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SMA: gli sforzi sugli screening neonatale, post-natale precoce e dei portatori

Atrofia muscolare spinale

L’atrofia muscolare spinale (SMA) è associata a mutazioni nel gene SMN1 (SMA5q) ed è ereditata come tratto autosomico recessivo. Il meccanismo patologico della malattia coinvolge l’atrofia dei motoneuroni del midollo spinale, che porta a debolezza e atrofia muscolare. La SMA è una malattia grave e progressiva che nella maggior parte dei casi provoca immobilità e insufficienza respiratoria.

La SMA è una delle malattie genetiche più comuni, con una morbilità paragonabile alla fenilchetonuria. Il più grande studio sull’epidemiologia della SMA mai avviato, che è stato condotto negli Stati Uniti su un gruppo multietnico di 68.478 persone, ha mostrato un’incidenza della SMA di 1:11000 nascite e una frequenza di portatori di 1 su 54 persone. La malattia sembra essere più frequente in Europa. Recentemente, i risultati di uno studio pubblicato sull’epidemiologia della SMA in Europa indicano un’incidenza della SMA di 1:8400 nascite (12/100000).

Genetica della condizione

La base genetica della SMA è molto omogenea. Le mutazioni nel gene SMN1 sono responsabili dei sintomi della malattia, con il 95-98% che coinvolge la delezione di entrambi gli alleli del gene. Circa il 3-4% dei pazienti è portatore di mutazioni puntiformi, che si verificano in uno stato eterozigote composto con delezione. Ad oggi, sono state descritte oltre 100 mutazioni puntiformi nel gene SMN1. La mutazione più frequente è T274I nell’esone 6, che è correlata alle forme croniche di SMA. Il gene SMN2 gemello-simile agisce come il principale modificatore del fenotipo. Il gene SMN2 codifica per una proteina identica al gene SMN1. Tuttavia, a causa della differenza mononucleotidica nell’esone 7 (c.840C>T), il gene SMN2 viene sottoposto a splicing alternativo e viene prodotto un prodotto per lo più difettoso, che subisce una rapida degradazione. Solo il 10% del prodotto del gene SMN2 è una proteina SMN a lunghezza intera. Nei pazienti con atrofia muscolare spinale, la proteina SMN è espressa solo dal gene SMN2 conservato.

Pertanto, l’aumento del numero di copie del gene SMN2 a seguito di duplicazione o conversione allevia il decorso clinico della SMA: più copie sono presenti, più lieve è il decorso della malattia. Nei pazienti con la forma acuta di SMA, di solito si osservano 1-2 copie di SMN2, mentre nei pazienti con la forma intermedia si osservano 2-3 copie; nei pazienti con la forma lieve, si osservano 3-4 copie, ma possono essere presenti anche 5-6 copie. Pertanto, il numero di copie di SMN2 non spiega completamente la variabilità del fenotipo nella SMA; tuttavia, è ancora un valido e il più sensibile modificatore del fenotipo. Altri, come la sostituzione c.859G>C nell’esone 7 del gene SMN2 e la sovra- o sub-espressione di PLS e NCALD, sono rari o la loro influenza sul fenotipo SMA non è completamente compresa.

Presentazione e diagnosi

L’atrofia muscolare spinale è caratterizzata da un ampio spettro di età di insorgenza e decorso della malattia, inclusa la gravità dei sintomi e dei segni e le conseguenti complicanze. Fino a poco tempo, la classificazione della SMA era basata sull’età di insorgenza e sui traguardi motori raggiunti ed era suddivisa in 5 forme: 0, 1, 2, 3 e 4. Tuttavia, l’introduzione del trattamento ha cambiato la storia naturale della malattia. Pertanto, le classificazioni esistenti stanno diventando meno rilevanti. Il trattamento modifica il corso della SMA, consentendo in alcuni casi di raggiungere nuovi traguardi, il che crea problemi con la corretta assegnazione dei singoli casi a gruppi di classificazione noti.

