Articoli di Genetica Clinica/Umana Dicembre 2015. R. Tenconi

Scelta di articoli di Genetica Clinica/Umana pubblicati in Dicembre 2015 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

Key mendelian variants. Nature Genetics 2015;47:1371. Dice l’Editoriale che per capire la funzione dei geni la via più semplice è quella di confrontare gli effetti dell’allele mutante rispetto a quello selvatico. Ma il maggior effetto traslazionale è dato da quelle poche varianti causa di malattia che consentono di comprendere le differenze qualitative nei meccanismi patogenetici delle malattie sporadiche comuni. L’applicazione sistematica del NGS in clinica è ora il modo più efficiente nell’identificare varianti causa di malattia che non sono identificate ricorrendo agli attuali 55.009 test genetici disponibili relativi a 5.285 geni in 4.464 disordini (http://www.genetests.org). E, come ben sappiamo (ma forse è il caso di ricordarlo a qualche collega che si ostina a non andare più in là di una diagnosi clinica di comodo, ndr), per una famiglia o persona con una malattia genetica con la diagnosi termina l’odissea diagnostica che rende possibile programmare uno specifico management medico e prendere decisioni riproduttive (oltre a fornire in alcuni casi una specifica terapia sperimentale o già standardizzata, ndr). Ma quali varianti potrebbero favorire la comprensione della patogenesi delle malattie comuni? Nello stesso fascicolo è pubblicato un articolo (Multisystem Lewy body disease and the other parkinsonian disorders . Pg. 1378) in cui si propone di dare priorità a studi di cellule staminali totipotenti indotte e a studi geni-ambiente da alleli causa di sottotipi mendeliani di malattia con corpi Lewy caratterizzata da una patologia simile alla patologia molecolare ed anatomica del Parkinson sporadico. Il ricorso alla tecnologia delle iPS, partendo da cellule di pz con un fenotipo clinico ed anatomopatologico noto e ben standardizzato e con mutazione nota, consentirà di conoscere le differenze e le somiglianze tra le varie forme di malattia genetica e di paragonare quanto trovato con i casi idiopatici.

Human genetic basis of interindividual variability in the course of infection. PNAS 2015:E7118 e

Severe infectious diseases of childhood as monogenic inborn errors of immunity. PNAS 2015:E7128. Due articoli sulla variabilità interindividuale su base genetica di suscettibilità o resistenza alle infezioni. Sappiamo infatti che solo una ridotta proporzione di infettati sviluppa i segni clinici e che in una ancor più piccola parte l’infezione può essere letale. E, d’altra parte, sappiamo che ci sono persone esposte che non sono infettate e, in alcuni casi, questo è un fenotipo mendeliano da genotipo monogenico del recettore o co-recettore microbico. Il  primo lavoro è un po’ la storia delle basi genetiche, mono- poligeniche, della immunità, della variabilità delle infezioni e delle malattie da immunodeficienza, che si sono avvantaggiate da studi nelle piante e negli animali. Il secondo è una review in cui vengono rivisti i meccanismi patogenetici di resistenza o suscettibilità. Vi sono tre esempi nell’uomo di resistenza mendeliana alle infezioni, da Plasmodium vivax (gene DARC, trasmissione AR identificata nel 1975), da HIV (gene CCR5, AR nel 1996) e da Norovirus (gene FUT2, AR nel 2003). Per la variabilità clinica alle infezioni viene riportato come esempio la malattia da suscettibilità alla micobatterio (MSMD), a lungo ritenuta una forma di suscettibilità idiopatica nonostante la chiara eredità mendeliana; ora è considerata una vera immunodeficienza, geneticamente eterogenea con 9 geni di controllo dell’interferone gamma (INF-ϫ), citochina della difesa dell’ospite contro i micobatteri, con gravità correla con il difetto di INF-ϫ. I pz vengono trattati con interferone gamma ed antibiotici o con trapianto di cellule staminali ematopoietiche quando il recettore non funziona del tutto. Vengono poi presentate le malattie monogeniche da difetto del complemento o della proteina attivante, properdina, con suscettibilità all’infezioni da neisseria (tipicamente meningite meningococcica), malattie individuate con l’approccio del gene candidato su indicazione del difetto biochimico. Ed altre come la Epidermodisplasia verruciforme, la Malattia linfoproliferativa XL, la Candidiasi cronica muco-cutanea, la Dermatofitosi invasiva (piede di atleta). Infine le infezioni monogeniche non medeliane, cioè malattie sporadiche, presenti in molti pz da mutazione di un gene con penetranza ed espressività molto variabili, ma con rischio relativo alto tanto da poterle considerare monogeniche. Tra queste: Tuberculosi (gene IL12RB1 nel 2001), Malattia pneumococica invasiva (IRAK4 e altri nel 2003), Encefalita da Herpes simplex (UNC93B1 e altri nel 2006), Tripanosomiasi (T. evansi)(APOL1 nel 2006), Micosi invasiva (e.g., Candida)(CARD9 nel 2009), Sarcoma Kaposi (OX40 nel2013) e Influenza grave (IRF7 nel 2015). In conclusione le malattie infettive dell’infanzia, una volta considerate malattie tipicamente ambientali, sembrano invece tra le malattie umane quelle più geneticamente determinate.

Live births after simultaneous avoidance of monogenic diseases and chromosome abnormality by nextgeneration sequencing with linkage analyses. PNAS 2015;112:15964. Titolo promettente. Non puoi sbagliare, si dice nella sintesi del lavoro, quando selezioni un embrione da impiantare. Quindi devi applicare tutte le tecniche disponibili per individuare nell’embrione sia SNV che CNV. Ma come? Con il MARSALA (mutated allele revealed by sequencing with aneuploidy and linkage analyses) e con la tecnica di amplicazione dell’intero genoma di una singola cellula chiamata MALBAC (multiple annealing and looping-based amplification cycles). La tecnica è stata applicata con successo su biopsia blastocitica in due casi, in uno il padre aveva l’Esostosi multipla ereditaria tipo II (MIM #133701) da mutazione di EXT2 e nell’altra la madre era figlia di un affetto fa Displasia ecotermica ipoidrotica tipo 1 (MIM #305101) e portatrice di mutazione del gene EDA1 (molto interessante la tecnica, che resa semplice ed economica potrebbe essere adottata per lo screening diagnostico anche postnatale nei casi senza forte suggerimento diagnostico su base clinica, ndr).

MALATTIE NEUROLOGICHE/NEUROMUSCOLARI/NEURODEGENERATIVE/ PSICHIATRICHE

Translational profiling identifies a cascade of damage initiated in motor neurons and spreading to glia in mutant SOD1-mediated ALS. PNAS 2015:E6993. La Sclerosi Laterale Amiotrofica (ALS) può essere dovuta a mutazione del gene SOD1, che è espresso ubiquitariamente. Il meccanismo patogenetico è un danno dei motoneuroni, la cui degenerazione porta alla paralisi progressiva, e della glia. Si è ricorsi al sequenziamento RNA e alla tecnica TRAP (translating ribosome affinity purification) per valutare nei motoneuroni, astrociti ed oligodendrociti l’evoluzione della malattia del topo con paralisi simile a quella di ALS da espressione di mutazione SOD1 familiare. Negli astrociti le alterazioni più precoci riguardano geni dell’infiammazione e del metabolismo, mentre si osserva solo dopo l’inizio dei segni di malattia la sregolazione della mielinizzazione e dei pathway di segnale lipidico negli oligodendrociti. Sembra quindi che nella patogenesi della ALS vi sia una cascata temporale di danno selettivo cellulare, che inizia nei motoneuroni, che sono particolarmente vulnerabili all’ accumulo di proteina mutata e alle anomalie dei pathway cellulari perché sintetizzando alti livelli di SOD e hanno bassi livelli di chaperoni del reticolo endoplasmatico. Successivamente vi è il coinvolgimento della glia che porta alla propagazione della malattia.

Ack1 is a dopamine transporter endocytic brake that rescues a trafficking-dysregulated ADHD coding variant. PNAS 2015;112:15480. La Dopamina (DA) è un neurotrasmettitore critico per la locomozione e la ricompensa cerebrale tanto che la sregolazione dopaminergica è alla base di molte malattie neuropsichiatriche, tra cui il Parkinson, schizofrenia, ADHD e lo spettro autistico. Il trasportatore dopaminico (DAT) controlla strettamente i livelli di DA. Molte sostanze psicostimolanti e molti farmaci antidepressivi e quelli usati nell’ADHD ne inibiscono la funzione e sono note molte mutazioni di DAT causa di queste malattie. E’ quindi utile capire i meccanismi che regolano la funzione di DAT. In questo studio è stato identificato il meccanismo terminale che controlla la stabilità di DAT sulla superficie cellulare. Tramite una manipolazione genetica di questo meccanismo è stata annullato l’effetto di una nota mutazione di DAT associata a ADHD sulla instabilità intrinseca della membrana da rapido aumento di endocitosi basale.

ADHD diagnosis in US schoolchildren rose 43% in past decade, study shows. BMJ 2015;351:h6641. Analisi di prevalenza riportata in USA dai genitori con un’intervista telefonica in 3 differenti periodi da parte del US National Survey of Children’s Health in una popolazione di 190.408 ragazzi dai 5 ai 17 anni (Collins KP, Cleary SD. Racial and ethnic disparities in parent reported diagnosis of ADHD: National Survey of Children’s Health (2003, 2007 and 2011). J Clin Psychiatry 2015)(non ho il testo). La prevalenza riportata è risultata nel 2003 di 8.4% e del 12.0% nel 2011, con un incremento del 43% e con trend lineare simile in ragazzi di diversa origine etnica, ma con incremento soprattutto per quelli di origine latino-americana (83%, P<0.001) e nel gruppo di età 15-17 anni. Lo studio dei predittori socio-demografici ha rilevato che vivere ai livelli più bassi di povertà comporta un maggior rischio e questo è particolarmente significativo perché la percentuale di bambini che vivono sotto ai livelli di povertà in USA è salita del 26.4% dal 2003 al 2011.

