Articoli Genetica Clinica/Umana Maggio 2016. R. Tenconi

Scelta di articoli di Genetica Clinica/Umana pubblicati in Maggio 2016 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

A prospective evaluation of whole-exome sequencing as a first-tier molecular test in infants with suspected monogenic disorders. A prospective evaluation of whole-exome sequencing as a first-tier molecular test in infants with suspected monogenic disorders. Genetics in Medicine, advance online publication 3 March 2016. doi:10.1038/gim.2016.1. Gli studi riportano una resa diagnostica di ~30% dell’applicazione di WES nei pz con sospetta malattia genetica in genere alla fine di un percorso diagnostico spesso lungo e costoso. In questo studio prospettico vengono presentati i risultati ottenuti con WES come primo esame genetico in parallelo con la diagnostica standard in 80 bambini con sospetta malattia monogenica. I criteri di selezione sono stati l’età ≤ 2 anni (esclusi coloro con anomalie CNV), anomalie congenite multiple e dismorfismi (esclusi coloro già sottoposti a test di singoli geni) e altri segni di malattie monogeniche, ad es.neurometaboliche, renali, oculari (esclusi i b. con improbabile malattia monogenica- es. con solo malformazione cardiaca o malattie poco probabilmente dovute a un gene noto- es. con fenotipo unico). Le varianti sono state elencate per priorità in base alle indicazioni date dal clinico per ogni pz (da 1 a 161, media 15) e sulla loro possibile patogenicità (Variant Prioritization Index) e sono state valutate solo quelle rilevanti per il fenotipo, seguendo i criteri proposti da ACMG e valutate da un’equipe multidisciplinare composta dal genetista clinico e da altri medici specialisti, genetic counselor, genetista molecolare e bioinformatico. Le varianti considerate patogene o probabilmente tali, verificate con Sanger e ricercate sempre con Sanger anche nei genitori, quando disponibili. Quando non si è arrivati alla diagnosi sono stati riesaminati i dati ottenuti da WES per identificare nuovi geni compatibili con il fenotipo dei pz. WES ha consentito la diagnosi, dopo 4.5 mesi, in 46/80 bambini (57.8%) di 48 diverse malattie genetiche (21 AD, 21 AR, 3 XL). In 21 pz eseguiti altri test genetici (Sanger di geni, pannello NGS, metilazione, mutazioni mitocondriali) con una resa diagnostica in 11 (13.75%), in 10 la mutazione è stata identificata anche con WES. La diagnosi con WES ha comportato un cambiamento del management clinico in 15 dei 46 pz: in 3 iniziato un ulteriore trattamento, in 1 il trattamento in corso è stato sospeso, in 4 è stato modificato, in 9 è stata applicata una sorveglianza di complicazioni cliniche legate alla diagnosi ed in 1 è stata sospesa la sorveglianza in quanto la diagnosi clinica è risultata non corretta. Di questi 15 pz che hanno avuto modificato il trattamento 11 non avrebbe avuto la diagnosi seguendo il percorso standard. Infine la ricorrenza: 28 famiglie sono risultate a rischio (rischio dal 25 al 50%) per future gravidanza contro sole 13 famiglie con la procedura diagnostica standard. Nei consanguinei di primo grado il controllo mutazionale a cascata ha consentito di individuare la condizione del probando in 5 fratelli e in 7 genitori, in due genitori ed 1 fratello senza il sospetto clinico. Punti deboli di questo studio: mancano nel confronto i controlli, i numeri sono piccoli, si tratta di una popolazione selezionata in particolare mancano pz con fenotipo unico. Ma l’applicazione di WES come primo esame genetico nei casi non familiari risulta avere una significativa utilità diagnostica e di management clinico. C’è la necessita di altri studi per la valutazione del costo-beneficio, dell’impatto psico-sociale e degli effetti sulla riproduzione.

The cancer predisposition revolution. Science 2016;352:1052. Sottotitolo “How was the inherited basis of cancer foreshadowed (prevista)?”. La storia e le prospettive della ricerca sulla predisposizione alle sindromi del cancro che ha consentito e consentirà di identificare altri geni critici della carcinogenesi. Partendo dal 1969 quando Li e Fraumeni descrissero una costellazione di vari tipi di cancro nei familiari di 4 bambini di famiglie diverse con sarcoma dei tessuti molli ipotizzando una malattia genetica a trasmissione autosomica dominante, quando il cancro non era considerato una malattia genetica e ben prima che venisse formulata l’ipotesi del two-hits di Knudson. E la metodologia applicata ha aperto la strada all’individuazione di nuove sindromi tumorali e di geni di suscettibilità. Ora con l’applicazione del NGS è possibile trovare tutte le mutazioni germinali della sindrome Li-Fraumeni e sono mappati con grande precisione i genomi dei tumori. Questo consente di individuare gli eventi genetici ed epigenetici, ad esempio la presenza di una mutazione di TP53 che ne modifica l’effetto fenotipico, rendendo possibile per il singolo pz prevedere il tipo di tumore e quindi una sorveglianza e terapia personalizzata. Un motivo di ricordare la s. Li-Fraumeni è che le famiglie tramite l’International Li-Fraumeni Exploration (LiFE) Research Consortium sono state “the “glue” that keeps clinicians, clinician-investigators, and basic scientists working toward a common goal”.

(il ruolo delle famiglie e dei singoli pazienti è stato fondamentale anche per altri gruppi di patologie, come ad es. per le Neurofibromatosi, in cui il contributo delle due associazione laiche, americana ed europea, ha consentito l’individuazione dei geni responsabili, la comprensione dei meccanismi patogenetici e lo stimolo a collaborazioni internazionali per sperimentazioni cliniche molto promettenti, ndr).  

Paying for future success in gene therapy. Science 2016;352:1059. Sono passati 44 anni dalla prima sperimentazione di terapia genica e in questi decenni abbiamo fantasticato sulla futura possibilità di curare con successo malattie non curabili (malattie degenerative) o per malattie per le quali la terapia è poco efficace e rapida, addirittura paragonando la terapia genica ad un intervento chirurgico risolutore i cui effetti sono per tutta la vita o la cura attuale è complessa e protratta nel tempo (es. Emofilia A). Da allora vi sono stati buoni risultati delle sperimentazioni cliniche di terapia genica per alcune malattie come alcune immunodeficienze, l’emofilia B, una forma di retinite pigmentosa, la beta-talassemia e la distrofia metacromatica, sperimentazioni cliniche che potrebbero essere approvate dalla FDA entro i prossimi 3 anni. Ma quali sono le difficoltà della sua applicazione? La rarità delle condizioni da trattare, le scarse informazioni sulla sua durata di alcune terapie, la sostenibilità economica con tre giustissime domande: “what is the appropriate price to charge the patient and, ultimately, society? How should that price be determined? Who will pay?”. Vedi tabella dei costi per le terapie tradizionali e la terapia genica per fibrosi cistica (terapia di supporto 25.000 $ USA/anno, farmaco per stimolare la funzione di CFTR 300.000 $/anno), terapia enzimatica per m. Gaucher 200.000 $/anno, per terapia profilattica o periodica di FVIII 300.000 $/anno, terapia standard di supporto e idrossiurea per Falcemia 25.000 $/anno, senza tenere conto dei costi lavorativi, sociali e della famiglia. L’unica terapia genica sinora approvata in Europa, Glybera, ma per la quale vi sono dubbi sulla sua reale efficacia, riguarda una condizione rarissima di difetto di lipoprotein lipasi che costa >1 milione di $ per paziente. Sembrano costi spaventosi ma non lo sono se paragonati con i costi per le terapie tradizionali come il trapianto di organo per patologie genetiche (midollo osseo per la talassemia o altre malattie genetiche che sono più di 0.5 milioni di $/paziente). I costi però devono essere “ragionevoli” che tengano conto delle modalità di preparazione (costose per le terapie che ricorrono al vettore virale, molto meno per altre), dei costi per lo sviluppo della terapia, di produzione, di approvazione (alti) da parte delle agenzie come la FDA, della frequenza della patologia, della reale efficacia, dei costi della terapia tradizionale, della frequenza dell’intervento terapeutico (uno solo o ripetuto).

