La malattia di Friedreich può essere monitorata in modo perfetto

 

 

GIOVANNI ROSSI

 

 

NOTE E NOTIZIE - Anno XX – 25 febbraio 2023.

Testi pubblicati sul sito www.brainmindlife.org della Società Nazionale di Neuroscienze “Brain, Mind & Life - Italia” (BM&L-Italia). Oltre a notizie o commenti relativi a fatti ed eventi rilevanti per la Società, la sezione “note e notizie” presenta settimanalmente lavori neuroscientifici selezionati fra quelli pubblicati o in corso di pubblicazione sulle maggiori riviste e il cui argomento è oggetto di studio dei soci componenti lo staff dei recensori della Commissione Scientifica della Società.

 

 

[Tipologia del testo: RECENSIONE]

 

L’eredo-atassia spino-cerebellare detta malattia di Friedreich o atassia di Friedreich è primariamente causata dall’espansione delle ripetizioni della tripletta GAA nell’introne 1 di entrambi gli alleli del gene FXN, che causa silenziamento trascrizionale e ridotta espressione dell’mRNA della frataxina e della proteina stessa. L’aspetto più evidente della patologia neurologica è dato dall’atassia, anche se progressivamente sono interessati il fascicolo gracile di Goll e il fascicolo cuneato di Burdach della via spino-bulbo-talamo-corticale del lemnisco mediale, con progressiva perdita della sensibilità pallestesica misurata col diapason sulle eminenze ossee, secondo il protocollo di monitoraggio neurologico. L’aspetto più rilevante della patologia cardiaca associata è costituito dalla cardiomiopatia.

La malattia di Friedreich è considerata il prototipo di tutte le atassie spino-cerebellari progressive e costituisce la metà circa di tutti casi di atassie ereditarie nelle più grandi casistiche: nella serie di Sjögren sono 86 su 171 pazienti. L’incidenza in Europa e Nord America è di 1,5 casi per 100.000 all’anno[1].

L’atassia e gli altri segni neurologici, lievi o sfumati, compaiono in genere durante l’adolescenza e non di rado sono trascurati per la loro entità, inizialmente minima, e la loro progressione molto lenta nella massima parte dei casi. Anche in assenza di una precisa diagnosi genetica, dopo qualche anno può facilmente essere diagnosticata la sindrome per l’accentuarsi delle manifestazioni cliniche, che portano verso la fine dell’adolescenza e l’inizio della giovinezza alla necessità di uso della sedia a rotelle. Il decesso si verifica in genere nella quarta decade di vita. Anche se non si dispone di terapie modificanti il decorso della malattia, i pazienti seguiti mediante monitoraggio e trattati con 5-idrossitriptofano per os o, meglio, con l’idebenone[2], introdotto da Alessandro Filla[3], fanno registrare una maggiore sopravvivenza.

Si ritiene che riuscendo a monitorare l’evoluzione della patologia si potrebbe migliorare la prognosi. Teerapat Rojsajjakul e colleghi coordinati da Ian A. Blair sono riusciti ad analizzare, nel sangue intero, proteoforme di frataxina in qualità di biomarkers della malattia di Friedreich, dimostrando che in tal modo è possibile monitorare gli interventi terapeutici oltre che l’evoluzione naturale della patologia.

(Rojsajjakul T. et al., Liquid Chromatography-Mass Spectrometry Analysis of Frataxin Proteoforms in Whole Blood as Biomarkers of the Genetic Disease Friedreich’s Ataxia. Analytical Chemistry – Epub ahead of print doi: 10.1021/acs.analchem.3c00091, 2023).

La provenienza degli autori è la seguente: Penn/CHOP Friedreich’s Ataxia Center of Excellence, Philadelphia, Pennsylvania (USA); Center of Excellence in Environmental Toxicology, Department of Systems Pharmacology and Translational Therapeutics, Perelman School of Medicine, University of Pennsylvania, Philadelphia, Pennsylvania (USA); Center for Clinical Epidemiology and Biostatistics, Department of Biostatistics, Epidemiology and Informatics, Perelman School of Medicine, University of Pennsylvania, Philadelphia, Pennsylvania (USA); Department of Pediatrics and Neurology, Children’s Hospital of Philadelphia and University of Pennsylvania, Philadelphia, Pennsylvania (USA).

