giovedì 11 settembre 2014

Selezione Articoli Genetica Clinica/Umana Agosto 2014, R. Tenconi



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:
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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
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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.

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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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