Vademecum Celiachia. a cura della Associazione Italiana Celiachia. E d i z i o n e

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1 Supplemento n 2 a Celiachia Notizie Anno XXVII n Marzo Reg. n. 197 del 23/03/91 presso il Trib. di Milano - Tariffa R.O.C. (ex tab.b)- Poste Italiane s.p.a. Spedizione in Abbonamento Postale - D.L. 353/2003 (conv. in L. 27/02/2004 n 46) art. 1, comma 1, DCB PD VADEMECUM Celiachia 2008

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3 Vademecum Celiachia a cura della Associazione Italiana Celiachia E d i z i o n e

4 Edizione Maggio 2008 Progetto Grafico & Impaginazione: Giusy Cappellotto Stampa: Tipografia Scarpis - Conegliano Tv Tiratura: copie

5 Ad AnnaMaria e Franco, indimenticati amici che ci hanno fatto il regalo di passare nelle nostre vite

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7 Presentazione Umberto Volta, Carlo Catassi e Adriano Pucci 1 Presidente Comitato Scientifico Nazionale AIC 2 Coordinatore Scientifico del Vademecum 3 Presidente Associazione Italiana Celiachia Dopo sei anni ecco il nuovo vademecum, pubblicazione che continua a mantenere il ruolo d'informatore di tutto il pianeta celiachia per i soci di AIC. Da tempo AIC aveva la necessità di ristampare un vademecum aggiornato delle tante novità intervenute in ogni area d'interesse dei celiaci. I molteplici impegni degli ultimi tempi e la perdita prematura di due grandi amici e volontari d'aic, quali sono stati Franco Lucchesi ed AnnaMaria Vallesi, mai dimenticati, sono la causa principale dei continui rinvii. Questo vademecum è dedicato a Franco e ad AnnaMaria che, come volontari, tanto hanno fatto per la nostra Associazione e, in definitiva, per la causa dei celiaci e per il miglioramento della loro qualità di vita. L'attuale testo è stato progettato con l'obiettivo di fornire un'informazione completa delle varie aree di intervento di AIC, dal settore medico/scientifico all'alimentazione, dall'attività istituzionale nazionale ed internazionale alla legislazione a favore dei celiaci che, in particolare negli ultimi tempi, si è arricchita di importanti capitoli: dalla legge 123/05 al recepimento e pubblicazione sulla G.U. del 7 Febbraio 2008 delle linee guida per la diagnosi e il follow up della celiachia, linee guida che il nostro Comitato Scientifico Nazionale (CSN) ha elaborato con impegno ed alta professionalità. Abbiamo così cercato di spiegare nel dettaglio la struttura e le attività di AIC in Italia e nella Federazione europea dei celiaci (AOECS), dove siamo fortemente impegnati per favorire la nascita e lo sviluppo dei tanti progetti già avviati o realizzati in Italia, specie nei settori dell'alimentazione e della ricerca scientifica, che rappresentano ancora oggi i temi di maggiore interesse. Il presente testo contiene importanti interventi sugli organismi internazionali competenti per l'alimentazione (Codex, EFSA, ecc.), che tanto ruolo hanno nella definizione delle regole e dei parametri che possono influire sulla salute delle popolazioni, oltre che la sintesi della normativa internazionale in materia di etichettatura degli alimenti. Abbiamo anche cercato di approfondire argomenti alquanto delicati che, a volte, hanno creato dubbi ed incomprensioni tra i nostri soci. Mi riferisco in particolare all'indennità di frequenza, con annessa invalidità, ed ai rapporti tra AIC e aziende del settore dietoterapeutico. 7

