Luglio-Settembre 2013 • Vol. 43 • N. 171 • Pp. 125-132
Gastroenterologia pediatrica
Diarree congenite:
il ruolo della diagnosi molecolare
Roberto Berni Canani1,2, Rossella Tomaiuolo3,4, Vincenza Pezzella1, Gianluca Terrin5, Manuela Scorza3,4, Giuseppe Castaldo3,4
Dipartimento di Scienze Mediche Traslazionali – Sezione di Pediatria, Università degli Studi “Federico II”, Napoli
Laboratorio Europeo per lo Studio delle Malattie Indotte da Alimenti (ELFID), Napoli
3
CEINGE-Biotecnologie Avanzate scarl, Napoli
4
Dipartimento di Medicina Molecolare e Biotecnologie Mediche, Università degli Studi “Federico II”, Napoli
5
Dipartimento Salute della Donna e Medicina Territoriale, Università La Sapienza, Roma
1
2
Riassunto
Le diarree congenite (CDD) sono un gruppo di enteropatie singolarmente rare, ma nel complesso discretamente diffuse, legate a specifici difetti genetici.
Sono patologie cliniche complesse per la severità del quadro clinico e l’ampia varietà dei disordini potenzialmente compresi in diagnosi differenziale. Il
sintomo più frequente è una diarrea cronica ad esordio molto precoce, che spesso richiede il supporto della nutrizione parenterale. L’eziologia e la prognosi
di queste patologie sono molto variabili.
Sulla base dei dati raccolti negli ultimi anni, abbiamo proposto una classificazione delle CDD in quattro gruppi, tenendo conto della specifica eziologia e
del difetto genico:
• difetti di assorbimento e trasporto di nutrienti ed elettroliti;
• difetti di differenziazione e di polarizzazione degli enterociti;
• difetti di differenziazione delle cellule enteroendocrine;
• difetti della regolazione della risposta immunitaria a livello intestinale.
Grazie agli studi di linkage dell’intero genoma la nostra conoscenza dei geni responsabili delle CDD è in rapido aumento. In questo contesto, l’identificazione
dei geni-malattia costituisce un importante progresso nell’approccio al paziente in cui si sospetta una CDD non solo per le possibili ricadute diagnostiche/
terapeutiche, ma anche per la diagnosi prenatale per le coppie a rischio di CDD a fenotipo severo. Il presente articolo si concentra principalmente sulle
nuove conoscenze nel campo delle CDD e sui nuovi approcci diagnostici, sottolineando l’importanza del contributo dell’analisi molecolare.
Summary
Congenital diarrheal disorders (CDDs) are a group of rare and severe enteropathies related to a specific genetic defect. CDDs are challenging clinical
conditions because of the severity of clinical picture and the broad range of conditions in differential diagnosis. Infants with CDDs have chronic diarrhea,
frequently requiring parenteral nutrition support. Etiology and prognosis of CDDs are variable. We proposed a classification of CDDs into four groups, based
on the specific etiology and genetic defect:
• defects in absorption and transport of nutrients and electrolytes;
• disorders of enterocyte differentiation and polarization;
• defects of enteroendocrine cell differentiation;
• dysregulation of the intestinal immune response.
Our knowledge of the genes responsible for CDDs is rapidly increasing, thanks to linkage studies based on genome-wide analysis. In this context, the
identification of disease genes is a crucial step in the diagnostic and therapeutic approach to patient with suspected CDDs. The present paper focuses on
the recent advances made in understanding the pathophysiology of CDDs able to improve the diagnostic and therapeutic approach to these conditions.
Parole chiave: diarrea osmotica, diarrea secretiva, mutazioni, geni
Key words: linkage analysis, parenteral nutrition, osmotic diarrhea, secretory diarrhea
Metodologia della ricerca bibliografica effettuata
Introduzione
La ricerca degli articoli rilevanti sulle diarree congenite è stata effettuata attraverso la consultazione del database MEDLINE, utilizzando
come motore di ricerca PubMed e come parole chiave congenital
diarrheal disorders e diarrhea in early life. Per la stesura di questo
lavoro sono stati revisionati 33 articoli, alcuni dei quali sono stati
considerati di grande utilità per le ricadute cliniche delle informazioni riportate.
