Littérature scientifique sur le sujet « Alterazioni genetiche »

Gli Autori analizzano il rapporto tra alterazioni genetiche riscontrate in alcuni tipi di epilessia e i deficit cognitivi e di apprendimento, giungendo alla conclusione che l'interazione tra alcuni meccanismi molecolari geneticamente determinati e i fattori ambientali puň spiegare la fisiopatologia di alterazioni dello sviluppo del Sistema Nervoso Centrale in etŕ infantile responsabili di forme di epilessia associate a compromissione delle funzioni cognitive.

Descriviamo il caso clinico di un paziente giunto alla nostra osservazione per un'insufficienza renale ingravescente da sospetta vasculite. I nostri accertamenti sia laboratoristici che istologici hanno confermato la vasculite con una diagnosi clinica dubbia tra la Granulomatosi di Wegener e la Poliangioite Microscopica. Tale dubbio diagnostico non influenzava la terapia che, in base alle Linee Guida, è la stessa per le due patologie. Il paziente era trattato con Metilprednisolone, Ciclofosfamide e Plasmaferesi. Non vi è stato però alcun risultato clinico soddisfacente sulla funzionalità renale. Si è dovuta iniziare la dialisi. In questa fase si sono manifestati ripetuti episodi trombotici, che non si erano mai evidenziati prima, per cui abbiamo effettuato esami ematochimici sulla coagulazione e sulla trombosi che hanno evidenziato iperomocisteinemia. Abbiamo pertanto effettuato test genetici da cui è risultata “Trombofilia familiare” correlata a 3 alterazioni genetiche. Il trattamento a base di eparina e acido folico ha consentito di evitare il ripetersi di eventi trombotici. In conclusione, nel nostro paziente, il quadro “vasculitico ANCA associato” si è sviluppato su un “habitus trombofiliaco geneticamente determinato”. Pertanto il solo trattamento della vasculite si è rilevato inefficace. La concomitanza di quest'altra patologia ha probabilmente inciso sfavorevolmente sulla prognosi renale e la sua presenza è stata un elemento confondente per il quadro clinico.

L'autore procede ad una revisione bibliografica sul tema del trattamento combinato psicoterapeutico e psicofarmacologico nei disturbi depressivi e d'ansia utilizzando PUBMED e riviste specializzate in farmacologia, psicofarmacologia e psichiatria. Tuttora determinate scuole di salute mentale sostengono che le cause dei disturbi mentali derivano da alterazioni genetiche e biologiche, oppure da conflitti socioculturali, senza considerare la coniugazione tra variabili genetico-biologiche e socioculturali. Queste prese di posizione radicali generano orientamenti estremi - o tutto č biologia e prescrizione farmacologica, o tutto č contesto ed interpretazione - e ostacolano approcci transdisciplinari. Per di piů, su un altro versante, le psicoterapie psicodinamiche e la psicoanalisi hanno una storia di descrizione di casi, e pochi studi basati sulle evidenze, o di confronto tra procedimenti terapeutici. Nondimeno, diversi autori hanno tentato nel corso degli anni di articolare dimensione biologica e approccio socioculturale, senza invalidare nessuno dei due approcci. Oggigiorno, la comprensione del ruolo giocato dai fattori etiopatogenetici e neurobiologici nei disturbi psichiatrici, evidenzia l'interazione gene-contesto e attutisce le antiche dicotomie teoriche. Le scoperte nel campo delle neuroscienze evidenziano i meccanismi d'azione dei processi terapeutici. Gli studi basati sulle evidenze sottolineano la necessitŕ di utilizzare percorsi di cura integrati combinando psicoterapie e cure psicofarmacologiche, in particolare nei quadri dei disturbi depressivi e d'ansia. Finora, la maggioranza degli studi sono stati realizzati con terapie cognitivo-comportamentali (CBT) e terapie interpersonali, tuttavia esiste ormai un numero crescente di lavori basati sulla psicoterapia psicodinamica e sulla psicoanalisi.

SommarioLe tecniche di sequenziamento di nuova generazione hanno rivoluzionato l’identificazione dei geni-malattia, accelerando la scoperta di nuove mutazioni e nuovi geni candidati per le malattie della tiroide. Per far fronte a questo flusso di nuove informazioni genetiche è importante disporre di modelli animali adeguati per studiare i meccanismi che regolano lo sviluppo della tiroide, la biodisponibilità e l’azione degli ormoni tiroidei. Zebrafish (Danio rerio), con il suo rapido sviluppo embrionale esterno, è stato ampiamente utilizzato in biologia dello sviluppo. Ad oggi, quasi tutti i componenti dell’asse tiroideo zebrafish sono stati caratterizzati e sono strutturalmente e funzionalmente paragonabili a quelli dei vertebrati superiori. La disponibilità di linee transgeniche di zebrafish fluorescenti consente l’analisi in tempo reale dell’organogenesi tiroidea e delle sue alterazioni. Il knockdown transitorio ottenuto con l’uso del morfolino permette di silenziare l’espressione di un gene di interesse e ottenere prontamente informazioni sul suo contributo durante lo sviluppo dell’asse tiroideo in zebrafish. Gli strumenti recentemente disponibili per il knockout genico stabile (es. CRISPR/Cas9) hanno ulteriormente aumentato il valore di zebrafish nello studio della patologia tiroidea. Entrambi i modelli di malattia possono essere inoltre utili per lo screening di nuovi farmaci e molecole che potranno essere utili per pianificare i successivi studi clinici.