8 Per l'alimentazione, dentro e fuori casa, sono state trattate tutte le attività e i risultati conseguiti negli ultimi anni, quali: & l'uso dei farmaci, & la Comunione con ostia a basso contenuto di glutine, & la quantità max di glutine ammessa nei prodotti dietoterapeutici in funzione della sua tossicità e delle abitudini alimentari delle popolazioni coinvolte dall'intolleranza, & il Prontuario degli Alimenti del libero commercio, & la Guida per l'alimentazione Fuori Casa, & la concessione del logo Spiga Barrata Il vademecum presenta inoltre il quadro completo della celiachia sotto l'aspetto medico/scientifico e della ricerca in Italia e nel mondo. Lo sviluppo delle conoscenze in tema di malattia celiaca non si è arrestato ed in questi ultimi anni sono state raggiunte nuove preziose acquisizioni sul piano della presentazione clinica, della genetica e della diagnostica, che troverete descritte nei vari articoli della presente edizione. Tutto ciò ha consentito in poco tempo di raddoppiare letteralmente il numero delle diagnosi nel nostro paese, passando dalle diagnosi del 2002 alle attuali L'applicazione del protocollo diagnostico, già condiviso ed utilizzato su tutto il territorio nazionale prima ancora della sua pubblicazione sulla G.U., ha consentito anche di verificare la certezza della diagnosi, così importante per coloro che, a fronte del riscontro della celiachia, si trovano costretti a dover cambiare completamente le proprie abitudini alimentari e lo stile di vita con indubbie ripercussioni, in una certa percentuale di casi, anche sul piano psicologico. La ricerca scientifica non si ferma e va avanti proponendo nuove grandi sfide e traguardi da raggiungere. Tra queste figurano lo studio dei modelli animali e dei meccanismi di lesione e soprattutto il tema di maggior attualità, rappresentato dallo sviluppo di terapie alternative alla dieta aglutinata o di un vaccino in grado di sconfiggere la celiachia. L'impegno dei ricercatori italiani nello sviluppo di questi progetti merita tutto il sostegno possibile da parte dei soci sempre più numerosi dell'aic i quali, aiutando la ricerca, potranno favorire il raggiungimento di quei traguardi che consentiranno di migliorare la loro qualità di vita. Siamo convinti che l'attenta lettura di questo libro fornirà un quadro esauriente del lavoro fatto e dei risultati ottenuti in questi anni, aumentando ancora di più il senso di appartenenza dei celiaci italiani all'associazione Italiana Celiachia. AIC, per conquistare altri traguardi e mantenere i diritti acquisiti, necessita di consolidare il ruolo di rappresentanza della categoria e il potere contrattuale nei confronti delle istituzioni, che sono direttamente proporzionali al numero dei soci. L'esperienza pluriennale nell'associazione ci ha fatto comprendere che spesso è molto più importante, e difficile, mantenere i diritti che conquistarli. Consegniamo questa massima a tutti i lettori del vademecum, ricordando che c'è bisogno di tutti, anche del singolo volontario, e non solo quando l'organizzazione nasce o cresce, ma soprattutto quando si consolida e diventa il punto di riferimento di migliaia di famiglie. Desideriamo ringraziare tutti coloro i quali hanno consentito di realizzare quest'importante opera editoriale, tutti i nostri consulenti scientifici, gli altri esperti e, in particolare, il prof. Silano e il dr. De Giovanni, valenti ed importanti dirigenti ministeriali che, dopo l'andata in pensione, hanno offerto la collaborazione volontaria ad AIC mettendo a disposizione la grande professionalità ed esperienza maturata in una vita di lavoro. Queste persone saranno preziose per intensificare e migliorare i rapporti istituzionali della nostra organizzazione. 8

9 Gli aspetti medici della celiachia

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11 La frequenza in Italia e nel mondo Stefano Martelossi Struttura Semplice di Gastroenterologia Pediatrica Clinica Pediatrica IRCCS Burlo Garofolo Trieste La storia della celiachia, ovvero la vecchia celiachia Possiamo far risalire l'inizio della storia della celiachia all'antica Grecia, quando, Areteo di Cappadocia, nel 250 d.c. scriveva dei keiliakos, coloro che soffrono negli intestini senza peraltro capire la correlazione tra la patologia e l'assunzione di glutine. Nel 1856 il termine viene tradotto da Francis Adams dal greco all'inglese in celiaci e pochi anni dopo, nel 1888, un medico olandese, Samuel Gee, descrisse i sintomi dettagliati di questa condizione. Alla metà del XX secolo fu chiarito in modo definitivo come la celiachia provocasse la lesione dei villi intestinali e il conseguente malassorbimento e come questo fosse alla base dei sintomi. Da allora, e fino alla fine degli anni '80, poco era cambiato. La celiachia era considerata una patologia relativamente rara, con una prevalenza di 1 caso ogni , con esordio quasi esclusivamente pediatrico e chiare manifestazioni intestinali legate al malassorbimento (diarrea cronica, arresto della crescita, malnutrizione). La biopsia intestinale era l'unico mezzo diagnostico per dimostrare la tipica lesione intestinale (appiattimento dei villi intestinali) e doveva essere ripetuta in dieta senza glutine e successivamente dopo la reintroduzione dello stesso, per confermare la dipendenza della lesione intestinale dall'assunzione del glutine. Fortunatamente nella pratica clinica molte volte la chiara risposta clinica alla dieta era sufficiente per la conferma diagnostica. Peraltro già negli anni 80 veniva segnalato che l'intolleranza al glutine fosse particolarmente frequente nell'irlanda occidentale, con una incidenza di un caso ogni 450 soggetti. Tale anomalia veniva spiegata allora, dal Prof. Brian McNicholl, in base al cambiamento delle abitudini alimentari del popolo irlandese che da una alimentazione quasi esclusivamente basata sul consumo della patata aveva iniziato, nel novecento, a consumare in modo massiccio il frumento. Oggi sappiamo invece che la frequenza della celiachia, in tutti i paesi europei ma anche negli Stati Uniti e pure nei paesi non occidentali, è molto più elevata della stessa frequenza riportata negli anni 70 in Irlanda (0.5-1 % rispetto allo 0.2 % allora segnalato). La scoperta dell'iceberg : la nuova celiachia Fu grazie all'introduzione di mezzi diagnostici semplici e non invasivi, per primi gli anticorpi antiglutine, dotati di buona sensibilità e specificità, e quindi capaci di selezionare in modo non invasivo 11

