Slide Ph D 2011

TITOLO

CURRICULA: SCIENZE PSICHIATRICHE E COMPORTAMENTALI

Dottorando: Dott. Matteo Lazzaretti

Tutor: Prof. Edgardo Caverzasi

UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI PAVIA

DIPARTIMENTO DI SCIENZE SANITARIE APPLICATE E PSICOCOMPORTAMENTALI

Genetica del Disturbo Borderline di Personalità.

Studio del polimorfismo funzionale del singolo nucleotide (SNP) Val158Met del gene dell’enzima Catecol-O-Metil-Transferasi (COMT) e del polimorfismo di ripetizione della regione promoter del gene del trasportatore della serotonina SLC6A4 (5-HTTLPR).

Studio caso-controllo.

SCUOLA DI DOTTORATO IN SCIENZE DELLA VITA

DOTTORATO DI RICERCA IN SANITA’ PUBBLICA, SCIENZE SANITARIE E FORMATIVE

Coordinatore: Prof.ssa Alessandra Marinoni




UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI PAVIADIPARTIMANTO DI SCIENZE SANITARIE APPLICATE E PSICOCOMPORTAMENTALI

OBIETTIVO

testare l’associazione tra Disturbo Borderline di Personalità (BPD) e:

- variante Met158 del polimorfismo funzionale del singolo nucleotide (SNP) Val158Met del gene dell’enzima Catecol-O-Metil-Transferasi (COMT)

- variante short del polimorfismo di ripetizione della regione promoter del gene del trasportatore della serotonina SLC6A4 (5-HTTLPR)

Disturbo Borderline di Personalità

importante instabilità affettiva, rabbia, discontrollo degli impulsi, grave compromissione della capacità relazionale, marcati disturbi dell’identità del sè, dispercezioni cognitive, sintomi dissociativi o ideazione paranoidea transitoria e aggressività

(Gunderson, 1984; American Psychiatric Association, 1994; Skodol et al.,

2002; Siever et al 2002; Soloff et al 1994, 2000)

prevalenza nella popolazione generale: 0,7% - 1,2% (Torgersen et al., 2001; Samuels et al, 2002)

prevalenza tra i pazienti psichiatrici: 15% ricoverati - 12% ricoverati + ambulatoriali

(koenigsberg et al., 1985; Widiger e Weissmann, 1991)

tasso suicidarlo nel BPD: 10% --- 70% dei pazienti Borderline mette in atto comportamenti autolesivi

(Cowdry, Pickar et al. 1985; Smeon, Stanley et al., 1992; Paris, 2002)




UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI PAVIADIPARTIMANTO DI SCIENZE SANITARIE APPLICATE E PSICOCOMPORTAMENTALI

STUDI DI GENETICA NEL BPD

Metodi indiretti (studi familiari, gemellari, adozioni)

• effetto della familiarità sullo sviluppo del BPD, in particolare per il tratto dell’aggressività impulsiva (Torgensen 2000; Kendler 2008; Skodol 2002)

• ereditabilità del disturbo compresa tra 42% (Distel, 2008) e 69% (Torgensen, 2000)

Metodi diretti (geni candidati)

• Polimorfismo gene MAO-A (Gutierrez, 2004; Rottmann, 2009)

• Polimorfismo gene COMT (Wagner, 2010; Tadic, 2009)

• Varianti del recettore della serotonina 2A (Ni, 2006)

• Polimorfismo 5-HTT (Ni X, 2009; Pascual, 2007)

• Combinazione di alleli indipendenti di rischio per il locus del recettore della tirosina chinasi 2, recettore del BDNF (Kohli 2010)





DIPARTIMANTO DI SCIENZE SANITARIE APPLICATE E PSICOCOMPORTAMENTALI

SNP VAL158MET GENE COMT

Assieme alle MAO, COMT è enzima chiave della metabolizzazione

delle monoamine (dopamina, noradrenalina)

Il gene che codifica il COMT contiene un polimorfismo funzionale del singolo nucleotide Val158Met nell’esone 4 del cromosoma 22 (Lachman, 1996) con un effetto co-dominante

L’enzima derivante dall’allele che codifica la Metionina in posizione 158 ha una termostabilità molecolare instabile a 37° (Lachman HM, 1996) e questo porta ad avere solo il 25-33% dell’attività dell’enzima contenente la Valina in posizione 158 (Lotta, 1995)






