Patologia cellulare

FIBROSI

La fibrosi e consiste nella conversione del connettivo degli organi parenchimatosi in connettivo fibroso nel quale il collagene è accumulato e la ECM presenta anche alcune alterazioni

strutturali quali idrossilazione e > legami crociati (polmone) e glicosilazione (fibrosi vasi).

La fibrosi consiste in una risposta alle seguenti cause di danno e si distingue dalla fibroplasia che risulta essere un aumento primario di produzione fibroblastica dell’ECM:

 Eventi di necrosi indotti da virus e agenti esogeni che, interagendo con il tessuto, ne alterano la struttura

 Stati di infiammazione prolungata

 Deposizione di sostanze estranee

 Aumento del colesterolo vasale.

Accomunano questi danni lo stato infiammatorio che ne consegue e, quindi, la produzione di citochine infiammatorie che reclutano macrofagi e altre cellule dell’infiammazione che, a

loro volta, interagendo tra loro, modulano la composizione dell’ECM.

CIRROSI EPATICA Eventi disparati (NASH, virus, abuso di alcol, malattie metaboliche,…) causano attivazione delle cellule di Ito (immagazzinano lipidi a livello dei sinusoidi epatici):

lo stato di infiammazione, che deriva dalle cause sopra elencate, altera l’omeostasi tissutale e causa modifica nell’espressione genetica delle cellule di Ito che acquisiscono la capacità

di rispondere a molecole dell’ECM (fase di iniziazione) e capacità contrattile diventano miofibroblasti.

I miofibroblasti producono e rispondono ulteriormente alle citochine determinando un rimodellamento dell’ECM tra cui è possibile osservare:

 La conversione della struttura dei sinusoidi da fenestrata a membrana basale (collagene IV) continua.

 La stimolazione delle cellule del Kupferr e degli epatociti a produrre ROS

 Alterazione nell’espressione dei fattori di trascrizione.

Queste alterazioni inducono la “perpetuazione” della risposta infiammatoria.

A livello biochimico è possibile osservare anche aumento del pool di determinanti aminoacidi ed enzimi: aumenta la [prolina] e di prolin­ e lisil­idrossilasi e, nell’insieme, aumenta la

sintesi di collageno; contemporaneamente è ridotta l’attività della prolil­ossidasi (l’aumento di acidità a seguito dell’alcolismo inibisce questo enzima) quindi diminuisce il catabolismo

del collagene che, inoltre, nelle ultime fasi, vede aumentato il rapporto collagene I/III.

Aumentano anche le [fibronectina] e [laminina] che contribuiscono a cementificare le fibrille di collageno neoformate.

DIAGNOSI di PROCESSI REGRESSIVI del CONNETTIVO Le alterazioni generalizzate del collageno sono valutate per esami delle urine nelle quali si trovano peptidi contenenti

residui di idrossi­prolina/lisina e anche dal dosaggio delle piridinoline, molecole coinvolte nella formazione dei legami crociati e anche per dosaggio dei residui carbossi­ ed

aminoterminali del procollagene (quelli idrolizzati tra procollagenecollagene)

Un test introdotto di recente, Fibrotest, analizza 6 marcatori ( 2macroglobulina, aptoglobina, apoliproteinaA1, bilirubiina, GGT e ALT): fornisce uno score 0­1, oltre un certo livello è

α

consigliata la biopsia epatica. GENETICA MEDICA

GENETICA MENDELIANA

Molte malattie genetiche sono monogeniche, ovvero originano dalla mutazione di singoli geni: queste si possono trovare sul catalogo OMIM e sono al 90% patologie di geni

autosomici.

Gli studi su questi fenomeni derivano da Mendel che, per mezzo dei suoi esperimenti, è riuscito a definire le sue leggi:

1. LEGGE SEGREGAZIONE INDIPENDENTE ­ Alla seconda generazione, ottenuta incrociando tra loro gli ibridi della prima, gli alleli che controllano un determinato

carattere si separano (segregano) e vengono trasmessi a gameti diversi. Si ottengono 1/4 degli individui con il carattere recessivo e 3/4 con il carattere dominante. Di

questi ultimi 2/3 sono eterozigoti, 1/3 è omozigote.

2. LEGGE ASSORTIMENTO INDIPENDENTE ­ Incrociando individui che differiscono tra loro per due o più caratteri, ogni coppia di alleli per ciascun carattere viene

ereditata in maniera del tutto indipendente dall'altra. Si hanno così tutte le possibili combinazioni degli alleli di ciascuna coppia e la comparsa di individui con caratteri

nuovi.

Queste leggi seguono le regole della probabilità, legge della moltiplicazione e dell’addizione, basate sul concetto dei fenomeni tra loro indipendenti (il risultato di un evento non

influenza il risultato dell’evento successivo).

Lo studio di una patologia monogenica è possibile per applicazione dell’albero genalogico: questo è costruito a partire dal probando e viene sviluppato per almeno 3 generazioni.

PATOLOGIA AUTOSOMICA DOMINANTE

Patologie che possono essere comuni (es. ipercolesterolemia familare) ma la maggior parte sono rare

• La mutazione è presente nei maschi e nelle femmine con uguale proporzione ed entrambi trasmettono ugualmente la malattia

• Le persone affette si trovano (eccezione per qualche caso) in tutte le generazioni

• Le persone NON affette mancano del gene mutato e hanno solo figli non affetti.

E’ tuttavia possibile l’insorgenza di mutazione de novo (valutare la possibilità di NON paternità – test paternità per esclusione): questi fenomeni NON sono prevedibili ma solitamente

aumentano all’aumentare dell’età del padre in quanto le mitosi precedenti la gametogenesi aumentano ed è più facile osservare errori nella replicazione.