MALATTIE NEUROLOGICHE/NEUROMUSCOLARI/NEURODEGENERATIVE/ PSICHIATRICHE

The neurogenetics of alternative splicing. Nature Reviews Neuroscience 2016;17:265. Il precursore dell’mRNA (pre-mRNA) è soggetto ad una reazione di splicing, processo fondamentale per la regolazione dei geni degli eurocarioti. Nei mammiferi quasi tutti i geni con più esoni producono molte isoforme di mRNA tramite le modificazioni di scelta del sito di splicing che porta a produrre proteine con diversa struttura e funzione o a modificare la localizzazione del mRNA, la traduzione o il suo decadimento. Questo importante processo è particolarmente attivo per i geni attivi nel SNC che generano isoforme proteiche specializzate richieste dalla complessità cellululare e funzionale di questo organo. Questo spiega perché difetti di splicing siano implicati in numerose malattie neurologiche e neurodegenerative. In questa Review vengono presentati i recenti risultati di studi genetici sullo sviluppo neuronale e sulla funzione dei neuroni maturi di topo e le prospettive di comprensione dei complessi programmi genetici controllati dalle proteine che, nel corso dello sviluppo e in età matura, regolano il processo di splicing.

The new definition and diagnostic criteria of Parkinson’s disease. Lancet Neurology 2016;15:546. Lettera di commento ai nuovi criteri diagnostici proposti dalla International Parkinson Disease and Movement Disorder Society.

Treating neurodegenerative disease before illness: a challenge for the 21st century. Lancet Neurology 2016;15:540 e Personal View sullo stesso fascicolo (Challenges of modifying disease progression in prediagnostic Parkinson’s disease. Pg 637). Avere la possibilità di riconoscere i primi meccanismi della patologia neurologica (“stadiare” la neurodegenerazione come si fa con i tumori? Ndr) vuol dire programmare più precisamente le sperimentazioni cliniche e proporre terapie più efficaci anche per il periodo della loro somministrazione.

Genetic risk for autism spectrum disorders and neuropsychiatric variation in the general population. Nature Genetics 2016;48:552. I disturbi dello spettro autistico (ASD) sono un gruppo di malattie neuropsichiatriche caratterizzate da difetto di comunicazione sociale e di interessi ristretti e ripetitivi. Si stima che SNP comuni spiegano almeno il 20% della predisposizione a queste patologie e che nel 10-20% dei casi sono identificabili varianti de novo, che tutte insieme contribuiscono però solo per <5% della predisposizione. Ma nella popolazione non affetta, con un ampio spettro di interazione e comunicazione sociale, possono essere presenti praticamente tutti i fattori di rischio genetico di ASD. In più frequentemente nei consanguinei di pz sono presenti alcuni caratteri, in parte ereditati, della patologia, ed anche geneticamente correlati con la diagnosi. Ma non si conoscono gli effetti del rischio genetico nelle persone non accertate per segni neuropsichiatrici. Ricorrendo ad ampi database del ASD e di popolazione è stata identificata un’associazione tra rischio genetico genome-wide per ASD e variazioni sociali e comportamentali che costituiscono uno spettro comportamentale, con un estremo che porta alla diagnosi di ASD o di altre malattie neuropsichiatriche. Questo modello potrebbe aiutare a interpretare i risultati di studi sui meccanismi biologici delle patologie neuropsichiatriche.

Neurobiology of social behavior abnormalities in autism and Williams syndrome. Nature Neuroscience 2016;19:647. Il comportamento sociale si basa sulla capacità di comunicare in modo appropriato con gli altri. Le persone devono percepire, processare ed interpretare i segnali sociali e rispondere adeguatamente. Queste funzioni sono mediate da aree cerebrali chiamate “cervello sociale”, in particolare la corteccia mediale prefrontale, amigdala, insula anteriore, corteccia cingolata anteriore, giro frontale inferiore e solco temporale superiore. Due malattie neuropsichiatriche hanno anomalie opposte del comportamento sociale: Autismo (iposociabilità) e s. Williams (ipersociabilità). In questa review vengono discusse le maggiori teorie relative sulla fisiologia e funzione del comportamento sociale nel contesto di queste due condizioni (soprattutto ASD) e vengono sottolineati gli aspetti che necessitano di future ricerche, focalizzando per ASD soprattutto le forme monogeniche da Shank3 e da Chd8 e  per WS studi in modelli animali (bertuccia) con procurata delezione di Gtf2i, gene che sappiamo che nell’uomo e nell’animale è il principale responsabile (insieme a Gtf2ird1) del fenotipo comportamentale e del neurosviluppo della sindrome.

Autism-associated SHANK3 haploinsufficiency causes I_h channelopathy in human neurons. Science 2016;352:672. Mutazioni di SHANK3, proteina dello scaffolding (impalcatura) particolarmente abbondante nelle densità postsinaptiche (parte della sinapsi formata da grandi quantità di proteine strettamente legate tra loro) delle sinapsi eccitatorie ma espresso anche in molte cellule di altri tessuti, sono causa di alterata trasmissione sinaptica e clinicamente di anomalie comportamentali simil-autistiche. In questo studio è stata introdotta una delezione condizionale di SHANK3, ma non degli altri geni coinvolti nella s. Phelan-McDermid (microdelezione 22q13), nelle cellule staminali embrionali umane ed è stato studiato l’effetto in neuroni eterozigoti ed omozigoti della mutazione, il cui fenotipo è stato anche confrontato con quello di neuroni murini con mutazione di SHANK3. La mutazione del gene determina una canalopatia con effetto principale di una specifica alterazione dei canali ionici attivati da nucleotidi ciclici (HCN). L’alteratazione cronica delle correnti di membrana potrebbe spiegare il fenotipo di pz con s. Phelan-McDermid, come il deficit cognitivo e la predisposizione all’epilessia.