Le diarree congenite (congenital diarrheal disorders, CDD) sono un
gruppo di rare enteropatie ereditarie ad esordio prevalente nelle prime
settimane di vita (Berni Canani et al., 2010). Il quadro clinico è tipicamente caratterizzato da diarrea cronica severa ad esordio precoce, più
raramente la diarrea è parte di un quadro multiorgano più complesso.
Le CDD rappresentano delle condizioni difficili da gestire per la severità del quadro clinico, caratterizzato da elevato rischio di disidratazio-
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R. Berni Canani, R. Tomaiuolo, V. Pezzella, G. Terrin, M. Scorza, G. Castaldo
ne, alterazioni dell’equilibrio acido-base sino all’exitus nei primi mesi
di vita (Berni Canani et al., 2005). Il loro tempestivo riconoscimento
è necessario per avviare una terapia mirata ad evitare gravi complicanze nel breve e lungo termine (Berni Canani et al., 2010). In altre
forme di CDD il quadro clinico è meno severo e la diagnosi può essere
ottenuta anche tardivamente. Questo articolo ha lo scopo di illustrare
le recenti acquisizioni nel campo della genetica e fisiopatologia delle
CDD che hanno contribuito a facilitare la disponibilità di nuovi approcci
diagnostici con l’ausilio dell’analisi molecolare.
Epidemiologia
Come si può desumere dalla tabella I le CDD sono patologie rare.
L’incidenza varia ampiamente tra le popolazioni. Alcune CDD sono
più frequenti in specifiche aree geografiche a causa dell’effetto fondatore e nei gruppi etnici dove sono consueti i matrimoni tra consanguinei (Berni Canani et al., 2005; Terrin et al., 2012). È probabile
che in futuro la maggior disponibilità dell’analisi molecolare porti ad
un aumento delle diagnosi di CDD.
Classificazione delle CDD
Quasi tutte le CDD sono trasmesse in maniera autosomica recessiva
e negli ultimi anni sono stati identificati i geni responsabili di molte
di questi condizioni (Terrin, et al., 2012). Oggi è chiaro che molte
mutazioni riguardano geni espressi a livello intestinale (Berni Canani
et al., 2010; Terrin, et al., 2012). Sulla base del meccanismo fisiopatologico (Fig. 1), abbiamo proposto una classificazione delle CDD in
4 gruppi (Berni Canani, et al., 2010):
• difetti di digestione, assorbimento e trasporto di nutrienti ed
elettroliti;
• difetti di differenziazione o di polarizzazione degli enterociti;
• difetti di differenziazione delle cellule enteroendocrine;
• difetti di regolazione della risposta immune intestinale.