GENETICA UMANA/CLINICA

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PIK-ing the right gene for polymicrogyria. Lancet Neurology 2015;14:1147. Commento di un lavoro sullo stesso fascicolo (Characterisation of mutations of the phosphoinositide-3-kinase regulatory subunit, PIK3R2, in perisylvian polymicrogyria: a next-generation sequencing study. Pg. 1182)(italiani buona parte deli AA) che ha chiarito in parte le basi genetiche della polimicrogiria perisilviana bilaterale (BPP), la più comune forma di polimicrogiria regionale. NPP è una condizione geneticamente eterogenea con coinvolgimento in alcuni casi del gene RTTN (CNV o SNV)(MIM #614833). Nel lavoro è stata individuata una mutazione, in gran parte dei casi ricorrente, del gene PIK3R2 (phosphoinositide-3-kinase, regulatory subunit 2 [beta]) in 20 su 118 bambini con BPP, in 7 di questi 20 la BPP era isolata e in 13 associata invece ad un quadro compatibile con la sindrome Megalencefalia-polimicrogiria-polidattilia e idrocefalia (MPPH). La mutazione era costituzionale in 12 pz, de novo in 10, in 1 pz ereditata dalla madre affetta e un altro caso presente in due fratelli da probabile mosaicismo gonadico. In 8 pz la mutazione era in mosaico presente nel sangue periferico. Sarebbe utile sapere se nei casi negativi sia presente una mutazione dello stesso gene nel tessuto cerebrale alterato. Il commento sottolinea che il pathway P13K-AKT-mTOR, in cui PIK3R2 è una subunità regolatoria, è essenziale per la crescita cellulare e il metabolismo e mutazioni dei geni del pathway TSC1, TSC2, DEPDC5 e AKT3 causano uno spettro di malformazioni corticali dalla displasia corticale focale sino all’emimegalencefalia. Interessante anche la considerazione che per il complesso delle malformazioni corticali avere come bersaglio terapeutico un pathway piuttosto di una singola proteina costituisce un considerevole vantaggio per una futura medicina di precisione.

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Bias against genetic case reports might compromise medicine. Nature Medicine 2015;21:1378. Una paginetta da leggere perché stimola la pubblicazione dei casi clinici e la loro condivisione (ClinVar e ClinGen)(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/clinvar/). E’ molto utile pubblicare i casi clinici soprattutto se, come capita con NGS, possono essere riportati solo un paio di casi simili, e il caso clinico di solito è rifiutato dalle riviste scientifiche. Ecco allora la possibilità di pubblicazione (e la consultazione) sulla rivista on-line Molecular Case Studies (http://molecularcasestudies.cshlp.org/content/by/year)(interessante anche la possibilità di riportare il follow-up di casi già pubblicati). La nota porta un caso concreto: un persona di 34 anni a cui è stata diagnosticata una malattia genetica, l’Artropatia pseudoreumatoide dell’infanzia (PPAC) molto atipica, con due casi con varianti simili del gene WISP3. Si è arrivati alla diagnosi grazie all’analisi esomica, con il sospetto che si trattasse di una malattia genetica e non di una grave artrite dopo 30 anni dall’inizio della sintomatologia (in un caso con la stessa malattia che ho visto tempo fa il reumatologo ha pensato ad una possibile malattia genetica solo dopo la comparsa di segni simili nel fratello della probanda, la diagnosi è arrivata con l’analisi del gene candidato indicato del caratteristico fenotipo scheletrico, ndr).

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De novo mutations in congenital heart disease with neurodevelopmental and other congenital anomalies. Science 2015;350:1262. Il 13% dei neonati con malformazione cardiaca (CHD) ha anche anomalie congenite extra-cardiache, tra cui il 2% di sindromi genetiche. Il 10% dei bambini con CHD e la metà di coloro che hanno CHD grave hanno anche ritardo psico-motorio/deficit cognitivo (NDD). E’ stata quindi formulata l’ipotesi che queste anomalie anatomiche e funzionali siano dovute ad un deficit circolatorio in epoca embrionale o iatrogene, cioè dovute agli interventi terapeutici applicati alla nascita o successivamente.

In questo lavoro sono stati sottoposti a WES 1.213 bambini con CHD (e i loro genitori) non affetti da una sindrome genetica clinicamente riconoscibile. E’ stata individuata una maggior frequenza di mutazioni de novo danneggianti la proteina (LoF o missenso stimate tali con Meta-SVM score- D-Mis) in tutte le anomalie cardiache, ad eccezione della eterotassia, ed interessanti geni altamente espressi nel cuore e nel cervello con ruoli nella morfogenesi, nella modificazione cromatinica e nella regolazione trascrizionale. Queste mutazioni erano presenti nel 20% dei bambini con CHD, NDD ed anomalie extra-cardiache e solo nel 2% di coloro che avevano una CHD isolata. Sono stati identificati 21 geni con mutazioni multiple LoF e D-Mis tra cui 7 noti come causa di malformazione cardiaca come PTPN11, KMT2D, CHD7, MYH6, JAG1, NOTCH1 e ZEB2. Particolarmente interessante il coinvolgimento di RBFOX2, regolatore dello splicing alternativo, perché i 3 pz con mutazione di questo gene hanno la sindrome del cuore sn ipoplasico (e in letteratura ne è descritto un altro con tale sindrome e con CNV da delezione coinvolgente RBFOX2). Risulta anche un’evidente relazione genotipo-fenotipo per quanto riguarda la disabilità del neurosviluppo, ma questo va confermato con altri studi e modalità. In ogni modo i risultati ottenuti possono essere utili in ricerca, infatti aver trovato un’alta frequenza di mutazioni in geni regolatori di trascrizione suggerisce che mutazioni di elementi regolatori (promotori ed intensificatori) possono essere causa di CHD anche isolata. E possono essere utili anche in clinica per la sorveglianza ed interventi precoci e per ottimizzare la resa scolastica e la qualità di vita di queste persone.

Protective alleles and modifier variants in human health and disease. Nature Reviews Genetics 2015;16:689. Sappiamo che circa il 90% delle medicine che entrano in sperimentazione poi risultano inefficaci per cui sarebbe opportuno un nuovo approccio che potrebbe consistere nel trovare varianti di sequenza che favoriscono lo stato di salute, piuttosto che concentrarci su quelle che riteniamo causa di malattia, e su queste produrre nuovi farmaci. Infatti sappiamo che a livello genetico ci sono alleli ad effetto protettivo della salute mediato da altre varianti modificatrici. In questo articolo vengono definiti alleli protettivi quelli che come agenti terapeutici proteggono dalla malattia con un meccanismo in genere tramite perdita di funzione della proteina. In questa Review vengono indicate le varie tappe metodologiche per identificare tali varianti, discusso il ruolo di modificatori e le metodologia di preparazione di farmaci sulla base degli effetti protettivi fisiologici delle varianti. E gli sviluppi futuri. In Tab. 1 l’elenco di queste varianti come quella che conferisce protezione contro il virus HIV o quella causa di insensibilità al dolore (utile per lo sviluppo di analgesici) e infine le varianti per le quali non c’è ancora un’indicazione per l’applicazione terapeutica. In TAB. 2 presentati i risultati dell’applicazione del NGS su larga scala per identificare varianti protettive in alcune malattie come l’Alzheimer, la malattia coronarica ed il Diabete tipo II. Con una conclusione abbastanza ottimistica e stimolante: “Collectively, the findings to date have been encouraging and warrant further investment to provide a roadmap for further therapeutic targets”.

Human genotype–phenotype databases: aims, challenges and opportunities. Nature Review Genetics 2015;16:702. Con il diffondersi dell’uso di ricerca e clinica del NGS in tutto il mondo è diventato del tutto auspicabile la disponibilità di ampi database (db) dedicati alla raccolta dei risultati ottenuti, soprattutto sarebbe utile per mettere in comune i dati sul rapporto genotipo-fenotipo. In Tab. 1 vengono elencati i principali db dedicati alle malattie dell’uomo, db delle varianti geniche, db array-CGH, WES e WGS (es. Decipher, PhenoDb), mendeliane e altre m. rare (es. OMIM, Orphanet), genomica del cancro, GWAS (es. dbGAP) e farmacogenomica (PharmGKB), con specificati gli scopi, le dimensioni e se sono pubblici, parte di un consorzio o commerciali. Interessanti le considerazioni su come stia cambiando il nostro modo di stabilire la patogenicità di una variante; infatti ora con NGS, a differenza del passato e pensando ad una medicina personalizzata, il medico che riporta al pz i risultati dovrà ricorrere a più fonti e database di alta qualità (sia molecolare che clinica) e adottare un più stretto controllo del processo interpretativo. Da non trascurare il fatto che in alcuni db il 27% delle varianti della letteratura considerate causa di malattia in realtà queste non sono corrette o sono incomplete, andando da semplici polimorfismi a errori di sequenziamento o con scarsa evidenza di patogenicità. Da non trascurare poi che la definizione fenotipica associata ad una variante spesso è molto scarsa. In futuro per il NGS sarà la regola ricorrere per l’interpretazione delle varianti a più fonti di informazioni, informazioni da integrate con quelle del NGS di intere popolazioni e con i dati delle altre omiche, del contesto ambientale, dei dati del pathway e degli organismi modello. I db genotipo-fenotipo di nuova generazione conterranno dati aggregati ed integrati con il ricorso a modelli matematici di causalità predittiva e personalizzata.

Mutations in NONO lead to syndromic intellectual disability and inhibitory synaptic defects. Nature Neuroscience 2015;18:1731. La proteina NONO (nuclear-binding protein) codificata dal relativo gene localizzato in Xq13.1, è un importante regolatore della trascrizione in diversi contesti cellulari. E’ stata applicata l’analisi esomica in due maschi di famiglie diverse con disabilità intellettiva sindromica con corporatura esile, macrocefalia, dismorfismo facciale caratteristico, timidezza ed anomali cerebrali come grosso corpo callo e scarso sviluppo cerebellare. Sono state individuate due diverse mutazioni (una di splicing e un’inserzione di un singolo paia di basi) del gene NONO, una terza persona con mutazione con perdita di funzione di NONO era stata precedentemente riportata in letteratura. La conclusione è stata quindi di mutazioni patogene. E’ stato verificato cosa succede nel topo con perdita di funzione del gene: come nell’uomo osservata una deregolazione globale della trascrizione associata a ridotta ampiezza del ritmo circadiano, con fenotipo caratterizzato da diminuita memoria spaziale e segni di alta ansietà associati ad anomalie come appiattimento nasale, ipoplasia cerebellare ed altre simili a quelle dei pz. A livello cerebrale sono stati documentate specifiche alterazioni delle sinapsi inibitorie. In conclusione NONO è un nuovo possibile gene-malattia del neurosviluppo e la famiglia Drosophila/Human splicing protein (DBHS), che comprende NONO, PSPC1 (paraspeckle component 1) e SFPQ (splicing factor proline/glutamine-rich), ha un ruolo chiave nella organizzazione funzionale delle sinapsi GABAergiche.

Should DNA donors see genomic data? Nature 2015;528:167. Sembra di sì, alcuni lo hanno fatto, come le compagnie genetiche che vendono direttamente al consumatore, come 23andMe, che già danno alle persone sottoposte a test genetico i loro dati grezzi, senza che vi siano stati problemi di sorta.

