L’intolleranza al glutine

Alberto Tommasini, Laboratorio Immunologia Pediatrica, IRCCS Burlo Garofolotommasini@burlo.trieste.it

Samuel Gee, 1888

Che cosa è la celiachiaEnteropatia da causa alimentare

Malassorbimento

Difetto di crescita

Possibili concause infettive

Crisi celiaca

Quali alimenti ? Enteropatia da causa alimentare

- anni ‘30: esclusione di tutti i farinacei

- anni ‘40: solo i derivati del frumento

Trattamento dietetico:dall’inizio del ‘900 diete ipersemplificate 1908 Herter: I grassi sono tollerati meglio dei carboidrati1924 Haas:Dieta povera in carboidrati ad eccezione di quelli contenuti nelle banane

(che consentono di tollerare bene I grassi).

Quale parte del frumento ? Intolleranza al glutine

Glue = colla

+ glutine+ intrappolamento di aria durante la lievitazione

Dove si trova il glutine ?

frumento orzo

segaleavena

farro

Alimenti privi di glutine

Dove non si trova il glutine ?alimenti privi di glutine

www.farmacialoreto.it/

, Mais, Legumi

Enteropatia

Atrofia dei villiVilli normali (enorme superficie di assorbimento)

Effetto tossico del glutine sui villi intestinali

200 anni

Malassorbimento

Intestino tenue

Tratto prossimale ferro, calcio, lipidi

vitamine idrosolubili

Digiuno carboidrati e aminoacidi

Tratto distale acidi bilari e vitamina B12

Determinante è l’azione del colon per l’assorbimento di

acqua ed elettroliti

Alimenti privi di glutine

Malassorbimento

Mancanza di nutrienti:- dimagrimento, distrofia, difetto di crescita

Mancanza di vitamine e microelementi- anemia sideropenica- osteopenia /osteoporosi

Passaggio di cibo non digerito nel colon- Metabolismo batterico, meteorismo- presenza di grasso nelle feci

La diagnosi

Con glutine Senza glutine Con glutine

Stu

di d

i to

ssic

ità

Stu

di d

i to

ssic

ità

Valutati gli effetti di peptidi sintetici sintetici di gliadina in diversi modelli in vitro (intestino di pollo, fegato di ratto).

Peptide candidato: residui 75-86 dell’ -gliadina RPQQPYPQPQPQ

Produzione di INF- da sangue di celiaco stimolato con I singoli peptidi

Infusione intraduodenale dei petidi in soggetti celiaci

HLA

e C

ELIA

CH

IAH

LA

e C

ELIA

CH

IAL’85 % dei celiaci ha l’HLA DQ2, il 10% il DQ8:L’85 % dei celiaci ha l’HLA DQ2, il 10% il DQ8:Associazione di linkage o ruolo patogenetico dell’HLA?Associazione di linkage o ruolo patogenetico dell’HLA?

1 05011 05011 02011 0201

HLA

e g

luti

ne

HLA

e g

luti

ne

peptide

Clo

ni T,

HLA

, g

luti

ne

Clo

ni T,

HLA

, g

luti

ne

Biopsia di soggetti celiaci in GFD

- incubate per 18 h con digesto peptico-triptico di gliadina

- isolamento di cellule CD25+ e allestimento di linee e cloni T

- misura della risposta proliferativa specifica al glutine

- inibizione dell’attivazione con anticorpi anti-specifici HLA

T riconoscono il glutine in maniera ristretta dal DQ2

Cause e meccanismirisposta immune: infezione da glutine

Anticorpi anti-glutine (AGA)Linfociti T anti glutine produttori di INFgamma

Risposta simile a quella verso un agente infettivo continuamente somministrato

Ris

posta

al g

luti

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T D

Q2 a

nti

gliad

ina

Streptavidina-RPE

PeptideHLA

- Tetrameri costruiti in baculovirus con peptide covalentemente legato- coniugati con strepatvidina R-PE- peptidi -1 -2 e -1