Grazie agli studi di Duchenne i neurologi conoscevano l’atassia locomotoria spinale causata dalla sifilide e detta tabe dorsale, quando Friedreich, un neurologo di Heidelberg, cominciò a raccogliere osservazioni su una forma di atassia progressiva familiare, che pubblicò nel 1861. Il medico tedesco era convinto dell’origine non infettiva della sua sindrome e, studiando la ricorrenza familiare, ne ipotizzò una causa ereditaria.

L’ipotesi di un’atassia ereditaria fu accolta con grande scetticismo dai clinici, in massima parte convinti che la causa da infezione venerea non fosse stata cercata con la dovuta perizia anamnestica; ma presto intervenne lo stesso Duchenne in difesa della tesi dell’esistenza di una nuova malattia atassica di probabile origine genetica. Non molto tempo dopo apparvero comunicazioni scientifiche di altri casi di atassia familiare in Inghilterra, Francia e Stati Uniti. Nel 1882 Brousse di Montpelier per la prima volta definì in una tesi la nuova entità nosografica col nome di Friedreich.

Attualmente, il ridotto ricorso all’esame neurologico da parte dei medici di medicina generale e degli internisti di varie branche, sta ritardando l’invio al neurologo e la diagnosi. L’atassia, con difficoltà nella corsa e nel conservare l’equilibrio da fermi, è il primo sintomo, seguito da impaccio motorio nei movimenti degli arti superiori e, infine, dalla comparsa di disartria. Sono stati descritti casi in cui l’atassia, con la caratteristica postura su base allargata, è comparsa improvvisamente dopo una malattia febbrile. I movimenti non fluidi o goffi delle mani compaiono mesi o anni dopo l’alterazione atassica del passo e della stazione; il disturbo di articolazione della parola può apparire anche molti anni dopo la diagnosi, e molto raramente è tra i sintomi precoci. Il piede cavo e la cifoscoliosi in genere seguono di anni i primi sintomi neurologici, invece in altri casi sono presenti molto tempo prima dell’esordio della malattia.

Il paziente, per mantenersi fermo in piedi in una posizione, oltre ad avere le gambe divaricate, fa piccoli spostamenti necessari a tenere l’equilibrio e tende ad oscillare: Friedreich chiamava questo segno atassia statica. Il segno di Romberg è in genere fortemente positivo, con caduta del paziente appena chiude gli occhi.

La diagnosi neurologica precoce è importante, anche perché in questi pazienti vi è sempre una cardiomiopatia da tenere sotto controllo cardiologico; la patologia cardiaca è caratterizzata da fibre miocardiche ipertrofiche che possono contenere granuli ferro-reattivi e può causare aritmie e insufficienza cardiaca congestizia.

Nella sindrome pienamente espressa, le anomalie del passo appaiono miste: sensoriali e cerebellari, per questo già Charcot le definiva tabetocerebellari. Mollaret, autore di una monografia autorevole sulla malattia di Friedreich, considera prevalente la componente cerebellare, Nell’Adams and Victor’s Principles of Neurology i curatori riferiscono di una serie di casi in cui la prevalenza dell’aspetto sensoriale o tabetico appariva in un numero quasi uguale a quello dei casi a prevalenza cerebellare[4].

È importante aver presente una variante clinica della malattia di Friedreich che conserva i riflessi tendinei (talvolta iper-reflessia) con arti che possono apparire spastici, la diagnosi che si raggiunge solo con la genetica non è facile ma importante, perché in questa variante non c’è la cifoscoliosi ma soprattutto manca la cardiopatia e, dunque, la prognosi è notevolmente migliore[5].

Della genetica si è detto in apertura, qui sottolineiamo che la mutazione è in un introne (introne 1) e che in una piccola percentuale di casi è missense e non consiste in un’espansione; in ogni caso, la conseguenza delle mutazioni consiste sempre in una riduzione dei livelli di frataxina e deficit della sua funzione. Sono documentati casi in cui la mutazione consente una certa funzione residua della proteina e, coerentemente, la prognosi è meno grave.

Si conoscono due proteoforme mature di frataxina: frataxina-M e frataxina-E.

La frataxina-M o frataxina mitocondriale è una proteina di 130 aminoacidi con un peso molecolare di 14.268 Da. Trovata nei mitocondri, è la prima forma studiata.

La frataxina-E o frataxina eritrocitaria è una forma della proteina di 135 aminoacidi, prodotta per splicing alternativo, caratterizzata dall’acetilazione N-terminale e da un peso molecolare di 14.953 Da. È presente nei globuli rossi.