ΔF508 CFTR interactome remodelling promotes rescue of cystic fibrosis. Nature 2015;528:510. La delezione della fenilalanina 508 del gene della fibrosi cistica (ΔF508 CFTR) è la mutazione più frequente di questa malattia. Il canale anionico CFTR mutato è incompletamente glicosilato ed ha una minima attività nelle cellule bronchiali dei pz, deficit che per motivi non noti può essere in parte corretto con la bassa temperatura o l’inibizione delle istone deacetilasi. In questo lavoro mediante l’analisi dell’interattoma di CFTR e di ΔF508 CFTR è stato possibile identificare interattori molecolari di CFTR e specifici di ΔF508 CFTR, che in corso di correzione subisce un cospicuo rimodellamento. L’analisi di questo fenomeno di rimodellamento ha consentito di individuare nuovi interattori la cui perdita favorisce la restituzione della funzione della proteina mutata nelle cellule epiteliali primarie con la mutazione. Lo studio dell’interattoma di CFTR consente quindi di concludere che il fenotipo della fibrosi cistica è una diretta conseguenza del “deragliamento” dell’intero network di interazione proteica in presenza di ΔF508.

Germline variant FGFR4 p.G388R exposes a membrane-proximal STAT3 binding site. Nature 2015;528:570. La variante rs351855-G/A è un comune SNP dell’esone 9 del gene del recettore del fattore di crescita dei fibroblasti (FGFR4), con sostituzione di un aminoacido (p.Gly388Arg) nel dominio transmembrana, variante fortemente associata all’accelerazione della progressione di alcuni tumori (scheletro, mammella, colon, prostata, cute, polmone, sarcoma dei tessuti molli, linfoma non-Hodgkin). Non se ne conoscono i meccanismi molecolari, che vengono in parte chiariti dimostrando che in vivo questa variante germinale determina un’acquisizione di funzione della proteina con un potenziamento del segnale STAT3.

Neofunction of ACVR1 in fibrodysplasia ossificans progressiva. PNAS 2015;112;15438. La fibrodisplasia ossificante progressiva (FOP, MIM #135100) è una rarissima malattia genetica da mutazione di ACVR1, recettore della proteina morfogenetica dell’osso (BMP), caratterizzata da malformazioni congenite degli alluci (valgismo, monofalangismo, malformazione del primo metatarso) e da ossificazione eterotopica progressiva in caratteristici siti extrascheletrici come muscoli scheletrici, tendini, legamenti rendendo impossibile i movimenti. Sono stati proposti in passato due meccanismi patogenetici. In questo lavoro ne viene proposto un terzo di formazione ectopica di osso ricorrendo a studi in vitro e in vivo di cellule mesenchimali stromali (MSC) derivate da cellule staminali totipotenti indotte di pz con FOP e da iPSC in cui è stato corretta la mutazione causa di malattia. La proteina ACVR1 mutata è in grado di trasmettere il segnale alla Activina-A. Un possibile target terapeutico di una malattia che ora non è curabile.

A new role for dystrophin in muscle stem cells. Nature Medicine 2015;21:1391. Commeno di un lavoro sullo stesso fascicolo (Dystrophin expression in muscle stem cells regulates their polarity and asymmetric division. Pg. 1455) i cui risultati portano, in base a studi in vitro, a concludere che la distrofina oltre a quanto già noto della sua funzione nel mantenere l’integrità delle miofibrille ha anche un’importante funzione sulla generazione dei progenitori miogenici necessaria per un’adeguata rigenerazione muscolare.

Human telomere biology: A contributory and interactive factor in aging, disease risks, and protection. Science 2015;350:1193. I telomeri sono complessi dinamici e strettamente regolati che hanno sede nelle parti terminali dei cromosomi e sono costituiti da breve ripetizioni di DNA posizionate in tandem associate a proteine protettive. La loro presenza impedisce la riunione delle due estremità, le ricombinazioni o processi di riparazione del DNA che causano instabilità cromosomica. Nelle divisioni cellulari la lunghezza dei telomeri è dovuta all’azione di una telomerasi. In molti tipi di cellule umane con il tempo si riducono i livelli di telomerasi e questo evento è accompagnato da patologie legate all’età e alla morte. Ma oltre all’età vi sono sia cause genetiche (anche monogeniche, per ora 11 geni-malattia) che ambientali causa di anomalie del mantenimento di queste strutture, che possono essere anche tessuto specifiche, e che interagiscono tra loro. Le forme monogeniche (chiamate sindromi telomeriche ereditate in genere in modo AD) interessano i geni i cui prodotti sono componenti della telomerasi (TERC, TERT, DKC1, NOP10, NHP2 e WRAP53) o proteine leganti i telomeri che hanno un effetto protettivo su questi (TINF2, RTEL1, POT1, CTC1 e TPP1): hanno come segni clinici la perdita di funzione immunitaria tramite perdita delle riserve di cellule staminali midollari, alcuni tipi di cancro, fibrosi polmonare, disturbi gastro-intestinali, cirrosi epatica e malattie neuropsichiatriche; spesso sono associati un invecchiamento ed incanutimento precoce, diabete m., infarto miocardico e pigmentazione cutanea (vedi CASO CLINICO Spigolature Dic 2015). Quali sono i fattori ambientali? Stress psicologico cronico, ambiente sociale, depressione e fumo e, di notevole interesse come risulta da recenti ricerche, sembra che appropriati interventi atti a cambiare lo stile di vita ed attenuare lo stress e la depressione siano efficaci a mantenere della lunghezza dei telomeri.

In questa Review vengono considerati i vari aspetti genetici e clinici dei telomeri per verificare se nell’uomo il loro accorciamento sia la causa o l’effetto della malattia e delle sindromi dell’invecchiamento. Le conoscenze attuali ci dicono che in realtà l’accorciamento dei telomeri, evento misurabile, è sia il promotore che il risultato della causa e della progressione della malattia e che in alcune situazioni si produce un circolo vizioso che interagisce con altri meccanismi patologici.

Mitochondrial dysfunction and longevity in animals: Untangling the knot. Science 2015;350:1204. Review sul rapporto disfunzione mitocondriale ed invecchiamento, disfunzione ritenuta la causa di tale processo. In realtà le cose sono più complesse perché la disfunzione dei mitocondri non è sufficiente per causare l’invecchiamento ed i ROS (specie reattive dell’ossigeno) prodotti dei mitocondri non sono in ogni caso prodotti tossici ma possono avere effetto stimolante sui pathway della longevità. Quindi la disfunzione mitocondriale ha un ruolo più complesso di quanto ritenuto nel regolare la longevità.

CANCRO E GENETICA CLINICA

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Defining Why Cancer Develops in Children. NEJM 2015;373:2373. Editoriale che commenta un articolo sullo stesso fascicolo (Germline Mutations in Predisposition Genes in Pediatric Cancer. Pg. 2336) sulla ricerca di mutazione germinale di geni che predispongono al cancro in età pediatrica. Dopo il primo gene, quello del Retinoblastoma nel 1986, ne sono stati individuati più di 100 e ora con l’applicazione delle tecniche di associazione genome-wide ne sappiamo sempre di più. Ora la domanda è: perché il cancro si manifesta in età pediatrica specialmente in coloro che hanno una familiarità negativa? In questo lavoro gli AA hanno ricercato in 1.120 bambini con diversi tipi di cancro mutazioni germinali ricorrendo al NGS ma limitando l’analisi genetica a 60 tumori ereditari a trasmissione AD (NB non sono state fatte analisi genetiche nei genitori). Nell’8.5% dei casi è stata trovata una mutazione patogena di uno di questi geni candidati (il 10% in un altro studio con minore numerosità). Ma qui, grazie alla tecnica adottata, sono stati individuati 4 pz in mosaico su 95, mosaicismo che sarebbe sfuggito all’analisi genetica standard. In oltre il 50% dei casi il gene è risultato il TP53 con evidenza di una mutazione biallelica, gli altri geni hanno contribuito con percentuali del 6% o meno (tra questi ci sono 12 geni delle RASopatie) e senza evidenza di mutazione biallelica.

Altro dato interessante il fatto che solo nel 40% dei 95 pz c’era familiarità di tumori, proporzione uguale a quella risultata in un gruppo di 100 persone senza mutazione germinale degli stessi geni. Potrebbe esserci stata nella selezione dei pz un vizio di accertamento verso forme gravi ma secondo gli AA la proporzione di mutazioni germinali in bambini con cancro è compresa tra il 5 e il 10%. Giustamente l’Editoriale sottolinea che l’analisi è stata focalizzata solo su un limitato numero di geni e non ha riguardato le regioni non codificanti. Va anche sottolineato che il tumore in età pediatrica è meno soggetto rispetto a quello in età adulta o successiva ad influenze ambientali e quindi ogni informazione che deriva o deriverà (rianalisi dei dati di WES/WGS) sarà utile per individuare nuovi geni e per rispondere ad alcune prevedibili domande: un bambino portatore di mutazioni di un gene che da’ predisposizione a cancro in età adulta (APC, BRCA1 e 2)(tra questi 95 b. ce ne sono 6 con mutazioni di APC e 6 di BRCA2) è a rischio di tumori in età pediatrica? (una questione importante che riguarda ad es. che dire nel counseling di un incidental finding trovato applicando WES in un bambino, ndr). Come può il mosaicismo germinale influenzare la penetranza? Qual’è il decorso prevedibile? Quante sono le de novo e quante ereditate? Quale interazioni con polimorfismi dello stesso gene o di altri geni? Tutti i bambini con cancro vanno sottoposti a NGS, per un appropriato counseling ma anche per una possibile medicina di precisione?

Mutations in the transcriptional repressor REST predispose to Wilms tumor. Nature Genetics 2015;47:1471. Il tumore Wilms è il più frequente tumore maligno renale. In 4 famiglie con più membri affetti da Wilms e in 9 casi non familiari (di età tra i 6 mesi e i 6 anni) sono state trovate con l’analisi esomica 11 diverse mutazioni inattivanti del gene REST (encoding RE1-silencing transcription factor) e in due tumori ne è stata individuata una seconda del gene senza però aver potuto precisare se in cis o in trans, questo comunque suggerisce che REST possa agire come soppressore di tumore nel Wilms. REST è un fattore di trascrizione zinc finger che agisce sulla differenziazione cellulare e sullo sviluppo embrionale, le cui mutazioni trovate sono raggruppate nel dominio di legame al DNA e l’analisi funzionale conclude che compromettano la repressione trascrizionale del gene. Con sequenziamento di REST in 519 bambini con Wilms sporadico è stata trovata una mutazione di REST nel 2% dei casi, frequenza simile a mutazioni del gene WT1 (il gene noto per essere causa del Tumore Wilms 1 (MIM #194070) e fattore di trascrizione zinc finger richiesto per la formazione del sistema genito-urinario e del tessuto mesoteliale, OMIM).

Questi risultati hanno un impatto clinico immediato perché suggeriscono di procedere con l’analisi molecolare, soprattutto in caso di familiarità di Wilms (dice il lavoro ma questo è ovvio, e nei casi clinicamente sporadici? Ndr) per la diagnosi presintomatica nei familiari (e nella discendenza, ndr) per la sorveglianza nelle persone a rischio.