12 La frequenza in Italia e nel mondo i soggetti con forte sospetto clinico, ed applicabili su ampie fette di popolazione, che l'epidemiologia della celiachia cambiò radicalmente negli anni 90. Il primo lavoro multicentrico italiano condotto su una popolazione di studenti dimostrò come la frequenza della celiachia fosse molto elevata (1:180) e come molti dei soggetti diagnosticati non presentassero i classici sintomi gastrointestinali, ma sintomi più sfumati (dolori addominali ricorrenti, anemia) e una parte fosse completamente asintomatica. Gli screening di popolazione introdussero il concetto della celiachia come iceberg. La parte emersa, la celiachia cosiddetta tipica (con sintomi gastrointestinali) era solo una piccola parte, mentre quella sommersa, la celiachia atipica (con sintomi extraintestinali) e silente (presenza di positività per anticorpi specifici e di danno intestinale caratteristico, ma assenza di qualunque patologia correlata al glutine) era la parte più rilevante. Oggi sappiano che per ogni soggetto con franchi sintomi gastrointestinali esistono almeno 7-8 soggetti affetti da celiachia atipica o silente. Negli ultimi anni l'introduzione nella diagnostica sierologica degli anticorpi antiendomisio (EMA) ma soprattutto dei nuovi anticorpi antitransglutaminasi (anti-ttg), dotati di elevatissima sensibilità e specificità, e il loro utilizzo in screening di popolazione ne confermarono l'elevata frequenza portando la prevalenza vicino, e a volte più, di 1 caso ogni 100. Da segnalare 2 studi: uno su una popolazione di 3800 studenti della città di Trieste che dimostra una frequenza di 1:96 e un importante studio americano condotto presso l'università del Maryland condotto su un campione di oltre 13 mila persone che ha fornito un dato di incidenza della malattia pari a 1 caso su 100 nati. In questo modo la celiachia è entrata prepotentemente anche negli Stati Uniti dove per anni era considerata una patologia rara (1 caso ogni ). Una patologia quindi piuttosto comune che ha acquisito una dimensione sociale, al punto che si discute se sia opportuno uno screening di tutta la popolazione giovanile, allo scopo di prevenire le possibili complicanze della celiachia mediante un tempestivo trattamento dietetico. I celiaci in Italia, infatti, sarebbero circa , ma ne sono stati diagnosticati meno di a causa sia dell'eterogeneità clinica della malattia che della scarsa conoscenza della nuova celiachia da parte del medico. La frequenza nei gruppi a rischio Contemporaneamente agli studi su popolazione la ricerca si è concentrata sulla ricerca della celiachia nei gruppi a rischio. Prima di tutti i familiari di primo grado, nei quali la frequenza della celiachia risultò essere di 10-15% volte superiore alla popolazione generale e per i quali oggi è indicato lo screening sierologico. Ma la celiachia risulta essere più frequente anche in alcune malattie genetiche/cromosomiche, come le sindromi di Down, di Turner e di Williams con frequenza vicina a 10%. Inoltre negli ultimi anni è stata dimostrata la correlazione tra celiachia e malattie autoimmuni come il diabete insulino-dipendente, la tiroidite, la cirrosi biliare, l'epatite autoimmune, la sindrome di Sjogren, l'alopecia e la miastenia gravis. Ancora oggi non è chiarito quanto questa associazione sia casuale, dovuta quindi ad un substrato genetico comune, e quanto invece sia causale, cioè quanto una prolungata esposizione al glutine possa influire sull'esordio della patologia autoimmune, come alcuni studi paiono suggerire. In definitiva è oggi accettato che i soggetti affetti da patologia autoimmune siano, come gli altri gruppi a rischio, sottoposti a periodico screening sierologico della celiachia. La conoscenza della reale frequenza della celiachia nella popolazione generale, della possibilità 12

13 La frequenza in Italia e nel mondo di esordio della malattia anche con manifestazioni esclusivamente extraintestinali a qualsiasi età e di gruppi a rischio nei quali la malattia è molto frequente, permettono oggi, in mancanza della possibilità di screening di popolazione, di attuare programmi di case finding con la collaborazione dei medici di medicina generale. Tale strategia permetterà di aumentare il numero di casi diagnosticati in modo da svelare nel miglior modo la parte sommersa dell'iceberg (fig. 1). La frequenza è elevata in tutto il mondo Per molti anni si è creduto che la celiachia fosse un problema esclusivo dei Paesi occidentali, dove erano stati eseguiti i primi studi epidemiologici. In realtà oggi molti studi hanno dimostrato l'elevata frequenza anche nei Paesi in via di sviluppo, come l'africa del Nord, il Brasile, l'iran, l'india e la Turchia. In questi Paesi il quadro della celiachia è spesso drammatico e si sovrappone al grave problema della malnutrizione endemica e delle infezioni gastrointestinali (prima causa di morte in molti di questi Paesi) oltre che al difficile reperimento di cibi senza glutine. Per tale motivo oggi esistono programmi di aiuto e di formazione delle popolazioni più colpite dalla celiachia, come il popolo Saharawi, dove la frequenza risulta essere estremamente più elevata e dove più difficile è l'applicazione del programma dietetico. In definitiva oggi la celiachia si è globalizzata, risulta essere una delle patologie croniche più elevate con una frequenza in tutto il mondo di 1 caso ogni 100, causa di elevata morbilità e suscettibile di un trattamento altamente efficace. La celiachia si configura quindi, per prevalenza, morbilità e modalità di trattamento (la dieta senza glutine) una malattia sociale, di interesse non solo di tutta la classe medica (e non esclusivamente dei gastroenterologi) ma di tutta la società di tutto il mondo (Tab. 1). Paese Svezia Finlandia Irlanda Danimarca Estonia Usa Italia 1:5000 Diarrea Difetto, di crescita 1:500 1:250 Anemia Difetto staturale isolato Osteopenia Ipertransaminasemia Malattie della cute 1:150 Malattie autoimmuni 1:90 Screening di popolazione Base clinica 1:300 1:1000 1:1000 1:4000 1: : :500/8000 Screening 1:200 1:250 1:100 1:250 1:300 1:111 1:100 Tab. 1. Frequenza della celiachia diagnosticata su base clinica o attraverso screening di massa Fig. 1. Frequenza della celiachia in base al quadro clinico 13