Recentemente è stata identificata una nuova malformazione dello sviluppo corticale associata ad epilessia caratterizzata da corteccia polimicrogirica localizzata nelle regioni parieto-occipitali parasagittali bilateralmente. Presentiamo i dati RM di 7 nostri pazienti, con alterazioni analoghe, 5 maschi e 2 femmine sorelle gemelle, di età compresa tra 20 e 68 anni. Tutti i pazienti sono stati sottoposti ad almeno 1 esame RM, 5 con apparecchi 1.5 T e 5 con apparecchio 0.5 T. In tutti i casi la RM ha dimostrato la presenza di un solco abnormemente profondo posto nelle regioni parieto-occipitali bilateralmente in sede parasagittale e circondato da corteccia polimicrogirica. L'alterazione è bilaterale in tutti i pazienti, simmetrica in 4 casi e asimmetrica in 3 per maggior profondità del solco a sinistra. In tutti i pazienti la corteccia polimicrogirica si estendeva anteriormente nel lobulo parietale superiore fino alla regione rolandica: non è stato mai possibile identificare con sicurezza il solco centrale. Nei 3 casi con distribuzione asimmetrica e in 1 caso con distribuzione simmetrica il solco abnorme si estendeva fino alla porzione postero-superiore della scissura silviana anch'essa circondata da corteccia polimicrogirica. Il quadro clinico era caratterizzato da epilessia, impaccio motorio o segni piramidali e ritardo mentale di vario grado. Questa alterazione è stata interpretata dagli autori che l'hanno descritta come un disturbo dell'organizzazione corticale post-migrazionale correlata ad un danno ischemico corticale avvenuto in fase prenatale. La presenza di 2 sorelle gemelle affette nella nostra casistica suggerisce che un fattore genetico può essere coinvolto nella patogenesi della PMG parieto-occipitale parasagittale bilaterale come già evidenziato nella PMG perisilviana. La coesistenza di quest'ultima alterazione rafforza l'ipotesi genetica e suggerisce la possibile esistenza di quadri fenotipici molto diversi e complessi con una etiopatogenesi comune.

La neurofibromatosi tipo 2 [NF2] è una malattia genetica a trasmissione autosomica dominante [MIM # 101000]. Clinicamente è caratterizzata da: (1) schwannomi bilaterali del (VIII) nervo acustico/vestibolare; (2) cataratta giovanile o amartomi retinici; (3) schwannomi a carico dei nervi periferici e dei nervi cranici; (4) tumori multipli del sistema nervoso centrale (es., meningiomi, astrocitomi, ependimomi); (5) lesioni cutanee: (a) placche NF2 (schwannomi cutanei); (b) (poche) macchie caffellatte; (6) “malformazioni dello sviluppo corticale cerebrale”. La prevalenza della (forma sintomatica di) NF2 nella popolazione generale è di 1 su 100.000-200.000 individui con un’incidenza di 1 su 33.000 nati. La forma classica a esordio nel giovane adulto è conosciuta come forma di Gardner, (esordio intorno ai 20-30 anni d’età) con manifestazioni legate agli schwannomi bilaterali del nervo acustico/vestibolare (diminuzione/perdita progressiva dell’udito, tinnito, vertigini) e/o più raramente con manifestazioni da (altri) tumori del sistema nervoso centrale e/o periferico. In età pediatrica il fenotipo è diverso (forma di Wishart): per primi compaiono abitualmente i tumori del sistema nervoso centrale in assenza di schwannomi vestibolari; si possono avere macchie caffellatte e placche NF2 e solo dopo anni i tumori del nervo cranico VIII e di altri nervi cranici. Il quadro è più grave. Esiste anche una forma “congenita” ad esordio nei primi giorni/mesi di vita, con schwannomi vestibolari di piccole dimensioni (stabili nel tempo: anche per anni/decenni ma con improvvisa e rapida progressione) e numerose placche NF2; in questa forma le altre manifestazioni (es. meningiomi, altri tumori, altri schwannomi) sono spesso più gravi e progressive delle altre forme. Il gene responsabile della NF2 è localizzato sul cromosoma 22q12.1. Il prodotto genico della NF2 è conosciuto con il nome di schwannomina o merlina [dalla famiglia di proteine 4.1 del tipo moesina-ezrina-radixina/ERM alla quale appartiene il gene della NF2) e ha funzioni di regolazione della crescita e del rimodellamento cellulare (soppressione della crescita cellulare e della tumorigenesi)]. Alcune persone possono presentare tutte le (o parte delle) manifestazioni della NF2 in un emilato o in segmenti corporei circoscritti [NF2 a mosaico]. Altre persone presentano schwannomi (confermati istologicamente) dei nervi periferici (non intradermici) e/o delle radici gangliari in assenza di tumori del nervo vestibolare (o di altri nervi cranici: anche se in alcuni casi vi possono essere anche tumori unilaterali o bilaterali del nervo acustico/vestibolare e/o dei nervi cranici misti) o di altri segni diagnostici per la NF2 [Schwannomatosi, SWNTS]. L’esordio in questa forma è intorno ai 30 anni d’età (sono conosciuti casi in età pediatrica) con tumori in svariate sedi (abitualmente tronco e arti). Si conoscono due forme principali: (1) SWNTS1 [MIM # 162091] causata da alterazioni del gene SMARCB1 [regolatore della cromatina actina-dipendente associato alla matrice e correlato alle proteina SWI/SBF, sub-famiglia B, membro di tipo 1; MIM # 601607], sul cromosoma 22q11.23 (posizione centromerica rispetto al gene della NF2); (2) SWNTS2 [MIM # 615670] causata da alterazioni del gene LZTR1 [regolatore della trascrizione di tipo 1 legato alla Leucina; MIM # 600574], cromosoma 22q11.21 (posizione centromerica rispetto al gene SMARCB1) che codifica per una proteina, membro della super-famiglia BTB-kelch. Il meccanismo molecolare della Schwannomatosi comprende: (1) mutazione germinale del gene SMARCB1 o del gene LZTR1; (2) ampia delezione all’interno del cromosoma 22 (con perdita del gene NF2 e dell’allele intatto SMARCB1 o LZTR1); e (3) mutazione somatica dell’allele intatto del gene NF2 [meccanismo conosciuto come “four hits”: “Quadrupla alterazione” (su entrambi gli alleli dei due geni SWNTS/NF2), con tre passaggi consecutivi]. Negli ultimi anni, accanto alle tradizionali terapie chirurgiche e/o radioterapiche sono stati anche impiegati diversi farmaci “biologici” (es., Lapatinib e Bevacizumab) con effetti di riduzione/arresto della crescita dei tipici tumori NF2.