ETICA

Reform of Clinical Research Regulations, Finally. NEJM 2015;372:2296. In USA dal 1974 sono state stabilite delle regole governative per proteggere le persone oggetto di ricerca (45 Code of Federal Regulations 46)(45 CFR 46). Successivamente ne sono state aggiunte altre per proteggere gravide, feti, neonati, bambini e carcerati (questi ultimi erano molto frequentemente reclutati per partecipare a sperimentazioni cliniche, ma ora non è più possibile a meno che la ricerca non riguardi espressamente la situazione carceraria). Queste nuove regole, poi modificate negli anni successivi, fanno parte di quello che ora si chiama Common Rule. Vi sono state ampie discussioni sull’efficacia e sull’efficienza delle norme e ultimamente è stata costituita una commissione per preparare i nuovi suggerimenti, commissione che ha concluso i suoi lavori lo scorso Settembre con un documento che è stato reso pubblico e commentabile sino ai primi di Febbraio 2016. Cosa cambia? Interessa tutte le sperimentazioni cliniche umane con fondi federali eccetto quelle regolate dalla FDA. Consenso informato abbreviato con focalizzazione delle “essential information that a reasonable person would want to know” (giusto! Lo facciamo adottare anche alle nostre banche? Ndr) con ulteriori dettagli forniti in appendice. I ricercatori devono informare i partecipanti che i campioni biologici potrebbero, se è il caso, entrare nel circuito commerciale, se vogliono essere informati di dati clinicamente rilevanti ed anche chiedere se possono essere ricontatti (ricordate il documento del 2010-11 del GdL di Genetica Clinica SIGU “Continuità assistenziale in Genetica clinica: il ricontatto”?), documento messo entro 60 gg nel sito federale. Terzo: nuovo consenso per ricerche secondarie successive utilizzando materiale biologico o informazioni che comprendono dati sensibili raccolti per ricerca o clinica. Quarto: previste quattro differenti tipi di ricerca per l’applicazione, per una non si applica la regolamentazione, una è esentata (ricerca a basso rischio per i partecipanti), una velocizzata ed una a cui si applica in pieno. Quinto: revisione continua per aggiornare le regole ai cambiamenti. Sesto: un singolo institutional review board per la valutazione di progetti multicentrici, con l’eccezione di alcune situazioni come ad es. collaborazioni interazionali. Ed altro.

MODELLI ANIMALI E NUOVE TERAPIE

Gene therapy for age-related macular degeneration. Lancet 2015;386:2369. La terapia della degenerazione maculare, patologia frequente in incremento di prevalenza, consiste in iniezioni endoculari ripetute per tutta la vita e molto costose di un inibitore dell’attività del fattore di crescita vascolare endoteliale (VEGF) per prevenire l’anomala crescita vascolare retinica che causa alla fine perdita di visione. Quello segnalato è l’Editoriale di un lavoro sullo stesso fascicolo (Gene therapy with recombinant adeno-associated vectors for neovascular age-related macular degeneration: 1 year follow-up of a phase 1 randomised clinical trial. Pg. 2395) che presenta i risultati del follow-up di 1 anno di una terapia genica di sperimentazione clinica in fase I per verificare l’effetto di una singola somministrazione di un gene codificante una molecola (sFLT-1), inibitore naturale di VEGF, tramite vettore virale (AAV). La terapia genica oculare è stata ben tollerata e non ha comportato effetti avversi (ClinicalTrials.gov, number NCT01494805).

Palmitoyl acyltransferase Aph2 in cardiac function and the development of cardiomyopathy. PNAS 2015;112:15666. La palmitoilazione delle proteine, modificazione dinamica post-traduzionale della proteina che regola la localizzazione, il traffico e l’interazione delle proteine, è un processo reversibile ad opera dalle palmitoilproteina tioesterasi ed ha un ruolo critico sulla struttura e funzione cardiaca. In questo lavoro nel topo si dimostra che Aph2 (Ablphitin 1), una palmitoil transferasi, ha come substrato il prodotto del gene fosfolambano (PLN), inibitore della pompa che riporta il Ca2+ dal citosol al reticolo sarcoplasmatico nei miociti (SERCA)(mutazioni di PLN sono causa della Cardiomiopatia familiare ipertrofica 18 (PLN) MIM #613874, ndr). Alcune delle anomalie cardiache del topo Aph2 -/- possono essere corrette con l’ablazione di PLN. Il gene Aph2 ha dunque un importante ruolo regolatorio non solo della funzione cardiaca, ma anche per lo sviluppo di altri organi come l’occhio.

Latent tri-lineage potential of adult hippocampal neural stem cells revealed by Nf1 inactivation. Nature Neuroscience 2015;18:1722. Nell’ippocampo adulto le cellule staminali endogene (NSC) sono considerate in grado di produrre in vivo neuroni ed astrociti. Nel topo l’inattivazione della neurofibromina (proteina codificata del gene NF1 che quando inattivata causa la Neurofibromatosi tipo 1, MIM #162200) comporta la slatentizzazione di una terza linea cellulare costituita dagli oligodendrociti. Le NSC sono quindi intrinsecamente tripotenti e questa linea è selettivamente bloccata dalla funzione del gene NF1 selvatico. Questo (oltre a farci conoscere un’inattesa funzione del gene NF1 e di riflesso il suo possibile contributo nel deficit di apprendimento frequentemente presente in questa malattia, ndr) potrebbe contribuire a migliorare le nostre conoscenze sulla plasticità delle cellule staminali ed aprire la strada a eventuali terapie che agiscano in vivo su blocchi intrinseci di differenziazione cellulare.

Loss of motoneuron-specific microRNA-218 causes systemic neuromuscular failure. Science 2015;350:1525. Nei topi si dimostra che microRNA-281 è espresso nei motoneuroni in via di sviluppo. I topi mutanti senza miRNA-281 muoiono alla nascita con il fenotipo della malattia dei motoneuroni dell’uomo, come difetto della giunzione neuromuscolare, ipereccitabilità e progressiva perdita dei motoneuroni. Si conclude che gli mRNA bersaglio di miR-2018 fanno parte di un network neuronale di geni che è selettivamente represso nei motoneuroni per prevenire la patologia neuromuscolare e la neurodegenerazione.

GENOME EDITING

Stepping toward therapeutic CRISPR. PNAS 2015;112:15536. Commento di un articolo (Synthetic CRISPR RNA-Cas9–guided genome editing in human cells. PNAS 2015;E7110) sulla tecnica rivoluzionaria dell’editing genomico. Nel lavoro viene proposta una nuova tecnica per migliorare il potenziale terapeutico utilizzando un CRISPR-RNA (scrRNA) sintetico.

Editing the genome—will society catch up with science? Lancet 2015;386:2446. In queste ultime settimane vi sono stati due meeting importanti per la medicina riproduttiva e per la genetica medica con notevole impatto sulla nostra società. L’International Summit on Human Gene Editing in Washington, DC, USA, in cui si è concluso che è opportune che continui la ricerca clinica dell’editing genico delle cellule somatiche ma che sarebbe da irresponsabili proseguire con l’applicazione clinica dell’editing germinale senza valutarne appieno i rischi e i benefici e senza un ampio consenso dell’intera società. D’altra parte al meeting a Londra del UK’s Progress Educational Trust, che ha coinvolto molti partecipanti al meeting di Washington, si è fatto presente che UK ha tutte le competenze scientifiche, organizzative e il supporto parlamentare per introdurre l’editing somatico e delle cellule germinali. Viene fatto l’esempio per l’UK della tecnica di donazione di mitocondri, nel caso di donne portatrici di mutazioni mitocondriali, che dopo anni di dibattiti scientifici e pubblici è stata, per la prima volta in tutto il mondo, a consentirla per legge.

Ora con la possibilità di trasformare cellule somatiche in germinali, che danno luogo nel topo ad embrioni e nati, questo limite tra editing somatico e germinale potrebbe essere meno netto.

Il commento conclude dicendo che è meglio provare a gestire piuttosto che evitare una tecnica per i rischi che comporta, i pz e le loro famiglie spingono per la disponibilità di nuovi trattamenti.

UK’s approval of mitochondrial donation shows how decisions on gene editing can be made. BMJ 2015;351:6745. Come fare per risolvere la questione se sia o meno opportuno l’editing genetico su embrioni umani? Fare come è stato fatto, in UK, per la donazione di mitocondri (Three-parent babies) approvata dopo più di 10 anni di proposte e discussioni dal Parlamento lo scorso 29 Ottobre. I 3 giorni dell’International Summit on Human Gene Editing di Dicembre a Washington DC, pur con molte cautele, non ha escluso che si possa ricorrere al gene editing nell’uomo. Si commenta che questi dibattiti con pareri contrastanti hanno sempre preceduto ogni avanzamento della tecnologia riproduttiva. La domanda finale:” We modify everything: our diet, our environment, our climate. Why not ourselves?”.

Germline editing dominates DNA summit. Science 2015;350:1299, International Summit on Human Gene Editing dei primi di Dicembre a Washington DC. Viene un po’ fatta la storia di questa tecnica che ha reso possibile “The unthinkable has become conceivable” con ricercatori cinesi che hanno usato tale tecnica in embrioni umani non vitali, il che ha scatenato vaste critiche, anche se poi ricercatori inglesi si sono riproposti di rifare l’esperimento (peraltro mal riuscito, ndr). Vi è comunque quasi unanime accordo nell’utilizzare la tecnica nelle cellule somatiche, mentre vi è un ampio dibattito sul “produrre” bambini ricorrendo all’editing delle cellule germinali, con alcuni che parlano di “eugenetica” e altri che invece sostengono che può essere fatto perché la riproduzione è una “lotteria genetica” che può dare luogo a bambini con malformazioni o malattie e ora è possibile correggere gli errori genetici ed avere bambini senza quella malattia. Ma, dicono alcuni, abbiamo per questo la diagnosi prenatale preimpianto senza ricorrere all’editing; sì, viene risposto, ma potrebbe risultare che nessuno degli embrioni sia normale e poi cos’è più etico “to edit embryos or screen a lot of embryos and throw many away”? Si sottolinea comunque un importante dato tecnico perché l’editing, per quanto se ne sa ora, potrebbe causare mutazioni in altre sedi o addirittura mutare l’allele selvatico ed inoltre il ricorso agli embrioni potrebbe portare ad un mosaicismo genetico. In ogni modo, anche se alcuni sono ottimisti per l’impiego di questa tecnica negli embrioni umani, altri (uno degli organizzatori del meeting) suggeriscono molta cautela. Oltre alle questioni tecniche ci sono, forse ancor più contrastanti, quelle legislative tanto che una partecipante alla fine ammette che “the ‘science’ of regulation is more precarious and uncertain than the science of gene editing”.

Vedi anche Making the cut. Science 2015;350:1456 con il sottotitolo “CRISPR genome-editing technology shows its power”. Secondo rapporto sulla riunione che sottolinea soprattutto l’uso nelle cellule somatiche.

Scientists call for moratorium on clinical use of human germline editing. BMJ 2015;351:h6603. Sempre sulla riunione.

