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Rivista Italiana di Genetica e Immunologia Pediatrica - Italian Journal of Genetic and Pediatric ImmunologyAnno IV numero 2 - aprile 2012 | direttore scientifico: Carmelo Salpietro - direttore responsabile: Giuseppe Micali

Fibrosi cistica: nuove acquisizioniCarla Cimino, Maria Elena Cocuzza, Novella Rotolo, Salvatore Leonardi, Mario La RosaDipartimento di Pediatria, UO Broncopneumologia, Allergologia e Fibrosi Cistica - Università di Catania

IntroduzioneDefinizioneLa fibrosi cistica (FC) è una malattia ereditaria a trasmissione autosomica recessiva,multisistemica, ad espressività clinica variabile, caratterizzata essenzialmente dabroncopneumopatia cronica evolutiva, insufficienza pancreatica, sterilità e alteconcentrazioni di ioni cloro nel sudore. Il difetto di base della patologia è rappresentatoda un anomalo trasporto di ioni a livello della membrana delle cellule epiteliali cherivestono il lume delle ghiandole esocrine, con conseguente produzione di muco denso evischioso.EpidemiologiaLa fibrosi cistica (FC) è la più comune malattia ereditaria letale della razza caucasica, lasua frequenza è stimata a un soggetto ogni 2.500 nati vivi (1).L’incidenza della patologia varia sostanzialmente tra le diverse etnie. Negli USA laprevalenza alla nascita è 1:2500 – 1:3500 tra i bianchi non ispanici, 1:4000 – 1:10000 tragli ispanici, 1:15000 – 1:20000 tra i neri non ispanici, anche se per questi ultimi duegruppi, recentemente, viene segnalata una frequenza più alta (2, 3, 4).Secondo i dati raccolti dal Registro Italiano FC, in Italia la prevalenza media dellamalattia alla nascita, tenendo conto di tutti i dati raccolti dal 1988 al 2004, è di 1:4079nati vivi (minimo 1:4762 nel 1988; massimo 1:3425 nel 2000), inferiore quindi a quantoriportato in letteratura per la popolazione caucasica. I suddetti dati evidenziano inoltrenotevoli differenze nella prevalenza della patologia tra le varie Regioni italiane. Ciò puòessere imputato a diversi fattori, tra cui: diversa incidenza delle certificazioni di malattiaalla nascita e in età adulta, diverse modalità di diagnosi, diverse modalità di cura,diversa frequenza di cittadini extraeuropei, diversa frequenza di interruzioni volontarie digravidanza, ecc. (5).In Italia l’incidenza dei soggetti eterozigoti per la patologia si attesta su 1/30 (6).Gene e proteina CFTRIl gene responsabile della FC, è stato identificato per la prima volta nel 1985 eindividuato successivamente sul braccio lungo del cromosoma 7 nel 1989 (7). Esso siestende per 250 kb e contiene 27 esoni che codificano per una proteina denominataCFTR (Cystic Fibrosis Transmembrane Regulator).La proteina CFTR è una proteina canale, contenente 1480 residui amminoacidici,espressa sulla membrana apicale delle cellule epiteliali dell’apparato respiratorio,gastrointestinale, genitourinario e delle ghiandole sudoripare. Appartiene alla famiglia deitrasportatori con cassette che legano l’ATP (ATP binding cassette). Presenta due dominitransmembrana ognuno costituito da 6 α eliche, connesse a un dominio citoplasmatico, ilnucleotide binding domain (NBD), atto a legare l’ATP. Il dominio centrale, detto dominioR, svolge funzione regolatoria e include siti di fosforilazione multipli da parte di differentichinasi, fra cui la proteina chinasi AMP-ciclico dipendente (PKA) e la proteina chinasi C(PKC). La struttura della proteina CFTR è illustrata in Figura 1.Normalmente la proteina regola il passaggio di ioni cloro attraverso la membranacellulare delle cellule epiteliali e interviene anche nella regolazione di altri canali ionici,inibendo l’attività del canale per il sodio EnaC (Endothelial Natrium Channel) e attivandoun altro canale al cloro detto ORCC (Outwardly Rectified Chloride Channels) (8). Laproteina è anche coinvolta nel metabolismo cellulare e cioè nel processamento diglicoproteine, nella regolazione del pH degli organelli intracellulari e sembra essereimplicata nell’esagerata e persistente risposta infiammatoria dell’ospite (9).La perdita di funzione della proteina determina gravi alterazioni idroelettriche,conducendo ad una disidratazione relativa delle secrezioni mucose dei pazienti FC (10).