14 Antonio Calabrò Dipartimento di Fisiopatologia Clinica, Università di Firenze Il ruolo dei geni e dell ambiente La celiachia è una condizione geneticamente determinata, caratterizzata da intolleranza permanente al glutine di frumento ed alle proteine corrispondenti di segale e orzo. Sebbene i fattori responsabili non siano ancora completamente chiariti, è ormai evidente che il danno della mucosa intestinale e le conseguenti manifestazioni cliniche rappresentano il risultato finale di complesse interazioni fra geni e ambiente. Infatti, pur esistendo una chiara predisposizione familiare (il 10% circa dei parenti di primo grado dei pazienti celiaci sono a loro volta affetti da celiachia), la trasmissione della malattia non segue il classico pattern di tipo mendeliano, a conferma dell'ipotesi di una eziopatogenesi poligenica multifattoriale. Nelle malattie poligeniche multifattoriali quali, ad esempio, il diabete tipo 2 e l'ipertensione, molteplici geni interagiscono con l'ambiente, aprendo un varco allo sviluppo della malattia. Ma che cosa sono i geni? Il gene rappresenta l'unità strutturale e funzionale dell'ereditarietà. In termini molecolari, un gene è una successione lineare di unità chimiche semplici, definite nucleotidi; una molecola di DNA (acido deossiribonucleico) è costituita da quattro differenti tipi di nucleotidi, ognuno dei quali rappresenta una "lettera" del codice genetico. Quando un gene è attivato, l'informazione che vi è contenuta viene decodificata e tradotta in una proteina che può avere funzioni diverse (ad esempio costituire un ormone, oppure un recettore o un enzima). L'azione combinata delle varie proteine, dà luogo ai caratteri visibili degli organismi (ad esempio altezza, colore degli occhi e dei capelli). Grazie al lavoro di Mendel, risalente alla seconda metà dell'ottocento, oggi sappiamo come i geni vengono trasmessi dai genitori ai figli. Negli organismi diploidi, geni che codificano per la medesima funzione (alleli) vengono trasmessi separatamente da una generazione all'altra ed il loro effetto può essere seguito di generazione in generazione. Questo conduce al concetto di geni dominanti o recessivi, che riguarda l'espressione del fenotipo e non il gene di per sé. Il fenotipo dominante è un carattere che viene espresso nell'eterozigote; quello recessivo rimane invece silente nell'eterozigote. Vediamo adesso quali sono i geni coinvolti e quale è il loro contributo relativo nella eziopatogenesi della malattia celiaca. Ruolo dei geni Un metodo relativamente semplice per comprendere il differente contributo dei geni e dall'ambiente nelle malattie multifattoriali è quello di esaminare la concordanza di malattia in gemel- 14

