Atrofia Muscolare Spinale

Roche ricerca trattamenti innovativi per l'atrofia muscolare spinale (SMA), una malattia genetica che causa debolezza muscolare progressiva, con l'obiettivo di migliorare la qualità della vita dei pazienti.
La SMA è una malattia neuromuscolare rara, progressiva e debilitante per il paziente1-3

Figura 1. Per ulteriori informazioni, consultare la bibliografia relativa alla fisiopatologia.1-3
La SMA è una malattia autosomica recessiva.4

Figura 1. Per ulteriori informazioni, consultare la bibliografia relativa all'eziopatogenesi.3-7
La SMA è causata da delezioni e/o mutazioni del gene SMN1. Negli individui sani, 2 geni codificano la proteina SMN:

Figura 2. Per ulteriori informazioni, consultare la bibliografia relativa all'eziopatogenesi.2,8,9

Nella SMA:

  • Le mutazioni del gene SMN1 causano un livello insufficiente di proteina SMN.9
  • Il gene SMN2 produce solo livelli bassi di proteina SMN funzionale, insufficienti per compensare completamente le mutazioni/delezioni nel gene SMN.2

 
La SMA è una malattia genetica causata da mutazioni o delezioni nel gene SMN1
  • SMN1 e SMN2 sono due geni quasi identici situati sul cromosoma 5q131,10
  • La sequenza codificante del gene SMN2 differisce da quella del gene SMN1 per un solo nucleotide (840C> T)1
  • Della proteina SMN prodotta dal gene SMN2, solo il ~10% è funzionale, il che non è sufficiente per compensare il gene SMN 1 difettoso nella SMA.1
  • Il gene SMN2 non è necessario negli individui non affetti dalla malattia, poiché SMN1 produce una quantità sufficiente di proteina SMN funzionale.10

Figura 3. Per ulteriori informazioni, consultare la bibliografia relativa all'eziopatogenesi.1,10
La gravità della malattia è principalmente correlata al numero di copie del gene SMN2.1,6,10

Figura 4. Per ulteriori informazioni, consultare la bibliografia relativa all'eziopatogenesi.1,6,10
Sintomi clinici1,2

Figura 1. Per ulteriori informazioni, consultare la bibliografia relativa alla patogenesi.1-3
La degenerazione dei motoneuroni è una caratteristica fondamentale della SMA, ma i meccanismi fisiopatologici sottesi non sono ancora stati identificati con chiarezza.11

 

La proteina SMN è fondamentale per la sopravvivenza dei motoneuroni.11

Tuttavia, non sono chiari i meccanismi precisi attraverso i quali bassi livelli di proteina SMN determinano una degenerazione preferenziale dei motoneuroni inferiori.11
I possibili meccanismi includono:
  1. Lo splicing disfunzionale del pre-mRNA o il trasporto di mRNA selezionati lungo l'assone possono contribuire alla degenerazione dei motoneuroni.11-13
  2. I motoneuroni possono essere più vulnerabili a uno splicing anomalo a causa del maggiore fabbisogno di energia cellulare.11
  3. La disfunzione mitocondriale che porta a una produzione insufficiente di ATP può contribuire al danneggiamento dei motoneuroni.14
  4. L'attivazione cellulare autonoma di p53 può favorire la neurodegenerazione:15

Figura 2. Per ulteriori informazioni, consultare la bibliografia relativa alla patogenesi.11-15
Algoritmo diagnostico della SMA

Figura 3. Per ulteriori informazioni, consultare la bibliografia relativa alla patogenesi.1
Primo passo nella diagnosi della SMA1
  • Test di delezione omozigotica SMN1 mediante PCR real time o MLPA.
  • Sono state eliminate entrambe le copie del gene SMN1?
  • Se il test del gene SMN1 è negativo per la delezione, vengono effettuati ulteriori esami di laboratorio e test elettrofisiologici.
  • Se questi esami suggeriscono una patologia del motoneurone, saranno effettuati ulteriori esami per individuare eventuali mutazioni del gene SMN1.