CARATTERI-MALATTIE COMPLESSE/STUDI ASSOCIAZIONE

HLA-DRB1*11 and variants of the MHC class II locus are strong risk factors for systemic juvenile idiopathic arthritis. PNAS 2015;112:15970. Studio di associazione (locus MHC) in 9 popolazioni indipendenti di caso-controllo con pz affetti da artrite idiopatica giovanile sistemica (sJIA). Varianti genetici nel cluster genico MHC di classe II modificano significativamente il rischio di malattia, il maggior fattore di rischio è costituito da HLA-DRB1*11 che in ogni popolazione dà un rischio doppio di malattia.

Interessante anche perché si suggerisce un ruolo patogenetico a molecole di HLA che hanno un ruolo critico nel sistema immunitario adattivo.

Diabetes in the post-GWAS era. Nature Genetics 2015;47:1373. Commento di un articolo sugli studi di associazione dell’intero genoma (GWAS), sui suoi limiti e su come superarli, che contrariamente a quanto si è portati a credere, non individua geni malattia ma solo loci, cioè regioni genomiche che contengono una o più varianti che interessano il rischio di malattia. Nel lavoro sullo stesso fascicolo che viene commentato (Genetic fine mapping and genomic annotation defines causal mechanisms at type 2 diabetes susceptibility loci. Pg. 1415) gli AA hanno mappato con notevole precisione i loci associati al Diabete mellito 2 (T2D) ricorrendo Metabochip (che copre i loci associati a caratteri metabolici, cardiovascolari ed antropometrici) di 27.206 casi con T2D e 57,574 controlli). Le varianti trovate sono state confrontate con elementi regolatori del DNA e della cromatina e si è risusciti a definire i meccanismi molecolari tramite i quali le varianti trovate associate influenzano il rischio di malattia.

A genome-wide association study confirms PNPLA3 and identifies TM6SF2 and MBOAT7 as risk loci for alcohol-related cirrhosis. Nature Genetics 2015;47:1443. L’eccessivo consumo di alcool è causa di cirrosi epatica, che costituisce come frequenza la seconda causa di trapianto. Applicando la tecnica di associazione GWAS in ampie (quasi 2.000 pz e più di 2.000 controlli) popolazioni indipendenti di soggetti di discendenza europea viene confermata l’associazione con PNPLA3 (adiponeutrina) e trovata associazione significativa con MBOAT7 (proteina transmembrana) e TM6SF2 (proteina transmembrana). Questi tre loci hanno un ruolo nel processo del metabolismo lipidico e questo suggerisce che il turnover lipidico è importante per la patogenesi di questa malattia.

Multi-ancestry genome-wide association study of 21,000 cases and 95,000 controls identifies new risk loci for atopic dermatitis. Nature Genetics 2015;47:1449. Risultati dell’analisi GWAS di un ampio campione multicentrico di pz con dermatite atopica. Sono stati identificati 10 nuovi loci con geni coinvolti nell’immunità innata e nella funzione delle cellule T, fatto che sottolinea il contributo importante autoimmunitario nella patogenesi della dermatite atopica.

Genetic association analyses implicate aberrant regulation of innate and adaptive immunity genes in the pathogenesis of systemic lupus erythematosus. Nature Genetics 2015;47:1457. GWS in un campione di 7.219 pz con lupus eritematoso sistemico (e 15.991 controlli) di discendenza europea: trovati 43 loci di suscettibilità, tra cui 9 nuove associazioni. Tra questi loci vi è un eccesso di fattori di trascrizione, questo suggerisce che in questa patologia vi è una sregolazione di geni del network in più tipi cellulari con coinvolgimento della risposta immunitaria sia innata che adattativa.

Spigolature Genetica Clinica/Umana Dicembre 2015. R. Tenconi

Raccolta e brevi commenti di articoli di Genetica Medica e Umana e di interesse generale del mese di Dicembre 2015 (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

The Compassionate Side of Neuroscience: Tony Sermone’s Undiagnosed Genetic Journey—ADNP Mutation. Journal of Molecular Neuroscience. 2015;56:751. Un gene dell’Autismo (Activity-Dependent Neuroprotective protein). Ma l’articolo è da leggere perché la madre di un bambino di 7 anni con mutazione di questo gene racconta la storia del suo bambino con tante disabilità (da lista della spesa), di decine di diagnosi poi smentite dagli esami e di visite di specialisti in campi che il padre nemmeno conosceva. Alla fine decide di cercarsi da solo il laboratorio di ricerca che applicasse WES che ha portato alla diagnosi di una sindrome praticamente sconosciuta. E allora si è data da fare per cercare altre famiglie con persone con la stessa condizione. Struggente ed istruttivo perché ci fa capire cosa e come dire ed essere a fianco dei genitori in una situazione analoga (articolo da far leggere nelle scuole di specialità, disponibile a fornire pdf, ndr).

Sex beyond the genitalia: The human brain mosaic. PNAS 2015;112:15468. Titolo da Nobel. Apparteniamo come specie, a due differenti categorie, quella maschile e quella femminile, non solo per l’anatomia dei nostri genitali. Infatti da tempo si ritiene che vi sia un dimorfismo sessuale del cervello (femminile e maschile) e conseguentemente caratteristiche di genere relative al comportamento, cognizione, attitudini e altro. Ma è credibile che sia così o piuttosto che vi sia un continuo dal completamente maschio al completamente femmina? Nella prima ipotesi si crede(va) che la differenziazione sessuale dipenda dall’esposizione al testosterone che induce la mascolinizzazione e alla defemminilizzazione del cervello, nella seconda si crede che i due processi siano indipendenti e che la differenziazione sessuale progredisca in modo indipendente nei differenti tessuti cerebrali portando ad un mosaicismo sessuale. In questo lavoro è stato valutato il grado di omogeneità interna del cervello umano ricorrendo alle immagini di RM, tecnica che consente di valutare simultaneamente gli aspetti relativi al dimorfismo sessuale in varie aree cerebrali della sostanza grigia e bianca e della connettività. Si è visto che sebbene vi siano differenze di genere il cervello umano è composto da un mosaico di aspetti, alcuni più comuni nelle femmine, altri più comuni nei maschi e altri uguali nei due sessi. Quindi il cervello umano non è classificabile in due distinte classi e quindi non sono applicabili la due ipotesi su precisate. Ma piuttosto sembra che ogni cervello sia un unico mosaico con un’ampia sovrapposizione di caratteristiche femminili e maschili relative alla personalità, attitudine, interessi e comportamenti. Implicazioni sociali molto attuali da questo lavoro: aver dimostrato che vi è un’ampia variabilità e diversità umana può essere utile per cercare di affrontare razionalmente il dibattito sull’opportunità di consentire che venga affidata l’educazione ad un solo sesso e considerare il sesso/genere come una categoria sociale (qualcuno avvisi Corsello, ndr).

Epilepsy treatment: precision medicine at a crossroads. Lancet Neurology 2015;14:1148. Commento di un articolo sullo stesso fascicolo (A roadmap for precision medicine in the epilepsies. Pg. 1219) in cui il consorzio EpiPM mostra come la genetica e la biologia molecolare possono favorire la ricerca di bersagli terapeutici in base alla costituzione genetica di ogni singolo paziente. Questo perché nonostante vi siano in commercio molti farmaci antiepilettici vi sono ancora molti pz con forme farmacoresistenti o la loro assunzione comporta reazioni avverse. Vi sono linee guida per farmaci di prima e di seconda scelta in base al tipo di epilessia ma il ricorso ai nuovi farmaci è spesso un tentativo e talora anche un errore. La terapia di precisione non esclude che il farmaco possa agire su altri pathway e comportare effetti indesiderati, come l’epilessia da mutazioni di POLG1 che in alcuni pz in terapia con Valproato possono causare insufficienza epatica fatale o come l’allele HLA B*15:02 che in caso di assunzione di Carbamazepina può determinare la sindrome Stevens–Johnson. Vi sono reazioni avverse di cui va studiata la modalità, come la teratogenicità (spina bifida) da Valproato, l’incapacità di prevedere il mancato controllo dell’epilessia da glucoronidazione della Lamotrigina da parte degli steroidi gravidici, la riduzione del campo visivo in alcuni pz in terapia con Vigabatrin, l’iponatriemia da Carbamazepina e Oxcarbazepina, effetti psichiatrici di molti anticonvulsivi.

Il commento termina con la raccomandazione di due road-map: una per la medicina di precisione per i farmaci antiepilettici e un’altra, altrettanto importante, per l’identificazione e la ricerca delle cause dei potenziali effetti avversi dei nuovi farmaci. Senza quest’ultima non è possibile parlare di medicina di precisone.

Nell’articolo si sottolinea che vi sono difficoltà di implementazione della medicina di precisione in questo campo: la prima è le difficoltà di applicare gli appropriati test genetici clinici a tutti casi con epilessia e poi il fatto che nonostante i grandi progressi della genetica le capacità diagnostiche sono ancora limitate (15-20% per le encefalopatie epilettiche). Ma nonostante queste difficoltà ci sono già epilessie in cui è possibile una specifica terapia come la sindrome da difetto di trasportatore di glucosio da mutazione di SLC2A1 trattabile con dieta chetogenica e l’epilessia piridossina dipendente da mutazioni di ALDH7A1 trattabile con vitamina B6. Per altre malattie i farmaci specifici sono stati indicati da studi in vitro che dimostrano una normalizzazione dei difetti molecolari, come la chinidina per mutazioni di KCNT1, l’ezogabina per KCNQ2, nematina per GRIN2A ed everolimus per mTORpatie. Queste epilessie possono presentarsi come encefalopatia epilettica farmacoresistente ed essere diagnosticate con le recenti tecniche di NGS (targeted o esoma), ma comunque è ancora da dimostrare che la scelta del farmaco sia quella indicata dagli studi in vitro, occorre infatti per loro una sperimentazione clinica ben condotta come suggerito nella bella Fig. 3.

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

2015 in review. Nature Medicine 2015;21:1380.

20 Gennaio. Obama dichiara di finanziare con 215 milioni di dollari per accelerare lo sviluppo e l’applicazione della Medicina di Precisione.

18 Febbraio. Il Roadmap Epigenomics Project conclude una ricerca durata 7 anni con la pubblicazione (Nature 2015;518:317) di una mappa dell’epigenoma.

18 Aprile. AA cinesi pubblicani i risultati dell’editing genetico con CRISP di embrioni umani non vitali riportando una ridotta efficienza e precisione dell’editing (Protein Cell 2015;6:363). Segnalazione che ha causato moltissime critiche sull’opportunità oggi di un editing embrionale (vedi poi capitolo Genome Editing, articoli di interesse).

30 Giugno. Il governatore della California, dopo un’epidemia di morbillo, ha firmato una legge per vaccinare tutti i bambini, ad eccezione di quelli immunodepressi indipendente dalle opinioni personali o religiose dei loro genitori (vedi sotto). E altre.

