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Febbre Mediterranea Familiare: il dito di Ermes, una carezza magica

Immagine riassuntiva delle mutazioni riscontrate sul gene MEFV [INFEVERS].

La Febbre Mediterranea Familiare (FMF) è una malattia infiammatoria ereditaria a trasmissione autosomico-recessiva, caratterizzata da episodi ricorrenti e di breve durata di febbre, sierosite, dermatiti simil-erisipela e manifestazioni cliniche minori. La FMF non trattata farmacologicamente con colchicina si associa ad una maggiore incidenza di amiloidosi.

La Febbre Mediterranea Familiare

La Febbre Mediterranea Familiare (FMF) [OMIM*249100], conosciuta anche con la denominazione di “polisierosite ricorrente benigna” o “polisierosite familiare parossistica”, è una malattia infiammatoria ereditaria a trasmissione autosomico-recessiva, particolarmente comune nelle popolazioni che si affacciano sul bacino del Mediterraneo, quali Turchi, Armeni, Arabi, Ebrei non Ashkenazi.

La malattia è più rara in altre popolazioni, ma è stata descritta in Greci, Italiani, Cubani, Belgi e Spagnoli. Inoltre, sono stati registrati alcuni casi in Brasile, Australia e Asia [Ben-Chetrit & Levy, 1998].

In pazienti FMF i sintomi tipici si presentano in maniera ciclica ed episodica e spesso in associazione ad eventi di stress, che danno inizio alla cascata infiammatoria. Gli attacchi di FMF, nel 90% dei pazienti, cominciano prima dei 20 anni e, in più della metà di questi, la malattia si rivela nei primi dieci anni di vita. Inoltre, la malattia si presenta maggiormente nei maschi rispetto alle femmine, anche se di poco.

Gli attacchi di FMF sono caratterizzati da febbre, sierosite, dermatiti simil-erisipela e sono ricorrenti e di breve durata. Il quadro clinico della FMF comprende due fenotipi:

  • FMF di tipo 1, caratterizzata da brevi episodi ciclici di infiammazione e sierositi, le indagini di laboratorio durante le crisi tipiche di FMF documentano un incremento delle proteine di fase acuta e nei casi non trattati farmacologicamente con colchicina (farmaco somministrato nella maggioranza dei pazienti) la complicanza più grave a lungo termine è lo sviluppo di amiloidosi, con conseguente insufficienza renale cronica. [Drenth & Van der Meer, 2001];
  • FMF di tipo 2, caratterizzata dall’amiloidosi come primo sintomo di FMF in soggetti altrimenti asintomatici [Pras, 2000].

Gene MEFV  

Nel 1997 il Consorzio Internazionale e quello Francese hanno isolato il gene responsabile della FMF, denominandolo MEFV (MEditerranean FeVer), sul cromosoma 16 [Bernot et al., 1997; International FMF Consortium, 1997]. Il gene MEFV è situato sul braccio corto del cromosoma 16 (16p13.3), in prossimità dei geni delle catene α dell’emoglobina e del marker D16S84. MEFV ha una lunghezza pari a 3500 nucleotidi, di cui 2300 codificanti, assemblati in 10 esoni (figura 1).

 

Figura 1: Il gene MEFV è costituito da 10 esoni che codificano per la proteina pirina/marenostrina [modificata Grandemange et al., 2011].

Questi ultimi codificano per la proteina chiamata marenostrina, dal Consorzio Francese di FMF, in riferimento al nome latino di Mare Nostrum (Mar Mediterraneo) e pirina, dal Consorzio Internazionale, in riferimento al termine greco πυρετός (febbre). La pirina/marenostrina è una proteina basica di 781 aminoacidi con  peso molecolare pari a 86 KD [Chae et al., 2009].