C9ORF72 poly(GA) aggregates sequester and impair HR23 and nucleocytoplasmic transport proteins. Nature Neuroscience 2016;19:668. Le inclusioni neuronale presenti nella Demenza frontotemporale e nella Sclerosi Laterale Amiotrofica, due malattie neurodegenerative con ampia sovrapposizione clinica, contengono gran quantità di aggregati poli(GA)(G₄C₂) del gene C9ORF72. Per studiare la tossicità degli aggregati sono stati generati topi con la patologia da poli(GA), neurodegenerazione e anomalie comportamentali della FTD e ALS. Il meccanismo patogenetico dell’espansione di ripetizioni è dovuto alla perdita di funzione del gene C9ORF72 con riduzione di espressione di mRNA e tossicità mediata da RNA che contiene ripetizioni di senso o antisenso.  In questo studio si dimostra che alcune proteine (HR23A e HR23B) coinvolte nel trasporto nucleo-citoplasmatico sono sequestrate da poli(GA), con l’effetto di un accumulo di proteine ubiquinate e con una riduzione dei livelli di una proteina, Xeroderma pigmentoso C. La conclusione degli AA è che il sequestro di queste proteine di trasporto è il risultato e nello stesso tempo un contributo alla patologia causata da poli(GA).

SnapShot: Microglia in Disease. Cell 2016;165:1294. Lo sviluppo e la manutenzione del SNC dipende dall’azione della microglia che plasma e rifinisce le connessioni neuronali. La sua sregolazione contribuisce a causare le patologie del neurosviluppo come l’autismo, le malattie neurodegenerative come l’Alzheimer, la schizofrenia e il dolore cronico neuropatico. In questa “istantanea” ne vengono riassunte le anomalie in queste malattie.

GENETICA UMANA/CLINICA

Chromosomal deletion at 22q11.2 and Parkinson’s disease. Lancet Neurology 2016;15:538. Commento dell’articolo (Deletions at 22q11.2 in idiopathic Parkinson’s disease: a combined analysis of genome-wide association data. Pg. 585) sull’associazione tra la nota sindrome da delezione 22q11.2 e Parkinson, associazione suggerita da alcuni case report del 2009 e 2012 e da uno studio successivo che ha confermato quanto segnalato in un gruppo di pz con la sindrome da microdelezione, sottolineando il ritardo della diagnosi di Parkinson per la terapia antipsicotica usata nei pz deleti e per la sua precocità di comparsa. In questo lavoro è stata cercata la microdelezione (array) in più di 9.000 pz europei con Parkinson e quasi 14.000 controlli: 8 pz sono risultati portatori della classica microdelezione da 3 Mb, nessuno dei controlli. In più di 8.000 pz di cui era nota l’età di comparsa del Parkinson l’analisi ha riscontrato una precocità di comparsa nei deleti rispetti ai non deleti. Utile da tenere presente nel counseling per ambedue le situazioni.

(Non mi risultano geni noti del Parkinson nel segmento deleto: PLA2G6 del PARK 14 AR è in 22q13.1, FBXO7 del PARK 15 AR è in 22q12.3, ndr). A 1.5 Mb dalla microdelezione classica c’è COMT, che degrada le catecolamine, tra cui la dopamina usata nella terapia del Parkinson, che è un gene candidato per Parkinson (e di suscettibilità per alcune malattie neurologiche, tra cui l’anoressia nervosa e disturbi comportamentali, OMIM). Ipotesi: aploinsufficienza di uno o più geni della regione deleta, una mutazione recessiva dell’allele non deleto o effetto di posizione?

Mosaic loss of chromosome Y is associated with common variation near TCL1A. Nature Genetics 2016;48:563. E’ frequente la perdita del cromosoma Y in mosaico (mLOY) legata all’invecchiamento ed al fumo. In questo studio si è verificato prospetticamente se vi sia una relazione tra mLOY e cancro non ematologico in 3 differenti popolazioni (con cancro, senza cancro, e con suscettibilità genetica a mLOY). Il 7% degli uomini ha mLOY con prevalenza associata all’età (18.7% >80 anni)(OR 1.13) ed associata al fumo (OR 2.35), proporzione che si riduce se si smette. mLOY non è associato a tumori né con la sopravvivenza dopo la loro diagnosi. Con GWAS osservata un’associazione tra mLOY e il gene TCL1A (T-Cell Leukemia/Lymphoma 1A), dato che potrebbe essere utile per conoscere la base biologica del rapporto tra mLOY ed età e fumo.

Chd7 cooperates with Sox10 and regulates the onset of CNS myelination and remyelination. Nature Neuroscience 2016;19:678. Un gene della famiglia di CHD (chromodomain helicase DNA-binding), una classe di enzimi che modificano la cromatina, CHD7 è il principale gene malattia della sindrome CHARGE (MIM #214800). In questa sindrome, oltre all’attesa di vita ridotta (5 gg-46 anni) e alla disabilità intellettiva sono frequentemente presenti anomalie del corpo calloso e del verme cerebellare ed anomalie della sostanza bianca, che suggeriscono un difetto di mielinizzazione cerebrale. Il gene è un bersaglio trascrizionale diretto dei fattori che promuovono l’oligodendrogenesi del SNC (gli oligodendrociti producono la guaina mielinica che isola elettricamente gli assoni e che promuove nel SNC la rapida propagazione dei potenziali di azione), Olig2 e Smarca4/Brg1, ed è  necessario per la corretta mielinizzazione e riemielinizzazione del SNC. In vitro si dimostra che l’espressione di Chd7 è elevata negli oligodendrociti e la sua inattivazione causa in queste cellule difetti di differenziazione e mielinizzazione. La mappatura genomica dei siti di bersaglio di Chd7 e la co-immunoprecipitazione hanno consentito di individuare un’interazione con Sox10 (gene della Neuropatia demielinizzante periferica, s. Waardenburg e m. Hirschprung MIM #609136, della s. Waardengurg 2E- MIM #611584 e della s. Wardengiurg 4C- MIM #613266), gene che attiva direttamente regolatori critici della differenziazione oligodendrocitica. E’ stato identificato anche un fattore di trascrizione della differenziazione osteoblastica, Osterix (MIM*606633), come uno specifico bersaglio di Chd7, anche questo critico per la differenziazione degli oligodendrociti. Da questi risultati gli AA concludono che il rimodellatore cromatinico Chd7 controlla la mielinizzazione e la demielinizzazione attivando direttamente i programmi mielogenici. Il topo KO in eterozigosi di Chd7 negli olidodendrociti è normale, mentre l’omozigosi causa difetti di mielinizzazione, fatto che indica una soglia sotto la quale si produce l’anomalia. Sottolineate le implicazioni in termini di conoscenza e di possibile terapia non solo per la s. CHARGE ma anche per le malattie demielinizzanti in generale.

Translating RNA sequencing into clinical diagnostics: opportunities and challenges. Nature Reviews Neuroscience 2016;17:257. Review sul sequenziamento RNA, definito un “shot-gun sequencing of the transcriptome”. Il recente sviluppo delle tecnologie di RNA-seq promette di avere un notevole impatto sulla diagnosi, prognosi e terapia di varie malattie, tra cui sicuramente il cancro e le malattie infettive.

