Spigolature Genetica Clinica/Umana Dicembre 2014

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

DA NON PERDERE

Principled compassion. Nature Medicine 2014;12:1355. Cure compassionevoli sì, ma con regole. Le persone gravemente ammalate non sono in grado di partecipare a sperimentazioni cliniche con farmaci che potrebbero salvare o migliorare la loro vita. Cinque stati americani, su pressione dell’opinione pubblica, hanno approvato leggi chiamate ‘right to try’. Peccato che sono mal formulate (suona familiare vero? Ndr) perchè invece di rendere più facile l’accesso alla sperimentazione lo complicano compromettendo addirittura il sistema delle sperimentazioni cliniche. Una prima comprensibile difficoltà, visto che secondo la legge la compagnia che vuole sperimentare un farmaco deve essere consenziente, è che inserire pz gravi non selezionati potrebbe compromettere i risultati e l’efficacia della sperimentazione (es. eventi avversi), o assorbire troppe risorse. E se la compagnia rifiuta, come successo, i loro manager sono bersagli di insulti e minacce.

Le leggi ora approvate (Arizona) tolgono la supervisione della FDA e consentono la cura compassionevole per trial che hanno superato la fase 1 (volontario sano, farmacologia clinica e tollerabilità). Però togliendo la supervisione FDA si semplifica la procedura ma si mette a rischio il pz e si altera la procedura sperimentale (es. potrebbe nella randomizzazione entrare nel gruppo placebo invece di entrare nel gruppo di chi riceve il farmaco).

Bisogna fare di più e la nota propone ad es. incentivare le compagnie farmaceutiche a produrre una maggior quantità di farmaco, proteggerle dalle conseguenze negative degli effetti avversi nelle cure compassionevoli, trasparenza nelle loro decisioni magari aiutandole con l’istituzione di una commissione nella valutazione dell’opportunità o meno di trattare con il farmaco in sperimentazione un pz grave.

Il parere dell’estensore di questa nota è dell’idea di reintrodurre la supervisione della FDA e non lasciare sole le compagnie in questa difficile decisione, difendendo il principio generale delle sperimentazioni cliniche “that safe and effective drugs get to as many people as possible as quickly as possible”.

The Disease of the Little Paper. NEJM 2014;371:2251. Con un incredibile senso dell’umorismo e con molta umanità questo medico descrive una situazione da taluni ritenuta imbarazzante (come se il medico interpellato fosse sotto esame): il pz che va dal medico mostrandogli una lista di segni clinici che ha

(http://medical-dictionary.thefreedictionary.com/La+Maladie+du+Petit+Papier). Ogni clinico dovrebbe leggere questa Perspective, per imparare a reagire adeguatamente e non pensare che il pz sia un malato mentale o immaginario: “Those little pieces of paper are declarations: I’m human, and my suffering is real”.

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

Drugs that made headlines in 2014. Nature Medicine 2014;20:1370. Luce verde: molti antitumorali, infettive, fibrosi polmonare, Crohn e altre. Luce gialla: Alzheimer, m. Duchenne, Insulina per inalazione, Cancro ovarico da BRCA1. Luce rossa: X Fragile (antagonisti mGluR5), Aterosclerosi, Malattia polmonare ostruttiva cronica (Statine).

Acute compartment syndrome secondary to rhabdomyolysis in a sickle cell trait patient. Lancet 2014;348:2172. Sindrome compartimentale tibiale acuta in marine afro-americano che faceva allenamento base che ha richiesto fasciotomia. All’arruolamente gli era stata diagnosticato lo stato di eterozigosi della mutazione dell’anemia a cellule falciformi  (NB: l’8-10% degli afro-americani sono Hz per la falcemia). Questa condizione genetica favorisce in ambiente caldo e sotto considerevole sforzo fisico l’emoconcentrazione con conseguente rabdomiolisi. La sindrome compartimentale è dovuta ad un aumento di pressione all’interno di un compartimento muscolare, con diminuzione del flusso sanguigno, per compressione diretta dei vasi, che causa diminuzione di ossigeno che arriva alle cellule nervose e muscolari. I medici del PS devono conoscere questa complicazione perché la diagnosi tempestiva salva l’arto e la vita. Questo vale anche per i nostri PS.

Ventricular septal defect. Orphanet Journal of Rare Diseases 2014; 9:144 doi:10.1186. Una proposta di classificazione di “holes within ventricles”. Citate le varie classificazioni e poi una revisione clinica, diagnostica, terapeutica di queste frequenti malformazioni cardiache.

A Quest — Halting the Progression of Autosomal Dominant Polycystic Kidney Disease. NEJM 2014;371:2329. Editoriale di due articoli sullo stesso fascicolo (Blood Pressure in Early Autosomal Dominant Polycystic Kidney Disease. Pg. 2355 e Angiotensin Blockade in Late Autosomal

Dominant Polycystic Kidney Disease. Pg. 2267) relativi alle procedure da adottare per prevenire o bloccarne la progressione di un’importante complicazione come l’ipertensione arteriosa della ADPKD a precoce e a tardiva insorgenza. L’ipertensione in questi pz è associata ad un incremento di volume dei reni, all’attivazione del sistema renina-angiotensina-aldosterone (RAAS) e alla progressione della patologia renale, quindi il controllo dell’ipertensione ha un importante ruolo nella cura di questa patologia. Per evitare la retroazione (feedback) compensatoria che incrementa la produzione di angiotensina II si riteneva che il blocco di RAAS richieda il ricorso a più farmaci. Due ampie sperimentazioni cliniche randomizzate con due gruppi di pz di diversa età (15-49 anni e 18-64) con un ACE-inibitore e placebo o ACE-inibitore e un farmaco che blocca il recettore dell’angiotensina II, con obiettivo primario del controllo dell’incremento di volume renale. Nessuna differenza. Ma suddividendo il campione in coloro con stretto controllo della pressione arteriosa (95/60-110/75 mmHg) e con PA standard (120/70-130/80) si è osservato nel sottogruppo con bassa PA rispetto a coloro con PA standard un rallentamento di dimensione renale, minor albuminuria, minor indice della massa ventricolare (outcome secondari del trial), mentre la stima della riduzione di GFR nei due gruppi è simile. Quindi il ricorso a due farmaci non cambia la progressione, quello che fa la differenza è il buon controllo nelle fasi iniziali della malattia della pressione arteriosa con ACE-inibitori.

Disorders of Fluids and Electrolytes. Lactic Acidosis. NEJM 2014;371:2309. Eccellente review sull’acidosi lattica con accumulo di isomero ottico l-lattato che è la forma clinica più comune di acidosi lattica. Aspetti fisiopatologici, diagnosi e trattamento.

Ambitious children’s study meets disappointing end. Science 2014;346:1441. Alla fine degli anni ’90 si è cercato di studiare le complesse interazioni che agiscono nello sviluppo dei bambini seguendo 100.000 bambini dall’epoca prenatale ai 21 anni (National Children’s Study)(NCS), ma ora dopo 14 anni e dopo avere speso 1.2 miliardi $ NHI ha deciso di sospendere i finanziamenti e dirottare gli ulteriori 165 milioni ad altre ricerche correlate. Il progetto molto ambizioso voleva raccogliere materiale biologico e confrontarli con gli eventi ambientali, come l’esposizione a sostanze chimiche e l’influenza di fattori psicologici. Il Direttore del NHI, Francis Collins (che deve avere avuto antenati italiani, ndr), spiega così l’interruzione dei finanziamenti “This is not killing the study. It is discontinuing a study in the form that had been previously contemplated. But it is opening up a much broader array of scientific horizons to try to accomplish those goals, which we all strongly agree are worthwhile”.

Mediterranean diet and telomere length in Nurses’ Health Study: population based cohort study. BMJ 2014;349;g6674. Ricerca per verificare se vi sia una relazione tra aderenza ad una dieta mediterranea e lunghezza dei telomeri, un biomarcatore dell’invecchiamento. Si è ricorsi allo studio prospettico Nurses’ Health Study di 4.776 femmine sane alle quali è stato prelevato un campione di sangue (rtq-PCR per la lunghezza dei telomeri) e somministrato un questionario sulla dieta. Come atteso, c’è una significativa associazione positiva tra aderenza alla dieta mediterranea e lunghezza dei telomeri.

Vedi anche l’Editoriale Mediterranean diet and telomere length. BMJ 2014;349:g6843 che rileva differenze etniche di lunghezza dei telomeri, quindi ci sono anche fattori genetici ed altro oltre alla dieta.

Italy’s gynaecologists demand government action to protect women’s abortion rights. BMJ 2014;349:g7505. I ginecologi italiani sono fortemente preoccupati dalla previsione che nei prossimi 10 anni si ridurrà per pensionamento il numero dei ginecologi a favore dell’aborto e crescerà considerevolmente la proporzione degli obiettori. I risultati di una ricerca della Libera Associazione Italiana Ginecologi (http://www.laiga.it/) dicono che  già i dati attuali sono preoccupanti: in Lazio gli obiettori sono il 93.3% e solo nel 52% degli ospedali pubblici viene praticato l’aborto secondo la legge vigente (lo scorso 17 Novembre il policlinico Umberto I ha cessato tale attività). In Campania il 33% e nella provincia di BZ meno di un quarto. Alcuni associati Laiga sostengono che “We have to do something. These women are being abandoned. They often don’t know what to do or where to go”.

Acute painless hepatitis in pregnancy—a cause for concern? BMJ 2014;349:g7686.  Endgame: Donna di 26a in 19^ags che è stata inviata in PS per ittero insorto improvvisamente non accompagnato da dolori con una storia di un mese di letargia e palpitazioni e febbre da 3gg. Un figlio precedente con gravidanza complicata da eclampsia. Non ha viaggiato, lavora come commessa in farmacia. Dai primi esami risulta un’ipertransaminasemia (ALT 1.779 U/L con vn 0-41), iperbilirubinemia tot (65μmol/L con vn 0-21) e protrombina inizialmente normale ma poi aumentata. E con incremento ulteriore delle transaminasi subito dopo il ricovero.

