Ricerca scientifica

Risultati molecolari, strutturali e clinici raggiunti grazie al sequenziamento dell’esoma in una coorte nazionale di pazienti ampliano le correlazioni genotipo-fenotipo

Principale causa di cecità infantile, la cataratta congenita viene spesso diagnosticata in ritardo, all’età di diversi mesi o addirittura anni. Questo è un problema perché il ritardo diagnostico si traduce nel peggioramento dei sintomi. In questo caso, prima si arriva alla diagnosi e maggiori saranno le possibilità di recuperare e mantenere la funzionalità visiva. Negli ultimi anni è sempre più diffuso lo screening neonatale tramite l’esame del riflesso rosso, un esame che viene fatto grazie a una luce indirizzata all’occhio del neonato tramite l’oftalmoscopio. Un recente studio - promosso e finanziato dall’Associazione Cataratta Congenita (parte dell’Alleanza Malattie Rare), in collaborazione con l'Università di Pavia, l'Ospedale Niguarda di Milano e la Fondazione Mondino di Pavia – ha evidenziato come il sequenziamento dell’esoma possa essere un test genetico di primo livello efficace nella diagnosi di questo disturbo. Ne abbiamo parlato con il dott. Edoardo Errichiello, Ricercatore Genetica Medica Università di Pavia e Responsabile Genetica Molecolare Fondazione "Mondino" di Pavia, che ha guidato la ricerca.

LA CATARATTA CONGENITA

La cataratta congenita (CC) è una patologia oculare che colpisce il cristallino, rendendolo opaco e riducendo la visione, fino a diventare la principale causa di cecità in età infantile. Il difetto del cristallino può essere singolo o multiplo, di dimensioni molto diverse e può colpire un solo occhio o entrambi. Con una prevalenza globale di 4,24 su 10.000 e significative variazioni etniche, nella maggior parte dei casi la CC si manifesta isolatamente, mentre più raramente con altre caratteristiche oculari (ad esempio, microcornea, coloboma, difetti del segmento anteriore, microftalmia, aniridia e difetti retinici) o sistemiche. La maggior parte dei casi di CC è idiopatica, cioè non ha causa nota, e colpisce tendenzialmente un solo occhio; mentre le forme ereditarie rappresentano circa un quarto dei casi e spesso si presentano bilateralmente.

Nel caso di una diagnosi precoce, si procede con l’asportazione del cristallino opacizzato entro i tre mesi di vita, seguito da un periodo in cui vengono utilizzati particolari lenti a contatto o occhiali da vista. In crescita, ci può essere un secondo intervento per l’impianto di un cristallino artificiale.

GENETICA, ANALISI E DIAGNOSI

La cataratta congenita ereditaria è causata da alterazioni in più di 100 geni, che seguono per lo più un modello di ereditarietà autosomica dominante e che spesso codificano per proteine del cristallino. L'eterogeneità clinica e genetica, la sovrapposizione dei fenotipi e la pleiotropia genica [un unico gene determina effetti fenotipici multipli anche non immediatamente correlati tra loro, N.d.R.] rendono la diagnosi molecolare della malattia spesso impegnativa.

La pratica attuale dei test genetici diagnostici prevede l'uso di pannelli di Next Generation Sequencing (NGS), che consentono lo screening molecolare di un numero variabile di geni associati alla CC - generalmente da poche decine a un centinaio - con una resa variabile. “L'analisi dell'esoma (exome sequencing, ES) è una tecnica di sequenziamento di nuova generazione (NGS) che consente di analizzare a livello molecolare la porzione codificante del genoma umano – circa 20.000 geni - alla ricerca di varianti causative di patologia”, spiega il dott. Edoardo Errichiello. “Ad oggi, la diagnosi genetica della cataratta congenita è ancora prevalentemente imperniata sull'impiego dei cosiddetti pannelli genici, che consentono la ricerca di varianti genetiche in alcune centinaia di geni. Come dimostra il nostro studio, l'analisi dell'esoma consente una maggiore resa diagnostica, soprattutto nel caso di forme sindromiche di cataratta congenita”. Questo approccio permette di sequenziare i geni di una persona e, una volta ottenuto il “codice” scritto, confrontarlo con una sequenza di riferimento priva di alterazioni genetiche. In questo modo potrà essere identificata la mutazione (o le mutazioni) che hanno causato la malattia. Gli studi che utilizzano il sequenziamento dell’esoma potrebbero essere utili per le analisi di coorti più ampie di pazienti per catalogare varianti genetiche specifiche, incluse quelle della cataratta congenita.

LO STUDIO

“Questo studio ha indagato, mediante l’analisi dell'esoma, una coorte di pazienti italiani con cataratta congenita, attualmente la più vasta analizzata. Inoltre, è stato possibile far luce su nuove correlazioni genotipo-fenotipo e meccanismi patogenetici. Il lavoro sottolinea anche l'importanza delle associazioni di pazienti - in questo caso l’Associazione Cataratta Congenita - nella ricerca scientifica”, racconta il dott. Errichiello.

Nello studio italiano sono stati reclutati 51 pazienti (e 16 parenti) affetti da cataratta congenita sporadica o familiare (sia nelle forme unilaterali che bilaterali) in tre centri di riferimento italiani per le malattie oculari e la disabilità visiva (ASST Niguarda-Milano, IRCCS Fondazione Mondino-Pavia, ASST Spedali Civili-Brescia) tra il 2020 e la metà del 2022. Tutti i partecipanti sono stati valutati da un team multidisciplinare composto da oculisti pediatrici, ortottisti, genetisti clinici e neuropsichiatri infantili. Le informazioni cliniche raccolte comprendevano l'età della diagnosi, l'anamnesi familiare, i reperti oculari (comprese le caratteristiche della cataratta e altre anomalie oculari/visive) e le comorbidità sistemiche. Sono stati esclusi i soggetti con eziologia non genetica nota o sospetta, ad esempio infezioni, traumi, esposizione prenatale a teratogeni oculari.

I pazienti reclutati comprendevano sia fenotipi non sindromici (75%) che sindromici (25%), con caratteristiche oculari/visive extra-cataratta presenti in entrambi i gruppi (48% e 76%, rispettivamente). Una variante diagnostica (patogena o probabilmente patogena) è stata identificata in 19 famiglie su 51 (37% circa). In altre 14 è stata identificata una variante candidata e 18 famiglie, che manifestavano principalmente CC non sindromica (83%), sono rimaste irrisolte. “Nelle forme monolaterali è possibile che le cause genetiche siano più ‘sfumate’, sebbene certamente presenti, come dimostra la ricorrenza osservata in alcune delle nostre famiglie”, spiega il ricercatore. “Nel nostro laboratorio è in corso da oltre un anno uno studio parallelo che impiega una tecnica NGS ancor più sofisticata dell'analisi dell’esoma, ovvero quella del genoma, che consente di analizzare non soltanto la porzione codificante del nostro genoma ma anche quella che non lo è, ma che ha funzione prevalentemente regolatoria. Il nostro attuale focus di ricerca, infatti, riguarda proprio l'approfondimento delle cause genetiche alla base delle forme unilaterali di cataratta congenita”.

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