Il rapporto tra mutazioni segreganti (trasmissibili) e mutazioni de novo è indicato dalla fitness: questa si riferisce all’idoneità biologica della nuova mutazione che è ridotta se la

mutazione segrega.

CARATTERISTICHE TRAMISSIONE AUTOSOMICA DOMINANTE

 PENETRANZA La penetranza è 100% quando tutti i soggetti con un dato fenotipo esprimono la malattia e si riduce in alcuni casi: la sindrome del QT lungo (deficit

ripolarizzazione atriale) è manifestata fenotipicamente dal 75% delle persone aventi il genotipo malato. La penetranza varia a seconda dell’età del soggetto: nella corea di

Huntington più il soggetto è anziano maggiore è la possibilità di manifestare la malattia.

 ESPRESSIONE VARIABILE Grado di estrinsecazione clinica genotipofenotipo: in alcune patologie pi ù persone con il genotipo mutato esprimono con gravità differenti

la malattia (es. NF1) e questo è dovuto all’interazione gene­ambiente, gene con “geni modificatori” e alla variabilità delle mutazioni alleliche.

 PLEIOTROPIA Fenomeno che si riferisce alla mutazione di un singolo gene che si esplica con effetti diversi su organi diversi: nella sindrome di Marfan il gene mutato

codifica per la fibrillina 1 e questo comporta alterazioni diverse tra loro del cristallino (miopia), dell’apparato scheletrico (polidattilia, iperlassità articolare) e del sistema

cardivascolare (prolasso mitrale).

 MOSAICISMO GERMINALE In caso di pi ù figli affetti a partire da genitori non affetti è possibile considerare il mosaicismo germinale: questo fenomeno si riferisce alla

presenza di linee cellulari differenti (diverse, una affetta ed una non affetta) a livello germinale nello stesso organismo che, non sarà affetto, ma potrà trasmettere la sola

linea malata al figlio.

 CODOMINANZA Fenomeno per il quale il fenotipo eterozigote co­esprime entrambi i caratteri, come avviene nei gruppi sanguigni sia per il sistema ABO ed Rh.

NEUROFIBROMATOSI

La forma NF1 si manifesta con neurofibromi mentre NF2 con schwannomi: in entrambi i casi si osservano tumori benigni delle terminazioni nervose periferiche ma nel primo caso

sono incluse cell di varia natura originate dalla cresta neurale mentre nel secondo caso sono formati SOLO dalle cell di Schwann.

NF1 Il pz presenta macchie caff è­latte (+6 min. 15mm) , lentigginosi ascellare ed inguinale , noduli di Lisch nell’occhio e neurofibromi cutanei (+2) e, tra le complicanze, MPNST

(tumori maligni della guaina dei nervi periferici), ritardo mentale, neurofibromi plessiformi, scoliosi, pseudoartrosi ed ipertensione.

La patologia è causata da mutazione del gene NF1 sul cromosoma 7, che codifica per la neurofibromina citoplasmatica contenente il dominio Ras che è coinvolto nella cascata MAP­

K: la cascata origina da un recettore tirosin­chinasi che si auto­fosforila, attiva GRB2Sos che causa Ras­GTP che si inattiva (torna GDP) per azione della neurofibromina, la cui

alterazione, causa l’attivazione costitutiva di Ras­GTP. E’ chiaro come Ras sia un oncogene mentre NF1 un oncosoppressore.

La penetranza è completa e l’espressività variabile: la patologia è pleiotrofica; fenomeni di interazione gene­ambiente possono far esprimere, al soggetto, sia la neurofibromatosi sia la

sindrome di Noonan o possono causare lo sviluppo dei neurofibromi solo in alcune aree del corpo (es. neurofibromatosi segmentale).

PATOLOGIA AUTOSOMICA RECESSIVA

Patologie manifestate solamente da persone con genotipo omozigote recessivo: questi sono nati, solitamente, da due individui entrambi eterozigoti (a volte consanguinei) per il

carattere che hanno il 25% di probabilità di avere un figlio omozigote recessivo.

Esempi di queste patologie, che sono espresse ugualmente nel maschio e nella femmina, sono la fibrosi cistica, la talassemia Mediterranea e la fenilchetonuria.

La legge di Hardy­Weinberg permette di calcolare la frequenza di un carattere all’interno di una popolazione panmixia (matrimoni casuali): la legge valuta come “p” il carattere comune

mentre “q” quello meno comune ed in totale p + q=1; considerando come q la forma omozigote recessiva la formula è: p + 2pq + q = 1, e da questa, conoscendo la frequenza di un

2 2 2

carattere, è possibile studiare la frequenza dei restanti.

DISOMIA UNIPARENTALE Fenomeno per il quale un genitore trasmette due copie di un cromosoma per errori nella segregazione mentre l’altro genitore non trasmette nulla: è

trasmesso l’omologo se l’errore nella segregazione avviene alla II divisione meiotica mentre NON sono omologhi se l’errore avviene nella I divisione meiotica.

Solitamente il fenomeno è causato da errori nella segregazione che comportano un primo momento zigotico di aneuploidia (47 cromosomi, due da un genitore ed uno dall’altro) che

successivamente è corretto per estrusione di un cromosoma: se viene espulso quello dell’altro genitore si ottiene la disomia uniparentale.

Il soggetto con disomia uniparentale è omozigote per il carattere e i suoi figli da un’altra persona omozigote con mutazioni ad alleli differenti (aaxbb) produrrà eterozigoti non ammalati:

questo perché uno stesso fenotipo può essere determinato da genotipi (soprattutto allelici) diversi tra loro (eterogenicità del locus –es. retinite pigmentosa sono 65 alleli).

ETEROGENICITÀ dei LOCUS ed ETEROGENICITÀ ALLELICA L’eterogenicit à del locus è il