luglio-dicembre 2010 • vol. 40 • n. 159-160• pp. 47-108 · il ciglio primario e le malattie...

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Volume 40159-160

Luglio-Dicembre 2010

EditorialE Prospettive in Pediatria: innovazione nella tradizioneL’integrazione delle conoscenze tra neonatologia e chirurgia neonatale

CHirUrGia NEoNatalE (a cura di C. Fabris) Cosa c’è di nuovo in chirurgia neonatale?

Cosa c’è di nuovo a proposito di chirurgia mini-invasiva neonatale?

Cosa c’è di nuovo a proposito di ernia diaframmatica congenita?

Cosa c’è di nuovo a proposito di enterocolite necrotizzante?

GENEtiCa (a cura di G. andria) Malattie genetiche rare (ma tante): nuovi geni, nuove sindromi e nuove terapie

Progressi nell’analisi del genoma umano: la rivoluzione è cominciata

Pediatria della disabilità

FroNtiErE (a cura di a. Cao, l.d. Notarangelo, a. iolascon)Il ciglio primario e le malattie genetiche da disfunzione ciliare

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PaciniEditorEMEdicina

DirettorePierpaolo Mastroiacovo, Roma

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Volume 40159-160

Luglio-Dicembre 2010

INDICE numero 159-160 Luglio-Dicembre 2010

EDItorIaLE

Prospettive in Pediatria: innovazione nella tradizioneL’integrazione delle conoscenze tra neonatologia e chirurgia neonataleGiovanni Corsello .................................................................................................................................................................................... 47

ChIrurgIa NEoNataLE (a cura di Claudio Fabris)

Cosa c’è di nuovo in chirurgia neonatale?Claudio Fabris, Gian Battista Parigi ........................................................................................................................................................ 49

Cosa c’è di nuovo a proposito di chirurgia mini-invasiva neonatale?Mario Lima, Giovanni Ruggeri, Tommaso Gargano, Giulio Gregori, Beatrice Randi ................................................................................. 50

Cosa c’è di nuovo a proposito di ernia diaframmatica congenita?Pietro Bagolan, Francesco Morini ........................................................................................................................................................... 57

Cosa c’è di nuovo a proposito di enterocolite necrotizzante?Gian Battista Parigi, Lorenzo Bertolini .................................................................................................................................................... 62

gENEtICa (a cura di Generoso Andria)

Malattie genetiche rare (ma tante): nuovi geni, nuove sindromi e nuove terapieIris Scala, Carla Ungaro, Generoso Andria ............................................................................................................................................. 68

Progressi nell’analisi del genoma umano: la rivoluzione è cominciata Nicola Brunetti-Pierri .............................................................................................................................................................................. 79

Pediatria della disabilitàGiuseppe Zampino, Angelo Selicorni ..................................................................................................................................................... 89

FroNtIErE (a cura di Antonio Cao, Luigi D. Notarangelo, Achille Iolascon)

Il ciglio primario e le malattie genetiche da disfunzione ciliare Anna D’Angelo, Brunella Franco .......................................................................................................................................................... 102

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Luglio-Dicembre 2010 • Vol. 40 • N. 159-160 • Pp. 47-48 eDIToRIALe

Prospettive in Pediatria: innovazione nella tradizione

L’integrazione delle conoscenze tra neonatologia e chirurgia neonatale

Prospettive in Pediatria ha sempre svolto un ruolo importante di approfondimento scientifico di alto profilo, riuscendo a coniugare la comu-nicazione delle novità emergenti nei diversi campi della ricerca biomedica applicata alle discipline dell’area pediatrica, con la divulgazione delle loro ricadute sulla pratica clinica. Una risorsa come Prospettive in Pediatria fa parte del patrimonio culturale migliore della Pediatria italiana e della Società Italiana di Pediatria in particolare sul quale la SIP deve continuare la sua politica di investimento, puntando su due fattori da rendere sinergici oltre che integrati: innovazione e tradizione. Alla struttura di base della rivista, che si regge su una formula di successo (raccolta di articoli multidisciplinari su grandi temi, specialistici, rubriche “Frontiere” e “Focus” su argomenti di grande impatto culturale) potranno aggiungersi di volta in volta, editoriali, tavole rotonde e dibattiti su grandi temi di orientamento per la pediatria italiana in evoluzione, in una ottica di contenitore di idee e di posizioni “politiche” per la pediatria, un think tank di orientamento politematico. L’in-novazione dei mezzi di comunicazione (la rivista va proposta anche on line), i collegamenti con altri strumenti e riviste scientifiche del pa-norama ampio e variegato della letteratura scientifica nazionale e internazionale potranno ulteriormente arricchire Prospettive in Pediatria. La qualità dei processi formativi non può prescindere in molte aree di aggiornamento specialistico da una impostazione multidisciplinare, che preveda la condivisione di una tematica da parte di specialisti con competenze diverse nella gestione di quella patologia o di quella condizione clinica o biologica. La neonatologia può a buon diritto essere considerata ormai una “disciplina nella disciplina”. È infatti una branca specialistica non di organo o di apparato, ma per fascia d’età, come la pediatria, sia pur con la limitazione al primo mese di vita postnatale e al periodo (ormai temporalmente sempre più ampio) della prematurità. Oggi il limite minimo di età gestazionale per la sopravvivenza è compreso tra la 22a e la 23a settimana di gestazione; le percentuali di sopravvivenza per i neonati di peso alla nascita < 1500 grammi (VLBW) si aggirano intorno al 90%, con variazioni in rapporto alle diverse realtà epidemiologiche ed assistenziali. Gli interventi medici in questa categoria di neonati estremi pretermine devono essere calibrati tenendo conto che sono diretti a soggetti con processi di crescita, diffe-renziazione e sviluppo ancora in itinere, con una definizione epigenetica spesso incompleta, con funzioni biologiche ancora inespresse o solo parzialmente attive. Concetti tradizionali quali prematurità ed immaturità, uno riferito alla precocità della nascita e l’altro alla insufficiente maturazione biologica, si fondono nelle categorie di neonati con peso ed età gestazionale molto o estremamente basse, delineando condizioni di estrema fragilità biologica e clinica. In questi neonati è grande la suscettibilità alla comparsa di patologie acute, sia di ordine medico che chirurgico, e di danni strutturali ad emergenza postneonatale e variamente invalidanti. Le percentuali di esiti, in termini di disabilità maggiori quali paralisi cerebrali, ritardi cognitivi, deficit sensoriali visivi e uditivi rilevanti, nei nati con età gestazionale inferiore a 28 settimane o con peso < a 1000 grammi sono ancora elevate, tali da indurre disabilità e handicap in circa il 50% dei casi, anche in rapporto alla presenza di fattori di rischio addizionali quali ritardo di crescita intrauterino, gemellarità con discordanza di crescita, infezioni perinatali con corioamnionite. La gestione delle problematiche neurologiche in questi neonati parte da lontano, dalla degenza in terapia intensiva neonatale, prevede l’integrazione dei genitori nelle strategie assistenziali, comprende la somministrazione precoce di latte materno, include quell’insieme di procedure oggi note con il termine di “care neonatale” o meglio di “care neonatale individualizzata” noto con l’acronimo NIDCAP. Contenimento, care posturale, metodo “kangaroo”, “minimal and gentle touch”, trattamento del dolore sono termini e presidi ormai di ampia diffusione nelle UTIN con risultati vantaggiosi anche sul piano della acquisizione delle performances cliniche e neurologiche di neonati con rischio così elevato di patologie ad esordio perinatale.Competenze e conoscenze specialistiche dell’area pediatrica non sempre sono direttamente esportabili o applicabili in epoca neonatale, soprattutto nei neonati estremamente pretermine, in cui sono numerose le patologie collegate con un arresto o con alterazioni dei processi di sviluppo per nascita pretermine e/o per comparsa di patologie correlate. Lo sviluppo embriologico, ed in minor misura anche quello fetale, sono orientati per periodi critici, per fasi cioè di alta velocità di differenziazione, la cui alterazione può determinare un arresto dei processi evolutivi o la comparsa di danni anatomici e funzionali irreversibili o non completamente reversibili malgrado gli interventi di abilitazione e recupero. Patologie multifattoriali quali la displasia broncopolmonare o la retinopatia del pretermine in questi soggetti hanno un profilo diverso dalle relative patologie rispetto a 20 o anche a 10 anni fa, quando prevalevano in questi organi i danni secondari a processi flogistici. Oggi i quadri clinici corrispondenti sono caratterizzati da alterazioni strutturali e funzionali dovute alla interruzione dei processi evolutivi per l’estrema prematurità. Molti di questi danni sono persistenti per l’impossibilità di garantire la regolare evoluzione morfostrutturale in epoche successive a quelle previste dalla programmazione genetica e metabolica. È infatti ormai documentato che la prematurità, così come la malnutrizione fetale e neonatale, possono modificare i delicati processi di definizione epigenetica cellulare rispetto. Le modalità di identi-ficazione e di gestione clinica devono tenere conto di questi eventi in grado di alterare in modo così sensibile la storia naturale dei neonati estremamente pretermine e delle patologie di cui sono affetti.

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La chirurgia neonatale, oggetto di una ampia sezione in questo numero di Prospettive in Pediatria con interventi di alto profilo clinico e scien-tifico, è una disciplina che richiede esperienza e competenze specifiche non desumibili dalla esperienza chirurgico-pediatrica tout court, ma frutto di una conoscenza dei processi biologici che accompagnano lo sviluppo fetale e neonatale e di una competenza acquisita sul campo. Il neonatologo e il chirurgo neonatale devono interagire sin dalla vita intrauterina quando gli accertamenti diagnostici in epoca prenatale abbiano rilevato la presenza di un difetto strutturale di natura malformativa o vascolare, che richiede comunque un intervento chirurgico postnatale (oggi va considerata anche la possibilità di accessi chirurgici in epoca preenatale per alcune patologie quali ad esempio i difetti del tubo neurale). Counselling multidisciplinare e comunicazione di diagnosi vanno espletate in equipe, coinvolgendo il ginecologo che ha operato la diagnosi prenatale, il neonatologo e quando necessario il chirurgo pediatra che dovranno affrontare la gestione clinica alla nascita e nelle fasi imme-diatamente successive. Insieme devono interagire per la definizione di ubicazione, timing e modalità del parto. Pensiamo a quanti risultati ha prodotto in termini di prevenzione dei danni neonatali la gestione integrata tra ostetrico e neonatologo attraverso la somministrazione di steroidi antenatali alle donne a rischio di parto pretermine. RDS di grado elevato, ma anche encefalopatia ipossico-ischemica, enterocolite necrotizzante (NEC) e pervietà del dotto arterioso (PDA) si sono notevolmente ridotte grazie alla diffusione di questa semplice ed economica procedura, validata sia dalla clinica che dalle evidenze. In una ottica di counselling multidisciplinare diviene spesso indispensabile anche l’intervento del genetista, del neuropediatra e di altre figure professionali per definire sul piano diagnostico ed eziologico la patologia mal-formativa rilevata ed impostare protocolli di prevenzione familiare. La consulenza genetica consente oggi di definire sempre più spesso il rischio di ricorrenza, le possibilità di diagnosi preconcezionale o prenatale (con imaging e con i test genetici sia citogenetici che molecolari tra loro integrati), l’identificazione di portatori nei genitori, nella fratria o in altri componenti del nucleo familiare. Se diverse patologie chirurgiche neonatali “classiche” sono legate ad alterazioni genetiche o malformative (ileo da meconio, megacolon agangliare o i difetti di parete addominale e le malformazioni anorettali), altre sono collegate con la prematurità o con altre patologie neo-natali correlate. L’enterocolite necrotizzante e l’idrocefalo postemorragico sono esempi di condizioni diffuse tra i nati estremi pretermine, sulle quali oggi possiamo intervenire con possibilità di successo nettamente superiori rispetto a solo alcuni anni orsono. La NEC, malattia multifattoriale in cui prematurità estrema (< 26 settimane), asfissia perinatale e ritardo di crescita intrauterino (peso alla nascita < 1000 grammi) sono gli attori principali di una cascata di eventi flogistici potenzialmente destruenti per la mucosa e per la parete intestinale, ri-chiede un approccio chirurgico nel 20-40% dei casi. Anche alla luce di queste percentuali e dei rischi elevati di mortalità si sono avviati una serie di ricerche tese a identificare e promuovere interventi rivolti alla prevenzione della NEC. L’uso esclusivo di latte materno o in alternativa di donna (latte umano donato) nelle prime due settimane di vita postnatale, l’uso di lattoferrina, di alcuni probiotici (Lactobacillus GG) e, se saranno confermate le evidenze, anche di EGF (epidermal growth factor), peptide in grado di modificare l’espressione genica degli enterociti rendendoli meno vulnerabili al danno ipossico, sono correlati con una riduzione statisticamente significativa della incidenza di NEC nelle categorie di neonati a più alto rischio. I notevoli progressi tecnologici raggiunti anche nel campo della neonatologia, con la messa a punto di tecniche di indagine diagnostica più precise e sofisticate, con la diffusione di attrezzature innovative caratterizzate da elevati livelli di digitalizzazione e di informatizzazione sia diagnostiche (di imaging) che di trattamento (ventilatori ad alta frequenza, HFO, ossido nitrico, ipotermia cerebrale, esami Doppler sonografi-ci pluridistrettuali, l’uso di nuovi farmaci spesso off-label) hanno ampliato l’orizzonte culturale del neonatologo oltre che il suo armamentario clinico-assistenziale. Anche in ambito chirurgico la definizione di nuovi approcci terapeutici quali le terapie mini invasive, e la laparoscopia in particolare, o le tecniche eseguite in epoca fetale, consentono di ampliare il ventaglio delle opportunità di cura e di guarigione di patologie destruenti sul piano anatomico organi e apparati in via di maturazione. L’approccio clinico alle patologie neonatali oggi non può non tendere verso una individualizzazione dei percorsi diagnostici ed assistenziali, nonostante la diffusione di protocolli e linee guida, frutto di esperienze multicentriche e avanzate, che danno una sorta di orientamento generale sui percorsi di fondo validati e sicuri. La medicina personalizzata sarà probabilmente la medicina del futuro, di un futuro ormai prossimo, che utilizzerà sempre di più le applicazioni e le informazioni derivate dalla medicina genomica. La ricerca di polimorfismi del DNA (SNIPS) permette già oggi di identificare soggetti con diversa modalità di risposta alla somministrazione di farmaci (farmacogenomica) e di nutrienti (nutrigenomica). La ulteriore diffusione di indagini a livello di mRNA (trascrittomica), di proteine (proteomica) e di metaboliti (metabolomica) renderà questi approcci più precisi, consentirà di identificare individualmente lo stato di salute e la presenza di patologie, variazioni qualitative e quantitative legate a diversità di maturazione, di differenziazione e di sviluppo di vari organi e tessuti, in rapporto alla prematurità e ad altri fattori condizionanti. La formazione, in ambiti di così elevata specializzazione, non può non seguire percorsi multidisciplinari integrati, sia nel contesto di eventi residenziali, che nella formazione a distanza (FAD) e nelle riviste scientifiche, con l’obiettivo di favorire le sinergie operative e l’omogeneità dei livelli di conoscenza. Prospettive in Pediatria ha il compito di favorire il raggiungimento di obiettivi di alta formazione attraverso la qualità dei suoi contenuti, coniugando la sua prestigiosa tradizione editoriale con una scelta di tematiche e con una impostazione editoriale al passo con le esigenze di una pediatria moderna e in continua evoluzione.

Giovanni Corsello Vice-Presidente della Società Italiana di Pediatria

Luglio-Dicembre 2010 • Vol. 40 • N. 159-160 • Pp. 49 ChIRURGIA NeoNATALe

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Cosa c’è di nuovo in chirurgia neonatale? Di primo acchito una si-mile domanda potrebbe determinare un imbarazzato silenzio: in fin dei conti, si sarebbe indotti a rispondere dopo un’affrettata e su-perficiale considerazione, un’atresia dell’esofago od un’ernia dia-frammatica congenita vengono operati oggi esattamente come dieci o vent’anni fa. Approfondendo invece appena un poco l’analisi si può scoprire come di acqua ne sia passata parecchia anche sotto i ponti dei chirurghi pediatri, e come oggi l’approccio chirurgico del neonato sia non solo tecnicamente ma soprattutto concettualmente diverso da quello di anni or sono. Questa “novità” che caratterizza l’attuale operato del chirurgo pediatra si può condensare nell’afo-risma “perseguire il massimo risultato terapeutico con la minima aggressività possibile”: in altri termini, cercare dove possibile di guarire il bambino con la sola terapia conservativa, e dove diven-ga necessario l’intervento chirurgico adottare le tecniche le meno invasive possibili.Risulta evidente come un simile atteggiamento implichi la necessità di una strettissima collaborazione con il patologo neonatale in ogni fase non solo del trattamento in senso stretto, ma anche dello studio delle cause e dei meccanismi patogenetici sottesi all’espressione clinica della malattia, così da poter intervenire ove possibile alla sua stessa radice e non invece sulle sue forme conclamate.I tre lavori presentati in questo numero della Rivista dedicato alle no-vità in chirurgia neonatale dettagliano come questo nuovo approc-cio, estremamente rispettoso del piccolo paziente, trovi una pratica applicazione nell’attività clinica quotidiana.L’articolo del prof. Lima presenta gli aspetti più squisitamente tec-nici della chirurgia mini-invasiva neonatale, resi possibili non solo dall’introduzione di strumenti sempre più miniaturizzati ed adeguati alle dimensioni ed alla fisiologia del neonato, quali “mini insufflatori” per la CO2, ma anche da modificazioni nelle tecniche anestesiologi-che capaci di far fronte alle problematiche inerenti la conduzione di un intervento in toraco- od in laparoscopia neonatale. Verrà quindi descritto, sulla base di un’esperienza diretta, come sia oggi possibile riparare un’atresia esofagea in toracoscopia, oppure un’atresia inte-stinale con tecnica videoassistita ed estrinsecazione transombelica-le del segmento atresico – tecnica che può essere concepita come un’evoluzione del trattamento laparoscopico puro – oppure ancora come adattare alle forme “lunghe” di malattia di Hirschsprung ad evoluzione clinica neonatale la tecnica di riparazione esclusivamen-te per via transanale – anche questa minimamente aggressiva – in-trodotta nel 1998 da De la Torre-Mondragòn per le forme “corte”. La chirurgia miniinvasiva neonatale trova inoltre applicazione nel campo delle malformazioni polmonari congenite, di quelle anoret-

tali alte (ad integrazione dell’intervento di anorettoplastica sagittale posteriore proposto da De Vries e Peña, altro brillante esempio di approccio chirurgico di gran lunga meno invasivo di quelli in prece-denza utilizzati), del reflusso gastroesofageo refrattario alla terapia medica, della gastrostomia video-assistita.L’articolo del prof. Bagolan affronta invece una patologia, l’ernia diaframmatica congenita (EDC), in cui l’interazione fra patologo e chirurgo neonatale deve essere strettissima, al fine di portare il ne-onato all’indispensabile intervento chirurgico nelle condizioni che gli possano garantire la migliore prognosi possibile, pure in presenza di una patologia ancora gravata da una significativa mortalità. Ver-ranno quindi affrontati i complessi problemi di ventilazione e perfu-sione polmonare che caratterizzano questa malformazione, con un excursus sulle tecniche farmacologiche e ventilatorie attualmente più promettenti, così come sperimentate in uno dei Centri italiani con la maggiore esperienza in materia. Per sottolineare ulteriormente gli aspetti di “novità” nelle opzioni terapeutiche oggi disponibili verranno inoltre presentate le promettenti prospettive offerte dalla chirurgia feto endoscopica prenatale nei casi di EDC di particolare gravità.L’articolo del prof. Parigi infine si sofferma sulle più recenti acquisi-zioni in tema di eziopatogenesi dell’enterocolite necrotizzante (NEC) e sulle conseguenti nuove possibilità terapeutiche tese a prevenire l’insorgenza della perforazione intestinale, e quindi a scongiurare la necessità di un intervento chirurgico, seguendo appunto i dettami di un approccio terapeutico il meno aggressivo possibile. Una tale impostazione enfatizza ancora di più la necessità di una sinergia assoluta fra patologo neonatale e chirurgo neonatale, così che l’in-tegrazione fra l’opera dei due raggiunga il fine (per noi solo appa-rentemente paradossale) di guarire il paziente lasciando inoperoso il chirurgo. Nel caso invece avvenga la perforazione e si renda quindi necessario operare, verranno descritte le tecniche possibili e sot-tolineato come, talvolta, la ricerca di un approccio meno invasivo di quello tradizionale non porti a risultati incoraggianti ma piuttosto a sconfortanti delusioni. È il caso del drenaggio peritoneale inteso come soluzione chirurgica definitiva per la NEC in sostituzione della laparotomia, ipotesi che gli studi randomizzati più recenti tendono ad invalidare, dimostrando una volta ancora come la strada alla ricerca di nuove e meno invasive strategie terapeutiche non sia sempre in discesa e priva di buche.La ricerca di una sempre minore aggressività costituisce quindi la declinazione in linguaggio chirurgico pediatrico della nota massima di Giovenale, che dovrebbe essere sempre tenuta ben presente da chiunque si dedichi alla cura dei bambini: “Maxima debetur puero reverentia” (Giovenale, Satire, XIV, 47).

Cosa c’è di nuovo in chirurgia neonatale?

Claudio Fabris, Gian Battista ParigiCattedra di Neonatologia, Dipartimento di Scienze Pediatriche, Università di Torino; * Chirurgia Pediatrica, Università di Pavia e IRCCS Fondazione Policlinico “S. Matteo”, Pavia

Luglio-Dicembre 2010 • Vol. 40 • N. 159-160 • Pp. 50-56 ChIRURGIA NeoNATALe

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Introduzione La chirurgia neonatale è passata negli ultimi trent’anni da atto eroi-co a sicura ed ordinaria routine ed offre oggi un recupero non solo “quoad vitam” ma anche “quoad functionem”, aspetto non trascu-rabile in un paziente con lunga aspettativa di vita. Grazie a tale gua-dagno in sopravvivenza ma soprattutto in guarigione, l’attenzione del chirurgo si è rivolta ad altre problematiche, portando alla ricerca di un approccio mini-invasivo anche nel trattamento di patologie neonatali.Lo sviluppo di tale approccio in ambito pediatrico e soprattutto neo-natale è progredito più lentamente a causa della necessità di stru-mentario laparo-toracoscopico adatto al soma del piccolo paziente. Inoltre la diffusione della chirurgia mini-invasiva è stata inizialmente accolta da gran parte dei chirurghi pediatri con scetticismo per una serie di fattori che possono essere sintetizzati come segue:

in campo pediatrico le incisioni chirurgiche “tradizionali” appari-•vano già di dimensioni “molto ridotte”;nella pratica medica quotidiana il dolore post-operatorio in età •pediatrica, e soprattutto neonatale, è stato sottostimato per lun-go tempo;nessuna singola patologia in età pediatrica ha un impatto epi-•demiologico-sociale paragonabile alla colelitiasi dell’adulto (la colecistectomia laparoscopica può essere interpretata come la prima spinta alla diffusione delle tecniche mini-invasive).

L’introduzione dell’adeguato strumentario, l’evidenza e la diffusio-ne della sicurezza e dei benefici delle tecniche mini-invasive anche nel neonato hanno portato negli ultimi 10 anni alla diffusione della chirurgia mini-invasiva non solo in ambito pediatrico ma anche in quello neonatale. Ad oggi complesse patologie quali l’atresia esofa-gea, le atresie intestinali, il megacolon congenito agangliare, le mal-formazioni ano-rettali, le lesioni cistiche polmonari possono essere trattate con approccio mini-invasivo.In questo lavoro esponiamo le moderne applicazioni neonatali della chirurgia laparo-toracoscopica.

Toracoscopia

Le conseguenze cliniche secondarie ad accessi toracotomici sono ormai ben documentate: scapola alata, asimmetria della parete to-racica, fusioni costali, scoliosi, anomalie nello sviluppo del seno e dei muscoli pettorali. Già dai primi anni ’50 alcuni chirurghi pediatri iniziarono a proporre ac-cessi alternativi, nel tentativo di minimizzare le conseguenze dell’impatto chirurgico. Nel 1991 Soucy et al. proposero “the muscle-sparing thora-cotomy”. Con questa tecnica, divaricando i piani muscolari, si evita la sezione degli stessi. Nel 1998 Bianchi ed al. pubblicarono l’approccio alla cavità toracica mediante una toracotomia ascellare. Nel 1979 è stato per la prima volta descritto l’utilizzo della toracoscopia in pazienti pediatrici.


Mario Lima, Giovanni Ruggeri, Tommaso Gargano, Giulio Gregori, Beatrice RandiChirurgia Pediatrica, Università di Bologna-Ospedale Policlinico “S. Orsola”, Bologna

Riassunto La chirurgia mini-invasiva rappresenta uno dei più importanti progressi chirurgici dell’ultimo secolo. Riducendo le incisioni a piccoli accessi, tale approccio garantisce minor morbilità, dolore post-operatorio, sviluppo di aderenze e cicatrici. Attualmente la maggior parte degli interventi in ambito pediatrico ha una variante chirurgica endoscopica.Sebbene l’impiego della chirurgia mini-invasiva nel bambino dall’ultima decade sia in costante sviluppo, non si è assistito allo stesso in ambito neonatale a causa del soma del paziente e del timoroso impatto cardio-respiratorio del pneumoperitoneo. Negli ultimi 10 anni, le innovazioni tecniche e lo sviluppo nella strumentazione hanno reso le procedure endoscopiche effettuabili e sicure anche in epoca neonatale.Ad oggi l’approccio mini-invasivo si estende sia alla patologia toracica neonatale che a quella addominale. Patologie congenite quali l’atresia esofagea, le lesioni cistiche polmonari congenite, le atresie del piccolo intestino, le malformazioni ano-rettali e la malattia di Hirschsprung vengono attualmente trattate con approccio mini-invasivo.Questo articolo riassume l’impiego della chirurgia mini-invasiva in ambito neonatale.

SummaryMinimally invasive surgery has been one of the most important advances in surgery in the last century. This approach ensures the reduction of morbidity, post-operative pain, adhesions and scarring by reducing the incisions to small punctures. Nowadays almost all paediatric operations have an endoscopic surgical variant. Although the use of minimally invasive surgery in older children has expanded steadily over the past decade, it has not been used widely in newborn due to their small size and concern about the impact of carbon dioxide pneumoperitoneum on cardiopulmonary function. In the last ten years, technical innovations and advancement in instrumentation have made endoscopic procedures safer and easier in newborns. Actually minimally invasive surgery is being performed in both the neonatal chest and abdomen. Congenital neonatal deformities including oesophageal atresia, congenital pulmonary cystic lesions, small bowel atresia, ano-rectal malformations, Hirschsprung disease are now being managed with endoscopic surgery.This article summarized the status of these techniques in newborns.


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L’approccio toracoscopico, finalizzato all’asportazione o alla ripa-razione di anomalie intra-toraciche, dimostra numerosi vantaggi estetici ma soprattutto funzionali rispetto alle procedure condotte con la classica toracotomia. Inoltre la toracoscopia si è dimostrata vantaggiosa nel decorso post-operatorio in termini di minore dolore e precoce ripresa della funzionalità respiratoria.Gli interventi toracoscopici possono essere condotti in ventilazione monopolmonare (mediante intubazione selettiva del bronco che deve essere escluso o mediante l’utilizzo di bloccatori endobronchiali); la stessa insufflazione di CO2 nello spazio pleurico aiuta nel creare la camera operativa intra-toracica. È sconsigliato l’utilizzo della toracoscopia nei neonati con scarsa tolleranza alla ventilazione monopolmonare, che presentino uno sta-to respiratorio instabile o nei neonati ipercapnici secondariamente all’eccessivo assorbimento pleurico di CO2. Tuttavia la toracoscopia si è dimostrata essere ben tollerata dalla maggior parte dei pazienti pediatrici ed anche in epoca neonatale.

Toracoscopia diagnostica

Non è utilizzata di frequente dati i progressi in campo radiologico però, in pazienti selezionati, la visualizzazione della cavità toracica può talvolta essere d’aiuto nell’iter diagnostico (per esempio in caso di neoformazioni di origine ignota).

Biopsia polmonare toracoscopica

Nel caso di neonati con patologie polmonari di origine sconosciuta può essere necessario, a fini diagnostici, l’esecuzione di una biopsia polmo-nare che attualmente può essere condotta toracoscopicamente (Fig. 1).

La toracoscopia nel trattamento della malformazione adenomatoide cistica a manifestazione neonatale

Tra le patologie polmonari neonatali, la malattia adenomatoide ci-stica polmonare può ad oggi godere dei vantaggi delle tecniche to-racoscopiche. Questa malformazione è attualmente diagnosticata nella maggior parte dei casi in epoca prenatale. Alla nascita rimane prevalen-temente asintomatica ma talvolta può essere causa di emergen-ze neonatali. Infatti la sovradistensione delle cisti, componenti la malformazione, può determinare la compressione del parenchima polmonare sano adiacente alla lesione, determinando un quadro di insufficienza respiratoria ingravescente. La toracoscopia offre oggi

la possibilità di detendere le cisti sovradistese mediante incisione delle stesse con un’immediata ripresa respiratoria del neonato (Fig. 2 a, b). Il trattamento definitivo (lobectomia o resezione atipica) viene eseguito intorno al VI mese di vita (Lujan, 2002; Lima, 2005).

Trattamento toracoscopico dell’atresia esofagea

Il trattamento chirurgico dell’atresia esofagea consiste nella realiz-zazione dell’anastomosi esofagea primaria, previa sezione dell’even-tuale fistola tracheo-esofagea. Nel 1999 è stato descritto il primo caso di atresia esofagea corretta per via toracoscopica in un paziente di 8 mesi (Lobe, 1999). Poco dopo Rothenberg descrisse la correzione toracoscopica di 8 neonati affetti da atresia esofagea con fistola tracheo-esofagea distale (Ro-thenberg, 2002).

Figura 1. Biopsia polmonare toracoscopica in neonato affetto da deficit della pro-teina D del Surfactante.

Figura 2 a, b. Incisione toracoscopica di cisti sovradistese in malformazione adeno-matoide cistica neonatale con insufficienza respiratoria.

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L’approccio mini-invasivo toracoscopico per la correzione dell’atre-sia esofagea ripercorre fedelmente i medesimi tempi chirurgici del-la tecnica tradizionale: isolamento, legatura e sezione della fistola (qualora presente) seguita dall’anastomosi termino-terminale pri-maria dei due monconi esofagei (Fig. 3 a, b) (Lima, 2007).Le controindicazioni assolute all’approccio toracoscopico all’atresia esofagea sono: ipertensione polmonare, grave prematurità (peso alla nascita < 1500 gr) o precedente chirurgia per la correzione del difetto.Ad oggi nel mondo sono circa 40 i neonati affetti da atresia esofa-gea con fistola distale trattati con approccio toracoscopico. I risul-tati ottenuti sono sovrapponibili alla tecnica tradizionale in termini di ripresa dell’alimentazione, degenza ospedaliera e complicanze

post-operatorie e risultano vincenti in termini estetici ma soprat-tutto funzionali. In particolare la correzione dell’atresia esofagea toracoscopica permette una migliore esposizione e visualizzazione dell’intera regione mediastinica posteriore, un minor traumatismo meccanico polmonare, con una più rapida ripresa respiratoria post-operatoria. Di certo l’esecuzione di un’anastomosi esofagea prima-ria intracorporea risulta tecnicamente impegnativa, pertanto l’inter-vento è attualmente eseguito solo in centri d’esperienza in ambito chirurgico mini-invasivo neonatale.

LaparoscopiaL’approccio laparoscopico prevede la creazione di una camera di lavoro endoaddominale mediate l’insufflazione intraperitoneale di CO2. Il successo degli interventi laparoscopici è strettamente dipen-dente dalla chiara visualizzazione delle strutture endoaddomianali. L’assorbimento peritoneale di CO2 è però particolarmente elevato in età neonatale pertanto non risulta infrequente uno stato di se-condaria acidosi respiratoria, correggibile incrementando la venti-lazione/minuto. L’aumento della pressione endoaddominale indotta dal pneumoperitoneo può inoltre compromettere il ritorno venoso, determinando un quadro ipotensivo. La pressione endoaddominale non deve superare nel neonato valori di 6 mmHg in quanto valori superiori sono scarsamente tollerati in epoca neonatale.Alcune problematiche nell’approccio laparoscopico sono peculiari del neonato. In età pediatrica, nella maggior parte delle procedure, il trocar (i trocars sono gli strumenti che, dopo la creazione del pneu-moperitoneo, perforando la parete addominale, consentono il tran-sito degli strumenti operatori) di dimensioni maggiori è posizionato, per ragioni estetiche, attraverso la cicatrice ombelicale. Nel neona-to, persistendo il moncone ombelicale, l’accesso viene eseguito in posizione sovra o sotto-ombelicale. A causa del modesto spessore dello strato muscolare della parete addominale neonatale è stato necessario sviluppare tecniche per assicurare i trocar alla parete addominale e per evitare il dislocamento degli stessi durante le ma-novre di introduzione ed estrazione degli strumenti. Inoltre la già citata scarsa tolleranza del neonato al pneumoperitoneo ha richiesto lo sviluppo di insufflatori che potessero adeguare le pressioni ed il flusso dei gas ai parametri neonatali.

Ostruzioni intestinali congenite neonatali: trattamento video-assistito

Le steno-atresie del piccolo intestino sono la causa più frequente di occlusione intestinale in epoca neonatale. Negli ultimi 10 anni si sono delineate due principali correnti di pen-siero riguardo al trattamento mini-invasivo di forme steno-atresiche del piccolo intestino: la continuità intestinale può essere stabilita con un approccio laparoscopico, che prevede il confezionamento di un’anastomosi intestinale intracorporea, o viceversa laparosco-picamente assistito (per intervento chirurgico laparoscopicamente assistito si intende ogni procedura chirurgica eseguita con un ini-ziale approccio mini-invasivo a cui segue il completamento della procedura stessa con i visceri esteriorizzati dall’addome attraverso l’accesso della laparoscopia o una mini-laparotomia). Ad oggi solo forme steno-atresiche duodenali sono state trattate per via lapa-roscopica mentre nessun trattamento laparoscopico puro di forme digiuno-ileali è stato completato, data la necessità nella quasi totali-tà dei casi di tapering del moncone intestinale prossimale.Sia forme steno-atresiche duodenali che digiuno-ileali sono state trattate ad oggi con un approccio laparoscopicamente assistito.Nel 2001 è stato descritto il primo trattamento laparoscopico di una

Figura 3 a, b. Correzione toracoscopica di atresia esofagea: a. anastomosi esofagea completata; b. controllo a circa un mese di distanza dall’intervento: esiti cicatriziali appena percettibili.

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forma di atresia duodenale. Questo è anche il primo caso descritto in letteratura di anastomosi intestinale laparoscopica eseguita in età neonatale. Dal 2000 al 2004 sono state descritte 17 correzioni di atresia duodenale laparoscopica con un tasso di conversione del 23,5%. La presenza di malformazioni associate ne rappresenta la causa principale. La correzione laparoscopica di forme atresiche duodenali si è inoltre dimostrata gravata da un alto tasso di compli-canze post-operatorie (46,1%): deiscenza dell’anastomosi (30,7%), stenosi da eccessivo utilizzo di cauterizzatori (7,7%) e perforazione colica iatrogena (7,7%). Queste le ragioni dell’introduzione del trat-tamento laparoscopicamente assistito, che può essere interpretato come un’evoluzione del trattamento laparoscopico puro (Bax, 2001; Gluer, 2002; Rothenberg, 2002; Steyaert, 2003; Frantizides 2006).Il trattamento video-assistito prevede l’individuazione laparoscopica del tratto steno-atresico, guidati dalla discrepanza di calibro dell’in-testino a monte rispetto all’intestino a valle del segmento malforma-to, e l’esteriorizzazione di questo dalla breccia ombelicale. La rese-zione del tratto steno-atresico e l’anastomosi intestinale vengono quindi eseguite a cielo aperto (Fig. 4 a, b, c, d) (Yamatacha, 2004).

Rispettato il timing del classico trattamento chirurgico delle forme steno-atresiche del piccolo intestino, le cardiopatie congenite as-sociate alle forme atresiche duodenali rappresentano la principale controindicazione al trattamento laparoscopico; tuttavia la chirurgia mini-invasiva è reputata ad oggi eseguibile in sicurezza nella mag-gior parte dei pazienti affetti da anomalie congenite cardiologiche, ad esclusione delle cardiopatie dotto-dipendenti.Ad oggi la tecnica video-assitita si dimostra affidabile e garantisce una rapida canalizzazione dei pazienti con precoce alimentazione. Le complicanze sono sovrapponibili per tipo e frequenza a quelle del trattamento chirurgico laparotomico.In conclusione, il fascino del trattamento laparoscopico puro pare ad oggi gravato da notevoli ed intuibili difficoltà tecniche intraopera-torie con tangibili ripercussioni post-operatorie. L’approccio video-assistito pare di scelta nel trattamento chirurgico alle steno-atresie del piccolo intestino in quanto aggiunge, ai vantaggi della chirurgia laparoscopica, la sicurezza diagnostica e terapeutica della tecnica laparotomica classica.

Fundoplicatio laparoscopica e confezionamento di gastrostomia video-assistita

In età neonatale è necessario procedere al confezionamento di gastrostomia per patologie piuttosto polimorfe quali le neuropatie severe, l’atresia esofagea nella suo forma “long gap” e le malforma-zioni vascolari, emangiomi o linfangiomi cervicali.

Figura 4 a, b, c, d. Correzione video-assistita di una forma di atresia digiunale: a, identificazione laparoscopica del tratto atresico; b. esteriorizzazione dalla breccia ombelicale; c. resezione-tapering ed anastomosi intestinale a cielo aperto; d. controllo a circa un mese di distanza dall’intervento: ottimi esiti cicatriziali.

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La maggior parte delle gastrostomie sono finalizzate all’alimentazione del paziente. In alcuni casi (neuropatie severe con importante reflusso gastro-esofageo che tende a manifestarsi con ricorrenti polmoniti ab ingestis) può essere necessario associare alla gastrostomia l’esecu-zione di una fundoplicatio. La tecnica più frequentemente utilizzata è la fundoplicatio sec. Nissen (manicotto gastrico a 360°). Il confezionamento di una gastrostomia video-assistita può essere realizzato con un solo trocar, utilizzando un’ottica operativa (ottica dotata di un canale attraverso il quale è possibile inserire strumen-ti operativi), oppure con due trocar di cui il primo ombelicale per l’ottica mentre il secondo, posizionato nella sede dove si intende impiantare la gastrostomia, servirà per introdurre una pinza atrau-matica con cui afferrare lo stomaco. Quindi, identificato ed afferrato il punto esatto in cui si vuole eseguire la gastrostomia, si procede all’esteriorizzazione del tratto di parete gastrica. Questa viene ab-boccata nel punto di mezzo tra parete costale sinistra ed ombelico, eventualmente sede di accesso del secondo trocar. Una volta incisa la parete gastrica, si posizionerà il presidio gastrostomico.Ad oggi molti chirurghi pediatri preferiscono l’approccio laparo-scopico alla tecnica di gastrostomia endoscopica percutanea (PEG) che prevede la puntura transparietale ed il passaggio della sonda nutrizionale mediante ausilio endoscopico endoluminale gastrico. Questo perché la tecnica video-assistita garantisce la visualizzazio-ne dell’intero quadrante superiore sinistro dell’addome ed in questo modo è possibile guidare il corretto posizionamento del foro gastro-stomico ed evitare di ledere strutture limitrofe (colon in primis).L’esecuzione di una fundoplicatio laparoscopica sec. Nissen prevede il posizionamento di 4 trocar, data la necessità di divaricare il fegato. Si procede quindi alla mobilizzazione dell’esofago distale, alla pre-parazione della finestra retroesofagea, attraverso la quale si esegue il passaggio di parte del fondo gastrico per la creazione del mani-cotto. Il fondo gastrico viene quindi fissato su se stesso creando un manicotto a sciarpa intorno all’esofago (Fig. 5) (Sampson, 1996).

Trattamento laparoscopico del megacolon congenito agangliare

Il trattamento delle patologie benigne del colon è certamente uno dei campi di applicazione delle moderne tecniche laparoscopiche in età pediatrica; in questo ambito il megacolon congenito agangliare o Morbo di Hirschsprung (HD) rappresenta, insieme alle malformazioni ano-rettali, la patologia malformativa congenita in cui vi è indicazio-ne al trattamento laparoscopico.

