AGGIORNAMENTI IN TEMA DI PREVENZIONE. Sindrome di Crisponi: approccio diagnostico, correlazione genotipo/fenotipo e strategie terapeutiche

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1 AGGIORNAMENTI IN TEMA DI PREVENZIONE Sindrome di Crisponi: approccio diagnostico, correlazione genotipo/fenotipo e strategie terapeutiche LA PREVENZIONE DELLE MALATTIE RARE Cagliari, 16 Ottobre 2015 Laura Crisponi Istituto di Ricerca Genetica e Biomedica Consiglio Nazionale delle Ricerche Cagliari

2 Malattia rara Una malattia si definisce rara quando la sua prevalenza, intesa come il numero di casi presenti in una data popolazione, non supera 5 casi su persone, 1/2000. Il numero di malattie genetiche rare conosciute oscilla tra le e le 8.000

3 Malattie rare ~ 7000 malattie genetiche rare > 5000 bambini In Italia sono 2 milioni le persone affette da malattie rare e il 70% sono bambini in età pediatrica.

4 Malattie rare La malattie rare sono rare, ma i pazienti che ne sono affetti sono numerosi: 1/ milioni

5 Malattie rare Le malattie rare sono caratterizzate da un ampia varietà di problematiche e sintomi. La variabilità clinica e l eterogeneità genetica possono complicare la diagnosi genetica. Sintomi relativamente comuni possono nascondere malattie rare, portando ad una diagnosi erronea. Una diagnosi genetica può essere eseguita solo quando si trova il gene causativo. Circa la metà delle cause genetiche sono sconosciute.

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8 Patologie alleliche sono malattie genetiche che hanno differenti fenotipi causate da mutazioni diverse nello stesso gene.

9 Diagnosi differenziale Tetano del neonato, tetanie Paralisi cerebrali secondarie a grave asfissia Ipertermia maligna Sindrome di Isaacs-Mertens Hyperekplexia o startle disease Stiff baby syndrome Sindrome di Stuve Wiedemann (SWS) Sindrome sudorazione indotta dal freddo tipo 1 (CISS2)

10 gp130 LIFRβ Apnea ricorrente Contrazioni periorali Ipertonia delle estremità Reflusso gastroesofageo Ipotonia assiale Letalità precoce Cheratite Distress respiratorio Ipertermia Camptodattilia Difficoltà nell alimentazione Contrattura del gomito Protrusione della bocca Bassa statura Curvatura congenita delle ossa lunghe Metafisi ampie e irregolari SWS/SJS2 Sindrome di Crisponi Sudorazione paradossa Scoliosi CISS1 Ridotta sensitività al dolore CISS2 CRLF1 CLCF1 CNTFRα Famiglia di sindromi associate al recettore CNTF

11 Patogenesi molecolare Il complesso stabile secreto del CRLF1/CLCF1 forma un ligando per il CNTFR, che insieme al gp130 e LIFRB forma il complesso recettoriale CNTF. CRLF1/CLCF1 legando il CNTFR portano ad una dimerizzazione del gp130/lifrb, che induce così a valle la via di trasduzione del segnale tramite l attivazione della via Janus/Kinase 1 (JAK1/STAT3). La via del CNTFR gioca un ruolo essenziale durante lo sviluppo embrionale dei motoneuroni.

12 Uno studio funzionale in vitro sulle forme mutate di CRLF1, riproducenti difetti associati a CS/CISS1, ha evidenziato come la gravità fenotipica della malattia dipenda da una difettosa/alterata cinetica nella secrezione della proteina CLRF1. Un attenta rivalutazione critica del fenotipo neonatale di CISS1, ha evidenziato la presenza di crisi ipertermiche in alcuni pazienti, mai riportata in letteratura, portando cosi alla conlcusione che non si trattasse di sindromi alleliche, ma di un unica patologia con diversi livelli di gravità.

13 gp130 LIFRβ Apnea ricorrente Contrazioni periorali Ipertonia delle estremità Reflusso gastroesofageo Sindrome di Crisponi/CISS1 Ipotonia assiale Letalità precoce Cheratite Distress respiratorio Ipertermia Camptodattilia Difficoltà nell alimentazione Contrattura del gomito Sudorazione paradossa Scoliosi Protrusione della bocca Bassa statura Curvatura congenita delle ossa lunghe Metafisi ampie e irregolari Ridotta sensitività al dolore CISS2 SWS/SJS2 CRLF1 CLCF1 CNTFRα Famiglia di sindromi associate al recettore CNTF

14 mutazioni diverse in CRLF1 in 63 pazienti provenienti da 52 famiglie CS/CISS1

15 Localizzazione genetica e proteica dello spettro mutazionale di CRLF1

16 Localizzazione genetica e proteica dello spettro mutazionale di CRLF1

17 Localizzazione geografica dello spettro mutazionale di CRLF1 42 mutazioni in 63 pazienti provenienti da 52 famiglie CS/CISS1

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19 Approccio diagnostico Diagnosi clinica (Patologia complessa) Fenotipo neonatale Fenotipo età evolutiva

20 Fenotipo neonatale Contrazione spasmodica della muscolatura mimica Contrazione dei muscoli respiratori con apnea, cianosi, pianto soffocato Difficoltà alla suzione e alla deglutizione Salivazione abbondante Arti superiori flessi e addotti Movimenti di torsione del tronco, opistotono Ipotonia assiale, ipertonia agli arti Iperpiressia, convulsioni Morte improvvisa