Fig 1. La struttura della proteina CFTR (56)Mutazioni del gene CFTRAttualmente sono state identificate 1894 mutazioni del gene CFTR (11). La prima

mutazione descritta e la più frequente è la δF508, determinata dalla delezione dellafenilalanina in posizione 508. Essa è riscontrabile nel 70% dei pazienti FC (8).Tra le popolazioni del Nord Europa si riscontra una ridotta varietà delle mutazioni CFTR,con una predominanza assoluta della δF508, a differenza di quello che si verifica nellealtre Regioni Europee dove si evidenzia la presenza, con diversa frequenza, di moltealtre mutazioni (12).Anche in Italia si è verificata una notevole variabilità genetica, ciò è dimostrato dairisultati dell’analisi molecolare disponibile per l’82% dei pazienti: la mutazione δF508interessa solo il 49% di tutti i cromosomi FC e il restante è caratterizzato da numerosealtre mutazioni, con differenze sensibili in relazione alla Regione di origine (13).Le mutazioni CFTR possono essere di vario tipo: missense (sostituzione di una base delDNA che da origine ad un codone codificante per un diverso aminoacido), non sense(sostituzione di una base di DNA che introduce un codone di stop), frameshift (delezionio inserzioni di un numero di bp non multiplo di 3, che altera la lettura dei codoni) emutazioni che alterano lo splicing (14).In base al tipo di mutazione, il gene CFTR produce diversi effetti sull'espressione e sullafunzionalità della proteina.Sono state identificate sei classi di mutazioni (15, 16):Classe I (difetto di produzione): si tratta di mutazioni che causano l'interruzioneprematura della trascrizione. La proteina è assente.Classe II (difetto di maturazione): le proteine mutate non raggiungono come proteinemature la membrana cellulare. Esse vengono degradate nell'apparato del Golgi.Classe III (difetto di regolazione): le proteine mutate sono normalmente espresse sullamembrana cellulare, ma non possono essere attivate;Classe IV (difetto di trasporto): le proteine mutate sono normalmente espresse sullemembrana cellulare e attive ma sono presenti alterazioni nella conduttanza agli ionicloro;Classe V (rallentata sintesi): si verifica la sintesi di proteine normali ma in quantitànotevolmente ridotte;Classe VI (degradazione precoce): le proteine sono normalmente espresse e attive, mavanno incontro a degradazione precoce. La δF508, mutazione più frequente, appartiene alla II classe.I meccanismi patogenetici attraverso cui le mutazioni FC compromettono le espressionidella proteina CFTR a livello della membrana cellulare sono mostrate in Figura 2.

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Fig 2. Classificazione delle mutazioni CFTR (78)E’ stata dimostrata una forte correlazione tra il genotipo CFTR e la funzionalitàpancreatica. Le mutazioni che appartengono alla I, II e III classe (definite anche“mutazioni severe”) sono presenti in pazienti con insufficienza pancreatica. Le mutazionidi classe IV, V e VI (“mutazioni mild”) sono presenti invece in pazienti con sufficienzapancreatica (17). Inoltre se una mutazione di classe I-III è associata a un’altra mutazioneappartenente alle prime tre classi, il paziente presenterà insufficienza pancreatica; lasola presenza di una mutazione appartenente alla classe IV-VI determina sufficienzapancreatica (18).Patogenesi della FCPatogenesi della broncopneumopatia della FCSebbene alla nascita non siano osservabili alterazioni strutturali a carico dell’apparatorespiratorio, la compromissione della clearence mucociliare, la precoce colonizzazionedelle vie aeree da parte di agenti patogeni e la risposta infiammatoria eccessiva sono giàosservabili sin dalla prima infanzia.In condizioni normali, il muco prodotto dalle cellule caliciformi non è a contatto direttocon le ciglia, ma è fatto scorrere sul liquido periciliare. Clunes e coll hanno dimostratoche il liquido periciliare nella FC è povero di acqua e che quindi si presenta inconcentrazioni ridotte (19). Ciò determina alterazioni della clearence mucociliare conristagno delle secrezioni e creazione di un microambiente favorevole alla colonizzazioneda parte di agenti patogeni. Si svilupperanno pertanto infezioni respiratorie cronicheinizialmente sostenute dallo Stafilococcus Aureus e quindi da Pseudomonas aeruginosa o Burkholderia cepacia (20).Le infezioni croniche e l’infiammazione conseguente determinano nel tempo unaprogressiva distruzione del parenchima polmonare che porterà il pazienteinevitabilmente all’evoluzione in insufficienza respiratoria cronica, che è causa di mortein circa il 90% dei pazienti FC (21).Nonostante il ruolo chiave delle infezioni nello stabilire un processo infiammatoriocronico, è generalmente ritenuto che i tessuti dei pazienti FC presentino unapredisposizione intrinseca ad innescare un’esagerata risposta infiammatoria (22, 23).Nei fluidi delle vie aeree dei soggetti malati si riscontra infatti un elevato numero dineutrofili, di citochine proinfiammatorie quali TNF-α, IL-8, IL-6 e leucotriene B4 e ridottilivelli di IL-10 (24, 25).I batteri stimolano le cellule epiteliali a produrre IL-6 e IL-8, quest’ultima favorisce lamigrazione di neutrofili nel sito dell’infiammazione. I neutrofili e i macrofagi attivatirilasciano sostanze ossidanti e proteasi che contribuiscono al danno strutturale delle vieaeree, stimolano la secrezione di mucina e di citochine da parte dell’epitelio,completando così il circolo vizioso dell’infiammazione polmonare FC. La ridottaespressione di IL-10, documentata nei pazienti, riduce le capacità antinfiammatoriedell’ospite, sbilanciando il processo verso un’infiammazione cronica.Il primo patogeno che in genere è isolato nel muco dei bambini con FC è loStaphylococcus aureus (SA). L’intensa risposta infiammatoria provocata da essodistrugge parte del tessuto polmonare e pone le basi per la successiva colonizzazioneda parte di Pseudomonas aeruginosa (PA), presente nel 70-80% dei bambini che hannopiù di tre anni, prima con ceppi non mucoidi, poi con ceppi mucoidi (26). L’infezione daPA incide sul decorso clinico e sulla prognosi dei pazienti FC, essendo il batterio difficileda eradicare, a causa delle molteplici resistenze che mostra nei confronti di molte classidi antibiotici.Nel corso degli anni, probabilmente come conseguenza dell'aumento della durata media