Il trattamento del HD prevede la resezione del tratto colico aganglia-re distale, l’anastomosi del “neoretto” all’ano, preservando lo sfinte-re anale ed evitando danni alle strutture genitourinarie. Fino alla metà degli anni ’90 il trattamento chirurgico d’elezione del HD consisteva nell’intervento, ideato nei primi anni ’60 da Soave (De La Torre-Mondragòn, 1998), di retto-sigmoidectomia extramucosa con abbassamento endorettale (pull-through) “asettico” del colon, seguito da anastomosi colo-anale spontanea e resezione differita del cilindro mucoso-colo-rettale abbassato ed esteriorizzato dal perineo. Oggi le forme classiche di megacolon agangliare vengono trattate in epoca neonatale, o comunque entro i primi mesi di vita, con un pull-through extramucoso per via trans-anale eseguito in tempo unico (Geor-geson, 1995). Tale approccio viene integrato da un tempo laparoscopico, indispensabile nelle forme in cui il tratto agangliare superi il retto.L’intervento prevede un tempo laparoscopico, durante il quale viene eseguita la mobilizzazione del tratto colico da abbassare (Fig. 6 a), ed un tempo perineale, in cui si esegue la dissezione del piano ret-tale per via extramucosa. La via extramucosa garantisce il risparmio delle strutture nervose pelviche genitourinarie, delle fibre muscola-

Figura 5. Fundoplicatio sec. Nissen laparoscopica.

Figura 6 a, b. Approccio laparoscopico del Morbo di Hirschsprung. a, mobilizzazione colica laparoscopica; b, anastomosi colo-anale.

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ri con relativa innervazione dello sfintere anale. Si procede quindi al pull-through del colon sino a raggiungere la sede della biopsia risultata sicuramente normogangliare (Fig. 6 b). Infine si realizza l’anastomosi colo-anale. Al termine dell’intervento, l’esplorazione laparoscopica assicura il corretto pull-through del colon, escludendo torsioni dello stesso sul mesentere (Georgeson, 1995).La chirurgia laparoscopica riveste oggi un ruolo fondamentale non solo nel trattamento del HD ma ancora prima nella fase diagnosti-ca di tale patologia. Infatti laparoscopicamente è possibile eseguire biopsie coliche multiple e stabilire così anche il livello dell’aganglia. Le biopsie coliche possono essere condotte per via laparoscopica oppure video-assistita. È infatti possibile laparoscopicamente este-riorizzare tratti colici dalla breccia ombelicale e, a cielo aperto, pro-cedere poi all’esecuzione di biopsie coliche extramucose.I principali vantaggi delle metodiche mini-invasive, rispetto alla tec-nica classica, sono la riduzione del dolore post-operatorio, la più rapida ripresa della funzione intestinale e dell’alimentazione con una significativa riduzione della degenza post-operatoria ed il minor svi-luppo di aderenze post-operatorie.I risultati in termini di regolarizzazione del ritmo defecatorio, di conti-nenza e l’incidenza di complicanze intra e post-operatorie sono sovrap-ponibili al trattamento chirurgico “classico” (Lima, 2002; Lima, 2007).

Pull-through anorettale laparoscopicamente assistito per la correzione delle malformazioni ano-rettali

Il trattamento di scelta per la correzione chirurgica delle malforma-zioni ano-rettali (MAR) alte ed intermedie è l’anorettoplastica sa-gittale posteriore proposto da De Vries e Peña e qualunque tecnica venga proposta deve essere paragonata, per giustificarne l’utilizzo, ai risultati dell’approccio sagittale posteriore.Nel 2000 Georgeson descrisse una valida alternativa chirurgica: l’anorettoplastica laparoscopicamente assistita (Georgeson, 2000).Il pull-through anorettale video-assistito prevede un primo tempo addominale laparoscopico volto ad isolare e liberare il moncone rettale, previa legatura dell’eventuale fistola retto-uretrale o retto-vescicale (Fig. 7 a). Il secondo tempo è perineale. Si procede quindi a repertare ed abbassare il moncone isolato, che viene quindi aperto ed anastomizzato alla cute della regione anale.Grazie all’esecuzione della dissezione pelvica del retto per via la-paroscopica, all’ausilio dell’elettromiostimolatore, non solo durante il tempo perineale ma anche quello laparoscopico, questa metodica permette di ridurre l’entità della dissezione perineale e di posizionare il retto al centro del complesso muscolare (Fig. 7 b). Questo minimizza il traumatismo sulle delicate strutture pelviche, portando un ulteriore passo avanti nel trattamento di questa patologia (Lima, 2006).

Trattamento laparoscopico delle cisti ovariche in età neonatale

Le cisti ovariche sono la tumefazione ovarica più frequente nel neonato e le loro possibili complicanze (torsione della cisti o dell’annesso corri-spondente, rottura della cisti, sanguinamento intracistico o autoamputa-zione della cisti stessa), che possono insorgere anche in epoca prenata-le, costituiscono una delle principali cause di intervento neonatale. La maggior parte delle cisti ovariche è monolaterale e risultante dall’iperstimolazione dei follicoli ovarici da parte delle gonadotro-pine fetali, degli estrogeni materni e delle gonadotropine corioniche placentari. In accordo con la classificazione di Nussbaum posso-no essere divise sulla base dell’obiettività ecografia in semplici, ad aspetto completamente anecogeno, e complicate, caratterizzate da livelli fluido-corpuscolati, setti e parete ecogena.La sempre più frequente diagnosi ecografica prenatale consente di scegliere l’atteggiamento terapeutico appropriato. Qualora il diame-

tro sia inferiore ai 40 mm, in assenza di segni di complicanza, si impronterà un atteggiamento conservativo basato sul monitoraggio ecografico evolutivo; in caso di diametri superiori o segni di soprag-giunte complicanze verrà programmato il trattamento chirurgico. Nell’ambito di questa strategia diagnostica e terapeutica la lapa-roscopia si pone a cavaliere, consentendo in sede di intervento di conseguire un ulteriore approfondimento della diagnosi, escludendo macroscopicamente la presenza di eventuali formazioni teratomato-se dell’ovaio, e ponendosi quale trattamento terapeutico rispettoso della mini-invasività soprattutto nel neonato.La terapia prevede l’asportazione della cisti, tentando di preservare il più possibile il parenchima ovarico. Pertanto si può procedere in caso di forma semplice al solo svuotamento laparoscopicamente guidato della cisti (intervento indicato soprattutto in caso di coesistente patologia ovarica controlaterale). Nelle forme complicate è nella maggior parte dei casi necessaria l’ovariectomia per il riscontro di stati di ischemia avanzata con assenza totale di parenchima ovarico residuo; si può al-trimenti procedere all’asportazione della cisti marsupializzandola.

Figura 7 a, b. Approccio laparoscopico alle MAR. a, chiusura laparoscopica della fi-stola; b, elettrostimolazione musolare transcutanea per l’individuazione del neoano.

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L’intervento di cistectomia o di ovariectomia può essere condotto con approccio laparoscopico puro o video-assitito (Fig. 8). Quest’ultimo prevede: l’esplorazione laparoscopica, l’esteriorizzazione della gonade attraverso l’incisione ombelicale, previo svuotamento del contenuto cistico attraverso puntura transparietale video-guidata, e l’esecuzione a cielo aperto dell’intervento tradizionale (Van der Zee, 1995).

ConclusioniLa chirurgia mini-invasiva è in continuo sviluppo nelle sue applicazioni neonatali. Malgrado la diffusione e costante crescita delle tecniche toraco-laparoscopiche neonatali, la letteratura attuale, che sostiene la sicurezza e l’efficacia di tale approccio, è basata su numeri relati-vamente piccoli di pazienti studiati. Nonostante ciò, sono attualmente evidenti il guadagno all’approccio laparo-toracoscopico neonatale ma anche i caratteri peculiari del neonato che devono essere riconosciuti e rispettati per mantenere e migliorare i buoni risultati finora ottenuti.

La chirurgia neonatale negli ultimi 30 anni si è distinta per il guadagno in sopravvivenza ma soprattutto in guarigione, portando l’attenzione del •chirurgo ad altre problematiche: la ricerca di un approccio mini-invasivo anche nel trattamento di patologie neonatali. Le innovazioni tecniche hanno reso le procedure endoscopiche effettuabili e sicure anche in epoca neonatale. Ad oggi l’approccio mini-invasivo si estende sia alla patologia toracica neonatale che a quella addominale.L’approccio toracoscopico dimostra numerosi vantaggi estetici ma soprattutto funzionali rispetto alle procedure condotte con la classica toraco-•tomia. La toracoscopia si è dimostrata vantaggiosa non solo per una migliore visione dei distretti anatomici soprattutto mediastinici ma anche nel decorso post-operatorio in termini di minore dolore e precoce ripresa della funzionalità respiratoria. Ad oggi l’approccio toracoscopico in epoca neonatale può assumere non solo finalità diagnostiche, ma anche terapeutiche in caso di malformazioni adenomatoide cistica polmonare a mani-festazione neonatale e per la correzione dell’atresia esofagea. Analoghi vantaggi sono da attribuire alle procedure laparoscopiche, soprattutto in termini di precoce risoluzione dell’ileo paralitico. Le steno-atresie •del piccolo intestino, il megacolon congenito agangliare, le malformazioni ano-rettali alte e le cisti ovariche vengono attualmente trattate routina-riamente per via laparoscopica.

Box di orientamento

Figura 8. Trattamento chirurgico video-assistito in un caso di cisti ovarica com-plicata.

Mario Lima, Clinica Chirurgica Pediatrica, Università di Bologna, via Massarenti 11, 40138 Bologna. Tel. +39 051 6364985 – 390689. Fax +39 051-6363657. E-mail: [email protected]

Corrispondenza


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L’ernia diaframmatica congenita (EDC) è stata descritta per la prima volta nel 1679 da Riverius, definita e classificata nei suoi diversi tipi quasi cento anni dopo da Morgagni, nel 1761, accuratamente de-scritta nella sua forma anatomopatologica più classica da Bochdalek nel diciannovesimo secolo, trattata con successo in un bambino al di sotto delle 24 ore di vita nel 1946. Numerose nuove conoscenze, acquisite dalla fine degli anni ’80 a oggi sotto il profilo più specifica-mente diagnostico, terapeutico e di outcome, hanno portato in alcuni specifici settori a rivoluzionare l’approccio al feto ed al neonato af-fetto. Obbiettivo di questo articolo è quello di portare all’attenzione le più recenti conoscenze in questo affascinante e controverso capitolo della neonatologia e pediatria.

EtiopatogenesiLa gravità della EDC è legata alla presenza e dimensione del di-fetto ma anche all’ipoplasia polmonare e all’ipertensione polmo-nare persistente, vere responsabili dell’alta mortalità nei casi con forma severa di malattia. Non è ancora definito, a oggi, l’evento patogenetico responsabile del difetto diaframmatico e dell’ipo-plasia polmonare. Classicamente si ritiene che, una volta stabi-litosi il difetto diaframmatico, l’ipoplasia segua come fenomeno secondario dovuto all’effetto compressivo dei visceri erniati sul polmone del lato affetto.Recenti lavori, sul modello sperimentale di EDC basato sulla som-ministrazione di nitrofene (potente erbicida) sollevano l’ipotesi secondo la quale il danno iniziale sarebbe rappresentato dall’ipo-plasia polmonare mentre l’ernia sarebbe successiva ed eventual-mente aggravante. Dopo esposizione al nitrofene infatti, 100% degli animali esposti presentano ipoplasia polmonare bilaterale (di grado variabile a seconda della dose e del tempo di espo-sizione) mentre una percentuale inferiore presenta l’ernia dia-frammatica. Quanto osservato farebbe concludere che l’ipoplasia polmonare non solo è più frequente ma anche antecedente allo stabilirsi dell’ernia. Successivamente la crescita, già anomala, del polmone omolaterale sarebbe ulteriormente penalizzata per la compressione.

È questa l’ipotesi della ipotesi dual hit secondo la quale la patogenesi è legata ad un doppio insulto nel corso dello sviluppo: il primo (molto precoce, antecedente alla chiusura completa del diaframma) dovuta ad una non precisata noxa patogena ambientale su entrambi i polmoni du-rante la delicata fase del branching; il secondo, tardivo, dovuto all’effetto meccanico compressivo sul polmone omolaterale all’ernia (Fig. 1).

Aspetti geneticiNonostante l’esatta eziopatogenesi dell’ernia diaframmatica conge-nita (EDC) rimanga ancora sconosciuta, è sempre più evidente che


Pietro Bagolan, Francesco Morini UOC Chirurgia Neonatale, IRCCS Ospedale Pediatrico “Bambino Gesù”, Roma

RiassuntoL’ernia diaframmatica congenita è una patologia che presenta ancora numerose controversie sia dal punto di vista patogenetico che di trattamento. Nuove conoscenze, acquisite dalla fine degli anni ’80 a oggi sotto il profilo più specificamente diagnostico, terapeutico e di outcome, hanno portato in alcuni specifici settori a rivoluzionare l’approccio al feto ed al neonato affetto. Obiettivo di quest’articolo è di portare all’attenzione le più recenti conoscenze in questo affascinante e controverso capitolo della neonatologia e pediatria.

SummaryCongenital diaphragmatic hernia is a still controversial disorder, from pathogenesis to treatment and outcome. In the last 30 years, new concepts have been introduced in the fields of congenital diaphragmatic hernia pathogenesis, diagnosis, treatment and follow-up. Aim of this review is to highlight the most recent advances in this controversial and intriguing chapter of neonatology and pediatrics.

Figura 1. Ipotesi patogenetica del dual hit per l’ernia diaframmatica congenita. 1: pri-mo insulto: fattori genetici ed ambientali inducono l’ipoplasia polmonare in particolare sul branching bronchiale e vascolare dei polmoni. 2: secondo in-sulto: difetto erniario ed effetto compressivo sul polmone in fase di sviluppo.(da Keijzer, Liu J, Deimling J, et al. Dual-hit hypothesis explains pulmonary hypoplasia in the nitrofen model of congenital diaphragmatic hernia. Am J Pathol 2000;156:1299-306, mod.)

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una componente genetica svolge un ruolo nel suo sviluppo. Esistono in tal senso diverse linee di evidenza, qui di seguito ricordate (Holder, 2007).L’EDC si associa spesso ad altre anomalie congenite, il cui pattern ricorrente suggerisce una sindrome genetica. In alcune di queste sindromi, come quella di Donnai-Barrow o quella di Fryns, l’EDC è una caratteristica cardinale della sindrome. In altre sindromi (Beckwith-Wiedemann, Simpson-Golabi-Behemel) la prevalenza di EDC è minore, ma comunque superiore a quella riportata nella popo-lazione generale. È importante che il pediatra conosca la presenza e le caratteristiche di queste sindromi genetiche, dato l’ovvio impatto sulla prognosi e sul counselling.Studi recenti suggeriscono che alcune forme di aneuploidia si asso-ciano comunemente con l’EDC (trisomie 13, 18, 21, e la sindrome di Turner). Esistono regioni che appaiono maggiormente coinvolte. Sono frequentemente riportate delezioni a carico di 1q41-q42, 3q22, 4p16, 8p23, 8q22, 11p13 e 15q26. Inoltre, sono state descritte du-plicazioni ricorrenti a carico di 1q25-q31.2, 4q31, 22pter-q11 e la tetrasomia 12q (sindrome di Pallister-Killian). Queste regioni potreb-bero contenere geni la cui aploinsufficienza o aumentata espressio-ne è causa primitiva o predisponente dello sviluppo dell’EDC.Studi recenti su modello animale e su pazienti affetti da EDC sugge-riscono infine che alcuni geni possono svolgere un ruolo importante nella patogenesi dell’EDC (COUP-TFII, WT1).

Gestione prenataleÈ compito del team, compreso il neonatologo, inquadrare il caso spe-cifico, comunicare la diagnosi, informare sulle diverse opzioni terapeu-tiche, accompagnare la coppia lungo il decorso della gravidanza, porre indicazione a ulteriori indagini diagnostiche ed eventuali atti terapeutici in utero, pianificare tempi e modalità del parto, assistere il feto-neonato nell’intero arco del suo delicato percorso perinatale, assicurare il follow up a distanza (de Buys Roessingh, 2009; Aite, 2006).La percentuale dei casi con diagnosi prenatale varia tra il 40% e il 60%. Nella nostra personale esperienza, oltre l’80% dei casi è riscontrata in utero, grazie probabilmente a una “rete” e un pro-gramma definiti (Bagolan, 2004). I segni ecografici sono lo shift del mediastino, e la presenza di anse intestinali ripiene di liquido nell’emitorace affetto. L’ernia diaframmatica destra può essere più difficile da riconoscere, data l’ecogenicità molto simile tra fegato e polmone. È importante inquadrare la severità del caso attraverso lo studio degli indicatori a disposizione, in particolare l’LHR (lung to head ratio ossia rapporto tra area del polmone del lato sano e circonferenza cranica) e l’erniazione del fegato in torace.

Trattamento in utero

Il trattamento prenatale dell’EDC e dell’ipoplasia polmonare è oggi una realtà clinica in una selezionata categoria di bambini con EDC. La possibilità di selezionare i casi a prognosi peggiore è il prerequi-sito fondamentale per il trattamento in utero. I criteri cui attualmente viene fatto riferimento sono: 1) liver up (fegato in torace); 2) LHR; 3) O/E LHR (Observed/Expected LHR: rapporto tra LHR osservato e quello atteso per l’epoca gestazionale). Limiti della misurazione dell’LHR sono di essere operatore-dipendente e la sua variazione con l’età gestazionale. Per questo è oggi calcolato il rapporto tra LHR osservato nel paziente e quello atteso per la sua età gestazionale. La sopravvivenza aumenta con l’aumentare dell’O/E LHR passando da 0% di sopravvivenza (nei casi con valore osservato inferiore al 15% dell’atteso) a oltre l’80% di sopravvivenza (nei casi con valore osservato ≥ al 50% dell’atteso) (Donè, 2008).

La storia del trattamento in utero della EDC parte nel 1984 con i lavori del gruppo di Harrison. Il primo caso trattato con successo è del 1990. L’approccio era open e richiedeva la laparotomia e l’isterotomia della madre, l’esteriorizzazione del feto con laparo/toracotomia e la ripa-razione chirurgica del difetto diaframmatico. La tecnica ha mostrato nel tempo i suoi limiti e dunque è stata abbandonata. Nuova spe-ranza terapeutica prenatale è nata dall’osservazione che l’ostruzione tracheale (OT) induce iperplasia del polmone fetale, premessa per il possibile superamento della grave ipoplasia polmonare sempre ri-scontrata nelle forme fatali di EDC. L’effetto favorevole dell’ostruzione tracheale è stato ampiamente studiato nell’animale: 1) l’OT accelera la crescita del polmone con l’aumentato numero di alveoli e di vasi capillari; 2) la crescita interessa anche l’albero vascolare, con effetto positivo sull’ipertensione polmonare; 3) l’OT troppo prolungata ridu-ce il numero di pneumociti di tipo II (con conseguente riduzione del surfattante polmonare) e va dunque calibrata nella durata; 4) l’effetto positivo della OT è influenzato anche da altri fattori (grado dello svilup-po polmonare, la durata dell’ostruzione, l’utilizzo di farmaci (steroidi e terbutalina); 5) l’effetto iperplasizzante è probabilmente legato alla tensione indotta sul parenchima polmonare.La prima applicazione clinica della occlusione tracheale è del 1998. I risultati non sono stati brillanti, soprattutto per l’aggressività della tecnica. Ulteriore passo in avanti è stato ottenuto con le nuove tecno-logie interventistiche mini invasive video ed eco assistite (FETENDO). Le prime esperienze sono state tuttavia ancora deludenti (Golombeck, 2006) poiché rimaneva sostanzialmente irrisolto il problema della rot-tura precoce delle membrane, edema polmonare, parto pretermine, lesioni placentari oltre che danni irreversibili sulla trachea ed il nervo laringeo causati dalla clip metallica usata per “ostruire” la trachea. Grazie ai progressi della tecnologia è oggi possibile ottenere la com-pleta occlusione della trachea utilizzando un semplice palloncino che viene portato, gonfiato e lasciato in trachea per il tempo necessario a produrre i suoi effetti positivi di iperplasia polmonare (Deprest, 2005).L’esperienza USA (FETENDO clip/baloon) è sintetizzata in uno studio randomizzato (in cui sono stati inclusi i feti con liver up e LHR < 1,4 misurato tra 22a e 27a sett di EG), condotto tra il 1999 ed il 2001 (Harrison, 2003). Lo studio non ha dimostrato differenza si-gnificativa di sopravivenza tra il gruppo degli 11 pazienti trattati con OT (mista con clip e palloncino) e quello dei 13 pazienti trattato con metodica convenzionale alla nascita (77% e 73% rispettivamente). È stato inoltre documentato un alto tasso di prematurità nel gruppo trattato con OT (età media alla nascita 30,8 settimane). L’esperienza EU (FETO) ha ottenuto risultati migliori sulla OT (solo con palloncino) pur se attraverso uno studio multicentrico prospet-tico ma non randomizzato (sono stati inclusi feti a maggior rischio con liver up ed LHR < 1,0, misurato tra 26 e 28 settimane di EG, in EDC sinistra). Lo studio riporta una sopravvivenza significativamen-te migliore nei trattati con OT (57%, 28 casi) rispetto ai controlli (11%, 27 casi). Ulteriore miglioramento della sopravvivenza è sta-ta osservata nei casi in cui è stato possibile asportare il palloncino prima della nascita (sopravvivenza del 67%) rispetto a quelli in cui lo stesso è stato rimosso al momento del parto (sopravvivenza del 33%). Positivo è stato anche il risultato in termini di riduzione degli effetti collaterali sul feto, di buona tocolisi e di conseguente miglio-ramento del rischio di parto pretermine (età gestazionale media di 33,5 e fino a 37 settimane negli ultimi 20 casi riportati). La tecnica di occlusione con palloncino è oggi eseguibile con una singola cannula di 10Fr (3,5 mm) di diametro e un fetoscopio di 1,2 mm, in aneste-sia loco-regionale e senza laparotomia. Mediamente la procedura necessita oggi di 20 minuti. La donna è riferita al centro europeo (Lovanio, Londra, Barcellona), sottoposta alla procedura mininvasiva


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(in anestesia epidurale) tra la 26a e 28a sett di EG. Il plug tracheale è lasciato in sede per circa 4-6 settimane. Trascorso il periodo si procede, con tecnica analoga, alla rimozione dello stesso (intorno alla 34a sett di EG) e la donna è rinviata, per il parto e le cure neo-natali, nel paese di residenza, dove segue il protocollo di assistenza neonatale intensiva e chirurgica.Il ruolo del trattamento prenatale (FETO) nei casi di EDC può essere sintetizzato come di seguito riportato:

Indicazione convincente• : ipoplasia polmonare “severa” (LHR 0,6-1). Sono bambini che, a fronte di una sopravvivenza attesa ≤ 15% con trattamento convenzionale alla nascita, migliorano la stessa fino a ≥ 60% dopo trattamento FETO.Indicazione possibile:• ipoplasia polmonare “intermedia” (> 1 LHR < 1,3). Hanno in Europa una sopravvivenza attesa di circa il 60% se trattati convenzionalmente alla nascita, percentuale tuttavia ben inferiore a quella osservata nei feti con LHR anche inferiore (LHR 0,8-0,9) ma trattati con FETO. Questa osserva-zione ha rappresentato la premessa per l’avvio di uno studio randomizzato (TOTAL trial). Indicazione incerta:• ipoplasia estrema (LHR < 0,6) indicazione esi-stente ma con risultati ancora non convincenti. La FETO ha, infatti, a oggi consentito di portare la sopravvivenza di questi casi dallo 0% (con trattamento convenzionale alla nascita) al solo 17% dopo FETO. È verosimile che in questi casi vada avviato uno studio per il trattamento prenatale molto precoce (< 24 sett.).

Gestione pre-operatoria e stabilizzazione del paziente con EDC

È oggi generalmente ritenuto che i neonati affetti da EDC rappre-sentino una emergenza rianimatoria, più che chirurgica. Pertanto, è tendenza comune di non operare questi pazienti in emergenza ma solo dopo aver raggiunto una loro “stabilizzazione”. La maggior parte dei pazienti con EDC presenta un grave distress re-spiratorio, ipossia (che a sua volta peggiora il quadro d’ipertensione polmonare) e l’instaurarsi così di un circolo vizioso che conduce al peggioramento progressivo degli scambi gassosi, fino alla impossibi-lità di ventilare e ossigenare il paziente. È stato riportato che l’inter-vento chirurgico precoce induce un peggioramento della compliance respiratoria e degli scambi gassosi polmonari, mentre l’intervento chirurgico dopo un periodo di “stabilizzazione”, migliora il trend di sopravvivenza in questi bambini. La definizione di “stabilizzazione” è ancora controversa in termini obbiettivi. La maggior parte degli autori tende a dare a questa il significato di raggiungimento e mantenimento di un equilibrio ventilatorio e perfusorio con parametri assistenziali (ventilatori e farmacologici) non estremi. I parametri presi in conside-razione per definire la raggiunta stabilità sono molteplici ed estrema-mente variabili e comprendono parametri ventilatori (PIP, Pressione di picco inspiratorio; PEEP, Picco di pressione di fine espirazione; MAP, pressione media respiratoria, FiO

2, % di O2 nell’aria inspirata; FR, fre-quenza respiratoria), dati emogasanalitici (SaO2, PCO2, pH), parametri pressori (Pressione Arteriosa Media); shunt destro-sinistro (differenza di SaO

2 rilevata al braccio sinistro rispetto al destro.Altrettanto controverse sono in letteratura le procedure da porre in atto per “stabilizzare” il paziente con EDC. La ventilazione con-venzionale oggi si avvale della cosiddetta “ventilazione gentile” per ridurre il danno iatrogeno (pneumotorace, sviluppo di danno polmo-nare ventilatore-dipendente, broncodisplasia polmonare) che contri-buisce alla morbilità polmonare e alla mortalità dei pazienti con EDC. Questa modalità ventilatoria è stata promossa da studi del 1985 di

Wung e collaboratori. Non esistono a oggi tuttavia studi randomizzati e controllati che abbiano comprovato la superiorità di questo tipo di ventilazione rispetto a quella che impiegava alte pressioni ventila-torie con lo scopo di indurre alcalosi e combattere così l’ipertensio-ne polmonare. Con lo stesso principio volto a ridurre il barotrauma, negli anni ’80 è stata introdotta la ventilazione ad alta frequenza, in particolare oscillatoria (HFOV). È in corso attualmente il primo studio randomizzato e controllato mirato al confronto tra ventilazione convenzionale ed alta frequenza oscillatoria esclusivamente nei neonati con EDC. Nei primi anni ’70, è stato iniziato l’impiego dell’ossigenazione extracor-porea di membrana (ECMO) nei neonati affetti da insufficienza respira-toria severa. Questa è una metodica complessa (e non scevra da gravi complicanze). È generalmente utilizzata come trattamento “estremo” in quei pazienti che non hanno risposto alla terapia convenzionale massi-male. Esistono pochi studi randomizzati che analizzano i vantaggi (o gli svantaggi) dell’ECMO nei neonati con EDC e insufficienza respiratoria severa. Da questi non emerge un vantaggio significativo dell’ECMO. Una recente revisione sistematica della letteratura, con meta-analisi degli studi sia retrospettivi che prospettici pubblicati, ha tentato fornire risposte più realistiche (Morini, 2006) e suggerisce (su complessivi 2043 pazienti) che l’ECMO potrebbe fornire un vantaggio in termini di soprav-vivenza. Tuttavia, la metanalisi dei soli studi prospettici (complessivi 39 pazienti) porta a concludere che l’ECMO è in grado di fornire un miglior risultato, solo nel breve termine, nei bambini con CDH.La stabilizzazione del paziente si avvale anche di terapie farmaco-logiche volte al trattamento dell’ipertensione polmonare. Anche per queste non esistono studi che ne dimostrino l’utilità in maniera uni-voca. Il farmaco più frequentemente utilizzato è l’ossido nitrico (NO) per via inalatoria. L’NO è un potente vasodilatatore, attivo elettiva-mente sul letto vascolare polmonare, molto efficace nei neonati con ipertensione polmonare persistente. Tuttavia, l’effetto si dimostra solo transitorio nei neonati affetti da EDC. Altri farmaci vasodilatatori sono utilizzati nell’ipertensione polmonare (Mohseni-Bod, 2007) sono: 1) Sildenafil, inibitore della fosfodiesterasi 5, un enzima che inattiva il GMPc che è a sua volta fondamentale nella funzione di una proteinchinasi (PKG) che attiva i canali del potassio cal-cio dipendente; 2) Bosentan, inibitore del recettore dell’endotelina-1. Il network formato dall’endotelina-1 e dai suoi recettori svolge un ruo-lo fondamentale nella regolazione del tono vascolare, anche a livello polmonare; 3) Epoprostenolo: analogo endovenoso della prostaciclina (PGI2), stimola l’enzima adenilato ciclasi che aumenta la concentrazio-ne del GMPc e quindi il suo effetto positivo sulla vasodilatazione polmo-nare. Esistono poche evidenze in letteratura sull’uso di questi farmaci e sono soprattutto studi sull’impiego in combinazione.La stabilizzazione dei pazienti con EDC in termini ventilatori e anche perfusori polmonari rimane l’elemento chiave della cura di questi pazienti. Tuttavia, ancora oggi, i livelli di evidenza per l’utilizzo delle diverse metodiche e farmaci rimangono bassi e per lo più centrati sull’esperienza del singolo centro. Ulteriore incertezza nasce dal-la definizione di stabilità. È pertanto necessario che nel futuro la ricerca clinica e di base rivolgano l’attenzione al disegno di studi, possibilmente collaborativi e multicentrici, volti di stabilire l’utilità obbiettiva delle diverse metodologie proposte.

Correzione chirurgica dell’EDC

Timing

La possibilità di differire l’intervento è stata studiata e conferma-ta da lavori, compresi due trials randomizzati, che hanno messo a

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confronto indicatori quali la sopravvivenza e la necessità di ricorre-re all’ECMO tra casi operati in urgenza (< 12h) e quelli operati più tardivamente (> 24 h o > 96h). Tutti concludono per l’assenza di risultati significativamente migliori nei casi trattati in modo differito rispetto a quelli trattati in urgenza. I pazienti più critici sono sotto-posti all’intervento chirurgico nella stessa terapia intensiva neona-tale (Bagolan, 2004; Betremieux, 2004; Lago, 2005) per evitare che fattori negativi, quali lo stesso trasporto e la variazione della tem-peratura ambientale, possano interferire negativamente sulla pre-caria stabilità clinica. Non raramente inoltre la ventilazione ad alta frequenza oscillatoria (HFOV), cui sono sottoposti, e non è possibile nel blocco operatorio centrale poiché richiede ventilatori di norma utilizzati solo presso la TIN. Attualmente l’intervento chirurgico è pressoché ovunque differito almeno di 24-48 h dalla nascita (e comunque a stabilizzazione otte-nuta) per permettere un migliore equilibrio ventilatorio ed emodina-mico del bambino. Non esistono tuttavia evidenze certe che questa linea di condotta sia superiore rispetto a quella di una correzione chirurgica in emergenza del difetto diaframmatico.

Approccio e tecnica

La tecnica utilizzata dal 90% dei chirurghi è quella di una incisione sottocostale dal lato dell’ernia. Tutti i visceri erniati (intestino, colon, stomaco, a volte anche fegato e rene) sono riportati in addome, ma-novra che permette di mettere bene in evidenza i margini del difetto diaframmatico. Questo, dopo rimozione dell’eventuale sacco ernia-rio presente nel 10%-20% dei casi, viene chiuso con punti staccati di sutura non riassorbibile secondo tecniche differenti in base alle dimensioni del difetto: il difetto piccolo è corretto mediante sutura diretta dei margini muscolari; il difetto ampio richiede spesso il posi-zionamento di un patch artificiale (politetrafluoroetilene, polipropile-ne, dacron) (Bagolan, 2004) confezionato in modo da ristabilire una cupola diaframmatica il più naturale possibile e non sotto tensione.Sono allo studio materiali biologici cellulari ottenuti partendo da am-niociti mesenchimali (Fuchs, 2004) e tecniche in grado di produrre tessuto muscolare che forniscono ulteriori speranze per la disponi-bilità di materiali in grado di accrescersi con il paziente.Una nota particolare va fatta per i casi con ernia diaframmatica re-cidiva, la cui incidenza varia tra il 14% ed il 22% (Rowe, 2003). Gli studi dedicati a questo aspetto specifico sono pochi e risulta dunque difficile giungere a conclusioni certe. Fattori di rischio di recidiva sono stati indicati l’ernia destra, il difetto ampio, la necessità di ricor-rere a patch o a ECMO, la mancata asportazione di un sacco erniario eventualmente presente. Nei casi trattati con patch la percentuale di recidiva è riportata intorno al 40%. La latenza tra intervento primario e recidiva dell’EDC è in media di 4-8 mesi, con range tra 0,2 e 16 mesi. Il trattamento di una recidiva può essere differito nel tempo quando il paziente sia pressoché asintomatico ovvero il rischio del reintervento sia considerato superiore al beneficio della correzione immediata. In questi casi il monitoraggio clinico e radiologico deve essere molto attento.Merita infine un breve cenno la tecnica mininvasiva, laparo o to-racoscopica, recentemente proposta per la minoranza dei casi di ernia a basso rischio vitale: stomaco in addome, minimo supporto ventilatorio, assenza di ipertensione polmonare.Il lavoro di gruppo del team è essenziale per stabilire tempistica e strategia chirurgica. La stabilizzazione preoperatoria e la successiva correzione in elezione sono divenuti atteggiamento comune nei centri che principalmente si occupano di questa patologia. Nonostante que-

sto non esistono ancora certezze su quali siano i tempi ottimali per l’approccio chirurgico. Con la possibilità di aumentare le percentuali di sopravvivenza anche ai casi più gravi, ulteriore attenzione deve essere posta al rischio di recidiva dell’ernia diaframmatica come parte inte-grante del follow up a distanza, essenziale e fortemente raccomandato da tutti coloro che si dedicano al trattamento di questa delicata e gra-ve anomalia congenita (Bagolan, 2007; de Buys Roessingh, 2009).

Prognosi a distanza Con il miglioramento della sopravvivenza si è assistito a un paralle-lo aumento della morbilità a lungo termine. La maggior parte degli adolescenti con pregressa EDC sono sostanzialmente sani. Tuttavia, una proporzione significativa di pazienti presenta sequele polmonari a lungo termine, che si ritiene dipendano dalla l’ipoplasia polmo-nare e dal grado di danno polmonare (Bagolan, 2007). I problemi più frequentemente riscontrati nei pazienti con EDC a lungo termi-ne sono la malattia polmonare cronica (circa il 50% dei pazienti), le infezioni polmonari ricorrenti (circa il 40%), i sintomi asmatici e asmatico-simili. Inoltre questi pazienti possono manifestare della anomalie subcliniche di esami diagnostici dell’apparato respiratorio quali disturbi del rapporto ventilazione/perfusione alla scintigrafia polmonare, anomalie alla radiografia del torace, quali l’iperinflazio-ne polmonare, ipertrasparenza, ridotta vascolarizzazione polmonare, ernia ricorrente (circa 20% dei pazienti) (Dotta, 2007).Altra possibile sequela a lungo termine è quella neurologica, con possibile ritardo di sviluppo motorio, cognitivo o comportamentale. La sordità neuro-sensoriale è presente con una prevalenza variabile, ma riportata anche nel 100% di casistiche isolate. L’impiego dell’EC-MO sembra essere un fattore facilitante. Altri potenziali responsabili sono i farmaci ototossici, quali la furosemide, antibiotici aminoglico-sidici e gli agenti di blocco neuro-muscolare. È interessante tutta-via notare che, in uno studio recente sulla patogenesi della sordità neurosensoriale in pazienti con ernia diaframmatica, il solo fattore indipendente e significativamente associato allo sviluppo di sordi-tà è risultato essere l’età del paziente. Ciò suggerisce la possibile predisposizione dei pazienti con ernia diaframmatica a una sordità neurosensoriale a insorgenza tardiva e progressiva (Morini, 2008). Anche gli aspetti gastrointestinali fanno parte delle possibili sequele a distanza dei pazienti con EDC. Circa il 40% dei pazienti operati per EDC sviluppa reflusso gastro-esofageo (RGE), e la metà di questi necessita di un intervento chirurgico. Il fattore maggiormente pre-disponente allo sviluppo di RGE sembra essere la dimensione del difetto diaframmatico e la necessità di utilizzare una placca sinte-tica per la sua correzione. Lo scarso accrescimento è riportato in circa un terzo dei pazienti, nonostante un apporto calorico adeguato (Bagolan, 2007). L’avversione orale al cibo, ulteriore problema a di-stanza riscontrato in questi bambini, è riportata in circa il 20% dei pazienti. Altra possibile complicanza e sequele della sfera gastroin-testinale è rappresentata dall’occlusione intestinale, dal volvolo (se-condario alla malrotazione intestinale, frequente in questi pazienti), dall’ischemia intestinale (secondaria alla compressione delle anse al momento della riduzione in addome).Infine, questi bambini possono sviluppare a distanza deformità del-la parete toracica (circa il 30%) e della colonna vertebrale (circa il 30%), soprattutto quando è stato necessario l’impiego di materiale sintetico per la chiusura del difetto diaframmatico. La maggior par-te di questi bambini non necessita tuttavia di intervento chirurgico ortopedico.


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Nonostante gli innumerevoli sforzi volti a comprendere le diverse sfaccettature dei pazienti con EDC, dalla patogenesi al follow-up e nonostante l’intro-duzione di nuove modalità terapeutiche, siamo ancora lontani dall’aver risolto il problema EDC. Tuttavia, alcuni punti fermi sembrano poter esservi:

è• sempre più evidente che una componente genetica svolge un ruolo nel suo sviluppo.Degli innumerevoli potenziali indici prognostici prenatali, quelli che sembrano essere i più affidabili sono la presenza di fegato in torace, il LHR e il •LHR osservato in rapporto a quello teorico per l’età gestazionale. Il trattamento prenatale dell’EDC e dell’ipoplasia polmonare è oggi una realtà clinica in una selezionata categoria di bambini con EDC. •L’EDC è una emergenza rianimatoria e non chirurgica. Pertanto, la stabilizzazione dei pazienti con EDC in termini ventilatori e anche perfusori pol-•monari rimane l’elemento chiave della loro cura.Attualmente l’intervento chirurgico è pressoché ovunque differito almeno di 24-48 h dalla nascita (e comunque a stabilizzazione ottenuta) per •permettere un migliore equilibrio ventilatorio ed emodinamico del bambino.Il lavoro di gruppo del team neonato logico-chirurgico è essenziale per stabilire tempistica e strategia chirurgica.•Con la possibilità di aumentare le percentuali di sopravvivenza anche ai casi più gravi, l’evidenza di sequele a lungo termine e la loro non trascu-•rabile prevalenza, si pone la necessità assoluta di un follow-up a lungo termine, multispecialistico e in grado di affrontare precocemente le mani-festazioni cliniche a distanza, e di considerare con attenzione la qualità di vita, limitando e ricoveri ospedalieri allo stretto necessario e prevenendo le complicanze.