Tetr

am

eri

HLA

Tetr

am

eri

HLA

com

e m

on

oclo

nali

com

e m

on

oclo

nali

Limiti: la colorazione diminuisce fortemente dopo stimolo specifico, a causa di una downregolazione del TCR

Tet

ram

ero-

PE

ANALISI CITOMETRICA SU SANGUE PERIFERICO CONANALISI CITOMETRICA SU SANGUE PERIFERICO CONTETRAMERI-PE CON PEPTIDE TETRAMERI-PE CON PEPTIDE -1-DQ -1-DQ -1-DQ 2 -1-DQ 2 -2-DQ -2-DQ

Quanto è frequente

Rara 1:1000/ 1:10000

Quadro clinico: ben caratterizzato;enteropatia glutine-dipendente

Patogenesi: non compresa

Diagnosi: lungo iter; 3 biopsie

“Celiachia”

Prevenzione: ritardare l’introduzione del glutine.

LA nuova celiachia IL PRESENTE

Non sempre l’enteropatia è evidente

Anemia isolataOsteopenia isolata

Altre manifestazioni più “distanti”

- Dermatite erpetiforme- Malattie autoimmuni (diabete, tiroidite …)

Cause e meccanismi

Gli anticorpi anti endomisio (EMA) - Capire la patogenesi dell’autoimmunità celiaca ?- Migliorare la diagnostica sierologica della malattia !

Qual è l’auto-antigene responsabile ?

Dagli EMA all’autoimmunità

Dagli anni ’80 l’associazione con malattie autoimmuni aveva spinto alla ricerca di marcatori autoimmuni

Cause e meccanismiLa transglutaminasi tessutale

- Come ci si è arrivati

- Un enzima importante

Che c’entra con il glutine e la celiachia?

JEM 2000

Cause e meccanismiRuolo della transglutaminasi

Gli Ac anti endomisio- epifenomeno?

- trascinamento?

- patogenetici?

Che cosa c’entra la’utoimmunità?

Il modello celiachiaAlterata immunità - ambiente

Gliadina

Transglutaminasi

B Th

B

Anti glutine

Anti tTG

MHC TCR

Peptide digliadinaIdrolisi dell’antigene

Il modello celiachiaAlterata immunità - ambiente

G

GG

G

G

G

G

IFN -

TNF -

Metalloproteinasi

Danno

tTGG

tTG

NH2

GD

IFN -

TNF -

GD

Quanto è frequente IL PRESENTE

Frequente 1:100/1:250 (testing, screening)

Quadro clinico: polimorfo; enteropatia NON necessaria silente/latente/potenzialeG.I. = “casi atipici”

Patogenesi: alterata risposta immune geneticamente determinata.

Diagnosi: semplificata; autoanticorpi (EMA, htTG)1 (o NO?) biopsia.

“Genetic gluten Intolerance”

Prevenzione: glutine “tanto e subito” Screening di massa?

Ambiente e rischio di Ambiente e rischio di diabetediabete

Quanto pesa l’ambiente ?

Ci sono fattori ambientali identificabili ?

Come interagiscono con l’individuo ?

E’ possibile operare una prevenzione ?

Latte vaccino (Kolb ‘99)

Infezioni da enterovirus (Carratù ‘99, Hiltunen ‘97)

Glutine (SIGEP ‘99)

Fattori ambientali ipotizzati:Fattori ambientali ipotizzati:

1600: allevamenti di vacche da latte

breve tempo

per selezione negativa

Il latte vaccino e l’uomoIl latte vaccino e l’uomo Uomo nomade e cacciatore

Non alleva vacche

A volte ottiene latte da capre

3,5%

0,8%

4,7%

6,2%

0%

1%

2%

3%

4%

5%

6%

7%

Celiaci <2 2-10 >10

Infiammazione glutine dipendente Infiammazione glutine dipendente della mucosa intestinale e rischio di diabetedella mucosa intestinale e rischio di diabete

Permeabilitàdella mucosaintestinale

L’ intestino nel diabeteL’ intestino nel diabete

Infiammazione:aumento di linfocitinella mucosa

Il modello celiachiaStudio con librerie anticorpali

1) Amplificare l’mRNA che codifica le regioni

variabili delle Ig.