Essa possiede due siti di localizzazione nucleare e presenta omologia con le proteine leganti il DNA contenenti il gruppo ferro-zinco (probabile funzione di regolatore trascrizionale) [Mansfield et al., 2000]. La pirina/marenostrina è costituita da 4 domini (figura 2): dalla regione amminica alla regione carbossilica si ha il dominio PYRIN (o PYD), di 90 amminoacidi che assume una struttura a 6 α-eliche, una regione B-Box, un’altra costituita da segmenti Coiled -coil, e il dominio B30.2 (PRYSPRY) di 160-170 aminoacidi.

Quest’ultimo dominio si sovrappone con il decimo esone del gene MEFV e la maggior parte delle mutazioni responsabili di FMF sono state riscontrate all’interno di questa regione [Chae et al., 2009].

Figura 2: La proteina pirina/marenostrina é costituita da 4 domini: il dominio PYD (Pyrin), un dominio B-Box (B), segmenti Coiled -coil (alfa-helix), e il dominio B30.2 [modificata Grandemange et al., 2011].

Mutazioni MEFV

Nel 1997, il Consorzio FMF, con lo screening di 165 persone provenienti da 65 famiglie affette da Febbre Mediterranea Familiare, ha individuato tre differenti mutazioni missenso nell’esone 10 del gene MEFV: M680I, M694V e V726A. Gli autori hanno suggerito che la natura periodica degli attacchi infiammatori in pazienti FMF è coerente con la presenza di una proteina mutata che funziona adeguatamente in condizioni stazionarie ma che risulta decompensata sotto stress [OMIM*608107].

Dopo il clonaggio del gene MEFV, sono state identificate altre mutazioni a livello degli esoni 1, 2, 3, 5, 9 e 10, e oggi, si conoscono oltre 260 mutazioni a carico degli esoni del gene MEFV (figura 3), di cui le più frequenti sono quelle a carico dell’esone 10, seguite dagli esoni 2, 3 e 5; mentre più rare sono quelle descritte negli esoni 1,7 e 9 [Touitou, 2001].

Figura 3: Immagine riassuntiva delle mutazioni riscontrate sul gene MEFV [INFEVERS].
In totale cinque mutazioni del gene MEFV (E148Q, M680I, M694V, M694I e V726A)  comprendono almeno l’80% delle mutazioni osservate nei pazienti FMF.

Eziopatogenesi

Studi biochimici-clinici hanno dimostrato che la proteina pirina “mutata” sia la protagonista scatenante i sintomi FMF. Sono state formulate due ipotesi sul meccanismo patogenico:

1) La pirina modula negativamente la caspasi-1 in quanto compete per il legame con la proteina ASC, mediante legame PyD-PyD, sottraendo, così, il dominio CARD di ASC, responsabile del legame e attivazione della caspasi-1 [McDermott & Aksentijevich, 2002] (Figura 4).

Figura 4: La pirina interagisce con la proteina adattatrice ASC mediante l’interazione Pyd:Pyd, acquisendo in tal modo un dominio CARD, responsabile del reclutamento delle caspasi [McDermott & Aksentijevich, 2002].
2) La pirina può inibire direttamente l’attività della caspasi-1 interagendo con quest’ultima, in quanto il dominio PYRIN (della pirina) e il dominio CARD (della caspasi-1) sono membri della stessa superfamiglia dei cosiddetti “domini di morte”. Di conseguenza, è plausibile che il legame della pirina alla caspasi-1 sia mediato da un’interazione eterotipica tra questi due rispettivi domini.

In particolare, esperimenti di co-immunoprecipitazione hanno evidenziato una azione diretta della pirina sulla caspasi 1 attraverso il dominio C-terminale B30.2. Infatti, questo dominio stabilisce un’interazione con i domini catalitici, p20 e p10, della caspasi-1. L’effetto finale dell’interazione diretta pirina/caspasi-1 è di tipo inibitorio. Poiché molte delle principali mutazioni associate alla FMF sono state identificate a livello del dominio B30.2 della pirina, in particolare la M694V e la M680I,  localizzate sull’interfaccia di legame (figura 5), oggi, si propende maggiormente per questa ultima ipotesi [Chae et al., 2006].