Loss of RPGR glutamylation underlies the pathogenic mechanism of retinal dystrophy caused by

TTLL5 mutations. PNAS 2016 E2925. Le distrofie retiniche, note come retiniti pigmentose (RP), sono patologie degenerative che interessano i fotorecettori e un’importante causa di cecità. Sono noti almeno 200 geni coinvolti (https://sph.uth.edu/retnet/sum-dis.htm). Uno di questi, che rappresenta il 20% di tutte le RP e il 70% delle RP XL, è RPGR (retinite pigmentosa regolatore GTPase) causa della Distrofia dei coni e bastoncelli XL (MIM#304020, nel 95% dei casi, e altre anomalie retiniche sindromiche e non sindromiche nei casi restanti), che codifica una proteina ciliare. Un altro gene, non correlato, TTLL5 (tubulin tyrosine ligase like 5), quando mutato è responsabile di una degenerazione fotorecettoriale con cecità (Distrofia dei coni e bastoncelli 19, MIM #615850). In questo lavoro si dimostra che la funzione di RPGR a livello delle cilia dei fotorecettori richiede la glutamilazione da parte di TTLL5, processo che consiste in una modificazione post-traduzionale con aggiunta di glutammato alle proteine bersaglio. I topi nulli di uno dei due geni sviluppano a una certa età un analogo fenotipo caratterizzato da degenerazione dei fotorecetori ed ad un’anomala localizzazione di opsina, proteina transmembrana. In questo lavoro si è identificato quindi un nuovo regolatore di RPGR e dimostrato che nell’uomo le mutazioni patogene di questi due geni hanno un comune meccanismo patogenetico.

ROR1 is essential for proper innervation of auditory hair cells and hearing in humans and mice. PNAS 2016;113:5993. Ipoacusia neurosensoriale, patologia presente in 1 nato su 500, ha una causa genetica in più della metà dei casi; in un terzo dei casi sono rilevabili anomalie dell’orecchio interno che possono essere sindromiche, ma più spesso non sono sindromiche. Nonostante i progressi fatti nel campo della diagnosi genetica della sordità (vedi bellissimo http://hereditaryhearingloss.org, ndr), in buona parte dei casi di sordità con anomalie dell’orecchio interno non si riesce ad identificare la causa. Grazie a studi in organismi modello, soprattutto topi, sono stati individuati ortologhi umani di molti geni murini causa di sordità. Grazie soprattutto all’applicazione del sequenziamento esomico (sappiamo infatti che l’85% delle mutazioni causative delle malattie mendeliane sono nelle regioni codificanti una proteina, nonostante il fatto che queste regioni siano solo il 2% del genoma) sono stati individuati altri geni della sordità. In questo lavoro l’applicazione di WES in due fratelli di una famiglia di consanguinei pachistana con grave ipoacusia NS e fusione della coclea e del vestibolo in una cavità comune, associata in solo uno dei due fratelli a coloboma irideo e pseudoschisi labiale, isolata nell’altro, è stata individuata una mutazione missenso in omozigosi di un nuovo gene dell’ipoacusia NS, ROR1 (receptor tyrosine kinase-like orphan receptor 1; MIM *602336). Nel topo mutante Ror1 si è rilevata un’anomalia di innervazione cellulare e della coclea.

Will Precision Medicine Move Us beyond Race? NEJM 2016;374:2003. Da tempo si parla dell’utilità di tener conto dell’origine etnica nella prescrizione e nel dosaggio dei farmaci, perché l’origine geografica correla con le variazioni genomiche. Ma è stata ampiamente criticata la scelta del trattamento basandosi su questa catena di correlazioni tra l’origine etnica che il pz dice di avere e il genotipo. Ne vengono fatti esempi in USA, come l’dralazina/nitrato per l’insufficienza cardiaca negli afro-americani, la non somministrazione di ACE inibitori negli afro-americani per la loro scarsa sensibilità al farmaco, i rischi connessi all’uso di Clopidogrel (malattie cardio-vascolari) per i portatori di certi alleli (CYP2C19*2 or CYP2C19*3 allele) del gene nella popolazione delle isole del Pacifico. Il 21% delle “new molecular entities” approvate dalla FDA nel periodo 2008-2013 riportano nel foglietto illustrativo differenze etniche per la farmacocinetica, la sicurezza, l’efficacia o di farmacogenomica. Ci sono alcuni ostacoli da superare se si vorrà sostituire l’indicazione etnica con una medicina veramente di precisione: 1. Necessità nelle ricerche genomiche di analizzare i dati tenendo conto delle differenze intra- e inter-popolazioni, includendo anche studi a lungo termine della risposta ai farmaci. 2. I costi di farmaci adatti ad una data popolazione saranno maggiori e saranno richieste, soprattutto dalle compagnie di assicurazioni, chiare evidenze scientifiche del loro significato, e questo può risultare molto difficile se la condizione è rara o molto rara. 3. La complessità e la quantità dei dati che verranno forniti (genomici, dieta, abitudini di vita) renderanno difficile l’applicazione pratica della medicina di precisione. Se la si vorrà applicare sarà necessario dedicare a questo risorse e training per il sistema sanitario e per i medici che dovranno prescrivere i farmaci.

Variant ASGR1 Associated with a Reduced Risk of Coronary Artery Disease. NEJM 2016;374:2131. In un’ampia popolazione dell’Islanda ed europea mediante sequenziamento genomico è stata individuate una delezione di 12 pb nell’introne del gene ASGR1, che codifica una subunità del recettore della asialoglicoproteina, una lectina che partecipa all’omeostasi delle glicoproteine circolanti; la delezione attiva un sito di splicing criptico che comporta una proteina tronca precocemente degradabile. Gli eterozigoti (1:120 persone) hanno bassi livelli di colesterolo non HDL e un ridotto rischio di malattia coronarica. Ampliando l’analisi genetica nella popolazione islandese è stata trovata un’altra variante con perdita di funzione del gene (frequenza 1:1.850) associate a bassi livelli di colesterolo non HDL. I risultati portano a concludere che l’aploinsufficienza di ASGR1 è associata a basso rischio di malattia coronarica suggerendo un rapporto tra pathway della sialinizzazione e aterosclerosi.

Coregulation of tandem duplicate genes slows evolution of subfunctionalization in mammals. Science 2016:352:1009. Duplicated genes are primarily maintained in mammalian genomes by reducing expression of one copy.

CRISPR-directed mitotic recombination enables genetic mapping without crosses. Science 2016;352:113. CRISPR generates targeted recombination events for rapid and systematic identification of causal genetic variants in yeast.

Tension-Time Integrals and Genetic Cardiomyopathy: The Force Is with You. Cell 2016;165:1094. Editoriale di un articolo sullo stesso fascicolo (A Tension-Based Model Distinguishes Hypertrophic

versus Dilated Cardiomyopathy. Pg. 1147). Le malattie ereditarie sarcomeriche sono classificate non in base al tipo di mutazione ma in base alla morfologia cardiaca, soprattutto perché mutazioni diverse di uno dei geni del sarcomero possono provocare, con meccanismo non noto e non prevedibile, fenotipi opposti, cardiomiopatia dilatativa e ipertrofica. In questo lavoro viene descritto un modello biofisico della funzione del miocardiocitica che sembra in grado di prevedere il fenotipo nei casi familiari di cardiomiopatia, utile per la scelta terapeutica.

