Linfedema torino 4 e 5 marzo gaal palma [modalità compatibilità]
Master Buffa Marzo 09
1. A.S.L. TO2
Azienda Sanitaria Locale
DOMP
Torino Nord
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Master in Malattie Rare
Seminario
Torino, 27 – marzo – 2009
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Le malattie da prioni:
demenze rare e demenze meno rare
Carlo Buffa
4. PRIONI
Cosa significa?
Proteinaceous Infectious Particle
composti proteinacei infettanti descritti da Prusiner nel
1982: mentre cercava la causa dello scrapie della
pecora si rese conto che l’agente trasmissibile era
privo di acido nucleico.
Infatti, trattando con UV (che impediscono il regolare
accoppiamento della doppia elica degli acidi
nucleici), il tessuto nervoso della pecora affetta da
scrapie continua ad essere infettante
8. PrPc PrPsc (o PrPres)
la proteina prionica modificata è proteinasi
resistente e si accumula (amiloidogenesi).
9. struttura delle proteine
• Primaria: la sequenza lineare degli aminoacidi
• Secondaria: la ripiegatura dei diversi tratti (α-elica, β-
piana, Ω-ciclica, etc.)
• Terziaria: conformazione spaziale complessiva
• Quaternaria: aggregati di proteine analoghe con
struttura polimerica (2 o + polipeptidi)
10.
11. Folding e misfolding
(e molecole chaperon)
Proteine chaperon:
prevengono il misfolding
Legano i gruppi idrofobici e
impediscono l’aggregazione
Ma talvolta il misfolding si
verifica ugualmente
12. Folding e misfolding
Processo degenerativo delle proteine
modificazione conformazionale
accumulo di proteine anomale
TSE
più resistenti Parkinson
(amiloide) Alzheimer
Huntington
ecc.
13. c
struttura della PrP
GPI: glico-fosfatidil-inositolo (sulla parete cellulare)
14. misfolding della PrP
253 aminoacidi
253 aminoacidi 2 regioni ad α elica
3 regioni ad α elica 1 regione ß – sheet
PrPc PrPsc
Aggregati stabili,
Amiloide - Fibrille
15. Affiancamento delle alfa eliche a segmenti di proteine mal ripiegate (beta)
Formazione di eterodimeri e infine di forme stabili omodimere, β-sheet, a
disposizione antiparallela. Meccanismo auto-catalizzante. La reazione inversa è
possibile in laboratorio, con tamponi particolari, in vivo è probabilmente assente
o nulla.
Similarità fra PrP umana e bovina. Facilità di aggregazione reciproca.
16.
17. infettiva
La stessa proteina patologica può
dare la stessa malattia degenerativa
con tre meccanismi diversi
sporadica
ereditaria
18.
19. Il gene PRNP
La PrP è codificata da un piccolo gene, il PRNP,
che sta sul braccio corto del cromosoma 20
22. A che serve la proteina normale (PrPc) ?
Glicoproteina ancorata alle membrane cellulari.
Espressa nei neuroni e in quasi tutti i tessuti
- Azioni:
• sviluppo delle sinapsi, crescita di assoni e neuriti
• protezione della mielina
• Legare Cu++
• Riparare cellule danneggiate
• Limitare: apoptosi e stress ossidativo
… però il topo transgenico senza PrP ha
normale sopravvivenza …
23. NATURE Vol 443 - 19 October 2006 - dai:10.1038/nature05294
La teoria dei prioni spiega tutto?
• La trasformazione PrPc – PrPsc non è completamente chiarita
• senza PrPc, la PrPres non provoca infezione
• la reazione che produce PrPsc avviene solo in presenza di
cellule (la PrPsc non è sintetizzabile in laboratorio).
• Per fare aggregati peptidici tossici c’é bisogno di chaperon,
ioni metallici, GAGs e lipidi e quindi forse indirettamente c’è
bisogno anche di acido nucleico
25. 1920 1921
Hans Gerhard Alphons Maria
Creutzfeldt Jakob
1885 - 1964 1884 - 1931
Creutzfeldt nel 1920 e Jakob nel 1921 descrivono separatamente un caso di
“pseudosclerosi spastica” .
Da allora descritte numerose encefalopatie spongiformi dei mammiferi: pecore
(scrapie), bovini (BSE), daini, alci, topi, ungulati selvatici, primati, visoni.
Nell’uomo: 4 malattie da prioni, tutte dementigene.
