Cavalier King Charles: Decifrare il DNA per Svelare i Segreti di Dolore e Prurito da Siringomielia

Avete presente quei musetti adorabili, quegli occhi dolci dei Cavalier King Charles Spaniel (CKCS)? Sono cani meravigliosi, pieni di affetto, ma purtroppo nascondono spesso una battaglia silenziosa contro condizioni complesse come la Malformazione di Chiari (CM) e la Siringomielia (SM). Come appassionato del mondo della genetica e della salute animale, mi sono tuffato in uno studio affascinante che cerca di andare oltre quello che vediamo, per capire cosa c’è scritto nel loro DNA.

La Sfida: Quando l’Immagine Non Dice Tutto

La Malformazione di Chiari, praticamente onnipresente in questa razza, è dovuta a uno sviluppo anomalo del cranio. Immaginate una scatola cranica un po’ troppo piccola per il suo contenuto, soprattutto per il cervelletto. Questa “folla” nella parte posteriore del cranio può alterare il flusso del liquido cerebrospinale (CSF) e portare, in circa il 70% dei CKCS, alla formazione di Siringomielia: delle cavità piene di liquido all’interno del midollo spinale.

Fin qui, la teoria. Ma la pratica è più complicata. Queste condizioni possono causare sintomi come dolore neuropatico (un dolore strano, difficile da localizzare, spesso descritto come ipersensibilità al tocco) e il cosiddetto “phantom scratch” o “grattamento fantasma”, quel tipico movimento di grattarsi a mezz’aria, vicino al collo, senza un apparente motivo cutaneo.

Il vero rompicapo? Molti studi, incluso il nostro, hanno notato una scarsa correlazione tra quello che si vede nella risonanza magnetica (la presenza e la gravità di CM e SM) e i sintomi clinici che il cane manifesta. Ci sono cani con risonanze “brutte” che stanno benissimo, e cani con sintomi evidenti ma con risonanze quasi normali. Un bel mistero, vero? Questo ci ha fatto pensare: e se la chiave per capire chi soffre davvero fosse nascosta altrove, magari proprio nei geni?

La Nostra Indagine Genetica: A Caccia di Indizi nel DNA

Proprio per questa incongruenza tra immagini e sintomi, abbiamo deciso di cambiare approccio. Invece di basarci solo sulla presenza o assenza di SM vista alla risonanza magnetica, ci siamo concentrati sui segni clinici: il dolore e il prurito riportati dai proprietari. La nostra ipotesi era che studiare direttamente i sintomi come “fenotipo” (cioè la caratteristica da mappare geneticamente) potesse rivelare nuovi tasselli del puzzle.

Abbiamo coinvolto 174 meravigliosi CKCS. Per ognuno, abbiamo raccolto campioni di DNA (da sangue o saliva), esaminato le risonanze magnetiche per confermare la presenza di CM e SM (definita come una cavità lineare iperintensa in T2 di almeno 2 mm), e chiesto ai proprietari di compilare questionari dettagliati sulla salute generale e, per molti di loro, un questionario specifico chiamato ChiMPS-T (Chiari-like Malformation Pain and Scratch tool) per quantificare la frequenza e la severità dei segni di dolore (Total Pain Score – TPS) e prurito (Total Scratch Score – TSS).

Armati di questi dati, abbiamo eseguito delle analisi chiamate GWAS (Genome-Wide Association Studies). Immaginatele come una scansione ad altissima risoluzione dell’intero genoma del cane, alla ricerca di piccole variazioni genetiche (chiamate SNP, Single Nucleotide Polymorphisms) che sono più frequenti nei cani con determinati sintomi rispetto a quelli senza. Abbiamo usato un chip avanzato con oltre 710.000 SNP!

Risultati Sorprendenti: I Sintomi Guidano la Scoperta

La prima analisi, confrontando cani con e senza Siringomielia (basandoci solo sulla risonanza), non ha dato risultati significativi. Nessuna regione specifica del genoma sembrava associata alla semplice presenza della SM. Questo, in un certo senso, confermava i nostri dubbi sulla correlazione tra imaging e clinica.

Ma quando abbiamo spostato il focus sui sintomi clinici (presenza o assenza di dolore e/o prurito), ecco la sorpresa! Abbiamo identificato una regione sul cromosoma 26 del cane (CFA 26) che sembrava associata alla presenza di questi segni clinici. La cosa affascinante è che questa stessa regione era già stata segnalata in uno studio precedente, ma associata a misurazioni del cranio indicative di una fossa caudale ridotta (proprio quella legata alla CM!). Trovare lo stesso “indirizzo” genetico partendo da due strade diverse – misurazioni del cranio in uno studio, sintomi clinici nel nostro – rafforza molto l’idea che questa zona sia davvero importante.