C’è da preoccuparsi? Sì, perchè in DD ci sono condizioni pericolose per la gravida e per il feto.

Le domande: What are the viral causes of hepatitis in pregnancy and which are of greatest concern?

2. What are the tests for acute viral hepatitis?

3. How might this patient have acquired this condition?

4. What infection control measures should be taken?

5. How would you manage this patient?

Qual è stato il Patient outcome?

IMMAGINES IN CLINICAL MEDICINE

Enteroenteric Intussusception. NEJM 2014;371:2217. Immagini della invaginazione intestinale alla TC addominale e al tavolo operatorio. Non avevo mai visto immagini così efficaci.

A 3 month old boy with vomiting, intermittent crying, and lethargy. BMJ 2014;349:g7723. B. di 3 mesi con anamnesi negativa che improvvisamente ha incominciato ad avere episodi intermittenti di pianto inconsolabile e ogni tanto piegava le gambe sull’addome il tutto accompagnato da due vomiti. Il sospetto diagnostico è praticamente uno solo basandosi sulla probabilità a priori: età, pianto chiaramente da dolore intermittente a localizzazione addominale. Diagnosi ecografica che per quella patologia ha una sensibilità del 98% e una specifictà del 97%.

Esophageal Duplication Cyst. NEJM 2014;371:e36. Maschio di 23 anni con difficoltà di deglutizione di cibi solidi e vomito da 3 settimane. Immagini di una cisti da duplicazione esofagea (23 anni! Ndr).

Muscular Dystrophy. NEJM 2014;371:e35. Due video presentati nel Settembre 1910 che mostrano un b. con pseudoipertrofia dei polpacci che suggerisce la diagnosi di DM Duchenne con debolezza dei muscoli del tronco e pelvici che motivano l’andatura anserina. Il secondo bambino che dalla posizione supina (o prona?) usa le braccia per spingersi sulle ginocchia e cosce (segno Gower).

Cervical Aortic Arch. NEJM 2014;371;e38. Arco aortico cervicale in donna di 23 anni, sospettato all’ascoltazione di soffio e pulsazione cervicale.

EPIGENETICA

Paternal Diet Defines Offspring Chromatin State and Intergenerational Obesity. Cell 2014;15):1352. Una breve dieta con alto contenuto di zucchero determina nei maschi di Drosofila una riprogammazione metabolica intergenerazionale con adiposità con il coinvolgimento di due network genetici che controllano lo stato cromatinico. Il breve intervento (24 – 48 ore) sulla dieta paterna modifica quindi il fenotipo della prima generazione (obesità) tramite la linea germinale paterna con una riprogrammazione genica che permane per tutta la vita. Un simile sistema può regolare la suscettibilità e la variazione fenotipica anche nel topo e nell’uomo.

TERATOLOGIA

Drug labelling and pregnancy. Lancet 2014;384:2084. Il consumo di farmaci in gravidanza, potenzialmente dannosi per il feto, è considerevole; si stima infatti che in USA più di 6 milioni di gravide ogni anno assumono 3-5 farmaci. La FDA nel 1979 ha classificato i farmaci in classi da A (nessun rischio da studi nell’uomo e negli animali) a D (rischio accertato da studi nell’uomo ma con potenziali benefici per il suo uso in gravidanza) e con categoria X per farmaci da non usare in gravidanza. Il 30 Maggio del 2015 sarà disponibile una nuova classificazione dei farmaci assunti in gravidanza per ovviare ad alcune difficoltà interpretative per le categorie intermedie (C: non si può escludere che ci sia rischio per la gravidanza). La nuova versione conterrà 3 sottosezioni: Gravidanza, Allattamento, Potenziale effetto sulla riproduzione, con la precisazione dei dati su cui poggiano le raccomandazioni. Quindi maggior chiarezza e trasparenza.

Child of mother who drank excessively was not victim of crime, court rules. BMJ 2014;349:7529. Come atteso, la madre, anche se avvisata che l’assunzione di smodate quantità di alcool in gravidanza possono danneggiare suo figlio, come poi è avvenuta, non è stata considerata colpevole di crimine nei confronti del figlio stesso (vedi Spigolature Novembre 2014, Court to decide whether mother committed crime against child with fetal alcohol disorder. BMJ 2014;349g6705).

GPs are told to warn parents that co-sleeping can increase risk of sudden infant death syndrome. BMJ 2014;349:g7422. Non si sa perchè ci sia maggior rischio di SIDS se i bambini piccoli dormono nello stesso letto del genitore. E’ un dato epidemiologico soprattutto se si dorme insieme sul divano o su una sedia. E’ meglio quindi che i bambini piccoli dormano, supini, in un lettino a parte.

ZIBALDONE

Male circumcision in Denmark. Lancet 6 December 2014. Il parlamento danese sta dibattendo se introdurre più stretti controlli sulla circoncisione, praticata ogni anno in 2.000-3.000 maschi. Da un sondaggio di opinione su 1.000 persone risulta che il 72% è del parere di eliminare tale pratica. Ma le autorità sanitarie sostengono che non c’è evidenza che la circoncisione costituisca un pericolo per la salute tale da motivarne il bando (vedi Spigolature Settembre 2012. Safeguarding male circumcision. Lancet 2012;380:860).

The molecular bases of the suicidal brain. Nature Reviews Neuroscience 2014;15:802. Il suicidio è la seconda causa di morte dei giovani, che può essere evitato con cure appropriate. Ma i pregiudizi che lo circondano e la stigmatizzazione che se fa rendono difficile, per chi ha intenzioni suicide, fare conoscere le proprie intenzioni e chiedere aiuto. Esiste un’ampia variabilità nell’ambito delle categorie di coloro che hanno comportamento suicida, come volontà di farsi del male, la gravità e l’associazione con patologia psichiatrica. Quest’ultima categoria è quella più rappresentata (90%) tra coloro che poi lo compiono realmente, con patologie come la grave depressione, la schizofrenia, le dipendenze da droghe e i disordini di personalità.

Tale ampia variabilità probabilmente riflette l’eterogeneità eziologica e la componente psicopatologica; ad es. il carattere impulsivo ed aggressivo è correlato fortemente con il suicidio dei giovani.

Secondo il modello accettato del rischio di suicidio esiste una interazione tra fattori di rischio che agiscono a distanza dall’evento, che ne conferiscono una predisposizione, e fattori scatenanti il suicidio.

In questa Review vengono descritte le relazioni tra i vari fattori predisponenti e precipitanti con riguardo agli eventi molecolari predisponenti, come la predisposizione familiare e genetica e le avversità incontrate nella prima parte delle vita (epigenetica), agli eventi che mediano l’idea di suicidio e a quelli che precipitano la crisi suicida, legati ad alterazioni dei sistemi principali dei neurotrasmettitori, infiammatorie e disfunzione gliale cerebrale.

News Feature: Animals that self-medicate. PNAS 2014;111:17339. Molte specie animali si sono fatta la loro farmacia con ingredienti che si trovano comunemente in natura (zoo-farmacognosia). Chi ha avuto un cane l’ha visto mangiare l’erba per stimolarsi il vomito ed eliminare la causa del disturbo gastrico (es. parassita o qualcosa che lo disturba). Ma molti studi sull’automedicazione degli animali derivano dalle grandi scimmie che mangiano foglie intere senza masticarle e quindi senza digerirle. Ancora, per liberarsi dai parassiti intestinali. E come i passeri che raccolgono mozziconi di sigaretta che poi mettono nei loro nidi per combattere gli acari che si annidano e provocano loro delle malattie (vedi Spigolature Dic 2012)( Urban ecology. Cigarette butts repel nest pests (go.nature.com/ygjvtn). O le farfalle monarca che depongono le loro uova su una pianta, milkweed, con effetto antiparassitario. Secondo alcuni per selezione naturale, “the behavior is in the genes”. Venendo a noi molta medicina dei paesi sottosviluppati viene dall’osservazione degli animali che si curano da soli. La polvere di milkweed ha effetti antiparassitari e contiene una sostanza, il cardenolide, che si usa per lenitivo del dolore e contro l’asma.

Mothers know best. PNAS 2014;111:18106. Commento di un lavoro sullo stesso fascicolo (Early social exposure in wild chimpanzees: Mothers with sons are more gregarious than mothers with daughters. Pg. 18189) sulle precoci esperienze sociali che sono importanti per sviluppare appropriati comportamenti specie-specifici in età adulta. I maschi adulti di scimpanzè africano hanno un comportamento più gregario e maggiormente aggressivo rispetto alle femmine, per la competizione per la posizione dominante che consente un maggior accesso alle femmine in calore, cooperano anche per la difesa della comunità, la caccia e con relazione maschio-maschio che può durare anni.

Sono stati seguiti scimpanzè  selvatici in Tanzania e classificati in base ai comportamenti materni per verificare il perché di queste differenze comportamentali degli adulti maschio e femmina. L’osservazione ha portato a concludere che il comportamento delle madri con figli maschi di età sino ai 6 mesi è diverso da quelle con figli femmine. Le madri con figli maschi spendono più tempo e in gruppi di animali più numerosi ed eterogenei, anche al di fuori dei membri più vicini della famiglia, rispetto a quelle con figlie femmine. I maschi degli scimpanzè, si conclude, imparano da piccoli guardando come si comportano le loro madri e acquisiscono comportamenti che caratterizzano le differenze comportamenti quando saranno adulti.

Ancora sulle modificazioni genetiche dell’addomesticamento, questa volta dei cavalli.