di vita, ma certamente anche a causa della massiva esposizione a terapie antibioticheripetute, si è assistito alla comparsa sempre più frequente di patogeni emergentiopportunisti; tra i vari microrganismi, un particolare incremento degli isolamenti è statosegnalato per alcuni batteri specifici quali la Burkholderia cepacia, lo Stenotrophomonasmaltophilia, l'Achromobacter xylosoxidans e il gruppo dei Micobatteri non-tubercolari (27,28).Patogenesi delle alterazioni gastrointestinaliCoinvolgimento del pancreas esocrino ed endocrinoCirca il 92% dei pazienti FC presenta insufficienza pancreatica (29). Più fattoricontribuiscono a questo, ma il deficit di enzimi pancreatici rappresenta la causa piùcomune (30, 31).Le mutazioni responsabili di FC che determinano una funzionalità residua della proteinaCFTR<2% si accompagnano tipicamente a insufficienza pancreatica (32). La gravità delquadro clinico correla fortemente con il genotipo CFTR (18).Nel pancreas esocrino umano la proteina CFTR, espressa sulla membrana apicale dellecellule duttali, regola la secrezione di ioni bicarbonato all’interno dei dotti pancreatici. Lariduzione o la perdita della funzione della proteina determina quindi una mancatasecrezione di ioni cloro, bicarbonato e acqua, e una eccessiva secrezione di ioni sodio.A causa della conseguente disidratazione, le secrezioni pancreatiche s’ispessiscono eostruiscono il dotto pancreatico. Inoltre gli enzimi contenuti nelle secrezioni pancreatichesi attivano prematuramente, a causa della bassa concentrazione di ioni bicarbonato,degradando così i tessuti circostanti (33, 34, 35).L’insufficienza pancreatica nella FC se non trattata causa riduzione del riassorbimentointestinale dei grassi e delle proteine che sono introdotte con la dieta (36). Comeconseguenza i bambini FC con insufficienza pancreatica manifestano scarsoaccrescimento, carenza di vitamine liposolubili e di acidi grassi essenziali.Evidenze scientifiche suggeriscono inoltre che un ridotto apporto nutrizionale causacompromissione della funzionalità respiratoria e riduzione dell’aspettativa di vita deipazienti FC (37).Anche il pancreas endocrino è coinvolto nella malattia. L’aumento dell’aspettativa di vitadei pazienti ha reso possibile la comparsa delle complicanze tardive della patologia e,tra queste, il diabete mellito ha acquisito un evidente rilievo clinico ed epidemiologiconella nuova popolazione di adolescenti e giovani adulti FC.La prevalenza del diabete mellito in corso di fibrosi cistica (valutata mediante OGTT-Oral Glucose Tolerance Test) aumenta con l’età del paziente (38):• 9% tra i 5 e i 9 anni;• 26% tra i 10 e i 19 anni;• 35% tra i 20 e i 30 anni;• 43% dopo i 30 anni.Il deficit di secrezione d’insulina da parte delle cellule beta pancreatiche è considerato ilfattore prevalente nella eziopatogenesi del diabete in paziente FC. Mohan e collaboratorihanno dimostrato analizzando le curve da carico di glucosio (OGTT) effettuate in 60pazienti, che il diabete in corso di FC è causato da un difetto quantitativo dellaproduzione di insulina. Nei pazienti indagati, in cui era accertata l’assenza diriacutizzazioni polmonari nelle ultime sei settimane, non era invece evidenziabile unariduzione della sensibilità periferica all’insulina (39).Il ruolo sostenuto dalla resistenza all’insulina è stato ulteriormente esaminato da unostudio effettuato da Bismuth e coll. In 237 pazienti FC è stato valutato l’andamento dellatolleranza glucidica sulla base di OGTT ripetute nel tempo. I parametri indagati, calcolatisui valori di glucosio e insulina dopo stimolo, hanno dimostrato che un lieve gradod’insulino-resistenza è presente in associazione con una condizione di aumentato statoinfiammatorio del paziente. L’insulino-resistenza ha comunque un ruolo marginalerispetto al deficit di produzione insulinico proprio della malattia (40).Il diabete in corso di fibrosi cistica determina un peggioramento della prognosi delpaziente. A tal proposito Chamnan e coll. hanno dimostrato un aumentato tasso dimortalità nei pazienti FC diabetici rispetto a quelli non diabetici (4, 2 vs 1, 5) (41).Coinvolgimento intestinaleL’ileo da meconio, la Sindrome da Ostruzione dell’Intestino Distale e la Stipsi sonoconseguenze dell’incremento della viscosità del muco e del prolungato tempo di transitointestinale (42). L’ileo da meconio è un segno tipico di FC. Si verifica dal 13 al 17 % deipazienti FC, in epoca neonatale (43). La patogenesi è legata al deficit enzimaticopancreatico concomitante a una situazione di disidratazione e/o riduzione del PH nellume intestinale con precipitazione delle proteine.Patogenesi delle alterazioni a carico dell’apparato riproduttivoNelle donne FC il muco cervicale appare più denso rispetto alla norma. Questo però noncompromette la fertilità delle pazienti. Molte di esse saranno in grado di concepire eportare avanti una gravidanza, compatibilmente al loro stato nutrizionale e di salute (44).Per quanto riguarda invece il sesso maschile, più del 95% dei pazienti FC sono sterili acausa di azoospermia dovuta ad assenza, atrofia o fibrosi dei dotti deferenziali.L’agenesia bilaterale congenita dei dotti deferenti può essere in alcuni casi l’unicaespressione clinica della patologia (45).Quadri cliniciLa FC è una patologia eterogenea con espressività clinica variabile, sia per quantoriguarda gli organi interessati e l’intensità del loro coinvolgimento, che per il tempod’insorgenza dei sintomi. La maggior parte dei pazienti presentano le classichemanifestazioni della patologia ad esordio precoce, con prognosi sfavorevole (formaclassica o tipica). In alcuni soggetti le manifestazioni cliniche sono invece meno gravi inetà pediatrica, tali da non evocare il sospetto diagnostico, ed essere diagnosticatetardivamente (forma non classica o atipica) (46).La forma clinica classica è caratterizzata da (47):1. Broncopneumopatia cronica ostruttiva2. Sinusite cronica3. Insufficienza pancreatica4. Azoospermia5. Alterata concentrazione di elettroliti nel sudore.Nelle forme classiche la malattia è facilmente diagnosticabile attraverso:

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• test di laboratorio (test del sudore con dosaggio del Cl>60 mEq/l e ricerca dellemutazione del gene CFTR)• valutazione clinica (evidenza di maldigestione e segni e sintomi di malattia polmonarecronica ).I pazienti affetti da una forma atipica di FC invece presentano generalmente sufficienzapancreatica. I sintomi possono iniziare in età pediatrica ma la malattia diventaclinicamente evidente soltanto dopo i 10 anni di età.La malattia nella sua forma atipica può presentare (48):1. Broncopneumopatia cronica ad inizio tardivo e a decorso lieve2. Sinusite cronica3. Poliposi nasale recidivante4. Pancreatite cronica o ricorrente idiopatica5. Azoospermia6. Concentrazioni di elettroliti nel sudore borderline o normali.

Figura 3. Segni e sintomi della forma classica, mostrati sulla sinistra della figura, e nonclassica, mostrati sulla destra della ficura, della fibrosi cistica (47)

Tabella 1. Segni e sintomi caratteristici della FC, classificati in base all’età di insorgenzaLa diagnosi della forma classica di FC spesso non pone particolari problemi. Sintomiquali insufficienza pancreatica e manifestazioni respiratorie, sono presenti in oltre l’80%dei pazienti e il sospetto diagnostico viene confermato con il test del sudore esuccessivamante con la ricerca delle mutazioni del gene CFTR. In molti Paesiindustrializzati l’effettuazione dello screening neonatale permette di identificare lapatologia prima dell’insorgenza dei sintomi.Diagnosi (algoritmi)Le indicazioni a procedere con i test diagnostici FC sono:- manifestazioni cliniche suggestive di FC- screening neonatale positivo- la familiarità per FCManifestazioni cliniche. Le manifestazioni cliniche suggestive di FC (descritte nelparagrafo ”Quadri clinici”) sono numerose in quanto la patologia, come già detto sopra, èestremamente eterogenea. Nei pazienti che esprimono le manifestazioni cliniche tipichedella patologia l’esecuzione dei test diagnostici è necessaria solo per confermare ladiagnosi. Nei pazienti che invece presentano la malattia nella sua forma atipica, i testdiagnostici sono necessari per supportare o escludere la malattia (46).Screening neonatale. In molti Paesi industrializzati viene attuato lo screening neonataleper la FC. Questo è eseguito mediante un test radioimmunologico per il dosaggio dellatripsina immunoreattiva (IRT) su sangue prelevato in quarta-quinta giornata di vita,adsorbito su carta da filtro e disidratato (Guthrie card). Il razionale per l’impiego di taletest deriva dal riscontro di valori elevati di questo enzima nel sangue dei neonati FC,probabilmente da attribuire al reflusso della tripsina verso il circolo ematico perun’ostruzione dei dotti pancreatici. Valori elevati di IRT si possono comunque riscontrareanche in soggetti non FC. Per superare il problema della ridotta specificità del test neiprimi giorni di vita, un secondo prelievo di sangue a 20-30 giorni di vita verrà eseguitonei soggetti risultati positivi al primo test per confermare la condizione di ipertripsinemia.Nei soggetti non FC infatti l’IRT tende a normalizzarsi, mentre nei soggetti FC taleparametro tende a permanere elevato nel tempo.

Una recente indagine compiuta in Europa da parte dell’ECFS CF Neonatal ScreeningWorking Group ha rilevato che la mediana del cut-off per il 1° IRT è di 70ng/ml (range:60-70), mentre la mediana del 2° IRT è di 50 ng/ml (range: 40-56) (49).Nel tempo sono stati introdotti e utilizzati diversi protocolli di screening che tuttoravariano tra i diversi stati e regioni. Fra i più utilizzati troviamo i seguenti protocolli (50):• IRT/IRT: il risultato dello screening è positivo quando la seconda valutazione dell’IRTsupera il cut-off;• IRT/DNA (δF508);• IRT/DNA (mutazioni multiple);• IRT/DNA/IRT.Familiarità. E’ fortemente consigliato che i fratelli di pazienti FC siano indagati per lapatologia mediante test del sudore. A causa della eterogeneità sintomatologica che èpossibile osservare anche all’interno della stessa