AbstractI nati da gravidanza gemellare costituiscono una popolazione a maggior rischio di mortalità e morbilità neonatale rispetto ai nati singoli. I principali problemi che si possono presentare sono la nascita pretermine, il ritardo di crescita intrauterina con le patologie associate e la maggiore incidenza di malformazioni congenite.Materiali. Negli anni 1990-92 sono nati 435 bambini da 215 gravidanze multiple: 132 pluricoriali e 57 monocoriali (delle quali 6 monoamniotiche); in 26 casi la placentazione non era definita. Le coppie erano 204, le triplette 10 e una gravidanza era quadrigemina.Risultati. Nel 79% dei casi il parto è avvenuto per taglio cesareo. Il 66.7% di neonati sono di basso peso alla nascita (<2500g) e il 62.5% prematuri (EG<37 settimane). Il 13.1% dei soggetti presentano un peso alla nascita <1500g. Il 19.3% sono piccoli per l'età gestazionale. Nel 28.3% dei casi è stata riscontrata una discordanza di peso maggiore del 20%. Sulla base della placentazione è possibile sottolineare alcune differenze significative: il peso medio alla nascita e l'età gestazionale media sono inferiori nei gemelli monocoriali (1995g e 34 settimane) rispetto ai bicoriali (2399g e 35.7 settimane) mentre non si rilevano differenze per altri parametri quali modalità di parto, prevalenza di piccoli per l'età gestazionale (SGA) o la discordanza di peso. La mortalità perinatale e neonatale è rispettivamente del 4.7% e 4.3 %, superiore nel gruppo dei monocoriali, rispetto ai bicoriali (mortalità perinatale 9% vs. 4%, neonatale 10.3% vs. 2.8%). Cause prevalenti di mortalità sono grave prematurità o idrope nei soggetti monocoriali, malformazioni nei bicoriali. La frequenza di malformazioni da noi riscontrata nei gemelli (6.4%) è doppia rispetto a quanto riferito nei singoli. Si è osservata un'alta prevalenza di RDS in forma grave (12.4%) e di patologie che riconoscono l'evento ischemico come favorente quali NEC (2.7%) e IR (1.6%). Una condizione di sofferenza ipossico-ischemica cerebrale, evidenziata da alterazioni neuroradiologiche, si ha nel 14.4% dei soggetti.Si è valutata la morbilità della popolazione suddividendo i soggetti in base a placentazione, sviluppo intrauterino, ordine di nascita e concordanza di peso o meno nella coppia. Asfissia (6.5%), RDS (35.5%), PDA (10.3%) sono significativamente più frequenti nei gemelli monocoriali. In tale gruppo vi è maggiore prevalenza anche di NEC, IR e alterazioni ipossico-ischemiche cerebrali, probabilmente attribuibili a riduzione del flus-so ematico in tali distretti più frequenti nella placentazione monocoriale. La patologia respiratoria grave (RDS), è più frequente negli AGA (14.2%) vs. SGA (4.2%) e rappresenta la più importante causa di morte; nei soggetti SGA vs. AGA vi è un'incidenza significativamente superiore di ipoglicemia (7.1%) e un maggior rischio di NEC e malformazioni. Non sono state osservate significative differenze di mortalità e morbilità fra 1° e 2° gemello, ad eccezione di ritardo di crescita intrauterina nel 2° gemello (21.1% vs. 11.2%). Nel confronto tra coppie di gemelli con discordanza di peso alla nascita e non, è emersa la maggior prevalenza nel primo gruppo di prematurità (EG media 34.4 sett. vs. 35.5), ritardo di crescita intrauterina e maggior rischio di RDS e malformazioni; l'incidenza di mortalità è significativamente superiore nei gemelli discordanti (10.3% vs. 2.9%). Si sottolinea l'elevata prematurità nei nati da gravidanza plurima. La Sindrome da Trasfusione Feto-Fetale, si è riscontrata con una incidenza del 2,7% in gemelli monocoriali.Conclusioni. La nostra esperienza conferma l'alto rischio di mortalità e morbilità neonatale nel neonato da gravidanza gemellare, rischio correlabile da un lato alla maggiore frequenza di prematurità, di IUGR o di patologia malformativa, dall'altro alle alterazioni circolatorie secondarie a possibili anastomosi vascolari. In particolare tale rischio è maggiore in caso di placentazione monocoriale, o discordanza di peso. Non si è al contrario riscontrata differenza di frequenza di patologia in rapporto all'ordine di nascita.