 

Figura 5: Il modello del dominio B30.2 della pirina (in blu) è stato agganciato alla struttura cristallografica della caspasi-1 (subunità p20, in verde; subunità p10, in marrone). Due mutazioni comuni che causano la FMF (M694V e M680I; in giallo) sono localizzate all’interfaccia di legame [Chae et al. 2006].

Diagnosi genetica

La FMF rientra nelle malattie definite Malattie Autoinfiammatorie Sistemiche (MAIS), gruppo eterogeneo di affezioni, contraddistinte da episodi infiammatori recidivanti a carico di vari organi ed apparati, particolarmente articolazioni e cute [Hull et al., 2003].

Tali sindromi, riportate in tabella 1, hanno manifestazioni cliniche comuni, spesso difficilmente distinguibili, ma possiedono caratteristiche genetiche distinte, in quanto sono dovute a mutazioni di geni già individuati e diversi. Perciò, nel loro inquadramento clinico, l’analisi genetica costituisce un fondamentale strumento di indagine diagnostica.

L’identificazione delle mutazioni genetiche nel gene MEFV è di notevole ausilio alla diagnosi clinica ed è particolarmente utile nei pazienti con presentazione atipica. La diagnosi genetica di FMF è positiva quando sono presenti 2 mutazioni nel gene MEFV, una per ciascun allele, presentandosi in omozigosi o eterozigosi composta.

Gli individui con la stessa mutazione su entrambi gli alleli si definiscono omozigoti per tale mutazione; quelli con due mutazioni differenti, eterozigoti composti. L’analisi genetica è negativa, invece, quando è presente un numero di mutazioni pari a 0. Nel caso in cui viene riscontrata una sola mutazione, la diagnosi genetica di FMF non è certa; infatti non si può escludere la presenza di mutazioni sconosciute in un altro gene associato alla FMF.

Inoltre, per evitare errori nella diagnosi genetica, nei soggetti con eterozigosi composta bisogna testare i genitori (che debbono essere entrambi portatori di una delle due mutazioni). Le tecniche generalmente utilizzate per lo screening delle mutazioni del gene MEFV sono: il Reverse Dot Blot (RDB) per le 12 mutazioni più frequenti, il sequenziamento genico diretto con metodica di Sanger e il sequenziamento di nuova generazione.

Tabella 1: Principali Febbri Periodiche Genetiche

Terapia e Prognosi

La Colchicina (figura 6-7), nota agli antichi Greci con il nome di Dito di Ermes, introdotta da Goldfinger [1972] ed usata in genere come farmaco per il trattamento della gotta, è stata fino ad oggi l’unica terapia efficace nei pazienti affetti da FMF.

Essa è un alcaolide neutro liposolubile, estremamente tossico in caso di sovradosaggio  (livelli plasmatici> 3 ng/ml). Il farmaco si lega con alta affinità alla tubulina, che rappresenta il suo bersaglio specifico, impedendone la polimerizzazione all’interno dei microtubuli citoplasmatici e nucleari, con conseguente deficit del trasporto intracellulare e della mitosi ed inibizione della chemiotassi nelle cellule polimorfonucleate.

Per i pazienti intolleranti al farmaco, non vi è alcun trattamento alternativo, parimenti efficace e provato [Ozen et al., 2017]. Attualmente è utilizzato, anche, un nuovo composto anticorpo monoclonale contro il recettore cellulare dell’IL-1 (Anakinra). La maggior parte dei pazienti affetti da FMF, tra gli intervalli “liberi” da attacchi, conduce una vita normale. Il problema è rappresentato dalle diagnosi errate che portano a lunghe ospedalizzazioni e, nei casi estremi, anche a interventi chirurgici inutili. La FMF non trattata, si associa ad una maggiore incidenza di amiloidosi.

Figura 6: Colchicum autumnale, da cui è estratta la Colchicina, nota agli antichi Greci con il nome di Dito di Ermes. Figura 7: Struttura chimica della colchicina.