Box di orientamento

Pietro Bagolan, UOC Chirurgia Neonatale, IRCCS Ospedale Pediatrico “Bambino Gesù”, piazza S. Onofrio 4, 00165 Roma. Tel. +39 06 68592523. Fax +39 06 68592513. E-mail: [email protected]

Corrispondenza


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Cosa sappiamo dal passato

La prima descrizione della patologia oggi conosciuta come ente-rocolite necrotizzante neonatale (NEC) venne pubblicata nel 1944 dal noto pediatra svizzero Heinrich Willi, di Basilea. La sua casistica constava di 62 neonati, tutti deceduti per perforazione intestinale; non venne avanzata alcuna ipotesi eziopatogenetica. Venticinque anni dopo, nel febbraio 1969, James R. Lloyd – chirurgo pediatra all’Harper Children’s Hospital di Detroit, Michigan – dopo aver osservato che le cause della perforazione gastrointestinale nel neona-to “continuano ad essere avvolte nel mistero” respinse la definizione di “spontaneo” (che come l’analogo termine “idiopatico” maschera elegantemente la nostra assoluta ignoranza sulle reali cause sottese ad un evento patologico) ed avanzò per primo l’ipotesi che la perfora-zione intestinale in neonati solitamente prematuri e sottoposti a pro-cedure rianimatorie più o meno complesse e ripetute fosse legata a meccanismi vascolari riconducibili al cosiddetto diving reflex (riflesso d’immersione o “dei pescatori di perle”), per cui all’atto dell’immersio-ne il flusso ematico viene deviato dai distretti che meglio possono tol-

lerare un’ipossia prolungata (mesenterico, renale e periferico) a quelli più suscettibili di danni ipossici (cerebrale e cardiaco). Applicando il concetto del diving reflex alla distribuzione ematica di un prematuro sottoposto a manovre rianimatorie, Lloyd dedusse che “…le perforazioni del tratto gastrointestinale sono il risultato di una necrosi ischemica correlata ad un meccanismo di difesa contro l’asfissia caratterizzato da un’ischemia circolatoria selettiva che ini-zia ad attivarsi in presenza di stress, ipossia o shock” (Lloyd, 1969).La nuova ipotesi venne in seguito perfezionata, attribuendo il meccanismo della perforazione non alla sola ischemia in quanto tale, ma all’indeboli-mento della barriera mucosa che l’ischemia determinerebbe, con con-seguente traslocazione batterica, colonizzazione della parete intestinale (confermata radiologicamente dallo sviluppo di pneumatosi – Fig. 1), ne-crosi, perforazione e morte: un meccanismo eziopatogenetico unidirezio-nale “a cascata” che sino a pochi anni fa venne accettato non solo come plausibile ma anche come esaustivo di tutti gli aspetti del problema.L’esperienza clinica via via accumulata nella gestione e nello studio dei neonati affetti da NEC indusse però negli ultimi tempi a formulare alcune


Gian Battista Parigi, Lorenzo Bertolini*Chirurgia Pediatrica, Università di Pavia e IRCCS Fondazione Policlinico “S. Matteo”, Pavia; * Scuola di Specializzazione in Chirurgia Pediatrica, Università di Pavia

RiassuntoSecondo la teoria patogenetica classica formulata nel 1969 da J.R.Lloyd, l’enterocolite necrotizzante nel neonato prematuro (NEC) dovrebbe essere l’evento finale di un “cascata” che, partendo da un’ischemia intestinale “da stress”, induce alterazioni nella barriera mucosa intestinale con traslocazione e colonizzazione batterica della parete, perforazione e morte. Nuove ipotesi patogenetiche vedono invece la NEC come il risultato finale di una serie di squilibri indotti dall’immaturità del sistema gastrointestinale, delle funzioni digestive, della regolazione circolatoria, delle difese immunitarie del neonato. La vascolarizzazione intestinale è alterata in seguito a sovvertimenti nel sistema di regolazione vascolare intrinseco ed estrinseco; la barriera mucosa è alterata in conseguenza a squilibri fra segnali pro-infiammatori ed anti-infiammatori, che aggravano le lesioni della parete sino a determinarne la completa distruzione; la flora intestinale è squilibrata in favore dei batteri patogeni tanto da alterare le difese immunitarie intestinali. L’evento scatenante della NEC dovrebbe essere quindi un’apoptosi degli enterociti, seguita dallo scatenarsi della risposta infiammatoria come evento finale. Le misure preventive della NEC includono l’allattamento al seno, il ricorso a probiotici e ad antibiotici, l’incremento delle difese immunitarie mediante supplementazione di IgA, l’infusione di EGF, GCSF e EPO ricombinante per ostacolare l’apoptosi e la somministrazione di L-arginina e/ o glutammina per migliorare la regolazione del flusso vascolare intestinale. Le possibili opzioni chirurgiche includono la laparotomia con resezione del segmento necrotico seguita da enterotomia o anastomosi primaria, oppure il drenaggio peritoneale primario (PPD) in anestesia locale, oppure la tecnica clip & drop. Il PPD ha guadagnato popolarità come trattamento risolutivo della NEC perforata, benché recenti lavori abbiano posto in dubbio questo approccio in favore della classica laparotomia.

SummaryAccording to the original pathogenetic theory formulated in 1969 by J.R.Lloyd, necrotizing enterocolitis (NEC) in the premature newborn should be the final event of a “cascade” involving intestinal ischemia, alterations of mucosal barrier, bacterial translocation and colonisation, perforation and death. New pathogenetic hypotheses describe NEC as the final common result of a series of imbalanced processes linked to the immaturity of GI tract motility, digestive ability, circulatory regulation, barrier function and immune defence of the newborn. Intestinal vascularisation is imbalanced due to an alteration in the intrinsic and extrinsic vascular regulation system; mucosal barrier is altered due to an imbalance between pro-inflammatory and anti-inflammatory signalling, contributing to intestinal damage breaking the intestinal barrier; intestinal flora is heavily altered, thus disarranging intestinal immune defences (microbial-epithelial cross-talk). Initiating step in NEC should therefore be intestinal epithelial apoptosis, followed by inflammation as the final step. Prevention of NEC includes breast feeding, enteral treatment with probiotics and antibiotic prophylaxis, IgA supplementation, infusion of EGF, GCSF and recombinant EPO to oppose apoptosis and infusion of L-arginine and/or glutamine to improve regulation of the intestinal vascular flow. Surgical options include laparotomy with resection of the necrotic segment followed by enterostomy or primary anastomosis, or primary peritoneal drainage (PPD) in local anaesthesia, or “clip & drop” technique. PPD gained popularity as a sole treatment of the perforated NEC, although recent reports questioned this approach in favour of the formal laparotomy followed either by enterostomy or primary anastomosis.


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domande cui l’ipotesi “ischemica” non poteva rispondere: perché non si è mai verificata una NEC in utero, ad onta dei possibili insulti ischemici fetali alla base ad es. delle atresie intestinali? Perché quanto più grave è la prematurità, tanto più lungo è l’intervallo prima dell’esordio dei sintomi di NEC? Perché il segmento intestinale più frequentemente interessato è l’ileo distale, mentre il “riflesso d’immersione” colpisce indifferentemente tutto l’intestino? Perché talvolta si verificano delle “microepidemie” di NEC, se la patogenesi è solo su base ischemica? Perché i neonati allattati al seno sono meno proni a sviluppare una NEC? Si rese quindi evidente la necessità di rimettere radicalmente in di-scussione quanto prima ritenuto come assodato. Come Lloyd nel 1969 si era proposto”… to dispel the myth of spontaneous perforation…”, così trentasei anni dopo Neu – a mo’ di nemesi storica – respinge la teoria del diving reflex con lo stesso termine, demolendo “… the ‘myth’ of asphyxia and hypoxia-ischemia as primary causes of ne-crotizing enterocolitis” (Neu, 2005); lo stesso Autore conclude mesta-mente che “… necrotizing enterocolitis is one of the most enigmatic diseases in the fields of neonatology and pediatric surgery.”

Le più recenti nozioni in tema di patogenesiSecondo i più recenti studi l’evolversi della NEC, anziché essere l’ul-timo evento di un meccanismo “a cascata” scatenato da un fenome-no ipossico-ischemico, dovrebbe essere visto come il risultato finale comune ad una serie di complesse interazioni patologiche derivanti dall’immaturità di numerosi organi ed apparati, tipica dell’età neona-tale. Al fine di presentare schematicamente questo intricato quadro eziopatogenetico entro un modello già noto e in qualche modo fa-miliare al lettore, verranno riproposti i tre momenti causali un tempo considerati “classici” nel determinismo della NEC, e cioè l’alterazio-ne nella vascolarizzazione dell’intestino, l’alterazione nella barriera mucosa e l’alterazione nella flora batterica endoluminale con con-seguente traslocazione intraparietale, sottolineando però a chiare lettere come questi tre aspetti non debbano essere considerati l’uno conseguente cronologicamente e etiologicamente all’altro (modello “lineare”), ma piuttosto come interagenti in una perversa sinergia esitante nella perforazione intestinale (modello “circolare”).

Alterazioni nella vascolarizzazione intestinale

La vascolarizzazione intestinale è controllata da due meccanismi, uno estrinseco e l’altro intrinseco.

L’attenzione è stata sinora posta essenzialmente sul primo meccani-smo, cui sono da attribuire tutte le modificazioni nella distribuzione dell’apporto ematico derivanti da fattori esterni alla parete intestinale, in primis quelli conseguenti al “diving reflex”. Ancora ad alterazioni nel meccanismo estrinseco sono probabilmente da ascrivere l’aumentata incidenza di NEC nei neonati da madri che hanno fatto uso di cocai-na in gravidanza (effetto vasocostrittore mediato dalla norepinefrina) (Kilic et al., 2000) e nei prematuri affetti da cardiopatie congenite (Pickard et al., 2009). Nell’ambito dei meccanismi “estrinseci” infi-ne può essere in qualche modo ricondotta una particolare situazione anatomica che probabilmente giustifica l’aumentata localizzazione di NEC a carico dell’ileo distale-cieco. Quest’area è infatti stata definita come uno “spartiacque” fra l’area vascolarizzata dall’arteria mesen-terica superiore tramite l’arcata di Riolano e quella irrorata da rami provenienti dalla mesenterica inferiore; i circoli anastomotici in questa sede sono meno ricchi e sviluppati che negli altri segmenti, e pertanto quest’area sarebbe più prona a subire insulti ischemici (Fig. 2).Sembra invece sia il secondo meccanismo, quello intrinseco, ad esse-re maggiormente chiamato in causa nello sviluppo di una NEC. Il flus-so vascolare a livello della parete intestinale è infatti regolato da un’in-terazione dinamica tra stimolo di costrizione mediato da endotelina-1 (ET-1) - un peptide vasoattivo e mitogenico prodotto principalmente dall’endotelio - e stimolo di dilatazione mediato da ossido nitrico (NO), il più potente vasodilatatore nella circolazione intestinale neonatale. Nella tipica lesione della parete intestinale della NEC la vasocostri-zione ha sicuramente un ruolo patogeneticamente di rilievo; quanto non risulta ancora ben chiaro è se il fattore patogenetico primario sia un’ischemia con conseguente lesione della mucosa da cui il rilascio di citochine infiammatorie, od il processo opposto per cui uno stato infiammatorio determinerebbe il rilascio di citochine da cui vasoco-strizione e lesione della mucosa (Nowicki, 2005).

Alterazioni nella barriera mucosa

La mucosa intestinale è composta da un singolo strato di cellule epiteliali che costituiscono una sorta di interfaccia fra i contenuti tossici endoluminali e le strutture subepiteliali. Tale barriera blocca la traslocazione dei batteri dal lume intestinale alla circolazione at-traverso barriere anatomiche e difese biochimiche ed immunitarie.Le barriere anatomiche sono costituite da uno spesso strato di mu-cina che ricopre le cellule strettamente interconnesse fra loro (tight

Figura 1. Rx addome diretto in neonato con NEC stadio II-B – Addo-me disteso; evidenti segni di pneumatosi intestinale diffusa, in particolare ai qua-dranti di sinistra.

Figura 2. Segmento intestinale resecato in NEC stadio III-B: le lesioni più mar-cate sono a carico dell’ileo distale, francamente necrotico, del cieco e dell’ascendente. È riconoscibile in basso a sinistra l’appendice.

G.B. Parigi, L. Bertolini

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junctions); la netta diminuzione nella produzione di mucina che si verifica nel prematuro determina un aumento della permeabilità in-testinale e della adesività batterica, il che facilita la traslocazione dei batteri patogeni dal lume alla parete intestinale.Le difese biochimiche ed immunitarie sono costituite dai prodotti delle cellule di Paneth (lisozima, fosfolipasi A2, defensina α e β, catelicidine). Nel prematuro le cellule del Paneth sono nettamente diminuite, e quindi è pure diminuita la produzione di defensina, pep-tide con azione microbicida deputato al controllo della popolazione batterica endoluminale (Lin et al., 2008).Il neonato, in particolar modo se prematuro, non è in grado di re-golare adeguatamente la risposta infiammatoria dell’intestino, con esiti più lesivi che protettivi. Uno squilibrio quindi tra emissione di segnali pro-infiammatori e anti-infiammatori da parte di compo-nenti intrinseci alla parete intestinale contribuisce al danno che porta alla distruzione della parete stessa: se infatti predomina l’at-tività proinfiammatoria su quella antiinfiammatoria si verifica una risposta esagerata che determina rilascio di ossidanti e di proteasi che danneggiano chimicamente la barriera mucosa. Nel caso della NEC vengono attivati una serie di mediatori dell’infiammazione, quali il Tumor Necrosis Factor Alpha (TNF-α) ed il Platelet Activa-ting Factor (PAF), che determinano lo scatenamento dell’apoptosi nelle cellule mucose (Thompson et al., 2008); è stato inoltre di-mostrato il rilascio abnorme di citochine infiammatorie (IL-6, IL-8, IL-12, IL-18) (Caplan et al., 2005).I danni indotti dall’esagerata risposta infiammatoria sono ulterior-mente aggravati da un indebolimento dei meccanismi di protezione della barriera mucosa, sempre legato all’immaturità del neonato, che dovrebbero essere invece fisiologicamente presenti e mediati da: Epithelial Grow Factor (EGF) ed heparin-binding EGF (HB-EGF), fattori antiapoptosi ed antagonisti delle citochine proinfiammatorie IL-6 ed IL-8; citochine antiinfiammatorie (IL-10 e IL-12); eritropoietina (EPO), antagonista dell’ NO e dell’apoptosi; fattore di stimolazione dei granu-lociti (GCSF), pure antagonista dell’apoptosi (Clark et al., 2005).Un’ulteriore possibile fonte di lesioni della barriera mucosa, recente-mente studiata in un modello di NEC nel ratto, chiama in causa alte-razioni nel ciclo enteroepatico degli acidi biliari (AB). Questi vengono assorbiti dalla mucosa dell’ileo distale (una delle sedi preferite di lo-calizzazione della NEC) e reinfusi nella circolazione portale mediante un complesso meccanismo mediato da diverse sostanze: a) per pri-mo interviene l’ABST (apical sodium dependent bile acid transpor-ter) che trasporta gli AB dal lume intestinale all’interno dell’entero-cita; b) qui gli AB si legano ad una proteina, l’ileal bile acid binding protein (IBABP), che li trasporta all’altra estremità dell’enterocita; c) da qui infine gli AB vengono immessi nella circolazione portale per azione dell’organic solute transporter (OST α e β). Quando inizia a svilupparsi una NEC, il correlato aumento di TNF-α incrementa la produzione degli AB e deprime invece quella dell’IBABP, così che l’enterocita non è più capace di liberarsi dalla quantità di AB che vanno accumulandosi nel suo interno: in breve tempo quindi la ci-tolisi determinata dall’eccesso di AB distrugge non solo l’enterocita ma anche la barriera mucosa, inducendo in tal modo l’innescarsi della cascata infiammatoria – apoptotica che scatena una NEC con-clamata (Halpern et al., 2008).

Alterazioni nella composizione della flora intestinale

La NEC non si verifica “in utero”, il che implica la necessaria ipotesi di un coinvolgimento dei batteri intestinali nella sua patogenesi. Inoltre, sebbene la malattia sia solitamente sporadica, se ne sono occasional-mente osservate “epidemie” nel contesto di una TIN, il che suggeri-sce l’esistenza di un fattore trasmissibile coinvolto nel determinismo

dell’evento, ipotesi ulteriormente corroborata dal fatto che in questi casi un agente infettivo comune viene solitamente isolato dalle feci, dal sangue e dal liquido peritoneale (Boccia et al., 2001). I nati pretermine che assumono latte artificiale e che vengono tratta-ti precocemente con antibiotici a largo spettro sono esposti alla flora patologica dell’ambiente ospedaliero (Bacteroides, Clostridium per-frigens, Enterobacteriaceae) che determina un’eccessiva crescita batterica e un’anormale colonizzazione del tratto intestinale, con un totale sovvertimento del “microbial-epithelial cross talk” fisiologico.

Un nuovo possibile modello eziopatogenetico

Alla luce di così numerosi e mutuamente interagenti meccanismi eziologici, la patogenesi della NEC non può più essere collegata al modello a cascata lineare di Lloyd, ma piuttosto a un modello non-lineare, interattivo, circolare e multifattoriale, influenzato anche dall’immaturità della risposta immunitaria del neonato.Un neonato prematuro ricoverato in TIN è esposto alla flora potenzial-mente patogena nosocomiale, e spesso presenta episodi di apnea e bradicardia. Antibiotici a largo spettro vengono abitualmente som-ministrati a scopo profilattico, con abbattimento della flora micro-bica intestinale anaerobia, che normalmente funge da barriera alla crescita e colonizzazione di batteri Gram negativi potenzialmente patogeni. Al posto del latte materno vengono spesso somministrati latti in formula, che forniscono un substrato per la crescita batterica e non contengono tutti i fattori protettivi posseduti dal latte mater-no. La scarsa peristalsi del tratto gastroenterico favorisce inoltre la crescita di batteri patogeni: in base alla carica e virulenza di questi ultimi e alla presenza o assenza di danno mucosale, i microorga-nismi attraversano la barriera mucosa. La scarsità delle difese im-munitarie specifiche e non-specifiche, unitamente a episodi di ridu-zione della perfusione ematica della mucosa con conseguente suo danneggiamento, riduce significativamente le difese antimicrobiche. Vengono così prodotte citochine pro-infiammatorie che, attivando un processo flogistico locale, aumentano la permeabilità della mucosa permettendo in tal modo la traslocazione di microorganismi e dei loro prodotti tossici, con ulteriore danno mucosale fino alla necrosi a tutto spessore e alla perforazione (Grave et al., 2007).

È possibile prevenire la NEC?

Parametri clinici predittivi

Sono da tempo noti alcuni parametri clinici predittivi della NEC: il rischio di sviluppare la malattia NEC aumenta di 13 volte nei prematuri in cui vi è necessità di ricorrere ad una ventilazione assistita, di 6,4 volte in quelli in cui non si è fatto ricorso a nutrizione entrale con latte materno, di 28,6 volte in quelli in cui entrambi i fattori sono presenti rispetto a quelli in cui questi fattori non si sono verificati (Gregory, 2008). Logica conseguenza di queste osservazioni è stato il tentativo di identificare una serie di parametri numerici che consentissero di prevedere in modo statisticamente attendibile la possibile evoluzione di una NEC. È stato a questo fine condotto un raffinato studio statistico su 473 neonati affetti da pre-NEC o NEC (Moss et al., 2008), che ha consentito di identificare all’analisi univariata 12 parametri predittivi per la malattia, presentati in Tabella I in ordine di significatività statistica (valore della p). L’analisi multivariata dei parametri indagati non ha invece permesso di formulare un modello statistico capace di predire con certezza l’evoluzione di una NEC: paradossalmente, il dato più interessante emerso dallo studio è che la maggioranza delle variabili un tempo ritenute significative perde in realtà di significato una volta sottopo-sta ad un rigoroso studio statistico prospettico (Tab. II).


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Tabella II. Parametri clinici non più ritenuti predittivi per NEC.

Fattori materni: ecografia prenatale anormale, diabete, ipertensione o uso di steroidi durante la gravidanza, parto indotto o vaginale

Fattori perinatali: apgar 1 min < 6, ossigenoterapia, ventilazione con pal-lone di ambu, intubazione

Fattori postnatali: apnea/bradicardia, sangue nelle feci, nutrizione paren-terale prima della diagnosi, modalità, tipo e numero di modifiche nell’ali-mentazione enterale, uso di farmaci vasopressori o steroidei

Dati di immagine: ileo paralitico, distribuzione anomala del gas intestina-le, emorragia intraventricolare, presenza di pda

Dati di laboratorio (valori rilevati alla diagnosi): gb > 12.000, Ht < 30, fungemia.

Modalità preventive

La Tabella III riassume le correlazioni fra i fattori eziologici della NEC e le possibili conseguenti modalità preventive. La modalità preventiva più immediata e naturale è il ricorso all’allat-tamento materno: nozione da tempo acquisita empiricamente, ma di cui sono state solo da poco dimostrate le basi biologiche (Caplan, et al. 2005; Meinzen et al., 2009). Il latte materno infatti contiene EGF, protettore della barriera mucosa; contiene PAF acetilidrolasi, che distruggendo il PAF ne impedisce l’azione proinfiammatoria; incrementa la concentrazione di IL-10 e la relativa azione antiin-fiammatoria, e diminuisce quella di TLR-4 e la relativa azione pro infiammatoria; è ricco in probiotici.L’azione dei probiotici nella prevenzione della NEC si esplica incremen-tando la resistenza della parete intestinale alla traslocazione batterica, incrementando la competizione contro i batteri patogeni ed aumentando le difese immunitarie dell’organismo. Una recente meta-analisi relativa a nove studi randomizzati che hanno nell’insieme reclutato 1425 neona-ti ha confermato che nel gruppo trattato con probiotici per via enterale si è verificata una significativa riduzione nell’incidenza della NEC avanzata e nella conseguente mortalità (Alfaleh et al., 2009).La supplementazione di glutammina e/o di arginina somministrate per via parenterale od enterale ha dimostrato facilitare il ripristino delle alterazioni nella barriera mucosa e del recupero della capacità di assorbimento intestinale, oltre che a ridurre il tasso di infezioni e conservare la funzionalità epatica (Kul et al., 2009). L’infusione di EPO ricombinante per contrastare la distruzione della barriera mucosa mediata dall’apoptosi è stata testata in una coorte di 483 prematuri, 223 dei quali trattati e 260 controlli: l’incidenza

della NEC è diminuita dal 10,8% al 4,6% (12/260 vs. 4/223) (Led-better et al., 2000).Nuove modalità farmacologiche di prevenzione della NEC sono state studiate finora solo nell’animale da esperimento: somministrazione di pentossifillina, inibitore del TNF-a (testato nel ratto) o di PAF-ace-tilidrolasi, enzima degradante il PAF (testato nel ratto), per contrasta-re l’eccesso di azione pro infiammatoria e di induzione di apoptosi (Frost et al., 2008); somministrazione di nitroglicerina, precursore del NO, per riequilibrare il controllo della vascolarizzazione alterato in senso vasocostrittivo per un eccesso relativo di ET-1 da deficit di NO (testato nel coniglio) (Graf et al., 1997).Sulla base di una ampia revisione casistica, Yurdak conclude che le misure preventive per la NEC che hanno confermato la loro effica-cia sono l’allattamento al seno, gli steroidi prenatali e probabilmente i probiotici; promettenti l’EPO ed il GCSF somministrati per via enterale; deludenti i risultati forniti da immunoglobuline per via enterale, acidi grassi poliinsaturi, arginina e glutammina. Ancora validi i classici pre-sidi terapeutici costituiti da digiuno, nutrizione parenterale, antibiotici ad ampio spettro e, in caso di perforazione, chirurgia (Yurdak, 2008).

Qual è il ruolo attuale della chirurgia nella NEC?Risulta evidente da quanto sin qui esposto che la prospettiva futura per la chirurgia della NEC è quella di scomparire progressivamente dalla scena, in quanto il successo della “terapia eziologica preven-

Figura 4. Aspetto intraoperatorio dell’ileo in prematuro affetto da NEC sottoposto ad intervento chirurgico prima della perforazione (stadio III-A). È bene evidente una pneumatosi diffusa della parete intestinale.

Figura 3. Parete addominale tesa e translucida, con evidente reticolo venoso, in NEC avanzata.

Tabella I. Parametri clinici predittivi per NEC (da Moss et al., 2008, mod.).Distensione della parete addominale associata a dolore (<0,001) – fig. 3

Gas nella vena porta (0,002)

Pneumatosi intestinale (0,002) – fig. 4

Acidosi metabolica (ph < 7,3) alla diagnosi (0,004)

Età della madre < 20 anni (0,004)

Batteriemia gram – (0,02)

Massaggio cardiaco e/o rianimazione farmacologica alla nascita (0,02)

Sesso maschile (0,02)

No alimentazione enterale prima della diagnosi (0,03)

Presenza di neutrofili immaturi (> 5% della conta totale) e piastrinosi (0,05)

Peso alla nascita < 1000 g (0,06)

Batteriemia gram + (0,07)

G.B. Parigi, L. Bertolini

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tiva” descritta al paragrafo precedente dovrebbe sperabilmente in-terrompere il processo patologico ben prima che questo evolva sino alla necrosi intestinale, momento in cui la chirurgia diventa indi-spensabile. Dato però che tale momento è ancora purtroppo presu-mibilmente lontano, quando l’intestino è perforato non si può fare a meno dell’opera del chirurgo, che può ricorrere ad una delle strate-gie descritte in Tabella IV. Secondo alcuni ricercatori anzi il momento ottimale per l’intervento si pone appena prima della perforazione, quando il paziente raggiunge lo stadio III-A sec. Welsh e Kliegman ma non è ancora perforato (stadio III-B) (Parigi et al., 1994).La discussione sul momento ottimale per procedere ad intervento chirurgico – se cioè appena prima della perforazione o solo dopo che questa si sia verificata – è stata di fatto superata dalla neces-sità, imposta dai protocolli degli studi randomizzati, di attendere la perforazione prima di procedere a qualsiasi atto chirurgico così da uniformare le condizioni di partenza dei diversi bracci di studio. Questi studi si sono resi necessari per dirimere l’alternativa che nel corso degli ultimi trent’anni ha suscitato un acceso dibattito clinico, cioè se nei VLBW e ELBW affetti da NEC perforata dia risultati mi-gliori la laparotomia classica (LAP) oppure il posizionamento di un drenaggio peritoneale (primary peritoneal drainage, PPD). Il PPD venne descritto per la prima volta da Ein nel 1977 come pro-cedura di emergenza nei pazienti troppo instabili per sopportare un intervento chirurgico laparotomico; nel tempo tuttavia la metodica di-venne sempre più frequentemente intesa ed utilizzata come trattamen-to definitivo anziché come misura temporanea. L’acme del dibattito si raggiunse nel 2002, quando a breve distanza di tempo apparvero sul Journal of Paediatric Surgery due studi prospettici, con risultati assai

simili ma conclusioni del tutto opposte. L’uno concludeva che il PPD è l’opzione di scelta nel trattamento dei neonati con segni di pneumope-ritoneo o di NEC avanzata, indipendentemente da peso ed EG: la lapa-rotomia, ove necessaria, andava comunque praticata in seconda istan-za, una volta raggiunta la stabilità dei parametri clinici (Demestre et al., 2002). L’altro, con una casistica quasi del tutto analoga alla precedente per caratteristiche dei pazienti e per risultati, concludeva invece che la strategia di prima scelta era rappresentata dalla laparotomia in quanto consentiva una precoce rimozione della contaminazione peritoneale e dell’intestino necrotico, la correzione dell’acidosi e una più rapida ca-nalizzazione, con ciò determinando un miglior risultato finale ed una più breve ospedalizzazione (Camberos et al., 2002).Si rendeva quindi evidente la necessità di organizzare uno studio randomizzato prospettico che fosse in grado di superare il bias di assegnazione ai due bracci LAP o PPD e di portare a conclusioni possibilmente oggettive e condivisibili. Il primo di questi studi fu quello pubblicato da Moss sul New England Journal of Medicine, che raccoglieva l’esperienza di 15 centri USA per un totale di 117 neonati VLBW e di EG < 34 settimane osservati in un periodo di 5 anni. L’outcome valutato a breve distanza era la so-pravvivenza a 90 giorni dall’intervento, a lunga distanza la dipenden-za dalla NPT a 90 giorni e la durata dell’ospedalizzazione. L’indagine consentì di rilevare un indice di mortalità sostanzialmente uguale fra i pazienti sottoposti a PPD (19/55, 34,5%) rispetto a quelli trattati con laparotomia e anastomosi primaria (22/62, 35,5%); anche gli outco-mes a distanza non presentarono differenze significative. La naturale conclusione era che il tipo di opzione chirurgica non influenzava la sopravvivenza nei pazienti con NEC perforata, e che in ultima analisi la PPD, molto meno invasiva e molto più semplice tecnicamente di una laparotomia, era la scelta migliore (Moss et al. 2006).Queste conclusioni vennero però poco dopo contraddette da un se-condo trial randomizzato condotto da Rees e Pierro su 69 prematu-ri < 1000 g affetti da NEC perforata, 35 dei quali trattati con PPD e 34 con LAP in 31 Ospedali di 13 Paesi europei. In 26 dei 35 neonati del braccio PPD (74,3%) si rese indispensabile una laparotomia se-condaria per peggioramento delle condizioni cliniche, in media 2,5 giorni dopo posizionamento del drenaggio (range 0,4 – 21); in 4 dei 35 casi (11,4%) il PPD fu da solo sufficiente alla guarigione; i 5 rima-nenti (14,3%) andarono incontro ad esito infausto. La sopravvivenza a 6 mesi risultò pari al 51,4% (18/35) nei PPD ed al 63,6% (21/33) nei LAP. La conclusione è stata che il PPD non migliora la sopravvivenza nei neonati ELBW con perforazione intestinale (Rees et al., 2008).Una sostanziale differenza tra lo studio americano e quello euro-

Tabella IV. Opzioni chirurgiche nella NEC.

Laparotomia con resezione del tratto necrotico ed enterostomia

Richiede di necessità un secondo intervento per la chiusura della stomia, dopo circa 6-8 settimane. Alto tasso di complicanze: stenosi della stomia, laparocele e ernia parastomale, infezione di ferita, prolasso della stomia, invaginazione, occlusione, sepsi.

Laparotomia con resezione del tratto necrotico ed anastomosi primaria.

Evita le complicanze della stomia ed il reintervento per la sua chiusura, minore morbilità post-operatoria, più rapida reintroduzione della alimentazione entrale, riduzione dei tempi di degenza. Complicanze: deiscenza dell’anastomosi, ulteriori perforazioni.

Drenaggio peritoneale percutaneo (PPD)

Procedura rapida e poco invasiva eseguibile in anestesia locale, indicata in ELBW in condizioni critiche. Presidio temporaneo allo scopo di detendere la pressione endoaddominale e drenare il versamento peritoneale per ottenere un miglioramento delle condizioni generali prima dell’intervento laparotomi-co. Utilizzata anche come procedura potenzialmente risolutiva senza ulteriori interventi.

Clip and drop-back

Soluzione di compromesso fra PPD ed enterostomia in pazienti VLBW in condizioni critiche con interessamento segmentale multiplo: resezione del/dei segmento/i necrotico/i, chiusura temporanea delle anse resecate con clip e loro riposizionamento in addome. Reintervento con anastomosi 48-72 dopo (Vaughan et al 1996).

Tabella III. Fattori eziologici della NEC e loro possibile prevenzione.

Alimentazione con latte artificiale: Alimentazione al seno, supplementa-zione con fosfolipidi del latte artificiale

Alterazioni flora batterica: Trattamento enterale con Bifidobacterium in-fantis, profilassi antibiotica per via enterale

Immaturità della risposta immunitaria: Supplementazione di IgA

Distruzione della barriera mucosa mediata da fenomeni di apoptosi: Tera-pia postnatale precoce con desametasone; infusione di EGF, GCSF ed EPO ricombinante per contrastare l’apoptosi

Controllo della vascolarizzazione alterato in senso vasocostrittivo per un ec-cesso relativo di ET-1 da deficit di NO, eventualmente mediato su base gene-tica (carenza di L-arginina): somministrazione di L-arginina e/o glutammina


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peo è che nel primo solo 5/55 casi (9%) richiesero una laparotomia secondaria, dato che – a differenza del secondo – non venivano considerate indicazioni alla laparotomia l’instabilità emodinamica, l’insufficienza respiratoria o l’acidosi ingravescente. La salvage la-parotomy era cioè prevista ma non incoraggiata, sulla scorta di dati della letteratura che ne negavano la validità. I lavori più recenti tendono comunque ad affermare la superiorità della LAP sul PPD: nei 52 prematuri osservati da Baird (25 PPD e 27 LAP) la mortalità a 30 giorni risultò pari al 32% PPD e 7,4% LAP; dei 25 pazien-ti inizialmente sottoposti a PPD, 16 (64%) richiesero una salvage lapa-rorotomy. Nella recentissima metaanalisi di Sola et al., (e-pub 2009) condotta su 5 studi per un totale di 523 casi (273 PD, 250 LAP), una raffinata analisi statistica consente di concludere che il PPD presenta il 55% di excess mortality rispetto alla LAP, con ciò ponendo una pesante ipoteca sulla concezione del PPD come possibile terapia definitiva della NEC: tranne che in alcuni selezionati (e fortunati !) casi di ELBW guariti

con il solo drenaggio, questo dovrebbe essere semplicemente conside-rato come misura temporanea prima della laparotomia.Una revisione attualmente in corso della nostra esperienza in merito conferma questa posizione, che peraltro sostenevamo da tempo (Parigi et al., 1994), che vede la laparotomia seguita da anastomosi immediata come intervento di scelta quando appena possibile. È in via di sviluppo un nuovo studio randomizzato internazionale organizzato dal gruppo di ricerca del Great Ormond Street Hospital di Londra, teso a valutare se questa strategia chirurgica sia valida su basi statisticamente significa-tive e non solo sull’ “apprezzamento” personale del singolo chirurgo (A. Pierro, comunicazione personale). Dobbiamo quindi attendere ancora qualche tempo prima di disporre di una risposta ragionevolmente con-clusiva su come si debba esplicare al meglio il nostro ruolo di chirurghi nel trattamento della NEC: questo in attesa di quelle misure preventive che – in un più o meno lontano futuro – dovrebbero fare della NEC “chirurgica” un capitolo chiuso nella storia della medicina.

Gian Battista Parigi, Chirurgia Pediatrica, IRCCS Policlinico “S. Matteo”, 27100 Pavia. E-mail: [email protected]

Corrispondenza

La NEC è probabilmente la conseguenza di squilibri indotti nel neonato, particolarmente se prematuro, dall’immaturità del sistema gastrointestinale, •delle funzioni digestive, della regolazione circolatoria e delle difese immunitarie. Il suo evento scatenante è rappresentato dall’apoptosi degli enterociti che determinano una risposta infiammatoria come evento finale. •Può essere prevenuta da: allattamento al seno, probiotici ed antibiotici, IgA, EGF, GCSF e EPO ricombinante, L-arginina e/o glutammina.•Possibili opzioni chirurgiche: laparotomia con resezione del segmento necrotico ed enterotomia o anastomosi primaria, oppure drenaggio perito-•neale primario, probabilmente meno efficace.

Box di orientamento

Luglio-Dicembre 2010 • Vol. 40 • N. 159-160 • Pp. 68-78 GeNeTICA

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Introduzione

Oggi la genetica clinica pediatrica si identifica in buona parte con il ca-pitolo delle malattie rare, che sono per l’80-85% di origine genetica e esordiscono in alta percentuale in età pediatrica. Esse rappresentano una sfida per il sistema sanitario poiché hanno spesso un quadro cli-nico complesso, sono poco conosciute e sono in molti casi associate a disabilità, anche grave. Per tali ragioni, la materia della malattie rare è stata inclusa tra gli obiettivi prioritari di rilevanza nazionale (legge n. 279/2001) e molte Regioni si sono attivate o si stanno attivando per creare o implementare reti assistenziali per la presa in carico di soggetti con malattia rara e definire percorsi diagnostico-terapeutici, con inizia-tive integrate e condivise tra le Regioni. Lo sviluppo di reti assistenziali per malattie ad alta complessità assistenziale, quali le sindromi gene-tiche, coinvolge tutta l’area dell’assistenza sanitaria, dal centro di rife-rimento ai presidi e agli operatori del territorio. Poiché la maggior parte delle sindromi genetiche esordisce in età pediatrica, i pediatri si trove-ranno sempre più ad essere attivamente coinvolti nella gestione dei malati rari, in collegamento e integrazione con i centri di riferimento.Oggi le famiglie ed i pazienti con malattia rara hanno sviluppato mag-giore consapevolezza della malattia rispetto a qualche anno fa, anche grazie all’attività delle associazioni di malati, chiedono maggiore as-sistenza e supporto e costituiscono una sfida per i pediatri dei centri di riferimento e del territorio. La numerosità e la complessità delle malattie genetiche non consente che tutti i pediatri ne abbiamo una

conoscenza approfondita, ma è importante che essi conoscano gli strumenti di informazione e di aggiornamento per sostenere al meglio i bisogni dei propri assistiti con malattia genetica rara.

Obiettivo

Quest’articolo mira a far conoscere ai pediatri alcuni strumenti di aggiornamento presenti in Internet e quindi di facile consultazione, che informano sulle novità nel campo delle malattie genetiche rare. Utilizzando questi siti, si riporteranno alcuni esempi di nuovi geni e di nuove sindromi che offrano spunti di riflessione non solo per la pratica clinica, ma anche per la comprensione di meccanismi di malattia o di pathways fisiologici. Saranno poi revisionate malattie e sindromi genetiche (con esclusione delle classiche malattie metabo-liche da deficit enzimatici del metabolismo intermedio) per le quali sono in corso studi pre-clinici e trial per nuove terapie farmacologi-che, discutendo brevemente le evidenze finora ottenute. Mutazioni di più di 2000 geni sono state associate a specifiche ma-lattie ereditarie, molte delle quali sono poco conosciute. Molti dei geni coinvolti fanno parte di vie di trasduzione del segnale, implicate nella crescita, proliferazione o differenziazione di cellule nel corso dello sviluppo e dell’omeostasi tissutale. Mutazioni di questi geni possono infatti causare disordini che vanno da malformazioni con-genite al cancro. Per i disordini mendeliani, la relazione causale tra mutazione e malattia può offrire opportunità dirette di manipolazio-

Malattie genetiche rare (ma tante): nuovi geni, nuove sindromi e nuove terapie

Iris Scala, Carla Ungaro, Generoso AndriaDipartimento di Pediatria, Università Federico II, Napoli

RiassuntoDal 2007 ad oggi sono state identificate circa 120 nuove sindromi genetiche e 330 nuovi geni implicati nella patogenesi di sindromi genetiche già note. La conoscenza dei meccanismi molecolari alla base delle sindromi genetiche è importante per comprendere la patogenesi delle manifestazioni cliniche associate, per definire la prognosi e per la ricerca di nuovi approcci terapeutici. Un importante carico assistenziale è rappresentato dalle malattie rare, che sono per oltre l’80% rappresentate da malattie genetiche, spesso associate a quadri clinici complessi e in molti casi disabilità anche gravi. In molte regioni italiane si stanno creando e implementando reti assistenziali per la gestione integrata dei pazienti affetti da malattie rare. Pertanto i pediatri del territorio saranno sempre più attivamente coinvolti nella presa in carico dei “malati rari”, in collaborazione con i rispettivi centri di riferimento. Data la numerosità e la complessità delle malattie genetiche è importante, quindi, che i pediatri conoscano gli strumenti di informazione e di aggiornamento, presenti anche su Internet, circa le novità nel campo delle malattie genetiche affinché siano sempre più preparati ad affrontare i problemi dei loro pazienti affetti da sindromi genetiche e a collaborare nel migliore dei modi con i Centri di riferimento. Uno dei motori di ricerca di facile consultazione è il portale Orphanews di Orphan Europe, che pubblica online newsletters organizzate in varie sezioni: edi-toriali, nuovi geni, nuove sindromi, nuove terapie, eventi congressuali ecc. I temi oggetto di questa revisione sono stati selezionati analizzando in particolare le newsletters pubblicate su questo portale da gennaio 2007 a marzo 2010.

SummarySince 2007, approximately 120 new syndromes and 330 new genes responsible for known genetic syndromes have been identified. The discovery of the molecular mechanisms of genetic diseases provides clues to clarify the pathogenesis of the associated clinical features, to define prognostic factors and to develop new therapeutic approaches. These genetic disorders are generally rare or very rare, have complex clinical spectrums and are often associated with severe disability. Presently most Italian regions are organizing special diagnostic and therapeutic networks dedicated to rare diseases. Consequently, all health care providers, including family pediatricians will be involved in the management of patients affected by rare disorders in collaboration with the Re-gional Referral Centres. The Internet provides very efficient tools to better understand genetic disorders and update the knowledge. Besides the well known PubMed, a good source of information on rare diseases is offered by Orphanews of Orphan Europe, which gives insights on new syndromes, new genes and new therapies for rare disorders. This review provides an example of the wealth of knowledge mainly provided by Orphanews in the last three years.


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ne di segnali intracellulari. In questa revisione, saranno riportati gli esempi più recenti di utilizzo di piccole molecole (qui denominata “Terapia Molecolare”) nelle malattie monogeniche.

MetodologiaIn relazione allo scopo dell’articolo, si è scelto deliberatamente di non utilizzare esclusivamente il classico motore di ricerca PubMed (www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed) a vantaggio di altri siti, quale il portale Orphanews (http://www.orpha.net/actor/cgi-bin/OAhome.php?Ltr=EuropaNews) di Orphan Europe, che consiste in newsletters pubblicate online a cadenza mensile e organizzate in sezioni riassun-tive dedicate a Editoriali, Nuovi Geni, Nuove Sindromi, Nuove Terapie, oltre che a congressi o corsi d’aggiornamento sulle malattie rare. Ogni articolo riassunto in Orphanews contiene inoltre un link diretto con l’articolo originale pubblicato in PubMed e un link con Orphanet (www.orpha.net), strumento che fornisce preziose informazioni in italiano sulle caratteristiche generali di una particolare malattia genetica. Per la selezione degli articoli e degli argomenti oggetto di questa revisione, sono state analizzate tutte le newsletters pubblicate da gennaio 2007 a marzo 2010. Tra i siti italiani, segnaliamo il portale dedicato alle malattie rare e farmaci orfani dell’Istituto Superiore di Sanità, in cui è possibile inserire anche una ricerca per malattie o farmaci specifici e trovare le ultime novità in campo clinico o di ricerca di base, oltre che infor-mazioni su congressi o iniziative nazionali e internazionali in tema di malattie rare (www.iss/cnmr).

