Sindromi da dilatazione dell'aorta toracica

Sfondo Le sindromi da dilatazione aortica sono costituite da un gruppo di diverse sindromi, di cui la sindrome di Marfan è la meglio descritta. La sindrome di Marfan è una malattia ereditaria del tessuto connettivo associata a mutazioni nel gene della fibrillina-1 (FBN1). La diversità genetica è ampia con più di 1000 diverse mutazioni in FBN1. Fino ad ora ottenere la corretta diagnosi genetica è stato in molti casi costoso, difficile e dispendioso in termini di tempo; ma l'uso del sequenziamento di nuova generazione (NGS)1;2 ha il potenziale per rendere la diagnosi più veloce, più sicura e molto più economica. Le mutazioni nel gene TGFβR1 e TGFβR2 possono anche dare origine a un fenotipo della sindrome di Marfan, ma anche alla sindrome di Loeys-Dietz e alla sindrome dell'aneurisma dell'aorta toracica familiare. Le mutazioni in altri geni possono portare a un sospetto clinico di sindrome di Marfan o sindromi correlate come la sindrome di Ehler-Danlos, la sindrome di Weill-Marchesani e altre 3. Si osservano eventi sporadici dovuti a mutazioni de novo nel 20-30% dei casi diagnosticati di Sindrome di Marfan 4;5. Nuovi criteri diagnostici revisionati sono stati presentati nel 2010 3.

La frequenza della sindrome di Marfan è stata studiata solo in pochi studi e con risultati molto divergenti. In uno studio cinese del 1990 è stata riscontrata una prevalenza di 17,2 per 100.000, rispetto a uno studio del 1997 con una prevalenza di 4,6 per 100.000 6-9. Le esecuzioni preliminari dei registri disponibili suggeriscono che in Danimarca esistono 1000-2000 individui con la sindrome di Marfan, che è una prevalenza sostanzialmente più alta rispetto agli studi sopra menzionati.

Il quadro dei sintomi e delle malattie in tutte queste sindromi è piuttosto vario, ma con un coinvolgimento tipico dei sistemi cardiovascolare, oculare e scheletrico. Nuovi studi hanno anche mostrato una maggiore frequenza di emicrania, apnea notturna e colelitiasi nella sindrome di Marfan e probabilmente con una gamma di sintomi e tratti ancora non descritti 10-15.

C'è un ben noto aumento della mortalità tra i pazienti Marfan a causa di cause cardiovascolari, a causa della dilatazione e della dissezione aortica. Tuttavia, questo è stato studiato solo in pochi e piccoli studi; uno studio americano/scozzese del 1993 ha riscontrato un aumento della durata della vita da 48 anni nel 1972 a 72 anni nel 1993 16-19. I dati sulla durata della vita in altre sindromi da dilatazione dell'aorta toracica sono scarsi. E allo stesso modo non si sa molto della qualità della vita e delle condizioni socio-economiche della sindrome di Marfan e di altre sindromi correlate. È possibile che l'aumento della morbilità e della mortalità correlata a queste sindromi influisca negativamente sulle condizioni socio-economiche, come si può ipotizzare nella sindrome di Marfan 20-23.

Le manifestazioni scheletriche furono descritte per la prima volta da AB Marfan nella descrizione originale della sindrome nel 1896 24, ma ora, un secolo dopo, molte sfaccettature della sindrome non sono ancora ben caratterizzate e molti studi sono stati condotti su gruppi molto selezionati di pazienti con sindrome di Marfan , il che rende problematica l'estrapolazione dei dati.

La Danimarca ha ottimi registri; rappresentano una possibilità unica per lo studio di malattie rare come la Marfan e relative sindromi riguardanti morbilità, mortalità e socio-economia, purché la diagnosi sia certa. Abbiamo precedentemente studiato una gamma di sindromi rare in questo modo 25-31.

Tuttavia, la diagnosi della sindrome di Marfan e di una serie di sindromi da dilatazione dell'aorta toracica sono ancora problematiche e uno scopo del presente studio è quello di migliorare non solo la diagnosi ma anche la caratterizzazione di queste sindromi. Allo stesso modo, miriamo a identificare nuove mutazioni, specialmente in condizioni frequenti come la valvola aortica bicuspide (0,46-1,37% della popolazione), che spesso porta alla dilatazione aortica e alla necessità di intervento chirurgico 32. La sindrome della valvola aortica bicuspide segue un'eredità autosomica dominante con penetranza incompleta e predominanza maschile (3:1), che indica il coinvolgimento di geni sul cromosoma X 33.

Identificheremo tutti i pazienti con sindrome di Marfan e tutti gli altri pazienti con sindromi da dilatazione dell'aorta toracica utilizzando un approccio multiforme. I pazienti saranno identificati attraverso una combinazione di tutti i registri disponibili in Danimarca (The National Registry of Discharge Diagnoses, The Registry of Causes of Death, The Cancer Registry) e dei dipartimenti che si prendono cura di questi pazienti (i 2 Centers of Rare Diseases di Copenhagen e Aarhus , e i 3 maggiori Dipartimenti di Cardiologia).