Conclusioni

Oggi si ritiene che, sebbene le mutazioni nel gene MEFV siano fra i principali determinanti genetici della FMF, è possibile la presenza di un certo numero di altri geni coinvolti nella malattia in qualità di “geni modificatori” [Soriano & Manna, 2012].

Nel corso degli anni sono stati condotti diversi studi sulla FMF a livello del gene MEFV, per identificare una correlazione tra il genotipo ed il fenotipo. La FMF è una malattia autosomica recessiva, conseguentemente la diagnosi genetica si ritiene completa se vengono identificate due mutazioni del gene MEFV, in omozigosi o eterozigosi composta.

Per quanto riguarda l’osservazione di un’unica mutazione nel gene MEFV in soggetti considerati pazienti con sospetta FMF, bisogna considerare, in particolare, le seguenti ipotesi :

  • Questo fenomeno potrebbe essere dovuto alla perdita di sensibilità delle tecniche di screening. Infatti la maggior parte dei pazienti FMF nelle popolazioni tipicamente a rischio sono screenati per un limitato numero di mutazioni che rappresentano la maggior parte di quelle presenti nella stessa popolazione (in genere la E148Q nell’esone 2 e la M680I, M694V, M694I e V726A nell’esone 10, che rappresentano più dell’80% dei casi di FMF in popolazioni classicamente affette) [Touitou, 2001]. Pertanto lo studio esclusivo delle mutazioni maggiormente frequenti potrebbe portare alla mancata diagnosi di una variante rara o nuova;
  •  La possibilità che, in alcuni casi, la FMF possa avere una ereditarietà di tipo dominante con famiglie identificate sia in Turchia che in Spagna con una tipica trasmissione autosomico dominante [Booth et al., 2000];
  •  La FMF possa presentare una ereditarietà di tipo digenico [Touitou et al., 2006; Stojanov & Kastner, 2005], cioè dovuta all’interazione di due geni che risultano concordi nell’espressione di un unico fenotipo. Nel caso di FMF potrebbe trattarsi di una seconda mutazione in un gene responsabile di un’altra malattia auto infiammatoria o di un gene che è coinvolto nel pathway infiammatorio.
  •  La presenza di mutazioni epigenetiche relative alla metilazione del DNA, alla modificazione degli istoni, alla modificazione della cromatina o al controllo dell’espressione genica mediata dagli RNA non codificanti, potrebbe silenziare l’altro allele funzionalmente normale [Ozen, 2009].

E’ necessario, di conseguenza, abituare i sanitari ad inserire tale malattia nella diagnostica differenziale delle febbri di origine sconosciuta, per una diagnosi la più precoce possibile. Il sequenziamento di nuova generazione è un ottimo strumento per la ricerca di varianti ancora non note nel gene MEFV ed in possibili “nuovi geni” associati alla FMF.

Concludendo, ad oggi, Ermes e le sue carezze riescono a placare le crisi nella maggior parte  dei pazienti affetti da FMF e ad evitare lo sviluppo di amiloidosi.