SNP VAL158MET GENE COMT






fRMN – BOLD

Aree indagate: amigdala, ippocampo, cingolato anteriore, cingolato posteriore,

cingolato medio

Attivazione correla con frequenza Met158

carriers

“A model comparison of COMT effects on central processing of affective stimuli”Imke Puls, Johannes Mohr , Jana Wrase , Sabine Vollstädt-Klein , Tagrid Leménager , Christian Vollmert, Michael Rapp, Klaus Obermayer , Andreas Heinz , Michael N. Smolka NEUROIMAGE 2009

Gene SLC6A4: POLIMORFISMO FUNZIONALE DI RIPETIZIONE DELLA REGIONE PROMOTER (5-HTTLPR)

L’azione fisiologica e la quantità di serotonina nello spazio sinaptico è regolata primariamente dall’attività di re-uptake del trasportatore

Il gene (SLC6A4) contiene un polimorfismo funzionale di ripetizione 22-23 bp nella regione promoter del gene del trasportatore (5-HTTLPR) che crea:

Alleli “Short” (S) associati a più bassi livelli di espressione di 5-HTT (Lesch, 1996)

Alleli “Long” (L) associati a più alti livelli di espressione di 5-HTT (Lesch, 1996)

La variante S è stata associata a aggressività (Beitchman, 2006; Retz, 2004), vulnerabilità emozionale (Hoefgen, 2005), impulsività (Coccaro, 1996), suicidarietà (Anguelova 2003)











CAMPIONE

1. 19 PAZIENTI AFFETTI DA BPD Reclutati fra pz afferenti al CIRDIP da almeno un anno Criteri di inclusione:

1. - Structured Clinical Interview for DSM-IV (SCID-II) (Williams, 1992)

2. - Diagnostic Interview for Borderline patients (DIB) (Gunderson, 1981)

3. - consenso clinico di almeno due medici psichiatri dello staff Criteri di esclusione:

Diagnosi di demenza - ritardo mentale – anoressia nervosa – schizofrenia – disturbo bipolare - patologie neurologiche (Parkinson, Demenze, Sindromi degenerative, Atassia, Sclerosi multipla, stroke, TIA, neoplasie, epilessia, storia di convulsioni o tremori) e/o mediche (diabete, aterosclerosi, ipertensione cronica e/o neoplasie) – pazienti con dubbi sulla abilità di fornire un consenso informato

Dati sociodemografici e psicopatologici:

Zanarini Scale (ZAN-BPD) Severità del BPD

Buss Durkee Hostility Inventory (BDHI) Aggressività/Ostilità

Barratt Impulsivity Scale (BIS 11) Impulsività

Soloff Childhood Abuse Questionnaire (CABUSE) Storia di abusi

Hamilton Depression Rating Scale (HDRS) Sintomi depressivi

Brief Psychiatric Rating Scale-24 item (BPRS) Psicopatologia generale

Edimburgh Inventory for Handedness Uso preminente della mano

Wechsler Adult Intelligence Scale (WAIS) Quoziente Intellettivo






CAMPIONE

2. 36 CONTROLLI SANI

Reclutamento: adesione volontaria, volantini pubblicitari/passaparola

privi di storia personale o familiare per malattia psichiatrica e/o per abuso/dipendenza da sostanze/alcool

1. - Structured Clinical Interview for DSM-IV (SCID-I) (Williams, 1992)

2. - Structured Clinical Interview for DSM-IV (SCID-II) (Williams, 1992)

criteri di esclusione:

Diagnosi di demenza - ritardo mentale – disturbi di personalità - anoressia nervosa – schizofrenia – disturbo bipolare - patologie neurologiche (Parkinson, Demenze, Sindromi degenerative, Atassia, Sclerosi multipla, stroke, TIA, neoplasie, epilessia, storia di convulsioni o tremori) e/o mediche (diabete, aterosclerosi, ipertensione cronica e/o neoplasie) – pazienti con dubbi sulla abilità di fornire un consenso informato

Assessment sociodemografico e psicopatologico: come pazienti affetti da BPD






METODI

1. GENOTIPIZZAZIONE (Istituto di Genetica, Università di Udine)

POLIMORFISMO SNP VAL158MET GENE COMT Estrazione DNA da 3ml di sangue venoso. Kit: GentraPuregene kit (QUIAGEN) Amplificazione mediante sistema PCR con uno dei due primer di innesco (predefenito SNP

C_2574680950) (Applied Biosystem) Processore ABI7300

POLIMORFISMO 5-HTTLPR S/L I due differenti alleli ottenuti (Long “L” 345bp e Short “S” 389bp) sono stati identificati

attraverso elettroforesi capillare dei prodotti PCR denaturati insieme a soluzione standard di lavoro Amersham’s ET550-R utilizzando un sistema Molecular Dynamics Mega bace 1,000 DNA