Nuovi geni, nuove sindromi e approcci terapeutici innovativiDal 2007 ad oggi sono state identificate almeno 118 nuove sindromi genetiche, 10 nuove malattie metaboliche, 331 nuovi geni implicati nella patogenesi di sindromi genetiche già note e 29 geni responsabili di ma-lattie metaboliche note (Tab. I). In questa revisione non verranno trattate le malattie ereditarie del metabolismo, in genere causate da un’altera-zione di una tappa enzimatica implicata in una via metabolica nota, e per le quali, al contrario di quanto succede per le sindromi genetiche, è più semplice identificare gli approcci diagnostici e terapeutici.

Nuovi geni responsabili di sindromi genetiche note

È importante conoscere i meccanismi molecolari alla base di quadri sindromici per: • unamigliorecomprensionedellapatogenesidellemanifestazio-

ni cliniche; • una migliore correlazione genotipo-fenotipo, soprattutto per

quelle sindromi con eterogeneità genetica e per la definizione di sottogruppi omogenei dal punto di vista genetico, anche al fine di definire e sperimentare nuovi approcci terapeutici;

• definizionedellaprognosi;

• identificazione di nuove funzioni o meccanismi molecolari diprodotti proteici o pathways.

Di seguito si riportano alcuni esempi rilevanti.

Nuovi geni implicati nella patogenesi del ritardo dello sviluppo psicomotorio, sindromico e non. Il ritardo mentale è un disordine comune che interessa circa il 3% della popolazione generale. Nel corso degli ultimi tre anni sono stati identificati numerosi geni re-sponsabili di ritardo mentale associato o meno a sindromi genetiche. Le forme di ritardo mentale definite “non sindromiche” sono più fre-quentemente ereditate con modalità autosomica recessiva. Nel pe-riodo esaminato in questa revisione sono stati riconosciuti sei geni implicati, l’ultimo dei quali, recentemente identificato (TRAPPC9) modula l’attività del fattore di trascrizione NF-kB (Mir et al., 2009). Tra le forme di ritardo mentale sindromico a trasmissione autosomica recessiva di particolare interesse è la sindrome C, una sindrome rara, caratterizzata da ritardo mentale e anomalie congenite multiple qua-li trigonocefalia, sinostosi della sutura metopica, anomalie facciali e scheletriche. Il gene identificato è CD96 che codifica per una proteina componente della superfamiglia delle immunoglobuline e implicata nei meccanismi di adesione e crescita cellulare (Kaname et al., 2007). Sono state descritte almeno 215 condizioni di ritardo mentale ereditate con modalità X-linked e sono stati identificati ben 83 geni coinvolti, codi-ficanti proteine aventi differenti funzioni come quelle di rimodellamento cromatinico, formazione delle sinapsi e trafficking intracellulare. In par-ticolare un nuovo gene identificato in una sindrome con ritardo mentale associato a epilessia, autismo e macrocefalia è RAB39B, una proteina con attività GTPasica appartenente alla famiglia delle proteine RAB, pro-teine coinvolte nel trafficking vescicolare intracellulare. RAB39B è una proteina neurono-specifica ed è localizzata a livello dell’apparato del Golgi; in presenza di una sua ridotta attività si assiste ad una significa-tiva riduzione dei bottoni presinaptici, che suggerisce un suo ruolo nella formazione delle sinapsi (Giannandrea et al., 2010). Un meccanismo patogenetico peculiare di ritardo mentale, sindro-mico e non, ereditato con modalità X-linked è associato a mutazioni del gene UPF3B, proteina implicata nel meccanismo di regolazione post-trascrizionale mediato dal mRNA nonsenso, un processo usato in tutte le cellule dell’organismo, atto a prevenire l’espressione di pro-teine tronche. Tale gene è coinvolto nella sindrome di Lujan-Fryns (sindrome associata ad alta statura di tipo marfanoide, dismorfismi facciali e problemi comportamentali) e nella sindrome FG, caratte-rizzata da una serie di sintomi, quali ipotonia congenita con ritardo dello sviluppo motorio e del linguaggio, disturbi gastrointestinali come reflusso gastro-esofageo e stipsi, e diplegia spastica (Tarpey et al., 2007), sintomi comuni anche alla sindrome di Opitz-Kaveggia.In un ristretto numero di pazienti con sindrome FG, presentanti un fenotipo specifico sovrapponibile a quello della sindrome di Opitz-Kaveggia, sono state identificate mutazioni del gene MED12; lo stesso gene era stato già in precedenza associato alla sindrome di

Tabella I.Nuovi geni responsabili di sindromi genetiche note, nuove sindromi, nuovi geni responsabili di malattie metaboliche note e malattie metaboliche di recente identificazione (OrphaNews Europe).

Nuovi geni responsabili di sindromi note

Nuove sindromi Nuovi geni responsabili di malattie metaboliche note

Nuove malattie metaboliche

2007 81 23 7 7

2008 80 39 9 2

2009 139 48 13 1

2010 31 8 0 0

I. Scala et al.

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Opitz-Kaveggia e codifica per una proteina coinvolta nella regolazio-ne trascrizionale mediata dagli ormoni tiroidei (Piluso et al., 2009).

Nuovi geni implicati in patologie oculari La retinite pigmentosa (RP) è una distrofia retinica ereditaria cli-nicamente e geneticamente eterogenea, causata dalla perdita dei fotorecettori e caratterizzata da depositi retinici di pigmento visibili all’esame del fondo oculare. Generalmente la forma più comune è quella non sindromica e le modalità di trasmissione sono autosomi-ca dominante e recessiva, legata all’X e digenica. Finora sono stati identificati circa 50 geni/loci responsabili di malattia; di particolare interesse è il gene TOPORS, identificato recentemente in una forma di RP autosomica recessiva. Il prodotto genico è una ubiquitina ligasi (E3) ed è coinvolta quindi nel meccanismo di degradazione delle proteine mediante proteasoma. L’espressione ubiquitaria di TOPORS e la mancanza di proteina mutata nei pazienti suggeriscono un mec-canismo patogenetico di aploinsufficienza (cioè insufficiente quanti-tà di prodotto genico, causata da una mutazione in eterozigosi) piut-tosto che di effetto negativo dominante (Chakarova et al., 2007). Il glaucoma congenito primario è una patologia a trasmissione au-tosomica recessiva che esordisce nel primo anno di vita. È caratte-rizzata da un’aumentata pressione intraoculare che può determinare danno del nervo ottico, aumentate dimensioni dei globi oculari e perdi-ta della vista permanente. Il glaucoma congenito primario è bilaterale nell’80% dei casi, il 25% dei quali sono diagnosticati nel primo mese di vita, mentre il 60% nei primi 6 mesi di vita. È stato identificato un gene responsabile, LTBP2, che codifica per una proteina appartenente alla famiglia di proteine di legame del TGF-beta, le quali sono proteine della matrice extracellulare con domini multipli (Ali et al., 2009). La cataratta congenita è un’opacità del cristallino in grado di inter-ferire significativamente sulla sua trasparenza, insorge nei primi sei mesi di vita, ovvero nel periodo critico dello sviluppo visivo. La ca-taratta congenita è ancora una delle principali cause di cecità in età pediatrica, essendo responsabile di circa il 10-15% di tutte le cecità infantili. Nelle forme autosomiche dominanti di cataratta congenita sono state identificate mutazioni del gene CHMP4B che codifica per una proteina essenziale per il trasporto intracellulare delle vescicole endosomiali (Shiels et al., 2007).

Nuovi geni in sindromi osteodisplastiche (brachidattilia di tipo B e osteopetrosi autosomica recessiva)La brachidattilia di tipo B (BDB) è una malformazione congenita rara, caratterizzata da ipoplasia o aplasia delle parti terminali del-le dita (dal 2° al 5° dito), con assenza completa delle unghie delle mani. Nella maggior parte dei casi è stata riportata una trasmissione autosomica dominante. La BDB è dovuta alle mutazioni del gene ROR2 (receptor tyrosine kinase-like orphan receptor 2), localizzato sul cromosoma 9q22. In alcuni pazienti senza mutazioni nel gene ROR2 e con quadro clinico caratterizzato anche da sinfalangismo prossimale e sinostosi carpale sono state identificate alterazioni del-la proteina Noggin, coinvolta nella formazione dei somiti durante il periodo embrionale (Lehmann et al., 2007). Un nuovo gene, RANKL è stato associato all’osteopetrosi autosomica recessiva, malattia causata da un difetto dello sviluppo o della fun-zione degli osteoclasti e pertanto caratterizzata da un aumento della densità ossea. Il gene RANKL codifica per un fattore di crescita cruciale per la differenziazione delle cellule in osteoclasti. Il trapianto di cellule staminali ematopoietiche è inefficace in questi pazienti, poiché le cellu-le trapiantate non sono in grado di differenziarsi in osteoclasti. Pertanto la somministrazione di fattori di crescita potrebbero rappresentare una potenziale terapia per questa patologia (Sobacchi et al., 2007).

Le ciliopatie: nuovi geni Negli ultimi anni si sta espandendo un gruppo di sindromi plurimalfor-mative, caratterizzate da una comune alterazione della funzione delle ciglia e pertanto definite “ciliopatie” (Fig. 1). Le ciglia e i flagelli sono estroflessioni filiformi e flessibili della membrana plasmatica, simili a peli, presenti sulla superficie di alcune cellule animali. La struttura cito-scheletrica interna (assonema) di ciglia e flagelli è identica ed è costitui-ta da 9 coppie di microtubuli disposti ad anello attorno a due microtubuli non accoppiati al centro. Questa struttura, detta 9+2, si ritrova in quasi tutte le forme di ciglia e flagelli eucariotici ed è specializzata per il movi-mento cellulare. Le coppie esterne di microtubuli sono collegate tra loro da due braccia di dineina e da connessioni proteiche di nexina. Le ciglia svolgono un ruolo cruciale in diversi pathways di trasduzione del segna-le, quali Wnt e Hedgehog (coinvolti nello sviluppo embrionale), e PDGF (platelet-derived growth factor) (D’Angelo et al., 2009). Tra le ciliopa-tie, la principale è la sindrome di Joubert, a trasmissione autosomica recessiva e caratterizzata da una malformazione congenita del tronco cerebrale e un’agenesia o ipoplasia del verme cerebellare, che esita in difetti della respirazione, nistagmo, ipotonia, atassia e ritardo nelle tappe dello sviluppo motorio. Altri segni occasionali sono la distrofia retinica, la nefronoftisi e la polidattilia. La diagnosi si basa sui segni clinici principali (ipotonia, atassia, ritardo dello sviluppo e aprassia oculomotoria), che devono essere associati ad un segno neuro-radiologico patognomoni-co rivelato dalla risonanza magnetica cerebrale, noto come `segno del dente molare’, conseguenza dell’ipoplasia del verme cerebellare. Finora sono stati associati alla malattia sette geni, tutti implicati nella funzione delle ciglia. Altre sindromi associate sono la sindrome di Meckel, una rara sindrome autosomica recessiva a prognosi infausta caratterizzata da malformazioni del SNC (encefalocele), polidattilia, rene multicistico ed epatopatia duttale. Tale sindrome ha in comune con la sindrome di Joubert il coinvolgimento possibile di 2 geni (MKS3 e MKS4) anch’essi coinvolti nella funzione ciliare (Baala et al., 2007). Un’altra ciliopatia è la sindrome di Jeune caratterizzata da severa insufficienza respirato-ria, degenerazione retinica, malattia cistica renale e polidattilia; il gene mutato è IFT80 che codifica per una proteina coinvolta nel trasporto intraflagellare (Beales et al., 2007). Altre sindromi identificate con muta-zioni in geni implicati nella funzione ciliare sono la sindrome di Bardet-Biedl, caratterizzata da obesità, retinopatia pigmentaria, polidattilia po-stassiale, micropene, disturbo del linguaggio con ritardo dello sviluppo psicomotorio, malattia renale. Alcuni geni identificati come MKS1, MKS3 e CEP290 sono in comune con la sindrome di Meckel e la sindrome di Joubert (Leitch et al., 2008). Infine in una forma di sindrome di Joubert

Figura 1. Principali sindromi associate a difetto delle ciglia cellulari (ciliopatie).


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con un pattern di trasmissione X-linked sono state identificate mutazioni del gene OFD1, precedentemente associato alla sindrome oro-facio-digitale di tipo 1 e alla sindrome di Simpson-Golabi-Behmel di tipo 2. La sindrome oro-facio-digitale di tipo 1 è caratterizzata da dismorfi-smi facciali (bozze frontali prominenti, asimmetria facciale, ipertelori-smo), anomalie del cavo orale (pseudoschisi del labbro superiore, pa-latoschisi, schisi linguale, palato ogivale, frenuli linguali soprannumerari e anomalie dentarie) e delle dita (sindattilia, brachidattilia, clinodattilia, polidattilia). Le malformazioni cerebrali e il rene policistico sono comuni. La sindrome di Simpson-Golabi-Behmel di tipo 2 è la forma grave della sindrome ed è caratterizzata da anomalie multiple, idrope fetale e leta-lità. La malattia polimalformativa comprende anomalie cranio-facciali (macrocefalia, ipertelorismo, palato ogivale o palatoschisi), anomalie gastrointestinali e genito-urinarie e difetti scheletrici agli arti superiori e inferiori. Il gene OFD1 implicato nelle tre sindromi descritte codifica per una proteina coinvolta nel legame con una proteina ciliare chiamata li-bercilina. L’assenza completa di tale legame causa sindromi più severe, quali la sindrome oro-facio-digitale di tipo 1 e la sindrome di Simpson-Golabi-Behmel di tipo 2. Viceversa la riduzione di tale legame determina la sindrome di Joubert (Coene et al., 2009).

Novità sulla sindrome di Cornelia De Lange e la sindrome CHARGELa sindrome di Cornelia De Lange, è caratterizzata da note di-smorfiche con ritardo mentale di gravità variabile, anomalie delle mani e dei piedi, ritardo di crescita severo ad esordio prenatale e tal-volta malformazioni renali e cardiache. Quasi tutti i casi sono spora-dici. È stata osservata occasionalmente una trasmissione familiare autosomica dominante. Sono state individuate mutazioni causative nei tre geni implicati nella coesione dei cromosomi (complesso della coesina). Il gene NIPBL è mutato per il 50% dei pazienti ed è il gene più rilevante della sindrome. Recentemente sono stati identificati due geni, SMC1A e SMC3, associati a forme meno severe; tali geni codificano per due subunità del complesso delle coesine, complesso multiproteico che tiene uniti i cromatidi fratelli a livello dei loro cen-tromeri e lungo numerosi punti dei loro bracci. Tali mutazioni sono associate ad un fenotipo più lieve, poiché le proteine mutate vengo-no normalmente sintetizzate, ma la formazione del complesso delle coesine è alterata. (Deardorff et al., 2007; Selicorni et al., 2007). La sindrome di Kallmann e la sindrome CHARGE (coloboma, difetto cardiaco, atresia della coane, ritardo di crescita e dello sviluppo, ipo-plasia dei genitali, anomalia delle orecchie/sordità) sono due distinti disordini dello sviluppo che condividono alcuni aspetti fenotipici quali l’ipogonadismo e le alterazioni dell’olfatto. La sindrome di Kallmann è più frequentemente associata a mutazioni dei geni KAL1 e FGFR 1; di recente però sono state identificate mutazioni anche del gene CHD7, gene già implicato nella patogenesi della sindrome CHARGE. Pertanto si può dire che la sindrome di Kallmann rappresenta una variante alle-lica più lieve della sindrome CHARGE (Kim et al., 2008).

Il ruolo di pathways cellulari nella patogenesi di diverse sindromi genetiche

RAS/MAPKNegli ultimi anni sono stati identificati alcuni geni codificanti proteine componenti di svariati pathways cellulari, molte delle quali apparte-nenti allo stesso pathway e responsabili di sindromi genetiche diffe-renti. Uno dei più noti è quello della cascata RAS/MAPK, una cascata cellulare che vede coinvolte diverse proteine con funzione serina-treo-nina chinasi (Fig. 2). RAS è una proteina con attività GTPasica che ha la funzione di trasdurre il segnale dei recettori tirosina chinasi attivati da diversi segnali, quali ormoni, vari fattori di crescita e l’insulina. Quindi è una proteina cruciale nella regolazione del differenziamento, nella

promozione della sopravvivenza e nella modulazione del metabolismo cellulare. Le più note sindromi genetiche associate ad un’aumentata attivazione della cascata RAS/MAPK sono la neurofibromatosi di 1, la sindrome di Noonan, la sindrome LEOPARD, la sindrome di Co-stello e la sindrome cardio-facio-cutanea (Zampino et al., 2008). Di recente identificazione è la sindrome di Legius, sindrome trasmessa con modalità autosomica dominante (Brems et al., 2007) e causata da mutazioni di SPRED1, gene codificante una proteina di regolazio-ne negativa della cascata RAS/MAPK; i pazienti affetti presentano un quadro clinico simile alla neurofibromatosi di tipo 1 senza però le ma-nifestazioni tumorali (Muram-Zborovski et al., 2010). Mutazioni di RAF1, responsabili di un’aumentata attivazione del pa-thway di RAS, sono state associate ad un’aumentata incidenza di cardiomiopatia ipertrofica nei pazienti con sindrome di Noonan e sindrome LEOPARD (Pandit et al., 2007), un interessante esempio di correlazione genotipo-fenotipo. Inoltre, il gene B-RAF, responsabile della sindrome cardio-facio-cutanea, è generalmente associato ad un grave ritardo mentale. In realtà recen-temente sono state identificate nuove mutazioni dello stesso gene nei pazienti con sindrome LEOPARD senza compromissione dello sviluppo psicomotorio. Ciò significa che mutazioni di B-RAF non sono necessa-riamente associate a deficit intellettivo (Koudova et al., 2009).

Processo di ubiquitinazioneUn pathway di notevole interesse è quello relativo al processo di ubi-quitinazione proteica, meccanismo che permette la degradazione del-le proteine mediata dal proteasoma (Fig. 3). È stato identificato un nuovo gene deleto nella sindrome di Williams (TRIM50) che codifica per una ubiquitina ligasi E3; altre sindromi coinvolte sono l’atrofia mu-scolare spinale a trasmissione X-linked e la sindrome RIDDLE (Ra-diosensitivity, Immunodeficiency, Dysmorphic features, and Learning Difficulties), una sindrome di recente identificazione caratterizzata da immunodeficienza e radiosensibilità (Stewart et al., 2009).

Notch, Wnt e HedgehogAltri pathway recentemente implicati nella patogenesi di quadri sin-dromici sono quello di Notch, Wnt e Hedgehog, coinvolti nelle intera-zioni cellulari durante lo sviluppo embrionale. Mutazioni di proteine coinvolte nel pathway di Notch, importante per la formazione dei somiti, sono state associate alla disostosi spondi-locostale, sindrome caratterizzata da brevità del tronco, emivertebre ed anomalie di allineamento delle coste. Ciò è secondario ad un’alte-razione dello sviluppo dei somiti durante il periodo embrionale. Alterazione del pathway di Wnt è stato associato alla displasia odon-to-onico-dermica e alla sindrome di Goltz (ipoplasia dermica foca-le) caratterizzata da diversi sintomi cutanei e da una varietà di ano-

Figura 2. Cascata RAS/MAPK e sindromi correlate.

I. Scala et al.

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malie oculari, dentarie, del SNC, del sistema urinario, gastrointestinale e cardiovascolare. Infine la sindrome di Carpenter (acrocefalopoli-sindattilia) caratterizzata da saldatura precoce delle suture metopica e sagittale, cardiopatia, obesità e malformazioni delle mani e dei piedi, è stata associata a mutazioni del gene RAB23 che codifica per un en-zima che regola negativamente il pathway Hedgehog, implicato nella strutturazione embrionale degli arti (Jenkins et al., 2007).

Sindromi di recente identificazione Negli ultimi anni sono state riconosciute numerose sindromi genetiche con l’identificazione dei geni patogeni associati. Ciò ha consentito non solo di ampliare le nostre conoscenze in campo di genetica e di conoscere la funzione di numerosi geni in passato ignoti, ma anche di porre un numero sempre maggiore di diagnosi di sindrome genetica, anche in quella quota di pazienti precedentemente non diagnosticati. Quasi sempre non viene specificato il nome della sindrome riconosciuta, ma viene descritto solo il quadro clinico associato al gene in causa. In Tabella II sono riassunte al-cune nuove sindromi identificate dal 2007 ad oggi, in particolare sindromi con fenotipo dismorfico-malformativo, rilevabile clinicamente.

Nuove terapie per le malattie genetiche: la ricerca al letto del malato

Generalità

Nel caso delle malattie genetiche, rare, orfane e con meccanismo pato-genetico spesso ancora da chiarire, i risultati della ricerca di base sono cruciali per lo sviluppo di terapie che, in alcuni casi di particolare gravità, vengono sperimentate direttamente o molto rapidamente nell’uomo.Infatti, la conduzione della ricerca clinica per le condizioni genetiche rare è molto complessa, perché la popolazione di pazienti è poco numerosa, geograficamente distante e spesso rappresentata da gruppi vulnerabili come bambini o soggetti con disabilità mentale. Per regolamentare la ricerca, soprattutto in campo terapeutico, tenendo conto delle proble-matiche intrinseche della materia e riconoscendo le difficoltà di con-

durre studi con adeguata potenza statistica, il Committee for Medicinal Products for Human Use (CHMP) ha prodotto delle linee guida per la conduzione di trial clinici in piccole popolazioni (http://www.emea.eu-ropa.eu/pdfs/human/ewp/8356105en.pdf). Questa standardizzazione è molto importante per interpretare risultati di trial internazionali. Di par-ticolare supporto sono e saranno i registri dei pazienti, perché possono fornire controlli storici, informazioni sulla storia naturale della malattia e facilitare il reclutamento di pazienti in trials. Per tali motivi, i registri sono anche fortemente sostenuti dalle associazioni di pazienti. In quasi tutte le regioni italiane esistono già registri per malattie rare e nelle altre si stanno implementando questi programmi. Per lo sviluppo di terapie innovative per malattie genetiche rare, i costi per lo sviluppo sono il problema maggiore. Nell’Unione Europea, sono stati introdotti incentivi economici, come ad esempio la garanzia di esclusività sul mercato, per lo sviluppo di farmaci orfani per malattie rare, definendo farmaci orfani molecole destinate alla cura di una con-dizione con prevalenza inferiore a 5:10000 abitanti o quei prodotti che per ragioni economiche non sarebbero sviluppati senza incentivi. Di seguito si riportano le novità terapeutiche, in fase pre-clinica e cli-nica, per alcune malattie genetiche: da queste esperienze si evince il concetto che, conosciuta la patogenesi della malattia, molte terapie già in uso per altre patologie possono adattarsi anche alle malattie genetiche rare e che lo stesso principio attivo può essere utilizzato per più patologie genetiche (Tab. III).

Terapie “molecolari” in quadri sindromici con predisposizione a tumori e fenotipo neurologico

Sclerosi tuberosaLa sclerosi tuberosa è una malattia a trasmissione autosomica reces-siva con una prevalenza di circa 1:10 000 nati e caratteristiche cliniche variabili, che includono convulsioni, ritardo mentale, autismo e tumori benigni in diversi organi (Crino PB, 2006). Le donne con sclerosi tu-berosa sono anche a rischio di sviluppare la linfangioleiomiomatosi (LAM), complicanza caratterizzata da degenerazione cistica del polmo-ne e proliferazione di cellule anomale chiamate LAM. Mutazioni di due geni, TSC1 e TSC2, causano la malattia. I prodotti proteici di entrambi i geni formano un complesso che inibisce mTORC1 (mammalian target of rapamycin complex 1), un mediatore di processi cellulari quali cre-scita, autofagia e progressione di ciclo cellulare (Huang et al., 2008). Il deficit di TSC1 o TSC2 attiva mTORC1 che induce la crescita tumorale. La rapamicina (Sirolimus) è un inibitore di mTORC1 e viene utilizzato nella pratica clinica come immunosoppressore nei trapianti d’organo. Quando i ricercatori hanno dimostrato che il Sirolimus normalizzava la funzionalità di mTORC1 nei topi con deficit di TSC1/2 e che la crescita tumorale era inibita, sono stati intrapresi studi clinici di fase II per valu-tare l’efficacia del Sirolimus nel prevenire la LAM in pazienti con sclerosi tuberosa, sia negli USA che in Europa (Bissler et al., 2008; Davies et al., 2008). Essi hanno dimostrato in effetti una significativa riduzione della complicanza. Studi preclinici in modelli animali suggeriscono che l’inibizione di mTORC1 migliora anche il fenotipo neurologico, ovvero le funzioni cognitive, l’organizzazione neuronale e le convulsioni (Ehninger et al., 2008; Zeng et al., 2008). Studi clinici randomizzati controllati sono in corso con l’obiettivo di valutare l’efficacia del Sirolimus per il tratta-mento di questi disturbi neurologici.

Malattia di HuntingtonL’inibizione di mTORC1 è stata anche proposta come strategia tera-peutica di malattie neurodegenerative come la malattia di Huntington, la cui patogenesi è legata alla formazione di aggregati proteici anomali

Figura 3. Degradazione proteica mediata dal sistema ubiquitina-proteasoma. Le proteine danneggiate vengono selettivamente processate dal sistema ubiquitina-proteasoma. La proteolisi controllata è cruciale per la regola-zione di numerosi processi cellulari tra cui la progressione del ciclo cellu-lare, la trasduzione del segnale, l’apoptosi, la presentazione dell’antigene e il controllo di qualità della sintesi proteica. La proteolisi mediata da ubi-quitine consiste in due fasi: la coniugazione di catene di poli-ubiquitine (Ub) al substrato proteico e la proteolisi da parte del proteasoma. Nella prima fase, sono coinvolte 3 classi di enzimi: l’enzima attivante le Ub (E1), gli enzimi di coniugazione (E2s) e le ligasi (E3s). Nella seconda fase, le proteine poli-ub sono riconosciute e degradate dal proteasoma.


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(Gil et al., 2008). In modelli murini è stato dimostrato che Sirolimus riduce gli aggregati proteici, probabilmente stimolando l’autofagia, e migliora alcune anomalie comportamentali. Più recentemente, è sta-to individuato un nuovo potenziale target terapeutico per la malattia di Huntington e altre malattie neurodegenerative, denominato TFEB (transcription factor EB), determinante per la biogenesi lisosomiale e la degradazione di complessi proteici tra cui quelli responsabili della malattia di Huntington (Sardiello et al., 2009).

Neurofibromatosi tipo 1

L’esperienza clinica della neurofibromatosi esemplifica la difficoltà di estrapolare i dati ottenuti in modelli animali all’uomo. La neurofibromatosi tipo 1 è una condizione autosomica dominante, ca-ratterizzata da manifestazioni neurocutanee e specifici deficit neuropsico-logici. È causata da mutazioni del gene NF1, un oncosoppressore che re-gola la cascata di RAS. Incrementi di RAS sono stati associati a difetti della plasticità neuronale e difetti di apprendimento nei modelli murini di NF1. La cascata di RAS può essere inibita da inibitori della farnesil transferasi e da inibitori del 3-idrossi-3-metilglutaril coenzima A (HMG-CoA) reduttasi, come la sinvastatina. L’utilizzo di queste molecole per soli pochi giorni in

modelli murini NF1 ha indotto la normalizzazione della funzione cognitiva (Guilding et al., 2007). Purtroppo, l’utilizzo della sinvastatina in bambini con NF1 per 3 mesi non ha prodotto alcun miglioramento delle funzioni cognitive nel gruppo trattato rispetto al placebo (Krab et al., 2008).

Neurofibromatosi tipo II: l’efficacia del bevacizumab nell’uomo

Una sordità neurosensoriale progressiva è una seria complicanza della Neurofibromatosi tipo II, una condizione genetica associata all’insorgen-za di schwannomi bilaterali e tumori benigni del nervo acustico. In uno studio pubblicato nel 2009 su 10 pazienti con neurofibromatosi tipo II (età 16-53 anni), l’utilizzo del bevacizumab, un anticorpo monocloale anti-VEGF (fattore di crescita dell’endotelio vascolare) causava una ri-duzione degli schwannomi vestibolari e un miglioramento dell’udito in circa la metà dei pazienti. Gli effetti collaterali osservati sono stati lievi-moderati e non hanno comportato l’interruzione della terapia in nessuno dei soggetti arruolati (Plotkin et al., 2009).

Terapie innovative per la sindrome di Marfan

La sindrome di Marfan è caratterizzata da anomalie scheletriche, car-diovascolari ed oculari con una incidenza di 1:5000 individui. È causata

Tabella II.Alcune nuove sindromi genetiche identificate dal 2007 ad oggi (da OrphaNews Europe).

Sindrome Quadro clinico Gene Funzione Anno

Sindrome contratturale congenita e letale

Contratture articolari multiple, micrognatia, atrofia delle corna anteriori spinali

PIP5K1C Pathway fosfatidilinositolo 2007

Eccessiva crescita e disturbo del liguaggio RNF135 Interazioni proteina-proteina e proteina-DNA

2007

Sindrome di SOLAMEN Dismorfismo, crescita segmentale, malformazioni vascolari e linfatiche, lipomatosi, nevo lineare epidermico

PTEN Fosfatidilinositolo-3,4,5,trifosofato 3-fosfatasi

2007

Severa osteoporosi, brevità delle ossa lunghe, placche sclerotiche bianche, faccia arrotondata, torace a forma di barile

LEPRE1 Prolina-3-idrossilasi 1 2007

Ritardo mentale, enteropatia, sordità, neuropatia periferica, ittiosi e cheratodermia AP1S1 Complesso AP-1 (legame clatrina-vescicola)

2008

Ritardo mentale con dimorfismo ad eredità materna

Ritardo mentale a imprinting materno, ipotonia, faccia allungata KCNK9 Canale del K+ 2008

Sindrome malformativa cerebrale X-linked

Microcefalia, ipoplasia cerebrale, ritardo mentale severo CASK Proteina che interagisce con il fattore di trascrizione TBR1

2008

Distrofia muscolare congenita Miopatia nel primo anno di vita LMNA Lamina (stabilità del nucleo, struttura della cromatina,

espressione genica)

2008

Forma Spondilocheirodisplastica di

Ehlers-Danlos

Cute iperelastica e sottile, iperlassità delle piccole articolazioni, sclere blu, atrofia dell’eminenza tenar, dita allungate e sottili, platispondilia

con bassa statura moderata, osteopenia, metafisi allargate

SLC39A13 Trasportatore di zinco 2008

Micrognazia AR, ipoacusia e parziale palatoschisi HOXA2 Fattore di trascrizione Homeobox A2 2008

NF1 microduplicazione Ritardo mentale, calvizie precoce, ipoplasia dentaria, dimorfismi facciali minori, cardiopatia

NF1 RAS-MAPK 2008

Sindrome SERKAL Inversione sessuale (femmina-maschio), disgenesia renale, surrenale e polmonare

WNT4 Proteina implicata nello sviluppo gonadico femminile

2008

Microduplicazione 8q12 Ipotonia, RSPM, perdita di peso, anomalia di Duane, malformazione di Mondini con associata sordità, anomalie auricolari, difetti dei setti

interatriali e interventricolari

Microduplicazione 8q12

2009

Sindrome MACS Macrocefalia, alopecia, cute lassa, scoliosi RIN2 Trafficking endocitico 2009

Bassa statura, microcefalia, ritardo dello sviluppo osseo, ritardo del linguaggio, lieve o assente dimorfismo facciale

NSD1 Fattore di trascrizione 2010

Sindrome da difetto di TMCO1

Dismorfismo cranio-facciale(brachicefalia, sinofria, orecchie a basso impianto, iperplasia gengivale) anomalie scheletriche

(deformità della scapola, anomalie delle coste, pectus excavatum), ritardo mentale

TMCO1 Non nota 2010

Microcefalia, epilessia ad esordio precoce, RSPM PNKP (polinucleotide-chinasi 3’ fosfatasi) Riparo del DNA

2010

I. Scala et al.

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da mutazioni del gene FBN1 che codifica per la fibrillina 1. Questa pro-teina è importante per l’integrità meccanica degli organi ed apparati, in particolare quello vascolare. La dilatazione progressiva della radice aortica (che porta alla dissecazione) è la principale causa di mortalità nei pazienti con la sindrome di Marfan. Studi recenti hanno dimostrato che l’aneurisma dissecante dell’aorta insorge non solo come risultato dell’alterazione del tessuto connettivale per il deficit di fibrillina 1, ma anche per l’interazione anomala tra fibrillina 1 e TGF-beta (transforming growth factor beta) (Jones et al., 2008). Il TGF-beta è normalmente sequestrato dalla fibrillina 1 ed è rilasciato in maniera strettamente controllata. Riduzioni della fibrillina 1 portano quindi ad un eccesso di

TGF-beta che promuove processi quali la degradazione della matrice extracellulare. Studi precedenti avevano dimostrato che il trattamento di modelli animali con anticorpi neutralizzanti il TGF-beta riduceva signi-ficativamente la dilatazione della radice aortica (Neptune et al., 2003), ma tali anticorpi neutralizzanti non sono a tutt’oggi disponibili per uso umano. Tuttavia, l’attività del TGF-beta può essere ridotta anche me-diante inibitori dei recettori dell’angiotensina II tipo 1 come il Losartan, ampiamente usato come antipertensivo, dimostratosi estremamente efficace in modelli animali di malattia nella prevenzione dell’aneurisma aortico (Martin et al., 2007; Zhang et al., 2009; Habashi et al., 2006). Nel 2008, è stato pubblicato il primo trial con Losartan in un piccolo nu-

Tabella III.Terapie innovative per le malattie genetiche (da OrphaNews Europe).Malattia Principio attivo Fase di studio Risultato

Sclerosi Tuberosa Rapamicina (Sirolimus) Clinica Riduzione della linfangioleiomiomatosi (LAM)

Pre-clinica Miglioramento delle funzioni cognitive

Malattia di Huntington Rapamicina (Sirolimus) Pre-clinica Riduzione di aggregati proteici, miglioramento di alcune ano-malie comportamentali.

Neurofibromatosi tipo I Sinvastatina Pre- clinica Normalizzazione della funzione cognitiva

Clinica Nessun vantaggio rispetto al placebo

Neurofibromatosi tipo II Bevacizumab Clinica riduzione degli schwannomi vestibolari e un miglioramento dell’udito in circa la metà dei pazienti

Sindrome di Marfan Losartan Clinica Rallentamento della dilatazione della radice aortica

Perindropil Clinica Rallentamento della dilatazione della radice aortica

Distrofia di Duchenne legata all’X

Distrofia di Becker

Losartan Pre-clinica Miglioramento dell’architettura e funzione muscolare

Perindropil Clinica Aumento della sopravvivenza

PTC-124 Clinica Trial in corso

Distrofia congenita di Ullrich

Miopatia di Bethlem

Ciclosporina A Clinica Aumentata rigenerazione muscolare

Minociclina o doxiciclina Pre-clinica Aumento della sopravvivenza e della crescitaRitardata insorgenza di paralisi

Sindromi con craniosinostosi SiRNA (in utero) Pre-clinica Correzione della craniosinostosi

Sindrome di Treacher Collins Inibitore di p53 (in utero) Pre-clinica Correzione delle anomalie cranio-facciali

Acondroplasia Paratormone (in utero) Pre-clinica Ridotto la morte e migliorato la crescita dei condrociti

Ritardo mentale legato all’X Inibitori di PAKInibitori di SIRT1Minociclina

Pre-clinica Miglioramento delle performance

Fenobam Pre-clinica; Clinica Buoni risultati in fase pre-clinica; Studio pilota nell’uomo per valutazione sicurezza

L-acetilcarnitina Clinica Miglioramento di deficit di attenzione ed iperattività

Sindrome di Down EGCG (epigallocatechingallate) Pre-clinica Promuove la plasticità neuronale e migliora alcune perfor-mance cognitive nel topo

Donezepil Clinica Risultati da confermare

Picrotossina Pre-clinica Miglioramento di alcune funzioni cognitive e performance

Memantina Pre-clinica Miglioramento delle performance

Peptidi neuroprotettivi alla madre (NAPVSIPQ e SALLRSIPA)

Pre-clinica Prevenzione del ritardo mentale nei nati con sindrome di Down

Sindromi progeroidi PravastatinaAcido zoledronico

Clinica Trial in corso

Atassia teleangectasia Betametasone Clinica Miglioramento sindromi neurologici

Sindrome di Prader-Willi Ormone della crescita Clinica Miglioramento obesità ed altezza finale

Sindrome di Noonan Ormone della crescita Clinica Miglioramento altezza finale

Sindrome da delezione 22q13 Insulina intra-nasale Clinica Miglioramento della motricità sia fine che grossolana, delle funzioni cognitive e della comunicazione non verbale

Amaurosi congenita di LeberSCID

Terapia genica Clinica Prolungata espressione del gene trasdotto; recupero funzio-nale; nessun effetto avverso severo


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mero di pazienti con sindrome di Marfan (18 casi) che ha dimostrato un significativo rallentamento della dilatazione della radice aortica (Brooke et al., 2008). Sulla scorta di tali risultati incoraggianti, sono in corso altri trial clinici sull’uso del Losartan nella sindrome di Marfan. Infine, uno studio clinico randomizzato controllato in doppio cieco su 17 pazienti con sindrome di Marfan ha anche dimostrato l’efficacia del Perindropil, un ACE inibitore, nel ridurre la dilatazione aortica (Ahimastos et al., 2007).

Nuovi approcci terapeutici per le distrofie muscolariIl Losartan potrebbe essere rilevante anche per la terapia di altre con-dizioni genetiche quali la distrofia di Duchenne e la distrofia muscolare di Becker, condizioni alleliche con ereditarietà legata al cromosoma X. Nelle fasi precoci di malattia la degenerazione delle cellule muscolari è bilanciata da una rigenerazione, che diventa tuttavia sempre più inef-ficace con la sostituzione di fibre muscolari con tessuto fibrotico. Que-sto processo è stato associato ad un incremento dell’attività del TGF-beta (Cohn et al., 2007; Sun et al., 2009). Uno studio in modelli murini knockout per il gene della distrofina trattati con Losartan ha dimostrato un miglioramento dell’architettura e funzione muscolare attraverso il mantenimento della rigenerazione muscolare (Cohn et al., 2007). Il Perindropil invece si è dimostrato efficace, in un follow-up di 10 anni, nell’aumentare la sopravvivenza in bambini con distrofia mu-scolare trattati precocemente (Duboc et al., 2007).È importante qui segnalare anche le sperimentazioni cliniche in bambini con distrofia di Duchenne e Becker, affetti da mutazioni non-senso, ovvero inducenti un segnale di stop prematuro nella proteina interessata, la distro-fina (circa il 10-15% dei pazienti). Il farmaco utilizzato, chiamato PTC124, è in grado di forzare la lettura (read-through) del codone di stop, riducendo l’accuratezza del riconoscimento codone-anticodone a livello ribosomiale, un meccanismo simile a quello indotto dagli amminoglucosidi, ma con mi-nori effetti tossici. Numerosi trials clinici sono in corso (www.clinicaltrials.gov), alcuni dei quali terminati. A marzo 2010, l’azienda produttrice del farmaco ha annunciato che l’analisi preliminare dei dati di efficacia di uno degli studi in corso non ha evidenziato un significativo miglioramento clini-co nel gruppo dei bambini trattati rispetto a quelli non trattati. In particola-re, nelle 48 settimane di studio, il test del cammino in sei minuti (6MWT), la metodica più utilizzata per la valutazione della prestazione fisica in questi soggetti, non ha mostrato significative variazioni tra i due gruppi. Anche se il farmaco è stato ben tollerato e nessun bambino ha dovuto sospendere il trattamento per eventi avversi, lo studio è stato sospeso e sono in corso le valutazioni di tutti gli altri parametri, come la funzione cardiaca. (fon-te: www.salutedomani.com). Questa categoria farmacologica è in fase di sperimentazione anche in altre patologie causate da stop prematuro della proteina, quali la fibrosi cistica e l’emofilia A e B (www.clinicaltrials.gov). Un approccio alternativo, in corso di sperimentazione, è l’uso di molecole in grado ripristinare la corretta sintesi della proteina mutata in pazienti con delezioni del gene della distrofina (exon-skipping) (Guglieri et al., 2010). Questi approcci innovativi rappresentano terapie di prima generazione volte alla correzione di specifiche mutazioni nell’uomo, fornendo la base per la cosiddetta ‘medicina personalizzata’. La distrofia muscolare congenita di Ullrich e la miopatia di Bethlem sono distrofie muscolari causate da mutazioni di geni codificanti per il collagene tipo VI. I mioblasti dei pazienti presentano alterazioni morfologiche e funzionali di mitocondri che inducono apoptosi in se-guito all’aumento della permeabilità della membrana mitocondriale interna. Queste alterazioni possono essere normalizzate dal tratta-mento con ciclosporina A, un immunosoppressore ampiamente utilizzato nella pratica clinica. Gli autori riportano i risultati di uno studio pilota con cliclosporina A in 5 pazienti con mutazioni del col-lagene VI, nei quali, dopo un mese di terapia, è stata dimostrata una

normalizzazione della funzione mitocondriale e aumentata rigenera-zione muscolare su biopsie muscolari (Merlini et al., 2008).Nella distrofia muscolare congenita, causata da mutazioni dell’alfa-lami-nina, si è testato in modelli murini l’uso della minociclina o doxiciclina, derivati delle tetracicline, che hanno effetti antiapoptotici nell’uomo. Negli animali trattati si è osservato un incremento della sopravvivenza, della crescita e una ritardata insorgenza di paralisi (Girgenrath et al., 2009).