La conoscenza dei meccanismi fisiopatologici delle condizioni responsabili dell’ipoacusia acquisita nei bambini, tra cui le infezioni virali e batteriche, l’esposizione al rumore, l’ototossicità da chemioterapici ed antibiotici aminoglicosidici, è in costante aumento e sta portando ad un progressivo cambiamento della gestione diagnostica e clinica del bambino ipoacusico. Le infezioni virali rappresentano la causa più frequente di sordità infantile acquisita, seguita dalla tossicità di antibiotici e chemioterapici; mentre l’esposizione al rumore, soprattutto negli adolescenti, rappresenta un fattore emergente. Le terapie farmacologiche protettive attualmente in uso includono steroidi, antiossidanti, antivirali; l’efficacia degli antiossidanti è ancora in fase di conferma clinica anche se vi sono significative evidenze sperimentali, mentre i farmaci steroidei ed antivirali sono certamente validi seppur la loro tossicità sistemica rappresenti ancora un problema non chiarito per i quali la somministrazione locale potrebbe rappresentare una possibile evoluzione. Le prospettive di ricerca future includono l’uso di nanoparticelle per veicolare molecole direttamente nel sito di danno; inoltre, la terapia genica con l’inserimento di materiale genetico all’interno delle cellule per la cura di condizioni da alterazione del patrimonio genetico con la produzione di proteine normali, potrebbe svolgere un ruolo rilevante nella cura e soprattutto nella prevenzione delle sordità acquisite; infine, la terapia rigenerativa e l’impianto delle cellule staminali, nonostante il loro ruolo nell’orecchio interno sia ancora dibattuto, per le notevole limitazioni del loro impiego, potrebbe trovare un ruolo nei processi riparativi più che nella differenziazione in cellule sensoriali.

Da circa trenta anni la diagnosi prenatale di sindromi causate da alterazioni dell’informazione genetica è entrata nella prassi dell’assistenza medica. Criteri deontologici e considerazioni etiche circa il rispetto delle giuste esigenze e diritti della coppia parentale, da una parte, e dell’incolumità del concepito, dall’altra, avevano portato a stabilire alcune precise indicazioni per l’esecuzione della diagnosi prenatale: l’età della madre non doveva essere superiore ai 35-38 anni. Nella prospettiva eugenistica che sta prevalendo nella società, appoggiata anche da provvedimenti legislativi, tale criterio venne considerato insufficiente perchè sarebbero rimasti a farne parte ancora troppi soggetti “indesiderati”, affetti da serie e gravi malformazioni. Furono, perciò, intraprese indagini al fine di trovare altri parametri atti a rivelare abbastanza presto durante la gravidanza un aumentato rischio di patologia cromosomica per un embrione o un feto, quali il test delle alfa-feto-proteine, e il triplo-test. Dal punto di vista etico, è buona e lecita la ricerca di un corretto ed efficiente metodo predittivo di rischio di feto affetto da patologia cromosomica e la sua applicazione qualora il fine per cui il metodo venga applicato sia buono, ossia non abbia scopi eugenetici, e non rechi danno alla donna, al bambino o alla società. Dal punto di vista deontologico, supposta la bontà etica gli autori sottolineano soprattutto l’obbligo del consenso informato all’esame, ossia una completa e rigorosa informazione e un severo controllo di qualità; in altri termini, un accertamento esatto dell’età gestazionale del feto e una corretta definizione del rischio.

L'obiettivo generale della mia ricerca e' stato quello di studiare le alterazioni genetiche e fisiopatologiche nell'obesita' e nel diabete mellito tipo 2 (DMT2). Dapprima, ho focalizzato la mia attenzione sul ruolo dei polimorfismi (+276G>T e -11391G>A) del gene di adiponectina (adipochina prodotta dal tessuto adiposo i cui livelli circolanti si riducono negli stati infiammatori, nell' obesita', nella Sindrome Metabolica e nel DMT2) nel modulare la sensibilita' insulinica e le variazioni dell'adiponectina plasmatica dopo decremento ponderale. Poi, ho concentrato il mio interesse sul polimorfismo K121Q del gene di ENPP1 (glicoproteina di membrana in grado di inibire l'attivita' tirosino-chinasica del recettore insulinico) e sul ruolo che tale polimorfismo esercita sull'omeostasi glicemica in un'ampia coorte di adulti e adolescenti con ampio range di BMI. In secondo luogo, ho studiato, in pazienti affetti da DMT2 in trattamento con metformina, se i livelli d'espressione della proteina ENPP1 possono predire l'efficacia terapeutica del farmaco, valutata mediante la riduzione della glicemia a digiuno. Questi studi condotti durante questi 4 anni di dottorato suggeriscono che: a) il polimorfismo +276G>T del gene di adiponectina sembrerebbe coinvolto nei meccanismi che determinano il miglioramento della sensibilita' insulinica e l'aumento dei livelli di adiponectinemia dopo dimagrimento; b) la variante K121Q del gene di ENPP1 associa sia con il grado di resistenza insulinica che con una ridotta capacita' secretoria della beta cellula pancreatica e questo, probabilmente, potrebbe spiegare l'aumento del rischio di sviluppare il DMT2 nei soggetti portatori di tale polimorfismo. Infine, i livelli di espressione di mRNA di ENPP1 sono in grado di predire l'efficacia terapeutica del trattamento con metformina in pazienti con DMT2. Questa ricerca presenta degli elementi di novita' che consentono di individuare precocemente i pazienti che potranno maggiormente giovarsi (in termini di riduzione della glicemia a digiuno) del trattamento con metformina.