Difetti di assorbimento e trasporto di nutrienti ed elettroliti
Si tratta del gruppo più numeroso di CDD. Il deficit congenito di
lattasi (LD) è dovuto a mutazioni nel gene LCT, codificante l’enzima
LPH (Lactase-phlorizin hydrolase activity) (Heyman et al., 2006), il
cui deficit determina incapacità nella digestione del lattosio e di tutti
gli alimenti che lo contengono. Il deficit congenito di saccarasiisomaltasi (SID) è dovuto a mutazioni nel gene codificante il complesso saccarasi-isomaltasi (SI) necessario per la degradazione del
saccarosio e dell’amido in monosaccaridi (Nichols et al., 2012). Un
vasto sottogruppo di CDD è causato da mutazioni in geni codificanti per i membri della superfamiglia dei trasportatori di soluti (SLC)
che, pur essendo strutturalmente collegati e originati da meccanismi di duplicazione di un gene comune, danno origine a quadri
clinici eterogenei. La cloridorrea congenita (CLD) è causata da
mutazioni nel gene SLC26A3, che codifica per il trasportatore Cl-/
HCO3- (DRA, down regulated in adenoma) espresso sulla membrana
apicale degli enterociti (Wedenoja et al., 2011). La patogenesi della
malattia deriva da una ridotta o assente attività dello scambiatore
Cl-/HCO3- a livello intestinale, con conseguente malassorbimento di
Cl- e diarrea. La diarrea congenita da perdita di sodio (CSD) è una
delle forme più rare di CDD ed è caratterizzata da grave diarrea con
aumentata perdita fecale di Na+, acidosi metabolica ed iponatremia
(Al Makadma et al., 2004). Finora è stato identificato solo il gene
della forma sindromica di tale malattia, che codifica per un inibitore
di una serina proteasi (SPINT2). Questa forma di CSD si associa ad
126
ipertelorismo, erosioni corneali, doppio rene, palatoschisi, anomalie
delle dita delle mani e dei piedi (Heinz-Erian et al., 2009). Quando
il trasportatore responsabile della malattia è espresso anche in altri
organi, si ha un coinvolgimento multiorgano. È questo il caso dell’intolleranza alle proteine con lisinuria (LPI), malattia sistemica rara,
dovuta ad anomalie nel metabolismo degli amminoacidi (Sebastio
et al., 2011). È causata da mutazioni nel gene SLC7A7 che codifica
per il trasportatore degli amminoacidi cationici y+LAT1, localizzato a
livello della membrana baso-laterale delle cellule epiteliali renali ed
intestinali. La carenza di amminoacidi quali lisina, arginina e ornitina
nel corso di una dieta ricca di proteine, si traduce in una disfunzione
del ciclo dell’urea, con iperammoniemia e conseguente alterazione
dello stato mentale. Anche la fibrosi cistica (FC) può presentarsi
con diarrea congenita, oltre al classico coinvolgimento polmonare,
ed esistono inoltre una serie di forme di malattia a fenotipo meno
severo, definite forme “atipiche“ di FC (Amato, et al., 2012). La malattia ha una genetica complessa: sinora sono state descritte circa
2000 mutazioni, di cui alcune più frequenti (Tomaiuolo et al., 2003).
Più di recente sono stati descritti grossi riarrangiamenti genici (Tomaiuolo et al., 2008) e mutazioni causative di malattia anche nelle
regioni non codificanti del gene (Giordano et al., 2013; Amato et al.,
2013), ma allo stato attuale è difficile identificare correlazioni tra
genotipo ed espressione clinica della malattia.
Difetti di differenziazione e di polarizzazione degli enterociti
Sono patologie rare ad esordio generalmente molto precoce caratterizzate da diarrea secretiva severa, necessità di nutrizione parenterale e prognosi generalmente infausta. La malattia da inclusione
dei microvilli (MID) ha un esordio prevalentemente neonatale, anche se sono stati descritti casi ad esordio più tardivo nel II-VI mese di
vita. Il quadro istologico è caratterizzato da severa atrofia dei villi ed
inclusioni microvillari a livello citoplasmatico (Müller et al., 2008). È
stato dimostrato che la malattia è secondaria ad alterazioni del complesso formato da Rab8, una proteina legante la guanosina trifosfato,
e la miosina Vb (MYO5B) che è coinvolto nel trasporto intracellulare
di proteine a livello apicale ed è fondamentale per la corretta polarizzazione degli enterociti (Ruemmele et al., 2007). L’enteropatia
a ciuffi, nota anche come displasia epiteliale intestinale (CTE)
è caratterizzata da un quadro istologico caratteristico con atrofia
della mucosa e accumuli di enterociti che danno immagini di “ciuffi”
(Berni Canani et al., 2005). È dovuta a mutazioni nel gene codificante per la molecola di adesione delle cellule epiteliali (EpCAM), la
cui funzione primaria è quella di mediare l’interazione cellula-cellula
(Sivagnanam et al., 2008): una sua ridotta attività causa alterazioni
a livello dei desmosomi.