Sindrome dell’X-fragileNumerosi sono gli approcci terapeutici, ancora in modelli animali, volti alla cura del ritardo mentale legato all’X da mutazione del gene FMR1, la forma più frequente di ritardo mentale ereditario. In base alle conoscenze fisiopatologiche sulla malattia, le molecole in fase di studio sono le se-guenti: inibitori di PAK, una chinasi attiva nella morfologia dendritica, la cui funzione è aumentata nella malattia; inibitori di SIRT1, un enzima im-plicato nel silenziamento del gene mutato, che inducono la riattivazione del gene; la minociclina, un analogo delle tetracicline, già utilizzata in trial clinici per l’ictus, la sclerosi multipla e altre malattie neurodegenerative. Questi approcci hanno tutti mostrato un miglioramento della morfologia dendritica e un miglioramento delle performance nei modelli animali uti-lizzati (Bilousova et al., 2009; Hayashi et al., 2007; Biacsi et al., 2008).Resta tuttavia da stabilire l’efficacia e la sicurezza di tali molecole nell’uomo. In uno stato più avanzato è invece la sperimentazione con il Fe-nobam, un antagonista dei recettori del glutammato mGluR5. In modelli animali di sindrome di X-fragile il farmaco si è dimostrato efficace nel migliorare le performance cognitive. Sulla scorta di que-sti risultati, nel 2009 è stato condotto il primo studio pilota nell’uomo per la valutazione della sicurezza senza rilevare reazioni avverse. Questi risultati incoraggiano lo sviluppo di ulteriori trial clinici per verificare l’efficacia del farmaco (Berry-Kravis et al., 2009).Infine, si segnala uno studio in doppio cieco dimostrante l’efficacia dell’L-acetilcarnitina nel ridurre i disturbi da deficit di attenzione ed iperattività presente nella sindrome dell’X-fragile (Torrioni et al., 2008)

Sindromi progeroidi e inibizione dei gruppi farnesiliLe sindromi progeroidi sono malattie genetiche rare caratterizzate dall’in-sorgenza precoce di segni dell’invecchiamento. Sono causate da muta-zioni del gene LMNA, codificante per le proteine lamina A e C, proteine di sostegno del nucleo cellulare. L’accumulo di prelamina A, come conse-guenza di un’alterazione del processo di maturazione, è una peculiarità delle sindromi progeroidi associate a mutazioni nel gene LMNA e sembra essere il principale meccanismo patogenetico. In Italia, è partito uno stu-dio clinico di fase III, approvato dal Comitato etico dell’Azienda Ospe-daliera Policlinico Tor Vergata di Roma e finanziato dall’Agenzia Italiana del Farmaco (AIFA), che prevede l’utilizzo di una statina (pravastatina) in associazione con un bifosfonato (acido zoledronico), entrambi disponibili in commercio e in grado di inibire la formazione di un gruppo farnesile ritenuto responsabile della tossicità della prelamina A. Sarà molto inte-ressante conoscere i risultati di questo trial anche alla luce dei risultati incoraggianti precedentemente ottenuti in fase pre-clinica.

Atassia-teleangectasia e betametasoneL’atassia-teleangectasia è una patologia neurodegenerativa che si ma-nifesta principalmente durante la prima decade con lesioni telangectasi-che, nistagmo, disartria, areflessia, invecchiamento precoce e alterazioni intellettive. Si osservano anche episodi di cadute e difficoltà nella deam-bulazione, oltre ad un’incidenza elevata di infezioni polmonari, di alcuni tipi di neoplasie e del diabete. È causata da mutazioni del gene ATM, implicato nella riparazione del DNA. In seguito ad una prima segnalazione di un drammatico miglioramento dei sintomi neurologici in un paziente

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trattato con un breve ciclo di betametasone (Buoni et al., 2006), è stato condotto uno studio su sei pazienti con atassia-teleangectasia trattati con betametasone per via orale per 10 giorni al dosaggio di 0.1 mg/kg/die. I risultati hanno dimostrato un miglioramento nelle abilità verbali e nella coordinazione motoria (Broccoletti et al., 2008), probabilmente mediati da un incremento della capacità antiossidante cellulare (Russo et al., 2009).

Trattamenti sperimentali ‘in utero’ per la prevenzione di malformazioni congenite

Molti disordini mendeliani sono caratterizzati da malformazioni con-genite derivate da uno sviluppo anomalo nel corso dell’embriogenesi. Studi recenti in modelli murini hanno dimostrato che terapie mirate ‘in utero’ possono essere utilizzate per trattare sindromi malformative.

Craniosinostosi: l’uso rivoluzionario dell’RNA interferenceLa sindrome di Apert è caratterizzata da craniosinostosi e sindattilia delle mani e dei piedi ed è causata da mutazioni attivanti del gene del recettore del fattore di crescita dei fibroblasti tipo 2 (FGFR2). La protei-na mutata aumenta la cascata di trasduzione del segnale delle MAPK. Nel 2006, è stato sviluppato il primo modello murino di sindrome di Apert con craniosinostosi. In questo modello animale, nel 2007, si sono ottenuti i primi risultati incoraggianti utilizzando una metodologia rivo-luzionaria mutuata direttamente dalle ultime conoscenze della biologia molecolare: il silenziamento genico mediante RNA interference. L’RNA interference (interferenza dell’RNA, RNAi) è un meccanismo mediante il quale alcuni frammenti di RNA a doppio filamento interferiscono (e spen-gono) l’espressione genica. In questi modelli animali, è stato utilizzato un RNAi per silenziare il gene mutato, ottenendo una normalizzazione della via delle MAPK ed una completa correzione del fenotipo (Shukla et al., 2007). Questi risultati sono molto rilevanti poiché altre patologie genetiche, nel loro complesso non rare, sono caratterizzate da incre-menti della via delle MAPK tra cui la sindrome cardio-facio-cutanea, la sindrome di Costello e la sindrome di Noonan (Aoki et al., 2008).Nonostante questi risultati incoraggianti, bisogna riconoscere che la terapia delle sindromi malformative presenta ancora difficoltà signi-ficative per la traslazione delle ricerche alla pratica clinica, legate soprattutto alla necessità di una diagnosi prenatale precoce e al ri-schio di teratogenicità legata al farmaco.

Sindrome di Treacher Collins: inibitori della proteina p53 correggono le anomalie cranio-facciali in modelli muriniLa sindrome di Treacher Collins è un disordine congenito dello sviluppo cranio-facciale derivante da mutazioni di TCOF1. La proteina p53 ha un ruolo importante nella patogenesi di queste malformazioni. Nel topo, l’ini-bizione di p53 in utero previene le anomalie cranio facciali, tracciando una strada per una possibile terapia anche nell’uomo (Jones et al., 2008).

Trattamento in utero dell’acondroplasia in modelli murini mediante paratormone L’acondroplasia è una ben nota causa di bassa statura con arti corti. È causata da mutazioni attivanti del gene FGFR3. Vari studi suggeriscono che l’origine della malattie risiede in un’alterazione della proliferazio-ne e differenziamento dei condrociti. Due ricercatori giapponesi han-no studiato in vitro l’effetto del paratormone sulla crescita dei femori di embrioni di topo affetti. In 4 giorni, l’ormone ha ridotto la morte dei condrociti e ha migliorato la crescita, individuando nel paratormone un potenziale farmaco per successivi studi in vivo (Ueda et al., 2007).

La sindrome di DownLa sindrome di Down è una cromosomopatia derivante dalla presenza dalla trisomia del cromosoma 21. Le manifestazioni cliniche della sin-

drome derivano in parte dell’effetto dose dei geni presenti sul cromo-soma 21 ed in parte dell’effetto di tale trisomia su altri geni presenti su altri cromosomi. Ne deriva che, nonostante notevoli sforzi, un approccio terapeutico efficace risulta estremamente complicato. Nonostante ciò, negli ultimi anni si stanno ottenendo risultati incoraggianti in model-li animali, rilevanti anche in relazione alla frequenza della sindrome (1:700-1000 nati vivi) e all’incremento della vita media dei soggetti con sindrome di Down. Al di là dei dismorfismi e di alcune malfor-mazioni congenite, il problema clinico di maggiore impatto, comune a tutti i pazienti, è il ritardo mentale ed è per questo che le terapie mirate a migliorare i deficit cognitivi rappresentano l’obiettivo princi-pale. Attualmente si stanno seguendo tre approcci per lo sviluppo di farmaco-terapie: 1. correggere le disfunzioni di singoli geni presenti sul cromosoma 21, reputati importanti nella patogenesi; 2. correggere determinati fenotipi; 3. correggere pathway perturbati.Nell’ambito della prima strategia, risultati incoraggianti derivano dall’inibizione di un gene presente nella regione critica della sin-drome di Down (DYRK1A) da parte di un composto naturale a spic-cata azione antiossidante, chiamato EGCG (epigallocatechingallate), un estratto del tè verde che è in grado di promuovere la plasticità neuronale e migliorare alcune performance cognitive nel modello murino (Xie et al., 2008). Nell’ambito del secondo approccio, si segnalano: 1. un trial clinico con il Donezepil, un farmaco anticolinesterasico approvato per la malattia di Alzheimer, con risultati non definitivi, da confermare in studi ulterio-ri (Kishnani et al., 2009); 2. una sperimentazione nel modello murino con picrotossina, un antagonista GABAA, con miglioramento di alcune funzioni cognitive e performance (Fernandez et al., 2007); 3. uno studio con un antagonista del recettore NMDA, memantina, un farmaco ap-provato per uso umano nell’Alzheimer (Costa et al., 2008)Nell’ambito della terza strategia, uno studio recente in modelli murini di sindrome di Down ha dimostrato che l’esposizione embrio-fetale a pepti-di neuroprotettivi (NAPVSIPQ e SALLRSIPA) previene il ritardo mentale nei nati con sindrome di Down (Toso et al,, 2008; Vink et al., 2009).

Quali le difficoltà della terapia “molecolare”?

L’individuazione di un target molecolare alterato e la sua successiva cor-rezione è un approccio diretto e, tutto sommato, semplice per ottenere la normalizzazione di un segnale e quindi di un processo cellulare. Infatti, si sono già ottenuti risultati incoraggianti per diverse malattie genetiche. Tuttavia, già su base teorica, si possono riconoscere diversi ostacoli, da valutare attentamente in fase pre-clinica. Le vie di trasduzione del segnale sono modulate da stimoli multipli, quindi potrebbe essere difficile modu-lare la dose per ottenere la risposta molecolare desiderata con il rischio, per importanti network cellulari, di effetti collaterali. Un esempio è dato dal Sirolimus che può causare trombocitopenia, anemia, ipopotassiemia, ipofosfatemia, ipercolesterolemia, iperglicemia, ipertrigliceridemia. Per-tanto, i potenziali effetti collaterali potranno restringere la selezione dei pazienti, la dose o la durata della terapia e andranno commisurati alla gravità della patologia che si intende curare. Infine, la ridondanza nelle vie di traduzione del segnale potrebbe limitare l’efficacia della terapia.

Terapie di supporto nelle sindromi genetiche: l’esempio della terapia ormonale

Da alcuni anni, la terapia ormonale sostitutiva si sta applicando anche ad alcune sindromi genetiche caratterizzate da bassa statura e/o disge-nesia delle gonadi. Un esempio classico è la sindrome di Turner, per la quale è ormai ben accertato il beneficio della terapia con ormone della crescita (GH) per migliorare l’altezza finale e la necessità in molti casi di indurre la pubertà con terapia estrogenica (Hjerrild et al., 2008).Anche per la sindrome di Prader-Willi si sta valutando il rapporto rischio-


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beneficio della terapia con ormone della crescita. La sindrome di Prader-Willi è caratterizzata, oltre che da disturbi dell’apprendimento e ipotonia – particolarmente marcata nei primi 2 anni d’età -, da obesità e bassa statura. In questi pazienti, la terapia con GH migliora l’obesità e l’altezza senza effetti collaterali, apparentemente anche in pazienti con scoliosi, una controindicazione classica alla terapia con GH (Goldstone et al., 2008)Per la sindrome di Noonan, caratterizzata da bassa statura, segni di-smorfici e cardiopatia congenita, uno studio, pubblicato nel 2009, sug-gerisce un beneficio clinico della terapia con ormone della crescita in età prepuberale in termini di altezza finale (Romano et al., 2009).Un’esperienza interessante è infine quella riportata da ricercatori tede-schi che hanno sperimentato l’uso di insulina intra-nasale in 6 bam-bini con la sindrome da delezione 22q13, caratterizzata da ritardo mentale, particolarmente marcato a livello espressivo-verbale, ipoto-nia, dismorfismi. La premessa per l’utilizzo di insulina è che questa, oltre a modulare l’omeostasi glucidica, agisce da neuropeptide mo-dulando la plasticità neuronale. Il trattamento giornaliero per un anno in questi bambini con delezione 22q13 ha prodotto un miglioramento della motricità sia fine che grossolana, delle funzioni cognitive e della comunicazione non verbale (Schidt et al., 2009). Ovviamente, dato il piccolo numero di pazienti, questo studio fornisce solo un’indicazione di possibile efficacia, da confermare in studi multicentrici più ampi.

Terapia genica e trial clinici: alcuni esempi

Notevoli sono gli sforzi della comunità scientifica internazionale per lo sviluppo di terapie geniche per patologie umane. Numerosi studi sono ancora in fase pre-clinica. Qui si riportano due esempi in cui la terapia genica è stata applicata con successo nell’uomo: l’amaurosi congenita di Leber e l’immunodeficienza severa combinata (SCID)L’amaurosi congenita di Leber è una retinopatia ereditaria, causa di cecità. In tre pazienti affetti, l’iniezione subretinica di vettore virale ade-

no-associato contenente il gene RPE65, mutato nei pazienti, ha indotto un recupero duraturo della funzione visiva (1 anno e mezzo all’ultimo follow-up) senza significativi effetti collaterali (Simonelli et al., 2010). L’immunodeficienza severa combinata (SCID), dovuta al deficit del gene adenosina deaminasi (ADA), è un’immunodeficienza fatale. In 10 bambini affetti sono state infuse cellule midollari CD34+ tra-sdotte con un vettore retrovirale esprimente il gene ADA. In un pe-riodo medio di follow-up di 4 anni i pazienti trattati hanno avuto una duratura espressione del gene trasdotto ed un recupero della funzio-nalità cellulare T e della risposta anticorpale (Aiuti et al., 2009).

ConclusioniIn conclusione, oltre ai pediatri dei Centri di riferimento per patologie rare, i pediatri ospedalieri o di libera scelta incontreranno sempre più nella loro vita professionale pazienti con malattia rara, per la maggior parte di natura genetica, e si troveranno ad affrontare emergenze mediche (ad esempio in pronto soccorso), oppure a rispondere a richieste di chiari-menti sul decorso della malattia oppure a gestire terapie sperimentali in collaborazione con i Centri di riferimento. Infine, nell’ambito dei percorsi diagnostici-terapeutici che in ogni regione di stanno sviluppando per le malattie rare, il pediatra si troverà a svolgere una funzione di attore nelle reti assistenziali. Ovviamente, non è possibile conoscere le specificità di ciascuna malattia rara che, come emerge dai paragrafi precedenti, sono caratterizzate da quadri clinici peculiari e approcci complessi. Tuttavia, conoscendo gli strumenti giusti di informazione, ciascun medico potrà tenersi aggiornato o approfondire tematiche riguardanti quella specifica malattia rara di cui è affetto il proprio paziente. L’informazione e la forma-zione di tutti gli attori del panorama assistenziale sarà la premessa per un dialogo costruttivo ed efficace, che avrà come risultato la miglior gestione possibile del paziente.

Dal 2007 ad oggi sono state identificate ben 118 nuove sindromi genetiche e 331 nuovi geni implicati nella patogenesi di sindromi genetiche già note.•La conoscenza dei meccanismi molecolari alla base delle sindromi genetiche è importante per comprendere la patogenesi delle manifestazioni •cliniche associate, per definire la prognosi e per la ricerca di nuovi approcci terapeutici.In molte regioni italiane si sta cercando di creare o di implementare la formazione di reti assistenziali per la gestione integrata dei pazienti affetti •da malattie rare. Pertanto i pediatri del territorio saranno sempre più attivamente coinvolti nella gestione dei “malati rari” in collaborazione con i loro centri di riferimento.Uno dei motori di ricerca di facile consultazione è il portale Orphanews di Orphan Europe, che consiste in newsletters pubblicate online organizzate •in sezioni riassuntive dedicate ad Editoriali, nuovi geni, nuove sindromi, nuove terapie.Nel caso delle malattie genetiche la conduzione di trial clinici per lo sviluppo di nuove terapie è molto complessa, perché la popolazione di pazienti •è poco numerosa, geograficamente distante e spesso rappresentata da gruppi vulnerabili come bambini o soggetti con disabilità mentale.Molte terapie già in uso per altre patologie possono adattarsi anche alle malattie genetiche rare e lo stesso principio attivo può essere utilizzato per •più patologie genetiche.

Box di orientamento

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Mutations in UPF3B, a member of the nonsense-mediated mRNA decay complex, cause syndromic and nonsyndromic mental retardation. Nat Genet 2007;39:1127-33.Toso L, Cameroni I, Roberson R, et al. Prevention of developmental delays in a Down syndrome mouse model. Obstet Gynecol 2008;112:1242-51.* Risultati promettenti nel modello murino.Uda K, Yamanaka Y, Harada D, et al. PTH has the potential to rescue disturbed bone growth in achondroplasia. Bone 2007;41:13-8.Vink J, Incerti M, Toso L, et al. Prenatal NAP+SAL prevents developmental delay in a mouse model of Down syndrome through effects on N-methyl-D-aspartic acid and gamma-aminobutyric acid receptors. Am J Obstet Gynecol 2009;200:524.e1-4.Xie W, Ramakrishna N, Wieraszko A, et al. Promotion of neuronal plasticity by (-)-epigallocatechin-3-gallate. Neurochem Res 2008;33:776-83.* Risultati preclinici incoraggianti con un principio attivo sicuro anche per uso umano.Zampino G, Tartaglia M. Alterata regolazione della via di trasduzione del segnale RAS-MAPK come meccanismo unificante delle sindromi di Noonan, LEOPARD, Costello e cardiofaciocutanea: le sindromi neurocardiofaciocutanee. Prospettive in Pediatria 2008;38:142-51.Zeng LH, Xu L, Gutmann DH, Wong M. Rapamycin prevents epilepsy in a mouse model of tuberous sclerosis complex. Ann Neurol 2008;63:444-53.Zhang GY, Li X, Yi CG, et al. Angiotensin II activates connective tissue growth factor and induces extracellular matrix changes involving Smad/activation and p38 mitogen-activated protein kinase signaling pathways in human dermal fibroblasts. Exp Dermatol 2009;18:947-53.

Generoso Andria, Dipartimento di Pediatria, Università Federico II, via S. Pansini 5, 80131 Napoli. E-mail: [email protected]

Corrispondenza


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IntroduzioneNegli ultimi anni c’è stato uno straordinario avanzamento delle metodiche di indagine del DNA che ha enormemente migliorato il nostro livello di comprensione del genoma umano. Fino a pochi anni fa, le principali fonti di variazioni del genoma umano erano ristrette ai polimorfisfmi eterocro-matinici, facilmente visibili in microscopia ottica all’analisi dei cromosomi e ai ‘single nucleotide polymorphisms’ (SNPs) identificati mediante tec-niche di sequenziamento tradizionale del DNA. Il progetto HapMap, che ha catalogato più di 3.1 milioni di SNPs nel genoma umano depositati nel ‘Single Nucleotide Polymorphism database’ (dbSNP; http://www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/SNP), ha facilitato l’individuazione di numerose va-rianti nucleotidiche e l’identificazione di un vasto numero di SNPs asso-ciati ad un aumentato rischio di malattie comuni. La scoperta di numero-se ‘copy number variants’ (CNVs), come duplicazioni e delezioni, presenti nel nostro genoma ha drasticamente mutato la nostra percezione delle variazioni genomiche strutturali e delle cause di malattie Mendeliane e malattie complesse. Le tecniche del ‘comparative genomic hybridization (CGH) microarray’ e ‘whole genome sequencing’ consentono un’anali-si del genoma umano a risoluzione praticamente illimitata e offrono la possibilità di comprendere le cause e i meccanismi responsabili delle variazioni inter-individuali e di malattie Mendeliane e complesse.

Tecniche di indagine del genoma umano: prospettiva storica

Le prime analisi del genoma umano sono state effettuate intorno al 1956 mediante visualizzazione al microscopio dei cromosomi, quando Tjio e Levans osservarono per la prima volta che le cellule umane contengono 46 cromosomi (Tijo e Levan, 1956). Pochi anni dopo furono identificate le principali anomalie numeriche dei cromosomi responsabili di pato-logie nell’uomo: la sindrome di Down causata da trisomia 21 (Lejeune et al., 1959), di cui lo scorso anno si è celebrato il 50° anniversario della sua caratterizzazione citogenetica (Neri e Opitz, 2009), e le triso-mie 13 e 18 (Edwards et al., 1960; Patau et al., 1960). In questa fase della citogenetica, nuove sindromi venivano identificate e caratterizzate analizzando fenotipi di pazienti con le stesse anomalie cromosomiche (approccio ‘genotype first’). Nel 1970 con le tecniche di bandeggio po-tevano essere visualizzate bande chiare e scure all’interno di ciascun cromosoma, aprendo così la strada all’identificazione di traslocazioni e altre anomalie strutturali del genoma, con un potere di risoluzione di più di 5 Mb (Caspersson et al., 1970). Con lo studio dei cromosomi ad alta risoluzione fu poi possibile identificare anomalie di dimensioni ancora inferiori, comprese tra 3 e 5 Mb. Le tecniche di citogenetica molecolare,


Nicola Brunetti-PierriDipartimento di Pediatria, Università Federico II, Napoli e Telethon Institute of Genetics and Medicine, Napoli

RiassuntoI progressi delle tecnologie basate su array e di sequenziamento del DNA hanno enormemente migliorato le capacità di analisi del genoma umano e stanno rapidamente rivoluzionando il campo della ricerca medica e della diagnostica molecolare. La possibilità di analizzare ‘single nucleotide polymorphisms’ (SNPs) su larga scala ha consentito di individuare numerose varianti nucleotidiche associate ad un aumentato rischio di malattie comuni. L’analisi mediante array del DNA ha condotto alla scoperta di numerose variazioni genomiche (duplicazioni e delezioni) submicroscopiche definite ‘copy number variants’ (CNVs) e all’identificazione delle cause di un vasto numero di sindromi e ‘malattie genomiche associate’ a ritardo mentale e malformazioni congenite. Tuttavia la nostra comprensione delle conseguenze cliniche associate a numerose CNVs rimane ancora limitato e molte di esse hanno al momento signi-ficato clinico incerto. L’interpretazione e il ‘counselling’ genetico sono anche complicati dal fatto che numerose CNVs sono state associate ad aumentata suscettibilità allo sviluppo di malattie complesse, come schizofrenia, autismo, malattie infettive e malattie autoimmuni. Se fino a pochi anni fa il sequenziamento completo del genoma umano era estremamente laborioso e richiedeva anni di lavoro e ingenti risorse, di recente sono stati riportati i primi successi, in tempi rapidi e a costi decisamente inferiori, del sequenziamento di ultima generazione dell’intero genoma umano in soggetti sani e affetti da malattie Mendeliane. Questi progressi stanno aprendo scenari finora impensabili e al tempo stesso importanti dilemmi diagnostici.

SummaryAdvances in DNA microarray and sequencing technologies have vastly increased our ability to interrogate the human genome. These rapid changes are not only affecting research but also revolutionizing DNA diagnostics. High-throughput single-nucleotide polymorphism (SNP) genotyping is being widely applied in genome-wide association studies (GWAS) with successes in the identification of common variants that confer risk for common diseases. Array-based technologies has led to the discovery of extensive submicroscopic chromosomal variations (deletions and duplications), defined as copy number variants (CNVs), in the population and the delineation of several previously unrecognized syndromes, known as ‘genomic disorders’. Unfortunately, our comprehen-sion of the phenotypic consequences of CNVs is limited and several of them are still of uncertain clinical significance. The interpretation and the genetic counselling are also complicated because several CNVs are detected in normal individuals, although they are clearly associated with increased risks for a wide variety of human diseases ranging from neuropsychiatric conditions, such as autism and schizophrenia, to autoimmune diseases and susceptibility to infectious diseases. A tremendous improvement in the DNA sequencing technology has led in the last few months to several applications of whole human genome sequencing in medical diagnosis. These applications of high-throughput genotyping and array-based DNA sequencing technology resulted in important successes in diagnostic analyses of rare mutations but are also raising significant diagnostic dilemmas.

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‘fluorescent in situ hybridization’ (FISH), hanno aumentato ulteriormente il potere di risoluzione delle indagini genomiche consentendo l’identi-ficazione di anomalie cromosomiche submicroscopiche associate a specifiche sindromi, come le sindromi di Williams e DiGeorge. La FISH ha permesso inoltre l’identificazione di delezioni nelle regioni subtelo-meriche responsabili di numerose sindromi associate a ritardo mentale. La FISH però è un’analisi indirizzata a specifiche regioni cromosomiche ed essendo locus-specifica, consente di interrogare il genoma in una re-gione molto specifica e limitata che è selezionata sulla base del fenotipo clinico (approccio ‘phenotype first’).

Comparative Genomic HybridizationLa metodica dell’array ‘comparative genomic hybridization’ (CGH) è stata sviluppata per migliorare il potere di risoluzione dell’analisi ri-spetto all’analisi cromosomica tradizionale e permette di identificare riarrangiamenti genomici submicroscopici, paragondando il DNA del paziente con un DNA di controllo (Zuffardi et al., 2006). Nei primi approcci di questa metodica, perdite (‘losses’) e acquisizioni (‘gains’) di materiale genomico venivano identificati al livello di risoluzione dei cromosomi in metafase, in quanto il campione di DNA genomico del paziente veniva ibridizzato a cromosomi normali in metafase (Kallio-niemi et al., 1992). Questa tecnica si rivelò molto utile nello studio dei tumori con riarrangiamenti cromosomici multipli. Successivamente, i cromosomi normali furono sostituiti da sonde di ‘bacterial artificial chromosome’ (BAC) distribuite su supporti solidi. In questo metodo, denominato ‘array’ CGH, i frammenti di genoma umano (nella for-ma di BAC o di oligonucleotidi nella versione con maggiore potere di risoluzione) sono legati ad un supporto solido di vetro e il DNA

del paziente e del controllo, marcati in maniera differenziale, ven-gono applicati sull’array (Albertson e Pinkel, 2003). Gli array basati su BAC non possono identificare CNVs di dimensioni inferiori a 50 Kb, mentre gli array basati su oligonucleotidi forniscono una mag-giore risoluzione e una più accurata definizione dei limiti delle CNVs (Fig. 1). Lo sviluppo e la diffusione dell’array CGH a scopo diagnostico e di ricerca ha prodotto una proliferazione di nuove sindromi con un tasso simile a quello registrato agli albori della citogenetica classica (Lejeune e Turpin, 1961) e ripropone il modello ‘genotype first’, nel quale l’identificazione e la caratterizzazione di una sindrome avviene analizzando con attenzione i fenotipi clinici di pazienti con la stessa anomalia genomica (Ledbetter, 2008), come per esempio è avvenuto per le sindromi da delezioni/duplicazioni della regione 1q21.1 (Bru-netti-Pierri et al., 2008; Mefford et al., 2008). Le tecniche di analisi di genoma umano tendono sempre più a convergere e ad esempio, gli array basati su SNPs possono essere utilizzati per valutare il numero di copie genomiche. Questi array differiscono dagli array CGH perché in questa metodica soltanto il genoma del paziente è ibridizzato al supporto solido. Nell’analisi de-gli SNP array, l’intensità degli SNPs, paragonata ad un set standard di intensità degli SNPs derivato da controlli normali, indica perdite o acquisizioni di numero di copie genomiche. Oltre a fornire informa-zioni su CNVs, gli SNP array consentono anche di identificare diso-mie uniparentali e perdita di eterozigosità.L’array CGH si è dimostrato uno strumento decisivo per l’elucidazio-ne dell’eziologia di sindromi genetiche. Per esempio la scoperta del gene responsabile per la sindrome CHARGE (‘coloboma, heart defects, atresia of the choanae, retardation of growth/development, genital abnormalities, ear abrnormality’), che ha resistito per anni all’identifi-

Figura 1. Potere di risoluzione delle indagini per lo studio del genoma umano. Gli ‘spots’ verdi dell’array CGH indi-cano due regioni genomiche contententi duplicazioni.FISH = fluorescence in situ hybridization; CGH = com-parative genomic hybridization.


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cazione con metodi tradizionali, è stata molto facilitata dall’array CGH. Il gene CHD7 responsabile della malattia è stato infatti individuato gra-zie all’identificazione di pazienti con delezione sul cromosoma 8q12 e successivo sequenziamento dei geni contenuti in questa regione nei pazienti senza microdelezioni (Vissers et al., 2004). In maniera analoga, è stato identificato il gene B3GALTL come responsabile della sindrome di Peters-plus, associata ad anomalie dello sviluppo oculare, dismorfismi facciali, labiopalatoschisi, bassa statura e variabile inete-ressamento cognitivo (Lesnik Oberstein et al., 2006).

Copy Number VariantsLe CNVs vengono definite come alterazioni in eccesso o in difetto, rispetto ad una popolazione di controllo, di una regione cromosomica di dimensioni comprese tra 1000 paia di basi (1 Kb) fino a diverse Mb (Eichler et al., 2007). Il database delle varianti genomiche umane (Da-tabase of Genomic Variants, http://projects.tcag.ca/variation/) racco-glie varianti strutturali di almeno 1 Kb, ma la maggioranza delle CNVs umane hanno probabilmente dimensioni ridotte (Perry et al., 2008). Il limite di 1 Kb è stato infatti stabilito in maniera arbitraria tenendo con-to del limite di risoluzione dei metodi utilizzati per l’identificazione del-le CNVs. Le CNVs interessano circa il 12% del genoma (Redon et al., 2006) e perciò rappresentano una fonte più significativa di variazione rispetto agli SNPs. Sembra che le duplicazioni siano più frequenti delle delezioni (Redon et al., 2006). Tuttavia, nonostante i numerosi studi, il numero totale, la posizione, la grandezza, il contenuto genico e la distribuzione nelle popolazione delle CNVs non è stata ancora comple-tamente chiarita. Il meccanismo principale che genera CNVs sembra essere la ricombinazione omologa non-allelica (NAHR) che si verifica in meiosi tra sequenze ripetute, denominate ‘low copy repeats’ (LCRs). Queste sequenze, molto diffuse nel genoma umano, sono identiche per il 98-99% (Sharp et al., 2006) e sono il substrato delle delezioni o duplicazioni del segmento di DNA genomico tra esse compreso (Fig. 2). In aggiunta alla NAHR, sono stati individuati anche altri meccanismi responsabili di riarrangiamento genomico (Lee et al., 2007).Le CNVs possono comprendere numerosi geni, parti di geni ma pos-sono anche essere prive di sequenze codificanti (denominate ‘deserto genico’). Il principale meccanismo attraverso il quale i riarrangiamenti genomici producono specifici fenotipi è essenzialmente dovuto ad alte-razioni del dosaggio genico, causate da variazioni del numero di copie geniche o degli elementi regolatori dell’espressione genica (Fig. 3).

Il completamento della sequenza consenso del genoma umano (Lander et al., 2001; Venter et al., 2001) ha permesso di concludere che solo una piccola frazione del genoma spiega la diversità feno-tipica e la diversa suscettibilità alle malattie tra gli individui. Infatti due individui diversi, provenienti da aree differenti del globo, hanno le loro sequenze genomiche identiche per ~99,9% (International Human Genome Sequencing Consortium, 2004). Il progetto HapMap ha aperto uno scorcio importante sulle variazioni inter-individuali del genoma documentando più di 3,1 milioni di SNPs e la loro inter-relazione in soggetti di controllo (Frazer et al., 2007). Questo impor-tante catalogo delle variazioni umane ha facilitato enormemente i cosiddetti studi di associazione, denominati studi di ‘genome wide association’ (GWA), che hanno associato specifici SNPs alla diver-sità fenotipica ed alle malattie comuni (Sanna e Uda, 2009). Finora sono stati pubblicati oltre 450 studi di questo tipo e oltre 2000 SNPs o loci genetici sono stati associati a patologie umane. Tuttavia la maggioranza dei fattori di rischio per malattie complesse hanno un effetto modesto con ‘odds ratio’ inferiori a 1,5. Inoltre gli SNPs finora

Figura 2. La ricombinazione omologa non-allelica (NAHR) si verifica in meiosi tra ‘low copy repeats’ (LCRs), sequenze identiche per il 94-99% che sono il substrato delle delezioni o duplicazioni del segmento di DNA genomi-co tra esse compreso.

Figura 3. Meccanismi patogenetici delle CNVs.

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identificati non riescono ancora a spiegare la gran parte della frazio-ne ereditabile delle malattie complesse e spesso i risultati ottenuti in un determinato gruppo etnico non sono stati confermati in una differente popolazione. Sia le due versioni disponibili della sequenza umana consenso (Lander et al., 2001; Venter et al., 2001) che lo studio HapMap (Frazer et al., 2007) riportano le variazioni genomi-che esclusivamente in termini di SNPs, mentre le CNVs non sono rappresentate. La generazione della sequenza completa del geno-ma diploide di soggetti di controllo e di affetti, che conterrà anche questo importante gruppo di variazioni genomiche, potrà aiutarci a comprendere a pieno la natura delle variazioni genetiche coinvolte nelle malattie. Questo obiettivo, che fino a pochi anni fa era difficil-mente immaginabile, sembra oggi essere alla portata dei laboratori che utilizzano il ‘next generation sequencing’ che, al contrario del metodo Sanger (Sanger et al., 1977), consente un’analisi dell’intero genoma in tempi rapidi e a costi decisamente inferiori.Oltre a svolgere un ruolo decisivo nello sviluppo di varie patologie, le CNVs sono un importante fattore coinvolto nella diversità fenotipica tra gli individui e nell’evoluzione umana. Per esempio, la delezione del locus P nella regione 15q11, coinvolta nelle sindromi di Prader-Willi o Angelman, può determinare ipopigmentazione (Lee et al., 1994). Le CNVs che coinvolgono il gene CCL3L1 invece sono implicate nella suscettibilità all’HIV-1 e hanno una distribuzione geografica che è probabilmente il risultato di un adattamento a determinate condizio-ni ambientali (Gonzalez et al., 2005). Un ulteriore esempio del ruolo delle CNVs nell’adattamento all’ambiente riguarda il numero di copie del gene dell’amilasi salivare che correla positivamente con i livelli di proteina nella saliva in popolazioni che hanno un elevato consumo di amido nella loro dieta (Perry et al., 2007). Le CNVs possono anche avere un ruolo protettivo per le manifestazioni cliniche di una malattia. Per esempio, un aumentato numero di copie del gene SMN2 è associato ad un fenotipo più lieve di atrofia musco-lo-spinale (Feldkotter et al., 2002). Il ruolo delle CNVs nel modulare l’espressività delle malattie Mendeliane è stato finora poco approfon-dito e probabilmente verrà meglio elucidato nei prossimi anni.

Interpretazione dei risultati dell’array CGHIn citogenetica tradizionale, l’identificazione di un riarrangiamento cromosomico, sopratutto se de novo, è considerato la causa del ri-tardo mentale o delle anomalie congenite. Tuttavia la scoperta che CNVs sono comuni nella popolazione umana rende problematico stabilire se un dato riarrangiamento è responsabile di malattia. Nel caso di CNVs identificate mediante array CGH, per stabilirne il ruolo patogenetico, è necessario dimostrare che esse non siano presenti nella popolazione di controllo o se presenti, abbiano una frequen-za inferiore nella popolazione normale. In generale, CNVs che sono presenti de novo, sono estese e ricche di geni hanno maggiori pro-babilità di essere causative. Tuttavia vi sono eccezioni essendo state riportate CNVs estese e contenenti dozzine di geni associate ad un fenotipo apparentemente normale (Redon et al., 2006). Lo sviluppo di database che catalogano le CNVs benigne (Database of Genomic Variants, http://projects.tcag.ca/variation/) sono un importante au-silio per l’interpretazione di CNVs riscontrate in ambito diagnostico. Utili sono anche i cataloghi di CNVs clinicamente rilevanti incluse nei database DECIPHER (DatabasE of Chromosomal Imbalance and Phenotype in Humans using Ensembl Resources, https://decipher.sanger.ac.uk) (Firth et al. 2009) ed ECARUCA (European Cytogeneti-cists Association Register of Unbalenced Chromosome Aberrations, http://agserver01.azn.nl:8080/ecaruca/ecaruca.jsp). Tuttavia va considerato che CNVs classificate come benigne possono smasche-

rare mutazioni recessive presenti sull’altro allele e che determinate CNVs possono risultare patogeniche se associate ad altre varianti genomiche (CNVs o SNPs). Sembra inoltre probabile, anche se non ancora provato, che almeno una porzione delle CNVs classsifica-te come benigne possano avere un fenotipo minimo. Infine, alcune CNVs classificate come benigne possono in effetti essere associate a malattie con ridotta penetranza o con esordio tardivo. Ad esempio, delezioni di PMP22 causano la neuropatia ereditaria con predispo-sizione alla paralisi da compressione (HNPP), una condizione che è asintomatica durante tutta la vita nella maggior parte degli individui portatori della delezione e non può essere esclusa la possibilità che soggetti portatori di questa CNVs, così come altre CNVs associate a malattie con penetranza incompleta o ad esordio tardivo, siano inclusi nella popolazione dei cosiddetti ‘controlli normali’.