L’Adenocarcinoma pancreatico (PDAC) è uno dei tumori più letali con un tasso di sopravvivenza a cinque anni di circa il 5%. Un certo miglioramento nell’outcome di questa neoplasia si è ottenuto con lo sviluppo delle terapie target e con l’introduzione di innovativi schemi chemioterapici, quali il FOLFIRINOX e l’associazione gemcitabina più Nab-Paclitaxel, ma la percentuale delle persone che ne beneficia è bassissima.Attualmente il cancro del pancreas non è ascrivibile al gruppo dei tumori meglio caratterizzati sotto il profilo biologico e, a dispetto delle numerose informazioni fornite dagli studi di caratterizzazione genetica della neoplasia condotti negli ultimi anni, non è ancora ad oggi ipotizzabile un risvolto clinico di tali conoscenze. Sulla base di queste premesse lo scopo di questo progetto è stato quello di analizzare alterazioni genetiche che caratterizzano l’eterogenità dell’adenocarcinoma pancreatico tramite sequenziamento massivo dell’esoma (WES) e analisi mediante tecnologia l’Oncoscan FFPE Assay, di campioni bioptici, tessuto fresco, e paraffinato provenienti da tumori pancreatici a diversi stadi di malattia (resecabili, localmente avanzati e metastatici). Quindi si è verificato o meno la correlazione di profili mutazionali con il diverso andamento clinico dei pazienti sottoposti al trattamento medico, chemioterapico o radio-chemioterapico integrato. In particolare questo progetto è stato condotto su circa 20 campioni in paraffina con metodologia Oncoscan Affymetrix FFPE per l’identificazione di copy number variation e su 30 campioni di tessuto fresco o bioptico con tecnologia WES per la ricerca di mutazioni puntiformi. Questo approccio integrato potrebbe permettere di avere un quadro biologico completo di tutte le alterazioni genetiche della malattia dalla lesione precancerosa al carcinoma metastatico per poter permettere di capire quale o quali sono gli eventi neoplastici che lo generano e poter quindi permettere uno studio farmacologico più mirato e più efficace.
PDA is the fourth leading cause of cancer death, with a 5-years survival rate of 5% . Surgery remains the most effective treatment, but only 20% of patients are suitable for radical resection. Advances in chemotherapy, represented by FOLFIRINOX and by gemcitabine plus nab-paclitaxel regimens, have resulted in a modest outcome improvement..A thorough understanding of the genetic changes that will drive pancreatic carcinogenesis can lead to identification of biomarkers for early detection and targets for therapy. We used an approach with high resolution cytogenetic analysis Oncoscan Array and WES a bioinformatic, clinically-oriented interpretation of data to understand what are the most relevant pathways altered in precursor lesions and overt cancers to identify new therapeutic options for patients affected by PDA. In this study a total of 20 formalin fixed paraffin embedded samples from IPMN, profiled by Oncoscan and were analysed 30 fresh-frozen biopsies by WES . We identified in IPMN multiple copy number alterations and interestingly, differences were seen in the lesions at different stages, with 7 IPMN with low-intermediate dysplasia carrying a nearly normal karyotype and 13 IPMN with complex Karyotype (> 4 alterations), showing high grade dysplasia. A specific gain of chromosome arm 3q was found in IPMN with complex Karyotype (92%). This gain of 3q is particularly interesting for the presence of oncogenes such as PIK3CA, GATA2 and TERC that are part of pathways that deregulate cell growth and promote disease progression. In 30 sample analyzed with WES our results confirmed the high prevalence of KRAS, CDKN2A, TP53 and SMAD4 mutations. In particular, 93.7% of tumor samples exhibited somatic mutations acti¬vating KRAS and gene amplifications .The identification of these markers at an early stage of disease onset helps to identify patients at risk for cancer progression and new candidates for a more specific targeted therapy