Difetti di differenziazione delle cellule enteroendocrine
Questo sottogruppo di CDD comprende la anendocrinosi enterica
(DIAR4) e il deficit della pro-proteina convertasi di tipo 1 (PCD).
La DIAR4 è una rara forma caratterizzata da diarrea osmotica severa
secondaria ad insufficienza delle cellule enteroendocrine, con struttura dei villi conservata e assenza di infiltrato infiammatorio (Wang
et al., 2006). È causata da mutazioni nel gene NEUROG3 che codifica per la neurogenina 3, un fattore trascrizionale necessario per la
differenziazione a livello intestinale e pancreatico delle cellule endocrine. La PCD presenta quadri patologici diversi per gravità ed età di
insorgenza, caratterizzati da diarrea osmotica e poliendocrinopatia
variabile (Jackson et al., 2003). La malattia è dovuta a mutazioni
nel gene della pro-proteina convertasi 1 (PCSK1). Recenti evidenze
suggeriscono un coinvolgimento progressivo dell’apparato endocrino da diabete insipido e difetto di crescita nei primi anni di vita sino
Nome
Gene
OMIM
number
MGAM (Maltasiglucoamilasi)
SLC5A1
SLC2A5 (?)
SLC2A2
SLC39A4
SLC26A3
SLC7A7
SLC10A2
Deficit congenito di maltasiglucoamilasi (MGD)
Malassorbimento di glucosiogalattosio (GGM)
Malassorbimento di fruttosio
(FM)
Sindrome di Fanconi-Bickel
(FBS)
Acrodermatite enteropatica
(ADE)
Cloridorrea Congenita (CCD,
DIAR 1)
Intolleranze alle proteine con
lisinuria (LPI)
Malassorbimento di acidi biliari
primari (PBAM)
MTTP
Apo B
Abetalipoproteinemia (ALP)
Ipobetalipoproteinemia
familiare (HLP)
107730
157147
246600
167790
SPINK1
PNLIP
276000
602421
601295
603593
126650
607059
138160
138230
182380
154360
609845
603202
PRSS1
Proenteropeptidasi
Deficit congenito di lipasi
pancreatica (APL)
Pancreatite ereditaria (HP)
Deficit di enterochinasi
CFTR
SI (Sucrasiisomaltasi)
Deficit congenito di saccarasiisomaltasi (SID)
Fibrosi Cistica (CF)
LCT (Lattasi)
Deficit congenito di lattasi (LD)
26
17
13
4
5
25
27
6
11
21
12
10
15
48
17
Esoni
1) Difetti di digestione, assorbimento e trasporto di nutrienti ed elettroliti
Nome Corrente della Malattia
2p24.1
4q27
10q25.3
5q32
7q34
21q21
7q31.2
13q33.1
14q11.2
7q31.1
8q24.3
3q26.2
1p36.2
22q13.1
7q34
3q26.1
2q21.3
Posizione
Apolipoproteina B 100/48
Proteina microsomiale che trasferisce trigliceridi
Lipasi pancreatica
Inibitore della secrezione di tripsina pancreatica
Tripsinogeno cationico
Inibitore di serina-proteasi
CFTR
Trasportatore ileale di sali biliari dipendente da
sodio
Trasportatore basolaterale di
amminoacidi cationici
Scambiatore cloro/bicarbonato
Trasportatore Intestinale zinco-specifico
Trasportatore basolaterale di glucosio 2 (GLUT2)
Trasportatore glucosio/fruttosio (GLUT5)
Cotrasportatore intestinale Na/glucosio (SGLT1)
Attività maltasi-glucoamilasi
Sucrasi-isomaltasi
Lattasi-prolizina ad attività idrolasica
Proteina
Tabella I.