Malattie genomicheL’analisi di routine dei cromosomi è stata praticata con successo negli ultimi 50 anni per indagare le cause di ritardo mentale, malformazio-ni congenite e dismorfismi facciali, sopratutto quando una specifica sindrome non era immediatamente identificabile. L’analisi cromoso-mica infatti può essere richiesta per conferma diagnostica, come nel caso della sindrome di Down, ma è più spesso eseguita per analizzare l’intero genoma, al livello di risoluzione della metafase, per esclude-re anomalie strutturali e sbilanciamenti cromosomici, possibilmente responsabili del fenotipo del paziente. Nel complesso, gli studi con cariotipo e FISH sono in grado di identificare sbilanciamenti cromoso-mici in circa il 10% dei pazienti con ritardo mentale. L’analisi mediante array CGH consente la valutazione simultanea di centinaia o migliaia di loci genomici e ha un potere diagnostico superiore, che dipende dal grado di copertura genomica delle sonde dell’array. Per esempio gli array basati su BAC, incrementano il potere diagnostico nei pazienti con ritardo mentale di circa il 10% (Shaffer e Bui, 2007; Stankiewicz e Beaudet, 2007), e questo può essere ulteriormente aumentato con gli array basati su oligonucleotidi. Tuttavia una limitazione dell’array CGH è che questa metodica non permette di identificare riarrangiamenti bilanciati come inversioni e traslocazioni. Le variazioni del numero di copie nel genoma umano erano note da decenni per loci come, ad esempio, quelli dell’α-globina (Flint et al., 1986), della distrofia muscolare di Duchenne (Francke et al., 1985) e dei geni delle opsine rosse e verdi (Nathans et al., 1986). Il concetto di ‘malattie genomiche’ è nato nel 1991 con la scoperta che duplicazioni genomiche che coinvolgono il gene PMP22 sono la causa più comune della malattia di Charcot-Marie-Tooth (Lupski et al., 1991). Le malattie genomiche sono infatti dovute ad alterazioni del dosaggio di uno o più geni causate da riarrangiamenti, come NAHR (Sharp et al., 2006) o altri meccanismi (Lee et al., 2007), favoriti da specifiche caratteri-stiche dell’architettura genomica. Le malattie genomiche sono spesso sporadiche, ossia causate da riarrangiamenti de novo, e il tasso di mutazione locus-specifico varia tra 10-4 e 10-5, ed è pertanto almeno da 1,000 a 10,000 volte più frequente di quello delle mutazioni pun-tiformi (Lupski, 2007). In generale, le malattie genomiche hanno inci-denze simili nelle diverse popolazioni, sebbene variazioni strutturali di specifiche regioni genomiche, che sono più frequenti in alcuni gruppi etnici, possono predisporre a specifici riarrangiamenti. Per esempio, la delezione di 500-600 Kb nella regione 17q21.31 fiancheggiata da LCRs, associata a ritardo mentale e ad una facies caratteristica (Tab. I), origina in presenza di una inversione che è riscontrata nel ~20% della popolazione Europea (Koolen et al., 2006).La presentazione clinica delle malattie dovute a delezioni tende ad essere più uniforme e più severa rispetto a quella delle malattie geno-


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miche da duplicazioni, che hanno spesso caratteristiche più subdole e spesso possono non essere riconosciute clinicamente. Considerato l’impatto meno significativo sul fenotipo, le duplicazioni sono proba-bilmente meno soggette a una pressione selettiva e questo potrebbe spiegare la loro elevata prevalenza nella popolazione normale.Le malattie genomiche possono essere dovute a un singolo gene all’interno della CNV che è responsabile della maggior parte o di tutto il fenotipo, come ad esempio nel caso della malattia di Charcot-Marie-Tooth di tipo 1A e la duplicazione di PMP22 o nel caso della sindrome di Smith-Magenis, dovuta a mutazioni nonsense o frameshift nel gene RAI1 (Slager et al. 2003) o a delezioni della regione che contiene il gene RAI1. Infine le malattie genomiche possono essere dovute a geni multipli, come ad esempio nel caso delle sindromi di Williams-Beuren e di DiGeorge (Tab. I). L’identificazione di pazienti con mutazioni pun-tiformi in geni contenuti nella regione critica delle malattie genomiche ha permesso di stabilire il contributo di geni specifici alle manifesta-zioni cliniche delle malattie genomiche. Per esempio mutazioni del gene dell’elastina, contenuto nella regione critica della sindrome di Williams-Beuren, causano stenosi valvolare sopra-aortica e anomalie del sistema connettivo (Curran et al., 1993) identiche a quelle osser-vate nella sindrome di Williams-Beuren. Mutazioni del gene TBX1 nel-

la regione 22q11.2 sono associate alla gran parte dei difetti osservati nella sindrome di DiGeorge, come dismorfismi facciali, anomalie car-diache, ipoplasia timica, insufficienza del velo palatino, palatoschisi e ipocalcemia (Yagi et al., 2003). Sebbene altri geni nella regione critica di entrambe le sindromi siano probabilmente implicati nel fenotipo neurocognitivo, i pazienti con mutazioni puntiformi dell’elastina e di TBX1 hanno chiaramente dimostrato il ruolo di questi geni nel fenotipo delle due sindromi. Le CNVs possono causare malattia anche mediante un effetto posizio-nale. In questi casi la distruzione di sequenze regolatorie contenute nelle CNVs causa un’alterazione del dosaggio di geni situati al di fuori del segmento deleto o duplicato (Henrichsen et al., 2009a; Henrichsen et al., 2009b; Merla et al., 2006). Questo tipo di meccanismo è analogo all’effetto di posizione causato da traslocazioni bilanciate e può essere implicato nella patogenesi di una malattia quando il punto di rottura è situato fino a 1 Mb di distanza dal gene causativo. Per esempio, la sin-drome di Cooks, caratterizzata da onicodistrofia, anonchia, brachidattilia del V dito, agenesia o ipoplasia delle falangi distali delle mani e dei piedi, è dovuta ad una duplicazione di una regione di circa 2 Mb di ‘deserto genico’ contenente però una sequenza regolatoria del gene SOX9, che non è incluso nella regione duplicata (Kurth et al., 2009). Pertanto le ma-

Tabella I. CNVs associate a sindromi neurogenetiche.

Sindrome OMIM Locus Riarrangiamento Gene Referenze

Malattie neuropsichiatriche

del(1)q21.1 612474 1q21.1 del HYDIN (?), geni multipli Brunetti-Pierri et al., 2008; Mefford et al., 2008dup(1)q21.1 612475 dup HYDIN (?), geni multipli

Williams-Beuren 194050 7q11.23 del ELN e geni multipli Peoples et al., 2000

dup(7)q11.23 609757 dup Geni multipli Berg et al., 2007

Angelman 105830 15q11-q13 del mat, UPD15 pat UBE3A Matsuura et al., 1997

Prader-Willi 176270 del pat, UPD15 mat Geni multipli Amos-Landgraf et al., 1999

dup(15)q11-q13 608636 dup Geni multipli Clayton-Smith et al., 1993

Miller-Dieker 247200 17p13.3 del LIS1 Cardoso et al., 2003

dup(17)p13.3 613215 dup, trip LIS1, YWHAE Bi et al., 2009

Smith-Magenis 182290 17p11.2 del RAI1 Chen et al., 1997

Potocki-Lupski 610883 dup RAI1 Potocki et al., 2007

Neurofibromatosi di tipo 1 162200 17q11.2 del NF1 e geni multipli Lopez Correa et al., 2000

del(17)q21.31 610443 17q21.31 del CRHR1, MAPT1 Koolen et al., 2006; Shaw-Smith et al., 2006

DiGeorge/VCFS 188400 22q11.2 del TBX1, COMT e geni multipli Edelmann et al., 1999

dup(22)q11.2 608363 dup Geni multipli Ensenauer et al., 2003

del(22)q13 606232 22q13.3 del SHANK3/PROSAP2 Durand et al., 2007

Rett 312750 Xq28 del MECP2 Amir et al., 1999

Rett-like 300260 dup, trip MECP2 Van Esch et al., 2005

Pelizaeus-Merzbacher 312080 Xq22.2 dup, del PLP1 Lee et al., 2006

Malattie neurodegenerative

Atrofia muscolo-spinale 253300 5q13 del SMN1, SMN2 Lefebvre et al., 1995

Leucoditrofia autosomica dominante 169500 5q23.2 dup LMNB1 Padiath et al., 2006

Charcot-Marie-Tooth 1A 118220 17p12 dup PMP22 Chance et al., 1994

HNPP 162500 del PMP22 Chance et al., 1994

Parkinson 168601 4q21 dup, trip SNCA Singleton et al., 2003

Alzheimer 104300 21q21 dup APP Rovelet-Lecrux et al., 2006

Abbreviazioni: del = delezione; dup = duplicazione; tri = triplicazione; mat = materna; pat = paterna; UPD = isodisomia uniparentale; VCFS = sindrome velocardiofaciale; HNPP = neuropatia ereditaria con predisposizione alla paralisi da compressione.

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nifestazioni fenotipiche sono dovute ad alterazioni del dosaggio genico di SOX9 causate dalla duplicazione della sequenza che ne regola i livelli di espressione (Fig. 3).Un ulteriore meccanismo attraverso il quale un riarrangiamento ge-nomico può determinare malattia è attraverso lo smascheramento di mutazioni recessive (Bisgaard et al., 2009). Tale meccanismo è stato spesso proposto ma raramente descritto e pone problemi rilevanti per l’interpretazione delle CNVs, incluse quelle classificate come benigne, se esse contengono un gene responsabile di malattia recessiva (Fig. 3).

CNVs e malformazioni congenite

Le CNVs sono una causa importante di difetti congeniti, come eviden-ziato da uno studio in neonati con malformazioni congenite in cui è stata riscontrata un’alta percentuale di CNVs patologiche de novo (Lu et al., 2008). In questo studio l’array CGH, usato per analizzare 638 neonati con una varietà di difetti congeniti, comprendenti dismorfismi facciali, anomalie congenite multiple, malformazioni cardiache e palatoschisi, ha riscontrato CNVs patogeniche nel 20% dei pazienti (Lu et al., 2008). In pazienti con sospetto clinico di anomalia cromosomica, il tasso di rileva-mento di CNVs de novo aumentava fino a ~67%, pari a circa tre volte il tasso pubblicato per gli studi con cariotipo standard. CNVs hanno anche un ruolo importante nelle malformazioni cardiache isolate (Erdogan et al., 2008; Greenway et al., 2009) e sindromiche (Breckpot et al., 2010) e sono state implicate nella patogenesi di labiopalatoschisi (Shi et al., 2009) e delle ernie diaframmatiche (Scott et al., 2007). In conclusione, l’array CGH è uno strumento diagnostico importante nei neonati con difetti congeniti multipli, in cui il riconoscimento di specifiche sindromi è spesso complicato da presentazioni atipiche, dall’assenza di molte delle caratteristiche suggestive e dalle comor-bidità presenti nel caso di prematurità.

CNVs e spettro di disordini neuropsichiatrici

Un discreto numero di CNVs è stato associato ad un ampio spettro di fenotipi neuropsichiatrici comprendenti ritardo mentale, autismo e disordini dello spettro autistico, schizofrenia ed epilessia. L’analisi delle CNVs in gruppi di pazienti affetti da questi disordini, ritenu-ti clinicamente distinti, ha mostrato sorprendentemente che essi sono associati ad un pool comune di CNVs e quindi probabilmente condividono una base patogenetica comune. Queste CNVs sono in-fatti arricchite per geni coinvolti nella trasmissione sinaptica, come SHANK3, neurexin 1 e le neuroligine (Sebat et al., 2007). Una di queste CNVs, la microdelezione della regione 15q13.3, con-tenente il gene CHRNA7, codificante per un recettore nicotinico dell’acetilcolina, è stata associata a una significativa eterogeneità clinica comprendente ritardo mentale, dismorfismi facciali e digi-tali, comportamenti aggressivi e uno spettro di disordini psichiatrici (Ben-Shachar et al., 2009; Sharp et al., 2008). Microdelezioni del-la regione 15q13.3, così come quelle che coinvolgono la regione 16p13.11, sono state riscontrate anche in individui con epilessia generalizzata idiopatica isolata (de Kovel et al., 2010; Helbig et al., 2009). Delezioni di questa regione e delle regioni 1q21.1, 15q11.2 e 22q11.2 (regione critica della sindrome di DiGeorge) sono infine state associate in maniera significativa (odds ratio > 17) anche ad un aumentato rischio di schizofrenia (Stefansson et al., 2008).Vari studi hanno mostrato l’importanza delle CNVs nell’eziologia dell’autismo e dei disordini dello spettro autistico (Sebat et al., 2007; Szatmari et al., 2007). Nel caso dell’autismo, molte delle CNVs ripor-tate sono uniche per singoli individui o famiglie e pertanto è difficile

stabilirne il ruolo patogenetico. Tuttavia una CNV di ~600 Kb di un seg-mento genomico del cromosoma 16p11.2 è stata riscontrata nel ~1% dei casi di autismo (Kumar et al., 2008; Weiss et al., 2008). Delezioni e duplicazioni di questa regione sono state anche associate ad un disordine neurocognitivo con epilessia, anomalie congenite e micro- o macrocefalia rispettivamente (Shinawi et al., 2009). Inoltre, delezioni della regione 16p11.2, che si sovrappongono alla regione implicata nell’autismo e includono il gene SH2B1 coinvolto nel signalling della leptina e dell’insulina, sono state recentemente associate a obesità ad esordio precoce (Bochukova et al., 2010; Walters et al., 2010).Quest’ampia varietà di fenotipi associati alla medesima CNV e il fat-to che molte delle CNVs identificate in vari disordini neuropsichiatrici sono presenti a bassa frequenza anche in soggetti apparentemente sani, fanno ipotizzare l’esistenza di ulteriori fattori genetici o ambien-tali responsabili per lo sviluppo della malattia. Quali siano questi fattori è oggetto di intenso studio. Recentemente è stato notato che dele-zioni della regione 16p12.1, presenti in pazienti con ritardo mentale e autismo, sono spesso ereditate da un genitore non-affetto e sono frequentemente associate a una seconda e più estesa delezione o duplicazione che interessa altre regioni genomiche (Girirajan et al., 2010). Questa osservazione suggerisce un modello di malattia simile a quello sviluppato per in cancro del tipo ‘double-hit’, in cui un’alte-razione genomica è necessaria ma non sufficiente allo sviluppo della malattia e la presenza di una seconda lesione genomica determina lo sviluppo del fenotipo clinico. Questo modello è possibilmente applica-bile anche ad altre sindromi da delezioni o duplicazioni e alle malattie multifattoriali associate a CNVs (Girirajan et al., 2010).

CNVs e malattie multifattorialiIl modello predominante per la comprensione della patogenesi delle malattie è stato finora basato su quello dell’anemia a cellule falciformi, in cui la mutazione di una singola base nucleotidica altera la sequenza amminoacidica e risulta nella sintesi di una proteina non funzionante (Pauling et al., 1949). Secondo questo modello, sostituzioni a carico di una singola base nucleotidica sono la principale causa di varia-zione del genoma umano e di malattia. Il progetto HapMap (Frazer et al., 2007) ha in effetti condotto all’identificazioni di numerosi SNPs associati ad un aumentato rischio di malattie complesse (Manolio e Collins, 2009). Tuttavia negli ultimi anni è progressivamente emerso che le CNVs rappresentano un’ulteriore importante e potenzialmen-te più rilevante fonte di variabilità del genoma e di suscettibilità alle malattie. Un crescente numero di pubblicazioni infatti supportano il ruolo delle CNVs in un’ampia varietà di malattie complesse come ad esempio HIV, asma, malattia di Crohn (McCarroll et al., 2008), psoriasi (Hollox et al., 2008) e lupus eritematoso sistemico (Yang et al., 2007) (Tab. II). È interessante notare che le CNVs coinvolte in malattie infet-tive e autoimmuni sono particolarmente arricchite per geni coinvolti nell’infiammazione e nella risposta immune. Per esempio, CNVs che includono il gene CCL3L1, codificante per una chemochina che è il più potente ligando del recettore CCR5 dell’HIV-1, sono state implicate nella patogenesi di varie malattie autoimmuni come artrite reumatoi-de e diabete mellito di tipo 1. Un numero ridotto di copie di CCL3L1 è stato associato a suscettibilità all’infezione da HIV-1 e a una più rapida progressione dell’HIV (Gonzalez et al., 2005). Un aumentato numero di copie di CCL3L1 invece è associato ad un effetto protettivo per la malattia di Kawasaki (Burns et al., 2005) (Tab. II). Le CNVs possono manifestarsi clinicamente in presenza di specifi-che circostanze ambientali. Per esempio, una delle CNVs più comuni determina la presenza o assenza del gene RHD che causa l’assen-za dell’antigene Rh nei globuli rossi (Avent et al., 1997). Sebbene


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l’assenza dell’antigene Rh sia una variante completamente normale, essa può causare un aumentato rischio di malattia emolitica neo-natatale nel feto Rh-positivo in una madre Rh-negativa preceden-temente esposta all’antigene Rh. Un altro interessante esempio di interazione genotipo-ambiente riguarda le CNVs che interessano il gene CYP2D6 codificante per il citocromo P450, che contribuisce ad importanti variazioni nel metabolismo di numerosi farmaci, inclusi antidepressivi triciclici, inibitori del riassorbimento della serotonina, antipsicotici, antiaritmici, β-bloccanti, antiemetici, antiistaminici e oppioidi analgesici. Duplicazioni della regione contenente il gene CYP2D6 infatti determinano un metabolismo ultrarapido di questi farmaci e pertanto una ridotta efficacia terapeutica, mentre le dele-zioni possono predisporre ad un aumentato rischio di effetti collate-rali tossici (Ingelman-Sundberg et al., 2007).

Sequenziamento di ultima generazioneLe nuove tecnologie promettono di aumentare drammaticamente l’ef-ficienza e abbassare significativamente i costi del sequenziamento del DNA. Vari metodi, denominati sequenziamento di ultima generazione (‘next generation sequencing’), sono stati sviluppati per il sequen-ziamento su larga scala (‘high-throughput’) e sono basati su principi differenti rispetto ai metodi tradizionali di sequenziamento del DNA ba-sati sulla terminazione controllata della polimerasi del metodo Sanger (Sanger et al., 1977). In questi approcci il DNA genomico, predisposto su specifici supporti, viene amplificato in situ in maniera clonale e se-quenziato usando varie strategie. Queste metodiche consentono l’ana-lisi simultanea di > 1 milione di molecole per saggio (Metzker, 2010).La sequenza aploide del genoma umano prodotta dallo Human Genome Project è una sequenza consenso di un pool di campioni di DNA. La sequenza diploide del genoma umano è al momento disponibile solo per pochi soggetti di differenti gruppi etnici (due Caucasici, un Asiatico e un Africano) (Bentley et al., 2008; Levy et al., 2007; Lupski et al., 2010;

Wang et al., 2008; Wheeler et al., 2008). Il progetto ‘1000 genomes’, sostenuto da un consorzio internazionale, si ripropone di generare un catalogo completo delle variazioni (SNPs e CNVs) del genoma umano, sequenziando l’intero genoma di almeno 1000 individui di differenti aree del globo (http://www.1000genomes.org/page.php). Questo progetto ci aiuterà a comprendere a pieno la natura delle variazioni genetiche coin-volte nella diversità fenotipica e nelle malattie umane. Il sequenziamento di un singolo genoma da parte dello Human Genome Project ha impie-gato diversi anni per il suo completamento, ma le nuove tecnologie di sequenziamento del DNA consentiranno di completare il progetto ‘1000 genomes’ in tempi più brevi e a costi decisamente inferiori.Fino ad oggi i geni responsabili di malattie Mendeliane sono sta-ti identificati per la maggior parte mediante clonaggio posizionale basato su studi di linkage e sequenziamento di geni candidati. Re-centemente, il sequenziamento dell’intero genoma con metodiche di ultima generazione ha dimostrato che è possibile identificare il gene responsabile di malattie Mendeliane avendo a disposizione un piccolo numero di campioni di DNA di soggetti affetti e senza avere a disposizione dati di linkage (Choi et al., 2009; Ng et al., 2009). Usan-do due approcci differenti ma entrambi basati su sequenziamento di ultima generazione, è stato di recente identificato il gene DHODH come responsabile della sindrome di Miller, conosciuta anche come disostosi acrofacciale post-assiale, una rara malattia autosomica recessiva. In un caso il gene è stato identificato analizzando tutto il genoma e nell’altro limitandosi all’analisi dell’‘exome’, ossia di tutti gli esoni di tutti i geni umani (Ng et al., 2010; Roach et al., 2010). Nei prossimi anni questo tipo di approccio si rileverà certamente impor-tante per identificare le basi molecolari di altre rare malattie Men-deliane di cui ancora non è noto il gene responsabile. È interessante notare che i due soggetti affetti dalla sindrome di Miller, provenienti da una stessa famiglia e studiati con questi approcci, avevano una storia di infezioni ricorrenti e il sequenziamento del loro genoma ha dimostrato la presenza di mutazioni nel gene DNAH5, responsabile

Tabella II. CNVs e malattie multifattoriali.

Malattia Locus Riarrangiamento Gene Referenze

Enfisema 5p15.33 dup SDHA Choi et al., 2009

7q22.1 del MUC17 Choi et al., 2009

Asma 1q13.3 del GSTM1 Brasch-Andersen et al., 2004

22q11.2 del GSTT1 Brasch-Andersen et al., 2004

Infarto acuto del miocardio e stroke 6p21.3 del C4B Blasko et al., 2008

Vasculiti ANCA+ 1q23 del /dup FCGR3B Fanciulli et al., 2007

Lupus eritematoso sistemico 1q23 del FCGR3B Aitman et al., 2006

6p21.3 del C4 Yang et al., 2007

Malattia di Kawasaki 17q11.2 dup CCL3L1 Burns et al., 2005

Pancreatitire cronica 7q35 tri PRSS1 Le Marechal et al., 2006

Morbo di Crohn 5q33.1 del IRGM McCarroll et al., 2008

8p23.1 del HBD-2 Fellermann et al., 2006

Psoriasi 8p23.1 dup HBD-2 Hollox et al., 2008

Artrite reumatoide 17q11.2 dup CCL3L1 McKinney et al., 2008

Suscettibilità malaria 16p13.3 del α-globin Flint et al., 1986

Suscettibilità HIV 17q11.2 del CCL3L1 Gonzalez et al., 2005

Ipercolesterolemia familiare 19p13.2 del/dup LDLR Wang et al., 2005

Obesità 16p11.2 del SH2B1 Bochukova et al., 2010

Abbreviazioni: del = delezione; dup = duplicazione; tri = triplicazione; ANCA = anti-neutrophil cytoplasmatic antibody.

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della discinesia ciliare primaria (Olbrich et al., 2002). L’identifica-zione di queste mutazioni ha permesso di stabilire la causa delle infezioni che pertanto non sono una manifestazione della sindrome.Un ulteriore esempio che illustra lo straordinario potenziale diagnosti-co delle metodiche di sequenziamento di ultima generazione è stato recentemente utilizzato per stabilire la diagnosi molecolare di Charcot-Marie-Tooth nel Dr. Jim Lupski, genetista del Baylor College of Medicine, Houston, USA, affetto dalla malattia. Dopo sequenziamento dell’intero genoma e analisi delle sequenze codificanti dei geni già noti per essere coinvolti in malattie neurologiche, sono state identificate mutazioni nel gene SH3TC2 come responsabili della malattia. Un’interessante infor-mazione ottenuta da questo studio è stata che il paziente analizzato è risultato portatore di almeno 16 mutazioni in geni coinvolti in malattie autosomiche recessive (Lupski et al., 2010). La trasmissione delle nu-merose informazioni ottenute mediante queste metodiche di indagini ha implicazioni importanti per la consulenza genetica.

Conclusioni e prospettiveLe nuove tecniche di indagine del genoma umano hanno enor-memente aumentato le nostre conoscenze sul ruolo del geno-ma nelle variazioni fenotipiche, nell’evoluzione e nelle malattie umane. Numerosi studi illustrano chiaramente che le CNVs, oltre ad essere responsabili di un numero sempre maggiore di malat-tie genomiche, predispongono anche allo sviluppo di malattie

complesse e indicano come i nuovi metodi di analisi del genoma hanno uno straordinario potenziale diagnostico che si estende in un vasto ambito pediatrico. Nello studio delle malattie mul-tifattoriali, l’integrazione dei dati di SNPs e CNVs ci aiuteranno a stabilire nel prossimo futuro con maggiore precisione i fattori che determinano il rischio e la patogenesi delle malattie comuni. Queste nuove metodiche di studio fanno però anche sorgere problemi e dilemmi nell’interpretazione dei risultati ottenuti soprattutto in ambi-to diagnostico. L’interpretazione di molte CNVs è incerta e metodiche di array CGH con più elevato potere diagnostico identificano anche un maggior numero di varianti con significato incerto. Le metodiche di sequenziamento dell’intero genoma poi pongono ulteriori domande: per esempio, gli individui analizzati devono ricevere informazioni su tutta o solo parte della loro sequenza? Come vanno interpretate e tra-smesse le informazioni relative a malattie con esordio tardivo in età adulta o le informazioni relative allo stato di portatore? Studi approfonditi sulle variazioni genomiche e un’attenta caratteriz-zazione clinica dei soggetti arruolati come controlli ci consentiranno di formulare risposte più precise a questi importanti quesiti che al momento rimangono senza risposte definitive.

RingraziamentiL’Autore ringrazia la dott.ssa Lucia Perone per i commenti al ma-noscritto.

L’array comparative genomic hybridization (CGH) è una metodica di indagine del genoma umano con alto potere di risoluzione ed è in grado di •identificare riarrangiamenti genomici submicroscopici non visualizzabili mediante analisi dei cromosomi tradizionale. L’analisi mediante array CGH ha un potere diagnostico che dipende dal grado di copertura genomica delle sonde dell’array. Per gli array basati su •BAC, il potere diagnostico nei pazienti con ritardo mentale è di circa il 10% superiore a quello dell’analisi cromosomica e mediante FISH. Al contrario dell’analisi cromosomica tradizionale, l’array CGH non permette di identificare riarrangiamenti bilanciati come inversioni e traslocazioni. •Lo sviluppo e la diffusione dell’array CGH ha permesso l’identificazione di un vasto numero di sindromi precedentemente sconosciute. Oltre all’identificazio-•ne di copy number variants (CNVs) patogenetiche, l’array CGH conduce anche all’identificazione di CNVs benigne o di significato al momento incerto. CNVs presenti de novo, estese o ricche di geni hanno maggiori probabilità di essere causative del fenotipo clinico. •Database che catalogano le CNVs benigne (Database of Genomic Variants, • http://projects.tcag.ca/variation/) sono utili nell’interpretazione di CNVs.Le CNVs producono specifici fenotipi clinici attraverso alterazioni del dosaggio genico, dovute a variazioni del numero di copie geniche o di elementi •regolatori dell’espressione genica. In ambito pediatrico l’array CGH è uno strumento diagnostico importante nei neonati con difetti congeniti multipli e nei pazienti affetti da un ampio •spettro di fenotipi neuropsichiatrici, comprendenti ritardo mentale, autismo e disordini dello spettro autistico, schizofrenia ed epilessia. Le CNVs rappresentano un’importante fonte di suscettibilità alle malattie complesse, come malattie autoimmuni e infettive. •Le nuove tecnologie di sequenziamento del DNA, denominate sequenziamento di ultima generazione (next generation sequencing) consentono •l’analisi dell’intero genoma umano in tempi rapidi e a costi contenuti. Il sequenziamento dell’intero genoma mediante metodiche di ultima generazione permette di identificare il gene responsabile di malattie Mende-•liane. Le nuove metodiche di indagine del genoma umano, come array CGH e next generation sequencing pongono problemi e dilemmi importanti nell’in-•terpretazione dei risultati ottenuti e per la consulenza genetica.

Box di orientamento

Comparative genomic hybridization (CGH) array: metodo per l’analisi di perdite o acquisizioni di materiale genomico.•Copy Number Variant (CNV): alterazione, in eccesso o in difetto rispetto ad una popolazione di controllo, di una regione cromosomica di grandezza •compresa tra 1 Kb e diverse Mb. Database of Genomic Variants: database delle CNVs benigne (• http://projects.tcag.ca/variation/).Genome wide association (GWA) study: studio di associazione tra SNPs e malattie multifattoriali.•Low copy repeats (LCRs): blocchi di sequenze ripetute con omologia reciproca molto alta (94-99%) e di grandezza compresa tra 200-400kb. •Malattia genomica: malattia causata da un’alterazione del genoma che risulta in perdita o acquisizione di geni che sono sensibili al dosaggio.•Progetto HapMap: catalogo esaustivo dei SNP presenti nel DNA genomico di popolazioni etnicamente diverse.•Single Nucleotide Polymorphism (SNP): variazione di una singola base nucleotidica.•

Glossario


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N. Brunetti-Pierri

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Nicola Brunetti-Pierri, Dipartimento di Pediatria, Università Federico II, via Pansini 5, 80131 Napoli. Tel. +39 081 6132361. Fax +39 081 5609877. E-mail: [email protected]

Corrispondenza


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IntroduzioneLe malattie croniche ed in particolare quelle disabilitanti ad elevata complessità rappresentano la nuova sfida ma anche la grande op-portunità per la pediatria tali da ridefinire la natura e lo scopo della pratica pediatrica e delle politiche di salute infantile.La riduzione ed il controllo della patologia infettiva associati alla so-pravvivenza di condizioni in precedenza considerate letali (prematu-rità estrema, tumori cerebrali, alcune sindromi malformative) hanno incrementato la portata delle malattie disabilitanti. A ciò si aggiunge il bisogno espresso dai genitori di bambini con patologie croniche di una maggiore attenzione pediatrica nella gestione delle problemati-che dei loro figli (Marchetti et al., 1995).Inoltre nell’ultimo decennio si è preso atto della portata delle malat-tie rare che sono divenute obiettivi prioritari di rilevanza nazionale (legge n. 279/2001). Le malattie rare vengono identificate dal punto di vista epidemiologico come condizioni che colpiscono 1 persona ogni 2000. In realtà la rarità di una condizione non significa scarso impatto socio-sanitario, per due motivi: il primo è che queste condi-zioni sono moltissime, tra 7000 e 8000, e quindi il numero totale dei pazienti che ne è affetto è elevato; il secondo è che la rarità rende

più difficile il percorso diagnostico-assistenziale. Per salvaguardare il principio di equità dell’assistenza per tutti i cittadini, tenuta pre-sente la complessità di queste condizioni, molte Regioni si sono attivate per organizzare una rete assistenziale costituta da centri specialistici di riferimento e presidi territoriali in collegamento. Parlare di malattie rare come entità unica significa anche trovare stra-tegie di intervento sugli aspetti comuni. Le malattie rare nella maggior parte dei casi sono disabilitanti, ad elevata complessità assistenziale e di origine genetica con esordio in età pediatrica, e pertanto ben si comprende quanto la pediatria sia coinvolta nella loro gestione.

Definizione

Quando nel 2001, in USA, l’Institute of Medicine e l’Agency for He-alth Research and Quality dovettero definire le condizioni che in termini epidemiologici, peso sanitario e risorse da utilizzare risul-tavano prioritarie, identificarono “the children with special health care needs”. Tale definizione, coniata dal Maternal and Child Health Bureau e accettata dall’American Academy of Pediatrics (AAP), de-signa i bambini ad aumentato rischio di sviluppare una condizio-


Giuseppe Zampino, Angelo Selicorni*Centro di Riferimento per le Malattie Rare e Congenite, Dipartimento di Scienze Pediatriche Medico-Chirurgiche e Neuroscienze dello Sviluppo, Policlinico Universitario “A. Gemelli”, Roma; * Ambulatorio Genetica Clinica Pediatrica, Clinica Pediatrica Università Milano Bicocca, Fondazione MBBM, A.O. S. Gerardo, Monza

RiassuntoIl principale obiettivo di questa revisione è evidenziare l’importanza dell’approccio pediatrico al bambino con condizione genetica disabilitante ad elevata complessità assistenziale. Per lungo tempo confinata a riabilitazione o cure palliative, l’assistenza del bambino con disabilità dovrebbe essere affrontata, in termini preventivi e curativi, allo stesso modo di un bambino senza disabilità. Nonostante la numerosità delle singole rare condizioni, che sottende un ampio scenario di problematiche cliniche, è possibile capitalizzare verso patologie di sistema/organo che più frequentemente coinvolgono il bambino sia con disabilità congenita che acquisita. La complessità assistenziale è legata essenzialmente al coinvolgimento di numerosi sistemi strettamente connessi e solo una gestione multidisciplinare coordinata può essere efficace. Inoltre il coinvolgimento di aspetti medici insieme ad aspetti psicologici e sociali, che si intrecciano, obbligano il pediatra ad un’apertura multisettoriale. Il pediatra di famiglia, tramite bilanci di salute ad hoc può rilevare problematiche cliniche trasversali comuni, evitare che si instaurino complicanze prevenibili per quella condizione, verificare che il progetto assistenziale sviluppato dai diversi operatori socio-sanitari sia sostenibile da bambino, famiglia e sistema-paese. Il ruolo del pediatra ospedaliero o del centro di riferimento consiste nel coordinare interventi di diversi specialisti d’organo, gestire l’emergenza e sviluppare strategie di trattamento calibrate sul bambino/famiglia. Il proble-ma maggiore si pone quando il bambino diventa adulto. La mancanza di figure mediche che abbiano competenza di gestione sulla patologia disabilitante congenita nell’adulto, pone le famiglie drammaticamente orfane di supporto. Una delle maggiori sfide è garantire continuità di assistenza creando nella medicina dell’adulto figure competenti in tale settore.

SummaryThe principal aim of this paper is to underline the importance of the pediatric approach to children with highly complex congenital conditions. For a long time the assistance to disabled child has been limited to rehabilitation or palliative care. The disabled child needs preventive and curative assistance, that means a pediatric approach. In spite of big number of rare conditions, it is possible to sum up the pathologies which most frequently involve children with congenital but also acquired disabilities. The complexity of the assistance is due especially to the involvement of numerous strictly connected systems, therefore multidisciplinary and well coordinated approach is needful. The coexistence of medical problems together with psychological and social aspects obliges the pediatrician to have a multisectorial view. The family pediatrician should use health balance to reveal the clinical problems frequent in a specific disability in order to avoid the most common complications of that condition, and to verify if the care project developed by social and medical operators is sustainable for the child, the family and the Country. The role of the hospital pediatrician consists in coordinating the interventions of different specialists, managing the emergencies and developing the treatment strategies calibrated for every single child and family. Situation gets worse when the child grows up. The lack of medical figures competent to manage congenital disabled conditions in adult age lives the family without support. Therefore one of our most important tasks is to give the disabled children continuative care. To reach this aim, the creation of competent medical figure is indispensable.

G. Zampino, A. Selicorni

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ne cronica con coinvolgimento fisico, mentale, comportamentale o emozionale che richiedono una serie di servizi che per tipologia e quanti-tà non sono quelli normalmente richiesti da un bambino (AAP, 2005). Nella definizione del bambino con bisogni spe-ciali è insita una struttura piramidale che si ac-cresce in termini di gravità e di complessità di approccio (Fig. 1). Il primo concetto che emerge è la cronicità. Una malattia è definita cronica in base alla sua du-rata, maggiore di 3 mesi. Può variare in termini di gravità e di impatto sulla vita quotidiana e, in genere, richiede un approccio prevalentemen-te sanitario. Tra le condizioni croniche esistono quelle con una limitazione funzionale che può determinare disabilità. Il concetto di disabilità apre verso una visione sociale; si intende disa-bile il bambino che ha una limitazione nelle sue abilità tale da ridurne la partecipazione alle atti-vità quotidiane (andare a scuola, giocare, avere vita di relazione). L’articolo 1 della convenzione UNICEF sui diritti delle persone con disabilità re-cita : “le persone con disabilità includono quanti hanno minorazioni fisiche, mentali, intellettuali o sensoriali a lungo termine che, in interazione con varie barriere, possono impedire la loro piena ed effettiva partecipazione nella società su una base di eguaglianza con gli altri”. È importante osservare che la disabilità non è definita come un dato oggettivo e immutabile ma come la risultante tra l’interazione di una problematica intrinseca al soggetto ed una risposta esterna che può accrescere (barriere) o ridurre la reale misura della disabilità cioè la piena ed effettiva partecipazione della persona alla società. In questo ambito c’è la necessità di un approccio multisettoriale dove il settore sanitario (pediatra e neurop-sichiatra infantile) lavori a stretto contatto con il settore educativo (scuola) e sociale (risorse del territorio) al fine di ridurre le barriere.Tra le disabilità quelle complesse vedono il bambino coinvolto per numerose funzioni; consideriamo, ad esempio, un quadro di severa cerebropatia con ritardo mentale, epilessia, difficoltà motorie, respi-ratorie, nutrizionali (Fig. 2). In questo ambito è necessario un approc-cio multidisciplinare, con i diversi specialisti attivati e coordinati.Tra le disabilità complesse, quelle di origine genetica accrescono il li-

vello di sofferenza genitoriale poiché insinuano il senso della colpa per aver generato un figlio imperfetto e alienano l’istinto di eternificazione. In questo ambito l’approccio è multidimensionale, in cui la dimensione sanitaria, quella culturale e quella umana si devono integrare.Esiste poi l’estremo della disabilità, in quelle condizioni spesso geneti-che, fortemente disabilitanti, ad elevata complessità assistenziale, tal-mente rare da essere poco o affatto conosciute, che non permettono risposte in termini di eziologia e prognosi, e fanno sentire il genitore iso-lato, privo di confronto o - ancora peggio - destabilizzato. Qui l’approccio rimane multidimensionale e solo il tempo può fornire risposte. Si tratta del tempo indispensabile per arrivare ad una diagnosi, per comprendere tutti i problemi del bambino, ma soprattutto il tempo necessario al geni-tore per riconoscere in quel bambino il proprio figlio.Se la situazione è così grave da limitare lo stato di vita del bambino, allora la dimensione diventa essenzialmente spirituale e riguarda il significato, il valore, lo scopo e il mistero dell’esistenza umana.

Centralità della famigliaI genitori di bambini ad alta complessità assistenziale hanno responsabi-lità che differiscono da quelle dei genitori di bambini sani. Sono respon-sabili della “cura” del loro bambino, ma questa “cura” ha un significato e una problematicità diversi. Devono rapportarsi con servizi sanitari, educativi, sociali e nello stesso tempo bilanciare le loro risorse umane ed economiche con il peso dei problemi da affrontare. Inoltre i genitori di un bambino “raro” non possono avvalersi di un’esperienza comune di gestione dei problemi quotidiani. Fare il bagnetto ad un bambino è facile, farlo ad un bambino affetto da atrofia muscolo-spinale (SMA) è ben più arduo ed i genitori, nel tempo diventano forzatamente i veri esperti della condizione del loro bambino. Dato il ruolo vitale che le famiglie giocano nel provvedere alla cura del bambino con malattie complesse è fonda-mentale che il medico riconosca la loro posizione centrale confrontan-dosi con loro ed includendoli in tutti gli aspetti dell’assistenza.Il livello di stress che il genitore deve affrontare è notevole ed implica una maggiore fragilità. Secondo uno studio di Brehaut et al. (2004), i genitori di bambini con paralisi cerebrale presentano una quanti-tà più elevata di disturbi quali dolore alla schiena, emicrania, ulcere gastriche/intestinali e segni di stress comparando con altri genitori.

Figura 1.Relazione tra tipologia di bisogni speciali (ascisse) e complessità di ap-proccio (ordinate).

Figura 2. Più frequenti patologie di un bambino con cerebropatia di qualsiasi origine.


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Così i genitori di bambini dipendenti da strumenti tecnologici soffrono maggiormente di ansia, depressione, frustrazione, isolamento sociale, deprivazione di sonno e depressione. C’è una stretta associazione tra lo stato di salute e benessere dei bambini con bisogni speciali di cura e quello dei loro genitori e viceversa (Lach et al., 2009). Reichman et al. (2008) hanno cercato di analizzare l’impatto della presenza di un figlio con disabilità all’interno della famiglia. Le con-seguenze spaziano a tutti i livelli e coinvolgono genitori, fratelli sani e famiglia allargata. La presenza di un figlio con disabilità condiziona le relazioni tra i coniugi, le scelte di lavoro, economiche, di programma-zione futura della vita familiare, anche a livello del percorso educativo e scolastico degli altri figli sani. Vengono influenzate notevolmente sia le scelte riproduttive che la partecipazione stessa alla vita sociale da parte della famiglia. Peraltro la gestione positiva o problematica di tut-te queste questioni ha una importante relazione di ritorno sullo stato di salute e sul benessere dello stesso figlio con disabilità.

Portata del problema

I pattern delle malattie croniche nell’infanzia sono sia complessi che dinamici. Nell’età pediatrica le malattie croniche importanti sono più rare ma più eterogenee che nell’adulto. La rapida progressione nella prevenzione delle malattie acute e nelle conoscenze che permetto-no di tenere in vita quei bambini che in precedenza presentavano condizioni definite letali, rendono l’epidemiologia della disabilità dell’infanzia molto più dinamica di quella degli adulti. Questo ha una profonda implicazione nell’organizzazione dei servizi.I bambini con bisogni speciali hanno una prevalenza che va dal 13% al 16%. Se consideriamo quelli con una condizione disabilitante, la prevalenza è stimata intorno all’8% (Newacheck et al., 2005), men-tre i bambini con una condizione congenita disabilitante hanno una prevalenza dello 0,5% (Mastroiacovo e Costantino, 2007).Negli Usa i bambini con bisogni speciali assorbono tra il 70-80% della spesa per la salute pediatrica (Newacheck et al., 2005), hanno una probabilità 3 volte aumentata di aver necessità di un ricovero in terapia intensiva che nel 32% dei casi è dovuto a cause prevenibili (Dosa et al., 2001). Degli eventi potenzialmente prevenibili, 64% sono dovuti a deficienze del sistema assistenziale, in particolare ad una

inadeguata coordinazione dell’assistenza. Errori medici sono eventi prevenibili e sembrano essere più alti nei bambini disabili in relazione alla complessità della loro assistenza (Sacchetti et al., 2000; Slonim et al., 2003). Se si considera che questi bambini sono ospedalizzati 4 volte di più dei bambini normali e che la loro ospedalizzazione dura mediamente 8 volte di più, l’impatto sul sistema sanitario è alto.Da uno studio di due larghe coorti di bambini con e senza difetti conge-niti seguiti per 17 anni, si rilevano interessanti dati sulle cause di mor-talità e di morbilità (Tab. I). In particolare il dato sugli incidenti induce ad una riflessione; 88 bambini con difetti congeniti contro 60 bambini nor-mali hanno subito un incidente che si è rilevato letale. La pediatria ha lavorato molto sulla prevenzione degli incidenti domestici nel bambino normale ma poco si è fatto per la prevenzione degli incidenti domestici nel bambino ipovedente, ipoacusico, o con problemi di motilità. E que-sto lascia di nuovo la famiglia sola nella ricerca di strategie.