The importance of sphingolipids in membrane biology was appreciated early in the twentieth century when several human inborn errors of metabolism were linked to defects in sphingolipid degradation. In fact, this class of lipids is a ubiquitous component of cell membranes and some metabolites: ceramide (Cer), sphingosine (Sph), and sphingosine-1-phosphate (S1P) have important physiological functions, including regulation of cell growth and survival. Recently the role of sphingolipids in neural cell biology has also become a topic of investigation leading to the recognition that sphingolipids seem to play a key role in neuronal signalling, in particular through their presence in membrane lipid rafts which are involved in numerous cellular processes such as signal transduction, membrane trafficking, cytoskeletal organization, neural adhesion, axon guidance and synaptic transmission. Homologs of key enzymes belonging to the sphingolipid metabolic pathway have been discovered in Drosophila melanogaster, making this an optimal model to study the effects of dysregulation of sphingolipid metabolism on nervous system development, function and integrity. In particular, our attention focused on sphingosine-1-phosphate lyase gene (Sply) null mutants. These animals, in the adult stages, show a profound reduction in flight performance which is probably related to the degeneration of flight muscle fibers and their mitochondria. On the other hand, larvae show locomotor impairments, although their muscles appear morphologically intact. . However, the neuromuscular junctions (NMJ) show significant morphological alterations at the level of the pre-and post synaptic complexes. Moreover, functional imaging studies using the lipophilic strylyl dye FM1-43, highlight anomalous synaptic vesicle recycling, which is confirmed by the electrophysiological analysis of synaptic function. These results suggest that the locomotion defects could be, at least in part, ascribed to the observed NMJ alterations.
L’importanza degli sfingolipidi quali componenti delle membrane biologiche è stata rivalutata esclusivamente nel ventesimo secolo, quando diverse patologie congenite umane del metabolismo sono state finalmente correlate a difetti ed alterazioni nella degradazione degli sfingolipidi. Infatti, questa classe di lipidi è una componente ubiquitaria di tutte le membrane cellulari ed alcuni metaboliti, quali la Ceramide (Cer), la Sfinghosina (Sph) e la Sfingosina-1 fosfato (S1P) svolgono importanti funzioni fisiologiche, tra le quali la regolazione della crescita e la sopravvivenza cellulare. Recentemente, si sta, inoltre, sviluppando notevolmente un interesse volto alla comprensione del ruolo degli sfingolipidi nella biologia cellulare-neuronale. Infatti, gli sfingolipidi sembrano giocare un ruolo chiave nel signalling neuronale. In particolare, questa specifica funzionalità sembra essere svolta dagli sfingolipidi grazie alla loro presenza ed organizzazione in definite ed ordinate piattaforme lipidiche di membrana, le quali sono direttamente responsabili e coinvolte in numerosi processi cellulari, quali la trasduzione del segnale, il trafficking di membrana, l’organizzazione del citoscheletro, l’adesione neurale, la guida assonica e la trasmissione sinaptica. In Drosophila melanogaster, sono stati scoperti ed individuati gli omologhi degli enzimi chiave appartenenti alla via metabolica sfingolipidica, rendendo quindi questo animale un ottimo modello per lo studio e l’analisi di tutti gli effetti funzionali e strutturali derivanti da alterazioni del metabolismo sfingolipidico, soprattutto a carico dello sviluppo, della funzionalità e dell’integrità dell’intero sistema nervoso. In particolare, la nostra attenzione si è focalizzata sul mutante nullo per il gene sfingosina-1 fosfato liasi (Sply). Questi animali, durante lo stadio adulto, sono caratterizzati da una notevole riduzione nelle performance di volo, la quale sembra essere probabilmente correlata ad una importante degenerazione dei muscoli del volo e dei loro mitocondri. Al contrario, durante lo stadio larvale, questi animali non evidenziano alcun deterioramento o anomalia a carico dell’apparato muscolare, essendo dotati di muscoli morfologicamente intatti e nella norma, ma mostrano comunque una chiara riduzione della capacità locomotoria. Inoltre, le giunzioni neuromuscolari (NMJ) sono caratterizzate da notevoli alterazioni morfologiche a livello dei loro complessi pre- e post-sinaptici. Infine, studi di imaging funzionale, realizzati mediante l’impiego del colorante lipofilico FM1-43, sottolineano delle modificazioni nel recycling delle vescicole sinaptiche. Questi risultati, suggeriscono quindi una possibile relazione, almeno parziale, tra difetti locomotori e le alterazioni riscontrate a carico della giunzioni neuromuscolari.

