Synthesized ATF4 Transmits a Neurodegenerative Signal across Brain Regions. Cell
2014;158:1159. La caratteristica della m. Alzheimer
è la diffusione (simile a quanto avviene nelle m. da prioni) della patologia da
aree cerebrali affette ad aree non affette. Viene dimostrato nel topo che l’esposizione
assonale al β-amiloide provoca una diffusione della patologia dall’ippocampo
alla parte anteriore dell’encefalo tramite la sintesi locale di un fattore di
trascrizione, ATF (Activating
transcription factor 4)(ndr, tanto per portarci un po’ alla clinica: la mancata
fosforilazione di ATF4 da parte del gene
RSK2, il gene della s. Coffin-Lowry, sembra provochi il fenotipo scheletrico
della sindrome)(Cell 2004;117: 387), che è
trasportato al corpo cellulare dei neuroni dove provoca una risposta
trascrizionale che porta alla morte cellulare. ATF4 è quindi il meccanismo con
cui si diffonde la patologia cerebrale dell’Alzheimer.
***
Asfotase-α improves bone growth, mineralization and strength in
mouse models of neurofibromatosis type-1. Nature Medicine 2014;20:904 (alcuni AA italiani). Nella NF1, malattia genetica frequente
con quadro clinico molto variabile (vedi Lancet Neurology 2014;13:834)(Spigolature
Agosto 2014) che include manifestazioni scheletriche, anche invalidanti, come
grave scoliosi distrofica, caratteristico incurvamento tibiale, fragilità
scheletrica con fratture e pseudoartrosi (mancata fusione ossea dopo la
frattura) delle ossa lunghe. Poco si sa sulla patogenesi della patologia
scheletrica e su come trattarla. Il modello murino ripete il fenotipo
scheletrico umano, sia cellulare che clinico. Si dimostra, in vitro e in vivo nel
modello murino, che l’attività RAS-GAP della neurofibromina nelle cellule del
tessuto osseo di derivazione mesenchimale reprime l’espressione di due geni, Enpp1 e Ank, che controllano l’omeostasi del pirofosfato (PPi),
un inibitore della formazione di idrossiapatite. In vitro si osserva che l’ablazione genica di NF1 nelle cellule del
tessuto osseo provoca un accumulo di PPi e nel modello murino di NF1 si riesce
a correggere la ridotta statura e l’alterata mineralizzazione ossea con un
enzima, asfotasi-α (ndr: un isoenzima ricombinante della fosfatasi alcalina in
sperimentazione clinica per la terapia della ipofosfatasia (NEJM 2012; 366:904-913)(Clinical Trials: NCT01163149 e NCT01176266) tramite la riduzione della concentrazione di
PPi (Ndr: nota bene che nell’uomo nella sede di pseudoartrosi vi è la doppia
inattivazione di NF1: Double inactivation of NF1
in tibial pseudarthrosis AJHG 2006;79:143).
In sintesi: l’alterata omeostasi di PPi
contribuisce alla displasia scheletrica della NF1, patologia frequente in
questa malattia che potrebbe essere evitata/curata con una terapia
farmacologica.
Ataxia and
Purkinje cell degeneration in mice lacking the CAMTA1 transcription factor. PNAS
2014:111:11521. CAMTA1 (attivatore trascrizionale
legante calmodulina) è un fattore di trascrizione espresso nel SNC soprattutto
a livello dello strato granulare cerebellare e nelle cellule di Purkinje, ponte
ed ippocampo. Quando è deleto nell’intero organismo del topo o solo nel SNC provoca una perdita importante
delle cellule di Purkinje, microcefalia ed atassia, con quadro simile a quello
provocato nell’uomo dalla sua aploinsufficienza (MIM #614756). Il prodotto
di questo gene è quindi importante nella maturazione e nella sopravvivenza dei
neuroni cerebellari. Il topo mutante è un buon modello per studiare i
meccanismi molecolari della neurodegenerazione e per la ricerca di potenziali
interventi terapeutici.
Microbial-induced
meprin β cleavage in
MUC2 mucin and a functional CFTR channel are required to release anchored small
intestinal mucus. PNAS 2014;111:12396.
Il tratto gastrointestinale è protetto dall’autodigestione e dai microbi dal
muco, differentemente organizzato nei vari tratti. Il muco è costituito da una
glicoproteina molto vischiosa, la mucina MUC2. Nella Fibrosi cistica (CF),
malattia genetica da alterata funzione del regolatore di conduttanza
transmembrana della CF (CFTR) che è un canale che media il trasporto passivo di
ioni cloro e bicarbonato, i segni clinici sono attribuiti al muco stagnante. Ci
sono evidenze nel modello murino, il cui fenotipo intestinale è simile a quello
dei pz con CF (ileo da meconio e ostruzione distale intestinale), che non è
possibile aspirare il muco perché è adeso all’epitelio. Qual è il meccanismo?