2) Clonare i c-DNA in vettori fagici.

3) Selezione dei fagiche riconoscono la tTG.

CK

CH1VK

VH

VK

VH

scFvC-DNA

Ag

scFvgene3scFv

Tag

VKVH

Ciclo fagico

Antigene

Lavaggio

C-DNA

Il modello celiachiaStudio con librerie anticorpali

• Gli anti TTG nel celiaco sono prodotti solo e soltanto dai linfociti della Gli anti TTG nel celiaco sono prodotti solo e soltanto dai linfociti della mucosa intestinalemucosa intestinale (Marzari et al. J. Immunol, 2001).(Marzari et al. J. Immunol, 2001).

• ““Epitope mapping” ovvero esiste una specificita’ epitopica degli anti TTG Epitope mapping” ovvero esiste una specificita’ epitopica degli anti TTG nel celiaconel celiaco (Sblattero D. et al J Pediatr Gastroenterol Nutr. 2001 ). (Sblattero D. et al J Pediatr Gastroenterol Nutr. 2001 ).

• Anche altri autoanticorpi, quando presenti nel celiaco, sono prodotti dai Anche altri autoanticorpi, quando presenti nel celiaco, sono prodotti dai linfociti della mucosa intestinalelinfociti della mucosa intestinale ( Boscolo S. et al, J Pediatr Gastroenterol Nutr. ( Boscolo S. et al, J Pediatr Gastroenterol Nutr. 2001).2001).

• La produzione di autoanticorpi da parte dei linfociti intestinali prescinde La produzione di autoanticorpi da parte dei linfociti intestinali prescinde dalla presenza e dalla gravita’ della lesione istologica e puo’ NON essere dalla presenza e dalla gravita’ della lesione istologica e puo’ NON essere rilevabile nel sierorilevabile nel siero (Sblattero D. et al J Pediatr Gastroenterol Nutr 2001 ).(Sblattero D. et al J Pediatr Gastroenterol Nutr 2001 ).

PBL libraryPBL library

IBL libraryIBL library

Il modello celiachia Epitope mapping

Atassia da glutine

- Induzione di tolleranza

- peptidasi batteriche

- riso transgenico?

DALLA CONOSCENZA DEI PEPTIDI TOSSICIA NUOVE TERAPIE

Come si può curare

Il peptide tossico di 33 aa, che viene deaminato dalla transglutaminasi e riconosciuto dall’HLA DQ2, potrebbe essere specificamente scisso da peptidasi batteriche che potrebbero essere utilizzate per pretrattare il cibo

Come si può curare Peptidasi

Digestione inefficace dei peptidi tossici da parte degli enzimi del brush border intestinale

Efficace completamento della Digestione con Prolyl endopeptidasi batterica

Come si può curare Peptidasi

Come si può curare Riso transgenico

• Breeding e selezione di linee di frumento a basso contenuto in gliadine

• Modificazioni per eliminare le sequenze antigeniche

STRATEGIE ADOTTATE PER “DETOSSIFICARE” IL FRUMENTO

PROBLEMATICHE

Elevato numero di geni distribuiti su 42 cromosomi

Elevata variabilità genetica

Diffusione di varietà coltivate

STRATEGIA

Migliorare le proprietà tecnologiche introducendo le sequenze gluteniniche con le migliori caratteristiche reologiche

Utilizzare un cereale non allergenico

Oryza sativa

Come si può curare Riso transgenico

2%

30%200 anni

Glutine

Infezioni DQ2/DQ8

Che cosa è la celiachiaPerché tanto glutine