Patologia: lezione 03

DIAGNOSI

Prima di conoscere la sequenza del gene, si andavano a studiare criteri clinici e

soprattutto a misurare la quantità di NaCl nel sudore. Dopo 1989 si poteva fare test

genetici per determinare le mutazioni a carico del DNA e dare la conferma di fibrosi cistica.

La tripsina è una proteina

prodotta dal pancreas che in

questi pz ha livelli aumentati nel

sangue. Si effettua un prelievo

dal tallone già al secondo/quarto

giorno dopo la nascita per

misurarne i livelli, che in caso di

fibrosi cistica sono aumentati. Se

abbiamo una diagnosi positiva

per l’immunotripsinogeno oggi si

può procedere allo screening

genetico e anche il test del

sudore, proprio per verificare il

difetto del canale del Cl, nello

specifico se i livelli NaCl sono >

60mmol/L siamo nel caso della

patologia, invece se sono < 40mmol/L il soggetto potrebbe essere portatore, tra i 40 e i 60

bisogna procedere allo screening genetico per avere la certezza della patologia.

Complesso schema di come si diagnostica la fibrosi cistica, partendo dal test del sudore

fino ad arrivare allo screening genetico.

SCREENING GENETICO

L’analisi può essere classificata in tre livelli: analisi di I LIVELLO, va a cercare le mutazioni

più frequenti, quindi sicuramente ΔF508. Se non si trova una mutazione di questo tipo si

procede con delle analisi più approfondite, analisi di II LIVELLO, per cercare mutazioni più

rare, come ad esempio mutazioni a livello di splicing. Infine c’è un’analisi molto complessa

che ricerca le mutazioni molto rare, si tratta di un’analisi di III LIVELLO.

Questo grafico ci fa vedere come basta

una piccola quota di CFTR per non

avere la patologia: sopra il 50% della

proteina i soggetti sono assolutamente

normali, ma sono portatori; tra il 50% e

il 10% questi soggetti non mostrano

delle manifestazioni cliniche, quindi

affinché ci sia la malattia la presenza di

CFTR deve essere sotto 10% quando

cominciano a comparire i primi sintomi

quali infertilità con l’ostruzione dei dotti

deferenti, sotto il 5% il pancreas è

ancora funzionante in maniera corretta,

quando il CFTR è completamente

assente (siamo introno allo 0.1%)

cominciano i sintomi di insufficienza pancreatica. La gravità della patologia dipende dal

tipo di mutazione, quelle che portano all’assenza totale di CFTR funzionante causano tutti

i sintomi della patologia, mentre le mutazioni che riducono la sintesi posso già ridurre

notevolmente i sintomi.

TRATTAMENTO

Per il trattamento della fibrosi cistica attualmente si utilizzano antibiotici per le infezioni

ricorrenti polmonari a seconda dei batteri che colonizzano i polmoni, poi i pz assumono

farmaci broncodilatatori per le difficoltà respiratorie quali corticosteroidi, nei casi più gravi

si arriva al trapianto bilaterale di polmone. Per contrastare l’insufficienza pancreatica sono

forniti degli enzimi pancreatici da assumere ai pasti. Infine, come per la distrofia

muscolare, una possibile cura finale potrebbe essere la terapia genica, quindi riuscire a

veicolare il gene sano di CFTR nelle cellule malate, il problema è riuscire a veicolare un

gene molto grande, farlo esprimere nella corretta maniera, nella giusta quantità e non

avere un’espressione transitoria ma che sia prolungata nel tempo. Al momento sono

terapie in studio, ultimamente si sta cercando di far esprimere il gene corretto alle cell

staminali e poi impiantarle per cercare di curare la patologia.

IPERCOLESTEROLIMIA FAMILIARE

Patologia che riguarda il recettore delle lipoproteine, importante per l‘apporto di

colesterolo. È una patologia dominante (generalmente le malattie che colpiscono i recettori

sono dominanti, a differenza delle patologie che colpiscono per esempio gli enzimi). È

estremamente diffusa, basti pensare che in eterozigosi la frequenza è 1/500, anche in

eterozigosi questi individui hanno un aumentato rischio di avere infarti del miocardio primi

dei 60 anni e hanno dei livelli di colesterolemia che sono il doppio dei valori normali,

200/400 mg/dL, un’altra caratteristica che si riscontra in eterozigosi è la presenza di

xantomi, che sono dei veri e propri depositi biancastri/giallastri che si possono ritrovare a

livello della cute, come sulla palpebra e nei tendini. Inoltre questi soggetti sono a maggior

rischio per lo sviluppo di aterosclerosi, quindi possono andare incontro più facilmente a

infarto o anche a ictus. Per quanto riguarda la condizione di omozigosi la frequenza è

molto diversa, circa 1/1.000.000, la patologia è quindi molto rara essendo molto grave, i

soggetti hanno 6 volte i livelli di colesterolo nel sangue e vanno incontro a morte prima dei

20 anni durante l’adolescenza, in genere per infarto del miocardio.

In eterozigosi ci sono dei fattori, anche ambientali, che determinano la diversa gravità della

patologia. Si è vito che la patologia è più frequente in determinati gruppi etnici, colpisce

maggiormente i maschi e chiaramente la dieta è un fattore molto importante per ridurre i

rischi di infarto e ictus, sono importanti

anche l’uso di farmaci che abbattono i livelli

di colesterolo e l’attività fisica, che ha

l’effetto sempre di abbassare il colesterolo.