Prehistoric genomes reveal the genetic foundation and cost of horse domestication, PNAS 2014;111:E5661.

Qual’è il costo dell’addomesticamento del cavallo? Sinora è stato difficile valutare la componente genetica dell’addomesticamento perché il cavallo non ha altre specie vicine per il confronto. Nel lavoro è stato quindi sequenziato il genoma ottenuto da campioni di cavalli di 43.000 - 16.000 anni fa (ben prima dell’addomesticamento del cavallo che data a 5.500 anni fa) con 5 razze domestiche e con un cavallo originario delle steppe della Mongolia, Przewalski, che si considerava estinto e che è l'ultima razza vivente di cavallo selvatico. Nel confronto ci sono più somiglianze tra il cavallo preistorico e il cavallo attuale addomesticato rispetto al selvatico, fatto che suggerisce che le razze addomesticate derivano da questi lontani antenati. I geni favoriti dall’addomesticameno riguardano lo sviluppo muscolare, degli arti, delle articolazioni, del sistema cardiaco. Un secondo gruppo di geni riguardano le funzioni cognitive, il comportamento sociale, la risposta alla paura, la docilità. In più il genoma dei cavalli di oggi ha un gran numero di mutazioni deleterie che sono il costo degli incroci di cavalli geneticamente simili (inbreeding) praticati per l’addomesticamento per avere un cavallo più utile per l’uomo.

You are not just what, but when you eat. Science 2014;347:39. Commento dell’articolo Time-Restricted Feeding Is a Preventative and Therapeutic Intervention against Diverse Nutritional Challenges. Cell Metabolsim 2014;30;991 in cui si sottolinea come “tu non sei quello che mangi, ma quando mangi”. Infatti limitando l’acquisizione del cibo in uno spazio temporale di 8 ore i topi sono protetti dall’obesità e dalle malattie metaboliche legate ad una dieta ricca di grassi. Verificando l’effetto sull’obesità e malattie metaboliche di periodi di assunzione di cibo più consono allo stile di vita attuale delle persone gli AA trovano che l’effetto protettivo delle 12 ore di digiuno determina alterazioni dell’espressione genica che continuano ad essere presenti anche nei weekend quando i topi avevano la possibilità di accedere al cibo.

Smoking is associated with mosaic loss of chromosome Y. Science 2014;347:81. Sappiamo l’effetto del fumo sulla probabilità di sviluppare un cancro polmonare e che la perdita dell’Y nelle cellule ematiche è associato ad un maggior rischio di sviluppare tumori non ematologici (Mosaic loss of chromosome Y in peripheral blood is associated with shorter survival and higher risk of cancer. Nature Genetics 2014;46:624)(vedi selezione Articoli Giugno 2014). Ora da questo studio risulta che i maschi fumatori hanno, rispetto ai non fumatori, una più alta probabilità (3 volte) di perdere il cromosoma Y nelle cellule ematiche (valgono le conclusioni del lavoro su Nat Genet: se confermato questo sottolinea che il cromosoma Y non è solo il cromosoma della determinazione del sesso e potrebbe spiegare la maggiore morbilità per tumori dei maschi. In più potrebbe essere usato come marcatore della carcinogenesi, sempre maschile (ma allora ricorrendo a una FISH su linfociti non stimolati, veloce e costa molto meno, ndr).

Articoli Genetica Clinica/Umana Dicembre 2014. R. Tenconi

Scelta di articoli di Genetica Clinica/Umana pubblicati in Dicembre 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

ERKquake in Noonan syndrome: one step closer to personalized medicine. Nature Biotechnology 2014;17:1627. Commento dell’articolo Mechanism and treatment for learning and memory deficits in mouse models of Noonan syndrome (Pg. 1736) sulla prova di concetto che la correzione del sistema di segnale durante la vita adulta nel modello murino di s. Noonan normalizza il fenotipo cellulare e cognitivo. Il 30-50% delle persone con s. Noonan (prevalenza 1:1.000-2.500) ha deficit cognitivo di cui non si conoscono le basi biologiche. Topi knock-in con una di due mutazioni note di Ptpn11 (N308D  e D61G)(l’ultima causa un fenotipo più grave) hanno alterazioni persistenti sinaptiche a livello ippocampale e deficit di memoria di lungo termine, fenotipo simile a quello presente nei pz con s. Noonan. Sono stati trattati con inibitori di MEK o con un farmaco, già approvato dalla FDA (Lovastatina! Ricorrono i farmaci già in uso che potrebbero avere più funzioni terapeutiche, Ndr), che blocca il segnale Ras-Erk. Questo è in accordo con quanto già pubblicato dell’efficacia sulla memoria a lungo termine con la normalizzazione del segnale Ras-Erk nei topi con mutazione del gene della Neurofibromatosi (un’altra RASopatia)(ma purtroppo nella NF1 la sperimentazione clinica nell’uomo non ha dato risultati così incoraggianti: Lancet Neurology 2013;12:1076. Ndr)(ma potrebbe essere utile provare nella s. Noonan, ndr)(vedi sotto).

Comparison of the transcriptional landscapes between human and mouse tissues. PNAS 2014;111:17224. Studiato in vari tessuti del topo e dell’uomo il trascrittoma e l’epigenoma. Sono maggiori le differenze uomo-topo rispetto alle uguaglianze, con differenze significative di espressione sia dei geni non codificanti che di quelli conservati codificanti proteine. Questo spiega le differenze fisiologiche e di risposta ad eventi delle due specie (come ad es. l’insuccesso terapeutico per le difficoltà di apprendimento nella NF1 con le statine, mentre funzionano nel modello murino).

Personal genome service launches in UK. BMJ 2014;349:g7435. La compagnia 23andMe ha lanciato in UK un servizio di Personal genetic testing diretto al consumatore nonostante le restrizioni poste dalla FDA per iniziative simili in USA: in pratica spedisce al richiedente un kit per la raccolta di DNA da saliva ed al costo di € 158 fornisce una risposta che riguarda più di 100 malattie o caratteri che vanno dall’Alzheimer alla calvizie, passando per la FC, anomalie coagulative e la risposta a farmaci.

Ovvie le obiezioni dei genetisti inglesi: in UK abbiamo eccellenti laboratori di genetica che possono offrire un servizio su indicazione e soprattutto evitando i prevedibili e pericolosi fraintendimenti di una offerta diretta al consumatore. Altri saggiamente ammettono che, sbagliata o giusta che sia questa iniziativa, ormai è operativa. Lo stato deve invece vigilare che le compagnie private assicurino risultati scientificamente accurati e non allarmistici. Questo serve anche per diffondere al pubblico le potenzialità della genetica

(aspettiamo anche da noi un’iniziativa simile o ci sbrighiamo a far funzionare la diagnostica assistenziale NGS su base regionale non facendo finta di farla e con tempi certi e non di 18 mesi o più? Ndr).

First 11 genomic medicine centres are named by NHS England. BMJ 2014;349:g7787. Dal Febbraio 2015 in UK 11 centri di Medicina Genomica recluteranno pz con cancro (mammella, colon, prostata, ovaio, polmone, leucemia) o una malattia rara (110 diverse condizioni) per un’analisi di NGS secondo il progetto 100.000 Genomes Project (vedi Genome project aims to transform treatment of cancer and rare diseases. BMJ 2014;349:g49729)(selezione articoli Luglio 2014), questo per facilitare la ricerca, la diagnosi (ad es. la stima per le m. rare è di arrivare al successo diagnostico in oltre il 60% dei casi) e lo sviluppo di nuove terapie come ad es. per ridurre gli effetti collaterali della chemioterapia. Alcune persone reclutate godranno immediatamente dei benefici della ricerca, altre forniranno dati utili per l’intera popolazione. Interessante anche il fatto che questo potrebbe essere una prima verifica se sia indicato sequenziare il genoma dell’intera popolazione inglese. Con giustificato orgoglio si dice: “We wanted Britain to lead by being the first nation on earth to sequence the whole genome of patients at scale and to combine it with the clinical data that we have at the heart of the NHS”.

I ricercatori ne trarranno beneficio per il libero accesso ai dati resi anonimi: “It’s like a reading library: you come and read the data, you don’t take individual data away, so it has got the maximum levels of security that we currently apply”.

Programme for genetic diagnosis of rare diseases proves feasible for routine clinical practice. BMJ 2014;349:g7781. Commento di un lavoro in press su Lancet (Genetic diagnosis of developmental disorders in the DDD study: a scalable analysis of genome-wide research data) che riporta la resa diagnostica di array e WES in 1.133 bambini con malattie dello sviluppo per i quali le precedenti indagini cliniche e genetiche non avevano portato alla diagnosi. Il punto di partenza è quello della necessità di condivisione delle metodologie e dei risultati delle nuove analisi genetiche tra chi fa ricerca e chi fa diagnostica. L’ampia popolazione studiata riguarda un network di oltre 180 clinici dei 24 servizi regionali di genetica UK (progetto Deciphering Developmental Disorders: DDD)(una bella iniziativa che potrebbe essere adottata anche da noi, ma ho qualche dubbio che possa concretizzarsi coinvolgendo tutti coloro che da tempo applicano sul serio e non a parole NGS per la diagnostica, ndr). Interessanti i risultati: considerando solo le varianti de novo o quelle segreganti in geni noti per le patologie dello sviluppo la resa diagnostica è stata del 27%, minimizzando i risultati inattesi. Nelle famiglie con genitori normali il ricorso a WES del trio, rispetto al test fatto solo al bambino, ha ridotto di 10 volte il numero di varianti potenzialmente causative per le quali vi era la necessità di una rivalutazione clinica. Buona parte delle varianti considerate causative di geni noti non sono riportate come tali nei database di varianti note come causa di malattia.