26. Forme cliniche di TSE nell’uomo
CJD
CJD sporadica “spontanea”
CJD familiare genetica (mutazione PRNP)
CJD iatrogena infettiva
CJD variante infettiva (dalla BSE).
GSS genetica
FFI genetica o sporadica
KURU infettiva (cannibalismo rituale)
27. CJD sporadica e CJD familiare
1 / 1 milione
Età media 60 anni. Durata: 2-12 mesi (media 4-5).
primi sintomi abitualmente di tipo psichiatrico:
depressione, irritabilità, disturbi del sonno
deficit cognitivo ingravescente
mioclonie spontanee e riflesse
segni cerebellari e piramidali
mutismo acinetico
20 % ad esordio improvviso quasi ictale.
talvolta inizio con disturbi visivi (di Heidenhain)
rara forma coreo-atetosica o ballica
14 % familiare: mutazioni puntiformi o diverse inserzioni di octopeptidi. La
mutazione al codon 200 (E200K) è la più frequente.
28. CJD iatrogena (dati a fine 2005)
impianto di cornea 3 casi
impianto di dura 169 casi
ormoni ipofisari da cadavere 147 casi
elettrodi EEG intratecali 2 casi
interventi neurochirurgici 4 casi
trasfusioni …….
29.
30. CJD variante
Prima segnalazione 1996 su Lancet. Età media d’esordio 29 anni.
Sintomi psichiatrici all’inizio; entro 2 mesi parestesie dolorose; poi
tremori e disartria; poi mioclonie, demenza, atassia.
Durata media 14 mesi.
Tutti casi sono MM al codon 129.
EEG non tipico.
Proteina 14-3-3 nel liquor presente solo nella metà dei casi. Più
sensibile ma meno specifica per la diagnosi la TAU.
Costante presenza di PrPres nelle tonsille, nella milza e nei
linfonodi. Diagnosi in vitam tramite biopsia tonsillare.
31. Casi di vCJD (2005)
140
UK
9
Francia
Italia 1
Irlanda 2
Canada 1
USA 1
TOTALE 154
fino al 2007: 199 casi
32. GSS
(malattia di Gerstmann – Sträussler – Scheinker)
2/100 milioni/anno. Atassia cerebellare, poi demenza.
Nel 40 % mutazione al codon 102 (P102L).
Familiare
Clinica molto varia. Casi senza demenza. Prevalenza di atassia.
In Italia cluster siciliano (Palermo).
Altre mutazioni con paraparesi spastica e parkinsonismo.
33. FFI
familial fatal insomnia
Nel 1986 descritta famiglia italiana con numerosi casi.
Inizialmente non attribuita alle TSE.
Demenza talamica
Insonnia intrattabile, alterazioni ormonali e neurovegetative. Presenile.
Sopravvivenza 1-2 anni.
14-3-3 assente, RM normale.
Alla PET ridotta attività nei nuclei talamici.
Spongiosi e PrPres nel talamo.
Mutazione al codon 178 (D178N). Overlap con CJD familiari dipenderebbe dal
polimorfismo al 129 (VV nei casi di CJD, MM nei casi di FFI). Ereditarietà
dominante.
34. Kuru
Presso l’etnia Före, di Papua in Nuova Guinea: (Kuru = rabbrividire)
Cannibalismo rituale: viscere (donne, bambini), muscoli (uomini).
Disturbi cerebellari, labilità affettiva. Demenza tardiva. † 3-4 anni.
Messa tra le encefalopatie spongiotiche dal 1959.
MM al codon 129: aumentato rischio, più breve incubazione.
40 anni fa’ 50 % dei Före erano MM al codon 129, ora sono 0 %
Ancora attuali casi VV (incubazione superiore a 40 anni).
37. Glicotipi e frammenti della PrPres
Differente esposizione degli aminoacidi N-terminali per cui la proteinasi K
ne rimuove un numero differente.
Al W.B. frammenti con diversa mobilità.
Tipo 1 (21 kDa), tipo 2 (19 kDa).
Dalla correlazione fra polimorfismo al 129 e le glicoforme nascono
MM Tipo 1
MV
VV Tipo 2
6 classi biochimico-molecolari per la CJD sporadica
40. EEG
L’EEG è stato, per molti anni, il principale
strumento diagnostico per la CJD in vita e
compare tra i criteri diagnostici dell’OMS.