Drugs that made headlines in 2015. Nature Genetics 2015;21:1382. Limitandosi alle malattie genetiche con componente genetica: Luce verde: per inibitori di PCSK9 (alirocumab e evolocumab) per abbassare la colesterolemia per coloro che non tollerano le statine. Ma il costo è di 14.000 $ all’anno! Orkambi (una combinazione di lumacaftor e ivacaftor) l’unico farmaco per ora disponibile per pz con FC da mutazione in omozigosi ∆F508 del gene CFTR. Spritam (levetiracetam) antiepilettico facile da ingerire.

Luce gialla: Aducanumab le cui sperimentazioni cliniche stanno progredendo, sembra con successo, per l’Alzheimer. Terapia con cellule staminali (iPSC) per la degenerazione maculare, dovrebbe riprende la sperimentazione che sembra abbia portato a risultati significativi.

Notable advances 2015. Nature Medicine 2015;21:1384. Rilevanti miglioramenti nella ricerca. Obesità: Expression of risk mediante GWAS con l’individuazione di uno SNP del locus del gene FTO (fat mass and obesity–associated) che codifica una metilasi mRNA, con l’interessante ipotesi che questo SNP condizioni un’asimmetrica maturazione delle cellule progenitrici del tessuto adiposo verso adipociti bianchi con ridotta proporzione di adipociti beige che bruciano il grasso. Neuroscienze: suggerito il meccanismo patogenetico della neurodegenerazione della Sclerosi Laterale Amiotrofica (ALS) da espansione esanucleotidica nel gene C9ORF72, che sembra essere di una riduzione del trasporto nucleare che porta ad una disfunzione cellulare e alla fine la neurodegenerazione.

Treatment during a vulnerable developmental period rescues a genetic epilepsy. Nature Medicine 2015;21:1436. L’epilessia è la patologia neurologica più frequente in un quarto dei casi farmacoresistente. La frequenza è elevata nel periodo neonatale e nella prima infanzia quando è ancora in corso lo sviluppo cerebrale e il cervello è particolarmente sensibile a danni da fattori sia interni (es. genetici) che esterni (es. asfissia), ma in questo periodo questo periodo gli interventi preventivi hanno maggior probabilità di successo nel ridurne il rischio. Gli AA hanno dimostrato che topi con canalopatia genetica neuronale (deficit funzionale di Kv7) nelle prime due settimane di vita sviluppano successivamente un fenotipo epilettico con anomalie cerebrale e comportamentali, mentre la soppressione di Kv7 prima e dopo le prime due settimane di vita evita la comparsa di queste anomalie. I canali neuronali Kv7, che sono canali del potassio regolati dal voltaggio (noti anche come canali M), sono ampiamente espressi nell’encefalo e fondamentali nella fisiologia del neurone, in quanto hanno un ruolo importante nel regolarne l’eccitabilità. Mutazioni nell’uomo di KCNQ2 che codifica Kv7.2, ed anche mutazioni di KCNQ3 che codifica Kv7.3, sono responsabili di sindromi di epilessia idiopatica benigna e di grave encefalopatia neonatale epilettica. L’ipotesi di partenza di questo lavoro è che la disfunzione di Kv7 nel periodo critico alteri l’attività elettrica spontanea importante per la maturazione cerebrale. Si conferma, sempre nel topo, tale ipotesi e si prova che la normalizzazione dell’attività del network e la normalità ippocampale e comportamentale dei topi mediante una terapia nelle prime due settimane di vita con bumetanide (diuretico, antagonista del contrasportatore Na-K-Cl (NKCC)), usato qui non come antiepilettico ma come un farmaco potenzialemente antiepilettogenico. E si prova anche che tale farmaco è ben tollerato in epoca neonatale negli animali di controllo. Questi risultati suggeriscono che interventi preventivi applicati nel periodo specifico di sviluppo nei soggetti predisposti a patologie possono attenuare o arrestare la progressione della malattia.

Il lavoro ricorda che sono stati già pubblicati due lavori sull’effetto benefico della terapia precoce con bumetanide per bilanciare l’eccitazione e l’eccitazione ippocampale in modelli murini di autismo e s. Down.

The end of regulatory monotherapy trials? Lancet Neurology 2015;14:1150. Commento del Personal View sullo stesso fascicolo (Is a separate monotherapy indication warranted for antiepileptic drugs? Pg. 129) che sottolinea la necessità di fare chiarezza sulle sperimentazioni cliniche di farmaci antiepilettici in monoterapia, che pone spesso problemi etici non indifferenti, o associati ad altri farmaci. Vi sono differenti regolamentazione tra FDA e EMA europea.

An AKT3-FOXG1-reelin network underlies defective migration in human focal malformations of cortical development. Nature Medicine 2015;21:1445. Le tecniche diagnostiche attuali ci consentono di individuare più facilmente le malformazioni dello sviluppo corticale cerebrale (della proliferazione, migrazione ed organizzazione neuronale)(MCD), che sono un’importante causa di autismo, deficit cognitivo e molto spesso epilessia “catastrofica” non suscettibile a farmaci. All’estremo più grave la emimegalencefalia (HME) in cui i pz hanno disabilità psicomotoria, emiparesi controlaterale ed epilessia che talora richiede, anche per tentare di prevenire almeno in parte il deficit psico-motorio, l’emisferectomia. La forma focale (FMCD) è caratterizzata da dislaminazione corticale da neuroni ectopici nella sostanza bianca e, istologicamente, da neuroni dismorfici e cellule “balloon”. Recentemente queste anomalie sono state attribuite alla presenza di mosaicismo genetico limitato all’encefalo. Le anomalie, simili ai tuberi corticali della Sclerosi tuberosa, hanno fatto sospettare il coinvolgimento del pathway mTOR. Infatti in questi casi di FMCD una percentuale variabile (8-30%) di cellule portano mutazioni di geni del pathway (PIK3CA, AKT3 e MTOR), mutazioni attivanti che in base alla loro proporzione nei vari tessuti fa pensare che siano partite dalle cellule progenitrici neurali. Ci sono vari aspetti non ancora chiariti tra cui la domanda di come possono poche cellule mutate causare una disorganizzazione di un intero emisfero. Introducendo una di queste mutazioni nel cervello di topi si producono crisi convulsive ed alterata architettura emisferica. Il meccanismo patogenetico risulta essere un’aumentata espressione di relina, glicoproteina della migrazione, posizionamento delle cellule nervose staminali e il processo di laminazione durante lo sviluppo corticale che potenzia l’effetto della mutazione interessando un intero emisfero. Avere dimostrato che è possibile riprodurre nell’animale di laboratorio il meccanismo patogenetico ed il fenotipo di queste devastanti condizioni ci aiuta a migliorare le conoscenze ed aprire la strada per possibili terapie.

Reducing Diagnostic Errors — Why Now? NEJM 2015;373:2491. Nonostante l’impatto degli errori diagnostici, evento relativamente frequente, sullo stato di salute dei pz non ci si è mai impegnati a fondo nel misurarli né tantomeno a capirne le cause ed attrezzarci per evitarli. Varie le ragioni di questa mancata attenzione tra cui la non considerazione sui fattori che portano a farli, le attitudini culturali che scoraggiano di discuterne insieme, le difficoltà di definirli ed identificarli, l’idea che sia impraticabile applicare misure di qualità delle prestazioni e infine che rispetto agli altri tipi di errore questi sono inevitabili. Perché ora? Perché ora sono clinicamente e finanziariamente più significativi rispetto al passato ed anche perché ora ci sono opzioni terapeutiche migliori e più precise (trattare ora un cancro del colon in stadio 4 costa tre volte di più di trattarne uno in stadio 1, perché le terapie sono molto più costose) ed anche perché gli utenti sono molto più sensibili agli errori medici. Altro esempio: il precoce riconoscimento e di conseguenza trattamento dell’infarto miocardico ha portato la mortalità al 5% con una migliore conservazione della funzionalità miocardica. E allora la National Academy of Medicine UDSA ha preparato un documento su questo (http://nas.edu/improvingdiagnosis)(sentite il brevissimo video “Sue and Pat’s story”). Come fare per affrontare la questione? Educazione per gli studenti-specializzandi, ricorso ad algoritmi elettronici di analisi delle cartelle cliniche elettroniche per identificare potenziali specifici eventi sfavorevoli e sapere quanto frequentemente avvengono, perché sono avvenuti, l’impatto sulla salute e finanziario e come evitarli (articolo da diffondere con metodologia suggerita da applicare, perché una parte abbastanza rilevante della nostra attività è diagnostica; un buon progetto di ricerca in ambito SIGU, ndr).

Is Home Birth Safe? NEJM 2015;373:2683. Presentato un caso, gravidanza normale in 35 sg, e sentite due opinioni, una per il parto domiciliare e l’altro ospedaliero. Con i pro e i contro. E si chiede cosa, da medici, avreste consigliato a quella gravida. Tra i pro il fatto che il cesareo per donne che scelgono di partorire a casa riguarda solo il 5%, mente tale proporzione sale al 24.7% se il parto avviene in ospedale. In Europa, ma non in USA in cui il parto a domicilio è raro, non c’è incremento di rischio di mortalità perinatale per parti a casa per donne a basso rischio, con rischio aumentato solo per le nullipare. Altri dati però consigliano prudentemente che il rischio di una complicazione perinatale nei parti domiciliari potrebbe essere doppio rispetto a quelli ospedalieri. Accettabile? Va tenuto presente che è ritenuto accettabile dagli ostetrici un parto vaginale dopo un precedente cesareo, che comunque comporta un rischio perinatale doppio rispetto ad un altro secondo cesareo. Il pro domicilare (Ostetrico USA) sottolinea che rimane comunque favorevole al parto a casa alla condizione che la gravida a basso rischio sia ben informata e, come in Olanda, chi è presente al parto sia ben preparato e ci si è attrezzati per un trasferimento immediato in ospedale in caso di complicazioni. Il perinatologo USA, la voce del contro, dice che quando il parto avviene in casa e le cose non vanno come programmato “a woman’s dream (home) delivery then becomes her worst nightmare”. Ammette che in Europa (UK) ci si è organizzati in altro modo, ma comunque i rischi sono quelli su riportati. E conclude che nell’esempio fatto all’inizio quella donna potrebbe essere una delle 1.6 per 1.000 donne il cui bambino muore nel parto (parere che mi pare piuttosto direttivo, ndr). E continua con “The odds are in her favor, but no one can predict the outcome”. Allora voi che avreste consigliato? (ma messe così le cose mi pare che la decisione non sia che una, ndr).

Ontario suspends unvaccinated children from school and proposes mandatory classes for parents. BMJ 2015;351:h6821. Per la bassa proporzione di scolari vaccinati (<70%) vengono sospesi quelli non vaccinati (20 giorni o sino a quando viene presentato il certificato di vaccinazione) e c’è una proposta di legge di un corso obbligatorio per i loro genitori che non vogliono vaccinarli per motivi religiosi o filosofici.

A proposito di vaccinazioni infantili:

New Italian immunisation plan is built on scientific evidence: Carlo Signorelli and colleagues reply to news article by Michael Day. BMJ 2015;351:h6751.