Lo studio continuerà a reclutare famiglie per raggiungere i 12.000 casi entro l’Aprile 2015, con la speranza di aumentare la resa diagnostica e con l’intento di raccogliere i  dati clinici rilevanti e preparare un database gene-fenotipo per sviluppare un software aggiornato di supporto alla decisione clinica.

MALATTIE NEUROLOGICHE/NEURODEGENERATIVE

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MS patients are in sustained remission after stem cell transplantation, small study finds. BMJ 2014;349:7832. Commento di un articolo e del relativo editoriale sul successo del trapianto di proprie cellule staminali ematopoietiche in un piccolo numero di pz con Sclerosi Multipla, con remissione mantenuta per 3 anni (High dose immunosuppressive therapy and autologous hematopoietic cell transplantation for relapsing remitting multiple sclerosis (HALT-MS): a 3 year interim report. JAMA Neurol on line 29 December 2014 e Moving targets for hematopoietic stem cell transplantation for multiple sclerosis. JAMA Neurol on line 29 December 2014). Reclutati in questa sperimentazione 25 pz con MS remittente (relapsing-remitting) con ricadute e perdita di alcune funzioni neurologiche nei 18 mesi prima della sperimentazione. L’idea dei ricercatori era quella di controllare i processi infiammatori. Quindi inizialmente alte dosi di terapia immunosoppressiva seguite da trapianto di cellule ematopoietiche autologhe per annullare le cellule immunitarie causa della sintomatologia e normalizzare il sistema immunitario. Risultati dopo 3 anni dal trattamento: nessuna ricaduta o perdita di funzione neurologica nel 78.4% (IC 90% 60.1-89.0%) dei pz e non progressione di malattia nel 90.9% (73.7-97.1%) dei pz, che hanno avuto un miglioramento della disabilità neurologica, della qualità di vita e delle capacità funzionali.

Risultati migliori rispetto a quelli ottenuti con la terapia con un anticorpo monoclonale (Natalizumab)(37% dei pz in remissione clinica a due anni). Gli AA concludono: prima di concludere sui risultati aspettiamo la conclusine del progetto prevista al 5° anno.

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Mitochondrial serine protease HTRA2 p.G399S in a kindred with essential tremor and Parkinson disease. PNAS 2014;111:18285. Il Tremore essenziale è il più frequente tra i disordini dei movimenti (prevalenza 0.9% della popolazione, 4% della popolazione anziana). E’ caratterizzato da tremori posturali o cinetici degli arti superiori, talora anche degli inferiori, del capo e della voce. Il tremore essenziale familiare è geneticamente eterogeneo ([ETM1, MIM #100300, gene DRD3; ETM2, %602134 in 2p22-24; ETM3 %611456 in 6p23; ETM4 #614782, gene FUS). Alcuni pz con Tremore essenziale sviluppa poi i segni del Parkinson. In questo lavoro è stata studiata con analisi esomica (WES) una famiglia turca di 6 generazioni con più affetti da Tremore essenziale e con alcuni in cui il tremore è parte del quadro clinico più complesso diagnosticabile come della m. Parkinson. Identificata una rara mutazione missenso del gene HTRA22 considerata causa della sintomatologia neurologica; gli eterozigoti hanno solo tremore essenziale mentre gli omozigoti hanno un fenotipo più grave (tremore sia posturale che cinetico) e più precoce. Il gene HTRA22, che codifica una serin proteasi mitocondriale, è considerato un gene di suscettibilità dal Parkinson (PARK13, MIM #610297). La stessa mutazione inattivante nel topo causa perdita di attività proteasica con atassia, movimenti ripetitivi e acinesia e il KO del gene, sempre nel topo, dà un fenotipo parkinsoniano con perdita di neuroni nello striato. Conclusione: l’eterozigosi di HTRA22 causa il Tremore essenziale, l’omozigosi la m. Parkinson (lineare vero? Ndr).

A rare mutation in UNC5C predisposes to late-onset Alzheimer’s disease and increases neuronal cell death. Nature Medicine 2014;20:1452. Esemplare l’approccio diagnostico per trovare il gene malattia in un’ampia famiglia con Alzheimer (8 affetti e 15 non affetti) ad insorgenza tardiva (58 - 85 anni) negativa ai geni dell’Alzheimer precoce: linkage, WGS con selezione delle 5 regioni segreganti, WES per il filtraggio delle varianti in due pz distanti come parentela; selezionate 4 varianti, 2 missenso, 1 sinonima e 2 della regione non tradotta al 3’. Scelta una delle due missenso del gene UNC5C, che è espresso nei neuroni fetali (contribuisce alla guida assonica) e dell’adulto (soprattutto nell’ippocampo) la cui proteina contiene un “death domain”  che influenza il sistema si segnale apoptotico. In un campione di 863 pz di famiglie con componenti con Alzheimer anche tardivo l’analisi mutazionale di questo ha individuato 4 pz non correlati con la stessa mutazione, che risiede in un dominio altamente conservato; in qualche persona delle loro famiglie la mutazione non è associata a malattia. In una ricerca di questa missenso in uno studio caso (Alzheimer tardivo)-controllo si è documentata significativamente la presenza della missenso nel gruppo degli affetti. Questa mutazione in vitro (linee cellulari umane e di roditore) favorisce la morte cellulare e linee cellulari che la esprimono sono più suscettibili alla morte cellulare se esposte a stimoli neurotossici (β amiloide, glutammato, staurosporine). L’espressione prevalente del gene nell’ippocampo e la suscettibilità di morte cellulare spiegano bene perché questa mutazione costituisca un rischio di Alzheimer.

MicroRNA-124 modulates social behavior in frontotemporal dementia. Nature Medicine 2014;20:1381. Commento di un articolo (Alterations in microRNA-124 and AMPA receptors contribute to social behavioral deficits in frontotemporal dementia. Pg. 1444) sulla Demenza Temporo-frontale, la seconda per frequenza malattia neurogenenerativa (dopo l’Alzheimer) con degenerazione e disfunzione dei network neuronali dei lobi frontali e temporali e delle regioni sottocorticali, con vari quadri clinici tra cui la variante comportamentale i  cui i pz sospendono le attività sociali, diventano apatici, disinibiti e hanno comportamenti ripetitivi. Inizia sui 60 anni, progressiva, senza cura. Un quarto dei casi si trasmette in modo AD, vari geni tra cui CHMP2B (encoding charged multivesicular body protein 2B), un componente del complesso ESCRT-III (endo­somal sorting complex required for transport) coinvolto nel traffico endosomiale. Le mutazioni alterano un sito di splicing con inclusione di un introne (il 5) che provoca una proteina tronca con acquisizione di funzione e con proprietà tossiche. Non si conosce il meccanismo che provoca il danno neuronale. Topi con questa mutazione hanno una riduzione progressiva della sociabilità (sono normali a 2 mesi e poi a 4 mesi incominciano ad avere un alterato comportamento sociale; quindi un buon modello da studiare). Si è trovata in questi topi un’alterazione sinaptica fronto-temporale, un’alterazione di un recettore del glutammato (AMPAR) con una impermeabilità recettoriale del calcio, una sottoregolazione di MiR-124. Risultati compatibili con quanto trovato dopo il decesso nella corteccia frontale dei pz con questa malattia.

Analizzando i dati pubblicati è stata trovata una ridotta espressione di miR-124 e aumentata espressione di GluA2 and GluA4 anche nei pz con la FTD più frequente da mutazione di GRN (progranulina). Questo fa pensare che i sottotipi FTD condividano un pathway comune con sregolazione di miR-124 e composizione di AMPAR. Quindi possibili target terapeutici per tutte le forme di FTD.

AUTISMO

Microexons Go Big. Cell 2014;159:1488. Commento di due articoli (A Highly Conserved Program of Neuronal Microexons Is Misregulated in Autistic Brains. Cell 2014;159:1511 e RBFOX and PTBP1 proteins regulate the alternative splicing of micro-exons in human brain transcripts. Genome Research online December 18, 2014) sulla ruolo dei microesoni, esoni di meno di 51 nucleotidi che per le loro ridotte dimensioni non sono facilmente individuabili con l’analisi del trascrittoma. Sono stati individuati e caratterizzati centinaia di microesoni di 3-27 nt neuroni-specifici, altamente conservati nell’evoluzione, con conservazione del frame di lettura e regolazione della “accensione” (con meccanismo switch-like) neuronale e sovrapposizione con domini di interazioni proteiche.

Lo splicing alternativo di alcuni di questi è regolato da proteine leganti l’RNA neuronali e modifica la funzione di proteine coinvolte nella neurogenesi. I microesoni hanno infatti siti di splicing al 3’ “deboli” che nelle fasi precoci della differenziazione neuronale portano allo skipping del microesone, mentre durante la neurogenesi, per l’alta espressione di alcuni regolatori di splicing come nSR (neural-specific SR-related protein)100, viene favorita l’inclusione dei microesoni ed il prodotto genico, pur con un eccesso di pochi aminoacidi, ha un’alterata interazione proteina-proteina. L’analisi di alcune aree cerebrali, tra cui il giro temporale superiore, di 22 pz autistici e 20 controlli ha identificato una significativa maggior frequenza di sregolazione dei microesoni rispetto agli esoni più lunghi tra pz e controlli.

Da notare che sono stati trovati microesoni sregolati in geni noti per essere associati ad autismo come DNTA, ANK2, ROBO1, SHANK2, AP1S2 o geni della disabilità intellettiva (come APBB1,TRAPPC9, RAB3GAP1). In conclusione l’alterazione dei network di interazioni proteiche regolati da microesoni potrebbe essere il meccanismo di base dell’autismo e di altre patologie del neurosviluppo.