21 Fenotipo dell età evolutiva La sopravvivenza in questa sindrome è possibile (10/26) e la prognosi migliora dopo il primo anno di vita. Persistenza dell ipertermia Persistenza difficoltà alla alimentazione Persistenza della contrattura durante il pianto Reflusso gastro-esofageo Cifoscoliosi ingravescente Limitata estensione a livello del gomito Ridotta lacrimazione, Cheratite Intolleranza al calore Sudorazione paradossa indotta dal freddo

22 Approccio diagnostico Diagnosi molecolare Analisi del gene CRLF1 Analisi del gene CLCF1 Whole exome sequencing (WES)

23 Trasmissione autosomica recessiva 25% 50% 25%

24 Approccio diagnostico Studio pilota per valutare la fattibilità di uno screening genetico in Sardegna Presupposti: Alta omogeneità allelica (c.226 T>G; c.676_677dupa) Numero dei pazienti sottostimato? Obiettivi: Stima delle frequenze alleliche Incidenza della CS/CISS1 in Sardegna

25 Approccio diagnostico Risultati: Portatori 1.4% (1:71) Incidenza/anno 1:20700 Considerato che in Sardegna nascono circa nati, il numero dei pazienti osservato è in linea con quanto atteso. Tali numeri non giustificano l estensione dello screening a tutta la popolazione Sarda: 1:25 per la fibrosi cistica 1:11 per la beta talassemia

26 Approccio diagnostico Diagnosi molecolare in casi familiari Test portatori (ricerca mutazione familiare) Diagnosi prenatale per gravidanze a rischio malattia

27 Strategie terapeutiche Non esiste una terapia specifica risolutiva, ma è possibile intervenire su alcuni sintomi, quando ciò è possibile, con l obiettivo di: migliorare la qualità di vita dei pazienti alleviare fatica e disagio promuovere un accrescimento e uno sviluppo normale mantenere le attività di gioco e di studio minimizzare l impatto della malattia sulla famiglia.

28 Sudorazione paradossa indotta dal freddo > 3 anni < 22 C Insorgenza: l elevata umidità relativa l ansia, l agitazione, l emozione il ciclo mestruale l ingestione di alcuni cibi, in particolare il cioccolato

29 Le ghiandole sudoripare hanno un innervazione particolare. Prima della nascita hanno un innervazione simpatica adrenergica che subito dopo la nascita diventa colinergica attraverso un segnale solubile retrogrado prodotto dagli stessi organi bersaglio. CRLF1/CLCF1???

30 Patogenesi molecolare CRLF1 e CLCF1 sono citochine solubili espresse nelle ghiandole sudoripare ed il loro complesso è uno dei candidati più probabili come fattore di differenziazione colinergico delle ghiandole sudoripare. Innervazione simpatica colinergica: Ghiandole sudoripare Periosteo Arteriole della muscolatura scheletrica

31 Patogenesi molecolare Nei soggetti con CS la mutazione del CRLF1 determina la mancanza di questo switch fenotipico. Biopsie cutanee delle zone di iperidrosi effettuate in un individuo con CS/CISS1 hanno mostrato la presenza di ghiandole sudoripare mancanti di innervazione colinergica e ricche di quella adrenergica, confermando così in vivo l evidenza di un fallito switch adrenergicocolinergico. Questo spiegherebbe sia sudorazione inversa che le deformità ossee e i sintomi muscolari, e l'elevata variabilità nella presentazione clinica a diversi le fasi della vita, visto che neuroni simpatici colinergici innervano anche il periostio, il tessuto connettivo che riveste l'osso, e la parete vascolare del muscolo scheletrico.

32 La sudorazione paradossa è caratterizzata da un eccesso di noradrenalina in circolo. Terapia farmacologica: clonidina o moxonidina. Agonista dei recettori alfa-2 adrenergici a livello centrale, e inibisce il rilascio di catecolamine a livello periferico.

33 Modelli murini di inattivazione condizionale del gene Crlf1 Topi Knock-out per il gene Crlf1 sono stati descritti nel 1999 ma muoiono alla nascita per impossibilità di suzione. Pertanto stiamo lavorando alla creazione di un topo KO condizionale per il gene Crlf1. Ciò ci permetterebbe di investigare il meccanismo fisiopatologico alla base della deficienza di Crlf1, in particolare quello legato al processo di termoregolazione e di testare farmaci in grado di risolvere il problema.

34 Correlazione genotipo/fenotipo Si è tentato di definire una possibile correlazione genotipo/fenotipo in base alle caratteristiche biochimiche della proteina CRLF1, (in particolare il livello di secrezione) effettuando un analisi funzionale delle forme mutate. Una mancata o parziale secrezione conduce sempre a un fenotipo grave, mentre il fenotipo dei pazienti con secrezione completa è più lieve. Al momento tuttavia non è ancora possibile stabilire una precisa correlazione genotipo/fenotipo in quanto pazienti con stessa mutazione nel gene CRLF1 mostrano fenotipi molto diversi fra loro e decorsi clinici di varia gravità.

35 Conclusioni Tante sfide sono state già vinte: la scoperta del gene CRLF1 lo messa a punto di un test molecolare per analizzare il gene CRLF1 lo screening prenatale nei casi familiari di CS il tentativo di identificare una correlazione genotipo-fenotipo la sperimentazione off label con moxonidina

36 Conclusioni Tante ancora quelle da affrontare: la comprensione dei meccanismi eziopatogenetici alla base della sindrome lo studio di nuovi farmaci nei pazienti non responders alla moxonidina l individuazione di una terapia efficace e sicura per prevenire le crisi di ipertermia la scoperta di nuovi geni e vie biologiche coinvolte nella patogenesi.