Classificazione, gene coinvolto (e proteina corrispondente) e cenni epidemiologici delle Diarree Congenite (CDD)
Autosomica co-dominante
segue
AR, circa 100 casi descritti; più alta la frequenza tra Ashkenazi
AR, casi con mutazioni composte in diversi geni; le mutazioni di
SPINK1 possono provocare la pancreatite tropicale
AR
AR, 1:2.500
AR
AR, circa 1:60.000 in Finlandia e Giappone; rara in altri gruppi
etnici
AR, sporadica; frequente in alcune etnie
AR, 1:500.000
AR, rara
AR
AR, poche centinaia di casi descritti
Pochi casi descritti
AR, 1:5.000; più alta incidenza in Groenlandia, Alaska e Canada
AR, 1:60.000 in Finlandia; più bassa in altri gruppi etnici
Trasmissione e incidenza
Diarree congenite: il ruolo della diagnosi molecolare
127
128
Gene
ATP8B1
DGAT1
Colestasi intraepatica
progressiva familiare (Malattia
di Byler, PFIC 1)
Mutazioni della diacilgliceroloacetiltransferasi (DGAT1)
PCSK1
NEUROG3
162150
604882
185535
606540
Sconosciuto
Sconosciuto
Enteropatia autoimmune
associata a colite
AIRE
Sconosciuto
FOXP3
Enteropatia autoimmune
associata ad immunodeficienza
Sindrome polighiandolare
autoimmune tipo 1 (APS1) o
APECED
Sindrome IPEX-like
Disfunzione immunitaria,
poliendocrinopatia, X-linked
(IPEX)
607358
304790
4) Difetti di modulazione della risposta immunitaria intestinale
Deficit di Proproteina
convertasi 1/3 (PCD)
Anendocrinosi enterica (DIAR 4)
3) Difetti nella differenziazione di cellule enteroendocrine
TTC37 SKIV2L
EpCAM
Enteropatia congenita a ciuffi
(DIAR 5)
Diarrea Sindromica
MYO5B
Atrofia congenita dei microvilli
(malattia da accumulo dei
microvilli) (DIAR 2)
2) Difetti nella differenziazione e polarizzazione degli enterociti
604900
211600
607444
SBDS
Sindrome di ShwachmanDiamond (SDS)
OMIM
number
605124
Nome
SPINT2 (solo nella
forma sindromica)
Diarrea Congenita da perdita di
Sodio (CSD, DIAR 3)
Nome Corrente della Malattia
continua Tabella I.
14
11
2
45
9
40
Esoni
21p22.3
Xp11.23-q13.3
5q15-q21
10q21.3
5q15
2p21
18q21.1
8q24.3
18q21.31
19q13.2
Posizione
Fattore di regolazione autoimmunitario
Fattore di trascrizione
Enzima per elaborazione della proinsulina di tipo I
Fattore di trascrizione basico elica-doppia-elica
Proteina con 20 tetratricopeptidi
Molecole di adesione di cellule epiteliali
Miosina B
Enzima della fase finale della sintesi dei
triacilgliceroli
Trasportatore di acidi biliari
Sconosciuta
Inibitore dell’attivatore del fattore di crescita degli
epatociti (HGF)
Proteina
AR; AD (1 famiglia)
Non X-linked
X linked, molto rara
AR
AR; pochi casi descritti
AR, 1:400.000
AR; 1:50-100.000; più alta tra gli Arabi
AR; rara; più alta la frequenza tra Navajo
AR
AR
AR
Trasmissione e incidenza
R. Berni Canani, R. Tomaiuolo, V. Pezzella, G. Terrin, M. Scorza, G. Castaldo
Diarree congenite: il ruolo della diagnosi molecolare
Difetti digestione, assorbimento e trasporto
di nutrienti ed elettroliti
Difetti differenziazione e
polarizzazione degli enterociti
Difetti differenziazione delle cellule
enteroendocrine
Difetti modulazione della risposta
immunitaria intestinale
Figura 1.
Principali meccanismi fisiopatologici delle diarree congenite (CDD).
a ipogonadismo primario e insufficienza surrenalica ed ipotiroidismo
nelle epoche successive (Martin et al., 2013).