GENETICA UMANA/CLINICA

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Feverish prospects for seizure genetics. Nature Genetics 2014;46:1255. Le convulsioni febbrili interessano il 2-8% della popolazione infantile dai 6m ai 5a, in genere sono benigne e possono (1/3 dei casi) recidivare, ma in genere senza effetti a distanza; raramente sono un segno di una malattia genetica a grave evoluzione come la s. Dravet. Avvengono come risposta a infezioni virali o a una reazione avversa alla vaccinazione contro morbillo, parotite e rosolia (MMR). Si ritiene che le convulsioni febbrili isolate abbiano una base genetica, ma di questo poco si sa. In un ampio studio con GWAS di popolazione in Danimarca con casi di convulsioni febbrili associate o non associate alla vaccinazione MMR e controlli (Common variants associated with general and MMR vaccine–related febrile seizures. Pg. 1274) vengono identificate varianti comuni di suscettibilità alle convulsioni febbrili, due di queste varianti riguardano loci specificamente associati ad eventi correlati con tale vaccinazione. Uno dei due loci è in una sede in linkage disequilibrium che contiene il gene stimolato dall’interferone IFI44L, l’altro contiene uno SNP correlato con uno SNP associato alla risposta immunitaria, inclusi i livelli di anticorpi IgG specifici del morbillo ed alcuni mediatori infiammatori dopo MMR o dopo la vaccinazione contro il morbillo, SNP che è contenuto nel gene CD46 codificante il recettore cellulare del virus del morbillo. Degli altri 4 loci, associati o non associati a MMR, due riguardano canali ionici, SCN2A and SCN1A, un terzo è associato ai livelli di magnesio sierico (il magnesio è stato usato nel controllo dell’epilessia) e un quarto interessa il gene ANO3, il cui KO nel topo è causa di una ridotta proporzione di neuroni sensibili alla temperatura nel nucleo ipotalamico anteriore della termoregolazione e di una ipereccitabilità dei neuroni piramidali ippocampali.

Quindi si comincia a capire il legame tra geni, febbre, risposta anomala alla temperatura, ipereccitabilità di sotto popolazioni neuronali e risposta immunitaria particolarmente al virus del morbillo.

Nel commento viene proposto un interessante schema di come si producano le convulsioni febbrili in una persona geneticamente suscettibile, in cui sono alterate le risposte termoregolatorie ed infiammatorie all’infezione virale e con canali del sodio sensibili alla temperatura ambientale.

Da sottolineare il fatto che alcuni SNP associati in letteratura ad epilessia siano gli stessi associati alle convulsioni febbrili.

Utili considerazioni patogenetiche utili anche per capire alcune forme di epilessia ritenute su base immunitaria. E interessanti risultati per la medicina personalizzata nell’identificazione di bambini a rischio di convulsioni febbrili e di complicanze anche serie della vaccinazione e forse, come dicono gli AA, suggerimenti per modificare la preparazione del vaccino riducendone il potenziale epilettogeno.

Mutations in STX1B, encoding a presynaptic protein, cause fever-associated epilepsy syndromes. Nature Genetics 2014;46:1327. In questa lettera si sottolinea la considerevole componente genetica delle convulsioni febbrili con mutazioni ricorrenti dei geni SCN1A, SCN1B e GABRG2, causa di convulsioni febbrili con o senza epilessia (i primi due sono gli stessi geni dell’articolo sopra segnalato). In questo lavoro si riporta un altro gene STX1B, codificante la sintassina 1B (le sintassine sono recettori cellulari del trasporto vescicolare con un ruolo importante nel pathway eccitatorio della trasmissione sinaptica -OMIM), trovato mutato, mediante WES, in due famiglie con più affetti da convulsioni-epilessia febbrile. Il fenotipo era altamente variabile dalle semplici convulsioni febbrili alle crisi miocloniche-astatiche afebbrili, di assenza e tonico-cloniche generalizzate ad inizio precoce. In un successivo campione di soggetti con sintomatologia convulsiva familiare o sporadica sono stati trovati altri 3 con mutazioni puntiformi o microdelezione di STX1B. Esperimenti nello zebrafish knockdown di stx1b dimostrano comportamenti tipo convulsivi e scariche epilettiformi altamente sensibili alla temperatura; il ricorso alla proteina normale annulla gli effetti prodotti dal knockdown. Da qui la conclusione che, oltre alle note canalopatie, questo gene e il meccanismo del rilascio presinaptico hanno un ruolo nelle sindromi con le convulsioni/epilessia associate all’ipertermia e più in generale nelle sindromi neurologiche da ipereccitabilità.

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Dual Proteolytic Pathways Govern Glycolysis and Immune Competence. Cell 2014;159:1578. La degradazione proteica consente l’eliminazione di proteine malripiegate o danneggiate producendo aminoacidi per la sintesi proteica e la produzione di energia tramite la glutaminolisi. Questo fondamentale processo avviene o tramite il pathway proteosomico e il lisosomico, che co-agiscono degradando le proteine in lunghi polipeptidi i cui tripeptidi N-terminali sono poi eliminati da peptidasi (TPP); questi tripeptidi sono in seguito ridotti a dipeptidi da apposite peptidasi e aminopeptidasi per formare aminoacidi liberi. Ci sono due TPP, la TPP1, che è una peptidasi lisosomica, e la TPP2 citosolica che forma un complesso di molte subunità che operano a valle dei proteasomi e che produce peptidi antigenici che legano molecole del complesso maggiore di istocompatibilità (MHC) di classe I per la presentazione alle cellule T CD8. La carenza di Tpp2 provoca, ma solo in alcuni ceppi di topi non in altri in cui non c’è alcun fenotipo, letalità embrionale o una senescenza immunitaria con perdita progressiva di cellule CD4 e CD8, rendendo quindi difficile capire l’esatto ruolo di questa peptidasi. Mentre mutazioni di TPP1 sono causa nell’uomo di Atassia spinocerebellare AR (SCAR7 MIM #609270) e di Ceroido-lipofuscinosi neuronale 2 (MIM #204500), non vi sono malattie note da mutazione di TPP2.

Identificate due famiglie con un totale di 4 affetti da una patologia immunitaria con infezioni batteriche e virali molto precoci, netta riduzione di linfociti T, B e NK ed ipergammaglobulinemia, patologie autoimmunitarie non trattabili (GR, piastrine, neutrofili, lupus e. centrale, epatite) associate a ritardo psico-motorio. I due bambini della seconda famiglia sono deceduti dopo trapianto (cellule staminali ematopoietiche, fegato). I genitori dei primi due pz provenivano da una popolazione geograficamente isolata, mentre quelli della seconda famiglia erano consanguinei. Studiata la prima con WES e la seconda con WES e mappa di omozigosità. Trovate due diverse mutazioni missenso in omozigosità di TPP2. L’effetto di queste mutazioni consiste in un incremento del numero dei lisosomi e dell’attività proteolitica con consumo dell’importante enzima esochinasi (transferasi) 2 e riduzione della glicolisi con alterata produzione di citochine tra cui interferone-gamma e interleuchina-1beta. Quindi la funzione di TPP2 è di regolazione e di bilanciamento della disponibilità di aminoacidi, numero di lisosomi e glicolisi, processi fondamentali per l’immunità innata e lo sviluppo neurologico.

Mutations in PLK4, encoding a master regulator of centriole biogenesis, cause microcephaly, growth failure and retinopathy. Nature Genetics 2014;46:1283. I centrioli sono organelli microtubulari che costituiscono, insieme al materiale pericentriolare, il centrosoma e sono presenti nel corpo basale delle ciglia e dei flagelli. Hanno un ruolo importante in molti processi cellulari come la divisione, la comunicazione e la motilità. Alcuni geni della biogenesi centriolare sono geni malattia della con microcefalia vera autosomica recessiva (CENPJ, CEP152, CEP135, CEP63, STIL), e mutazioni di due di questi (CENPJ and CEP152) oltre alla microcefalia sono responsabili anche dell’associato nanismo primordiale microcefalico. Ma in nessun caso sono presenti in questi pz segni associabili ad una ciliopatia. L’analisi con SNP e poi esomica in una famiglia pachistana di consanguinei con più affetti o con WES o direttamente del gene in 318 casi con microcefalia primaria e nanismo primordiale provenienti da varie aree geografiche ha consentito di identificare in PLK4 mutazioni in omozigosi patogenetiche. Il fenotipo è caratterizzato da microcefalia (−11.6 ± 2.7 DS), bassa statura d’origine prenatale (−5.5 ± 2.1 DS), anomalie cerebrali e cerebellari ed oculari (retinopatia, micro(ano)ftalmia, atrofia maculare). Con analogo quadro clinico di nanismo primordiale e distrofia retinica tramite WES identificato un pz con mutazione in omozigosi del gene TUBGCP6, gene trovato mutato in 12 pz con microcefalia, bassa statura ed anomalie oculari inclusa microftalmia. Quindi mutazioni della chinasi PLK4 e del suo substrato TUBGCP6 sono responsabili dello spettro fenotipico da disfunzione dei centrioli. Studi in vitro e in vivo (zebrafish) dimostrano che ridotti livelli di PLK4 alterano la biogenesi centriolare con alterata formazione del fuso mitotico, a cui è associata una riduzione del numero di cellule e ridotte dimensioni corporee. La riduzione del numero di cellule nello zebrafish interessa anche i fotorecettori con anomalie oculari simili a quelle osservate nell’uomo. In più si dimostra che a livelli differenti di riduzione dell’attività della chinasi PLK4 corrispondono differenti fenotipi di crescita e ciliari (il fenotipo ciliare si manifesta solo a livelli molto bassi di chinasi), spiegando quindi perché le sindromi microcefaliche possono avere o non avere anche anomalie riferibili ad una ciliopatia.