EEG tipico:
attività periodica con sharp waves, diffuse,
bi/trifasiche, a 1-2 hz
47. Sequenza FLAIR
Segnale elevato nel pulvinar (A)
A
vCJD
segno del pulvinar
hockey stick sign
B Sequenza FLAIR
Segnale elevato anche nella parte
media del talamo (B)
Il segno del pulvinar compare tra i criteri OMS
48. Esame liquor
Proteina 14-3-3
positività 90 %.
Falsa positività: ictus, tumori, encefalite
Proteina Tau e P-Tau.
Falsa positività: encefalite, ictus,
s. paraneoplastiche.
western blot della proteina 14-3-3
nel liquor
55. Diagnosi in vitam
possibile - probabile
CLINICA
liquor
RM
BIOPSIA
EEG
tonsilla (vCJD)
genetica Mucosa olfattoria (CJD. GSS? IF?)
Western Blot
definita (su encefalo congelato)
Immunoistochimica
Diagnosi post mortem (su encefalo fissato)
63. PrPsc e la barriera tra specie
.
La sequenza di aminoacidi della PrP varia leggermente
da una all’altra specie e nella stessa specie (strains di PrP).
La trasmissibilità fra specie dipende dall’analogia nella sequenza di
aminoacidi e dalla conformazione spaziale fra PrPsc infettante e PrPc
dell’ospite.
Per inoculazioni successive la PrPsc assume la conformazione della
proteina dell’ospite, si abbrevia il tempo di incubazione ed aumenta la
percentuale di soggetti infettabili.
I e II passaggio sembrano fondamentali per il salto di barriera.
64. Il concetto di barriera fra specie
• La trasmissione di prioni da una specie di
mammifero all’altra è tipicamente molto più
difficile che la trasmissione all’interno della stessa
specie
• La trasmissione di CJD dall’ uomo al topo è difficile
o impossile, mentre il topo transgenico (con PrP di
tipo umano) si infetta con assoluta facilità
68. Kuru
Il cannibalismo fu proibito nei primi anni ’50 e
cessò completamente nel ‘59. Da allora nessun
bambino è morto di kuru nel South Fore.
69.
70. Kuru
• Il virologo Carleton
Gajdusek (Nobel 1976)
inoculò estratti di cervello
di persone decedute di
kuru nel cervello di
scimpanzè. Tutti gli
scimpanzè morirono
entro 50 mesi
dimostrando la natura
infettiva del Kuru e la
lunga incubazione.
71. L’epidemia di BSE in UK
183.961 casi accertati in Gran Bretagna al giugno 2004
Completa
proscrizione
delle farine
animali
inizio
proscrizione
delle farine
animali
Prima
conferma
istopatologica
72. epidemia di BSE (in UK) e di vCJD (nel mondo)
30 cases 40000
of BSE
nvCJD BSE
35000
25
30000
20
25000
cases of vCJD
15 20000
15000
10
10000
5
5000
0 0
up to 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004
1987 year
73. Collins SJ, Lawson VA, Masters CL , transmissible spongiform encephalopathies. The
Lancet. Vol. 363. Jan 3, 2004.
74. Sorveglianza attiva in Italia sulla BSE
ANNO CAPI TESTATI CASI PREVALENZA
(>24 mesi) sorv.attiva (CASI/10.000)
2001 462.536 48 1,04
2002 740.343 34 0,46
2003 787.540 31 0,39
(1)
2004 781.837 7 0,09
2.772.256 120 0,43
Totale
(1) casi e test al 31.12, incluso un caso da sorveglianza passiva
75. Provvedimenti
Trasfondere sempre sangue senza linfociti
(normativa UK 1998).
Tutti i bambini nati dopo il 1995 ricevano solo
sangue di donatori non inglesi (normativa UK
2002).
Eliminare dalla donazione chi ha soggiornato in
Inghilterra oltre 6 mesi.
Eliminare dalla donazione chi ha subito
trasfusioni?
76. polimorfismo al codon 129
15% 15%
MV VV
VV
MM 100% MM
70% MM MV
CJD sporadica vCJD
10 %
VV
50% 40%
MV MM
Controlli (fra i caucasici)
77. Tutti i casi di vCJD ad oggi sono MM al codon 129
Ma sono stati trovati 3 casi di persone VV con
positività ai prioni nell’appendice celiaca
Anche la barriera VV verrà infranta?
