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AGGIORNAMENTI IN TEMA DI PREVENZIONE
Sindrome di Crisponi: approccio diagnostico,
correlazione genotipo/fenotipo e strategie terapeutiche
LA PREVENZIONE DELLE MALATTIE RARE
Cagliari, 16 Ottobre 2015
Laura Crisponi
Istituto di Ricerca Genetica e Biomedica Consiglio Nazionale delle Ricerche
Cagliari
Malattia rara Una malattia si definisce rara quando la sua prevalenza, intesa
come il numero di casi presenti in una data popolazione, non supera 5 casi su 10.000 persone, 1/2000.
Il numero di malattie genetiche rare conosciute oscilla tra le 7.000 e le 8.000
~ 7000 malattie genetiche rare > 5000 bambini
In Italia sono 2 milioni le persone affette da malattie rare e il 70%
sono bambini in età pediatrica.
Malattie rare
Malattie rare
La malattie rare sono rare, ma i pazienti che ne sono affetti sono numerosi:
1/15
400 milioni
Malattie rare
Le malattie rare sono caratterizzate da un’ampia varietà di problematiche e sintomi.
La variabilità clinica e l’eterogeneità genetica possono complicare la diagnosi genetica.
Sintomi relativamente comuni possono nascondere malattie rare, portando ad una diagnosi erronea.
Una diagnosi genetica può essere eseguita solo quando si trova il gene causativo.
Circa la metà delle cause genetiche sono sconosciute.
Patologie alleliche sono malattie genetiche che hanno differenti fenotipi causate da mutazioni diverse nello stesso gene.
Diagnosi differenziale
Tetano del neonato, tetanie
Paralisi cerebrali secondarie a grave asfissia
Ipertermia maligna
Sindrome di Isaacs-Mertens
Hyperekplexia o startle disease
“Stiff baby syndrome”
Sindrome di Stuve –Wiedemann (SWS)
Sindrome sudorazione indotta dal freddo tipo 1 (CISS2)
gp1
30
LIFR
β
CNTFRα
CLCF1 CRLF1
SWS/SJS2
Sindrome di Crisponi
Protrusione della bocca
Bassa statura
Curvatura congenita delle ossa lunghe
Metafisi ampie e irregolari
Ipotonia assiale
Letalità precoce
Cheratite
Distress respiratorio
Ipertermia
Apnea ricorrente
Contrazioni periorali
Ipertonia delle estremità
Reflusso gastroesofageo Camptodattilia
Difficoltà nell’alimentazione
Contrattura del gomito
Sudorazione paradossa
Scoliosi
Ridotta sensitività al dolore
CISS1 CISS2
Famiglia di sindromi associate al recettore CNTF
Patogenesi molecolare
Il complesso stabile secreto del CRLF1/CLCF1 forma un ligando per il CNTFR, che insieme al gp130 e LIFRB forma il complesso recettoriale CNTF. CRLF1/CLCF1 legando il CNTFR portano ad una dimerizzazione del gp130/LIFRB, che induce così a valle la via di trasduzione del segnale tramite l’attivazione della via Janus/Kinase 1 (JAK1/STAT3). La via del CNTFR gioca un ruolo essenziale durante lo sviluppo embrionale dei motoneuroni.
Uno studio funzionale in vitro sulle forme mutate di CRLF1, riproducenti difetti associati a CS/CISS1, ha evidenziato come la gravità fenotipica della malattia dipenda da una difettosa/alterata cinetica nella secrezione della proteina CLRF1. Un’attenta rivalutazione critica del fenotipo neonatale di CISS1, ha evidenziato la presenza di crisi ipertermiche in alcuni pazienti, mai riportata in letteratura, portando cosi alla conlcusione che non si trattasse di sindromi alleliche, ma di un’unica patologia con diversi livelli di gravità.
gp1
30
LIFR
β
CNTFRα
CLCF1 CRLF1
SWS/SJS2
Sindrome di Crisponi/CISS1
Protrusione della bocca
Bassa statura
Curvatura congenita delle ossa lunghe
Metafisi ampie e irregolari
Ipotonia assiale
Letalità precoce
Cheratite
Distress respiratorio
Ipertermia
Apnea ricorrente
Contrazioni periorali
Ipertonia delle estremità
Reflusso gastroesofageo
Camptodattilia
Difficoltà nell’alimentazione
Contrattura del gomito
Sudorazione paradossa
Scoliosi
Ridotta sensitività al dolore
CISS2
Famiglia di sindromi associate al recettore CNTF
42 mutazioni diverse in CRLF1 in 63 pazienti provenienti da 52 famiglie CS/CISS1
2014
Localizzazione genetica e proteica dello spettro mutazionale di CRLF1
Localizzazione genetica e proteica dello spettro mutazionale di CRLF1
Localizzazione geografica dello spettro mutazionale di CRLF1
42 mutazioni in 63 pazienti provenienti da 52 famiglie CS/CISS1
Approccio diagnostico Diagnosi clinica (Patologia complessa)
Fenotipo neonatale
Fenotipo età evolutiva
Fenotipo neonatale
Contrazione spasmodica della muscolatura mimica
Contrazione dei muscoli respiratori con apnea, cianosi, pianto soffocato
Difficoltà alla suzione e alla deglutizione
Salivazione abbondante
Arti superiori flessi e addotti
Movimenti di torsione del tronco, opistotono
Ipotonia assiale, ipertonia agli arti
Iperpiressia, convulsioni
Morte improvvisa
Fenotipo dell’ età evolutiva La sopravvivenza in questa sindrome è possibile (10/26) e la prognosi migliora dopo il primo anno di vita.