Questo schema fa vedere come sia il fegato

a regolare i livelli di colesterolo nel sangue. Il

fegato secerne dopo il metabolismo le VLDL

che sono ricche di trigliceridi e presentano 3

apoproteine ApoC, ApoE e B100. Queste

VLDL vanno hai tessuti periferici, come il

tessuto adiposo e muscolare, dove vengono

scisse perché questi tessuti necessitano di

lipidi, si impoveriscono così della

componente lipidica e prendono il nome ora

di IDL, che hanno perso anche l’apoliproteina ApoC e rimangono solo ApoC e B100. Le

IDL subiscono poi un ulteriore sottrazione di trigliceridi e rimane solo la B100, in questo

caso parliamo di LDL. Sia IDL che le LDL vengono ricaptate dal fegato attraverso un

recettore. È proprio una mutazione di questo recettore a livello epatico ad essere

responsabile della ipercolesterolemia familiare. CONDIZIONI NORMALI

Quando LDL legano il recettore sulla

superficie della cellula si ha proprio

un’invaginazione che porta alla

formazione delle cosiddette “fossette

rivestite”. La cellula in questo modo

internalizza le particelle di colesterolo e si

formano le vescicole rivestite all’interno

della cell, queste si fondono con i lisosomi

che contengono gli enzimi per scindere il

colesterolo, utilizzato dalla cell soprattutto

per la costruzione di membrane

plasmatiche o per la sintesi di ormoni

steroidei. La componente proteica delle

aproteine viene usata per sintetizzare amminoacidi mentre i recettori sono riciclati e

ripotato in superficie per captare nuove LDL. Il colesterolo in cell va a regolare

negativamente la sintesi di colesterolo stesso, quindi inibisce l’attività dell’enzima HMG

CoA reduttasi, e inibisce anche la sintesi di nuovo recettore perché la cell non ha bisogno

di portare altro colesterolo all’interno. Dall’altra parte il colesterolo stimola acil-CoA.

Le mutazioni del recettore per le LDL sono tantissime e

sono state classificate in base all’effetto che hanno sul

recettore:

CLASSE I, sono mutazioni che inibiscono la

- sintesi del recettore delle LDL, sono mutazioni di

stop o frameshift;

CLASSE II, sono mutazioni che fanno

- riconoscere la proteina come anomala e quindi è

distrutta prima di arrivare in membrana, anche in

questo caso il recettore non arriva in membrana;

CLASSE III, mutazioni che riguardano il dominio

- di legame del recettore con le apolipoproteine,

quindi il recettore arriva in membrana ma non è

in grado di legare le apolipoproteine, cioè non è

funzionante;

CLASSE IV, il recettore è in grado di legare le

- apolipoproteine ma non è in grado di essere

internalizzato;

CLASSE V, c’è una mancata fusione della vescicola con il lisosoma, quindi un

- mancato riciclo del recettore sulla membrava.

Anche in questo caso diverse mutazioni non fanno funzionare la proteina, che o non viene

sintetizzata, o viene degradata prematuramente o ci sono altri problemi anche se arriva in

membrana.

Schema del gene con i domini che possono essere colpiti, per esempio la perdita

dell’esone 5 fa sì che il recettore arrivi in membrana ma non leghi correttamente le LDL,

quindi una mutazione di classe III, oppure uno stop prematuro all’esone 14 fa sì che la

proteina sia tronca e venga degradata prematuramente nel Golgi, ecc…

XATOMA: degenerazione della pelle causata da accumulo di colesterolo, infatti la parola

xantoma deriva dal greco “xanthos” che significa giallo, possono trovarsi nei tendini e sulla

cute a livello delle palpebre.

Nel grafico si vede come i livelli di colesterolo nei soggetti normali, negli eterozigoti e negli

omozigoti.

Questi soggetti sono più sensibile all’ATEROSCLEROSI, quindi ad avere problemi ai vasi.

Si tratta di un restringimento del vaso causato da una infiammazione innescata dai

macrofagi che si infarciscono delle LDL in eccesso nel sangue, diventano le cosiddette

“cellule schiumose” e producono dei fattori di crescita che stimolano la crescita delle cell

muscolari dei vasi, queste a loro volta vengono attivate e secernono matrice extracellulare

con il conseguente restringimento del lume del vaso detto ATEROMA. (L’aterosclerosi

verrà trattata in dettaglio successivamente).

SINDROME DELL’X FRAGILE

I “siti fragili” sono regioni cromosomiche visibili al microscopio in cui il DNA non è

normalmente impacchettato per la mitosi o si è prematuramente destabilizzato.

NB: i siti fragili non sono necessariamente associate a rotture cromosomiche.

Tra i sintomi della sindrome dell’x fragile c’è il ritardo mentale, i soggetti hanno un volto

tipico con orecchie a sventola e un’altra caratteristica è quella del macroorchidismo, cioè

testicoli ingrossati nel maschio.

Per quanto riguarda la mutazione di questo gene: innanzitutto questo è localizzato sul

cromosoma X, la mutazione non riguarda in questo caso una regione codificante, ma la

regione regolatoria dove si legano i fattori di trascrizione, cioè quella al 5’, il promotore che

presenta una ripetizione di tre nucleotidi GGG in numero variabile nella popolazione. Nei

soggetti normale il numero delle ripetizioni in media va da 10 a 55, per motivi legati alla

duplicazione del DNA, queste triplette possono espandersi da una generazione a un’altra

e quando il numero va da 55 a 200 siamo in una fase di pre-mutazione, quindi questi

soggett