famiglia, la mancanza di sintomi nonpermette di escludere infatti la diagnosi di FC nei fratelli di pazienti affetti (46). Test diagnosticiTest del sudore. Il gold standard per la diagnosi di FC è rappresentato dal test delsudore (50). Nel 1953 Di Sant’Agnese e coll scoprirono che la composizione del sudorenella FC è eccessivamente ricca di cloruro di sodio (51). Successivamente Quintondefinì attraverso studi condotti sulle ghiandole sudoripare che l’epitelio dei dotti èimpermeabile al cloro, caratterizzando così il difetto di base che determina la formazionedi una secrezione ricca in NaCl (52). Questa scoperta stabilì le basi molecalari del testdiagnostico.Il metodo tuttora utilizzato è quello messo a punto da Gibson e Cooke nel 1959mediante la quantificazione della concentrazione di cloro nel sudore per iontoforesipilocarpinica.Per l’interpretazione dei risultati del test, vengono utilizzati range di riferimento, nellediverse fasce di età.

Tabella 2a. Intervalli di riferimento analitici per il test del sudore fino ai 6 mesi dei vita

Tabella 2b. Intervalli di riferimento analitici per il test del sudore dopo i 6 mesi di vitaSecondo le Raccomandazioni italiane per il test del sudore, deve essere raccolta unaquantità di sudore non inferiore ai 75 mg e non superiore ai 500 mg. Nel caso in cuiquesti valori non vengano rispettati è necessario ripetere il test in un altro momento. Unsingolo risultato di laboratorio inoltre non è sufficiente a confermare o a escludere ladiagnosi di FC.Potenziali nasali. Nei rari casi in cui la diagnosi rimane dubbia è possibile usufruire dialtri test diagnostici tra cui la misurazione dei potenziali nasali (NPD) (1). Il test è statomesso a punto all’inizio degli anni Ottanta (53).E’ stata evidenziata, da studi effettuati in vitro, una correlazione diretta tra flussotransepiteliale di ioni ed eventi bioelettrici.La differenza di potenziale generata dall’epitelio respiratorio riflette il trasporto attivo e laconcentrazione epiteliale degli ioni permettendo l’individuazione delle anomaliecaratteristiche della FC. Il test non è però attualmente completamente standardizzato, lasua diffusione è ancora ridotta e il suo utilizzo riservato a pochi centri specializzati.Analisi geneticaL’analisi genetica si effettua come secondo o terzo step, quando il test del sudore non èrisolutivo.Esistono vari livelli di analisi genetica, con diversi tempi di esecuzione, tecnologie ecosti.Analisi di I livello: kit commerciale o preparato in laboratorio che include l’analisi dellemutazioni più frequenti nella regione di riferimento del laboratorio. Le tecniche piùutilizzate sono: Reverse Dot Blot, Amplification Refractory Mutation Systems,Oligonucleotide Specific Allele e Oligonucleotide Ligation Assay.Analisi di II livello: scanning di tutti gli esoni e delle regioni limitrofe, riconoscimento divariazioni di sequenza, sequenziamento della specifica regione del gene.Le tecniche più utilizzate sono: Denaturing Gradient Gel Electrophoresis e DenaturingHigh Performance Liquid Cromatography. I test di II livello hanno una maggioresensibilità ma portano a risultati di più difficile interpretazione in quanto possonoindividuare sia mutazioni che portano alla malattia sia varianti che non sono patologiche.Analisi di III livello: ricerca di delezioni e/o di inserzioni; si tratta di indagini moltospecialistiche ancora poco utilizzate. Si fa ricorso in questo caso alla QuantitativeMultiplex Polymerase Chain Reactions of Short Fluorescent Fragments. La conclusione diagnostica può richiedere anche diversi mesi e determina un impegnoemotivo importante per i familiari del paziente che in questo periodo di tempo aspettanouna diagnosi il cui significato rimane pur sempre grave (54).TrattamentoLa FC è considerata come “la più frequente malattia letale della razza caucasica” (55).La mediana di sopravvivenza nei pazienti FC è però aumentata, da pochi anni nel 1939a più di 37 anni attualmente. Questo importante successo è dovuto a diversi fattori tra

