Deficienza di AMP deaminasi

Deficienza di AMP deaminasi

Premessa: AMP deaminasi e ciclo delle purine

L’enzima AMP deaminasi si occupa di degradare la adenosina monofosfato (AMP)  in inosina monofosfato (IMP), che a sua volta viene inviata a un percorso metabolico (detto ciclo delle purine) che sintetizza fumarato, una molecola che alimenta il ciclo di Krebs (Sabina RL, et al. 1984). Una riduzione della funzione di questo enzima produce dunque una riduzione di IMP e in definitiva di fumarato, e un accumolo di AMP. Quest’ultimo porta a sua volta aun accumulo di adenosina, che è un vasodilatatore (vedi figura 1).

AMP deaminase deficiency
Figura 1. L’enzima AMP deaminasi degrada AMP in IMP, e alimenta il ciclo di Krebs con il fumarato.

Esisitono tre versioni dell’enzima AMP deaminasi (AMPD1, AMPD2, AMPD3), i quali sono espressi in modo diverso a seconda dei tessuti (vedi figure 2, 3, 4). Qui ci occuperemo del AMPD1 – che è espresso esclusivamente nei muscolo scheletrici – il cui difetto genetico porta ad una malattia fenotipicamente sovrapponibile alla sindrome da fatica cronica (ME/CFS).

AMP deaminase 1 expressione
Figura 2. Il gene AMPD 1 è espresso esclusivamente nei muscoli scheletrici e nella lingua.
AMP deaminase 2 expressione
Figura 3. Il gene AMPD 2 è espresso principalmente nei leucociti, nel cervello e nella ipofisi.
AMP deaminase 3 expressione
Figura 4. Il gene AMPD 3 è espresso in ogni tessuto.

Deficienza di AMP deaminasi, sintomi e test

Difetti genetici nell’enzima AMP deaminasi specifico dei muscoli (ovvero l’AMP deaminasi 1, AMPD1) sono associati a una patologia caratterizzata da fatica muscolare, mialgie e deficit cognitivi. Questi sintomi sono acuiti dallo sforzo, o si manifestano esclusivamente dopo lo sforzo. La malattia è caratterizzata da un aumento della produzione di adenosina e una riduzione di IMP dopo sforzo (vedi tabelle 1 e 2), con una normale sintesi di lattato e una ridotta sintesi di ammonio. Può esservi un modesto aumento del CPK (Sabina RL, et al. 1984). La malattia fu descritta per la prima volta nel 1978, attraverso la ricerca diretta dell’enzima nel tessuto muscolare di 5 persone con facile affaticabilità (Fishbein WN et al. 1978). Da allora la patologia si riscontra nel 2% delle biopsie muscolari e la gravità sembra molto variabile da soggetto a soggetto, da persone asintomatiche a persone con una serie di sintomi neuromuscolari (Morisaki T et al. 1992). Sebbene la malattia sia di origine genetica, è stata descritta anche una manifestazione dovuta a cause epigenetiche. In ogni caso la diagnosi può essere sospettata quando il test da sforzo ischemico dell’avambraccio evidenzia una ridotta sintesi di ammonio, associata a normale produzione di lattato (Fishbein WN 1985).

Riposo (adenosina) post sforzo (adenosina)
CFS/ME (siero, ug x h/ml, media, maschi)  23996363.64
Controllo (siero, ug x h/ml, media, maschi)   54217222.22
AMPdd (muscolo, nano moli per micro moli di  creatina, mediana)  0.12 0.79 (p<0.05)
Controllo (muscolo, nano moli per micro moli di  creatina, mediana)  0.17  0.23

Tabella 1. Nella AMP deaminasi deficiciency (AMPdd) si ha una adenosina leggermente ridotta a riposo, con un aumento anomalo dopo sforzo (Sabina RL, et al. 1984). Nella CFS la adenosina a riposo è analogamente ridotta (Naviaux R et al. 2016).