  • Ben-Chetrit, E., and Levy, M. (1998). Familial Mediterranean fever. Lancet 351, 659-64.
  • Bernot, A., Clepet, C., Dasilva, C., Devaud, C., Petit, J.L., Caloustian, C., Cruaud, C., Samson, D., Pulcini, F., Weissenbach, J., Heilig, R., Notanicola, C., Domingo, C., Rozenbaum, M., Benchetrit, E., Topaloglu, R., Dewalle, M., Dross, C., Hadjari, P., Dupont, M., Demaille, J., Touitou, I., Smaoui, N., Nedelec, B., Méry, J.P., Chaabouni, H., Delpech, M., and Grateau, G. (1997). The French FMF Consortium. A candidate gene for Familial Mediterranean Fever. Nat. Genet. 17, 25-31.
  • Booth, D.R., Gillmore, J.D., Lachmann, H.J., Booth, S.E., Bybee, A., Soyturk, M., Akar, S., Pepys, M.B., Tunca, M., and Hawkins, P.M. (2000). The genetic basis of autosomal dominant Familial Mediterranean Fever. Q. J. Med. 93, 217-221.
  • Chae, J.J., Aksentijevich, I., and Kastner, D.L. (2009). Advances in the understanding of familial mediterranean fever, and possibilities for targeted therapy. Br. J. Haematol. 5, 467-478.
  • Chae, J.J., Wood, G., Masters, S.L., Richard, K., Park, G., Smith, B.J., and Kastner, D.L. (2006). The B30.2 domain of pyrin, the familial Mediterranean fever protein, interacts directly with caspase-1 to modulate IL-1beta production. Proc. Natl. Acad. Sci. 103, 9982-9987.
  • Drenth, J.P., and Van der Meer, J.W. (2001). Hereditary periodic fever. N. Engl. J. Med. 345, 1748-1757.
  • Goldfinger, S.E. (1972). Colchicine for familial Mediterranean fever. N. Engl. J. Med. 287, 1302.
  • Grandemange S., Aksentijevich IJeru IGul A, and Touitou I. (2011). “The regulation of MEFV expression   and its role in health and familial Mediterranean fever.” Genes Immun. 12(7):497-503.
  • http://www.omim.org/entry/249100.
  • http://www.omim.org/entry/608107.
  • Hull, K.M., Shoham, N., Chae, J.J., Aksentijevich, I., and Kastner, D.L. (2003). The expanding spectrum of systemic autoinflammatory disorders and their rheumatic manifestations. Curr. Opin. Rheumatol. 15, 61.
  • Infevers. The registry of familial Mediterranean fever (FMF) and hereditary autoinflammatory disorders mutations. Available from: http://fmf.igh.cnrs.fr/ISSAID/infevers.
  • International FMF Consortium (1997). Ancient missense mutations in a new member of the RoRet gene family are likely to cause familial Mediterranean fever. Cell 90, 797-807.
  • Mansfield, E.A., Chae, J.J., Komarow, H., Brotz, T., Centola, M., and Kastner, D.L. (2000). Pyrin, the FMF protein, colocalizes with microtubules in vivo and in vitro. Abstract of the 50th Annual meeting of the American Society of human Genetics. Am. J. Hum. Genet. 67, A931.17.
  • McDermott, M.F.,  and Aksentijevich, I. ( 2002). The Autoinflammatory Syndromes. Curr. Opin. Allergy Clin. Immunol. 2, 511. 
  • Ozen, S. (2009). Changing Concepts in Familial Mediterranean Fever: Is it possible toh ave an autosomal-recessive disease with only one mutation? Arthritis Rheum. 60, 1575-1577.
  • Ozen SKone-Paut I. and Gül A. (2017). “Colchicine resistance and intolerance in familial mediterranean fever: Definition, causes, and alternative treatments.” Semin Arthritis Rheum.  47(1):115-120.
  • Pras, M. (2000). What is familial Mediterranean fever? In: Proceedings of the II International Conference on Familial Mediterranean Fever. Antalya, Turkey, 8-13.
  • Soriano, A., and Manna, R. (2012). Familial Mediterranean Fever: new phenotypes. Autoimmun. Rev. 12, 31-37.
  • Stojanov, S., and Kastner, D.L. (2005). Familial autoinflammatory diseases: genetics, pathogenesis and treatment. Curr. Opin. Rheumatol. 17, 586–599.
  • Touitou, I. (2001). The spectrum of Familial Mediterranean Fever (FMF) Mutations. Eur. J. Hum. Genet 9, 473-483.
  • Touitou, I., Perez, C., Dumont, B., Federici, L., and Jorgensen, C. (2006). Refractory auto-inflammatory syndrome associated with digenic transmission of low-penetrance tumour necrosis factor receptor-associated periodic syndrome and cryopyrin-associated periodic syndrome mutations. Ann. Rheum. Dis. 65, 1530-1531.
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