Figura 4. Per ulteriori informazioni, consultare la bibliografia relativa alla patogenesi.1
Non sempre la causa è la delezione del gene SMN2

Figura 5. Per ulteriori informazioni, consultare la bibliografia relativa alla1,2

La delezione di entrambe le copie del gene SMN1 è un indicatore affidabile per la diagnosi molecolare di SMA.1,2

Figura 5. Per ulteriori informazioni, consultare la bibliografia relativa alla1,2

Se un individuo affetto da SMA possiede solo una copia di SMN1, è probabile che la copia rimanente contenga una mutazione più piccola.2

  • Circa il 3% delle persone affette da SMA presenta una delezione dell'allele SMN1 ereditata da un genitore e piccole mutazioni intrageniche ereditate dall'altro; tale configurazione è chiamata eterozigosi composta.1

Negli individui affetti da un quadro clinico tipico e con una sola copia di SMN1, la manifestazione patologica di SMA può essere dovuta alla presenza di mutazioni introniche profonde, finora non identificate.1

Figura 5. Per ulteriori informazioni, consultare la bibliografia relativa alla1,2

Nelle persone affette da SMA con due copie funzionali del gene SMN1 è necessario prendere in considerazione altri disturbi dei motoneuroni.1
Perché il gene SMN2 è così importante?
  • I geni SMN1 e SMN2 sono quasi identici, tranne che per una sostituzione di una singola coppia di basi nell'esone 7 (840C>T).2
  • Poiché l'SMN2 non è interessato dalla SMA, è fondamentale distinguere tra i due geni nei test diagnostici.1,2

Figura 6. Per ulteriori informazioni, consultare la bibliografia relativa alla patogenesi.1,2,16
Tipi di test diagnostici
  • PCR-RFLP
    • La PCR-RFLP può essere utilizzata per l'identificazione della delezione omozigote di SMN1 e diagnosticare la SMA.17
    • Utilizza gli enzimi di restrizione Dral e Ddel per differenziare il gene SMN1 nella regione dell'esone 7 e il gene SMN2 nella regione dell'esone 8.17
  • MLPA
    • Il SALSA® MLPA probemix P060 SMA Carrier è un test in vitro per la diagnosi di SMA.18
    • Considerato il gold standard, l'MLPA è in grado di rilevare variazioni nel numero di copie negli esoni 7 e 8 dei geni SMN1 e SMN2.18,19
  • qPCR
    • La PCR real time è in grado di rilevare mutazioni o delezioni nel gene SMN1 con una precisione pari ad almeno il 98,8%.19

Figura 7. Per ulteriori informazioni, consultare la bibliografia relativa17-19

I risultati della PCR-RFLP mostrano la delezione omozigote del gene SMN1 nell'esone 7.17

Figura 7. Per ulteriori informazioni, consultare la bibliografia relativa17-19

Curva di amplificazione della PCR con mutazione omozigote di SMN1.19

ATP, adenosine triphosphate; bp, base pair; C, cytosine; CK, creatine kinase; ΔEx7, exclusion of exon 7; EMG, electromyography; MLPA, multiplex ligation-dependent probe amplification; mRNA, messenger ribonucleic acid; P, phosphorylation; p53, tumour protein 53; PCR, polymerase chain reaction; PCR-RFLP, polymerase chain reaction and restriction fragment length polymorphism; RFU, relative fluorescent units; SMA, spinal muscular atrophy; SMN, survival of motor neuron; SMNΔ7, non-functional version of the SMN protein; T, thymine.

Cod. Aziendale M-IT-00005465

1. D’Amico A et al. Orphanet J Rare Dis 2011;6:71.

2. Prior TW. Genet Med 2010;12:145–152. 

3. Farrar MA et al. Ann Neurol 2017;81(3):355–368.

4. Kolb SJ & Kissel JT. Neurol Clin 2015;33(4):831–846.

5. Jackson M et al. Essays Biochem 2018;62(5):643–723.

6. Mercuri E et al. Neuromuscul Disord 2018;28:103–115.

7. Messina S. J Clin Med 2018;7(9):251.

8. Lorson CL, et al. PNAS. 1999; 96:6307–6311.

9. Spinal muscular atrophy. MedlinePlus. National Library of Medicine.

10. Butchbach MER. Front Mol Biosci 2016;3:7.

11. Simic G. Acta Neuropathol 2008;116:223–234;

12. Gabanella F et al. PLoS One 2007;2:e921;

13. Singh RN et al. Biochim Biophys Acta Gene Regul Mech 2017;1860:299–316;

14. Miller NL et al. Hum Mol Genet 2016;26:3395–3406;

15. Simon CM et al. Cell Rep 2017;21:3767–3780.

16. Bowerman M et al. Dis Model Mech 2017;10(8):943–954.

17. Kang SH et al. Genet Test Mol Biomarkers 2009;13(4):511–513;

18. P060 SMA Carrier. MRC Holland website.

19. Liu Z et al. BMC Neurol 2016;16:141.
Nel caso di siti non Roche le informazioni contenute nel sito prescelto potrebbero non essere conformi alla normativa vigente e le opinioni espresse potrebbero non riflettere la posizione di Roche, né essere da essa avallate.