La Distrofia Miotonica (DM) è la più comune forma di distrofia muscolare nell’adulto ed è causata da due mutazioni differenti. Una espansione CTG nella regione 3’UTR del gene DMPK (myotonic dystrophy protein kinasi) è responsabile della Distrofia Miotonica di tipo 1 (DM1; MIM# 160900), mentre un’espansione CCTG nell’introne 1 del gene ZNF9 (zink finger protein 9) è responsabile della Distrofia Miotonica di tipo 2 (DM2; MIM# 602668). La DM è una malattia a trasmissione autosomica dominante, multisistemica che coinvolge diversi apparati del corpo umano come il sistema endocrino, il cuore, i muscoli e gli occhi. Anche se il fenotipo clinico delle due malattie è sovrapponibile, la DM1 ha una prognosi più grave rispetto alla DM2, infatti la DM1 presenta forme congenite e il coinvolgimento del sistema nervoso centrale assenti nella DM2. Negli ultimi dieci anni sono state avanzate 3 teorie allo scopo di spiegare come le tri-tetraplette espanse nelle regioni non tradotte dei geni DMPK (nel 3’UTR) e ZNF9 (nell’introne 1) possano causare la DM. Ad oggi gli studi effettuati supportano che la teoria più accreditata sia quella dell’ “acquisto di funzione” dell’RNA espanso. L’RNA degli alleli espansi si accumula all’interno dei nuclei in foci discreti e qui si lega a determinate proteine inibendone la funzione nucleare. La DM1 e la DM2, infatti, pur avendo espansioni a carico di geni localizzati in regioni cromosomiche completamente differenti presentano un quadro clinico molto simile. La DM è il primo esempio di malattia dominante causata dal guadagno di funzione di RNA mutato. L’espansione C/CUGn presente sul messaggero del gene ZNF9 e DMPK ne impedisce l’esportazione dal nucleo e forma dei foci (accumuli discreti) nucleari evidenziabili tramite ibridazione in situ (FISH). Il trascritto mutato dei due geni altera la funzione e la localizzazione di proteine regolatori di splicing alternativo che sono essenziali al normale processamento dell’RNA. Nella DM sono coinvolte almeno 2 famiglie di “RNA binding proteins”: la famiglia CELF, (CUG-BP e ETR-3-like factors) e la famiglia delle MBNL (muscleblind-like proteins). La famiglia delle MBNL gioca un ruolo opposto a quello delle CELF nella regolazione degli splicing, con un effetto sinergico sulla patogenesi. E’ stato infatti dimostrato che la perdita della funzione delle proteine MBNL dovuta all’intrappolamento nei foci, e l’innalzamento dei livelli della proteina CUG-BP1 dovuta alla iperfosforilazione della PKC agiscano sinergicamente nella misregolazione degli splicing di un vasto gruppo geni. L’obiettivo principale di questa tesi di dottorato è quello di studiare l’effetto in trans causato dalle mutazioni responsabili della DM, su biopsie di muscolo scheletrico prelevate dai pazienti. In particolare è stato approfondito lo studio delle alterazioni dello splicing dei geni coinvolti nel fenotipo clinico della della DM e la loro correlazione con la grandezza delle espansioni. Un secondo obiettivo di questo lavoro è stato quello di approfondire il possibile coinvolgimento dei micro-RNA (miRNAs) nella patogenesi molecolare della DM. In particolare lo studio è stato incentrato sui myo-miRNAs, una famiglia di miRNAs espressi prevalentemente nel muscolo scheletrico, di cui fanno parte il miR-1, il miR-133 e il miR-206. Il lavoro di ricerca svolto ha portato alla pubblicazione di articoli scientifici di rilevanza internazionale che contribuiscono alla comprensione delle basi molecolari di queste complesse malattie genetiche.
Myotonic Dystrophy (DM) is caused by two different mutations: a CTG expansion in the 3’UTR region of the myotonic dystrophy protein kinase (DMPK) gene (DM1; MIM # 160900) and a CCTG expansion in intron 1 of the zinc finger protein 9 (ZNF9) gene (DM2; MIM#602668), respectively, on chromosome 19q13 and 3q21. DM is an autosomal dominant disease that affects, besides muscle, many other tissue including eyes, heart, gall bladder, the endocrine system, and the central nervous system. However, DM1 and DM2 phenotypes, although strikingly similar, are not identical. For instance, DM2 does not shown a congenital form or the severe involvement of the SNC seen in DM1. The main pathogenic process at the basis of DM is a toxic RNA-gain of function effect of mutant ZNF9/DMPK transcripts which are retained in distinct ribonuclear foci within cells. A current model of the disease mechanism hypothesis that C/CUG expanded tracts alter the function of at least two RNA-binding proteins involved in the alternative splicing process: MBNL (muscleblind-like protein) and CELF (CUG-BP1 and ETR-3-like factors). These proteins regulate the same splicing events with opposite effects by binding to separate regulatory elements. It has been proposed that the MBNL loss of function, through a physical interaction with the repeats, and the CUG-BP1 protein increased steady state level, due to a PKC mediated nuclear hyperphosphorylation, act sinergically in the splicing misregulation of a wide group of developmentally regulated genes. The principal goal of this study was to analyze the in trans effect of CTG/CCTG repeats on skeletal muscle biopsies taken from DM patients, in particular has been thorough study of changes in the splicing of genes involved in the clinical phenotype of the DM and their correlation with the size of the expansions. A second aim of this study was to investigate the possible involvement of micro-RNAs (miRNAs) in the molecular pathogenesis of DM. In particular, the study was focused on myo-miRNAs, a family of miRNAs expressed primarily in skeletal muscle, which include the miR-1, miR-133 and miR-206. This work adds new elements in the knowledge of the pathogenesis of these complex genetic diseases.