Prevention of malaria in pregnancy: a fork in the road? Lancet 2015;386:2454. Editoriale dei risultati di una sperimentazione aperta in Kenia con ricorso a due farmaci per la prevenzione dell’infestazione malarica in gravidanza che comporta deficit di crescita fetale e parto prematuro (Intermittent screening and treatment or intermittent preventive treatment with dihydroartemisinin–piperaquine versus intermittent preventive treatment with sulfadoxine–pyrimethamine for the control of malaria during pregnancy in western Kenya: an open-label, three-group,randomised controlled superiority trial. Pg. 2507 (ClinicalTrials.gov, NCT01669941). Ogni anno più di 32 milioni di gravidanze nell’Africa subsahariana sono a rischio di malaria. L’efficacia del trattamento preventivo con sulfadoxina e pirimetamina, come raccomandato dal WHO, ha come principale ostacolo la resistenza del parassita a questi farmaci da mutazioni a carico della diidrofolato reduttasi e diidropteroato sintetasi nel parassita. Per questo vi è la necessita di trattamenti alternativi. Nella sperimentazione è risultata efficace l’associazione diidroartemisina e piperachina, terapia che deve essere confermata con ulteriori studi di efficacia, sicurezza e valutazione dei costi.

Long-term effects of Alzheimer’s disease treatment. Lancet Neurology 2015;14:1145. Commento di un articolo sullo stesso fascicolo sui risultati di uno studio (DOMINO-AD) randomizzato in fase 4 per identificare il  farmaco migliore da somministrare a pz con Alzheimer nel passaggio da una forma moderata a grave di Alzheimer. In questo studio (Nursing home placement in the Donepezil and Memantine in Moderate to Severe Alzheimer’s Disease (DOMINO-AD) trial: secondary and post-hoc analyses. Pg. 1171)(ISRCTN49545035) l’obiettivo è stato di verificare se in questi pz vi sia una relazione tra terapia (continuare o terminare la terapia con Donepezil -inibitore centrale dell’acetilcolinoesterasi-  ed iniziare con Memantina – agisce sul sistema glutamatergico) e anticipazione dell’istituzionalizzazione, che comporta costi sociali rilevanti (in UK si tende a tenere a casa i pz il più possibile non solo per questioni economiche ma anche per la qualità di vita). La sospensione della terapia con Donezipil nell’Alzheimer di grado moderato aumenta il rischio di ricovero in struttura protetta soprattutto nei primi 6 mesi, rischio che si riduce progressivamente sino all’anno per poi non essere più rilevabile a 3 anni. Nessun effetto con l’iniziare o meno la terapia con Memantina. Quindi la decisione di sospendere o continuare con il farmaco deve basarsi sul potenziale rischio della sospensione anche se non sono poi così chiari i benefici percepiti di continuare la terapia.

Glucocorticoids enhance muscle endurance and ameliorate Duchenne muscular dystrophy through a defined metabolic program. PNAS 2015;112:E6780. I glucocorticoidi (GR), una classe di ormoni steroidei, a basse dosi o somministrate transitoriamente aumentano la resistenza del tessuto muscolare scheletrico e per questo sono stati proposti 25 anni fa e poi usati per migliorare la funzione muscolare, la qualità di vita e la sopravvivenza dei pz con distrofia muscolare Duchenne (DMD), anche se non se ne conoscono le basi molecolari. In questo studio in vitro e in modelli animali si dimostra che gli effetti dei GR sulla resistenza muscolare e quelli terapeutici nel Duchenne sono in parte mediati dall’attivazione del fattore di trascrizione KLF15 (Kruppel-like factor) individuando così un patwhay diverso dal quello responsabile dell’atrofia muscolare da GR. Nei tessuti muscolari distrofici nell’uomo e nel modello murino di DMD si osserva una riduzione di espressione di KLF15 e aumentandone o diminuendone i livelli cambia il fenotipo del topo mdx-Duchenne. In sintesi è stati individuato un nuovo pathway regolatorio indotto da GR che contribuisce al loro effetto terapeutico tramite una via metabolica pro-ergogenica. Utile per fornire indicazioni per la terapia nel Duchenne ed in altre malattie muscolari.

Uterine glucocorticoid receptors are critical for fertility in mice through control of embryo implantation and decidualization. PNAS 2015;112:15166. I glucocorticoidi (GR) sono importanti mediatori immunitari e dello stress di numerosi processi, tra cui la riproduzione e lo sviluppo. Ma non vi sono informazioni sulla loro azione diretta a livello uterino. In questo lavoro si dimostra che il recettore di GR uterino nel topo è importante per la sua fertilità, infatti topi che mancano di questo recettore a livello uterino hanno una ridotta fertilità da mancato impianto per un non adeguato rimodellamento dello stroma endometriale e un deficit del sistema di segnale di GR che nel rimodellamento altera la regolazione genica. Storicamente sapevamo che lo stress o alti livelli di GR regolano la funzione riproduttiva modulando l’azione ipotalamica e ipofisaria sulle gonadotropine. Qui si dimostra che agiscono sia sulla fisiologia uterina che sulla fertilità.

Fetal tissue research under threat. Nature 2015;528:163. I biologi, dice questa nota di Nature, sono restii a parlare delle loro ricerche su tessuto fetale umano. Comprensibile reticenza dopo che è girato un video lo scorso Luglio in USA che mostra medici del Planned Parenthood Federation of America che danno tessuti fetali di IVG a compagnie commerciali che vendono prodotti biologici. Questa federazione, che fornisce contraccettivi, screening dei tumori e altri importanti servizi sanitari ha scelto uno strano modo “to get rich”. Da qui è iniziata da parte dei politici una furiosa campagna antiabortiva che ha avuto come bersaglio le cliniche di questa federazione accusandole di essere una “an ongoing criminal enterprise”.

E allora si capisce che i biologi che usano tessuti fetali per ricerca non vogliano parlarne. Girano proposte legislative che limitano considerevolmente l’uso di tessuto fetale umano. Ed è opportunamente intervenuta la Association of American Medical Colleges (AAMC) che ha prodotto un documento che sottolinea i vantaggi di tipo diagnostico e terapeutico per la medicina resi possibili dal ricorso a tessuto fetale umano e che esprime la preoccupazione per il rischio di bloccare la ricerca. Nature, con una nota condivide, quanto espresso da AAMC e sottolinea che legare la ricerca su tessuti fetale ed aborti volontari è inappropriato. Chi è contrario alle IVG sia onesto, lo faccia nelle sedi appropriate senza usare questo increscioso episodio per portare avanti le proprie convinzioni intralciando la ricerca funzionale alla salute e alla cura delle malattie.

Cracking the brain’s genetic code. PNAS 2015;112:15269. Commento di un articolo sulla stessa rivista (Development and aging of cortical thickness correspond to genetic organization patterns. Pg. 15462) che mostra uno stretto rapporto tra genetica e neuroscienza e che rivela come i geni condizionino la nostra vita, il nostro sviluppo nell’età infantile e il declino in modo caratteristico del nostro cervello nella vecchiaia. Nel nostro cervello vi sono moduli di organizzazione genetica, cioè regioni cerebrali influenzate dagli stessi geni o da un assortimento di geni con ampia sovrapposizione di funzioni. In questo lavoro tramite neuroimmagini di quasi 1.000 persone dai 4 agli 88 anni si dimostra che ogni modulo genetico ha un suo specifico profilo di sviluppo e invecchiamento. In queste persone è stato misurato longitudinalmente lo spessore corticale e sono state confrontate le caratteristiche modificazioni topografiche in base alle aree di massima e condivisa influenza genetica, aree individuate in un gruppo separato di 406 gemelli adulti. Le modificazioni corticali dalla maturazione e dall’età adulta seguono strettamente l’architettura genetica della corteccia, indicando che le differenze individuali tra individui di mezza età originano dal neurosviluppo e che fattori genetici condizionano le modificazioni corticali nel corso della vita.

Battle of sex hormones in genitalia anomalies. PNAS 2015;112:15779. Commento di un lavoro (Timing of androgen receptor disruption and estrogen exposure underlies a spectrum of congenital penile anomalies. PNAS 2015:E7194) sul ruolo degli ormoni, androgeni ed estrogeni, nella formazione del pene e del meccanismo patogenetico delle malformazioni dei genitali esterni, malformazioni che hanno avuto un recente incremento di frequenza (attualmente 1:250 nati vivi) e che vanno dalla mancata chiusura uretrale (ipospadia), alla curvatura del pene, al micropene e alla femminilizzazione dei genitali maschili. Le cause attribuibili sono sia genetiche che acquisite, in particolare da antiandrogenici e da sostanze chimiche che agiscono come interferenti endocrini (endocrine disrupting) estrogenici (idrocarburi policiclici aromatici, benzene, diossina, ftalato, perfluorato, bisfenolo A, wiki). Ma poco sappiamo della patogenesi e della finestra di sensibilità agli stimoli antiandrogenici o estrogenici. In questo studio alterando nell’embrione di topo il segnale androgeno ed estrogeno si producono anomalie peniene dipendenti dal tempo in cui si interviene. L’inattivazione del recettore degli androgeni (AR) in specifici tipi cellulari nel tubercolo genitale produce in ordine di tempo genitali ambigui, ipospadia e micropenia. Nel periodo neonatale lo sviluppo penieno è controllato da uno specifico bilanciamento di attività di AR e del recettore estrogenico (ERα), l’inibizione dell’uno o dell’altro causa micropenia. Il gene Indian hedgehog, che con altri geni partecipa alla morfogenesi dei genitali e le cui mutazioni sono causa di anomalie dei genitali esterni, risulta un nuovo target di AR nei genitali esterni e, sempre nel topo, la delezione condizionale di ihh inibisce la mascolinizzazione peniena. Questi risultati contribuiscono a collegare l’interferenza endocrina con le malformazioni peniene.

Identical non-identical twins and non-identical identical Twins. BMJ 2015;351:h6589. Gioco di parole per dire che nello studio che gli AA hanno in corso sulla ricerca di mutazioni de novo nei gemelli MZ fenotipicamente discordanti (bella idea, ndr) hanno trovato un numero crescente di gemelli classificati come DZ ma con identiche caratteristiche e fenotipo o classificati come MZ ma con caratteristiche fisiche più da fratelli. Sinora il classico metodo classificatorio si basa sulla corionicità (condivisione o meno della stessa placenta) e somiglianza fisica, ma è soggetto ad errori; l’errore più comune è supporre che due gemelli con sesso identico siano DZ se bicoriali, quando sappiamo, grazie all’analisi del DNA, che l’attribuzione di zigosità di gemelli dello stesso sesso basandosi solo sulla corionicità è sbagliata nel 25% dei gemelli considerati come DZ e nel 7% in quelli MZ. In più, anche se raramente, ci sono gemelli DZ monocoriali.

E’ clinicamente utile conoscere la zigosità di due gemelli dello stesso sesso (per morbilità e per ev. trapianto di organo) e il modo più sicuro e poco costoso è quello genetico. In UK nascono ogni anni circa 12.000 gemelli dello stesso sesso e il costo per il SSN sarà di meno di 2.8 milioni di €. Spesi bene.

