Molecular bases of phenotypic and clinical variability in Duchenne and Becker muscular dystrophy

Le distrofinopatie sono un gruppo di malattie legate al cromosoma X in modalità recessiva, dovute a mutazioni nel gene DMD. La forma più severa, la distrofia muscolare di Duchenne (DMD), è causata da mutazioni troncanti, che provocano una completa assenza della proteina distrofina nel muscolo scheletrico e cardiaco. Al contrario, la forma allelica più mite, nota come distrofia muscolare di Becker (BMD), è causata da mutazioni che rispettano la cornice di lettura del gene, dando origine a distrofina quantitativamente e/o qualitativamente alterata. La DMD è una malattia devastante, caratterizzata da una progressiva degenerazione del tessuto muscolare, con deficit di forza e disabilità sin dall'infanzia. La storia naturale è caratterizzata da perdita della deambulazione autonoma attorno all'età di 10 - 15 anni, e da ridotta aspettativa di vita a causa di complicanze respiratorie e cardiache nei giovani adulti. I glucocorticoidi (GC) possono ritardare la progressione della malattia, ma una cura definitiva non è ancora disponibile. Fra i trattamenti molecolari innovativi più promettenti, annoveriamo gli oligonucleotidi antisenso (AON) che inducono l’“exon skipping” di specifici esoni nelle mutazioni “out-of-frame”, e i composti che inducono il “readthrough” dei codoni di stop prematuri. Vi è una rilevante variabilità nella severità e velocità di progressione del deficit di forza e della degenerazione del tessuto muscolare nella DMD, che non si spiega, se non in piccola parte, in base alle diverse mutazioni patogenetiche, dal momento che tutti i pazienti presentano una completa o quasi completa assenza di distrofina. Recentemente, il nostro gruppo e altri autori hanno descritto modificatori genetici della DMD, cioè polimorfismi di singolo nucleotide (SNP) associati a espressività più o meno severa del fenotipo DMD: lo SNP rs28357094 nel promotere del gene SPP1, codificante per la citochina osteopontina, e un aplotipo codificante nel gene LTBP4 (Transforming growth factor β-Binding Protein 4). Queste varianti modulano l’espressione (SPP1) o alterano la sequenza aminoacidica (LTBP4) delle rispettive proteine, entrambe le quali sono coinvolte in vie di segnale pro-infiammatorie e pro-fibrotiche. Questi geni sono stati identificati come modificatori candidati con approcci diversi (rispettivamente, studi di profili di espressione e mappatura genomica di un modello murino). Il primo obiettivo di questa tesi è stato di ottenere una validazione indipendente dell’associazione genetica dello SNP rs28357094 nel gene SPP1 e dell'aplotipo LTBP4 con l’età di perdita della deambulazione nella DMD. Questo risultato è stato conseguito utilizzando dati raccolti nel Duchenne Natural History Study del Cooperative International Neuromuscular Research Group (CINRG-DNHS), condotto su 340 pazienti DMD in 20 Centri in tutto il mondo. In questa coorte, l’allele minore G dello SNP rs28357094 era associato a un prolungamento della deambulazione di 2 anni nei partecipanti al CINRG-DNHS che erano stati trattati con GC (p < 0.05), ma a nessun effetto nei partecipanti non trattati. Ciò suggerisce che questo SNP potrebbe essere un biomarcatore farmacodinamico di risposta ai GC. L'aplotipo omozigote “IAAM” di LTBP4, invece, era associato a un prolungamento della deambulazione di 2 anni nei partecipanti di origine europea (p < 0.05), ma non nell'intera coorte multietnica CINRG-DNHS, evidenziando la rilevanza della stratificazione di popolazione negli studi sui modificatori genetici. Il secondo obiettivo è stato rivolto alla identificazione di eventuali associazioni fra specifiche mutazioni DMD e perdita della deambulazione nel CINRG-DNHS. […]