Difetti di regolazione della risposta immune intestinale
Fa parte di questo gruppo la sindrome IPEX (disregolazione del sistema immune con poliendocrinopatia ed enteropatia, legata all’X)
caratterizzata da diarrea severa, dermatite ittiosiforme, diabete mellito insulino-resistente ad esordio precoce, tiroidite, anemia emolitica, diversi fenomeni autoimmuni e infezioni gravi (Levy-Lahad et
al., 2001). Il gene-malattia FOXP3 (forkhead box P3) codifica per una
proteina legante il DNA espressa nelle cellule T CD4+/CD25+ (CostaCarvalho, et al., 2008). Esiste una sindrome correlata all’IPEX, di
cui condivide i sintomi tipici, ma non è associata a mutazione in
FOXP3. In uno di questi pazienti è stata descritta una mutazione
recessiva nel recettore α dell’interleuchina-2 (CD25)(Caudy et al.,
2007).
Approccio diagnostico integrato
L’approccio diagnostico alle CDD è un processo a più tappe, che prevede l’integrazione di dati anamnestici, clinici, strumentali e di laboratorio. Da un punto di vista clinico, una storia familiare positiva per
diarrea cronica ad esordio precoce, polidramnios e/o evidenza ecografica di anse intestinali dilatate sono elementi altamente suggestivi di CDD. Bisogna tener presente che durante le prime settimane
di vita infezioni e allergie alimentari sono cause frequenti di diarrea
cronica (Passariello et al., 2010). Tali condizioni, insieme alle malformazioni del tratto gastrointestinale, devono essere sempre preliminarmente escluse (Berni Canani et al., 2005; 2010). A questo punto
il passo successivo nel processo diagnostico è l’identificazione del
meccanismo fisiopatologico (osmotico o secretivo) che sottende la
diarrea, attraverso la misurazione degli elettroliti fecali (Na+ e K+)
(Fig. 2). Nella diarrea osmotica le sostanze luminali non assorbite
sono responsabili del richiamo di fluidi nel lume intestinale, pertanto
la diarrea migliora in modo significativo durante il digiuno; in quella secretiva i fluidi sono attivamente secreti nel lume intestinale e
la diarrea persiste anche durante il digiuno. È importante misurare
sempre la concentrazione del Cl- nelle feci per escludere la CLD,
caratterizzata da un basso gap ionico e da una intensa perdita di
Cl- fecale (>90 mmol/L) (Wedenoja, et al., 2010). In seguito, grazie al
risultato di specifici esami di laboratorio e alla risposta ad eventuali
diete di eliminazioni distinte per ogni tipo di patologia, il percorso
diagnostico potrà avvalersi dell’analisi molecolare, oggi disponibile
per la maggioranza dei casi (Fig. 2).
Diagnosi molecolare
I geni responsabili delle CDD non sono particolarmente estesi,
dunque l’utilizzo di tecniche di scanning genomico, come quella del sequenziamento diretto dell’intero gene, consente l’analisi
molecolare del gene-malattia. Negli ultimi anni l’identificazione
dei geni-malattia responsabili di molte delle forme di CDD ha
notevolmente semplificato l’iter diagnostico, permettendo di ricercare mutazioni nel gene-malattia analizzando il DNA ottenuto
dai leucociti del sangue periferico. Come si evince dalla tabella I,
attualmente sono pochi i casi in cui non è possibile effettuare la
diagnosi molecolare. Sia la diagnosi di portatore che la diagnosi
prenatale possono essere effettuate utilizzando l’analisi di linkage,
anche quando la mutazione non è nota (Elce et al., 2009). L’analisi
delle mutazioni nei geni responsabili di CDD può aiutare a predire
il fenotipo della malattia: le mutazioni nonsenso, che causano la
sintesi di una proteina non funzionante, danno luogo in genere a
malattie più gravi rispetto alle mutazioni missense, che causano il
129
R. Berni Canani, R. Tomaiuolo, V. Pezzella, G. Terrin, M. Scorza, G. Castaldo
Figura 2.
