Sindrome di Townes-Brocks: Viaggio nel DNA per Svelare i Segreti del Gene SALL1

Ciao a tutti! Oggi voglio portarvi con me in un viaggio affascinante nel mondo della genetica, per esplorare una condizione rara ma piena di spunti di riflessione: la sindrome di Townes-Brocks (TBS). Magari il nome non vi dirà molto, ma credetemi, studiarla ci apre finestre incredibili su come il nostro DNA orchestra lo sviluppo del corpo e su come, a volte, piccole variazioni possano avere grandi conseguenze. Noi ricercatori ci siamo immersi nello studio delle varianti del gene SALL1, il principale responsabile di questa sindrome, per cercare di capire meglio le correlazioni tra il “difetto” genetico specifico (genotipo) e le manifestazioni cliniche (fenotipo) che osserviamo nei pazienti.

Cos’è esattamente la Sindrome di Townes-Brocks?

Immaginate una sindrome che si presenta con una sorta di “marchio di fabbrica”: una triade di malformazioni che coinvolgono la zona anorettale, i pollici e le orecchie esterne. Questa è la TBS, una malattia genetica a trasmissione autosomica dominante. Ma non finisce qui. Spesso, chi ne è affetto può presentare anche altri problemi, come sordità (che può manifestarsi a qualsiasi età, rendendo cruciali i controlli periodici) e insufficienza renale, una delle complicanze più serie. Altre caratteristiche possono includere malformazioni ai piedi, difetti cardiaci congeniti e anomalie genitali nei maschi. Una cosa che colpisce subito è la sua espressività estremamente variabile: anche all’interno della stessa famiglia, con la stessa mutazione, i sintomi possono essere molto diversi per tipo e gravità. La penetranza, invece, è considerata completa, il che significa che chi eredita la variante genetica manifesterà almeno alcuni segni della sindrome.

Il gene SALL1: il regista sotto accusa

Il colpevole, o meglio, il gene le cui alterazioni sono implicate nella TBS, si chiama SALL1. Questo gene è come un direttore d’orchestra durante lo sviluppo embrionale, specialmente per la formazione di reni, cervello e arti. La proteina SALL1 prodotta da questo gene appartiene a una famiglia di proteine con “dita di zinco” (zinc finger), strutture che le permettono di legarsi al DNA e regolare l’espressione di altri geni. Un’altra regione importante della proteina SALL1 è quella ricca di glutammina, che sembra cruciale per la sua capacità di interagire con sé stessa (dimerizzazione) e con altre proteine della stessa famiglia.
La maggior parte delle varianti patogenetiche di SALL1 che causano la TBS sono “troncanti”, cioè portano alla produzione di una proteina più corta del normale. Si pensa che queste proteine troncate non solo non funzionino bene, ma possano addirittura interferire con la funzione della proteina normale prodotta dall’altra copia del gene (effetto dominante negativo o gain-of-function), piuttosto che una semplice perdita di funzione di una copia (aploinsufficienza), anche se alcuni casi con delezioni complete del gene suggeriscono che anche l’aploinsufficienza possa giocare un ruolo.

La nostra indagine: dati freschi e uno sguardo alla letteratura

Nel nostro lavoro, abbiamo raccolto dati clinici e molecolari di 49 pazienti con una variante (probabilmente) patogenetica nel gene SALL1, identificati nel nostro laboratorio o tramite collaborazioni. Parallelamente, abbiamo passato al setaccio la letteratura scientifica, riesaminando i dati di ben 207 pazienti con TBS e alterazioni di SALL1 già descritti. L’obiettivo? Avere una casistica più ampia per poter fare analisi statistiche robuste e cercare di stabilire correlazioni genotipo-fenotipo più solide, in particolare basandoci sulla posizione della variante genetica rispetto a quella famosa regione ricca di glutammina.

Nella nostra serie di pazienti, abbiamo notato che la “triade classica” di sintomi era presente nel 25% dei casi, una percentuale inferiore rispetto al 49.7% riportato in letteratura. La frequenza della sordità, invece, era simile (circa il 65%). Un dato interessante è che l’insufficienza renale è stata diagnosticata nel 39.6% dei nostri pazienti, contro il 29.3% della letteratura; questo potrebbe dipendere dal fatto che i nostri pazienti erano mediamente più grandi o da un follow-up più attento, dato che l’insufficienza renale può insorgere con l’età. Ritardo dello sviluppo o disabilità intellettiva interessavano circa il 9% dei pazienti.
Un altro aspetto emerso è che il 35% delle varianti SALL1 nella nostra casistica si trovava a monte (upstream) della regione ricca di glutammina, una percentuale ben più alta del 6.5% riscontrato in letteratura. Questo ci ha incuriosito molto!

Correlazioni Genotipo-Fenotipo: cosa ci dice la posizione della variante?