Complicanze

Una patologia disabilitante può essere fattore di rischio per la com-parsa di “condizioni secondarie”, dove secondario indica una rela-zione temporale non una relazione di gravità. Il termine “condizione” è usato per suggerire che vi sono diversi esiti riguardanti non esclu-sivamente la sfera medica o fisica ma anche la sfera emozionale, sociale e ambientale. Le condizioni secondarie possono essere più importanti e coinvolgenti di una diagnosi primaria stabilizzata e han-no implicite conseguenze negative, come ad esempio lo sviluppo di nefroblastoma nella sindrome di Beckwith-Wiedemann o l’evoluzio-ne dell’aneurisma nella sindrome di Marfan. L’elemento clinico più rilevante delle condizioni secondarie è la prevedibilità. Le condizioni secondarie non fanno necessariamente parte delle manifestazioni della diagnosi principale, ma quelle a rischio di sviluppare (Lollar, 2004). L’identificazione delle condizioni prevenibili rimane uno dei più importanti obiettivi della Pediatria della disabilità.

Interventi

Nel 1967 negli USA fu coniato il temine “Medical Home” che in 40 anni è divenuto il modello di assistenza dei bambini con bisogni spe-

Tabella I.Causa di morte, non legate ad anomalie congenite e problemi perinatali, in una coorte di 45.000 bambini con difetti congeniti e 45.000 bambini senza difetti congeniti.

Bambini senza difetti congeniti % Mortalità Bambini con difetti congeniti % MortalitàCondizioni N. morti % N. morti %Infezioni 11 6,1 45 6,8Tumori 22 12,1 58 8,7Endocrinopatie 6 3,3 49 7,4Emopatie 2 1,1 9 1,4Malattie mentali 1 0,5 7 1Patologie SNC 12 6,6 105 15,8Patologie cardiovascolari 3 1,7 49 7,4Patologie respiratorie 12 6,6 88 13,2Patologie gastrointestinali 2 1,1 51 7,7Patologie genitourinarie 0 0 11 1,6Patologie ectodermiche 0 0 2 0,3Malattie multisistemiche 60 33,1 101 15,2Incidenti 60 33,1 88 13,3Totali 181 663Da Agha et al., 2006, mod.


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ciali e che prevede come obiettivo il fornire un’assistenza “accessi-bile, continua, globale, centrata sulla famiglia, coordinata, empatica e culturalmente idonea” (www.medicalhomeportal.org). Su questi principi si basa il sistema operativo che enfatizza nel coordinamento la buona riuscita di una cura globale, come sintetizzato in Tabella II. La corretta presa in carico assistenziale del bambino con disabili-tà complessa prevede una integrazione funzionale efficace tra gli aspetti clinico internistici, quelli riabilitativi ed educativi e quelli psi-cosociali. In questa sede ci limiteremo ad approfondire e discutere le problematiche inerenti al primo di questi punti focali, mantenendo fermi i principi ispiratori del Medical Home.

Pediatria ospedaliera

Il ruolo della pediatria ospedaliera nella gestione delle numerose problematiche di salute del bambino è fondamentale e non può fare a meno di un approccio coordinato. Assistenza coordinata all’interno dell’ospedale significa coinvolgimento di numerosi specialisti attiva-ti e competenti nella gestione, nella pianificazione del trattamento e nel monitoraggio degli esiti. C’è necessità di un responsabile, identificabile dalla famiglia, a cui afferiscano le informazioni e a cui spettino i compiti di attuare in maniera sostenibile le indicazioni date dagli specialisti e di definire le priorità assistenziali. A lui è affidato anche l’incarico di organizzare l’assistenza evi-tando duplicazioni dei servizi, di condividere le informazioni tra gli operatori sanitari e i familiari, di pianificare la dimissione (Percelay, 2003).Operativamente sono utili riunioni multidisci-plinari, come un forum per il coordinamento dell’assistenza, in cui si stabiliscano obiettivi comuni per l’ospedalizzazione, lo sviluppo e la revisione dei piani di trattamento, la defi-nizione dei criteri di dimissione del paziente. L’aggiornamento dei piani di assistenza avvie-ne includendo una lista di problemi del pa-ziente, di elementi chiave della storia clinica e di interventi terapeutici attuati e possibili. Il

piano assistenziale dovrebbe essere accessibile alla famiglia e a tutti i membri del team assistenziale (AAP, 1999). La pianificazione della dimissione è un elemento chiave del coordi-namento assistenziale. L’organizzazione dei servizi domiciliari con infermiere preparate, la disponibilità dei dispositivi medici (ventila-tori, aspiratori, pompe nutrizionali) oltre che il training della famiglia nella gestione domiciliare, richiedono tempo ed energia.La pediatria ospedaliera dovrebbe familiarizzare con tubi entero-stomici, tracheotomie, cateteri venosi centrali, supporti respiratori non invasivi e derivazioni in termini di indicazioni, complicazioni e gestione a lungo termine (Srivastava et al., 2005). Tra i maggiori problemi che la pediatria ospedaliera si trova ad af-frontare, quello respiratorio è forse il più cruciale. Lo sviluppo di problematiche respiratorie fino alla malattia polmonare cronica e sue sequele rappresentano una delle maggiori cause di morbilità e mortalità nel bambino con disabilità (Reddihough et al., 2001). Sche-maticamente si possono distinguere le problematiche respiratorie in due grossi gruppi eziologici: le problematiche legate all’aspira-zione e quelle legate alla malfunzione della cassa toracica (Fig. 3;

Tabella II.Principi nodali del “Patient-Centered Medical Home”.Pediatra di famiglia – porta avanti la relazione: primo contatto, continuità e integrazione dell’assistenzaPediatra del centro specialistico – porta avanti la cura, a livello pratico il responsabile del teamL’assistenza è coordinata e/o integrata attraverso il sistema complesso di assistenza sanitaria, facilitata dai registri, dall’informazioni provenienti dalla tecnologia, dagli scambi di informazioni sanitarie, ecc. L’assistenza è fornita in un modo culturalmente e linguisticamente appropriato.Qualità e Sicurezza sono i punti centrali del medical home:

il processo di pianificazione dell’assistenza è guidato da una relazione empatica e robusta tra medico, paziente e famiglia•decisioni sono evidence-based o si basano su linee guide quando disponibili•miglioramento continuo della qualità valutato tramite misure di performance•partecipazione del paziente alle decisioni cliniche e valutazione del feedback•supporto tecnologico per ottimizzare l’assistenza, misure di performance, informazione al paziente e implementazione della comunicazione•pazienti e famiglie partecipano praticamente ad attività che migliorano le attività•

Potenziamento dell’accesso all’assistenza utilizzando diversi sistemi di prenotazione (telefono, email, fax)Pagamento appropriato riconosce il valore aggiuntivo fornito al paziente. La struttura del pagamento dovrebbe:

riconoscere il lavoro che medico e staff non medico svolgono fuori della visita face-to-face•riconoscere il lavoro di coordinamento dell’assistenza •sostenere l’adozione e l’utilizzo di informazioni tecnologiche sanitarie per miglioramento della qualità•sostenere e potenziare sistemi di comunicazione come e-mail sicura e consulenze telefoniche•riconoscere il valore del lavoro medico associato con il monitoraggio dei dati clinici a distanza•fornire incentivi per miglioramento della qualità misurabile e continua •

Norlin C: www.medicalhomeportal.org

Figura 3. Patologia respiratoria nel bambino con disabilità.


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Box 1, 2). Disfunzione oromotoria e reflusso gastroesofageo (RGE) possono determinare aspirazione di cibo, saliva o succo gastrico nel tratto respiratorio causando infezioni ricorrenti. A volte si tratta

di importanti episodi di aspirazione che danno un chiaro quadro di polmonite, altre volte si tratta di microaspirazioni che sono miscono-sciute poiché nel tempo il riflesso di protezione delle vie aeree può diventare tollerante. Queste aspirazioni silenti possono determinare bronchiectasie, fibrosi, alterazione dello scambio ventilazione-perfu-sione, caratteristiche della malattia polmonare cronica (Waltz e Katz, 2004). Le aspirazioni ricorrenti possono presentarsi come wheezing e tosse e possono essere interpretate come asma. Il trattamento passa attraverso il controllo della disfagia, della scialorrea e del re-flusso gastroesofageo (Fig. 4; Box 3-7). La disfagia può essere trattata con riabilitazione oromotoria e con-trollo posturale Box 7. Se il trattamento riabilitativo è poco efficace o necessita di tempi lunghi, si rende necessaria una via alternativa a quella orale. Il sondino naso gastrico va utilizzato per brevi periodi, come nei bambini in cui la disfagia è transitoria, altrimenti è neces-sario il posizionamento di un tubo gastrostomico. Nei bambini con problemi oromotori con funzione intestinale conservata ma con ri-schio di aspirazione per reflusso gastro-esofageo non controllato da terapia medica, è necessaria la gastrostomia con funduplicatio o la gastrodigiunostomia. Entrambe queste procedure non sono scevre da rischi con complicanze presenti nel 4-39% dei casi e mortalità tra l’1-3% dei casi, ma sono efficaci nel ridurre l’ospedalizzazione per reflusso e per polmoniti da aspirazione in circa il 70% dei casi

BOX 1.Tracheostomia.Dimensioni della cannula tracheostomica

Non dovrebbe comprimere mucosa tracheale per non creare erosione parete tracheale.La parte terminale deve essere collineare con la trachea altrimenti la sua punta può essere ostruita dalla mucosa.Complicanze:Erosione mucosaOstruzione esofageaFistola tracheoesofageaFistola tracheoinnominata

Dipende da- Dimensione della trachea- Indicazione alla tracheotomia: a) larga per prevenire aspirazione b) piccola se ventilazione solo notturna- Resistenza vie respiratorie superiori- Bisogno di parlare e mantenere clearance

Cuffiata se: a) Aspirazioneb) Solo ventilazione notturnac) Ventilazione a pressioni alte

Cura della cannula La frequenza del cambio cannula è variabile da settimane a mesi

Vantaggi di cambi frequenti:a) evita infezionib) evita granulomic) riduce occlusioni da secrezioni viscoseSvantaggi:a) streching dello stoma se cannula cuffiatab) disconfort per il bambino

Aspirazione Mantenere pulita la cannula assicura pervietà delle vie aere

Frequenza è in relazione a:a) densità e quantità di secrezione,b) capacità di tossire,c) maturità dello stomaLavare e disinfettare bene il catetere e le maniDefinire in precedenza la profondità di aspirazione.Usare un catetere largo in relazione alla cannulaUsare pressione di aspirazione tra 80-100 mmHg

Formazione dei genitori La transizione dall’ospedale a casa ha successo in relazione alla possibilità della famiglia a gestire la tracheostomia

a) la formazione deve essere individualizzata al bambino e alla fami- la formazione deve essere individualizzata al bambino e alla fami-la formazione deve essere individualizzata al bambino e alla fami-glia

b) usare un manichino con tracheostomia per dimostrazioni. L’uso di diagrammi decisionali può aiutare

c) verifi care che a casa sia presente l’occorrente per la gestione del- verifi care che a casa sia presente l’occorrente per la gestione del-verificare che a casa sia presente l’occorrente per la gestione del-la tracheotomia prima di dimettere il bambino.

d) ogni genitori o tutore dovrebbe dimostrare di aver appreso e saper fare prima della dimissione.

American Thoracic Society, 2006

Box 2.Opzioni terapeutiche per ridurre l’ipersalivazione.Eliminazione o controllo di alcuni fattori:

Carie, malocclusione grave; •Controllo posturale;•Ostruzioni e infiammazioni delle vie aeree superiori.•

Terapia oro motoriaTrattamento farmacologico

Anticolinergici (scopalamina per via inalatoria, orale o trans dermica; •atropina solfato)Simpaticomimetici (glicopirrolato ha meno effetti collaterali che altri •anticolinergici)Antidepressivi triciclici (amitriptilina, imipramina)•

Tossina A botulinica iniettata nelle ghiandole salivariChirurgia

Legatura dei dotti parotidei•Escissione delle ghiandole sublinguale e sub mandibolare•

ComplicanzeSecchezza delle fauci determina: progressione delle carie e gengivo-•stomatiti


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(Srivastava et al., 2009). Se il bambino presenta una ridotta funzio-nalità intestinale, diventa utile la nutrizione parenterale (Fishman e Bousvaros, 2004; Sleigh and Blocklehurst, 2004).

A volte alla base di polmoniti sta il mancato controllo o l’aumento della salivazione. Per ridurre la secrezione salivare è possibile utilizzare far-maci anticolinergici, ma il loro uso è limitato dagli effetti collaterali; in alternativa si utilizza l’iniezione di tossina botulinica nelle ghiandole pa-rotidee e sottomandibolari che ha un effetto di circa 6 mesi (Benson e Daugherty, 2007). In casi estremi è possibile rimuovere la ghiandola sot-tomandibolare e legare i dotti salivari (Box 2). Tuttavia, queste procedure determinano xerostomia con conseguenti gengivostomatiti e carie. Le alterazioni della funzione della gabbia toracica sono dovute es-senzialmente alla debolezza dei muscoli intercostali e diaframmati-ci, che si ritrova in neuropatie motorie e distrofie muscolari, come pure alla scoliosi severa che spesso è presente nei bambini con cerebropatia o in quelli con displasie ossee e connettivali. La fun-zionalità polmonare evidenzia un quadro restrittivo caratterizzato da una riduzione della capacità polmonare totale, vitale e funzionale residua (De Troyer et al., 1980). Nelle condizioni con indebolimento muscolare anche la tosse può essere inefficace. L’ipoventilazione che ne consegue, determina aree atelettasiche, più frequenti infe-

Figura 4. Deficit nutrizionale.

Box 3.Deficit selettivi indotti da farmaci.Farmaci Nutrienti coinvolti Effetti PrevenzioneAntibiotici Minerali

LipidiProteine

Riduzione temporanea assorbimento, distruzione flora batterica

Probiotici

Anticonvulsivanti Vitamina DVitamina KVitamina B-6Vitamina B-12Acido FolicoCalcio

Riducono assorbimento e immagazzinamento Integrazione dietetica con vitamine e minerali

Diuretici PotassioMagnesioCalcioAcido folico

Perdita di elettroliti Alimenti e liquidi ad elevato contenuto di potassio e magnesio

Corticosteroidi CalcioFosforoGlucosioSodio

Trattamenti lunghi riducono calcio e fosforo e modificano livelli glucosio e sodio

Supplementare con calcio e vitamina D, dieta iposodica normoglucidica, controllo pressorio

Lassativi Vitamine liposolubili Riducono assorbimento Integrazione vitaminica. Dieta ricca di fibreSulfonamidi Vitamina C

ProteineAcido folicoFerro

Promuovono cristallizzazione vitamina C nella vescica. Inibiscono sintesi proteica. Riducono livello di ferro e folati

Non dare vitamina C ad alte dosi.Integrare con ferro e folati

Tranquillanti Aumentano appetitoStimolanti Riducono appetito

Box 4.Antropometria alternativa per bambini che non possono stare in piedi.Peso Peso del genitore con figlio in braccio sottratto del peso del

genitoreBilancia con sedia o letto

Altezza Misura delle braccia allungate (Span)*

Misura del braccio (acromion-olecrano)*

Misura della gamba (bordo del malleolo mediale-piatto tibiale interno)*

Misura del segmento superiore*

Misura derivata dalla lunghezza della tibia: L della tibia dalla te-sta fino al malleolo mediale x 3,28+30,8 cm = statura ideale**

* Handbook of Antropometry, Hall et al., edition 2009.** Feinberg et al., Pediatr Clin N Am 2008;551343-58.


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Box 5.Valutazione Apporto Nutrizionale.Informazioni Ottenute nella Pratica Pediatrica Comune Particolari Considerazioni per i Bambini con DisabilitàTipo e quantità di alimenti consumati in un pasto Il bambino può perdere cibo dalla bocca per problemi oro-motori o vomito.

Necessaria osservazione del pastoPreparazione del pasto e del latte è abbastanza standard Ricette possono essere modificate per aggiunta di grassi, zuccheri o

proteine. Necessaria valutazione della preparazione che includa ingredienti, quantità e modo di preparazione e conservazione

Frequenza e durata dei pasti L’evento pasto può essere particolarmente lungo, utile diario alimentare per almeno 3 giorni.Necessaria osservazione del pasto

Indipendenza del bambino a ottenere cibo Il bambino è dipendente da altri.Necessario capire se chi alimenta può identificare fame o sazietà del bambino

Livello di attività Definire se il bambino è iperattivo o con motilità ridotta per stabilire richieste energetiche

Percezione del genitore dell’importanza della nutrizione nel determinare lo stato di salute

Comprendere il grado di stress che i genitori sperimentano nell’alimentare il proprio bambino.

Box 6. Incoordinazione oromotoria. Quando è necessario orientarsi verso un’alimentazione enterale non orale.Segni e Sintomi nel Bambino Segni e Sintomi Riportati dalla FamigliaIncapacità ad assumere almeno l’80% dei bisogni energetici o 90% dei liquidi per bocca

Tempo dei pasti prolungato fino a quasi tutta la giornata

Indicatori di malnutrizione (crescita, laboratorio, storia clinica) Frustrazione durante la nutrizione con poco tempo rimanente per una interazione positiva con il bambino

Infezioni respiratorie ricorrenti o polmoniti da aspirazione Interruzione del pasto per la presenza di malessere nel bambino come tosse, pianto, soffocamento

Storia di malattia da RGE resistente a trattamento medico Segnali di aspirazione del pastoStoria di perdita di peso che non è corretta dall’alimentazione orale per un periodo di 3 mesi (meno per il lattante)

Box 7.Intervento riabilitativo sull’alimentazione del bambino disabile.Adeguata posizione durante il pasto:

capo deve essere in posizione centrale•capo deve essere lievemente inclinato e il collo non esteso•seduta deve essere stabile e sostenuta•ginocchia piegate•piedi sostenuti•

Garantire ambiente confortevole e sicuro:bambino deve essere tranquillo •chi alimenta deve focalizzare l’attenzione sul bambino•livello di rumorosità non deve distrarre il bambino•elementi che distraggono il bambino mentre mangia (televisione e giochi) devono essere ridotti al minimo•temperatura e luminosità devono essere adeguati•

Alimenti con specifica consistenza per stimolare sensazioni oro motorie e masticazioneSchede alimentari appropriate per bambini con problemi attentivi e comportamentali che interferiscono con l’alimentazioneAlimenti che cambiano per densità e consistenza per massimizzare capacità oromotorie e ridurre la faticaTecniche di terapia oromotoria fuori dal pasto per alcuni problemi come l’integrazione propriocettivaValutare se l’approccio propriocettivo e neurofisiologico sia adeguatoTerapia per problemi oromotori specifici come il rilassamento muscolare del labbro superioreTecniche speciali di alimentazione che si avvalgono di strumentario specificoSostenere e creare una interazione positiva tra famiglia e bambino durante il pastoVerificare che il lavoro di educazione e di counselling sia appropriato per la famigliaIndagini diagnostiche aggiuntive


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zioni e danno polmonare. Il riconoscimento precoce di questi pro-blemi è importante al fine di instaurare un trattamento di sostegno tramite tecniche assistite per la tosse, per la pulizia delle secrezioni e per il miglioramento dell’ossigenazione e della ventilazione.Nei bambini con una grave ostruzione delle vie aeree, in quelli che non riescono a proteggere le vie aeree per incoordinamento oromo-torio e che sono sottoposti a ventilazione meccanica per lungo tem-po, si rende necessaria la tracheostomia. Normalmente il bambino dovrebbe rimanere in ospedale finché lo stoma matura ed è possibi-le cambiare la cannula. La scelta della cannula è fondamentale per il buon esito della tracheotomia. La sua dimensione e forma devono essere tali da non causare la compressione della mucosa tracheale, da prevenire l’aspirazione e da permettere un flusso translaringeo per la vocalizzazione e la clearance della muscosa Box 1 (American Thoracic Society, 2006)Da queste premesse di nuovo emerge la complessità delle pro-blematiche mediche del bambino con disabilità e la necessità di affrontarle in maniera coordinata e multidisciplinare (pneumologi, gastroenterologi, neuropsichiatri infantili, chirurghi, ORL, ortopedici, fisioterapisti, nutrizionisti e riabilitatori della disfagia).

Pediatria di base

Il concetto di salute non si limita al benessere fisico ma include an-che quello psichico e sociale. Pertanto un bilancio di salute deve essere immaginato in un più ampio contesto e alla valutazione cli-nica, perno per attuare interventi medico-assistenziali, è necessario affiancare la valutazione di determinanti di tipo sociale, ambientale ed economico che condizionano, insieme a quello sanitario, lo stato di salute del bambino e della sua famiglia. Il lavoro del pediatra di territorio dovrebbe uscire dalle pareti dell’ambulatorio ed estendersi verso tutto quello che è la vita del bambino. In questo modo, può meglio prevenire o ridurre l’impatto delle “condizioni secondarie” sul bambino e sulla famiglia e può più efficacemente incoraggiare comportamenti che promuovano la sa-lute (Liptak e Revell, 1989). I bilanci di salute rimangono la strategia più forte per raggiungere questo obiettivo (Tab. III). Il bilancio di salute è infatti un incontro per-sonalizzato, periodico, programmato e documentato tra il bambino e i suoi genitori con il responsabile della sua salute che conosce la storia naturale della condizione di cui è affetto il bambino, con lo scopo di:a) valutare lo stato di salute del bambino per identificare disturbi

già in atto ma sfumati o inapparenti per trattarli, se necessario;b) fornire indicazioni di educazione sanitaria anticipando i possibili

problemi, le caratteristiche di sviluppo e i vari bisogni di salute;c) mettere in atto specifici interventi di prevenzione.La conoscenza della condizione del bambino avviene tramite uno stretto legame tra i centri specialistici e il pediatra di famiglia ed è sostenuta da documentazione clinica e informazioni culturali che passano in maniera bidirezionale.Ma quali sono le priorità che il pediatra di famiglia deve garantire nei confronti del bambino con condizione disabilitante complessa e della sua famiglia? La nutrizione è sicuramente il maggior impegno assistenziale della famiglia di un bambino con importante cerebropatia. La malnutri-zione rimane uno dei problemi principali del bambino con disabi-lità presentandosi nell’90% dei casi (Tedeschi, 2005). Un sintetico approccio alla patologia nutrizionale è illustrato nella Figura 4. I parametri di crescita sono gli indicatori indispensabili della nutri-zione e vanno inseriti, quando possibile, nelle specifiche curve di popolazione (sindromi di Down, Noonan, Cornelia de Lange, Wolf, Acondroplasia). Quando non è possibile effettuare le normali valu-

tazioni antropometriche, è necessario utilizzare strategie di misura alternative (Box 4). Particolare attenzione deve essere posta a deficit nutrizionali selettivi che frequentemente sono dovuti all’interazione con i numerosi farmaci che i bambini con cerebropatia epilettogena devono assumere (Box 3) e che possono essere compensati con adeguata supplementazione. È importante verificare se il bambino è a rischio di aspirazione di alimenti o se presenta una sintoma-tologia che orienti verso un reflusso gastroesofageo come pure è importante monitorare, tramite diario alimentare, l’apporto calorico e i volumi degli alimenti assunti (Box 5) (Cohen et al., 2004). Come già detto in presenza di disfagia, inadeguata assunzione di alimenti e/o condizioni ad elevato catabolismo, si rende necessaria una nu-trizione enterale. È importante ricordare che le richieste energetiche dei bambini con condizioni congenite disabilitanti talvolta non sono le stesse di quelle di una popolazione normale.Frequentemente il bambino con disabilità presenta problematiche di sonno che il pediatra di territorio dovrebbe individuare per indirizza-re il bambino nei centri specializzati (Fig. 5; Box 8)Il pediatra di territorio deve sorvegliare sull’immunizzazione. Alcuni studi hanno evidenziato che la copertura vaccinale è ridotta nei bam-bini con cerebropatia (copertura 63%); in particolare si è notato che la copertura è inversamente proporzionale alla gravità della cerebro-patia (Ayyangar, 2002). Eppure, specie in questi bambini dovrebbe essere garantita una copertura vaccinale più ampia in relazione al maggiore coinvolgimento respiratorio e alla loro più elevata fragilità. In particolare dovrebbero eseguire vaccinazioni antipneumococca, antimeningococcica e antiinfluenzale. Per i bambini con condizioni metaboliche è possibile avere un quadro completo sulle strategie vaccinali nel lavoro di Kingsley et al. (2006).Tutte le strategie preventive che vengono adottate nel bambino normale a maggior ragione devono essere adottate nel bambi-no con disabilità poiché assumono un particolare valore. Consi-deriamo ad esempio l’importanza della fluorazione nel bambino cerebropatico in cui non può essere garantita un’adeguata igiene dentale. Eppure la quantità e la complessità dei problemi che il bambino presenta mette in secondo piano gli interventi preventivi necessari.Il pediatra di famiglia è il conoscitore delle risorse del territorio, la figura che meglio può verificare se il bambino ha un adeguato in-serimento scolastico e se scuola e centro di riabilitazione interagi-scono efficacemente. Il pediatra di famiglia è anche la figura che

Tabella III. Bilancio di salute. Ad ogni visita.Osservare insieme ai genitori i progressi del bambino

1. La famiglia si sente aiutata adeguatamente ? Può essere fatto di più?2. Lo sviluppo fisico del bambino è normale (curve adatte)?3. L’alimentazione e il ritmo sonno-veglia sono adeguati?4. Le vaccinazioni – tutte – sono in regola?5. Lo sviluppo psico-motorio del bambino è nei limiti della sua

condizione (relazione del riabilitatore)?6. L’anamnesi o la visita hanno messo in evidenza segni di una

patologia più frequente nei bambini con quella sindrome specifica o con quella disabilità?

7. Sono stati programmati o fatti gli esami di controllo?8. I trattamenti proposti in precedenza sono adeguati ai reali bisogni?9. Sono state proposte nuove terapie?

10. Il consiglio genetico e le strategie di diagnosi prenatale sono stati formulati e compresi?


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meglio può a capire se la famiglia ha un adeguato sostegno sociale e può garantire l’adeguamento delle risorse del territorio ai bisogni del bambino/famiglia.

Ricerca

L’importanza di comprendere e migliorare l’assistenza del bambino con disabilità è ampiamente riconosciuta, ma la ricerca al momento ha fatto poco per migliorare o misurare la qualità delle cure ricevute da questi bambini. La ragione principale sta nel fatto che le condizioni disabilitanti sono numerose ed eterogenee, ognuna delle quali con un relativamente

piccolo numero di bambini affetti. Studi fat-ti in un singolo centro se focalizzati su una particolare diagnosi, soffrono del fatto che il campione è piccolo e i risultati possono essere difficilmente generalizzabili. Recentemente i ricercatori si stanno orien-tando maggiormente verso definizioni “consequence-based” della disabilità nel tentativo di capitalizzare sulle similitudini tra le diverse diagnosi e permettere stu-di statisticamente più robusti con una più grande rilevanza clinica (Perrin, 2002; Sri-vastava et al., 2005).Se immaginiamo che le nostre decisioni cliniche dovrebbero partire da “evidence”, nell’ambito delle condizioni disabilitanti le “evidence” sono scarse. Prendiamo un esempio semplice: otite media e sindro-me di Down. Se facciamo una metanalisi di studi sull’otite media in età pediatrica, tutti i clinical trials escludono bambini con la sindrome di Down e difetti cranio fac-ciali (poiché potenzialmente più a rischio e meno responsivi ai trattamenti), allora come si deve trattare un bambino con

otite e sindrome di Down considerando che fa parte di una delle popolazioni a rischio? Se mancano “evidences” le tappe successive che portano alle nostre decisioni cliniche diventano meno stabili e si assiste ad una grande variabilità di convinzioni documentata da un’enorme variabilità nella pratica clinica ed un ampio rapporto di cure inappropriate (Fig. 6).Le soluzioni stanno nel selezionare processi assistenziali altamente prioritari, costruendo ricerche evidence-based che portino a linee guida condivise da un team multidisciplinare di operatori sanitari. Una volta generata e condivisa, la linea guida può essere modifica-ta in relazione alle necessità di ogni singolo paziente. Misurando,

Figura 5. Patologia del sonno nel bambino con disabilità.

Box 8. Classificazione degli eventi respiratori durante il sonno.OstRuttiviApnea Assenza di flusso aereo oronasale di ogni durata con sforzo respiratorio persistenteIpopnea Distinguibile riduzione del flusso oronasale per due o più respiri con sforzo respiratorio persistente spesso

accompagnato da desaturazione di O2 o risveglioSforzi respiratori che determinano risveglio Incremento dello sforzo respiratorio con riduzione del flusso che determina risveglio, seguito da scomparsa

dello sforzo e normalizzazione del flusso Limitazioni di flusso Appiattimento del segnale inspiratorio sul rilevatore del flusso nasaleRussamento Rumori inspiratori grossolaniIpoventilazione pCO2 > 50 mmHg per più del 10% del tempo totale di sonno o pCO2 > 53 mmHg e accompagnato da

respiro paradosso o eventi ostruttiviCentRaliApnea Assenza di flusso aereo oronasale per almeno 20 secondi senza sforzo respiratorio; eventi più brevi sono

considerati se associati a risveglio, desaturazione o bradicardia Ipoventilazione pCO2 > 50 mmHg per più del 10% del tempo totale di sonno o pCO2 > 53 mmHg e accompagnato da

riduzione dello sforzo respiratorioRespiro Periodico Successione di almento 3 apnee centrali di diversi secondi separati da un periodo di 20 secondi di respiro

normaleMistiApnee Miste Cessazione di flusso con componente centrale e ostruttivaApnea espiratoria prolungata con cianosi Prolungamento dell’espirazione oltre la capacità funzionale residuaRespiro “Apneustico” Marcato prolungamento dell’inspirazione


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imparando, e soprattutto eliminando le variazioni provenienti dai professionisti.

Sfide

Sino a qui abbiamo riportato le problematiche dell’assistenza quoti-diana al bambino con bisogni speciali di cura, ma due ulteriori grossi capitoli meritano la nostra attenzione:• ilproblemadellagestionedell’emergenza;• latransizionedall’etàpediatricaall’etàadulta.

Gestione dell’emergenza

Ricerche pubblicate in letteratura segnalano che i bambini con alta complessità assistenziale presentano un numero di accessi ai servi-zi di Emergenza doppio rispetto ai bambini senza disabilità. Anche la percentuale di ricoveri conseguenti a questi accessi è significativa-mente più alta rispetto alla popolazione pediatrica generale.Ciò che può accadere, e non raramente, è che questi accessi non siano sempre legati a vere e proprie urgenze mediche ma a problematiche cliniche differibili. Il ricorso al Pronto Soccorso è in questi casi la dimo-strazione di una scarsa possibilità di accesso o di uno scarso utilizzo delle risorse assistenziali di base e/o di un cattivo controllo delle pro-blematiche croniche da parte dei responsabili delle cure del paziente.Questo dato risulta evidente dallo studio di Raphael et al. (2009) in cui gli autori hanno definito la probabilità di accesso al sevizio di emer-genza in relazione alla presenza/assenza di un programma di medical home ed all’etnia di origine della famiglia. I risultati dimostrano chiara-mente che vi è certamente un differente uso dei servizi di emergenza in relazione all’etnia della famiglia del soggetto, ma anche che la presen-za di un efficace servizio di medical home riduce queste disparità. Sempre in quest’ottica Pollack et al. (2007) hanno riportato i risultati di un progetto di valutazione dell’uso dei servizi di emergenza in un’ampia popolazione di bambini del Michigan con “bisogni spe-ciali di cura”. Lo studio della durata di 2 anni valutava la riduzione dell’utilizzo del pronto soccorso in un consistente numero di pazienti arruolati in un programma accurato di assistenza primaria che pre-vedeva una definizione di un piano di trattamento individualizzato e l’identificazione di un coordinatore locale delle cure. Gli autori segnalano una riduzione di circa un quarto degli accessi in Pronto Soccorso con un notevole risparmio economico ma anche con un chiaro miglioramento dell’assistenza di base ai pazienti.Ulteriori problemi dell’accesso, proprio ed improprio, ai servizi di Emergenza possono essere così sintetizzati:• glioperatoridelserviziodiprontoSoccorsononsonoabituatia

confrontarsi con un livello di collaborazione e di comunicazione con il bambino disabile che, nonostante l’età anagrafica, può

essere in molti casi assai scarso rendendo difficile la stessa va-lutazione clinica;

• puòesseredifficileavererapidamenteun’ideaglobalemapreci-sa dei molti problemi concomitanti del paziente e della sua storia clinica spesso lunga e articolata;

• ilpersonaledelserviziospessoèimpreparatoatrattarequestogenere di pazienti soprattutto in termini di conoscenza della sto-ria naturale delle diverse e rare condizioni di base.

A fronte di queste difficoltà le problematiche che possono portare il bambino con disabilità all’accesso al Pronto Soccorso possono es-sere di 3 tipi:• problematiche cliniche pediatriche generiche, non riferite alla

condizione di base né alla disabilità;• problematicheclinichecomunietrasversaliaibambinicondisa-

bilità (vedi sopra)…• problematichespecifichedellacondizionedibasepertipologia

e/o frequenza.Ovviamente la decisione di quale sia il tipo di situazione dipende da una conoscenza da parte del medico della storia naturale della condizione di base, situazione per nulla scontata per un medico di pronto Soccorso.La Tabella IV elenca una serie puramente esemplificativa di compli-canze sindrome-specifiche che devono essere considerate nella dia-gnosi differenziale di sintomi di presentazione generali ed aspecifici.Le sindromi malformative sono caratterizzate dalla presenza a volte assai frequente di malformazioni maggiori e/o di complicanze me-diche. La conoscenza di queste informazioni diventa ovviamente in-dispensabile nell’approccio diagnostico e nel trattamento ai pazienti con queste stesse patologie per interpretarne i sintomi all’arrivo in un Pronto Soccorso.Il problema centrale che si pone è quindi molto chiaro.Come informare il medico di pronto Soccorso della complessa situazio-ne clinica del bambino e della storia naturale della sua patologia?Alla prima parte della domanda l’AAP risponde in modo chiaro de-finendo la necessità di costruire per ogni paziente una “Emergency Information Form (EIF)”, cioè un documento medico che riassuma in modo organico le problematiche mediche del bambino, le tera-pie che esegue, i presidi sanitari che utilizza (ventilazione, alimen-tazione) e le attenzioni clinico terapeutiche che necessita. Questo strumento è stato inizialmente proposto nel 1999 e riaffermato nel 2002. Un recente articolo pubblicato nel 2010 ne ha richiamato la necessità e discusso nel dettaglio caratteristiche e modalità di uti-lizzo (AAP, 2010). In particolare, questa pubblicazione ha sottolineato e discusso necessità e modalità di utilizzo di una form sia informa-tica che affidata al paziente (CD, chiavina USB, documento in car-ta plastificata), regole e doveri per il suo aggiornamento e ricadute pratiche dei processi a vari livelli per la qualità dell’assistenza del bambino stesso (non ultima la possibilità di aver definito con docu-mento condiviso con genitori e/o caregivers le scelte da mettere in atto nei momenti di fine vita). Il documento dell’AAP discute anche le indicazioni da porre in atto in caso di evento catastrofico naturale di entità più o meno rilevante (la stessa sospensione dell’erogazione della corrente elettrica può rappresentare per un paziente ventilato un evento di grande emergenza e di grande rischio).Per quanto riguarda il problema dell’informazione accurata dei me-dici di Pronto Soccorso sulla storia naturale delle diverse condizioni, non vi sono ancora elementi di chiarezza ed uniformità. Alcune asso-ciazioni di genitori stanno generando in modo autonomo schede in-dividuali o materiale informativo riferito alle problematiche di emer-genza primaria dei pazienti affetti da (quelle) specifiche condizioni. Il sito web Orphanet sta iniziando a sviluppare una sottosessione di

Figura 6. Fattori che influenzano le nostre decisioni cliniche.


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“Emergency guidelines”, al momento in fase di implementazione e disponibile solo per un ristrettissimo numero di condizioni (nove).Nell’ottica di un corretto uso delle strutture di Emergenza risulta molto interessante un’esperienza australiana riportata da Sutton et al. (2008) in cui è stato istituito un servizio informativo telefonico ge-stito da nurses preparate ad hoc sia sulla tematica delle condizioni provocanti o correlate alla disabilità, sia esperte di triage e procedu-re d’urgenza in pronto Soccorso. Il Servizio era attivo 24 ore su 24 e permetteva ai genitori di ricevere informazioni telefoniche che po-tevano portare a: 1) una soluzione del problema evitando l’accesso al pronto Soccorso; 2) l’invio a strutture assistenziali (dedicate) non a carattere d’urgenza; 3) l’invio al Pronto Soccorso con preavviso dell’arrivo del paziente alla struttura e la descrizione della tipologia di problema di base e d’urgenza. In un’attività di 4 anni che ha arruolato 220 pazienti si è osservato:• unaumentodellechiamatealserviziopiùspessoinorarinottur-

ni/festivi;• una riduzione dell’accesso al pronto Soccorso post chiamata

(dal74% al 50%);• unariduzionedrasticadeitempidiattesadelpazientealPronto

Soccorso; • unnotevolegradodisoddisfazionemediadell’utenza(8,3inuna

scala 1-10).Tutto ciò ha consentito un risparmio di 122000 dollari australiani in visite non effettuate in Pronto Soccorso a fronte di un costo totale del programma di 166000 dollari australiani/anno. Il costo del programma annuale pro paziente è stato modesto (750 dollari australiani) a fronte di un costo pro visita in Pronto Soccorso di 340 dollari australiani. Quanto sin qui discusso dimostra quindi come la complessità assisten-ziale dei pazienti con disabilità renda le condizioni di urgenza una vera e propria sfida assistenziale e quanto sia il lavoro che deve essere impo-stato per dare una risposta adeguata a questo genere di necessità.