2. ANALISI STATISTICA SPSS software (SPSS Inc., Chicago) Prism software (GraphPad) Banca Dati dell’Applied Biosystem della popolazione caucasica (Lesch, 1996) Test esatto di Fisher bilaterale (Fisher’s exact test - two tailed) Cochran-Armitage test for trend






Frequenze alleliche dei Controlli: confronto con Banca Dati - gene COMT

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Allele MetAllele Val

Frequenze alleliche Controlli e Banca dati

Alleli

Controlli Banca dati






RISULTATI gene COMT – distribuzione allelica

Frequenze alleliche dello SNP del Val158Met del gene COMT

Gruppo Met Val

CASI 68,4 % 31,6 %

CONTROLLI 44,4 % 55,6 %

Fisher’s exact test, 2 code p-value 0.0265






RISULTATI gene COMT – distribuzione allelica

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Allele Met

Allele Val

Frequenze alleliche SNP Val158Met gene COMT

Alleli

Controlli BPD

Fisher’s exact test, 2 code p-value 0.0265






RISULTATI gene COMT – distribuzione genotipica

Frequenze genotipiche dello SNP del Val158Met del gene COMT

Gruppo Met/Met Met/Val Val/Val

CASI 47,4% 42,1% 10,5 %

CONTROLLI 22,3% 44,5% 33,2%

Fisher’s exact test, 2 code p-value 0.07Chocran-Armitage test for trend p-value 0,02






RISULTATI gene COMT – distribuzione genotipica

Series10

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

(Met/Met)

(Met/Val)

(Val/Val)

Frequenze genotipiche SNP Val158Met gene COMT

Genotipi

Controlli BPD

Fisher’s exact test, 2 code p-value 0.07Chocran-Armitage test for trend p-value 0,02






Frequenze alleliche dei Controlli osservate – banca dati 5-HTTPLR

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Allele LAllele S

Frequenze alleliche Controlli e Banca dati

Alleli

Controlli Banca dati






RISULTATI gene 5-HTTPLR – distribuzione allelica

Frequenze alleliche 5-HTTPLR del gene SLC6A4

Gruppo L S

CASI 55,3 % 44,7%

CONTROLLI 62,5 % 37,5%

Fisher’s exact test, 2 code:

p value 0.54






RISULTATI gene 5-HTTPLR – distribuzione allelica

Fisher’s exact test, 2 code:

p value 0.54

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Allele LAllele S

Frequenze alleliche HTTLPR del polimorfismo 5-HTTPLR nella regione regolatrice del gene SLC6A4

Alleli

Controlli BORDER






RISULTATI gene 5-HTTPLR – distribuzione genotipica

Frequenze genotipiche 5-HTTPLR del gene SLC6A4

Gruppo L/L L/S S/S

CASI 36,8 % 36,8% 26,3%

CONTROLLI 38,9 % 47,2% 13,9% Fisher’s exact test, 2 code: - LL p value 0.42 - LS p value 0.12 - SS p value 0.28






RISULTATI gene 5-HTTPLR – distribuzione genotipica

Fisher’s exact test, 2 code: - LL p value 0.42 - LS p value 0.12 - SS p value 0.28

Series10

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

LL LS

SS

Frequenze genotipiche HTTLPR

Genotipi

Controlli BORDER

Frequenze genotipiche HTTLPR

Genotipi

Controlli BORDER

Frequenze genotipiche del polimorfismo 5-HTTPLR nella regione regolatrice del gene SLC6A4






DISCUSSIONE (1) – sintesi dei risultati

Valutazione delle frequenze genotipiche e alleliche di due polimorfismi:- SNP COMT Val158Met - polimorfismo di ripetizione 5-HTTLPR

ALLELE COMT MET158 è risultato significativamente IPERAPPRESENTATO nel campione di BPD (68,4% vs 44,4%) (p value 0.02)

GENOTIPO MET/MET è risultato essere il più rappresentato nel campione BPD (p value 0.07)

Assenza di differenze significative nella distribuzione allelica e genotipica del polimorfismo di ripetizione 5-HTTLPR






DISCUSSIONE (2)

La presenza dell’aminoacido metionina al posto della valina riduce di circa 4 volte l’attività dell’enzima COMT (Lachman, 1996)

questo potrebbe estrinsecarsi in aumentati livelli di DA o NE basilari e/o difficoltà di catabolismo di DA o NE in caso di sovraccarico per stress fisiologici

Altri dati a supporto di un ruolo dell’alterato metabolismo delle monoamine nell’eziopatogenesi del BPD (??)