SPERIMENTAZIONI CLINICHE

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Telomeres on Steroids — Turning Back the Mitotic Clock? NEJM 2016;374:1978. Editoriale di un articolo sui risultati di una sperimentazione clinica (ClinicalTrials.gov number, NCT01441037) riportati sullo stesso fascicolo (Danazol Treatment for Telomere Diseases. Pg. 1922) relativi alla terapia con un androgeno sintetico, il Danazolo, per far allungare i telomeri di pz, di età media dai 28 ai 49 anni, con malattia dei telomeri, dovute a mutazioni di geni responsabili del mantenimento e riparazione telomerica. Queste patologie portano a disfunzione di organi quale l’insufficienza midollare (anemia aplastica soprattutto nei giovani), cirrosi epatica, fibrosi polmonare (soprattutto nelle persone di età > 30 anni) e aumentato rischio di cancro. In totale 27 pz con mutazione di uno dei geni responsabili della malattia: 10 pz da mutazione di TERT, 7 di TERC, 3 di DKC1, 1 di RTEL1 e 6 pz in cui non sono state individuate mutazioni di questi geni. L’obiettivo principale di questo studio era di determinare se in questi pz che avevano una significativa perdita telomerica d’origine genetica (tasso di accorciamento telomerico di 120 pb/anno, valori normali 60 pb/anno), la terapia con androgeni era in grado di ridurne l’entità. Tutti i 12 pz trattati a 24 mesi hanno avuto una normalizzazione dell’accorciamento telomerico dei leucociti e 11 addirittura un allungamento telomerico (ampia variazione tra pz, media 360 pb dopo 1 anno). Lo studio è stato quindi sospeso per i risultati ottenuti. In 19 di 24 pz che sono stati valutati a 3 mesi e in 10 di 12 pz trattati per 24 mesi, in questi ultimi vi è stata anche una risposta ematologica positiva. Risultati da considerarsi molto promettenti che possono farci conoscere meglio il ruolo dei telomeri e della telomerasi nelle cellule staminali ematopoietiche.

Hemophilia Therapy — Navigating Speed Bumps on the Innovation Highway. NEJM 2016;374:2087. Editoriale di commento dei risultati di due sperimentazioni cliniche (Factor VIII–Mimetic Function of Humanized Bispecific Antibody in Hemophilia A. Pg. 2044)(A Randomized Trial of Factor VIII and

Neutralizing Antibodies in Hemophilia A. Pg. 2054) su due diversi approcci terapeutici per migliorare la terapia dell’Emofilia A in cui la classica profilassi o terapia con fattore VIII ricombinante richiede infusioni frequenti (3 volte/settimana o anche giornaliera) e nel 30% dei casi gravi si producono alloanticorpi anti-fattore VIII (inibitori del fattore VIII) rendendo impossibile il ricorso a tale terapia e richiedendo altre terapie poco efficaci. Nel primo lavoro vengono presentati i risultati con un farmaco Emicizumab (ACE910), un anticorpo monoclonale umanizzato bispecifico (frammenti di due diversi anticorpi monoclonali), copia conformazionale del fattore VIII che ne mima la funzione legandosi ai fattori IX e X. In 18 pz giapponesi con una grave Emofilia A, con o senza inibitori del fattore VIII, la sua somministrazione settimanale è stata in grado di ridurre significativamente gli episodi emorragici. Nel secondo lavoro (molti AA italiani)(ClinicalTrials.gov number, NCT01064284) si è voluto verificare l’incidenza di comparsa di inibitori di fattore VIII in 251 bambini con Emofilia A grave trattati con fattore VIII di origine plasmatico contenente il fattore von Willebrand o fattore VIII ricombinante. In totale il 30% ha sviluppato inibitori, ad alto titolo nel 66% di questi. I pz trattati con fattore VIII derivato da plasma con fattore von Willebrand hanno invece una significativa minor incidenza di inibitori rispetti a quelli trattati con fattore VIII ricombinante. Questi risultati saranno utili mettere a punto la miglior strategia terapeutica nei bambini con Emofilia A e per capire i meccanismi della immunogenicità dei preparati in uso.

New ISSCR guidelines: clinical translation of stem cell research. Lancet 2016;387:1979. Aggiornate il 12 Maggio 2016 le Guidelines for Stem Cell Research and Clinical Translation della International Society ISSCR) for Stem Cell Research (http://www.isscr.org/guidelines2016). Le nuove linee guida combinano quelle per l’applicazione clinica con le linee guida del 2006 del ISSCR che riguardavano la ricerca delle cellule staminali embrionali umane, quindi sia la ricerca traslazionale che quella di base. Questo per rispondere ai recenti sviluppi politici e della ricerca, come ad esempio la prevenzione di malattie mitocondriali mediante sostituzione dei mitocondri nella riproduzione assistita. Le linee guida presentano anche 5 principi generali che sono, oltre alla completezza del progetto di ricerca, il fatto che l’obiettivo principale sia la salute del pz, il rispetto per i partecipanti, la trasparenza e la giustizia sociale. Quindi un interesse per i partecipanti con varie raccomandazioni, tra cui quella che riguarda la registrazione della sperimentazione in un database pubblico, la pubblicazione rapida dei risultati e l’incoraggiamento alla condivisone dei dati del singolo pz. E per prevenire quanto successo in passato, indicano che prima di rendere una terapia disponibile ad un’ampia popolazioni fuori dalla sperimentazione occorre che siano stati condotte sperimentazioni di sicurezza ed efficacia. La principale funzione di queste linee guida, conclude questo commento, è di far sì che i vari attori (pz, ricercatori, popolazione, industria e finanziatori) siano convinti che la collaborazione sia nel pieno interesse di ciascuno di loro.

From the patient to the trial: networking for success. Lancet Neurology 2016;15:549. La frase di introduzione è molto significativa per chi vuole organizzare un sperimentazione clinica: “Education and awareness are at the nucleus of any engagement process”. Devono essere coinvolti nelle sperimentazioni cliniche non solo i pazienti ma l’intera società per renderle comprensibili e finanziabili. In questa breve nota viene presentata un’iniziativa, RELIEF (http://relief.news/home/) collegata ad una comunità online di ricercatori che si occupano della neurobiologia del dolore cronico, Pain Research Forum di Boston. RELIEF fornisce ai pz le informazioni necessarie per essere in grado di diffondere nella società il significato della ricerca, dei suoi obiettivi e favorire discussioni pubbliche su alcuni aspetti dibattuti come ad es. l’“opioid crisis”, possibilità di prescrizione degli oppioidi e limiti al loro uso (ad es. vedi http://www.hazeldenbettyford.org/articles/opioid-crisis-priorities, ndr). Altri network hanno popolazione target più limitata, come NIH StrokeNet (sostenuto dal National Inst. Neurological Disorders and Stroke), dedicata a ricercatori, personale sanitario e studenti per la prevenzione dell’ictus, con vari obiettivi tra cui la preparazione delle sperimentazioni cliniche e la collaborazione tra i vari centri. Ed altre iniziative come The Michael J Fox Foundation for Parkinson’s Research che punta soprattutto sul reclutamento dei partecipanti alla ricerca clinica. Commenta il responsabile di Research Communications “We definitely find it easier to recruit people to research studies that address the most urgent and challenging issues” e l’estensore di questa nota termina “This may sound like a nobrainer (decisione semplicissima), but some might say it has been a long time coming (la aspettavamo da tempo).