Ad esempio, i bambini con SMA1 che raggiungono la capacità di stare seduti in modo indipendente a causa del trattamento, dovrebbero essere riclassificati nel gruppo SMA2? Quali forme di malattia dovrebbero essere diagnosticate nei pazienti presintomatici? Per questo motivo, la classificazione funzionale, che valuta la posizione sdraiata, seduta e camminare, è sempre più utilizzata. Questa classificazione è stata applicata nella pratica clinica da molto tempo e ha determinato la selezione di standard di cura appropriati. Attualmente sta sostituendo la vecchia classificazione. Poiché gli effetti a lungo termine di diversi trattamenti sulla storia naturale della SMA sono completamente sconosciuti, la storia naturale della malattia deve essere rivalutata.

Attualmente, la diagnostica della SMA si basa interamente su test genetici. Il test più comunemente utilizzato è la tecnica MLPA (MRC-Holland, il test è certificato CE-IVD), che mostra il numero di copie SMN1 e SMN2. La perdita di entrambi gli alleli SMN1 conferma la diagnosi clinica della malattia; la presenza di una copia richiede ulteriori ricerche, con l’obiettivo di identificare una potenziale mutazione puntiforme. Il numero di copie di SMN2 viene regolarmente valutato come il principale modificatore del fenotipo.

Terapie geniche

Negli ultimi anni sono stati sviluppati metodi innovativi di trattamento della SMA. Si basano sul cambiamento nello splicing del gene SMN2 o sulla consegna di una copia corretta del gene SMN1 alle cellule (terapia genica).

Nusinersen (Spinraza), il primo farmaco approvato per il trattamento della SMA, è un oligonucleotide sintetico (ASO) che si lega all’introne 7 del pre-mRNA di SMN2.11 Questo introne include il silenziatore trascrizionale (ISS), a cui i fattori di inibizione della trascrizione ( hnRNPs) si legano in condizioni naturali. Il blocco di questo sito da parte dell’ASO consente il legame dei fattori di trascrizione (snRNP U1) e, di conseguenza, una maggiore incorporazione dell’esone 7 nella trascrizione. Questo, a sua volta, si traduce in una maggiore quantità di proteine ​​a lunghezza intera.

Un diverso approccio terapeutico è la terapia genica, ovvero l’introduzione della corretta sequenza del gene SMN1 nella cellula. I prodotti medici per la terapia genica della SMA sono stati sviluppati da Avexis con il nome onasemnogene abeparvovec (Zolgensma, AVXS-101). La terapia consiste in una singola somministrazione endovenosa della sequenza di cDNA del gene SMN1, inserita in un carrier che è il capside di AAV9 privo del genoma virale originario.

Onasemnogene abeparvovec è stato registrato negli Stati Uniti, in Giappone e in Medio Oriente nel maggio 2019 per i bambini con SMA di età inferiore a 2 anni, compresi quelli presintomatici. Nel maggio 2020, il farmaco è stato approvato condizionatamente nell’Unione Europea per il trattamento di pazienti con non più di 3 copie di SMN2 e un peso corporeo inferiore a 21 kg. Le informazioni sui risultati del trattamento sono molto promettenti ma limitate. In totale, 120 pazienti sono stati inclusi negli studi clinici e il farmaco è stato somministrato commercialmente ad altri 600 pazienti.

Il primo farmaco orale approvato nell’agosto 2020 negli Stati Uniti per il trattamento di pazienti adulti e bambini di età superiore ai 2 mesi è risdiplam (RG7916; Evrysdi). Risdiplam è un modificatore di splicing a basso peso molecolare che modifica l’assemblaggio del gene SMN2. Il meccanismo d’azione proposto di questo gruppo di sostanze (i cosiddetti composti di tipo SMN-C) è il loro legame a due siti nell’esone 7 del gene SMN2 quando l’acido ribonucleico snRNA U1 è legato.

