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

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 10.000 persone, 1/2000.

Il numero di malattie genetiche rare conosciute oscilla tra le 7.000 e le 8.000

~ 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.

Malattie rare

Malattie rare

La malattie rare sono rare, ma i pazienti che ne sono affetti sono numerosi:

1/15

400 milioni

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.

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

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)

gp1

30

LIFR

β

CNTFRα

CLCF1 CRLF1

SWS/SJS2

Sindrome di Crisponi

Protrusione della bocca

Bassa statura

Curvatura congenita delle ossa lunghe

Metafisi ampie e irregolari

Ipotonia assiale

Letalità precoce

Cheratite

Distress respiratorio

Ipertermia

Apnea ricorrente

Contrazioni periorali

Ipertonia delle estremità

Reflusso gastroesofageo Camptodattilia

Difficoltà nell’alimentazione

Contrattura del gomito

Sudorazione paradossa

Scoliosi

Ridotta sensitività al dolore

CISS1 CISS2

Famiglia di sindromi associate al recettore CNTF

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.

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.

gp1

30

LIFR

β

CNTFRα

CLCF1 CRLF1

SWS/SJS2

Sindrome di Crisponi/CISS1

Protrusione della bocca

Bassa statura

Curvatura congenita delle ossa lunghe

Metafisi ampie e irregolari

Ipotonia assiale

Letalità precoce

Cheratite

Distress respiratorio

Ipertermia

Apnea ricorrente

Contrazioni periorali

Ipertonia delle estremità

Reflusso gastroesofageo

Camptodattilia

Difficoltà nell’alimentazione

Contrattura del gomito

Sudorazione paradossa

Scoliosi

Ridotta sensitività al dolore

CISS2

Famiglia di sindromi associate al recettore CNTF

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

2014

Localizzazione genetica e proteica dello spettro mutazionale di CRLF1

Localizzazione genetica e proteica dello spettro mutazionale di CRLF1

Localizzazione geografica dello spettro mutazionale di CRLF1

42 mutazioni in 63 pazienti provenienti da 52 famiglie CS/CISS1

Approccio diagnostico Diagnosi clinica (Patologia complessa)

Fenotipo neonatale

Fenotipo età evolutiva

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

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

Approccio diagnostico Diagnosi molecolare Analisi del gene CRLF1

Analisi del gene CLCF1

Whole exome sequencing (WES)

Trasmissione autosomica recessiva

25% 25% 50%

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

Approccio diagnostico Risultati: Portatori 1.4% (1:71)

Incidenza/anno 1:20700

Considerato che in Sardegna nascono circa 15000 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

Approccio diagnostico Diagnosi molecolare in casi familiari Test portatori (ricerca mutazione familiare)

Diagnosi prenatale per gravidanze a rischio malattia

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.

Sudorazione paradossa indotta dal freddo

Insorgenza:

> 3 anni

< 22°C

l’elevata umidità relativa

l’ansia, l’agitazione, l’emozione

il ciclo mestruale

l’ingestione di alcuni cibi, in particolare il cioccolato

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???

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

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 adrenergico-colinergico. 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.

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.

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.

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.

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

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.