Abbiamo messo insieme tutti i dati, i nostri e quelli della letteratura, e abbiamo iniziato a fare un po’ di conti. Ci siamo concentrati su due ipotesi principali, basate sulla posizione della variante troncante:

1. Varianti a monte o all’interno della regione ricca di glutammina (da c.1 a c.750) rispetto a quelle a valle (da c.751 a c.3975). L’idea era che la conservazione di questa regione potesse portare a un effetto dominante negativo più marcato.
2. Varianti a monte rispetto a quelle a valle della metà di una zona “calda” per le mutazioni (mutational hotspot, c.1164).

Ebbene, analizzando i pazienti con varianti a valle della regione ricca di glutammina, abbiamo osservato un aumento significativo di sordità, orecchie dismorfiche e malformazioni dei pollici. Sorprendentemente, in questo stesso gruppo, l’insufficienza renale era significativamente meno frequente. Attenzione però: questi pazienti erano anche significativamente più giovani e c’erano più dati mancanti sull’età, il che potrebbe essere un fattore confondente, specialmente per l’insufficienza renale che, come detto, tende a manifestarsi o peggiorare con gli anni.
Questi risultati suggeriscono che la presenza della regione ricca di glutammina nella proteina troncata potrebbe effettivamente portare a un effetto dominante negativo per alcune caratteristiche, come quelle uditive e degli arti. Per quanto riguarda i reni, l’ipotesi che una proteina SALL1 troncata ma stabile (grazie alla regione di dimerizzazione) possa avere una funzione parzialmente protettiva più avanti nella vita è affascinante e supportata da alcuni studi su modelli animali, ma necessita di ulteriori conferme.

Analizzando invece la posizione rispetto al “mutational hotspot”, abbiamo visto un aumento significativo di sordità, malformazioni degli arti inferiori e anomalie genitali (con un rapporto tra i sessi al limite della significatività) negli individui con una variante localizzata a monte di c.1164. Questo potrebbe indicare che la regione tra c.751 e c.1164 sia particolarmente critica per lo sviluppo uditivo.

Casi particolari e variabilità intrafamiliare

Abbiamo anche confermato che una specifica variante ricorrente, la p.(Arg276*), è associata a un fenotipo più severo, con una maggiore incidenza di difetti cardiaci congeniti, inclusa la tetralogia di Fallot. Nella nostra serie, un paziente con questa variante e un quadro clinico grave è purtroppo deceduto a 3 mesi.
La variabilità all’interno delle famiglie è un altro rompicapo. Abbiamo visto famiglie con tre generazioni affette in cui non c’era una singola caratteristica clinica comune a tutti i parenti! Questo rende la diagnosi clinica a volte molto difficile, specialmente in casi con sintomi lievi. Ad esempio, un paziente presentava solo una malformazione anorettale, un lieve ritardo del linguaggio e strabismo.

Delezioni del gene SALL1: un quadro più lieve?

E che dire dei pazienti che hanno una delezione dell’intero gene SALL1 (o parte di esso), invece di una variante troncante? Sembra che questi pazienti, quando la delezione coinvolge solo SALL1 come gene “malato” noto, tendano ad avere un fenotipo generalmente più lieve per molte caratteristiche, ad eccezione forse del ritardo dello sviluppo/disabilità intellettiva, che sembrava più frequente in questo sottogruppo. Questo supporterebbe l’idea che la semplice aploinsufficienza (avere solo una copia funzionante del gene) sia meno dannosa rispetto alla presenza di una proteina troncata “interferente”.

Implicazioni per il follow-up e la ricerca futura

Tutte queste osservazioni, sebbene non ancora così solide da cambiare radicalmente il follow-up dei pazienti (data anche la grande variabilità intrafamiliare), sono fondamentali per capire meglio i meccanismi alla base della TBS. Al momento, non esiste un consenso internazionale sulla gestione. Noi, come gruppo di lavoro multidisciplinare francese, sulla base dei dati raccolti, proponiamo una valutazione iniziale e un follow-up che tenga conto della natura multiorgano della sindrome. Oltre al monitoraggio audiologico e della funzione renale annuale, suggeriamo anche un controllo annuale della funzione tiroidea, la cui utilità andrà comunque rivalutata nel tempo.

È chiaro che c’è ancora molta strada da fare. Studi futuri, sia funzionali (per capire cosa fanno esattamente queste proteine mutate a livello cellulare) sia prospettici (seguendo i pazienti nel tempo), sono essenziali per chiarire i meccanismi patofisiologici e la prognosi a lungo termine della TBS. Questo ci permetterà di monitorare meglio i pazienti e, speriamo, di intervenire il prima possibile per migliorare la loro qualità di vita. La sfida è aperta, ma ogni piccolo pezzo del puzzle che aggiungiamo ci avvicina alla comprensione completa di questa complessa sindrome.

Fonte: Springer