Persistenza dell’ipertermia
Persistenza difficoltà alla alimentazione
Persistenza della contrattura durante il pianto
Reflusso gastro-esofageo
Cifoscoliosi ingravescente
Limitata estensione a livello del gomito
Ridotta lacrimazione, Cheratite
Intolleranza al calore
Sudorazione paradossa indotta dal freddo
Approccio diagnostico Diagnosi molecolare Analisi del gene CRLF1
Analisi del gene CLCF1
Whole exome sequencing (WES)
Trasmissione autosomica recessiva
25% 25% 50%
Approccio diagnostico Studio pilota per valutare la fattibilità di uno screening genetico in Sardegna Presupposti: Alta omogeneità allelica (c.226 T>G; c.676_677dupA)
Numero dei pazienti sottostimato?
Obiettivi: Stima delle frequenze alleliche Incidenza della CS/CISS1 in Sardegna
Approccio diagnostico Risultati: Portatori 1.4% (1:71)
Incidenza/anno 1:20700
Considerato che in Sardegna nascono circa 15000 nati, il numero
dei pazienti osservato è in linea con quanto atteso.
Tali numeri non giustificano l’estensione dello screening a tutta la popolazione Sarda:
1:25 per la fibrosi cistica 1:11 per la beta talassemia
Approccio diagnostico Diagnosi molecolare in casi familiari Test portatori (ricerca mutazione familiare)
Diagnosi prenatale per gravidanze a rischio malattia
Strategie terapeutiche
Non esiste una terapia specifica risolutiva, ma è possibile intervenire
su alcuni sintomi, quando ciò è possibile, con l’obiettivo di:
migliorare la qualità di vita dei pazienti
alleviare fatica e disagio
promuovere un accrescimento e uno sviluppo normale
mantenere le attività di gioco e di studio
minimizzare l’impatto della malattia sulla famiglia.
Sudorazione paradossa indotta dal freddo
Insorgenza:
> 3 anni
< 22°C
l’elevata umidità relativa
l’ansia, l’agitazione, l’emozione
il ciclo mestruale
l’ingestione di alcuni cibi, in particolare il cioccolato
Le ghiandole sudoripare hanno un’innervazione particolare. Prima della nascita hanno un’innervazione simpatica adrenergica che subito dopo la nascita diventa colinergica attraverso un segnale solubile retrogrado prodotto dagli stessi organi bersaglio.
CRLF1/CLCF1???
Patogenesi molecolare
CRLF1 e CLCF1 sono citochine solubili espresse nelle ghiandole sudoripare ed il loro complesso è uno dei candidati più probabili come fattore di differenziazione colinergico delle ghiandole sudoripare. Innervazione simpatica colinergica: Ghiandole sudoripare
Periosteo
Arteriole della muscolatura scheletrica
Patogenesi molecolare
Nei soggetti con CS la mutazione del CRLF1 determina la mancanza di questo switch fenotipico. Biopsie cutanee delle zone di iperidrosi effettuate in un individuo con CS/CISS1 hanno mostrato la presenza di ghiandole sudoripare mancanti di innervazione colinergica e ricche di quella adrenergica, confermando così in vivo l’evidenza di un fallito switch adrenergico-colinergico. Questo spiegherebbe sia sudorazione inversa che le deformità ossee e i sintomi muscolari, e l'elevata variabilità nella presentazione clinica a diversi le fasi della vita, visto che neuroni simpatici colinergici innervano anche il periostio, il tessuto connettivo che riveste l'osso, e la parete vascolare del muscolo scheletrico.
La sudorazione paradossa è caratterizzata da un eccesso di noradrenalina in circolo. Terapia farmacologica: clonidina o moxonidina. Agonista dei recettori alfa-2 adrenergici a livello centrale, e inibisce il rilascio di catecolamine a livello periferico.
Modelli murini di inattivazione condizionale del gene Crlf1 Topi Knock-out per il gene Crlf1 sono stati descritti nel 1999 ma muoiono alla nascita per impossibilità di suzione. Pertanto stiamo lavorando alla creazione di un topo KO condizionale per il gene Crlf1. Ciò ci permetterebbe di investigare il meccanismo fisiopatologico alla base della deficienza di Crlf1, in particolare quello legato al processo di termoregolazione e di testare farmaci in grado di risolvere il problema.
Correlazione genotipo/fenotipo Si è tentato di definire una possibile correlazione genotipo/fenotipo in base alle caratteristiche biochimiche della proteina CRLF1, (in particolare il livello di secrezione) effettuando un’analisi funzionale delle forme mutate. Una mancata o parziale secrezione conduce sempre a un fenotipo grave, mentre il fenotipo dei pazienti con secrezione completa è più lieve. Al momento tuttavia non è ancora possibile stabilire una precisa correlazione genotipo/fenotipo in quanto pazienti con stessa mutazione nel gene CRLF1 mostrano fenotipi molto diversi fra loro e decorsi clinici di varia gravità.
Conclusioni
Tante sfide sono state già vinte:
la scoperta del gene CRLF1
lo messa a punto di un test molecolare per analizzare il gene CRLF1
lo screening prenatale nei casi familiari di CS
il tentativo di identificare una correlazione genotipo-fenotipo
la sperimentazione off label con moxonidina
Conclusioni Tante ancora quelle da affrontare:
la comprensione dei meccanismi eziopatogenetici alla base della sindrome
lo studio di nuovi farmaci nei pazienti non responders alla moxonidina
l’individuazione di una terapia efficace e sicura per prevenire le crisi di
ipertermia
la scoperta di nuovi geni e vie biologiche coinvolte nella patogenesi.