78. Sono stati segnalati 3 casi di
trasmissione di CJD con trasfusioni di
sangue (incubazione di 5-6 anni).
79.
80.
81.
82.
83.
84. Numero complessivo di sospetti
115
LOMBARDIA
28
VENETO
23
PIEMONTE
12
EMILIA ROMAGNA
3
VALLE D'AOSTA
3
CALABRIA
2
SICILIA
2
LAZIO
1
TRENTO
1
TOSCANA
1
PUGLIA
1
LIGURIA
1
FRIULI V.G.
1
ABRUZZO al 31/12/2004
0 20 40 60 80 100 120 140
87. Terapia
Al Prion 2006 una intera sessione sulla terapia
• Il dramma emergente
• dei giovani affetti da vCJD
• dei familiari dei casi genetici
• dei casi trasfusi o altri a rischio iatrogeno
Necessità tra l’altro di counseling medico-legale e psicologico.
• Su colture di cellule nervose è facile eliminare i prioni
con molecole cicliche (es. blu di metilene)
• La quinacrina, le fenotiazine
• La doxyciclina
• Pentosan polisolfato endoventricolare (compete coi glicani
della PrP)
• vaccino
• MM ----> VV sistema linfoemopoietico ? ??
89. Settembre 1988
Parlamento Europeo e Consiglio dell’Unione Europea
istituiscono una rete di sorveglianza epidemiologica e di
controllo delle malattie trasmissibili
nella Comunità
Febbraio 2001
La legislazione italiana equipara la Malattia di Creutzfeldt-
Jakob e le sindromi ad essa correlate alle malattie
infettive e diffusive che comportano l’adozione di misure
di sanità pubblica
90. Marzo 2001
La legislazione italiana, considerata l’epidemia di
encefalopatia spongiforme del bovino (BSE) in atto nel
Regno Unito dalla prima metà degli anni 80, stabilisce la
necessità di monitorare l’incidenza della malattia di
Creutzfeldt-Jakob e delle sindromi ad essa correlate
DECRETA
La variante della Malattia di Creutzfeldt-Jakob, la Malattia
di Creutzfeldt-Jakob e le sindromi ad esse correlate
devono essere segnalate sia al sospetto che nei casi
accertati.
93. I prioni sono stati e sono causa di tragiche malattie:
• cinquanta anni fa’ hanno decimato la popolazione di Papua
• ci sono stati più di 250 morti da infezioni iatrogene
• ancora non è esclusa un’epidemia post-BSE in Europa
Eppure si tratta di un fenomeno affascinante:
che va molto al di là delle malattie in questione e che può essere la strada
maestra per capire il meccanismo di interferenza fra le diverse proteine e
la patogenesi delle malattie neurodegenerative
Per ora, diverse questioni basilari sui prioni restano oscure.
Aguzzi A, Polymenidou M. “ Mammalian prion biology: one century of
evolving concepts”. Cell. 2004 Jan 23; 116 (2): 313 - 27
94. Disorder Reported Overlaps
Overlap between neurodegenerative disorders
Armstrong RA, Lantos PL, Cairns NJ. Neuropathology 2005;25:111–124
AD CBD,CJD,DLB,DS,GSS,NPD,PkD
CBD FTDP-17,FTD-MND,PD,PkD,PSP
CJD DLB,PD
DLB DS,MSA
FFI GSS
FTDP-17 CBD,PSP
FTD-MND CBD,HD
MSA PkD,DLB,PSP
PD PSP
• AD Alzheimer’s disease; CBD corticobasal degeneration; CJD Creutzfeldt-Jakob disease; DLB,
dementia with Lewy bodies; DS Down’s syndrome; FTD-MND motor neuron disease with
dementia; FTDP-17, frontotemporal dementia and parkinsonism linked to chromosome 17;
GSS Gerstmann – Straussler – Scheinker syndrome; HD Huntingon’s disease; MSA Multiple
system atrophy; NPD Niemann-Pick disease; PD, Pick’s disease; PkD Parkinson’s disease; PSP
progressive supranuclear palsy.
95. Genetica delle popolazioni
L’esempio del Kuru (azzeramento del polimorfismo MM al codone
129) ha fatto ipotizzare che tale polimorfismo si sia modellato in
tempi preistorici sulla base di abitudini alimentari, di pratiche
cannibaliche e di conseguenti epidemie e selezioni collettive
attraverso gravi malattie epidemiche neurologiche.
