Novità in Fibrosi Cistica

Convegno 2015 Valeria Raia

La Fibrosi Cistica (FC) è la più comune patologia ereditaria nella popolazione di razza caucasica. La prevalenza in Europa è di 0.737 casi su 10000 nati vivi, con un’ incidenza di 1/2500. La frequenza del portatore sano è compresa tra 1/25 e 1/30 variando nelle diverse etnie, con un rischio più elevato nella popolazione del Nord Europa (1/25). In Italia, l’incidenza della malattia è di 1/3500-1/4000 nati vivi, mentre quella dell’eterozigote è di 1/27.
Si tratta di una patologia autosomica recessiva causata da 2 mutazioni sul gene CFTR (Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator), identificato e clonato nel 1989, localizzato sul cromosoma 7q31.2 e contenente 27 esoni. La proteina CFTR codificata è composta da 1480 aminoacidi e funge da canale del cloro AMP-ciclico dipendente, canale del bicarbonato e modulatore di altri canali ionici, quali canali epiteliali del sodio (ENaC), canali del cloro dipendenti dal calcio (ORCC) e canali del potassio della midollare renale (ROMK).
La proteina CFTR è localizzata sulla membrana apicale delle cellule epiteliali ed è ubiquitaria, sebbene il suo livello di espressione varia da tessuto a tessuto, risultando prevalente a livello di polmone, dotti pancreatici, dotti biliari, ghiandole sudoripare, dotti deferenti e intestino.
I canali ENaC sono situati sulla superficie apicale delle cellule epiteliali esocrine e sono responsabili del trasporto intracellulare del sodio dalle secrezioni luminali rendendole ipotoniche. Considerato che in condizioni normali la proteina CFTR inibisce i canali ENaC, nella FC vi è un marcato incremento del trasporto di sodio (e quindi di acqua) attraverso le membrane apicali, con conseguente disidratazione e iperviscosità del muco. Al contrario, a livello dei dotti delle ghiandole sudoripare, mutazioni del gene CFTR determinano una ridotta funzione della proteina con decremento del riassorbimento di cloro e sodio e produzione di sudore ipertonico.
Il test del sudore (TS), previa stimolazione cutanea con ionoforesi pilocarpinica, rappresenta ancora oggi il gold standard per effettuare la diagnosi ed è ben rappresentativo della funzione della proteina CFTR. È, comunque, un esame operatore-dipendente e può essere effettuato a partire dalle due settimane di vita, in neonati di peso superiore a 3 Kg e in condizioni di benessere clinico.
I range di normalità sono dipendenti dall’età del paziente: fino a 6 mesi d’età, il test del sudore viene definito:

normale, se la concentrazione di cloro nel sudore è < 30 mmol/L;
borderline, se la concentrazione di cloro è compresa tra 30 e 50 mmol/L;
patologico, se la concentrazione di cloro nel sudore è > 50 mmol/L.

Nei bambini di età superiore ai 6 mesi, il test viene definito:

normale, se la concentrazione di cloro nel sudore è < 40 mmol/L
borderline, se la concentrazione di cloro è compresa tra 40 e 60 mmol/L
patologico, se la concentrazione di cloro nel sudore è > 60 mmol/L

Secondo i criteri stabiliti da Rosenstein B.J. nel 1998, la diagnosi di FC può essere definita in presenza di almeno due valori di TS patologici per età a cui si associano sintomi compatibili o presenza di due mutazioni causali di malattia sul gene CFTR. L’analisi genetica rappresenta in tutti i casi una metodica di conferma della diagnosi e va effettuata comunque nei casi di TS borderline e sintomi altamente suggestivi di FC. Inoltre, è fondamentale ripetere nel tempo il TS nei casi di risultati borderline, considerato che spesso i valori di cloro tendono a positivizzarsi con l’età.

Ad oggi sono state identificate quasi 2000 alterazioni sul gene CFTR, ma solo un numero ridotto di esse ha un effetto clinico, alterando la quantità o la funzione della proteina CFTR. In base all’effetto che esse determinano sulla proteina, le mutazioni del gene CFTR possono essere classificate in 6 classi; per ognuna delle quali sono disponibili potenziali strategie terapeutiche mutazioni specifiche (Fig 1):

Classe I: difetto di produzione. Queste mutazioni sono associate alla mancata sintesi della proteina CFTR sulla superficie apicale delle cellule epiteliali.
Classe II: difetto di maturazione. La proteina viene sintetizzata, ma presenta difetti di ripiegamento (“misfolding”) o struttura, per cui viene degradata prima di raggiungere la membrana plasmatica.
Classe III: difetto di regolazione. La proteina CFTR non viene attivata (mutazioni di “gating”), per cui è normalmente presente in membrana ma non è funzionante.
Classe IV: ridotta conduttanza. In membrana è presente una quota normale della proteina CFTR, ma la sua funzione è ridotta.
Classe V: ridotta sintesi della proteina.
Classe VI: ridotta stabilità della proteina.