Riposo (IMP) post sforzo (IMP)
CFS/ME (siero, ug x h/ml, media, maschi) 3789.55
Controllo (siero, ug x h/ml, media, maschi) 8911.67
AMPdd (muscolo, nano moli per micro moli di creatina, mediana) 0.07 4.1 (p<0.05)
Controllo (muscolo, nano moli per micro moli di creatina, mediana) 0.38 51.6

Tabella 2. Nella AMPdd l’IMP è ridotto sia a riposo che (in maniera molto più consistente) dopo esercizio (Sabina RL, et al. 1984). Nella CFS l’IMP è ridotto a riposo (Naviaux R et al. 2016).

Riposo (AMP) post sforzo (AMP)
CFS/ME (siero, ug x h/ml, media, maschi) 49439.13
Controllo (siero, ug x h/ml, media, maschi) 60090.48
AMPdd (muscolo, nano moli per micro moli di creatina, mediana) 0.89 1.09
Controllo (muscolo, nano moli per micro moli di creatina, mediana) 0.49 0.57

Tabella 3. Nella AMPdd l’AMP è aumentata sia a riposo che (in maniera molto più consistente) dopo esercizio (Sabina RL, et al. 1984). Nella CFS l’AMP è ridotta a riposo (Naviaux R et al. 2016).

Deficienza di AMP deaminasi, difetto genetico

Nel 1992 Morisaki individuò il principale difetto genetico associato al malfunzionamento dell’enzima AMP deaminasi e potè pertanto associare la patologia qui discussa con questo difetto. Si tratta della sostituzione di una citosina (C) con una timina (T) nella posizione 34 del gene AMPD1 (rs17602729). Questa sostituzione produce un enzima troncato, che non funziona (Morisaki T et al. 1992). Tutti i suoi pazienti erano omozigoti per questa mutazione, mentre la condizione di eterozigosi (CT) era presente nel 12% del controllo sano caucasico. Sebbene la variante CT sia associata a ridotta funzionalità enzimatica rispetto alla variante CC (Norman B et al. 1998), si ritiene che solo la omozigosi possa essere patogenica, tuttavia in almeno uno studio alcuni soggetti con la patologia erano portatori della mutazione in un solo allele (Fisher H et al. 2007), quindi la questione rimane dubbia. Comunque, in generale il 2% della popolazione caucasica è omozigote per la mutazione e il 20% è eterozigota, e i portatori di questa mutazione, anche solo in eterozigosi, sono maggiormente soggetti alla facile affaticabilità. Inoltre gli atleti che eccellono in sport di sprint e potenza (sforzi anaerobici) hanno una bassa frequenza di eterozigosi CT rispetto alla popolazione generale e frequenza nulla della omozigosi TT  (Gineviciene V et al. 2014). E’ interessante notare tuttavia che l’eterozigosi CT risulti protettiva nei confronti di patologie cardiache e coronariche (Loh E et al. 1999), (Anderson JL et al. 2000). Nel mio caso, io risulto portatore della eterozigosi CT (vedi figura 5). Sono portatore anche di un’altra mutazione in eterozigosi, della quale non si conosce attualmente il significato patologico (ammesso ce ne sia uno).

AMP deaminase Paolo
Figura 5. Alcuni SNPs del gene AMPD1 di Paolo Maccallini. La lettura degli SNPs è stata effettuata da 23&ME e l’indicazione della frequenza delle variazioni è fornita da LiveWello, in cui ho creato un template per questa patologia.

Deficienza di AMP deaminasi, ruolo della adenosina nella fatica

Abbiamo visto che la deficienza di AMP deaminasi comporta un aumento di adenosina e questo potrebbe essere responsabile del ‘crash’ post-sforzo dei pazienti con questa patologia. Infatti, l’adenosina è una molecola che presenta diversi recettori in vari tessuti. Se in particolare stimola il recettore A2a, la conseguenza è vasodilatazione (calo pressorio) (McVey MJ et al. 1999) e depressione del sistema dopaminergico nel sistema nervoso centrale (Schiffmann SN et al. 2007).