Un certo numero di altre sostanze con vari meccanismi d’azione (cambiamento dello splicing SMN2, terapia genica, effetti sui muscoli) sono state analizzate come potenziali farmaci per la SMA, sia in studi clinici che preclinici. La diversa struttura delle sperimentazioni cliniche (per quanto riguarda i gruppi di studio, i metodi, gli endpoint) ma anche le diverse fasi di avanzamento della ricerca non consentono di indicare potenzialmente il farmaco migliore e più efficace. In tutti questi studi è stato sottolineato che l’efficacia del trattamento dipende dalla gravità della malattia all’inizio del trattamento.

Trattamento precoce e pre-sintomatico

I recenti progressi nel trattamento della SMA hanno drasticamente alterato la prognosi della SMA. Tuttavia, il successo del trattamento è fortemente correlato all’età del paziente all’inizio del trattamento. Più breve è la durata della malattia, migliore è la prognosi per il paziente. Il trattamento dovrebbe essere introdotto quando i motoneuroni sono ancora vitali e quando la sovraregolazione della proteina SMN, sia essa causata da un’alterazione dello splicing SMN2 o dall’introduzione di un transgene, ricrea i processi fisiologici mediati da SMN. Questa idea è perfettamente riassunta dal termine “il tempo è motoneurone”, usato da Govani et al. Naturalmente, a seconda del deficit proteico SMN di base, i tempi del trattamento variano notevolmente. Nelle forme gravi ed estremamente gravi, il deficit di SMN è significativo a livello prenatale e non è possibile ripristinare completamente i processi fisiologici dopo la nascita. D’altra parte, la finestra terapeutica per le forme lievi e molto lievi non è stata ancora definita. Tuttavia, la grande maggioranza dei pazienti trarrà sicuramente beneficio dalla diagnosi e dal trattamento precoci.

Screening neonatale per la SMA

Lo screening neonatale (NBS) sembra essere la migliore soluzione per garantire una diagnosi precoce della SMA. I test di screening neonatale sono test di screening di massa che coprono tutti i neonati, consentendo l’individuazione di malattie che, se non trattate, portano a gravi disturbi dello sviluppo e persino alla morte. I criteri per includere la malattia nello screening neonatale furono sviluppati da Wilson e Junger nel 1968. I criteri di base per l’introduzione dei test di screening sono economici, tenendo conto dell’incidenza della malattia nella popolazione e della disponibilità di cure e cure. Attualmente, con lo sviluppo della medicina e delle tecniche diagnostiche, questo approccio è in fase di revisione. Il fattore economico è importante ma non è più il criterio principale per l’introduzione dei test di screening neonatale. La SMA soddisfa tutti i criteri di screening secondo Wilson e Junger. Un elemento importante di questi criteri, oltre alla gravità e alla frequenza della malattia e all’efficacia della terapia precoce, è la disponibilità di un test diagnostico sensibile e relativamente economico.

 La situazione della SMA è rara nella genetica clinica, per cui la base genetica della malattia è estremamente omogenea. In circa il 95-98% dei pazienti con SMA, la malattia è causata dalla perdita bilaterale del gene SMN1. Ciò ha consentito lo sviluppo di test genetici per la SMA molto sensibili (95-98%), specifici (100%) e relativamente economici (fino a pochi euro / campione), che possono essere utilizzati su larga scala e implementati per lo screening. Questi test vengono eseguiti su DNA isolato da una goccia di sangue secco, con la tecnica della PCR in tempo reale più spesso utilizzata. Il risultato del test di screening richiede la conferma e la valutazione del numero di copie del gene SMN2. La tecnica MLPA è più frequentemente utilizzata per i test di verifica / diagnostici. Tuttavia, vale la pena ricordare che il 2-4% dei pazienti con SMA i cui sintomi sono correlati a mutazioni puntiformi non saranno diagnosticati con questo tipo di test. Pertanto, l’introduzione della NBS non nega l’importanza della diagnosi differenziale per la SMA nel caso della sindrome del bambino floscia o del cingolo.