15 Il ruolo dei geni e dell ambiente li monozigotici (MZ) e dizigotici (DZ), cresciuti nello stesso ambiente o in ambienti diversi. Attraverso studi di questo tipo, è stato dimostrato che la concordanza di malattia in gemelli MZ è di circa l'80%, superiore addirittura a quella riscontrabile nel diabete di tipo 1 (insulino-dipendente o giovanile). Questo dato, se da una parte sottolinea l'assoluta rilevanza dell'aspetto genetico, dall'altra dimostra che fattori esterni o ambientali sono comunque necessari per lo sviluppo della celiachia. Per quanto riguarda il primo aspetto, è ormai ampiamente noto che la malattia celiaca è strettamente correlata ad alcuni geni HLA. Questi geni fanno parte del sistema maggiore di istocompatibilità, localizzato sul cromosoma 6, in una regione (6p21) di considerevole interesse dal punto di vista immunologico, denominata CELIAC1. Due geni HLA, in particolare, appaiono indispensabili per lo sviluppo della celiachia: il DQ2 ed il DQ8. DQ2 e DQ8 sono glicoproteine espresse sulla superficie delle cellule APC (Antigen Presenting Cells) del sistema immunitario, costituite da due catene diverse, ae b, e perciò dette eterodimeri. Le catene ae bsono codificate dai geni DQA1 e DQB1 rispettivamente. Gli alleli DQA1*05 e DQB1*02 codificano per l'eterodimero DQ2 e gli alleli DQA1*03 e DQB1*0302 per l'eterodimero DQ8. Nella popolazione italiana, il DQ2 è presente nell'81% e il DQ8 nel 10% dei bambini celiaci, ma soltanto nel 22% e nel 7%, rispettivamente, dei soggetti di controllo; un ulteriore 8% dei celiaci presenta solo il DQB1*02 (6%) o la catena a(dqa1*05) dell'eterodimero DQ2 a rischio. Soltanto in rari casi non è documentabile nessuna delle precedenti combinazioni; questa osservazione spiega l'elevato significato diagnostico predittivo negativo della tipizzazione genetica HLA. L'importanza della stretta associazione tra malattia celiaca ed antigeni di istocompatibilità di classe II risiede nel fatto che antigeni di natura peptidica, specie se di piccole dimensioni, sono riconosciuti dai linfociti solo quando complessati con antigeni HLA. L'interazione tra questi (specie il DQ2) ed i frammenti immunodominanti della gliadina determina l'attivazione dei linfociti T, i cui prodotti di secrezione, specie l'interferon g(ifn g) ed il Tumor Necrosis Factor a(tnf-a) svolgono un ruolo chiave nel determinismo delle lesioni mucosali. A conferma di tale ipotesi, cloni di linfociti T CD4+ glutine-specifici, DQ2 o DQ8 ristretti, sono stati isolati dalla mucosa intestinale di soggetti celiaci esposta in vitro a peptidi tossici della gliadina. Altri geni sono certamente coinvolti nella eziopatogenesi della celiachia. A sostegno di ciò sta l'osservazione che in gemelli DZ (quindi con geni diversi) ma identici per ciò che concerne i geni HLA, la concordanza di malattia è soltanto del 35% circa. Recentemente, attraverso studi condotti su ampi gruppi di soggetti celiaci, è stata suggerita l'importanza di polimorfismi a carico di una serie di geni implicati nella regolazione della risposta immunitaria e dell'infiammazione. Zone di particolare interesse, dal punto di vista genetico, sono state identificate nel braccio lungo del cromosoma 2, in una regione (2q33) definita CELIAC3, contenente i geni CD28, CTLA4 (Cytotoxic T-Lymphocyte-associated Antigen 4) e ICOS (Inducible CO-stimulator genes), nel braccio lungo del cromosoma 5 e nel braccio corto del cromosoma 19. La regione 5q31-33, definita anche CELIAC2, contiene una serie di geni codificanti per molecole coinvolte nella attivazione delle cellule T, citochine e sostanze pro-infiammatorie. Di particolare interesse appare la regione definita CELIAC4 sul cromosoma 19 (19p13), contenente il gene per la miosina 9B (MYO9B), una proteina del citoscheletro in grado di regolare la permeabilità intestinale: una variante genetica di questo gene è risultata infatti essere associata al rischio di sviluppo di celiachia nella popolazione olandese; studi successivi, condotti in numerosi altri paesi, fra cui anche l'italia, non hanno tuttavia confermato questa associazione. Più recentemente, un singolo polimorfismo nucleotidico a carico del gene MYO9B è risultato essere però associato al rischio di sviluppo di due temibili complicanze della celiachia, la sprue refrattaria ed il linfoma intestinale a cellule T (EATL o Enteropathy-associated T-cell lymphoma). 15