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cui l’uso di nuove strategie terapeutiche (56).Gli obiettivi della terapia in FC sono:• Contrastare l’evoluzione della broncopneumopatia. A tale fine le strategie utilizzatesono::o Fluidificazione e rimozione dei secreti bronchiali;o Terapia antibiotica atta a controllare le infezioni polmonari e ad eradicare il germeresponsabile;o Trapianto polmonare.• Correzione dello stato nutrizionale mediante supplementazione con enzimi pancreaticie integrazione calorica;Esistono inoltre nuove strategie terapeutiche atte a correggere il difetto di base dellapatologia.Strategie terapeutiche atte a contrastare l’evoluzione della broncopneumopatiaTipicamente le alterazioni polmonari osservate nei pazienti FC sono tutte il risultato di uncircolo vizioso caratterizzato da ritenzione di muco, infezione, infiammazione e dannotissutale. Esiste una terapia specifica per ognuna di queste fasi.• Terapia per il miglioramento della clearence mucociliare. Esiste un consenso generalenell’affermare che le tecniche che migliorano i meccanismi di clearence mucociliarediano grandi benefici al paziente (57). Queste tecniche hanno come obiettivo quello di“staccare” il muco adeso alle pareti delle vie aeree e favorirne la clearence dalle bassevie aeree.La tecnica tradizionale basata su drenaggio posturale e sulle percussioni è stata messain discussione dagli effetti negativi sui livelli di ossigenazione (58), dalla possibilità dideterminare un’aumentata incidenza di reflusso gastroesofageo nei bambini FC (59), dalpeggioramento del quadro radiologico e dalla compromissione della funzionalitàrespiratoria a lungo termine (60).

Tabelle 3. Le tecniche fisioterapiche nella FC (64)Le revisioni sistemiche più importanti non hanno rilevato la superiorità di una tecnica suun’altra ma una tendenza da parte del paziente di preferire le tecniche più facilmenteautogestibili (61). Sembrerebbe quindi giustificato affermare che, soprattutto nellesituazioni croniche, si devono privilegiare, quando possibile, tecniche e strumenti chefavoriscono l’autonomia e l’autogestione e che non siano aggressive (62).Altre terapie hanno come scopo quello di determinare una maggiore idratazione delmuco. Dornase alfa è una DNAsi ricombinante che agisce come mucolitico degradandoil DNA rilasciato dai neutrofili nel muco. Grazie a questo farmaco è possibile osservareun miglioramento della funzionalità respiratoria nei pazienti con FC e la qualità del FEV1(63).La soluzione ipertonica salina al 7% è usata come agente osmotico che contrasta ladisidratazione del liquido periciliare causata nella FC dall’eccessivo assorbimento di ionisodio. Se utilizzata due volte al giorno determina un aumento del FEV1 e riduce lafrequenza di esacerbazioni polmonari del 56% rispetto alla norma (64).• Terapia antinfiammatoria. La terapia antinfiammatoria in FC è usata per combatterel’eccessiva risposta infiammatoria caratteristica della patologia (65). I farmaci utilizzatisono essenzialmente l’ibuprofene, i FANS e il prednsisone (66, 67). Pur essendosidimostrato molto utile nel ridurre il processo flogistico che interessa l’albero respiratoriodei pazienti FC, l’utilizzo del prednisone a lungo termine è limitato soprattutto in etàpediatrica in quanto causa scarso accrescimento del paziente (68).Attualmente è stato dimostrato che l’impiego dell’azitromicina come farmaco conproprietà antinfiammatorie determina un miglioramento delle funzionalità respiratoria neipazienti di età superiore ai 6 anni che presentano infezione cronica da PA (69).• Antibioticoterapia. Il riconoscimento precoce delle infezioni respiratorie nei pazienti FCe il trattamento di queste con antibiotici è considerato uno dei fattori che ha garantito ilmiglioramento della prognosi dei pazienti.Per i pazienti con colonizzazione da PA la strategia che si è delineata nei confronti delgerme è piuttosto chiara: al primo isolamento del germe trattamento con terapiaantibiotica eradicante per via aerosolica, nel caso di colonizzazione cronica da parte delgerme antibiotici per via inalatoria (tobramicina, colistina) e trattamento con antibioticiper via endovenosa in corso di esacerbazione (70). In tutti i pazienti FC comunque,indipendentemente dal tipo di germe patogeno, in caso di esacerbazioni polmonari acuteè suggerito il trattamento per via endovenosa, con antibioticoterapia mirata dopoantibiogramma eseguito su escreato (71).Più problematica è la decisione riguardo al trattamento del primo isolamento di SA,oppure nel caso colonizzazione cronica del germe nelle vie aeree con paziente in pienobenessere. Come per altri patogeni, la possibilità di eradicare SA dalle vie aeree inpazienti FC potrebbe teoricamente portare un beneficio ai pazienti e ridurre la possibilitàdi diffusione del germe, ma mancano studi clinici al riguardo. La Cystic FibrosisFoundation sconsiglia comunque l’uso profilattico di antibiotici contro lo SA (72).• Trapianto polmonare. L’insufficienza respiratoria grave ossigeno-dipendente èl’evoluzione naturale della broncopneumopatia cronica della FC. In questi pazienti iltrapianto polmonare rappresenta l’unica prospettiva terapeutica proponibile.