Schema riassuntivo del moderno approccio diagnostico per le principali forme di diarrea congenita (CDD), che si basa sull’integrazione di dati
clinici e laboratoristici.
cambio di un singolo amminoacido spesso in regioni della proteina poco critiche dal punto di vista funzionale. Tuttavia, una chiara
correlazione genotipo-fenotipo non è sempre facile da dimostrare.
Inoltre, in alcune forme di CDD come la CLD è stato suggerito il
ruolo di geni modificatori del fenotipo, ereditati indipendentemente
dal gene-malattia (Salvatore et al., 2002).
Recenti acquisizioni
La studio delle CDD ha ottenuto risultati interessanti nell’ultimo
anno con l’osservazione di due nuove entità. Una rara mutazione
nel gene DGAT1, uno dei due enzimi che catalizza la sintesi dei
trigliceridi (Haas et al., 2012), è stata identificata in due fratelli appartenenti ad una famiglia di Ebrei Ashkenazi. La perdita di
funzione in omozigosi è associata a CDD e la mutazione consiste
in una delezione dell’esone 8 ed un allele nullo. Come il deficit di
DGAT1 determini diarrea non è chiaro, ma si ipotizza che l’accumulo di substrati lipidici, come diacilgliceroli o acil CoA, nel lume
intestinale risulti tossico per gli enterociti. Da un punto di vista clinico, entrambi i pazienti presentarono pochi giorni dopo la nascita
130
vomito, dolori addominali, diarrea acquosa non muco-ematica, con
una frequenza evacuativa pari ad 8-10 scariche, sviluppo di acidosi metabolica e disidratazione, enteropatia protido-disperdente,
con valori di α1-antitripsina fecale tra 8 e 20 mg/g di feci ed ipoalbuminemia. In entrambi i casi si è resa necessaria la nutrizione
parenterale ed infusioni di albumina.
La seconda nuova condizione riguarda una forma di CDD di tipo
secretivo secondaria ad una mutazione eterozigote missenso
(c.2519G → T) nel gene GUCY2C (Fiskerstrand et al., 2012). La
mutazione coinvolge il sito catalitico e probabilmente altera l’attività guanilato-ciclasica del recettore della guanilina. La guanilina
è un peptide secretivo endogeno in grado di attivare la guanilato
ciclasi e aumentare i livelli intracellulari di cGMP. L’esposizione del
recettore mutante alla guanilina determina un eccessivo aumento
della produzione di cGMP, a sua volta in grado di provocare iperattivazione del CFTR e secrezione attiva di fluidi da parte degli
enterociti. La mutazione è stata identificata studiando 32 membri
di una famiglia norvegese con caratteristiche cliniche suggestive:
diarrea secretiva, meteorismo, distensione e dolori addominali, disidratazione, acidosi metabolica e squilibri elettrolitici.
Anche nel caso della diarrea sindromica recentemente si sono
Diarree congenite: il ruolo della diagnosi molecolare
resi disponibili nuovi dati utili per la diagnosi di questa temibile
condizione (Fabre et al., 2012). La diarrea sindromica/sindrome
trico-epato-enterica (SD/THE) è una rara e severa forma di CDD.
Recentemente è stato dimostrato che l’eziologia è da ricercare in
un difetto in TTC37 o nella RNA elicasi SKIV2L, due geni che codificano per co-fattori del complesso SKI putativo umano, deputato al
controllo della qualità dell’mRNA. Nove segni clinici caratterizzano
la forma classica, di cui 5 ricorrono in più dei 2/3 dei pazienti: diarrea severa ad esordio nel primo mese di vita, di solito associata a
scarsa crescita e alla necessità di nutrizione parenterale, dismorfismi facciali, caratterizzati da fronte prominente, radice nasale
larga ed ipertelorismo, anomalie dei capelli descritti come lana e
facilmente rimovibili, anomalie immunitarie per difetto a carico di
immunoglobuline o della produzione di anticorpi, scarsa crescita
intrauterina, anomalie cutanee, come macchie caffè-latte o xerosi
cutanea, epatopatie, difetti cardiaci e anomalie del palato. Durante
il decorso clinico, la maggior parte dei bambini richiede nutrizione
parenterale e spesso la supplementazione di immunoglobuline. La
prognosi dipende strettamente dalla gestione e dalla presenza di
complicanze legate alla nutrizione parenterale o alle infezioni. La
diagnosi SD/THE che sino al recente passato era essenzialmente
clinica, può adesso essere confermata dal sequenziamento diretto
di TTC37 e SKIV2L.