2009/2010
Gli aumenti stagionali delle temperature dei mari sono tra le condizioni ottimali di crescita per i Dinoflagellati, i quali possono raggiungere elevate concentrazioni nella colonna d’acqua e negli organismi filtratori come in Mytilus galloprovincialis. Alcuni dinoflagellati, comunemente Dinophysis e Prorocentrum spp., sono conosciuti produttori di acido okadaico (OA) e dei suoi analoghi che sono responsabili della sindrome diarroica (Diarrheic Shellfish Poisoning (DSP)) nell’uomo. Quando i livelli delle tossine DSP nei mitili eccedono i 16 μg su 100 g di polpa, le mitilicolture vengono chiuse e le vendite dei molluschi sono bloccate. Risulta chiaro che nonostante non siano mai state registrate mortalità negli uomini o nei mitili, gli eventi DSP provocano importanti problemi sanitari ed economici in tutto il settore dell’acquacoltura. Questo lavoro suddiviso in 3 parti ha, dapprima sondato l’applicabilità di metodiche molecolari, quali l’impiego di un microarray (MytArray 1.0) e le validazioni in PCR real time quantitativa (qRT PCR), per la rilevazione delle modifiche dei profili trascrizionali indotte dalla presenza delle biotossine DSP. Questa prima parte ha fornito una lista di geni attivati o silenziati nel corso di un esperimento durato 35 giorni in mitili mantenuti a condizioni costanti e contaminati con OA. Sebbene le condizioni di mantenimento non rappresentino le situazioni alle quali i mitili sono sottoposti in natura, ciò ha permesso un’analisi preliminare dei putativi effetti indotti dall’acido okadaico (OA). L’insieme dei trascritti differenzialmente espressi ha consentito di avere una panoramica di quelli che sono i pattern molecolari maggiormente influenzati dalla presenza della biotossina. Al fine di validare i risultati ottenuti dalle ibridazioni sul MytArray 1.0 e per poter individuare putativi biomarker di OA si è proceduto a validare alcuni trascritti attraverso qRT PCR. Questa analisi ci ha consentito di osservare i livelli di espressione dei singoli trascritti selezionati e non ultimo di validare o meno i risultati ottenuti dal MytArray 1.0. La disponibilità dei Dott Zanolin e Franceschini ha reso possibile sondare i trascritti ritenuti putativi marker di OA in campioni naturalmente contaminati. 14 trascritti sono stati analizzati nei campioni provenienti da varie zone del Golfo di Trieste. Questa seconda parte del lavoro è stata indispensabile e scientificamente necessaria per poter discriminare i trascritti differenzialmente espressi a seguito della presenza di tossine DSP o a causa del mantenimento in condizioni controllate dei mitili, nell’esperimento iniziale. L’individuazione di pattern molecolari comuni ai campioni naturalmente contaminati e raccolti in anni diversi e ai profili di espressione ottenuti nello studio iniziale, è un punto di partenza interessante per la ricerca indirizzata all’individuazione di un set di trascritti attivati in modo specifico dalla presenza di tossine DSP e rafforza la validità dell’utilizzo di approcci molecolari negli studi di biomonitoraggio ambientale. Non ultimo l’analisi dei trascritti proteici che costituisce un altro aspetto importante della ricerca volta all’individuazione di trascritti attivati e specificatamente correlati alla presenza di tossine DSP. La sinergia dei metodi di rilevamento applicati di routine per l’accertamento della presenza di biotossine, supportato da metodiche di indagine genetica o estese al trascrittoma dell’organismo oggetto di studio, permetterebbero l’individuazione di contaminazioni a livelli sicuramente inferiori rispetto a quelli che sono i limiti di sensibilità dei test oggi applicati. L’applicazione di metodiche molecolari di questo tipo è d’uso crescente in analisi di biomonitoraggio ambientale supportando la validità e la robustezza dei risultati che questi approcci forniscono. In un lasso relativamente breve di 3 anni è stato possibile ottenere e validare un set di risultati correlati alla risposta genica del mitilo sottoposto a contaminazione con tossine DSP. Le problematiche connesse agli eventi di DSP nel nostro Golfo, legato alle pesanti perdite economiche che derivano dalle chiusure delle mitilicolture in alcuni periodi dell’anno e la mancanza di metodiche di rilevamento ad oggi completamente accettate dalla Comunità Scientifica, pongono le metodologie di analisi impiegate in questo studio, tra le più interessanti e sensibili nella rilevazione di situazioni di stress ambientale.
XXIII Ciclo
1982

Spinocerebellar ataxias (SCAs) are a genetically heterogeneous group of cerebellar degenerative disorders, characterized by progressive gait unsteadiness, hand incoordination and dysarthria. The mutational mechanism in spinocerebellar ataxia type1 (SCA1), a dominantly inherited form of SCA, consists of an expanded trinucleotide CAG repeat that encodes a polyglutamine tract in ataxin1. Mutant SCA1 transgenic mice present pathological cerebellar signs with concomitant progressive Purkinje neuron atrophy and relatively little cell loss, at least in the early stage of life; this evidence suggests that the SCA1 phenotype is not the result of cell death per se, but a possible effect of cellular dysfunction that occurs before neuronal demise. In the present study we correlated the earliest histopathological changes in both homozygous and heterozygous transgenic SCA1 mice, 2 and 6 months old, to the mitochondrial oxidative metabolism in cerebellar cells. Our results showed selective Cytochrome c Oxidase (COX) deficiency in Purkinje cells (PC). Analysis on COX-competent and -deficient PC, isolated by laser-microdissector, demonstrated that the observed oxidative dysfunction is related to mitochondrial DNA (mtDNA) depletion. In conclusion, we provide evidence of a selective oxidative metabolism defect in neuronal PC expressing mutant ataxin. This defect could represent one of the earliest pathogenetic step of the Purkinje cells’ suffering in SCA1 disease.

Il cancro del colon-retto (CRC) rappresenta la terza neoplasia maligna nel mondo. La neoplasia del colon retto viene spesso diagnosticata in fase avanzata. Circa il 25% dei pazienti al momento della diagnosi presentano metastasi a distanza; inoltre il 40-50% dei pazienti svilupperà metastasi nel corso del follow-up. Numerose alterazioni genetiche sono state evidenziate nel tumore colon-rettale primitivo, ma sono state identificate poche associazioni con la progressione della neoplasia colon-rettale. Questo studio mette in relazione le alterazioni genetiche rinvenute nelle metastasi epatiche con quelle del tumore primitivo colon-rettale.
Colorectalcancer (CRC) is the third most common malignancy worldwide. CRC patients tend to be diagnosed with an advanced disease. About 25% of patients first present with disease that has already metastasised; in addition, 40-50% of newly diagnosed patients will go on to develop metastases. Several genetic alterations have been described in malignant primary tumors of the colorectum, but few such association have been made with the progression of these tumors. This study compares gentic changes found in distant liver metastases and in the primary colon carcinomas.