Deficienza di AMP deaminasi e ME/CFS

Data la presenza di fatica post sforzo, mialgia e deficit cognitivi nella deficienza di AMP deaminasi, mi sono chiesto se la mutazione C->T nella posizione 34 del gene AMPD1 possa essere confusa con una ME/CFS oppure possa costituire un fattore predisponente a sviluppare la ME/CFS. Come prima cosa ho confrontato la concentrazione di adenosina, IMP e AMP nella ME/CFS con quelle dei pazienti con deficienza di AMP deaminasi (tabelle 1, 2, 3). Ho utilizzato a questo scopo i dati grezzi dello studio Naviaux e quello che risulta è una concordanza in termini di adenosina (tabella 1) e IMP (tabella 2) (ridotte, a riposo, in entrambe le patologie) e una discordanza per la AMP, ridotta nella ME/CFS e aumentata nella deficienza di AMPD, a riposo (tabella 3). Quindi le due patologie non coincidono. Inoltre un gruppo italiano ha indagato proprio il gene ADMP in un gruppo di 17 pazienti italiani di ME/CFS, senza trovare una correlazione tra mutazioni di questo gene e la patologia (Maltese PE et al. 2016).

Conclusione

La deficienza di AMP deaminasi muscolare è una patologia caratterizzata da inusuale fatica, mialgie e deficit cognitivi, post-sforzo. Potrebbe essere associata a cali pressori e/o tachicardia (intolleranza ortostatica?), visto l’aumento della adenosina dopo lo sforzo, ma non mi pare questo fenomeno sia stato opportunemente documetato. Non è una malattia fatale e spesso non è diagnosticata. Può essere sospettata se il test da sforzo ischemico dell’avambraccio dimostra un ridotto aumento di ammonio, nel contesto di un normale aumento di lattato. La forma genetica è associata alla sostituzione di una citosina (C) con una timina (T) nella posizione 34 del gene AMPD1 e si manifesta principalmente (o esclusivamente) nel caso in cui questo polimorfismo sia in omozigosi. Questo polimorfismo (identificato dalla sigla rs17602729) fa parte di quelli letti dal test 23&ME. Sebbene le anomalie metaboliche di questa patologia non coincidano con quelle statisticamente rilevate nella ME/CFS e sebbene in uno studio genetico su 17 pazienti ME/CFS non sia stata rilevata la mutazione, ritengo possibile che un piccolo gruppo di pazienti ME/CFS abbia in realtà questa patologia, data la somiglianza della presentazione clinica.

Western blot per malattia di Lyme

Western blot per malattia di Lyme

Senza entrare nei dettagli, è utile sapere che l’immunoblot (o western blot) è una procedura che consente di determinare contemporaneamente la presenza, nel sangue analizzato, di anticorpi contro più antigeni del patogeno. Una rassegna di questi antigeni si trova qui. Gli antigeni sono disposti su un supporto, divisi in fasce trasversali (dette bande) contigue ma separate, mentre l’esecuzione del test non è dissimile da quella descritta per il test ELISA. In Figura 1 e in Figura 2 sono rappresentati i supporti (IgM e IgG, rispettivamente) per un western blot attualmente in commercio in Europa (Euroimmun).

IB IgM
Figura 1. Rappresentazione di un western blot europeo per IgM. Disegno di Paolo Maccallini.
IB IgG
Figura 2. Rappresentazione di un western blot europeo per IgG. Disegno di Paolo Maccallini.