In questa regione c’è un gene interessante chiamato ZWINT. Studi precedenti hanno mostrato che l’espressione di ZWINT può aumentare in condizioni di dolore neuropatico. Potrebbe essere un pezzo importante del puzzle?

Dolore vs Prurito: Percorsi Genetici Diversi?

Non ci siamo fermati qui. Abbiamo usato i punteggi quantitativi del ChiMPS-T (TSS per il prurito e TPS per il dolore) per vedere se potevamo trovare associazioni più specifiche. Ed è emerso un quadro ancora più intrigante:

• Il punteggio di prurito (TSS) era associato a regioni su due cromosomi diversi: il CFA 2 (vicino a un gene chiamato KIAA1217, coinvolto nello sviluppo scheletrico) e il CFA 38 (vicino al gene SUSD4, espresso nel tessuto nervoso e legato al sistema del complemento).
• Il punteggio di dolore (TPS), invece, era associato a una regione sul CFA 13, contenente il gene KCTD8.

Quest’ultimo, KCTD8, è particolarmente interessante. Codifica per una proteina che interagisce con i recettori GABA-B, che sono fondamentali per la neurotrasmissione inibitoria. Alterazioni in questo sistema sono state collegate al dolore neuropatico. Potrebbe essere che le variazioni in KCTD8 influenzino come alcuni CKCS percepiscono o elaborano il dolore?

Dentro il DNA: Sequenziamento e Complessità

Per scavare ancora più a fondo, abbiamo effettuato il sequenziamento dell’intero genoma (WGS) su un piccolo gruppo di CKCS con fenotipi ben definiti (sani, con SM ma senza sintomi, con SM e con sintomi) e li abbiamo confrontati con centinaia di cani di altre razze.

Nella regione del gene ZWINT sul CFA 26, abbiamo trovato 66 varianti che sembravano segregare con i sintomi clinici. Tra queste, due varianti “missenso” erano predette avere un effetto moderato sulla funzione della proteina ZWINT. Erano presenti in tutti i cani con sintomi clinici nel nostro piccolo gruppo WGS, mentre la maggior parte dei cani sani non le aveva. Tuttavia, queste varianti sono risultate comuni anche in altre razze, quindi la loro interpretazione non è semplice.

Abbiamo anche cercato varianti strutturali (pezzi di DNA più grandi duplicati o deleti). Inizialmente, una duplicazione vicino a ZWINT sembrava perfettamente associata ai sintomi, ma un’analisi più approfondita con tecnologie diverse (PCR a lungo raggio e sequenziamento PacBio) ha rivelato che si trattava di un falso positivo. Questo ci ricorda quanto sia complessa l’analisi genomica!

Anche per il gene KCTD8 (legato al dolore), il WGS ha rivelato molte varianti, alcune potenzialmente impattanti, ma i dati erano incompleti per molti cani, rendendo difficile trarre conclusioni definitive per ora.

Cosa Significa Tutto Questo per i Nostri Amici Cavalier?

Questo studio ci dice alcune cose fondamentali:

1. I sintomi contano: Studiare direttamente il dolore e il prurito, non solo le immagini della risonanza, è cruciale per capire la genetica di CM/SM nei CKCS.
2. È una storia complessa: Non c’è un singolo “gene della siringomielia”. È una condizione poligenica, influenzata da molteplici geni che interagiscono tra loro e probabilmente con fattori ambientali.
3. Abbiamo nuovi sospettati: Le regioni su CFA 26 (ZWINT), CFA 13 (KCTD8), CFA 2 e CFA 38 sono ora sotto i riflettori e meritano ulteriori indagini. Capire esattamente come le varianti in queste regioni contribuiscano ai sintomi potrebbe aprire la strada a diagnosi più precise o terapie mirate.
4. Non si tratta di eliminare: L’obiettivo non è eliminare i cani portatori di queste varianti dalla riproduzione (anche perché la prevalenza è altissima e si rischierebbero altri problemi genetici), ma di capire meglio i meccanismi per sviluppare strategie di selezione più informate e, speriamo, trattamenti più efficaci per alleviare la sofferenza di questi splendidi animali.

Il nostro viaggio nel genoma del Cavalier King Charles Spaniel è appena iniziato. Serviranno ulteriori ricerche, magari analizzando l’espressione genica (RNA-seq) o studiando le modifiche epigenetiche (ATACseq, ChIP-seq), per decifrare completamente questo intricato codice genetico. Ma ogni passo avanti ci avvicina a comprendere meglio e, si spera, ad aiutare questi compagni a quattro zampe a vivere una vita più serena e senza dolore.

Fonte: Springer