In questo progetto forniremo una combinazione unica di tecnologie molecolari di prima linea e coorti di pazienti ben definite. Gli obiettivi dello studio sono i seguenti:

1. Stabilire un test genetico rapido ed economico per la diagnosi di tutte queste sindromi in modo combinato.
2. Stabilire l'incidenza di tutte queste sindromi in Danimarca.
3. Stabilire morbilità, mortalità e modelli socio-economici per queste sindromi.
4. Esaminare le relazioni genotipo-fenotipo. Popolazione di studio

Dalle analisi preliminari del Registro nazionale delle diagnosi di dimissione, ci aspettiamo di includere 500-1000 persone con sindrome di Marfan. Alcuni di questi hanno subito un intervento chirurgico all'aorta e sono disponibili campioni di tessuto.

Le restanti sindromi sono meno numerose e prevediamo di includere complessivamente circa 100-500 persone. Allo stesso modo, alcuni di questi hanno subito un intervento chirurgico all'aorta e sono disponibili campioni di tessuto.

Per ogni caso (Marfan o qualsiasi altra sindrome) identificheremo 100 controlli abbinati per sesso ed età da Statistics Denmark, consentendoci di calcolare stime precise di morbilità, mortalità e misure socio-economiche.

Metodi ed endpoint La tecnologia NGS consente l'acquisizione di grandi quantità di dati di sequenziamento dall'intero o da parti mirate del genoma. Sequenzieremo l'intero esoma e successivamente prenderemo di mira geni specifici come FBN1, TGFβR1 e TGFβR2 e altri (abbiamo trovato più di 40 geni di interesse e questo numero è ancora in aumento). La capacità di NGS è così grande che miriamo a sequenziare un numero di pazienti nella stessa corsa. Ciò accelererà il processo diagnostico e ridurrà sostanzialmente i costi. I cambiamenti trovati in un paziente qualsiasi verranno quindi confrontati con i database disponibili di variazioni nel genoma umano (SNPdb e HapMap).

La sequenza del DNA di tutti i geni esaminati consentirà la caratterizzazione del genotipo, che sarà correlato con il fenotipo di un dato individuo. Ci aspettiamo di trovare sia mutazioni note che nuove, e ci aspettiamo di trovare mutazioni a base singola così come riarrangiamenti genomici (indels).

Utilizzeremo campioni di tessuto dall'aorta o da altro tessuto rilevante per correlazioni tra lo stato mutazionale, il livello di espressione dell'acido ribonucleico messaggero (mRNA) e la quantità di proteine, ottenendo così informazioni funzionali. In un progetto successivo studieremo gli aspetti funzionali delle aberrazioni genomiche nei modelli cellulari.

I valori di espressione genica digitale saranno trovati usando gemelli e mutazioni, SNP e indel, saranno chiamati usando il BWA SNP-caller, e la variazione del numero di copie sarà chiamata usando CNV-seq. Eseguiremo una copertura approfondita del DNA e dell'RNA dagli stessi campioni per la convalida di presunti eventi genomici come mutazioni, SNP o breakpoint. La bioinformatica sarà svolta sotto la supervisione degli esperti del gruppo di bioinformatica del Dipartimento di Medicina Molecolare. Ci proponiamo di ideare nuove tecniche computerizzate per l'analisi dei dati di sequenza.

Epidemiologia La popolazione di pazienti sarà descritta come sopra menzionato, e dopo la caratterizzazione genetica studieremo la morbilità, la mortalità e l'incidenza per le diverse sindromi. Collegheremo diversi registri e stimeremo l'uso di medicinali soggetti a prescrizione medica e utilizzeremo i registri di Statistics Denmark e studieremo l'esito socio-economico per le diverse sindromi.

Svilupperemo tabelle delle manifestazioni cliniche attese in ciascun gruppo di sindromi e alla fine le collegheremo a determinate mutazioni (relazione gene-funzione), potendo così prevedere l'esito di ciascun individuo. Le tabelle includeranno l'età di insorgenza, la probabilità di sintomi, ecc.

Metodi statistici I tassi di incidenza saranno calcolati come casi per 100.000 per anno e analizzati con l'uso della regressione di Poisson. La morbilità e la mortalità saranno descritte con l'uso delle curve di Kaplan-Meier, log-rank test e regressione di Cox. I dati socio-economici saranno analizzati utilizzando la regressione logistica condizionale.

Autorizzazioni e partner collaborativi Si accetta l'autorizzazione del Comitato Etico della Scienza. Non ci sono considerazioni etiche specifiche in relazione allo studio, che sarà condotto in conformità con la Dichiarazione di Helsinki. Verrà richiesta l'autorizzazione dei diversi registri impiegati e Statistics Denmark ha accettato un'autorizzazione. I pazienti saranno inclusi dalle cliniche ambulatoriali dei 2 centri di malattie rare in Danimarca e dai 4 maggiori dipartimenti di cardiologia. I dati saranno archiviati e analizzati presso il Dipartimento di Medicina Molecolare, Aarhus University Hospital, Skejby.

Importanza clinica Le sindromi descritte hanno un costo elevato sulla società (>3000 individui con varie manifestazioni cliniche) e, in caso di successo, saremo in grado di identificare le famiglie con le sindromi e prevenire le malattie, nonché diagnosticare molto prima portando a una migliore qualità della vita e riduzione del costo del trattamento per la società. Inoltre, è probabile che una descrizione precisa del background genetico porti a un trattamento molto migliore, ad esempio, dell'ipertensione (trattamento con bloccanti dell'angiotensina invece di beta-bloccanti).

Pubblicazioni Gli studi descritti porteranno a una serie di pubblicazioni. Tutti i dipartimenti clinici coinvolti saranno menzionati nei ringraziamenti nelle pubblicazioni future.