L’emergere di prospettive reali per il trattamento della SMA alcuni anni fa ha avviato discussioni sull’implementazione dello screening neonatale per la SMA. Uno dei primi studi pilota è stato a Taiwan (nel periodo 11.2014–09.2016). In un gruppo di 120.267 neonati che sono stati esaminati lì, sono stati identificati sette casi di SMA. Un altro studio è stato condotto in tre ospedali di New York tra il Gennaio 2016-2017 e ha consentito l’identificazione della SMA in 1 dei 3.826 neonati testati. Attualmente, gli Stati Uniti sono il primo paese ad implementare gradualmente la NBS verso la SMA per l’intera popolazione. I primi paesi in Europa che hanno introdotto uno screening pilota per la SMA sono stati Belgio e Germania. Nel primo, uno studio pilota nell’ambito del progetto (S)un (M)ay (A)rise sul progetto SMA ha riguardato la regione di Liegi e successivamente è stato esteso al Belgio meridionale nel periodo 03.2018 – 06.2019. Questo studio ha identificato la SMA in 5 su 35.000 neonati, indicando un’incidenza di SMA più alta di quanto precedentemente ipotizzato in Europa. Ciò è stato confermato da studi tedeschi condotti in Baviera e Nord-Vestfalia da gennaio 2019 a febbraio 2019.

La delezione omozigote di SMA è stata identificata in 22 dei 165.525 neonati esaminati, indicando una frequenza di SMA di 1: 7524. Nel gruppo di pazienti identificato, ben il 36% (8/22) dei bambini portava 4 copie di SMN2. Due e 3 copie sono state identificate rispettivamente nel 45% (10/22) e nel 18% (4/22) dei neonati. I risultati preliminari sono stati confermati nell’aggiornamento di gennaio 2020 e l’incidenza stimata di SMA nella popolazione è stata corretta a 1: 7.350 nascite (38 / 278.970 neonati) e 4 copie di SMN2 sono state identificate in ben il 40% dei neonati con SMA. D’altra parte, lo studio pilota australiano ha riportato solo pazienti con 2 e 3 copie. Questo per evitare possibili danni psicologici fornendo una diagnosi precoce senza possibilità di intervento terapeutico immediato a causa del rimborso di Nusinersen in Australia solo per i pazienti di età inferiore ai 18 anni e con insorgenza della malattia <3 anni. La SMA è stata diagnosticata in 9 / 103.903 neonati (frequenza di potenziali SMA1 e SMA2 1:11545). In 6 e 3 bambini, sono state identificate rispettivamente due e tre copie del gene SMN2.

La situazione attuale dello screening neonatale per la SMA è molto promettente. In alcuni paesi sono in corso studi pilota, mentre in altri sono già state prese decisioni o negoziati per aggiungere la SMA ai programmi di screening nazionali. Grandi speranze sono annesse all’iniziativa dell’Alleanza europea per lo screening neonatale nell’atrofia muscolare spinale. Il 31 agosto 2020, diciannove organizzazioni nazionali di pazienti SMA, che fanno parte di SMA Europe, EURORDIS – European Organization for Rare Diseases, European Alliance of Neuromuscular Diseases (EAMDA), TREAT-NMD e AveXis, Biogen e Roche, hanno formato un’alleanza europea per lo screening neonatale per l’atrofia spinale. L’obiettivo dell’Alleanza è introdurre test di screening della popolazione per i neonati per la SMA in tutti i paesi europei entro il 2025. I membri dell’Alleanza creeranno il Libro bianco sullo screening neonatale per la SMA, che raccoglierà prove scientifiche a sostegno della necessità di includere la SMA nei programmi nazionali di screening neonatale. Inoltre, gli alleati organizzeranno attività nei loro paesi per sollecitare le autorità sanitarie a valutare l’inclusione della SMA nel pannello di screening neonatale.