La transizione assistenziale dall’età pediatrica a quella adulta

Il problema della diagnosi e dell’assistenza della persona giovane

adulta affetta da malattia rara con bisogni assistenziali particolari sta diventando di giorno in giorno più pressante e attuale.I notevoli progressi della rianimazione neonatale, della chirurgia pe-diatrica e, più in generale, dell’assistenza pediatrica stessa, hanno modificato in modo sensibile e significativo la sopravvivenza della gran parte delle condizioni sindromiche; la mortalità precoce si è infatti drasticamente ridotta e la sopravvivenza di queste persone rispetto a quella media della popolazione generale è decisamente aumentata. Un esempio eclatante è rappresentato dall’aspettativa di vita delle persone affette da S di Down passata dai 9 anni del 1929, ai 12 del 1940, ai 40 del 1997 ed ai 60 del 2009 (Coppus et al., 2008). Certamente una variabile di grossa importanza in termi-ni di sopravvivenza è rappresentata dalla presenza/assenza e dalla gravità del ritardo mentale (RM). Bittles et al. (2002) in un ampio studio australiano dimostrano un’aspettativa di vita media delle per-sone con RM pari a 68,6 anni contro una media di 75,6 per il sesso maschile ed 81 per il sesso femminile nella popolazione generale. La sopravvivenza media è peraltro in funzione della gravità del RM essendo pari a 74 anni nelle persone con RM lieve, 67 per quelle con RM moderato e 58 per quelle con RM grave/severo.Un altro elemento da considerare è che nell’assoluta maggioranza dei casi queste persone, fortunatamente, non vengono più istitu-zionalizzate ma vivono all’interno dei rispettivi nuclei familiari o in piccole comunità protette. Tutti questi elementi hanno portato ad un aumento delle necessità assistenziali specialistiche di questi soggetti ed all’assoluta evidenza dell’importanza di una competenza che vada ben oltre l’età pediatrica.Se è vero che “il bambino non è un piccolo adulto” è altrettanto vero che “un paziente adulto non è un bambino cresciuto”.L’American Society of Adolescent Medicine definisce la transizione dall’età pediatrica a quella adulta un “trasferimento programmato di un adolescente/giovane adulto affetto da malattia cronica”. Questo processo deve avere degli obiettivi molto chiari di qualità e conti-nuità assistenziale, deve essere centrato sul paziente e sulla sua

Tabella IV.Potenziali complicanze sindrome specifiche di fronte a sintomi di presentazione pediatrica comune in pronto Soccorso.Sintomo di presentazione Sindrome malformativa Complicanza medicaDolore toracico S di Marfan Pneumotorace spontaneo / dissecazione aorticaAddominalgia S Williams Diverticolite intestinale, diverticolite vescicale,

ischemia anse intestinaliAddominalgia S. Cornelia de Lange Volvolo su mal rotazione intestinaleAddominalgia S. Ehlers Danlos Rottura intestinaleApnea S. Prader Willi Centrale o ostruttivaApnea S Apert, Pfeiffer, Acondroplasia, CHARGE Ostruttiva peggiorata o meno da infezioni alte vie

respiratorieIpotonia, emiplegia ad insorgenza acuta S.Down, Mucopolisaccaridosi, Acondroplasia Compressione acuta tronco-encefalica da anomalia

scheletrica della giunzione atlanto-occipitaleCefalea S Williams,

Neurofibromatosi tipo 1Crisi ipertensiva (ipertensione essenziale o secondaria a stenosi dell’arteria renale

Cefalea S Williams Stroke cerebraleClaudicatio arti/ sintomatologia crampiforme, scarsa autonomia motoria

S Williams Stenosi arteriosa asse iliaco femorale

Improvviso calo del visus S Marfan, S Stickler Distacco di retinaImprovviso calo del visus Neurofibromatosi tipo 1 Compressione chiasma da glioma n. otticoPeggioramento progressivo del visus S Cohen, S Bardet Biedl,

S AlstromEvolutività di retinite pigmentosa

Dolore/ impotenza funzionale ad un arto Osteogenesi Imperfecta Frattura patologicaSudorazione, tremore, crisi convulsiva S Silver Russel Ipoglicemia da scarsa tolleranza al digiuno Crisi tetanica Microdelezione 22q11.2 Ipocalcemia da ipoparatiroidismo


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famiglia e deve essere un processo flessibile e adeguato al grado di sviluppo del paziente.La sensibilità e l’attenzione della medicina dell’adulto a queste tematiche non è affatto elevata. Suris et al. (2009) recentemente segnalano come la transizione venga spesso vissuta dai medici di medicina generale come un mero trasferimento. Lotsein et al. (2009) hanno invece valutato con estrema attenzione il livello di discussione delle tematiche inerenti la transizione da parte dei responsabili delle cure in ambito pediatrico in 18198 adolescenti americani con bisogni speciali di cura. In particolare le interviste mi-rate effettuate avevano come obiettivo il verificare se vi fosse stata discussione riguardo a: 1) i futuri responsabili delle cure; 2) i futuri bisogni assistenziali; 3) la futura copertura assicurativa, 4) una mag-gior responsabilizzazione nel progetto di cura da parte dell’adole-scente. Solo nel 41% dei casi tutti questi punti erano stati discussi.Le problematiche aperte sono molteplici. La medicina pediatrica ha infatti consuetudine di rapportarsi con i genitori del bambino ed è pertanto molto orientata al rapporto con la famiglia mentre la me-dicina dell’adulto ha un’impostazione più mirata al rapporto indivi-duale con il paziente, pensato come soggetto autonomo ed in grado di autodeterminarsi. Questo rende quindi più complesso l’approccio al paziente con disabilità che frequentemente ha nei genitori o nei tutori legali i referenti principali del percorso terapeutico.Le stesse strutture sanitarie della medicina adulta non sono organiz-zate ed orientate ad accogliere pazienti non autosufficienti, scarsa-mente o non collaboranti e dipendenti, quali i giovani adulti con biso-gni speciali di cura. Anche la consapevolezza dell’esistenza di questo genere di pazienti e di queste problematiche cliniche, sia da parte della medicina dell’adulto che della psichiatria, è ancora insufficiente.A rendere la situazione ancora più complessa va segnalato che la stessa disponibilità di informazioni circa la storia naturale ed i proto-colli di follow-up è ancora molto limitata per la gran parte delle con-dizioni rare ad insorgenza pediatrica come ad esempio le sindromi malformative complesse.Il problema poi della transizione, esattamente come quello della presa in carico pediatrica, va ben oltre il “semplice” piano medico e spazia nei confronti dello sviluppo del maggior livello di autonomia personale pos-sibile (autodeterminazione, capacità di gestione dei rapporti, delle risorse economiche, autonomia abitativa ecc.), dell’inserimento occupazionale migliore possibile e del fronteggiare e gestire problematiche nuove e tipi-che dell’età adolescenziale ed adulta come quella della sessualità. Il problema dell’adeguata gestione della transizione è quindi molto delicato.I bisogni della famiglia sono forti e molteplici e spaziano da una continuità relazionale con i referenti principali per il percorso di cura, ad una continuità informazionale tra i vari attori del percorso per arrivare ad una continuità multidirezionale che deve tener conto dei diversi ambiti in cui vive e si muove la persona con disabilità.La tabella 5 elenca gli ostacoli più importanti ad una efficace transi-zione secondo quanto pubblicato da Burdo-Hartman et al. nel 2008.La transizione tra età pediatrica ed età adulta appare quindi sempre

più come un percorso articolato che deve essere attivato a livello ado-lescenziale dai responsabili delle cure e deve coinvolgere in modo pie-no la famiglia, il paziente (ove possibile) e i referenti dell’età adulta.Ciò che deve essere chiaro sin dall’inizio di questo cammino è stato ben definito da Olsen et al. (2004): l’obiettivo della transizione è lo sviluppo di un “life (not illness) plan”.

ConclusioniIl panorama italiano si presta bene per diventare efficace nella ge-stione del bambino disabile. La presenza di una pediatria di territo-rio competente dei bisogni del bambino e delle risorse familiari e sociali, se ben integrata con centri specialistici che provvedono ad una gestione multidisciplinare delle diverse problematiche sanitarie, permetterebbe una gestione ottimale del bambino con disabilità. Il lavoro di coordinamento e di comunicazione tra questi due assi fon-damentali è il punto di svolta per una buona gestione. Il coordinamento degli interventi deve essere considerato uno strumento terapeutico/assistenziale come l’utilizzo del respiratore per il neonatologo o del-la chemioterapia per l’oncologo pediatra. Come tale ha un suo tempo ed un suo costo, ha bisogno di mezzi e di persone. L’oggettivazione del vantaggio dell’assistenza coordinata è ben dimostrata in termini economici, in termini di soddisfazione dei familiari, in termini di cresci-ta culturale del team (Tab. VI). La spesa di un’assistenza coordinata è compensata dal notevole risparmio che il sistema sanitario ha in termi-ni di riduzione dei costi legati alle complicanze e allo sperpero di risorse (Antonelli et al., 2008). La dimostrazione dell’efficacia del modello di assistenza integrata permette di pensare ad una sua attuazione sul territorio nazionale, ma la pediatria italiana è preparata ad accettare la sfida che la disabilità pone in termini professionali, culturali e umani?

RingraziamentiSi ringraziano la fondazione Mariani per il sostegno offerto all’ambu-latorio di genetica clinica di Monza; John C. Carey (Genetic Clinic), Ni-cola Longo e Lorenzo Botto (Metabolic Clinic), Nancy Murphy (Clinic of Complex Children), Chuck Norlin (director of Medical Home Program) del Primary Children Hospital di Salt Lake City (Utah-USA) per averci dato l’opportunità di un confronto professionale ed umano sulla disa-bilità, l’“Associazione Italiana Sindrome di Costello e Cardiofaciocuta-nea per aver permesso questo confronto e l’“Associazione Sindrome di Crisponi e Malattie Rare” per aver permesso l’attivazione del primo dottorato di ricerca sulla “Pediatria della Disabilità”

Tabella V.Ostacoli maggiori della transizione.

Bassa richiesta isolamento/sociale del paziente e della famiglia•Difficoltà nell’identificare referenti dell’età adulta•Resistenza dell’adolescente •Resistenza della famiglia•Mancanza di supporto istituzionale•Difficoltà comunicative con referenti adulti•

Tabella VI.Vantaggi del coordinamento dell’assistenza.Famiglia ↓ Problemi e frustrazione

↑ Senso di collaborazione↑ Soddisfazione nel team

Bambino ↓ Giorni di ospedalizzazione/numero visite↓ Assenza a scuola↑ Accesso alle risorse necessarie

Staff ↑ Comunicazione↑ Efficienza dell’assistenza↑ Ruolo professionale/flusso conoscenza

Sistema ↓ Duplicazione↓ Frammentazione↑ Comunicazione e efficienza


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L’assistenza del bambino con disabilità congenita necessita di una visione pediatrica preventiva e curativa che non si discosta da quella che si ha •per il bambino normale. L’elevata complessità assistenziale risiede nel coinvolgimento di numerosi sistemi strettamente intrecciati che richiedono un approccio multidisci-•plinare coordinato. La disabilità non è una malattia è una condizione e il trattamento si avvale di un approccio non solo sanitario ma anche sociale.•Il pediatra di famiglia e quello ospedaliero, anche se con differenti mansioni hanno un ruolo centrale nella gestione del bambino con disabilità. è •necessaria una figura nella medicina dell’adulto che possa permettere la transizione.

Box di orientamento

Giuseppe Zampino, Centro di Riferimento per le Malattie Rare e Congenite, Dipartimento di Scienze Pediatriche Medico-Chirurgiche e Neuroscienze dello Sviluppo, Policlinico Universitario “A. Gemelli”, largo Gemelli 8, 00168 Roma. Tel. +39 06 30154584. E-mail: [email protected]

Corrispondenza

Luglio-Dicembre 2010 • Vol. 40 • N. 159-160 • Pp. 102-108 FRoNTIeRe

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Metodologia seguita

Le fonti bibliografiche alla base di tale revisione sono state tratte da ricerche in PubMed, NCBI (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?db=PubMed) inserendo come parole chiave: “primary ci-lium”; “ciliopathy”, “cilium”. Le ricerche bibliografiche sono state effettuate fino al 15 gennaio 2010. Accanto a pubblicazioni peer-reviewed sono state prese in considerazione revisioni redatte da autorevoli ricercatori del settore.

Obiettivi

L’articolo descrive i più rilevanti sviluppi nel campo delle ciliopatie con particolare attenzione alle funzioni del ciglio primario. Il mondo delle ciliopatie è piuttosto complesso dato che spesso i fenotipi cli-nici si sovrappongono e gli stessi geni ciliari possono essere mutati in diverse malattie. L’articolo si propone di offrire un aggiornamento sulle malattie da disfunzione ciliare evidenziandone le caratteristi-che comuni e le unicità.

Struttura e funzioni principali delle ciglia

Le ciglia protrudono dalla superficie cellulare e sono delimitate da una membrana, contigua con la membrana plasmatica della cellula, che si estende nello spazio extracellulare. Esse sono composte da una parte centrale, chiamata assonema, costituita da microtubuli e

da numerose proteine ad essi associati. L’assonema è una struttura ordinata caratterizzata da 9 coppie di microtubuli periferici arran-giati intorno ad una zona centrale che può contenere o meno una coppia centrale di microtubuli. Si distinguono dunque, in base alla composizione dei microtubuli, due tipi di strutture: tipo 9+2 o tipo 9+0 e studi recenti indicano che entrambe le tipologie possono ave-re funzioni motili e sensoriali (Wilson et al., 2009).Le ciglia di tipo 9+2 hanno generalmente dei ponti di dineina che legano tra di loro le coppie di microtubuli ed altre strutture neces-sarie per la motilità dell’assonema (Satir e Christensen, 2007) e sono quindi motili, mentre la maggior parte delle ciglia di tipo 9+0 mancano di tali ponti e sono non motili. La ciglia motili si muovono mediante l’attività motrice della dineina, che permette di far scor-rere i doppietti di microtubuli. Alla base dell’assonema c’è il corpo basale, costituito da una coppia di centrosomi immersi nel mate-riale pericentriolare. La zona più esterna del corpo basale costitu-isce il centro di nucleazione dei microtubuli. Durante la ciliogenesi le ciglia si allungano dal corpo basale aggiungendo nuove subunità dell’assonema all’estremità distale. Poiché la sintesi proteica non avviene all’interno delle ciglia, i componenti del ciglio devono essere trasportati utilizzando particelle macromolecolari che si spostano lungo i microtubuli dell’assonema. Tale meccanismo viene definito trasporto intraflagellare (IntraFlagellar Transport, IFT).La distribuzione dei tipi di ciglia nell’organismo è varia a seconda della loro funzione. Ad esempio nel nodo embrionale di topo, la ciglia primarie sono un insieme di ciglia con struttura 9+0 e 9+2

Il ciglio primario e le malattie genetiche da disfunzione ciliare

Anna D’Angelo*, Brunella Franco* **

* Telethon Institute of Genetics and Medicine (TIGEM), Napoli; ** Genetica Medica, Dipartimento di Pediatria, Università Federico II, Napoli

RiassuntoLe ciglia sono organelli filiformi che protrudono dalla superficie della maggior parte delle cellule eucariotiche. Fino a poco più di un decennio fa, esse erano considerate organelli vestigiali. Numerosi studi hanno però dimostrato il loro ruolo cruciale come meccano-, osmo- e chemiosensori importanti per la trasduzione di diverse vie di segnalazione quali Hedgehog e Wnt. Le ciglia possono avere diverse strutture e funzioni rendendo la loro classificazione complessa. In questo studio focalizzeremo l’attenzione sul ciglio primario e sulle malattie dovute all’inattivazione di geni che codificano per proteine ciliari. Queste malattie, denominate ciliopatie sono caratterizzate da alcune similarità fenotipiche, quali la malattia cistica renale, ed il coinvolgimento oculare e scheletrico. Numerosi geni responsabili delle ciliopatie sono stati identificati e di molti è stata definita la funzione. Lo scopo di questo lavoro è descrivere, utilizzando la letteratura scientifica, le più recenti scoperte sul ciglio primario e le ciliopatie ad esso associate mettendo in luce le caratteristiche comuni ai vari disordini e gli aspetti ancora da investigare.

SummaryCilia are filiform organelles protruding from the cell surface of almost all eukaryotic cells. They were considered for long period just vestigial organelles. Many studies demonstrated their crucial role as mechano-, osmo- and chemo-sensors. Cilia can have different structures and functions making their clas-sification highly complicate. In this study, we will focus on the primary cilium and the consequences of its defect. The primary cilium acts as an antenna for the cell, and several important pathways such as Hedgehog and Wnt are transduced through it. Impairment or dysfunction of one ciliary protein alone can cause complete loss of cilia or the formation of abnormal cilia leading to ciliopathies. These disorders can affect many organs at different levels of severity and are characterized by high genetic heterogeneity and a wide spectrum of phenotypes. To date, many ciliary genes have been identified and studies to determine their function have been performed. The state of the art on the primary cilia studies reveals a very intricate scenario. The aim of this review is to evaluate the recent advances in cilia function and in primary cilium ciliopathies shedding light on the common features of ciliopathies and the aspects that still should be investigated.


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con funzioni sia motili, per generare un flusso anti-orario del flui-do extra-embrionale nell’area nodale, che sensoriali (Nonaka et al., 1998; Basu e Brueckner, 2008). Le ciglia dell’epitelio respiratorio e quello dell’ependima sono motili con una strutura 9+2 per garantire il flusso di liquidi. Le ciglia non motili 9+2 sono presenti su neuroni olfattoriali. Tra i differenti tipi di ciglia ci sono le ciglia 9+4 della placca notocordale dell’embrione di congilio (Feistel e Blum, 2006). Le ciglia dell’epitelio renale, le ciglia che connettono i fotorecettori e quelle delle isole pancreatiche sono non motili 9+0 e sono dette anche ciglia primarie. Il numero delle ciglia può variare tra i diversi tipi cellulari. Le ciglia motili 9+2 sono presenti in diverse centinaia sulla superficie delle cellule epiteliali mentre le ciglia primarie 9+0 sono generalmente solitarie. In questo studio focalizzeremo l’attenzione sul ciglio prima-rio che ha una struttura 9+0 ed è presente come singolo organello

sulla superficie cellulare. Esso non è presente durante tutta la vita di una cellula ma si assembla soltanto quando la cellula non è in mito-si; si tratta quindi di un organello altamente dinamico. Ogni ingresso nel ciclo cellulare è preceduto dal riassorbimento del ciglio primario (Quarmby e Parker, 2005). Le ciglia primarie sono presenti su una gran varietà di tipi cellulari come i colangiaciti dei dotti biliari, le cellule epiteliali dei tubuli renali, le cellule del pancreas endocrino, la tiroide, i neuroni, i fibroblasti ed i condrociti. Alcuni esempi di tessuti che presentano ciglia primarie sono illustati nella Figura 1A-C. Nella Figura 2A è rappresentata una sezione trasversale della struttura dell’assonema 9+0 non motile. Una lista di cellule e tessuti che contengono ciglia è consultabile al se-guente indirizzo http://www.bowserlab.org/primarycilia/cilialist.html.La funzione del ciglio primario nella maggior parte dei tessuti è sco-nosciuta. Nel rene essi sono organelli meccano-sensori che rilevano il fluido nel lume del tubulo (Singla e Reiter, 2006). Nel fegato, le ci-glia primarie sono presenti sui colangiociti e funzionano come mec-cano-, osmo- e chemio-sensori nei dotti biliari intraepatici (Masyuk et al., 2008). Negli utlimi anni, la crescente attenzione sulle ciglia ha stimolato la creazione di numerosi database (http://www.ciliapro-teome.org; http://www.ciliome.com) che includono dati genomici e proteomici sulla loro composizione (Ostrowski et al., 2002; Gherman et al., 2006; Inglis et al., 2006).

Vie di segnalazione trasdotte attraverso il ciglio primarioStudi recenti dimostrano che il ciglio primario è coinvolto in diversi meccanismi (revisionati in Berbari et al., 2009; D’Angelo e Fran-co, 2009; Gerdes et al., 2009). In particolare, il ciglio primario si comporta come un’antenna cellulare captando segnali dall’esterno e trasmettendoli poi all’interno della stessa. Le vie di segnalazione trasdotte attraverso il ciglio primario studiate in maniera più appro-fondita sono la via di Hedgehog e quella di Wnt. Nella Figura 2B-C è rappresentato uno schema della cellula con il ciglio primario che capta i segnali dall’ambiente extracellulare per attivare le vie di se-gnalazione.La via di segnalazione di Hedgehog molto conservata dal punto di vista evolutivo regola importanti processi dello sviluppo. I maggiori componenti della via sono i tre ligandi Sonic hedgehog (Shh), Indian hedgehog (Ihh) e Desert hedgehog (Dhh), i due recettori di membra-na, Patched1 (Ptc1) e Smoothened (Smo), ed i fattori di trascrizione Gli che sono gli effettori della via stessa. In assenza dei ligandi, la proteina transmembrana Ptc1 inibisce Smo e di conseguenza il se-gnale non viene trasdotto e Gli3 è costantemente processato pro-teoliticamente nella forma di repressore Gli3R. Il legame al ligando Ptc1 induce il rilascio di Smo, che inibisce il processamento di Gli3 portando all’accumulo della forma di attivatore Gli3A che a sua volta regola geni bersaglio a valle. Diversi studi supportano la relazione tra ciglio primario e la via di segnalazione di Hedgehog (Glazer et al., 2010; Corbit et al., 2005; May et al., 2005; Rohatgi et al., 2007; Kovacs et al., 2008; Liem et al., 2009). In assenza del segnale di Shh, Ptc1 localizza al ciglio primario e previene l’accumulo di Smo all’interno del ciglio primario. Quando la via di segnalazione è attiva-ta, Shh lega Ptc1 e Ptc1 lascia il ciglio primario, permettendo l’ac-cumulo di Smo nello stesso. Dunque, le ciglia primarie funzionano come chemiosensori per rilevare la presenza extracellulare di Shh (Rohatgi et al., 2007). Mutazioni in due proteine del complesso IFT, Ift172 and Ift88, causano gli stessi difetti di specificazione nel tubo neurale osservati nei mutanti con inattivazione di Shh (Huangfu et al., 2003). L’inattivazione del gene Ofd1, che codifica per una pro-

Figura 1. Ciglia primarie in diversi tessuti di topo. (A) Un ciglio primario del nodo embrionale di topo visualizzato mediante microscopia a scansione. Bar-ra di misura: 1 µm. (B) Ciglia primarie su colangiociti in un dotto biliare epatico murino. Le ciglia sono state rivelate con un anticorpo anti-alfa tubulina acetilata (verde). Barra di misura: 50 µm. (C) Ciglia primarie su cellule neuronali dell’ippocampo adulto (regione CA1) di topo. Le ciglia sono state rivelate con un anticorpo anti-adenilil ciclasi III (rosso). Barra di misura: 20 µm. In entrambi i pannelli i nuclei sono stati rivelati con 4’,6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) e le frecce bianche indicano le ciglia primarie.

Figura 2. Schema del ciglio primario e delle principali via di segnalazione da esso trasdotte. (A) Sezione trasversale di un ciglio primario con struttura 9+0. Da notare la presenza delle nove coppie di microtubuli periferici e l’assenza della coppia centrale. (B) Rappresentazione schematica della cellula con il nucleo (in grigio) ed il ciglio primario composto da corpo basale (in giallo) ed assonema (linea nera marcata). Alla cellula arrivano vari segnali extracellulari che interagiscono con proteine che si trovono sul ciglio (C). Attraverso tali proteine, i segnali vengono trasdotti all’in-terno della cellula fino ad arrivare al nucleo attivando una serie di vie di segnalazione (C).

A. D’Angelo, B. Franco

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teina del corpo basale, mostra difetti del tubo neurale simili a quelli osservati nei mutanti di Shh e presenta un’alterazione del processa-mento di Gli3, suggerendo che potrebbe agire attraverso la via di se-gnalazione di Shh (Ferrante et al., 2006 e BF, risultati non pubblicati). Inoltre, le proteine IFT sono richieste per l’attivazione di Gli e per il processamento proteolitico di Gli3A in Gli3R (Huangfu et al., 2003; Haycraft et al., 2005; Huangfu e Anderson, 2005; Liu et al., 2005; May et al., 2005). Le proteine Gli2 e Gli3 localizzano all’estremità del ciglio nelle culture primarie di abbozzo d’arto (Haycraft et al., 2005). Inoltre, i componenti IFT sono fondamentali per il traffico dei com-ponenti della via di segnalazione di Hh attraverso il ciglio (Ocbina e Anderson, 2008). Tutti questi studi hanno chiaramente dimostrato che il segnale di Hedgehog viene captato e trasdotto all’interno della cellula attraverso il ciglio primario. Le ciglia primarie trasducono segnali per un’altra importante via, la via di segnalazione di Wnt che è divisa in una via canonica ed una non canonica, conosciuta come via di segnalazione di Planar Cell Polarity, (PCP). Inversin è considerato l’interruttore molecolare tra le due vie di segnalazione (Simons et al., 2005) ed è localizzato al ciglio primario delle cellule epiteliali renali, dei fibroblasti e della ghiandola pituitaria (Morgan et al., 2002; Watanabe et al., 2003). Inversin è responsabile della degradazione di Dishevelled (Dvl) che causa il passaggio alla via di segnalazione di PCP. Inoltre, Dvl è es-senziale per il posizionamento apicale dei corpi basali (Park et al., 2008). Due studi hanno dimostrato che il ciglio primario ha un ruolo nel reprimere la via di segnalazione di Wnt/β-catenin (Gerdes et al., 2007; Corbit et al., 2008). Il corpo basale è un importante regolato-re della trasduzione del segnale di Wnt e difetti in questo sistema possono contribuire alle ciliopatie umane. La subunità anterograda motoria Kif3a reprime la via canonica di Wnt. Gli studi riportati hanno dimostrato che il segnale di Wnt, nelle sue due vie, passa attraverso il ciglio primario. D’altra parte, un recente studio ha però dimostrato che le ciglia pri-marie non sono richieste per la via canonica di Wnt nell’embrione di topo (Ocbina et al., 2009). Tali dati, in contrasto con studi precedenti, potrebbero però essere spiegati dal possibile ruolo tessuto specifico delle ciglia primarie. Inoltre, potrebbe essere che la via di segna-lazione di Wnt sia trasdotta attraverso il ciglio primario soltanto in precise fasi dello svilluppo. Altri studi sono necessari per chiarire il ruolo di Wnt e del ciglio primario nel corso dello sviluppo.

Le malattie genetiche da disfunzione ciliareMutazioni nei geni umani delle ciglia danno origine ad un ampio spettro di malattie denominate ciliopatie che sono caratterizzate da caratteristiche fenotipiche comuni e che includono differenti tipi di malattie: alcune letali in età embrionale, alcune associate a disordini multisistemici fino a malattie che si manifestano in maniera prepon-derante in alcuni organi (Badano et al,. 2006; Bisgrove e Yost, 2006; Fliegauf et al., 2007; Sharma et al., 2008; Cardenas-Rodriguez e Badano, 2009; Lancaster e Gleeson, 2009; Tobin e Beales, 2009). Nelle ciliopatie diversi organi possono essere affetti con i conse-guenti quadri fenotipici suggerendo una funzione tessuto-specifica del ciglio primario. Inoltre, molto geni ciliari sono mutati in più di una ciliopatia, indicando un’interazione tra le proteine. Le proteine ciliari potrebbero avere anche altri ruoli in aggiunta a quelli strettamente correlati al ciglio primario. Tutte queste osservazioni fanno capire la complessità e la variabilità delle ciliopatie. Una lista di ciliopatie associate a mutazioni in geni del ciglio primario è riportata nella Tabella I.

Un tratto comune alle ciliopatie è la malattia cistica renale. La ma-lattia da rene policistico costituisce una delle più frequenti malat-tie genetiche nell’uomo ed include la forma autosomica dominante (ADPKD), caratterizzata da un esordio clinico in età edulta, la forma autosomica recessiva (ARPKD) e la Nefronoftisi (NPHP). Studi in vivo hanno dimostrato che le due proteine PKHD1 e PKD2, responsabili rispettivamente di ARPKD e ADPKD, potrebbero funzionare in una via di segnalazione molecolare comune (Kim et al., 2008). Ad oggi, i meccanismi molecolari considerati responsabili per le cisti renali sono l’incremento di proliferazione cellulare e/o la perdita della pola-rità cellulare (Fischer et al., 2006; Jonassen et al., 2008; Shibazaki et al., 2008). NPHP è una malattia autosomica recessiva caratterizzata da rene policistico (revisionata in Hildebrandt et al., 2009; Simms et al., 2009). Mutazioni nei geni NPHP causano difetti nei meccanismi di segnalazione come la via non canonica di Wnt (revisionate in Hil-debrandt et al., 2009). Recentemente, Shiba e collaboratori hanno dimostrato che la proteina Inv, le cui mutazioni sono associate a NPHP di tipo 2 è localizzata al segmento prossimale del ciglio prima-rio (Shiba et al., 2009). NPHP6/CEP290 codifica una proteina centro-somale ed è la causa di NPHP di tipo 6 e della sindrome di Joubert di tipo 5. Le mutazioni in NPHP6/CEP290 causano JBTS con o senza coinvolgimento renale (Helou et al., 2007). Inoltre, il rene policistico è presente anche nella sindrome di Meckel-Gruber (MKS), nella sin-drome di Joubert (JBTS), nella sindrome di Bardet-Biedl (BBS) e nel-la sindrome Oro-facio-digitale di tipo I (OFDI). L’obesità ed il diabete sono presenti in pazienti affetti da BBS o dalla sindrome di Almström ma assenti nelle altre ciliopatie. La degenerazione retinica si ma-nifesta nella sindrome Senior-Loken (SLSN) e nella JBTS oltre che nelle ciliopatie retiniche (Retinite pigmentosa di tipo 1 o di tipo 3). Studi recenti hanno dimostrato che i geni responsabili della MKS svolgono un ruolo nella corretta formazione delle ciglia e nella tra-sduzione del segnale di Shh (Tammachote et al., 2009; Weatherbee et al., 2009). Diversi feti MKS hanno mostrato mutazioni nei geni della BBS, indicando una possible interazione genetica tra i geni MKS e BBS (Karmous-Benailly et al., 2005). Mutazioni in CC2D2A, un gene della MKS, sono presenti anche in pazienti affetti dalla JBTS (Mougou-Zerelli et al., 2009). Recenti studi hanno dimostrato che mutazioni in MKS3 sono presenti in pazienti affetti da rene policisti-co a modalità di trasmissione recessiva, NPHP o JBTS (Gunay-Aygun et al., 2009). Dunque, la maggior parte dei geni MKS è mutata in altre ciliopatie suggerendo un’interazione genetica tra i geni ciliari (Baala et al., 2007a; Baala et al., 2007b; Delous et al., 2007; Frank et al., 2008). Il confine tra le varie ciliopatie è difficile da stabilire. Infatti, anche mutazioni ipomorfe di MKS3/TMEM67 causano NPHP con fibrosi epatica (NPHP11; Otto et al., 2009).Le ciglia hanno un ruolo importante anche nella retina. Difetti nel-la loro funzione possono causare ciliopatie retiniche revisionate in Adams et al., 2007; Ramamurthy e Cayouette, 2009. I fotorecettori sono composti da un segmento esterno ed uno interno connessi da un ciglio 9+0 altamente specializzato chiamato “ciglio connettore”. Le due proteine RP1 e RPGR associate con retinite pigmentosa (RP) localizzano entrambe in prevalenza al ciglio connettore (Liu et al., 2002; Hong et al., 2003). La proteina RP associata ai microtubuli è mutata nella RP di tipo 1 (Guillonneau et al., 1999; Sullivan et al., 1999; Liu et al., 2004). I pazienti affetti da SLSN, un disordine raro autosomico recessivo, sono affetti sia da NPHP che da malat-tia oculare progressiva. I geni responsibili per SLSN sono NPHP1, NPHP4, NPHP5/IQCB1 e CEP290, che sono gli stessi geni mutati in altre ciliopatie come NPHP e JBTS (Caridi et al., 1998; Otto et al., 2002; Otto et al., 2005; Helou et al., 2007). La JBTS è una ciliopatia caratterizzata da un’ampia eterogeneità genetica e variabilità nel-


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Tabella I. Una lista di ciliopatie associate a mutazioni in geni del ciglio primario.

Malattia Trasmissione ereditaria

Caratteristiche patologiche numero OMIM

Gene Referenza

Sindrome di Meckel-Gruber

Autosomica recessiva Malformazioni cerebrali, polidattilia, cisti renali ed epatiche

249000607361 611134611561612013

MKS1, BBS13MKS3, TMEM, JBTS6MKS4, CEP290, JBTS5MKS5, RPGRIP1L, JBTS7MKS6, CC2D2A

Kyttala, 2006Smith, 2006Baala, 2007 Delous, 2007 Tallila, 2008

Forma dominante delRene Policistico (ADPKD)

Autosomica dominante Rene policistico 601313173910

PKD1PKD2

EPKDC,1994 Peters, 1992

Forma recessiva delRene Policistico (ARPKD)

Autosomica recessiva Rene policistico 606702 PKHD1 Ward, 2002

Nefronoftisi di tipo 1 (giovanile)

Autosomica recessiva Cisti renali, fibrosi epatica, displasia renale

607100 NPHP1 Hildebrandt, 1997

Nefronoftisi di tipo 2 (infantile)

602088 NPHP2, INV Otto, 2003

Nefronoftisi di tipo 3 (adolescente)

608002 NPHP3 Olbrich, 2003

Nefronoftisi di tipo 4 607215 NPHP4 Otto, 2002

Nefronoftisi di tipo 5 602937 NPHP5/IQCB1I Otto, 2005

Nefronoftisi di tipo 6 610142 NPHP6/CEP290 Helou, 2007

Nefronoftisi di tipo 7 611498 NPHP7, GLIS2 Attanasio, 2007

Nefronoftisi di tipo 8 610937 NPHP8, RPGRIP1L Delous, 2007; Wolf, 2007

Nefronoftisi di tipo 9 609799 NPHP9, NEK8 Otto, 2008

Sindrome di Joubert 1Sindrome di Joubert 4Sindrome di Joubert 5Sindrome di Joubert 6Sindrome di Joubert 7

Autosomica recessiva Anomalie del SNC, cisti renali, malformazioni del cervello e della retina

608629609583610188610688611560

AHI1NPHP1NPHP6/CEP290MKS3, TMEM, JBTS6MSK5, RPGRIP1L, JBTS7

Valente, 2006 Parisi, 2004Sayer, 2006Baala, 2007 Delous, 2007; Arts, 2007

Retinite pigmentosa 1 Autosomica recessiva Degenerazione retinica 180100 RP1 Sullivan, 1999

Retinite pigmentosa 3 Recessiva legata al cromosoma X

300389 RPGR Meindl, 1996

Sindrome Senior-Loken di tipo 1

Autosomica recessiva Disfunzioni renali edegenerazione retinica

266900 NPHP1 Caridi, 1998


606996 NPHP4 Otto, 2002


609254 NPHP5/IQCB1 Otto, 2005


610189 NPHP6/CEP290 Helou, 2007

Sindrome Orofacio-digitale di tipo I

Dominante legata al cromosoma X

Malformazione della faccia, della cavità orale e delle dita, cisti renali

311200 OFD1 Ferrante, 2001

Sindrome di Bardet-Biedl Autosomicarecessiva

Cisti renali, obesità, anosmia, distrofia retinica, infertilità maschile, situs inversus, diabete

209901606151608845600374603650604896607590608132607968610148602290610683609883609883

BBS1BBS2BBS3, ARL6BBS4BBS5BBS6, MKKSBBS7BBS8, TTC8BBS9, PTHB1BBS10BBS11, TRIM32BBS12BBS13, MKS1BBS14, CEP290

Mykytyn, 2002Nishimura, 2001Chiang, 2004Mykytyn, 2001Li, 2004Katsanis, 2000Badano, 2003Ansley, 2003Nishimura, 2005Stoetzel, 2006Chiang, 2006Stoetzel, 2007Leitch, 2008Leitch, 2008

Sindrome di Almström Autosomica recessiva Retinite pigmentosa, sordità, obesità e diabete mellito

203800 ALMS1 Hearn, 2002; Collin, 2002

Short-rib polydactyly Autosomica recessiva Ipoplasia toracica, coste ed arti corti, polidattilia, anomalie viscerali

263530 SRPS Cavalcanti, 2009; Piane, 2009


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la severità dei fenotipi (revisionati in Valente et al., 2008; Doherty, 2009; Parisi, 2009). Tali dati suggeriscono che le disfunzioni ciliari possano provocare un gruppo di fenotipi correlati.OFDI è una malattia dello sviluppo di tipo dominante legata al cro-mosoma X con letalità nei maschi. Le pazienti femmine presentano un quadro fenotipico complesso che oltre al rene policistico include malformazioni della cavità orale, della faccia, delle dita e malforma-zioni del SNC (Macca e Franco, 2009). OFD1, il gene responsibile di questa malattia genetica, codifica per una proteina localizzata al corpo basale/centrosoma (Romio et al., 2004; Giorgio et al., 2007). L’inattivazione del gene ha dimostrato che Ofd1 è richiesto per la formazione del ciglio primario al nodo embrionale e per la specifica-zione dell’asse destro-sinistro (Ferrante et al., 2006). Le caratteristiche genetiche e cellulari delle BBS sono state recen-temente analizzate e discusse (Zaghloul e Katsanis, 2009). BBS mostra una modalità di trasmissione piuttosto complicata, l’eredità triallelica, in cui tre mutazioni sono necessarie e sufficienti a due loci contemporaneamente in alcune famiglie per mostrare il fenotipo (Katsanis et al., 2001). La maggior parte delle proteine BBS localiz-za al complesso corpo basale/centrosoma formando un complesso multi-subunità che sembra regolare il traffico vescicolare, dipenden-te da RAB8, delle proteine di membrana dall’apparato del Golgi alla membrana ciliare (Nachury et al., 2007). Studi condotti sia nell’uo-mo che in altri modelli animali hanno dimostrato che le proteine BBS sono coinvolte in meccanismi cellulari associate a microtubuli (Kim et al., 2004; Kulaga et al., 2004; Ou et al., 2005; Yen et al., 2006). ALMS1, il gene mutato dei pazienti affetti da sindrome di Almström codifica per una proteina che localizza sia al corpo basale che ai centrosomi (Hearn et al., 2005). Studi in vitro hanno dimostrato che ALMS1 è importante per la ciliogenesis (Li et al., 2007). Infine, la Sindrome da coste corte e polidattilia (Short-rib polydactyly) com-prende un gruppo di displasie scheletriche. Recentemente è stata individuata una mutazione in pazienti affetti da tale sindrome nel gene che codifica per la proteina Ift80, coinvolta nel trasporto in-

traflagellare all’interno del ciglio primario (Cavalcanti et al., 2009). Mutazioni nel gene PCNT che codifica per la pericentrina sono state identificate in una displasia scheletrica denominata Nanismo pri-mordiale osteodisplastico di Majewski (Piane et al., 2009).

Conclusioni e prospettiveNel giro di un decennio sono stati compiuti passi da gigante nello studio e nella comprensione delle ciglia.Le ciglia primarie sembrano svolgere ruoli cruciali fungendo da sensore dell’ambiente esterno per la cellula. Esse sono in grado di mediare la trasduzione di importanti vie di segnalazione. Gli studi ri-velano che la funzione delle ciglia potrebbe essere organo-specifica o addirittura tessuto-specifica. È chiaramente dimostrato che il ciglio primario svolge un ruolo fondamentale per il corretto sviluppo embrionale ma poco è noto riguardo alla sua funzione in epoca adulta. Qual’è il ruolo del ci-glio primario quando un organismo si è sviluppato correttamente? In pratica, pochi studi sono stati condotti al momento riguardo alla sua funzione nel mantenimento e nell’omeostasi di un organismo adulto. L’inattivazione di geni importanti per il corretto funzionamento del ciglio provoca difetti diversi nei vari organi in relazione al loro ruolo in finestre spazio temporali specifiche nei diversi tessuti. Tale osser-vazione unitamente a quanto esposto in questo studio rendono con-to della complessita del mondo delle ciliopatie. Ulteriori studi sulla funzionalità ciliare in condizioni fisiologiche e patologiche saranno necessari per fare luce sulla classificazione delle ciliopatie al fine di facilitarne una corretta diagnosi.

RingraziamentiSi ringrazia la Fondazione Italiana Telethon ed EUCILIA (grant EUCI-LIA-HEALTH-F2-2007-201804).

Cosa si sapeva primaIl ciglio primario, fino a poco tempo fa considerato un organo vestigiale, è in realtà un organello fondamentale per la cellula. Una non corretta funziona-lità delle ciglia porta a malattie denominate ciliopatie che sono geneticamente e fenotipicamente molto eterogenee.

Cosa si sa adessoRecenti studi hanno messo in evidenza che vie di segnalazione importanti per il corretto sviluppo dell’organismo vengono trasdotte attraverso il ciglio primario. Di conseguenza le ciliopatie sono caratterizzate da fenotipi complessi con problemi dello svliluppo (ad es. anomalie scheletriche, malfor-mazioni cerebrali) associati ad anomalie oculari (retiniti pigmentose) e frequentemente malattia cistica renale. Inoltre recenti studi hanno dimostrato mutazioni in un gene importante per la funzione ciliare possono causare quadri fenotipici e quindi ciliopatie diverse suggerendo un’interazione genetica tra di loro.

… e per la pratica clinicaL’identificazione di numerosi geni che quando mutati causano ciliopatie, associata ad una migliore definizione clinica del fenotipo ed al miglioramento delle tecniche diagnostiche hanno permesso una più corretta classificazione delle ciliopatie. Disfunzioni del ciglio primario dagli stadi iniziali dello sviluppo causano gravi quadri malformativi per i quali è difficile prospettare soluzioni terapeutiche definitive. Studi sulla funzione del ciglio primario possono consentire nuove prospettive terapeutiche che siano in grado di migliorare le condizioni di vita dei pazienti.

Box di orientamento


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Anna D’Angelo, Telethon Institute of Genetics and Medicine (TIGEM), via Pietro Castellino 111, 80131 NapoliBrunella Franco, Telethon Institute of Genetics and Medicine, via Pietro Castellino 111, 80131 Napoli. Tel. +39 081 6132207. Fax +39 081 5609877. E-mail: [email protected]

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luglio-dicembre 2010 • vol. 40 • n. 159-160• pp. 47-108 · il ciglio primario e le malattie...

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