Affinché un western blot (in IgM o in IgG) sia considerato positivo, non è necessario che tutte le bande lo siano, sono sufficienti solo alcune bande positive. Il numero e il tipo di bande positive affinché un western blot sia positivo è stato determinato con considerazioni statistiche in modo da garantire la massima specificità del test, determinando dei criteri validi per l’area europea. Tali criteri sono riportati in Tabella 1, dove sono posti a confronto con i criteri adottati negli Stati Uniti (CDC, 1995). Come si vede i criteri europei richiedono la positività a un minor numero di bande, essendo la risposta immunologica dei pazienti affetti da borrelia europea ristretta a un numero inferiore di proteine di superficie (Wilske B et al. 2007). In Tabella 2 e Tabella 3 sono riportate sensibilità e specificità per un western blot tedesco attualmente in uso, interpretato con criteri europei (Branda JA et al. 2013). Nella prima tabella le IgM e le IgG sono considerate separatamente, mentre nella seconda si considera un test positivo se positivo in almeno una delle due classi di anticorpi. Dalla Tabella 3 si può notare come, ad esempio, un western blot negativo sia un falso negativo nel 13% di casi neuroborreliosi, così come un test positivo sarà un falso positivo nel 9% di casi di neuroborreliosi o artrite di Lyme.

criteri IB
Tabella 1. Criteri per l’interpretazione del western blot in Europa e in USA. Tabella di Paolo Maccallini.
sensibilità specificità 1
Tabella 2. Sono riportati sensibilità e specificità per un western blot europeo. EM sta per eritema migrante, NB per neuroborreliosi, ACA per acrodermatite cronica atrofica. IgG e IgM sono considerate separatamente. Tabella di Paolo Maccallini.
sensibilità specificità 2
Tabella 3. Sono riportati sensibilità e specificità per un western blot europeo. EM sta per eritema migrante, NB per neuroborreliosi, ACA per acrodermatite cronica atrofica. IgG e IgM sono considerate insieme. Tabella di Paolo Maccallini.

Reclutamento pazienti Lyme

Reclutamento pazienti Lyme

Mi è stata segnalata una iniziativa – di cui non so molto per la verità – ma che sembra interessante e potenzialmente utile. Per questo riporto qui – così come mi è stato girato – il seguente messaggio, rivolto a tutti i pazienti a cui sia stato assegnato il codice di esenzione per patologia RA0030, associato alla Malattia di Lyme. Per ulteriori informazioni ci si rivolga a Laly Reghenzani (+39 3400549577).

!! AAA – RA0030 – AAA !!

E’ stato creato attorno a questa patologia, la Malattia di Lyme, un nuovo gruppo di ricerca scientifica: si cercano pertanto pazienti con certificazione statale di tale infermità per dare vita, tramite loro, a un database su sintomi, terapie ed esami effettuati. Professori universitari di varie discipline e istituti offriranno il loro contributo professionale e visiteranno senza fini di lucro, per inquadrare il più possibile sintomi, diagnostica e terapizzazioni di questa malattia plurimorfa; l’obiettivo è quello di fissare approcci e metodiche nuove di intervento e assistenza, consulenza e terapizzazione di chi ne sia affetto.

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* Cercasi persone con Malattia di Lyme certificata RA0030 *
Aderisci o diffondi la notizia a chi sai può esserne interessato.
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Questo è il punto di partenza di un progetto inedito per l’Italia, multisettoriale, e che si auspica possa conoscere nuovi percorsi di assistenza e tutela dei malati. Il focus di indagine sarà in una seconda fase ampliato anche a coloro che non possiedono una diagnosi acclarata di tale patologia. Più persone vorranno far parte già agli esordi di questo programma, più ampio e rapido sarà l’itinere di tale planning.

Fate pertanto avere avere a me, Stefano Richichi, o Laura (Laly Reghenzani) il vostro nome, indirizzo e recapiti vari: così  verrete contattati quanto prma per ricevere ulteriori dettagli. Le visite si cercherà di effettuarle raccorpate fra vari specialisti, per essere di minor incomodo a chi dovesse spostarsi per effettuarle.

Sia il benvenuto a chi è interessato, grazie dell’attenzione