Pazienti diagnosticati in neonatale – troppo tardi o troppo presto per essere trattati?

Negli studi pilota tedeschi e australiani precedentemente citati, l’attenzione è stata attirata su una finestra terapeutica molto ristretta per i pazienti con SMA acuta. Quattro dei nove bambini identificati nello studio australiano avevano sintomi della malattia tra i 16 ei 33 giorni di vita. In un bambino, i sintomi completi della SMA erano presenti il ​​giorno 16. Il risultato dello screening iniziale è stato ottenuto, in media, a 8 giorni di vita (5–18), e il risultato diagnostico è stato ottenuto a 18,5 giorni di vita (13–18) 24). Il trattamento è stato iniziato in media a 26,5 giorni di vita (16-37). Nei 10 pazienti tedeschi con 2 e 3 copie di SMN2, tre erano sintomatici (CMAP ulnare <1 mV e / o CHOP Intend <30 punti) al momento dell’introduzione della terapia (15-29 giorni di età). Le osservazioni precedenti consentono di trarre due conclusioni. A tutti i costi, il tempo che intercorre tra il risultato finale del test di screening e l’inizio della terapia dovrebbe essere ridotto. Recentemente, il consenso pubblicato sulla terapia genica ha chiaramente sottolineato che il tempo tra la diagnosi e l’inizio del trattamento non dovrebbe superare le 2 settimane.47 D’altra parte, dovrebbe essere realizzato che per alcuni pazienti con forme molto gravi, l’individuazione della malattia nella NBS lo fa non consentire il trattamento presintomatico. Pertanto, è probabile che gli effetti terapeutici siano limitati. Questo dovrebbe essere considerato quando si discutono i piani terapeutici con i genitori del bambino.

Tra i pazienti identificati in NBS ci sono neonati con 4 copie del gene SMN2. Studi tedeschi indicano che questo numero può raggiungere il 40%. Quattro copie del gene SMN2 sono più spesso correlate alla forma lieve della malattia e all’insorgenza dei sintomi all’età di diversi anni. La presenza di 4 copie, purtroppo, non esclude la forma acuta (raramente) o intermedia. Indipendentemente da ciò, ci sono segnalazioni di pazienti completamente asintomatici con 4 copie di SMN2. Si pone quindi il problema di quando iniziare la terapia in questi pazienti. Le raccomandazioni dell’American NBS Multidisciplinary Working Group pubblicate nel 2018 suggeriscono un follow-up per questo gruppo ogni 3-6 mesi prima dei 2 anni di età e poi ogni 6-12 mesi, tenendo conto dei test clinici ed elettrofisiologici, delle scale funzionali e della miometria aggiustata all’età del paziente. In caso di alterazione di uno qualsiasi dei parametri, si consiglia un trattamento immediato. Una revisione delle raccomandazioni di cui sopra a partire dal 2020 suggerisce che la terapia dovrebbe essere iniziata immediatamente dopo la diagnosi.

Negli USA, la registrazione della terapia genica per bambini fino a 2 anni di età, indipendentemente dal numero di copie di SMN2, consente l’utilizzo di questa terapia in bambini presintomatici con 4 copie. La registrazione europea è più restrittiva e limita la somministrazione ai soli pazienti con 2 e 3 copie di SMN2. Pertanto, i neonati presintomatici con 4 copie possono attualmente essere trattati solo con nusinersen. Considerando la via di somministrazione, il trattamento a lungo termine dei bambini asintomatici con nusinersen solleva alcuni dubbi. D’altra parte, l’esperienza tedesca mostra che è difficile eseguire il follow-up raccomandato senza iniziare il trattamento. Ben tre dei pazienti che hanno supervisionato sono stati persi al follow-up medico (due per motivi socioeconomici e uno per evitare lo stress psicologico associato agli appuntamenti). Grandi speranze sono associate alla possibilità di un trattamento orale con risdiplam.