La FC rappresenta, in tutti i paesi del mondo, una delle indicazioni più comuni altrapianto bipolmonare. In un percorso di cura che richiede terapie impegnative e nonrisolutive, l’avvio di programmi di trapianto polmonare dà un’importante speranza aipazienti e alle famiglie.Secondo i dati del registro della Società Internazionale per il Trapianto di Cuore e diPolmone (ISHLT), per la FC la sopravvivenza dopo trapianto a 1 mese, 1 anno, 3 anni, 5anni e 10 anni è rispettivamente del 92.4%, 80.6%, 65.2%, 53.8% e 32.1% (73). Anche idati del Registro Italiano di Trapianto Polmonare dell’AIPO, recentemente pubblicati,confermano nell’esperienza dei centri di trapianto italiani una miglior sopravvivenza deipazienti sottoposti a trapianto per fibrosi cistica rispetto ad altre patologie, con risultati a10 anni dal trapianto lievemente superiori a quelli del Registro Internazionale (39%) (74).L’intervento di trapianto polmonare resta comunque un intervento lungo e complessoche non tutti i pazienti sono in grado di affrontare a causa delle loro già gravi condizionicliniche. Inoltre questi pazienti sono particolarmente suscettibili ad andare incontro ainfezioni respiratorie nel post-operatorio.Correzione dello stato nutrizionaleLa terapia sostitutiva con estratti pancreatici è in grado di aumentare il livello diassorbimento intestinale di grassi dell’85% e pertanto migliora la prognosi dei pazientiFC (75).L’obiettivo della terapia è quello di sostituire l’amilasi, la lipasi e la proteasi che ilpancreas non è in grado di produrre adeguatamente permettendo così un correttoriassorbimento dei nutrienti introdotti con la dieta (55).I soggetti affetti da FC presentano inoltre spesso deficit di acidi grassi essenzialicaratterizzato da bassi livelli plasmatici di acido linoleico (LA) e acido docosaesaenoico(DHA) e deficit vitaminici. Il trattamento dietetico deve quindi garantire un livellosufficiente di acidi grassi essenziali, acidi grassi polinsaturi a lunga catena e vitamine.A tal fine è essenziale prevedere una supplementazione bilanciata di acidi grassipolinsaturi sia della serie 3 che della serie 6. Secondo il Consensus Europeo è ancheconsigliabile somministrare dosi supplementari di vitamine le cui concentrazioni a livelloematico siano al di sotto dei valori di normalità. Il dosaggio iniziale è quindi quello adattoa normalizzarne i livelli ematici senza il rischio di determinare ipervitaminosi.Nuove strategie terapeuticheTerapia genicaDopo la scoperta della mutazione del gene CFTR, ci fu un entusiasmo generale per lapossibilità dell’utilizzo della terapia genetica (76). Questa consiste nel trasferimento dicopie del gene CFTR normale nelle cellule bersaglio malate. Sono stati analizzati moltipossibili vettori nei diversi trials clinici tra cui l’adenovirus, l’adenovirus associato e iliposomi.I primi studi in vitro e in vivo sembravano abbastanza promettenti, il gene era infattitrasferito con successo nelle vie aeree, ma nella maggior parte dei casi solo per unbreve periodo di tempo (77). Il problema maggiore è che non si conosce la percentualedi funzionalità che il gene CFTR deve recuperare per ottenere un miglioramento dellasituazione clinica del paziente (78). Inoltre la terapia genica richiede somministrazioniripetute e questo crea problemi nell’utilizzo dei vettori virali che, se somministratiripetutamente, stimolano la produzione anticorpale da parte dell’ospite (79).La terapia con adenovirus associato sembrava promettente in una fase precoce disperimentazione. E’ stato infatti inizialmente dimostrato da Moss e coll che iltrasferimento del gene determina un aumento dei valori di FEV1 e dei livelli di IL-8nell’espettorato del paziente (80). Una successiva rivalutazione dello studio, da partedegli stessi autori, non ha mostrato gli stessi risultati (81).Farmacoterapia del difetto di baseAltra prospettiva terapeutica promettente riguarda la correzione farmacologica del difettoCFTR.Come già visto sopra, le mutazioni CFTR sono suddivise in 6 classi a seconda deglieffetti che la mutazione produce sull'espressione e sulla funzionalità della proteina. Ifarmaci che mirano alla correzione del difetto di base sono rivolti ognuno verso unasingola classe di mutazione. Essi quindi non vengono utilizzati in tutti i pazienti ma sonospecifici per i singoli gruppi che presentano la stessa classe di mutazione.Le mutazioni di prima classe sono “mutazioni di stop” che determinano una riduzionedella produzione di mRNA.Le mutazioni G542X e R553X, appartenenti a questa classe, possono essere soppressemediante trattamento con piccole dosi degli amminoglicosidi G418 e gentamicina (82).Tali composti sono stati usati nel trattamento di pazienti FC in alcuni studi pilota (83).Le mutazioni di seconda classe, che comprendono la mutazione δF508, sonocaratterizzate da una degradazione precoce.Dal momento che le proteine CFTR, pur essendo mal ripiegate, mostrano comunqueuna normale conduttanza agli ioni cloro, i composti che sono in grado di ridurre ildegrado e di aumentare il traffico di proteine CFTR alla membrana sono consideratecome una opzione di trattamento potenziale (85).Tra questi farmaci alcuni, chiamati correttori, si sono dimostrati promettenti.Le mutazioni di terza classe sono caratterizzate da una mancata attivazione dellaproteina CFTR, normalmente espressa. Per tale classe di mutazioni sono in fase distudio composti, chiamati potenziatori, che hanno lo scopo di attivare la proteina canale.Tra questi VX770 ha mostrato di essere efficace e di presentare un buon profilo disicurezza ed è attualmente impiegato in trials clinici in pazienti con mutazione G551D(86). I risultati mostrati dal farmaco appaiono promettenti.Il VX770 potrebbe essere utilizzato anche nel trattamento delle mutazioni di classe II,combinato con i farmaci correttori (79).Le mutazioni di quarta classe sono caratterizzate da una proteina CFTR normalmenteespressa sulla membrana plasmatica ma con una ridotta la conduzione ionica. Alcunexantine prolungano lo stato fosforilato del CFTR e di conseguenza aumentano il tempodi apertura del canale.ConclusioniNegli ultimi anni le conoscenze sulla Fibrosi Cistica sono notevolmente migliorate grazieall’individuazione della mutazione genica responsabile della patologia.L’introduzione dei nuovi test diagnostici e i notevoli progressi nella gestione e nel