16 Il ruolo dei geni e dell ambiente Volendo sintetizzare, è possibile immaginare che i geni HLA esercitino un ruolo preminente, necessario ma non sufficiente, per lo sviluppo della celiachia; gli altri geni, di volta in volta segnalati in singoli studi ma non replicati in altri, potrebbero essere invece implicati, a seconda delle popolazioni interessate, nel determinare aspetti clinici peculiari della celiachia. È stato ad esempio dimostrato che un particolare polimorfismo del gene MIC-A è associato con lo sviluppo di forme atipiche della malattia celiaca; la prevalenza di questo polimorfismo sembra essere comunque diversa a seconda delle popolazioni e questo potrebbe contribuire a spiegare eventuali differenze nel pattern di presentazione clinico della celiachia in differenti regioni geografiche. Fattori ambientali Se sulla base delle considerazioni sopra esposte i geni sembrano svolgere un ruolo fondamentale nella eziopatogenesi della celiachia, ancor più importante è il contributo dei fattori esterni o ambientali, intesi come l'insieme di tutti gli elementi in grado di influenzare lo sviluppo della malattia. Questo è dimostrato dal fatto che nessun individuo, anche il più profondamente suscettibile dal punto di vista genetico, svilupperebbe la celiachia, se non assumesse glutine per tutta la durata della vita. A questo punto, analizziamo sinteticamente quale è il ruolo svolto da questi fattori. Glutine Il glutine, uno dei principali componenti dell'endosperma del grano, è un aggregato proteico eterogeneo per composizione: sebbene privo di potere nutritivo rilevante, esso conferisce particolare qualità alla farina di frumento, essendo dotato di un potere addensante o collante che facilita il processo di panificazione. Questo spiega le difficoltà incontrate nel fare il pane con farine di cereali prive di glutine, come quella di mais. Il potere addensante del glutine è particolarmente utile nell'amalgamare sostanze diverse e per questo motivo viene sfruttato nell'industria alimentare ed in quella farmaceutica. Le peculiari proprietà visco-elastiche del glutine sono da attribuire al complesso network formato da due gruppi di proteine: le gliadine e le glutenine. Le gliadine, rappresentanti circa il 45% di tutte le proteine del seme di grano, sono proteine monomeriche (a singola catena), solubili in etanolo, di peso molecolare variabile da 28 a 70 kda. Mediante elettroforesi le gliadine possono essere distinte in quattro diverse frazioni, denominate a, b, ge w; a loro volta, le diverse frazioni sono classificabili in tre diversi sottogruppi, sulla base della omologia di sequenza della porzione NH2- terminale: due gruppi corrispondenti alle gliadine ge w; il terzo comprendente le gliadine ae b; le gliadine di un singolo cultivar di frumento possono essere distinte in diversi polipeptidi, mediante elettroforesi bidimensionale. Le glutenine, estraibili in acido acetico, sono proteine polimeriche, costituite da subunità HMW (high molecular weight) e LMW (low molecular weight). Anche in questo caso, mediante elettroforesi bidimensionale è possibile separare almeno 40 differenti subunità. In sintesi, una singola specie di grano contiene da 65 a 80 diverse molecole di gliadine e glutenine, collettivamente definite prolamine. Sebbene l'attività "tossica" del glutine sia stata inizialmente attribuita alla frazione adella gliadina, studi successivi, sia in vivo che in vitro, hanno evidenziato che anche le g- e w-gliadine e le glutenine sono in grado di indurre danno della mucosa intestinale, così come le prolamine di cereali affini, come l'orzo (ordeine), la segale (secaline) e l'avena (avenine). Per quanto riguarda quest'ultima, occorre tuttavia sottolineare che i dati disponibili in letteratura, sono ancora piuttosto contrastanti. La scoperta di un frammento immunodominante dell'a-gliadina (peptide 57-73), in grado di stimolare cloni di linfociti T isolati anche dal sangue periferico di soggetti celiaci, ha inizialmente solle- 16

17 Il ruolo dei geni e dell ambiente vato la speranza di poter arrivare alla produzione di un "vaccino"; studi successivi hanno purtroppo dimostrato che sequenze immunodominanti sono presenti non soltanto in varie frazioni della gliadina, compresa l'w-gliadina, ma anche delle glutenine. Enorme interesse ha suscitato la scoperta che la gliadina non è completamente digeribile dagli enzimi presenti nello stomaco, nel succo pancreatico o sull'orletto a spazzola degli enterociti; in particolare è stato identificato un frammento di 33 amminoacidi dell'a2-gliadina, non ulteriormente digeribile (denominato 33-mer), caratterizzato dal fatto di contenere sequenze overlapping di peptidi immunostimolanti. Un aspetto che per alcuni anni è stato piuttosto trascurato è rappresentato dalla dimostrazione che un'altro frammento di 13 amminoacidi (peptide 31-43) dell'a-gliadina, sebbene dotato di scarsa attività immunogena, è in grado di indurre apoptosi degli enterociti su espianti di mucosa intestinale di soggetti celiaci. Queste osservazioni hanno ormai definitivamente permesso di comprendere che il glutine esercita un effetto dannoso sulla mucosa intestinale del paziente celiaco attraverso due distinti meccanismi: uno concernente la stimolazione dei linfociti T della mucosa intestinale (cosiddetta immunità adattativa), l'altro un effetto tossico diretto (immunità innata). Per maggiori dettagli sui meccanismi patogenetici responsabili della malattia celiaca, si rimanda tuttavia al capitolo successivo. Agenti infettivi Fattori ambientali diversi dal glutine e dalle proteine ad esso correlate sono stati già da tempo presi in considerazione per spiegare la patogenesi della malattia celiaca. È stato, per esempio, documentato come l'a-gliadina, ed il peptide E1b dell'adenovirus 12 (Ad12), un sottotipo di adenovirus abitualmente isolato dal tratto gastrointestinale, possiedono numerose omologie nella sequenza aminoacidica. Si è supposto quindi che l'organismo umano, una volta entrato in contatto con l'adenovirus, produca anticorpi diretti contro specifiche proteine di origine virale, i quali, per reazione crociata, risultano attivi anche contro frammenti della gliadina. A sostegno dell'ipotesi che un'eventuale infezione da Ad12 potesse essere coinvolta nella patogenesi della malattia, è stato dimostrato che l'89% dei soggetti celiaci presenta evidenza di pregressa infezione da Ad12, rispetto al 17% dei controlli, mentre non esiste alcuna differenza fra i due gruppi di pazienti nella frequenza di infezione da parte di adenovirus di tipo diverso o da altri virus intestinali, quali l'echovirus. Questa ipotesi non ha tuttavia ricevuto conferme in studi successivi ed oggi appare decisamente superata. Considerazioni analoghe possono essere fatte a proposito dell'infezione da Candida. Lasciando da parte il frequente riscontro di infezioni recidivanti da Candida albicans in donne affette da celiachia (questo dato potrebbe tuttavia avere altre spiegazioni), è stato provato che un importante fattore di virulenza della Candida albicans, la proteina di rivestimento HWP1 (Hyphal Wall Protein 1), contiene sequenze amminoacidiche praticamente identiche (altamente omologhe) a quelle presenti nelle frazioni ae gdella gliadina. Sorprendentemente questa proteina, utilizzata dalla Candida per aderire alla superficie degli enterociti, è un substrato della transglutaminasi tissutale (ttg), l'enzima target della risposta autoimmune che caratterizza il soggetto celiaco. La proteina HWP1, aderendo in maniera covalente, tramite la formazione di crosslinks, alla ttg e ad altri componenti dell'endomisio (la sottile membranella connettivale che avvolge le singole fibrocellule muscolari lisce), potrebbe agire da adiuvante, stimolando la produzione di anticorpi anti-transglutaminasi. Analogamente, grande risalto è stato di recente dato alla scoperta, ad opera di alcuni ricercatori italiani, di un possibile legame fra infezione da rotavirus (responsabile di una gran parte dei casi di diarrea acuta nel bambino) e sviluppo clinico della celiachia; la notizia, con titoli forse "eccessivamente" entusiastici, quali "scoperta la causa della celiachia" è stata comunicata nel 2006 addirittura nei telegiornali. Nello studio in questione è stato dimostrato che nel siero di pazienti celiaci al momento della diagnosi, ma non di quelli a dieta aglutinata, è presente un anticorpo diretto verso un 17