- efficacia di AP tipici e atipici nel BPD (APA, 2001) blocco D2 - ruolo critico della DA nel processamento dell’informazione

emozionale (Friedel, 2004) - associazione tra suicidarietà e anomalie nelle regioni e componeneti

del sistema DA (Giegling, 2007)

lo studio conferma associazione tra variante Val158Met del gene COMT e BPD (Tadic, 2009)






DISCUSSIONE (3)






DISCUSSIONE (4)






DISCUSSIONE (5)






Association between low activity allele of cathecolamine-O-methyl-transferase (COMT) and Borderline Personality

Disorder Matteo Lazzaretti1, Dora Fabbro2, Giulia de Vidovich1 , Michela

Sala1, Francesca Gambini1, Elisa Marraffini1, Niccolò Morandotti1, Kether Del Toso2, Matteo Balestrieri3, Giuseppe

Damante2, Edgardo Caverzasi1 , Paolo Brambilla3,4

1 Department of Applied and Behavioural Health Sciences-Section of Psychiatry, University of Pavia, Italy 2 Istituto di Genetica Medica, AOUD “S. Maria della Misericordia”, Udine, Italy3 InterUniversity Center for Behavioural Neurosciences, Department of Pathology and Clinical & Experimental Medicine, Section of Psychiatry, University of Udine, Udine, Italy. 4 Scientific Institute, IRCCS “E. Medea”, Udine, Italy

Università degli studi di Pavia






ASSOCIATION BETWEEN LOW ACTIVITY ALLELE OF CATHECOLAMINE-O-METHYLTRANSFERASE (COMT) AND BORDERLINE PERSONALITY DISORDER IN AN ITALIAN POPULATION

Matteo Lazzaretti1, Dora Fabbro2, Giulia de Vidovich1 , Michela Sala1, Francesca Gambini1, Elisa Marraffini1, Niccolò Morandotti1, Kether Del Toso2, Matteo Balestrieri3, Giuseppe Damante2, Edgardo Caverzasi1 , Paolo Brambilla3,4

1 Department of Applied and Behavioural Health Sciences-Section of Psychiatry, University of Pavia, Italy

2 Istituto di Genetica Medica, AOUD “S. Maria della Misericordia”, Udine, Italy

3 InterUniversity Center for Behavioural Neurosciences, Department of Pathology and Clinical & Experimental Medicine, Section of Psychiatry, University of Udine, Udine, Italy

4 Scientific Institute, IRCCS “E. Medea”, Udine, Italy






ELENCO PUBBLICAZIONI Lazzaretti M, Morandotti N, Sala M, Frangou S, De Vidovich G, Marraffini E, Gambini F, Barale F, Caverzasi

E, Zappoli F and Brambilla P “Impaired working memory in borderline personality disorder patients” reviewing

M. Sala, E. Caverzasi, E. Marraffini, G. De Vidovich, M. Lazzaretti, G. d’Allio, M. Isola, M. Balestrieri, E. D’Angelo, F. Zappoli Thyrion, P. Scagnelli, F. Barale and P. Brambilla. “Cognitive memory control in borderline personality disorder patients”. Psychological Medicine, 2008, September

Sala M, Lazzaretti M, De Vidovich G, Brambilla P. 2008. Hippocampal and dorsolateral prefrontal cortex volumes in impulsive and aggressive patients with borderline personality disorder. Poster accettato XXVI congresso CINP 2008. 13-17 July, Monaco di Baviera.

Michela Sala, Matteo Lazzaretti, Giulia De Vidovich, Edgardo Caverzasi, Giorgio d’Allio, Francesco Barale

and Paolo Brambilla. “Electrophysiological changes of cardiac function during antidepressant treatment”. Therapeutic Advances in Cardiovascular Disease 2008, In press

G De Vidovich, E Marraffini, M Lazzaretti, N Morandotti, M Balestrieri, F. Zappoli, F Barale, E Caverzasi , T

Christodoulou, M Hadjulis, S Frangou, M Sala, P Brambilla. “Impaired working memeory in Bordeline Personality Disorder” Poster pubblicato al Xth ISSPD Congress – International Society for the Study of Personality Disorders, tenutosi a l’Aja (Olanda) dal 19 al 22 Settembre 2007.

Fusar-Poli P, Lazzaretti M, Ceruti M, Hobson R, Petrouska K, Cortesi M, Pozzi E, Politi P. Depression after

lung transplantation: causes and treatment. Lung. 2007 Mar-Apr;185(2):55-65

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