Gigantism and Acromegaly Due to Xq26 Microduplications and GPR101 Mutation. NEJM 2014;371:2363. La crescita somatica è dovuta a un complesso equilibrio ormonale controllato dall’ipotalamo, ipofisi e tessuti periferici. Le malattie genetiche di questo network possono determinare un’aumentata secrezione di ormone della crescita con acromegalia (eccesso di crescita delle estremità), ma se questo eccesso avviene prima della fusione epifisaria si produce gigantismo, che, se non sindromico, in genere è dovuto ad un adenoma ipofisario sporadico o familiare. In quest’ultimo caso più spesso da mutazione del gene codificante la proteina interagente con il recettore aril idrocarburo (AIP). Il gigantismo può essere causato anche da altre malattie monogeniche, ma molte di queste si sviluppano in età adulta e sono associate ad altri tumori.

In questo lavoro viene descritta una microduplicazione di 500 kb in Xq26.3 (135,627,637-136,118,269) in 13/43 pz con gigantismo (9 sporadici e 4 di due famiglie) a comparsa precoce (per tutti quelli negativi il gigantismo è comparso più tardivamente >5 anni); 4 geni nel semento duplicato, uno solo, GPR101, ad aumentata espressione nella patologia ipofisaria (adenoma o iperplasia) e codificante una recettore accoppiato alle proteine G. Sequenziato il gene GPR101 in 248 pz con acromegalia, in 11 è presente una mutazione ricorrente prevalentemente localizzata nel tumore.

Questa mutazione in vitro (cellule GH3 di ratto) causa un aumento di GH e proliferazione delle cellule producenti tale ormone. In sintesi la microdup Xq26.3 e del gene GPR101 causa una nuova sindrome che gli AA chiamano X-linked acrogigantismo (X-LAG). Questa mutazione ricorrente è causa anche di acromegalia nell’adulto.

Palindromic GOLGA8 core duplicons promote chromosome 15q13.3 microdeletion and evolutionary instability. Nature Genetics 2014;46:1293. Delezioni del segmento 15q13.3 sono ricorrenti e causa di fenotipo con deficit cognitivo, schizofrenia, autismo ed epilessia. E’ stata sequenziata questa regione di 2-3 Mb in pz con microdelezione, in controlli non affetti e nei primati. Sono state individuate 5 configurazioni strutturali comparse recentemente nel corso dell’evoluzione da espansione di duplicazioni segmentali nell’uomo. I breakpoint delle inversioni sono vicine a dupliconi che includono un gene GOLGA8, che fa parte di una famiglia di 15 geni che si sono espansi nel genoma negli ultimi 20 milioni di anni. Il punto di rottura è vicino ad una ripetizione palindromica di GOLGA8 che favorisce la microdelezione. Una situazione simile a quanto si riscontra per la microdelezione in 17q11.2 con delezione di tipo 1 del gene NF1 (e di geni adiacenti). Quindi la complessità genetica dell’evoluzione della nostra specie ha portato in questo caso ad una struttura suscettibile di microdelezioni (e microduplicazioni).

Autosomal dominant immune dysregulation syndrome in humans with CTLA4 mutations. Nature Medicine 2014;20:1410. Paradosso: sia l’immunodeficienza (difetto di risposta immunitaria da parte dell’organismo) che l’autoimmunità (eccesso di risposta con danno dell’organismo stesso) possono essere presenti nella stessa persona. Si sarebbe potuto pensare che patologie con esiti così diversi fossero dovute a meccanismi genetici diversi. Molti pz con immunodeficienza comune variabile (geneticamente eterogenea con rilevante ipogammaglobulinemia da causa non nota, incapacità di produrre anticorpi specifici dopo immunizzazione e suscettibilità alle infezioni batteriche)(CVID) hanno autoimmunità, malattia granulomatosa, enteropatia e sviluppano un cancro. CVID si trasmettono in genere in modo AD, in alcuni casi da mutazioni di NFKB2 o mutazioni attivanti di PIK3CD, ma molto spesso non ne è noto il gene malattia. Studiata con WES e linkage una famiglia di 39 persone con 14 affetti con CVID e trovata una mutazione in Hz nonsenso dell’esone 1 di CTLA4. Lo screening del gene in ulteriori 71 pz con fenotipo simile ha identificati in 5 altre famiglie con 9 affetti una mutazione di splicing dello stesso gene, con ridotta penetranza (8 di 19 mutati non sono affetti), anche se l’espressione della proteina CTLA-4 era ridotta nelle cellule T regolatorie in tutti i portatori della mutazione, affetti o non affetti. Queste cellule sono normali di numero ma poco funzionanti. La mutazione di CTLA4 comporta anche una riduzione delle cellule B. Quindi mutazioni di questo gene causano un’aploinsufficienza o una ridotta capacità legante con conseguente alterata omeostasi delle cellule T e B e una complessa sindrome con sregolazione del sistema immunitario.

Clinicamente i pz hanno enteropatia 78%, ipogammaglobulinemia 76%, malattia polmonare granulomatosa 66%, infezioni respiratorie 57%, infiltrazioni di organi o splenomegalia 50%, trombocitopenia autoimune, anemia emolitica autoimmune, psoriasi, linfoadenipatia, tiroidite, tumori solidi (7%).

Functionally compromised CHD7 alleles in patients with isolated GnRH deficiency. PNAS 2014;111:17953. La s. CHARGE (acronimo di Coloboma, Heart defects, choanal Atresia, Retardation of growth and development, Gonadal defects, e Ear/hearing abnormalities)(MIM #214800) è causata da mutazioni di CHD7 (che fa parte della famiglia di proteine che codificano per il cromo-dominio di una elicasi), nel 90% dei casi de novo e troncanti. Il difetto gonadico è costituito in genere da ipogonadismo ipogonadotropo che tipicamente risponde alla terapia ormonale con GnRH, cioè in questi pz vi è un difetto isolato dell’ormone di rilascio delle gonadotropine (IGD). Il 60% dei casi di difetto isolato di GnRH, con mancata azione dell’ormone sui gonadotropi dell’ipofisi anteriore, sono sindromici con anche segni non legati alla riproduzione come l’anosmia (s. Kallmann), mentre nel restante 40% dei casi di IGD l’olfatto è normale. Recentemente sono state individuate rare varianti di CHD7 nel 6% di pz con IGD, di solito in coloro che hanno la s. Kallmann, con o senza segni anche parziali di CHARGE (vedi anche Molecular pathogenesis of congenital diaphragmatic hernia revealed by exome sequencing, developmental data, and bioinformatics. PNAS 2014;111;12450)(Articoli interesse Agosto 2014). Nel lavoro si è voluto determinare in un’ampia popolazione di pz con IGD (783 pz, sottoposti ad un’accurata analisi fenotipica senza il completo fenotipo CHARGE) la frequenza di rare varianti di sequenza di CHD7, la modalità di trasmissione e il fenotipo, caratterizzare funzionalmente le varianti associate a IGD e quelle associate CHARGE e verificare se differenti livelli di attività proteica, inclusa l’assenza, causano un fenotipo riconoscibile (s. Kallmann, IGD con normale olfatto, CHARGE) o ad altri specifici endofenotipi. Osservata una predominanza di missenso di CHD7 in eterozigosi nel 5.2 % dei pz causa di un’alterata funzione proteica che contribuisce alla patogenesi sia delle forme anosmiche che di quelle con IGD con normale olfatto. In 4 pz rilevata anche ipoacusia, in accordo con i dati sullo zebrafish. Quindi CHD7 oltre al neurosviluppo influenza anche i pathway della formazione dell’unità ipotalamo-ipofisaria. E le missenso, rispetto alle troncanti, sono particolarmente critiche per l’ontogenesi dei neuroni GnRH.

Targeting APOC3 in the Familial Chylomicronemia Syndrome NEJM 2014;371:2200. La chilomicronemia familiare (Iperlipoproteinemia tipo 1) è una rara malattia AR (MIM #238600) con accumulo nel sangue di particelle lipidiche (chilomicronemia) e ipertrigliceridemia (da 10 a 100 volte il normale) con intense crisi dolorose intestinali (causa di ricovero ospedaliero) isolate o associate talora a pancreatite (letale), xantomi eruttivi, artralgie, segni neurologici, lipemia retinica ed epatosplenomegalia. Il gene-malattia è LPL (lipoproteina lipasi), meno frequentemente altri geni codificanti proteine necessarie per l’attività di LPL. In Europa è disponibile una terapia genica con Glybera che normalizza l’attività di LPL, in USA ci si deve limitare ad un’alimentazione a bassissimo contenuto di grassi. In questa sperimentazione clinica sono stati trattati con successo 3 pz con un inibitore della Apolipoproteina C-III (APOC3)(un inibitore antisenso della sintesi di APOC3), che aumenta i livelli di trigliceridi plasmatici tramite un meccanismo indipendente da LPL: dopo 13 settimane i livelli di APOC3 erano ridotti del 70-90% e i trigliceridi del 56-86%. L’ipotesi che gli AA fanno è che APOC3 inibisca la rimozione di residui di lipoproteine ricche di trigliceridi dal fegato.

Inching toward the 3D genome, Science 2014;347:10. Prosegue la mappa delle anse e dei ripiegamenti del DNA che consentirà di capire come questo complesso pattern tridimensionale funziona, come sia possibile che geni lontani siano tanto vicini che uno regoli l’espressione dell’altro.

Due lavori cercano di farci capire come. Uno su Cell (A 3D Map of the Human Genome at Kilobase Resolution Reveals Principles of Chromatin Looping. Cell 2014;159:1655) definito da Francis Collins “[L]andmark work” in cui vengono trovati nell’intero genoma ∼10.000 loop di DNA, anse che frequentemente interessano promotori e sono localizzati alle estremità dei domini e legano promotori ed enhancer (intensificatori), correlano con l’attivazione dei geni e sono conservate sia nelle varie cellule che nelle varie specie.