Prove the worth of basic research. Nature 2016;533:465. Da sottolineare e celebrare due differenti iniziative europee per favorire la ricerca di base, trascurata. La European Investment Bank, che finanzia gli stati membri per raggiungere gli obiettivi fissati dalla EU, ha dato un prestito corposo ad una start up greca per la ricerca di base. E il Presidente dell’European Research Council (ERC) ha annunciato che ha iniziato il monitoraggio dell’uso dei fondi di ricerca che finanzia, con risultati per ora sorprendenti: ¾ dei progetti hanno generato avanzamenti scientifici e ¼ dei casi potrebbero avere in futuro un impatto sull’economia, sulla società e sulla condizione politica. Vecchia storia l’incomprensione tra politica e ricerca di base, anche perché (come ben sappiamo, ndr) chi fa politica di solito vuole risultati immediati per essere rieletto. E quindi ben venga l’iniziativa della European Investment Bank che dimostra che la ricerca di base potenzialmente può dare risultati utili.

Vedi anche Major funder tracks impact. European Research Council embarks on an unusual evaluation that could inspire others. Pg. 477.

TERAPIA GENICA E GENE EDITING

First trial of CRISPR in people. Nature 2016;533:476. Dove? (in Cina ovviamente, ndr). Un oncologo delle Sichuan University’s West China Hospital in Chengdu ha avuto il via libera dal comitato etico per iniettare cellule modificate con la tecnica del gene-editing CRISPR-Cas9 in pz con cancro polmonare metastatico insensibile alle usuali terapie, terapia che inizierà nel prossimo mese. Verranno prelevate cellule T dai pz, prodotto il KO di un gene la cui proteina, PD-1 (programmed cell death 1), (che è un recettore di membrana membro della superfamiglia B7 coinvolta nella immunomodulazione OMIM), moltiplicate e successivamente iniettate di nuovo nel pz.

Da notare che la FDA americana, che sta valutando un’analoga richiesta USA già approvata da NHI, lo scorso anno ha approvato una terapia del cancro al polmone con due anticorpi che bloccano PD-1, terapia che è certamente meno efficace del KO del gene con CRISPR-Cas9.

Da notare che l’iter per l’approvazione del progetto cinese è durato solo 6 mesi, con continuo scambio di informazioni tra ricercatori e la commissione. (Speriamo che tutta vada bene, ma teniamo presente e senza alcuna invidia il commento di un bioeticista giapponese, ndr): “China has had a reputation for moving fast — sometimes too fast — with CRISPR” (penso si riferisca all’esperimento di gene editing embrionale umano, ndr).

Site-specific genome editing for correction of induced pluripotent stem cells derived from dominant

dystrophic epidermolysis bullosa. PNAS 2016;113:5676. Nelle malattie da mutazione dominante negativa il prodotto genico mutante interferisce con il prodotto dell’allele normale. La tecnica dell’endonucleasi sito-specifica provoca una rottura a doppio filamento con riparazione NHEJ (nonhomologous endjoining), cioè un semplice ricongiungimento delle estremità della rottura che può facilmente portare a delezione o mutazione. Sfruttando questa caratteristica di “error prone” del NHEJ con KO del gene e lasciando l’allele normale intatto si possono trattare le malattie genetiche dominanti negative. Questa tecnica associata alla tecnologia delle cellule staminali totipotenti con possibilità di differenti differenziazioni e di crescita illimitata offre insperate possibilità terapeutiche per queste malattie. E’ stata applicata con successo in vitro ricorrendo a fibroblasti in colture di un pz con Epidermolisi bollosa distrofica AD (MIM #131750) da mutazione di COL7A1, gene codificante il collagene VII. La mutazione compromette l’assemblaggio della proteina in fibrille che ancorano la membrana basale al derma sottostante. Le cellule staminali sono state differenziate in cheratinociti e fibroblasti che secernono tale collagene. Il prodotto troncato di COL7A1 non si associa al prodotto normale né va incontro alla formazione della tripla elica. Quindi CRISPR/Cas9 e TALENs possono essere impiegate per il trattamento della Epidermolisi Bollosa Distrofica.

EPIGENETICA

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Fat eggs shape offspring health. Nature Genetics 2016;48:478. Commento di un articolo sullo stesso fascicolo (Epigenetic germline inheritance of diet-induced obesity and insulin resistance. Nature Genetics 2016;48:497) per verificare se l’eredità epigenetica trasmessa tramite i gameti sia in grado da sola di aumentare la suscettibilità all’obesità e al Diabete mellito 2 nella prole. Si vuole così distinguere gli effetti sul metabolismo della prole da parte di eventuali fattori epigenetici trasmessi per via gametica da quelli prodotti dell’ambiente uterino. Per assicurare la sola eredità gametica in questo studio nel modello animale di topo con dieta ad alto contenuto di grassi si è utilizzata la fertilizzazione in vitro dimostrando che la suscettibilità della prole a malattie metaboliche viene trasmessa tramite l’oocita con eredità epigenetica. Osservata infatti una differenza in base al sesso del genitore: femmine da oociti o spermatozoi esposti a dieta grassa diventano obese rispetto a femmine da gameti di topi con dieta normale, con effetto ancor maggiore se ambedue i genitori erano in dieta grassa. Invece i maschi diventano obesi solo se l’oocita è stato esposto alla dieta grassa. Sia femmine che maschi acquistano resistenza insulinica e intolleranza glucidica solo se per dieta grassa materna. Non sono noti i meccanismi epigenetici alla base di questa eredità.

Vedi anche Spigolature Maggio 2016 Epigenetic germline inheritance of diet-induced obesity and insulin resistance. Nature Genetics 2016;48:497.

TERAPIE NUOVE E MODELLI ANIMALI

Three-person embryos may not expel harmful genes. Nature 2016;533:445. Technique to stop children inheriting mutated mitochondria has potential to backfire. Da alcuni esperimenti dell’uso della tecnica di sostituzione mitocondriale per gravidanze di donne con mutazione del DNA mitocondriale (lui, lei e l’altra, ndr)(vedi selezione articoli Marzo 2016 e precedenti Mitochondrial Replacement Techniques — Implications for the Clinical Community. NEJM 2016;374:1103), approvato dal Parlamento ma non ancora in applicazione clinica in Inghilterra e in corso di approvazione in USA, sembra che quei pochi mitocondri rimasti dopo la sostituzione con mitocondri della donatrice (< del 2%) possano crescere in numero e competere con i mitocondri sostituiti  causando la malattia (Genetic Drift Can Compromise Mitochondrial Replacement by Nuclear Transfer in Human Oocytes. Stem Cell Stem 2016;18:749). Nel lavoro si è ricorsi alla sostituzione mitocondriale di oociti umani con mitocondri normali e poi sono stati formati embrioni senza il ricorso al gamete maschile. Coltivati in vitro hanno mostrato in alcune colture una rapida crescita sino al 53.2% di mitocondri precedentemente presenti e poi una loro altrettanto rapida diminuzione. L’ipotesi, anche provata sperimentalmente, è che le popolazioni di DNA mitocondriale differiscano l’una dall’altra come rapidità di replicazione. Ne consegue che se questo verrà provato la scelta della donatrice di mitocondri dipenderà anche dalle caratteristiche mitocondriali che dovranno essere simili come capacità riproduttiva a quelli della ricevente. Il responsabile del lavoro commenta “I don’t think it would be a wise decision to go forward with this uncertainty” e si augura che l’UK Human Fer­tilisation and Embryology Authority (HFEA), che deve approvarne l’applicazione clinica, attenda i risultati di ricerche in questo campo.