18 Il ruolo dei geni e dell ambiente peptide che ha una elevata omologia di sequenza con la proteina VP-7 dei rotavirus, la ttg, la desmogleina-1 ed il Toll-like receptor 4. L'anticorpo purificato è risultato capace di indurre un aumento della permeabilità in una linea di cellule intestinali umane nonchè di stimolare l'attivazione di monociti in coltura. Una conferma indiretta a questa scoperta è stata fornita dalla osservazione quasi contemporanea, in uno studio epidemiologico condotto negli USA, di un preciso rapporto temporale fra infezione da rotavirus e successivo sviluppo della celiachia. Ovviamente, questi dati non devono essere interpretati nel senso che l'infezione da rotavirus e ancor meno da Candida siano la causa della celiachia. È invece abbastanza probabile che non solo questi agenti infettivi ma anche altri virus, ad esempio quello della mononucleosi infettiva, possano fungere da evento in grado di scatenare, attraverso meccanismi complessi e certamente non ancora perfettamente individuati, le manifestazioni cliniche della celiachia. Stress Un discorso a parte, per finire, dovrebbe essere fatto per ciò che concerne lo "stress". È, infatti, osservazione comune che la malattia celiaca spesso esordisce in concomitanza oppure subito dopo uno stress di ordine fisico (ad esempio la gravidanza ed i traumi) o anche semplicemente affettivo. Per quanto il concetto di "stress" sia piuttosto vago e di difficile definizione, è importante sottolineare che alcune molecole coinvolte nei più fini meccanismi responsabili del danno della mucosa intestinale nel soggetto celiaco (ad esempio MIC-A), sono tipicamente indotte dallo stress, inteso nella accezione più ampia (per le cellule intestinali anche un innalzamento della temperatura di 3-4 gradi può costituire uno stress). In conclusione, dall'insieme dei dati disponibili di ordine epidemiologico, genetico e fisiopatologico, emerge che la celiachia è il risultato finale di complesse interazioni fra una miriade di fattori endogeni (regolati dai geni) e fattori esterni o ambientali. Un individuo nasce geneticamente predisposto a sviluppare la celiachia ma perchè questa si manifesti clinicamente non è sufficiente l'ingestione di glutine, anche per lunghi periodi di tempo; è necessario il concorso dello stress e di agenti infettivi, probabilmente ancora non del tutto identificati. 18