Screening della popolazione per i portatori

Lo screening del portatore riproduttivo comprende test su individui o coppie che valutano il loro rischio di avere un bambino affetto da malattie recessive autosomiche o legate all’X. Lo screening del portatore riproduttivo è iniziato negli anni ’70 per la malattia di Tay-Sachs e le emoglobinopatie. Israele, dove il programma nazionale per lo screening della popolazione è stato eseguito dagli anni ’80, ha la più vasta esperienza in questo campo. Dal 2013, include tutte le malattie gravi conosciute con frequenze superiori a 1 su 15.000 nati vivi o / e frequenze portanti superiori a 1:60. Il test del portatore è volontario, gratuito e specifico per la popolazione (in base alla frequenza della malattia nelle diverse comunità in Israele). Inoltre, in alcuni paesi (tra cui Australia, Stati Uniti, Cipro, Italia, Regno Unito, Arabia Saudita), il test preconcettuale del vettore viene effettuato gratuitamente, a seconda della discendenza o della consanguineità. Anche i test commerciali sono ampiamente disponibili.

Tali studi stanno diventando sempre più diffusi e la loro portata con lo sviluppo della tecnologia NGS è diventata disponibile per centinaia di malattie a costi relativamente bassi. Lo scopo dello screening dei portatori riproduttivi è informare le persone sul rischio di avere figli affetti e consentire decisioni informate sulle opzioni riproduttive (modifica dei piani di matrimonio / riproduzione, diagnosi prenatale o diagnosi genetica preimpianto). Anche lo screening del portatore riproduttivo è considerato e discusso nel contesto dell’atrofia muscolare spinale. Sembra essere una buona soluzione, consentendo una decisione informata per le coppie ad alto rischio di avere un figlio affetto da SMA. Con lo sviluppo del trattamento, il mantenimento della gravidanza e la somministrazione della terapia nei primi giorni di vita, anche prima che si ottenga il risultato NBS, sono diventate la vera opzione di gestione.

Nelle forme gravi, ogni giorno è importante per la prognosi. In futuro, sarà probabilmente possibile il trattamento della malattia prenatale. Indipendentemente dai risultati positivi che lo screening dei portatori riproduttivi per la SMA può portare, allo stato attuale, lo screening neonatale sembra essere l’opzione più efficace nel contesto della popolazione. Da un lato, la sensibilità dei test dei portatori SMA è limitata. A causa della complessità della base genetica della malattia (la presenza dell’allele SMN1 2-0 nella popolazione), è stimata solo intorno al 96%. Pertanto, una persona con 2 copie del gene SMN1 ha ancora il rischio di essere un portatore di SMA. D’altra parte, al momento è difficile immaginare test obbligatori per i portatori, tenendo conto delle questioni relative alla visione del mondo e alla diversità culturale delle società.

  • A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.

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Dott. Gianfrancesco Cormaci
- Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998 (MD Degree in 1998) - Specialista in Biochimica Clinica nel 2002 (Clinical Biochemistry residency in 2002) - Dottorato in Neurobiologia nel 2006 (Neurobiology PhD in 2006) - Ha soggiornato negli Stati Uniti, Baltimora (MD) come ricercatore alle dipendenze del National Institute on Drug Abuse (NIDA/NIH) e poi alla Johns Hopkins University, dal 2004 al 2008. - Dal 2009 si occupa di Medicina personalizzata. - Guardia medica presso strutture private dal 2010 - Detentore di un brevetto sulla preparazione di prodotti gluten-free a partire da regolare farina di frumento immunologicamente neutralizzata (owner of a patent concerning the production of bakery gluten-free products, starting from regular wheat flour). - Responsabile del reparto Ricerca e Sviluppo per la società CoFood s.r.l. (leader of the R&D for the partnership CoFood s.r.l.) - Autore di un libro riguardante la salute e l'alimentazione, con approfondimenti su come questa condizioni tutti i sistemi corporei. - Autore di articoli su informazione medica, salute e benessere sui siti web salutesicilia.com e medicomunicare.it

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