Ma 4 giorni dopo è stato pubblicato un altro lavoro (Spatial genome organization: contrasting

views from chromosome conformation capture and fluorescence in situ hybridization. Genes & Development 2014;28:2778) in cui si documentano con altre tecniche pattern differenti rispetto al lavoro su Cell. Da qui il sottotitolo del commento su Science “Maps of DNA’s loops and folds advance—but may disagree”.

Applications of Next Generation Sequencing

Unravelling the genomic targets of small molecules using high-throughput sequencing. Nature Reviews Genetics 2014;15:783. Le piccole molecole, che includono varie molecole approvate dalla FDA per la terapia del cancro, possono agire a livello genomico avendo come bersaglio il DNA e i componenti proteici cromatinici. Conoscere i loro bersagli dell’intero genoma utilizzando metodologie controllate può essere utile per la farmacogenetica.

High-resolution digital profiling of the epigenome. Nature Reviews Genetics 15:814. Nuovi metodi di analisi genome-wide dell’epigenoma.

Measuring missing heritability: Inferring the contribution of common variants. PNAS 2014;111:E5272. Un’annosa questione in Genetica Umana è la “missing heritability”, cioè il fatto che negli studi anche su ampie popolazioni in cui si individuano varianti genetiche comuni associate a molte malattie queste varianti spiegano sono una piccola parte dell’ereditabilità calcolata (vedi anche Searching for missing heritability: Designing rare variant association studies. PNAS on line 17 January:e455) (selezione articoli Gennaio 2014). Recentemente sono stati proposti metodi indiretti per calcolare l’ereditabilità attribuibile alle varianti comuni anche molto rare. In questo lavoro si sostiene che l’ereditabilità è considerevolmente sottostimata nei classici studi di associazione caso-controllo e viene proposto un nuovo metodo che applicato a sei diverse malattie (Disordine Bipolare, m. Crohn, Infarto miocardico precoce, Sclerosi Multipla, Schizofrenia, Diabete 1) consente di spiegare con le varianti comuni circa il 60% dell’ereditabilità di queste malattie.

Treacher Collins syndrome TCOF1 protein cooperates with NBS1 in the DNA damage response. PNAS 2014;111:18631. La conservazione dell’integrità dell’informazione genetica è fondamentale per la sopravvivenza cellulare per la prevenzione della trasformazione neoplastica. Questa protezione da danni indotti spontaneamente o da fonti ambientali (radiazioni ionizzanti o sostanze chimiche) avviene mediante un sistema di risposta al danno del DNA (DDR) formato da un pathway di trasduzione di segnale, il cui componente principale è una chinasi ATM (Atassia Telangiectasica Mutata) principalmente attivata da rotture del doppio filamento di DNA (DSB). DDR regola non solo la replicazione e la riparazione del DNA ma anche altri fondamentali processi come la trascrizione, lo splicing dell’RNA e il metabolismo. In questo lavoro viene identificata un’interazione tra la proteina NBS1 (quando mutata causa la s. Nijmegen Breakage Syndrome 1) e la proteina TCOF1 (quando mutata causa la s. Treacher-Collins) che regola la trascrizione del DNA ribosomiale. In questo studio in vitro si identifica quest’ultima proteina come uno dei fattori della risposta al danno del DNA che può cooperare con la chinasi ATM e NBS1 (3 diverse proteine di 3 diversi geni malattia, ndr) per sopprimere una trascrizione inappropriata di DNA ribosomiale e mantenere l’integrità genomica.

TECHNICAL REPORTS

Comprehensive variation discovery in single human genomes. Nature Genetics 2014;46:1350. Come sappiamo il Sistema di “chiamata” delle varianti di sequenza significative usando NGS è un compito difficoltoso e talora impreciso per un 10% del genoma con particolare architettura, come duplicazioni segmentali e sequenze a bassa complessità che contengono però circa il 30% delle varianti del genoma, alcune causa di malattia.

E’ stato presentato un nuovo algoritmo DISCOVAR, che ha una maggior sensibilità rispetto ai sistemi attuali con un lieve riduzione di specificità)(http://www.broadinstitute.org/software/discovar/blog/).

Anchored multiplex PCR for targeted next-generation sequencing. Nature Medicine 2014;20:1479. Nuova tecnica chiamata anchored multiplex PCR (AMP) particolarmente efficace nell’identificare riarrangiamenti genici, varianti di singolo nucleotide, inserzioni, delezioni e CNV.

STAMINALI. MODELLI E TERAPIE

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Recessive cardiac phenotypes in induced pluripotent stem cell models of Jervell and Lange-Nielsen syndrome: Disease mechanisms and pharmacological rescue. PNAS 2014;111:E5383. La s. Jervell e Lange-Nielsen  è una grave malattia recessiva da mutazioni del gene KCNQ1 (JLNS 1, MIM #220400) o del gene KNCNE1 (JLNS 2, MIM #612347) caratterizzata da sordità congenita bilaterale, allungamento dell’intervallo QT all’ECG, aritmia ventricolare polimorfa, sincope con alto rischio di morte improvvisa.

I due geni codificano rispettivamente per le subunità α- e β del canale ionico del potassio. Un’altra sindrome con QT lungo, ma meno grave, ha una trasmissione dominante da mutazione di 16 geni tra cui KCNQ1 (LQT1 o s. Romano-Ward RWS, MIM #192500) o di KCNE1 (LQT5, MIM #176261) e non comporta sordità. Il rapporto genotipo/fenotipo è difficoltoso, in gene mutazioni dominanti negative di KCNQ1 causano la RWS mentre mutazioni in omozigosi nonsenso o frameshift causano la JLNS, con alcuni eterozigoti sintomatici. In questo lavoro si è ricorsi allo studio in vitro di modelli di cellule staminali umane totipotenti (hiPSC) di due mutazioni causa di una forma grave di JLNS (c.478-2A>T e c.1781G>A). I miocardiociti hanno anomalie funzionali con completa assenza del rettificatore ritardato IKs. I cardiomiociti da pz con una di queste due mutazioni sono molto sensibili allo stress adrenergico e proaritmico, che potrebbe costituire un parametro farmacologico utile per individuare i pz ad alto rischio. Le cellule staminali umane possono quindi essere efficientemente usate per testare farmaci per la prevenzione del fenotipo aritmico.

Stem cell therapy clears first hurdle in AMD. Nature Biotechnology 2014;32:1173. Il 14 Ottobre us Ocata Therapeutics ha annunciato i risultati incoraggianti ottenuti in due sperimentazioni cliniche con l’uso delle cellule staminali embrionali umane (hESCs) nella terapia della degenerazione maculare legata all’età e nella distrofia maculare Stargardt. Sia in termini di sicurezza che come efficacia. Il trapianto di epitelio retinico derivato da hESC ha attecchito in 16 pz (72%) e l’acuità visiva dopo 6 mesi è significativamente migliorata, rispetto ai controlli, in 9 dei 17 pz.

In Tabella 1 le sperimentazioni cliniche (n° 7) in corso per varie malattie retiniche e per il deficit limbare corneale.

The black box of reprogramming. Nature 2014;516:162. Si sta cominciando a capire i meccanismi che consentono di riprogrammare le cellule adulte in embrionali.

A designer’s guide to pluripotency. Nature 2014;516:172.

Divergent reprogramming routes lead to alternative stem-cell states. Nature 2014;516:192.

Genome-wide characterization of the routes to pluripotency. Nature 2014;516:198.

A calcium-dependent protease as a potential therapeutic target for Wolfram syndrome. PNAS 2014;111:E5292. Alterazioni acquisite o congenite del reticolo endoplasmatico (ER), che occupa un posto centrale nella produzione proteica, nella regolazione ossido-riduttiva, nell’omeostasi del Ca, sono causa di molte malattie tra cui le neurodegenerative, le metaboliche e le malattie infiammatorie intestinali. Una di queste è la s. Wolfram, rara malattia monogenica AR, in cui, rispetto alle malattie multifattoriali, è più facile studiare come la disfunzione ER causi la malattia. La s. Wolfram (Wolfram MIM #222300, gene WFS1)(Wolfram 2 MIM #604928, gene CSD2) è caratterizzata da diabete m. giovanile (da morte delle cellule beta pancreatiche) a cui segue poi nel tempo un’atrofia ottica bilaterale, sordità NS e patologia neurodegenerativa da disfunzione ER e mitocondriale. Le proteine codificate da WFS1 e CSD2 sono proteine transmembrana localizzate nel ER. In questo lavoro si dimostra che il meccanismo che lega la morte neuronale e delle cellule beta alla disfunzione del ER è costituito dalla proteasi calpaina che è iperattivata nella s. Wolfram. Il pathway calpainico può essere non solo usato come un biomarcatore della malattia ma anche un possibile bersaglio farmacologico, come si dimostra con esperimenti in vitro usando cellule staminali pluripotenti indotte derivate da pz con questa sindrome.