Ma c’è chi non si ferma: vedi Late breaking abstr 9 October 2016 su Fertility & Sterility 2016;106:e375.  First live birth using human oocytes reconstructed by spindle nuclear transfer for mitochondrial DNA mutation causing Leight syndrome (http://www.fertstert.org/article/S0015-0282(16)62670-5/pdf) citato su Nature 28 September 2016 Nature doi:10.1038/nature.2016.20698 ‘Three-parent baby’ claim raises hopes — and ethical concerns” con sottotitolo: Questions surround report of baby created using controversial mitochondrial replacement technique. Nella nota sull’abstr. si fa un po’ la storia della tecnica, si spiega cosa è stato fatto in questo caso condotto da un’equipe della New Hope Fertility Center di New York che ha operato in Messico (verranno comunicate dettagliate informazioni s questo caso alla presentazione di Ottobre, si tratta comunque di una famiglia giordana con due precedenti figli deceduti per s. Leigh, sono stati modificati 5 embrioni e 1 solo impiantato da cui è nato un bambino, nato in Aprile, che sta bene), e si pongono domande sulla eticità, sulla tecnica ed i rischi che il bambino corre (un commento è che “It is a remarkable step but unfortunately it is not well done") e sul perché in Messico (leggi meno restrittive). Ma comunque questo è il primo bambino nato con questa tecnica.

Intolerable secretion and diabetes in tolerant transgenic mice, revisited. Nature Genetics 2016;48:476. Commento di un articolo sullo stesso fascicolo (Genetic predisposition for beta cell fragility underlies type 1 and type 2 diabetes. Nature Genetics.Pg. 519) in cui si identifica nel modello murino e nell’uomo un nuovo meccanismo di predisposizione genetica al diabete costituito dalla fragilità delle cellule β pancreatiche. Ottimo commento sulla patogenesi del diabete e sui fattori predisponenti che vanno da varianti genetiche, esposizione ambientale, influenze materne, invecchiamento e senescenza cellulare.

Il Diabete 1 e 2 hanno in comune gli stessi meccanismi patogenetici, ma non se ne conosce la base biologica, nel tipo 1 vi è la distruzione autoimmunitaria delle cellule β mentre nel tipo 2 vi è una tardiva e progressiva insufficienza di queste cellule. In questo lavoro gli AA sono partiti dall’osservazione che il topo diabetico non obeso (NOD) sviluppa la malattia non per una causa immunitaria ma per un intrinseco difetto delle cellule β sono state applicate. Con una complessa analisi genetica (gene candidato, linkage, GWAS) sono state individuate varianti del gene Xrcc4 e in Glis3 che alterano la risposta delle cellule β di NOD allo stress di risposta a proteine malripiegate (risposta che interrompe la sintesi proteica ed incrementa la produzione dei chaperoni del ripiegamento proteico, wiki) e vi è senescenza ed apoptosi. Lo stesso meccanismo trascrizionale lo si osserva nelle isole pancreatiche dell’uomo sottolinenando quindi il ruolo della fragilità cellulare come un meccanismo di predisposizione diabetica.

Early hyperactivity and precocious maturation of corticostriatal circuits in Shank3B−/− mice. Nature Neuroscience 2016;19:716. Alcune persone con autismo hanno un eccesso di sviluppo del nucleo caudato e delle aree corticali correlate suggerendo che in queste persone vi sia una disfunzione dei circuiti dei gangli cortio-basali. Nel topo, mediante tecniche optogenetiche ed elettrofisiologiche, si dimostra che vi è un limitato periodo in epoca postnatale caratterizzato da una rilevante sinaptogenesi glutamatergica nelle proiezioni spinose dei neuroni dello striato (SPN) accompagnata da un’attività del circuito cortico-striatale. Si dimostra anche che alterazioni della funzione corticale interferisce con lo sviluppo dei gangli cortico-basali. Nell’uomo la totale delezione in eterozigosi di SHANK3 causa la s. Phelan-McDermid (MIM #606232), sindrome malformativo-dismorfica con deficit intellettivo e segni autistici, rare mutazioni causano un fenotipo autistico. Nel modello murino (Shank3B ^-/-), in cui sono presenti i classici segni dell’autismo come comportamenti ripetitivi e ridotte interazioni sociali, vi è una precoce iperattività corticale che stimola le sinapsi eccitatorie SPN e l’iperconnettività cortico-striatale. Questo dimostra uno stretto legame funzionale tra corteccia e striato nel corso della prima parte dello sviluppo postnatale, suggerendo che l’iperattività corticale sia accompagnata da una comune disfunzione dei circuiti. Questi risultati rivelano possibili meccanismi fisiopatologici delle malattie del neurosviluppo.

Extended survival of misfolded G85R SOD1-linked ALS mice by transgenic expression of chaperone Hsp110. PNAS 2016;113:5424. Nel 10% dei pz la Sclerosi Laterale Amiotrofica è ereditaria e il 2% dei pz è portatore di mutazione di SOD1 (superossido dismutasi). In questi ultimi pz il prodotto mutato di SOD1 va soggetto a malripiegamento e si accumula nel citosol dei motoneuroni spinali. Recentemente è stato descritto un meccanismo disaggregante costituito da 3 chaperoni, uno di questi è Hsp 110. La sovraespressione mediante tecniche transgeniche di Hsp 110 nei motoneuroni neuroni ha comportato nel modello murino di ASL da mutazione SOD un notevole miglioramento della sopravvivenza. La prossima tappa verso una possibile terapia potrebbe essere quella di individuare piccole molecole induttrici di Hsp 110.

IL-33 ameliorates Alzheimer’s disease-like pathology and cognitive decline. PNAS 2016;18 April E2705. Partendo dal fatto che nella patogenesi dell’Alzheimer è coinvolto anche il sistema di immunità innata gli AA hanno verificato gli effetti fenotipici della stimolazione del pathway IL-33/ST2.

IL-33, parte della famiglia della interleuchina 1, è un importante mediatore della risposta immunitaria innata e un regolatore dell’attivazione della cellula immunitaria, che si lega ad un complesso recettoriale eterodimerico che comprende ST2). La sua stimolazione nel modello murino (APP/PS1) della malattia produce un netto miglioramento del deficit della memoria e una riduzione dell’accumulo di  β-amiloide. Una possibilità terapeutica.