19 I meccanismi di malattia 1 2 Carmen Gianfrani e Riccardo Troncone 1 Istituto di Scienze dell'alimentazione, CNR, Avellino 2 Clinica Pediatrica, Università Federico II di Napoli Alcuni cereali sono importanti costituenti della dieta mediterranea, eppure un sempre più crescente numero di individui non può assumerli perché affetto da malattia celiachia o intolleranza al glutine, la principale proteina del seme del grano. Proteine analoghe al glutine, note anche con il nome di prolammine, sono presenti in altri cereali di uso comune quali orzo e segale. L'ingestione di glutine e proteine affini scatena nei soggetti intolleranti una forte reazione immunitaria principalmente a livello dell'intestino tenue. È questa incontrollata risposta infiammatoria a condurre all'atrofia dei villi intestinali, minuscole sporgenze digitiformi che ricoprono la parete del piccolo intestino e principale via di assorbimento delle sostanze nutritive contenute negli alimenti. L'intestino così danneggiato perde per buona parte la sua capacità di assimilare i nutrienti e l'individuo celiaco manifesta una sindrome da malassorbimento, caratterizzata da diarrea, ritardo di crescita e deficit nutrizionali. Negli ultimi anni sono sempre più frequenti i casi in cui la malattia viene diagnosticata in soggetti che presentano disturbi principalmente extra-intestinali, quali ipertransaminasemia, disturbi neurologici, infertilità ed anemia. Ne consegue pertanto un quadro clinico e sintomatologico molto complesso. Vediamo più in dettaglio il processo infiammatorio che si innesca nei soggetti celiaci in seguito all'assunzione del glutine. Glutine: proprietà chimiche e biologiche Innanzitutto osserviamo più da vicino la proteina responsabile della malattia celiaca: il glutine. Il seme del grano, pur essendo costituito principalmente da carboidrati (amido), contiene anche proteine necessarie per la crescita del germoglio. Il glutine rappresenta la riserva proteica più importante del grano ed è a sua volta costituito da diverse proteine raggruppate in due grosse famiglie: le gliadine e le glutenine. Sia le gliadine che le glutenine, contenendo elevate quantità di aminoacidi, i costituenti delle proteine, insolubili in acqua quali la glutammina (circa il 40%) e la prolina (circa il 20%), si sciolgono bene solo in soluzioni alcoliche. Il glutine, se dal punto di vista nutrizionale è una proteina povera per l'uomo, assume molta importanza nella lavorazione delle farine in quanto conferisce elasticità e viscosità all'impasto proprio per le sue uniche proprietà chimico-fisiche. Le glutenine formano un complesso reticolo nelle cui maglie vengono intrappolate le gliadine che a loro volta trattengono le molecole d'acqua rendendo l'impasto nello stesso tempo soffice ed elastico. 19

20 I meccanismi di malattia Digestione e assorbimento intestinale Le proteine contenute negli alimenti sono sottoposte ad un lungo processo di digestione meccanica ed enzimatica che inizia nella bocca grazie alla masticazione e successivamente prosegue nello stomaco, dove vengono spezzettate in frammenti medio-grandi (peptidi) ad opera della pepsina. A livello dell'intestino tenue entrano in azione altri importanti enzimi, quali la tripsina e le endoproteasi, queste ultime presenti sul cosiddetto orletto a spazzola degli enterociti, le cellule che ricoprono il villo intestinale. Sia la tripsina che le endopeptidasi attaccano i residui di proteine riducendole in frammenti più piccoli sino a liberare i singoli aminoacidi. Il glutine, a differenza della maggioranza delle proteine alimentari, viene digerito con più lentezza in quanto molto resistente alla digestione da parte degli enzimi gastro-intestinali, proprio per la sua ricchezza di glutammine e proline. Questa spiccata resistenza alla digestione fa sì che a livello dei villi vengano assorbiti grossi frammenti proteici del glutine che dal punto di vista immunitario sono cruciali per l'attivazione della reazione infiammatoria, come vedremo più avanti. Risposta immunitaria innata È noto da tempo che la gliadina contiene un piccolo peptide, il 31-43, particolarmente tossico se messo in contatto con la mucosa intestinale di celiaci. Studi recenti hanno dimostrato che questo peptide non attiva i linfociti T intestinali, ma scatena una risposta immunitaria innata immediata. Attraverso la produzione di interleuchina (IL)-15 da parte delle cellule epiteliali, il aumenta l'espressione a livello intestinale di molecole di stress cellulare (MIC e NKG2D) che, interagendo con i linfociti citotossici, mediano il danno dello strato epiteliale del piccolo intestino; inoltre questo peptide, una volta in contatto con le cellule epiteliali intestinali, prolunga l'attività di un importante fattore di crescita, l'egf, fornendo alle cellule un continuo stimolo proliferativo. Il glutine, quindi, contiene costituenti in grado di stressare la mucosa intestinale e di aprire la strada alla risposta immune specifica. Risposta immunitaria adattativa Sappiamo che il glutine, oltre al 31-43, contiene molte altre sequenze in grado di stimolare specificamente i linfociti T infiltranti la mucosa intestinale, facendoli proliferare e produrre sostanze con attività infiammatoria, in particolare l'interferone-gamma (IFN-g). L'individuazione dei peptidi Figura 1 Cultura in vitro dei linfociti T intestinali reattivi alla gliadina Biopsia intestinale cellule T + + cellule feeder gliadina linee di cellule T reattive alla gliadina con attività immunostimolante (epitopi) è stata a lungo ostacolata dalla vasta eterogeneità strutturale delle proteine del glutine e solo l'avvento di sofisticate e costose apparecchiature di laboratorio (spettrometri di massa) e di lunghe procedure di crescita in vitro dei linfociti isolati da biopsie intestinali (figura 1), ne ha permesso la recente identificazione. Tra i diversi peptidi tossici, un frammento lungo 33 aminoacidi, noto come 33-mer, ha mostrato una notevole capacità di attivazione dei linfociti T CD4+ infiammatori (Th1) in gran parte dei pazienti 20

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