7q11.23 dosage-dependent dysregulation in human pluripotent stem cells affects transcriptional programs in disease-relevant lineages. Nature Genetics 15 December 2014 on line (buona parte degli AA sono italiani). Bello il punto di partenza di un aspetto molto importante della genetica umana: il rapporto genotipo-fenotipo e su come le iPSC possono aiutarci: “The potential of using induced pluripotent stem cells (iPSCs) for dis­ease modeling relies on the alignment of genetic lesions to clinical data through molecular phenotypes in vitro”. Lo studio riguarda due sindromi con CNV dello stesso segmento genomico: la s. Williams (MIM #194050)(che tutti conosciamo) e la s. da duplicazione della regione Williams (Somerville–van der Aa syndrome)(MIM #609757) che include tra i vari segni l’autismo. Riprogrammate le colture di fibroblasti da cute di pz con delezione classica e non classica, pz con duplicazione e familiari come controlli. L’alterato dosaggio di 17q11.23 modifica già nelle prime fasi di sviluppo delle cellule totipotenti programmi trascrizionali di importanti pathway di malattia, come l’adesione la migrazione e la mobilità cellulare (an. connettivali della WS e del SNC per ambedue), l’omeostasi del calcio e la morfogenesi dell’orecchio interno (WS) e dei processi di bilanciamento eccitazione-inibizione cerebrale, cranio-facciali, renali. Le differenze trascrizionali sono in parte nella stessa direzione nelle due condizione o sono invece in direzione opposta (la maggior parte) e sono ulteriormente amplificate man mano che le cellule plutipotenti sono differenziate in linee cellulari importanti per la malattia. Con un ruolo critico per la patologia cognitiva e comportamentale svolto da GTF21, un fattore di trascrizione associato a due modificatori cromatinici trascrizionalmente repressivi, come la demetilasi istonica lisino specifica (LSD1 e la deacitilasi istonica HDAC2. In questa analisi sono stati identificati geni candidati per alcune patologie di queste due sindromi: PDLIM1 associato al deficit di attenzione ed iperattività, sovracrescita neuritica, difetti cardiovascolari ed iperacusia;   MYH14 al deficit uditivo; BEND4, che codifica un fattore di trascrizione con un dominio BEN che fa parte della famiglia recentemente caratterizzata di repressori neurali sensibile a GTF21 e LSD1.

Risultati importanti per la patogenesi molecolare di queste due condizioni e per suggerire un simile approccio per sondare la patogenesi di altre malattie genetiche. 

MODELLI ANIMALI E NUOVE TERAPIE

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A target for pharmacological intervention in an untreatable human disease. Science 2014;346:1192. Grazie a studi sul lievito e nei topi un “nuovo” bersaglio, mTOR, per la cura di una malattia mitocondriale: s. Leigh o encefalomielopatia necrotizzante subacuta caratterizzata da miopatia, acidosi lattica, dispnea con lesioni progressive a carico del SNC che portano a morte per insufficienza respiratoria entro i primi 6-7 anni di vita. Quanto pubblicato è la sintesi della tesi di dottorato segnalata dal Science & SciLifeLab Prize for Young Scientist. Lo studio è partito analizzando il rapporto tra background genetico e restrizione dietetica, ma senza portare a denutrizione, che sappiamo allungare la vita e ridurre la frequenza delle patologie legate all’età, dal lievito ai primati. Si è così osservato che ceppi di lievito con significativo aumento di vita replicativa erano particolarmente ricchi di geni con funzione mitocondriale e molti di questi geni sono omologhi dei geni mitocondriali dell’uomo. Questo ha portato a verificare se farmaci che svolgono lo stesso effetto della restrizione dietetica (restrizione-mimetici) possono avere effetti benefici per le malattie mitocondriali dell’uomo. Trattato il topo KO di un complesso enzimatico della catena respiratoria mitocondriale (Ndufs4^–/–), che ha un fenotipo simile alla s. Leigh e mortalità precoce (50-80 giorni di vita), con rapamicina, mimetico delle restrizione dietetica in quanto inibisce mTOR, che come sappiamo è un importante regolatore dei segnali intracellulari della nutrizione (la rapamicina, pietra filosofale della medicina, è un farmaco già in uso per la prevenzione del rigetto di trapianti di organo e per alcune malattie genetiche con la Sclerosi Tuberosa, ndr). Risultati promettenti dose dipendenti sia sulla comparsa dei primi segni della malattia che sulla sua progressione con riduzione dell’accumulo di metaboliti intermedi nel SNC. Da notare che il topo Ndufs4^–/– di base ha un’iperattivazione del segnale mTOR, un’osservazione che conferma quanto ottenuto con la rapamicina e quindi importante per la conoscere patogenesi di questa malattia. Altra osservazione interessante: il topo come modello intermedio tra lievito ed uomo.

FMRP regulates multipolar to bipolar transition affecting neuronal migration and cortical circuitry. Nature Neuroscience 2014;17:1603 (ultimo A una ricercatrice italiana che si occupa di questa malattia, vedi Snapshot su Cell)(Articoli Settembre 2014). Ricorrendo al modello murino della s. Fragile X si mette in evidenza il ruolo critico della proteina FMRP nello sviluppo della corteccia cerebrale che può spiegare alcuni aspetti clinici della sindrome come le alterazioni della comunicazione sinaptica e la connettività del network neuronale.

Dendritic channelopathies contribute to neocortical and sensory hyperexcitability in Fmr1^-/y mice. Nature Neuroscience 2014;17:1701. Nella s. Fragile X è presente una ipersensibilità a stimoli sensoriali e una ipereccitabilità neocorticale di cui poco si sa. Ricorrendo al modello murino si dimostra che la neocorteccia primaria somatosensoriale (S1) è ipereccitata da stimoli sensoriali tattili con ipereccitabilità neuronale e dendritica dei neuroni piramidali di S1. Il difetto risulta almeno in parte dovuto alla riduzione ed alla disfunzione dei canali dendritici del potassio attivati dal calcio ad alta conduttanza (BKCa). L’attivazione farmacologica di questi canali normalizza il fenomeno dell’ipereccitabilità, un suggerimento per il trattamento della sintomatologia legata agli stimoli sensoriali (vedi anche Rescue of fragile X syndrome phenotypes in Fmr1 KO mice by a BKC a channel opener molecule. Orphanet J Rare Dis. 2014;9:124).

PTEN signaling through RAF1 proto-oncogene serine/threonine kinase (RAF1)/ERK in the epididymis

is essential for male fertility. PNAS 2014;111:18643. Gli spermatozoi passano dal testicolo all’epididimo come cellule che non si muovono, quindi incapaci di fertilizzare la cellula uovo. Nel transito nell’epididimo (lungo 6 metri nell’uomo e 1 metro nel topo) maturano e diventano mobili, quindi pronti per la fertilizzazione. La parte iniziale dell’epididimo ha alti livelli dei componenti del pathway ERK (RAF/MEK/ERK) che sono fondamentali per la formazione della differenziazione di questo tratto. Ma questo tratto iniziale ha anche alti livelli di attività di PTEN rispetto ad altre regioni dell’epididimo. Per verificarne la funzione, come è stato fatto per il pathway ERK, è stato ottenuto un topo con delezione condizionale di Pten dal giorno 17 postnatale in poi. Si dimostra che anche PTEN ha un ruolo importante per la differenziazione e la funzione del tratto iniziale dell’epididimo e quindi sulla fertilità maschile.

Mice deficient in Rbm38, a target of the p53 family, are susceptible to accelerated aging and

spontaneous tumors. PNAS 2014;111:18637. Le proteine leganti l’RNA (RBP) sono i principali regolatori della biogenesi e del metabolismo dell’RNA. Mutazioni di queste proteine sono la causa di molte malattie neurologiche e di atrofia muscolare. Fanno parte anche di un complesso network con oncoproteine e con oncosoppressori con una funzione anche nello sviluppo e nella progressione tumorale. Rbm38 (RNA-binding motif protein 38) modula l’espressione di p53 (fattore di trascrizione “guardiano del genoma” e oncosoppressore, ndr) tramite la traduzione dell’mRNA. Ma non se ne conosce bene il ruolo biologico nell’oncosoppressione. Nel lavoro se ne verifica la funzione ricorrendo a topi Rbm38-nulli (Rbm38^−/−) che sviluppano difetti ematopoietici, suscettibilità a tumori e invecchiamento precoce. L’assenza di Bbm38 è critica anche per la radiosensibilità e la soppressione tumorale mediata da p53. Il topo ingegnerizzato ci fa capire il ruolo di questa proteina nell’invecchiamento, nella normale ematopoiesi e nella soppressione tumorale. Possibile bersaglio per la longevità e le patologie correlate.

TORC1 regulators Iml1/GATOR1 and GATOR2 control meiotic entry and oocyte development in Drosophila. PNAS 2014;111:E5670. Uno dei due complessi del target della rapamicina, TRC1, promuove la crescita cellulare e il metabolismo anabolico (sintesi o bioformazione di molecole più complesse da quelle più semplici o dalle sostanze nutritive, wiki). Come nel lievito dove l’attività di TORC1 è inibita durante la meiosi, si dimostra che la sua sottoregolazione ad opera di regolatori (tre proteine del complesso Iml1/GATOR1) facilita la transizione mitosi/meiosi nelle cisti ovariche (sincizio germinale) della Drosofila. Nella fase tardiva della oogenesi il complesso GATOR2 ad azione contraria favorisce l’attività di TORC1 responsabile dello sviluppo e della crescita dell’oocita.

Quindi è stato definito il ruolo dei regolatori di TORC1 (Iml1/GATOR1 e GATOR2) nella oogenesi della Drosofila, chiarendo i meccanismi di base per cui pathway di segnale ambientali e dello sviluppo condizionino la macchina metabolica per influenzare la crescita e la differenziazione cellulare.

CARATTERI-MALATTIE COMPLESSE/STUDI ASSOCIAZIONE

Variation at HLA-DRB1 is associated with resistance to enteric fever. Nature Genetics 2014;46:1333.

La febbre tifoide (febbre enterica o tifo addominale) è causata dal batterio Salmonella enterica che è endemica che, se non trattata, ha un tasso di mortalità superiore al 10%. I vaccini hanno un effetto limitato e comunque non possono essere somministrati ai bambini che sono la popolazione più a rischio. Poco si sa della suscettibilità delle persone a questa malattia infettiva.

Un ampio studio di popolazioni nepalesi e vietnamite tramite GWAS ha consentito di precisare che

HLA-DRB1 è il principale responsabile della resistenza alla febbre tifoide probabilmente per presentazione antigenica.