CASO CLINICO

Case 41-2015: A 14-Year-Old Boy with Immune and Liver Abnormalities. NEJM 2015;373:2764. B. di 14 anni con una condizione complessa cronica visto in gastroenterologia per dati di laboratorio di disfunzione epatica da più di 1½ anno. Ritenzione testicolare corretta con orchidopessi, ernie inguinali, reflusso GE con deficit di crescita nell’infanzia, diabete mellito tipo 1 a 2a, ipotiroidismo primario a 4 a, deficit della parola e dell’apprendimento, infezioni ricorrenti, nicturia e leucoplachia linguale. A 2a, su indicazione del genetista clinico (di vecchia generazione, a essere buoni, ndr), esame cromosomico, normale. A 10a per mal di testa cronico RM cerebrale numerose lesioni non specifiche senza aumento di segnale in sede periventricolare bilateralmente con angiografia normale. Obiettivamente peso e altezza al 33° centile, placca biancastra ed ulcerazioni della mucosa linguale e qualche dismorfismo facciale. L’ecografia addome ha rilevato epatosplenomegalia, con nodi epatici multipli ipoecogeni, la RM con Gadolinio enhancement epatico eterogeneo, che ha motivato l’analisi molecolare della s. CADASIL (cerebral autosomal dominant arteriopathy with subcortical infarcts), negativa. Il CGH è risultato normale. Sospettata una malattia XLR in quanto un fratello della madre aveva un quadro simile, con una disregolazione del sistema immunitario con componente autoimmunitaria (diabete, elevati anticorpi antitiroide). Sospetta inizialmente una immunodeficienza comune variabile (CVID) anche se non erano presenti tutti i criteri diagnostici, e poi una disfunzione dei linfociti T regolatori con una possibile diagnosi di IPEX (immune dysregluation, polyendocrinopathy, enteropathy, and X-linked inheritance). Ma la diagnosi è stata sospettata da un medico che aveva già visto un caso simile e da qui la ricerca nel bambino dei segni clinici di questa condizione (la classica procedura diagnostica delle malattie rare prima del NGS! Ndr). Degli 11 geni noti per questa condizione, nessuno mutato al WGS. Quindi manca la mutazione causativa, quindi una diagnosi basata sul fenotipo clinico e cellulare. Leggetelo.

IMMAGINI

Plaque-type glomuvenous malformations in a child. Lancet 2015;386:e61. Bambino di 1 mese con dalla nascita osservata alla schiena alcune aree rosa con al centro, lievemente depresso, una colorazione centrale bluacea con qualche ectasia venosa circondate da un alone scuro. La cute soprastante era soffice, non dolente alla pressione e prominente nel pianto. Sospettando un’anomalia vascolare è stata fatta una RM che ha mostrato la presenza di vascolarità multiple nel sottocute ma non lesioni extracutanee. La biopsia ha confermato quanto sospettato di malformazione glomovenosa. Può essere sporadica o familiare, con familiari paucisintomatici, con chiazze presenti di solito entro il primo mese di vita che tendono a crescere rapidamente coinvolgendo le aree adiacenti e nel corso dello sviluppo possono anche presentarsi in altre sedi cutanee o dopo un trauma. Queste lesioni sono limitate alla cute e possono costituire una sfida diagnostica per il pediatra (vedetevi le immagini, ndr).

Achalasia with Megaesophagus. NEJM 2015;373:230. L’acalasia, l’incapacità dello sfintere esofageo inferiore di rilassarsi con conseguente megaesofago, in un uomo di 63 anni con disfagia ai liquidi e ai cibi solidi da 10 anni. Operato, andata bene.

ZIBALDONE

Science made me a better parent. Science 2015;350:1286. L’autore di questa curiosa nota (Working life) è un biochimico con PhD in biologia molecolare che pensava che un marito/padre cuoco può preparare buoni pranzetti, se musicista favorire la vita sociale invitando tanti amici, se medico o meccanico o avvocato all’occorrenza con la sua professione avrebbe potuto essere di aiuto. Ma la capacità professionale di un biologo molecolare, pensava, sarebbe stata di poco aiuto fuori dal laboratorio, perché pur essendo divertente tagliare e cucire DNA o crescere cellule tutto questo può essere di poca utilità nell’intrattenere amici o a casa. Si sbagliava, perché tutta la sua attività professionale gli è servita molto nell’allevare la sua bambina, dalla pazienza, dall’attenzione per i particolari e soprattutto “the most useful thing that I’ve learned in the lab is the ability to cope with failure” (perfetto, sono perfettamente d’accordo, ndr).

A questo proposito vedi il libro recensito (Cell(2015;163:1563 No Failure, No Science) dal titolo Failure: Why Science Is So Successful, Autore Stuart Firestein, Oxford University Press (2015)(304 pp. $21.95).

News Feature: The neuroscience of poverty. PNAS 2015;112:15530. Sottotitolo: Neuroscientists are investigating whether growing up poor shapes children’s brains in ways that might also shape their lives. Esiste un’ampia letteratura sociale sul rapporto tra stato socio-economico (SES) e salute nel corso di tutta la vita, carriera accademica e salute mentale (chi ha la mia età ricorda The stupid war of the I.Q. degli anni ’80: alcuni partendo dall’osservazione che “on average, African-Americans score 7 to 15 points lower than European-Americans on IQ tests” concludevano per una differenza su base genetica, altri ovviamente no. Interessantissimo per le differenze di scolarità tra etnie in vari paesi del mondo il sito http://www.huppi.com/kangaroo/L-inferiorIQ.htm). Nessuno ha mai verificato se vi sia un effetto sullo sviluppo cerebrale. La domanda che si è fatta (questo è un articolo di divulgazione scientifica, non meno importante di una articolo scientifico, ndr) una neuroscienziata cognitiva, partendo dalla sua esperienza con la babysitter della sua bambina, è che un bambino nasce povero e la vita gli condiziona lo sviluppo cerebrale riducendogli la probabilità di uscire dalla povertà. Una decina di anni fa ha iniziato a lavorare su questo con pochi altri ricercatori, è ha provato che c’è una correlazione tra SES e volume dell’ippocampo (correlazione positiva con SES), alcune strutture cerebrali e la traettoria di crescita cerebrale (impressionante la Fig. che ha sulle ordinate i valori in cc della sostanza grigia e sulle ascisse l’età per fascia di SES: inizialmente valori simili e poi a 37 mesi di vita valori significativamente più alti per elevato SES, valori intermedi per SES intermedio e molto più bassi per basso SES). In seguito è stato valutato l’effetto prevedibile di questa relazione sui voti scolastici. Le ovvie domande sono: queste marcature cerebrali sono reversibili? Quale ne è la causa? Se un programma sociale sembra funzionare questo deve essere confermato con studi di neuroscienza? Il problema vale per tutti ma in particolare per gli USA dove 1 bambino su 5 vive sotto il livello di povertà (24.250$ per una famiglia di 4 persone). Le ricerche poi sono proseguite con una più precisa localizzazione degli effetti cerebrali e sulle prestazioni. Quale ne è la causa? Lo stress prenatale materno, lo stress in famiglia poi, tossine come il piombo o pesticidi, scarsa o inappropriata nutrizione? Non è facile ricorrere a studi su animali perché non è facile simulare in loro la situazione di vivere “tra uno stipendio e l’altro” (se ho tradotto bene “from paycheck to paycheck”, ndr), anche se tali fattori sembrano avere negli animali gli stessi effetti sul cervello che hanno nell’uomo. Occorrono quindi studi controllati di popolazione, ne sono in corso alcuni curiosi come quello di suddividere la popolazione in studio in due gruppi dando alla famiglia due diverse quantità di denaro ogni mese (333$ in uno studio e 100$ in un altro per il gruppo dei “trattati” vs 20$ per il gruppo “di controllo”) per 3 anni da spendere a piacimento e poi controllarne nel tempo l’effetto sui processi cognitivi. Aspettiamone i risultati, ma comunque questi studi hanno ricevuto critiche dagli psicologi (e il commento della ricercatrice: Unrestricted cash payments as a cognitive treatment make a lot of psychologists nervous)(divertente articolo, da leggere per intero, ndr).

Human behavior under economic inequality shapes inequality. PNAS 2015;112:15781. Commento di un lavoro sullo stesso fascicolo (High economic inequality leads higher-income individuals to be less generous. Pg. 15838) che ha voluto verificare quanto risultava da studi precedenti che nei paesi con considerevole disuguaglianza economica le persone ad alto reddito sono meno generose di quelle a basso reddito. In questo lavoro in un campione di 704 persone si completa quanto già conosciuto ma con un’importante precisazione, che le persone con alto reddito sono meno generose solo in condizioni sperimentali di disuguaglianza relativamente alta, suggerendo quindi che lo diventano quando questa è la loro percezione. Non è stata rilevata associazione tra disuguaglianza e generosità nelle persone a basso reddito. Questi risultati contrastano l’idea che le persone ad alto reddito non siano generose e suggeriscono ulteriori possibili conseguenze della diseguaglianza di reddito sul benessere della società.

Plenty of moustaches but not enough women: cross sectional study of medical leaders. BMJ 2015;351:h6311. Analisi di un campionamento trasversale relativa ai direttori di dipartimento medico universitario in USA: “Moustachioed individuals significantly outnumber women

as leaders” (è per questo che molti Dipartimenti vanno male? Ndr).

Parliamentary privilege—mortality in members of the Houses of Parliament compared with the UK general population: retrospective cohort analysis, 1945-2011. Analisi retrospettiva di coorte del tasso e dei predittori di mortalità nei membri del Parlamento e della Camera dei Lord, 4950 persone dal 1945 al 2011: “lower mortality than the UK general population, and, at least until 1999, the mortality gap between newly elected MPs (membri del parlamento) and the general population widened”. Interessante anche il fatto che nell’ambito dei MP ci sono differenze di mortalità tra i Labour e i Conservatori, probabilmente per lo stile di vita ed educativo, in ogni modo “social inequalities are alive and well in UK parliamentarians, and at least in terms of mortality, MPs are likely to have never had it so good”.

Do heads of government age more quickly? Observational study comparing mortality between

elected leaders and runners-up in national elections of 17 countries. BMJ 2015;351:h6424. Per verificare se l’essere stati eletti a capo del governo sia associato ad un’accelerata mortalità. Studio osservazionale sulle differenze di sopravvivenza tra coloro che sono stati eletti per dirigere il governo (n. 279, 17 in Italia) e coloro che ne erano candidati e che non sono mai stati scelti (n. 261, 20 in Italia). In Australia, Austria, Canada, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Grecia, Irlanda, Italia, Nuova Zelanda, Norvegia, Polonia, Spagna, Svezia, UK e USA nel periodo 1722 al 2015. Chi è stato eletto muore significativamente prima di chi non lo è stato (non è vero il detto di Andreotti, ndr).