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trattamento dei pazienti affetti hanno inoltre mutato radicalmente la prognosi e la storianaturale della FC.La mediana di sopravvivenza è infatti aumentata dal 1939 a oggi da pochi anni di vita a37 anni circa, facendo si che gli aspetti prevalenti dell’assistenza al paziente FC sianodiversi da quelli precedenti con un attenzione maggiore ad aspetti quali le complicanzedella patologia, come il diabete mellito, le complicanze dell’uso prolungatodell’antibioticoterapia, l’aggravamento della malattia polmonare e la progettualità deimalati (lavoro, vita indipendente, fertilità e procreazione).Grazie alla ricerca scientifica sembra essere inoltre sempre più vicina la prospettiva dicura definitiva.Le nuove strategie terapeutiche che sono in fase di studio sembrano essere infattimolto promettenti.Bibliografia

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www.geneticapediatrica.it trimestrale di divulgazione scientifica dell'Associazione Pediatrica di Immunologia e GeneticaLegge 7 marzo 2001, n. 62 - Registro della Stampa Tribunale di Messina n. 3/09 - 11 maggio 2009

Direttore scientifico Carmelo Salpietro - Direttore responsabile Giuseppe Micali - Segreteria redazione Basilia Piraino - Piera Vicchio Direzione-Redazione: UOC Genetica e Immunologia Pediatrica - AOU Policlicnico Messina


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