Figura 1: classificazione delle mutazioni del gene CFTR e potenziali strategie terapeutiche
La più comune mutazione in FC è la F508del (classe II), una delezione nell’esone 10, che determina la perdita dell’aminoacido fenilalanina in corrispondenza della posizione 508 della proteina CFTR e presente fino al 60% dei pazienti affetti da FC, con notevoli differenze di frequenza in base all’area geografica. In Tabella 1 sono riportate le 23 mutazioni che secondo l’American College of Medical Genetics correlano con un fenotipo clinico.

G85E	I507del	R560T	621+1G>T	2789+5G>A
R117H	F508del	R1162X	711+1G>T	3120+1G>A
R334W	G542X	W1282X	1717-1G>A	3659delC
R347P	G551D	N1203K	1898+1G>A	2184delA
A455E	R553X	3849+10KBc>T

In genere, in presenza di 2 mutazioni associate a mancata sintesi o non funzionamento della proteina CFTR (mutazioni di classe I-II) si sviluppa una forma di FC con test del sudore patologico e manifestazioni multiorgano.

Le caratteristiche cliniche più comuni sono rappresentate dall’insufficienza pancreatica (presente fino al 95% dei casi) e dal coinvolgimento respiratorio, con il susseguirsi di infezioni batteriche croniche, bronchiectasie, enfisema e insufficienza respiratoria cronica. Ulteriori manifestazioni cliniche correlate alla patologia possono essere: ileo da meconio, presente in circa il 15% dei neonati affetti; cirrosi biliare con ipertensione portale, nel 3-5% dei pazienti e diabete mellito, nel 2% dei bambini, 19% degli adolescenti e 40% della popolazione adulta. La quasi totalità dei pazienti sviluppa inoltre malattia sinusale (sinusite cronica e/o poliposi nasale) non sempre sintomatica; più del 95% dei maschi presenta agenesia congenita bilaterale dei vasi deferenti (CBAVD).
In presenza, invece, di almeno una mutazione associata a funzionalità residua della proteina CFTR (mutazioni di classe III-IV-V), si sviluppa, in genere, una condizione, definita “CFTR related disorder” (CFTR-RD) o “CFTR-related metabolic syndrome” (nei lattanti), caratterizzata da valori di test del sudore borderline, sufficienza pancreatica e manifestazioni interessanti un solo organo, quali CBAVD nel maschio, pancreatiti ricorrenti/croniche e bronchiectasie disseminate.
Esistono, comunque, mutazioni il cui significato patogenetico non è ancora ben definito e responsabili di quadri clinici molto variabili, o alterazioni genetiche che non causano alcun effetto clinico e vengono definite “varianti alleliche” oppure “polimorfismi”, con una frequenza nella popolazione generale >1%.

Sebbene la FC sia una malattia monogenica, la notevole eterogeneità delle mutazioni del gene CFTR è responsabile di una grande variabilità fenotipica, anche in soggetti con lo stesso genotipo. Ciò è legato a numerosi fattori, quali alterazioni in geni ereditati in maniera indipendente dal CFTR e in grado di modificare l’espressione della proteina CFTR ( geni modulatori), fattori ambientali o aderenza alle cure. Allo stato attuale, infatti, una correlazione fenotipo-genotipo è possibile solo riguardo la funzionalità pancreatica: la presenza di una mutazione di classe IV-V ha un effetto dominante su mutazioni di classe I-II-III, determinando, pertanto, una normale funzionalità della ghiandola pancreatica, ma non necessariamente una più attenuata espressione della malattia polmonare.
Tale concetto è ulteriormente confermato dalla variabilità clinica presente in coppie di fratelli o dalla presenza di varianti alleliche “in cis” (alleli complessi) con mutazioni note, la cui presenza può accentuare o mitigare le manifestazioni della malattia.
L’aspettativa di vita dei pazienti con FC è notevolmente migliorata rispetto al passato e attualmente più del 40% della popolazione affetta ha un’età adulta.
Il crescente interesse per farmaci correttori e potenziatori, in grado di intervenire direttamente sul difetto genetico e quindi modificare la quantità di proteina CFTR funzionante, migliorerà ulteriormente la prognosi. Considerato, però, che è il quadro polmonare a condizionare la durata di vita, non ad oggi non è stata dimostrata alcuna correlazione tra genotipo e durata della sopravvivenza.

Take home messages

I valori normali di riferimento del test del sudore nel lattante di età >6 mesi sono Na e Cl < 40 mEq/l

Il test di laboratorio indicato per lo screening neonatale in Fibrosi Cistica è il Tripsinogeno immunoreattivo