Una caratteristica della malattia di Friedreich è la ridotta espressione della frataxina nel cervello e nel cuore ma, poiché non è secreta nella circolazione sistemica, finora non è stato possibile analizzarla nel siero e nel plasma delle persone affette.

Il sangue è un biofluido prontamente accessibile e contiene numerosi tipi cellulari differenti che esprimono frataxina. Teerapat Rojsajjakul, Ian A. Blair e colleghi hanno verificato che il sangue di maiale può servire come un eccellente matrice surrogata per validare un saggio per le proteoforme della frataxina, perché la frataxina di maiale si perde durante la fase di immunoprecipitazione impiegata per isolare la frataxina umana.

La frataxina-M è espressa nelle cellule ematiche che contengono mitocondri, mentre la forma extra-mitocondriale del polipeptide, ovvero la frataxina-E, si reperisce nei globuli rossi. Ciò vuol dire che l’analisi della frataxina nel sangue intero fornisce informazioni sulla concentrazione di entrambe le proteoforme senza dover isolare i singoli tipi cellulari.

In questo studio è stato ottenuto un risultato più unico che raro nella ricerca di marker biologici. Teerapat Rojsajjakul, Ian A. Blair e colleghi hanno infatti osservato che le distribuzioni dei livelli di frataxina in un campione di 25 soggetti sani di controllo e 50 pazienti affetti da malattia di Friedreich erano completamente separati l’uno dall’altro, suggerendo 100% di specificità e 100% di sensibilità nella distinzione fra sani e affetti dall’eredo-atassia spino-cerebellare.

Inoltre, i ricercatori hanno trovato che i livelli di frataxina erano significativamente correlati con la lunghezza delle ripetizioni GAA e l’età di inizio con correlazioni per la proteina extra-mitocondriale frataxina-E più alte di quelle rilevate per il polipeptide trovato per primo nei mitocondri o frataxina-M.

I risultati di questo studio indicano che i livelli di frataxina posso costituire un biomarker fedele e utilissimo per monitorare l’evoluzione patologica e la risposta alle terapie, se misurati con la tecnica di analisi costituita da cromatografia liquida-spettrometria di massa impiegata dagli autori: VSIDUPLC-MRM/MSA (validated stable isotope dilution ultra high-performance liquid chromatography-multiple reaction monitoring/mass spectrometry assay).

Infine, come sottolineato da Teerapat Rojsajjakul, Ian A. Blair e colleghi, questo studio illustra e supporta l’utilità di usare il sangue intero per l’identificazione e la validazione di biomarker proteici di malattia.

 

L’autore della nota ringrazia la dottoressa Isabella Floriani per la correzione della bozza e invita alla lettura delle recensioni di argomento connesso che appaiono nella sezione “NOTE E NOTIZIE” del sito (utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA”).

 

Giovanni Rossi

BM&L-25 febbraio 2023

www.brainmindlife.org

 

 

 

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[1] Adams and Victor’s Principles of Neurology (Ropper, Samuels, Klein), p. 1102, McGraw-Hill 2014.

[2] L’idebenone è un analogo a corta catena del coenzima Q10 ad azione antiossidante che riduce la progressione dell’ipertrofia ventricolare sinistra che costituisce un fattore di rischio per aritmie gravi. Anche il trattamento delle altre patologie associate come il diabete mellito può prolungare la sopravvivenza. Alcuni pazienti presentano anche scoliosi e deformità del piede che, trattate, migliorano anche la reazione psicologica (psico-neuro-immunitaria) alla malattia.

[3] Filla A., Moss A. J., Idebenone for treatment of Friedrich’s ataxia. Neurology 60: 1569, 2003. Alessandro Filla ha diretto a lungo l’ambulatorio super-specialistico di eredo-atassie spino-cerebellari presso il Dipartimento di Neuroscienze dell’Università Federico II di Napoli, dove ha seguito e studiato per decenni pazienti affetti da malattia di Friedreich.

[4] Adams and Victor’s Principles of Neurology (Ropper, Samuels, Klein), p. 1102, McGraw-Hill 2014.

[5] La Harding nel 1981 descrisse 20 casi di questa variante sui 200 di atassie familiari seguiti al National Hospital di Londra. Nel 1993 ne discusse in Inherited Ataxias (Harding A. E. & Deufel T., eds), pp. 1-14, Raven Press, New York 1993.