Conclusioni
Le recenti acquisizioni nella comprensione di genetica e fisiopatologia delle CDD hanno determinato significativi progressi nell’approccio
diagnostico e terapeutico di queste condizioni. L’analisi molecolare ha
cambiato lo scenario diagnostico nelle CDD ed ha consentito una riduzione del ricorso a procedure diagnostiche invasive e costose. Tuttavia,
bisogna porre in risalto alcuni punti critici: i. l’analisi molecolare è basata
su procedure di scanning genomico (Castaldo et al., 2010) tra cui la
ricerca di estese delezioni geniche (Tomaiuolo et al., 2008); ii. il risultato
negativo dell’analisi molecolare non esclude la malattia, poiché le mutazioni possono coinvolgere regioni non codificanti o regolatorie; tuttavia,
anche se la mutazione non è nota, sia la diagnosi di portatore che la
diagnosi prenatale (Tomaiuolo et al., 2013) possono essere effettuate
utilizzando l’analisi di linkage (Elce et al., 2009); iii. alcune CDD sono
molto rare, per cui è necessario la disponibilità di laboratori attrezzati
anche per l’analisi molecolari di tali malattie. È possibile ipotizzare che
un uso sempre più diffuso dell’analisi molecolare consenta di dimostrare una diversa prevalenza delle CDD. Tuttavia, la diagnostica molecolare
non significa solo identificare o escludere mutazioni del gene; in alcuni
casi, gli approcci di secondo livello, compresi gli studi funzionali in vitro,
potrebbero essere utili nel definire l’effetto di una mutazione e confermare la patogenicità di una nuova variante.
Box di orientamento
Cosa si sapeva prima
Le diarree congenite sono un gruppo di enteropatie rare ad esordio generalmente molto precoce per lo più ereditate attraverso un meccanismo autosomico recessivo. I bambini con questi disturbi hanno spesso una diarrea cronica di gravità tale da richiedere nutrizione parenterale.
Cosa sappiamo adesso
Lo studio delle CDD ha permesso l’identificazione del gene-malattia nella maggior parte dei casi. Questi geni sono espressi prevalentemente a livello
intestinale. La ridotta o assente attività di questi geni causa alterazioni a carico di diverse funzioni della mucosa intestinale. L’identificazione del genemalattia ha determinato non solo una migliore comprensione dei meccanismi fisiopatolgici alla base di queste condizioni, ma ha permesso di aumentare significativamente le potenzialità dell’analisi molecolare che, dove disponibile, rappresenta un’importante risorsa nell’approccio diagnostico.
Quali ricadute sulla pratica clinica
Comprendere a pieno la funzione dei geni-malattia consente di aprire nuove prospettive diagnostiche e terapeutiche per le CDD. In tal modo si potrà ricorrere sempre meno a procedure diagnostiche invasive e intervenire in maniera sempre più repentina ed efficace con specifici programmi terapeutici.
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** In questo articolo di revisione vengono delucidati i meccanismi molecolari
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* Gli autori di questo studio riportano nuovi dati clinici e molecolari di una vasta
popolazione di pazienti.
Corrispondenza
Roberto Berni Canani, Dipartimento di Scienze Mediche Traslazionali – Sezione di Pediatria, Laboratorio Europeo per lo Studio delle Malattie Indotte
da Alimenti (ELFID), Università degli Studi “Federico II”, Via Sergio Pansini, 5 – 80131 Napoli. Tel.: +39 081 7462680/3266. Fax: +39 081 5451278.
E-mail: [email protected]
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