E’ stato osservato che su MUC2 agisce meprina β, una metalloproteasi, favorendo
il distacco del muco del piccolo intestino in un processo controllato da
batteri e da CFTR. Nuove informazioni che potrebbero essere utili per la
terapia della CF.
Impaired mucus
detachment disrupts mucociliary transport in a piglet model of cystic fibrosis.
Science
2014;345:818. L’alterato trasporto mucociliare è il
meccanismo patogenetico primario della patologia polmonare della FC. Nel
modello animale (maiale) neonatale di FC si dimostra che questo non è dovuto
alla carenza di liquido periciliare, ma al fatto che le ghiandole sottomucose
secernono muco vischioso che rimane attaccato ai dotti escretori. Target per il
trattamento precoce.
Genetic and
pharmacological reactivation of the mammalian inactive X chromosome. PNAS
2014;111:12591. La riattivazione genetica o
farmacologica del cromosoma X inattivo potrebbe costituire una strategia
terapeutica per molte malattie XL, come la s. Rett e altre malattie XLD. In
questo studio in vitro e in vivo (modello murino) sono stati
individuati fattori (regolatori dei segnali cellulari e della trascrizione, tra
cui la metiltrasferasi DNMT1) che agiscono in
trans e che sono richiesti per l’inattivazione somatica del cromosoma X dei
mammiferi. Potrebbero essere identificati e utilizzati inibitori chimici di
qualcuno di questi fattori per riattivare ad es. il cromosoma X con l’allele
selvatico di MECP2 nelle pz con Rett.
Nedd9 restrains
renal cystogenesis in Pkd1−/− mice. PNAS 2014;111:12859.
Mutazioni inattivanti la proteina PKD1 localizzata nelle cilia determinano la
m. Policistica renale AD (MIM PDK1 #173900), ciliopatia
geneticamente eterogenea, frequente (1:500 persone) caratterizzata dalla
formazione di cisti renale che portato alla sua insufficienza senza alcuna
possibilità di cura e da una variabilità considerevole da persona a persona,
anche nell’ambito della stessa famiglia. Il che fa pensare oltre alla presenza
di alleli modificatori. In questo lavoro si dimostra nell’uomo e nel modello
murino di questa malattia che Nsdd9, una proteina non enzimatica che consente
l’interazione di diverse proteine partecipando alla trasduzione di segnale
(scaffolding protein) che è comunemente amplificata nel cancro, ha una funzione
di limitare lo sviluppo delle cisti nella ADPKD. Gli AA suggeriscono studi di
espressione di NEDD9 che hanno potenzialmente significato prognostico per i
portatori di mutazione PDK1 e consentirebbero una guida per la gestione
terapeutica.
MALATTIE COMPLESSE/STUDI ASSOCIAZIONE
Genetic association study of QT interval highlights
role for calcium signaling pathways in myocardial repolarization. Nature Genetics 2014;46:826. Il consorzio QT
Interval–International GWAS (QT-IGC) riporta i risultati di uno studio di
associazione genome-wide sull’intervallo QT, indice della ripolarizzazione miocardica,
in circa 100.000 persone. Sono stati individuati 35 loci associati sottolineando
il ruolo della regolazione del calcio nella ripolarizzazione miocardica.
A three-stage genome-wide association study identifies
a susceptibility locus for late radiotherapy toxicity at 2q24.1. Nature Genetics 2014;46:891.
Analisi con GWAS (oltre 1.700 pz in Spagna, UK e USA) per identificare loci
associati alla tossicità da radioterapia esterna per il trattamento del cancro
prostatico. La tossicità tardiva cronica indotta da radiazioni è associata a
varianti del gene TANC1, il cui prodotto si ritiene coinvolto nella
rigenerazione delle fibre muscolari danneggiate dalla radiazione.
Common variants
in the HLA-DQ region confer susceptibility to idiopathic achalasia. Nature
Genetics 2014;46:901. L’acalasia è un raro disturbo della
motilità esofagea per incapacità di rilasciamento dello sfintere tra esofago
e stomaco, con conseguente ristagno di alimenti nell’esofago, dovuto a
degenerazione del plesso mienterico probabilmente con meccanismo
autoimmunitario. Lo studio di più di 1.000 pz europei con tale patologia
utilizzando un Immunochip di 196.524 SNP di loci
correlati con l’immunità dell’intero genoma ha identificato una variante comune
nella regione HLA fortemente associata alla acalasia confermando l’ipotesi
patogenetica immuno-mediata.
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