Relevance of the COPI complex for Alzheimer’s disease progression in vivo. PNAS 2016;113:5418. Vi sono elementi per ritenere che nell’Alzheimer in altre condizioni patologiche vi sia un’alterata maturazione proteolitica del precursore del peptide β-amiloide (APP). E’ stato osservato inoltre che il traffico proteico dipendente da COPI (coat protein complex), una tappa precoce del traffico dal Golgi al reticolo endoplasmatico, modifica la localizzazione subcellulare di APP alterandone il metabolismo. In questo lavoro si dimostra, sempre nel modello di topo dell’Alzheimer, che riducendo il traffico dipendente da COPI si ha nell’animale un miglioramento della memoria ed una diminuzione della formazione delle placche amiloidi. Da rilevare che nell’uomo sono stati individuate marcatori genetici (SNP) associati ai geni COPI che comportano un incremento di rischio di malattia. Altro suggerimento per testare vie terapeutiche nuove.

Aquaporin gene therapy corrects Sjögren’s syndrome phenotype in mice. PNAS 2016;113:5694. La sindrome Sjogren primitiva è una comune malattia autoimmunitaria caratterizzata da autoimmunità verso le ghiandole esocrine (salivari, lacrimali) con bocca secca (xerostomia) e cherato-congiuntivite secca che colpisce in quasi il 90% dei casi il sesso femminile. Non se ne conosce la causa. L’approccio terapeutico di immunomodulazione è poco duraturo e poco efficace. In questo studio, tramite l’analisi del trascrittoma è stato possibile studiare l’espressione genica nelle cellule e nei tessuti bersaglio ed identificare i geni coinvolti. Il meccanismo patogenetico della xerostomia sembra consistere nella perdita di permeabilità all’acqua. Questo ha portato a provare nel modello murino l’efficacia della terapia genica con Acquaporina 1 (parte della famiglia di proteine canale che facilitano il flusso veloce delle molecole di acqua della membrana cellulare di alcuni tessuti). Si è osservato che tale terapia normalizza la funzione secretoria delle ghiandole e riduce i processi infiammatori  locali e sistemici. Quindi la possibilità con la terapia genica di curare la patologia delle ghiandole salivari (e non solo) in pz con tale sindrome.

Selective expression of mutant huntingtin during development recapitulates characteristic features

of Huntington’s disease. PNAS 2016;113:5736. In questo lavoro, ricorrendo al modello murino di m. Huntington con espressione della huntingtina mutante condizionale limitata alle prime fasi dello sviluppo, si dimostra che l’esposizione precoce alla proteina patogena causa le stesse anomalie del topo esposto tutta la vita: degenerazione striatale, vulnerabilità alla eccitotossicità NMDA mediata, anomala coordinazione motoria, anomalie dell’attività elettrofisiologica dello striato, alterata connettività funzionale e plasticità cortico-striatale. Il che porta a pensare che un’eventuale terapia debba essere applicata molto precocemente quando non è già presente una neurodegenerazione irreversibile.

Variants within the SP110 nuclear body protein modify risk of canine degenerative myelopathy. PNAS 2016: E3091. La mielopatia degenerativa dei cani è molto simile alla Sclerosi Laterale Amiotrofica dell’uomo, come gli aspetti clinici, inclusa la progressione, istopatologici e genetici (omozigosi di una comune mutazione di SOD1, ma non tutti gli omozigoti esprimono la malattia). Nel cane pastore gallese Welsh Corgis Pembroke (cagnetto dalle gambe corte, ndr) è stato individuato mediante GWAS un aplotipo di un gene modificatore (i geni modificatori sono geni che modificano l'espressione di un carattere semplice, ndr), SP110 (nuclear body protein), aplotipo che incrementa il rischio di malattia ed anticipa la sua età di inizio. Auspicabili ulteriori studi per chiarire gli aspetti genetici di questa malattia che potranno risultare utili anche per i pz con ALS.

CARATTERI-MALATTIE COMPLESSE/STUDI ASSOCIAZIONE

Gene variants linked to education prove divisive. Nature 2016;533:154. Commento di un curioso lavoro di genetica sociologica (Genome-wide association study identifies 74 loci associated with educational attainment. Pg. 539) in cui mediante GWAS di quasi 300.000 persone è stata studiata l’associazione tra varianti e anni di studio, trovando che 74 marcatori genetici sono correlati al curriculum scolastico. Si è calcolato che queste varianti costituiscono lo 0.43% del contributo genetico totale al successo scolastico e si stima che ne spiegano il 3.2% delle differenze scolastiche tra individuo e individuo. Il portatore di due copie di variante a maggior effetto risulta avere fatto 9 settimane di scuola in più rispetto a chi non è portatore di alcuna copia della variante. Interessante anche il fatto che vi è sovrapposizione tra queste varianti e quelle note come associate ai migliori risultati dei test cognitivi, fatto che potrebbe suggerire che l’istruzione sia una proxy dell’intelligenza. Vi sono a tal proposito pareri contrastanti ovviamente, perché tutti sappiamo che sono sicuramente predominanti nella scolarizzazione altri fattori, come quelli socio-economici e la scolarizzazione della famiglia del bambino. Viene anche paventato il rischio che queste varianti potrebbero essere usate per farsi il figlio su misura. Ma un co-autore commenta che “It would be irresponsible to look at a poly­genic score and use it to make a prediction for a single individual”.

Analysis of five chronic inflammatory diseases identifies 27 new associations and highlights disease-specific patterns at shared loci. Nature Genetics 2016;48:510. Con la collaborazione di consorzi internazionali di alcune malattie autoimmunitarie (International IBD Genetics Consortium (IIBDGC), International Genetics of Ankylosing Spondylitis Consortium (IGAS), International PSC Study Group (IPSCSG), Genetic Analysis of Psoriasis Consortium (GAPC)3, Psoriasis Association Genetics Extension (PAGE) sono stati studiati con mediante GWAS ad alta densità >86.000 persone di origine europea. Identificati 244 segnali indipendenti per più malattie, tra cui 27 nuovi segnali di suscettibilità e 3 loci in comune non segnalati. La comorbidità tra le 5 malattie immunitarie studiate (spondilite anchilosante, m. Crohn, psoriasi, colangite primitiva sclerosante, colite ulcerativa) depone più per una pleiotropia biologica (effetti fenotipici multipli) che per una eterogeneità, in particolare la forte comorbidità tra colangite sclerosante e malattia infiammatoria intestinale è probabilmente dovuta ad una sola malattia distinta geneticamente dalle classiche malattie infiammatorie intestinali.

Genome-wide association study identifies five new susceptibility loci for primary angle closure glaucoma. Nature Genetics 2016;48:556. Il glaucoma è la più comune causa di cecità irreversibile. La forma ad angolo aperto (POAG), quello ad angolo chiuso (PACG), frequente soprattutto in Asia) e quello esfoliativo hanno tutti una familiarità che suggerisce una componente genetica, con numerosi differenti loci associati ad ognuna di queste forme. In questo studio con GWAS di 10.503 PACG casi e 29.567 controlli di 24 diverse nazioni è stata trovata una significativa associazione con 5 nuovi loci: EPDR1, CHAT (gene della Sindrome miastenica congenita, ndr), GLIS3 (gene del Diabete m. neonatale, ndr), FERMT2  e DPM2–FAM102A. E’ anche stata confermata l’associazione con altri PLEKHA7, COL11A1 (gene della s. Stickler II) e PCMTD1–ST18.