Articles

American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine

La sarcoidosi è una rara malattia multisistemica caratterizzata dalla formazione di granulomi non caseosi, che colpisce più comunemente il polmone. È stato generalmente ipotizzato che la sarcoidosi derivi probabilmente da un’interazione di fattori ambientali e genetici. Tuttavia, fino ad oggi non è stato identificato un singolo agente causale ambientale. Negli ultimi anni, i ricercatori hanno fornito ampie prove che una base genetica per la sarcoidosi esiste. Il clustering familiare è comune nella sarcoidosi, e l’ereditabilità è stata dimostrata a circa il 66% in uno studio gemellare (1). In precedenza, numerosi loci di rischio per la sarcoidosi sono stati identificati in studi sui geni candidati (2). La maggior parte di questi risultati erano fortemente correlati a specifici fenotipi di malattia o attendevano di essere replicati. Associazioni eccezionalmente forti e coerenti sono state riportate tra diversi fenotipi di sarcoidosi e alleli specifici della regione DRB1 dell’antigene leucocitario umano (HLA) (3). La scoperta più significativa è quella tra HLA-DRB1*0301 e la sindrome di Löfgren, una forma acuta e auto-remittente di sarcoidosi con incidenza stagionale. DRB1 è altamente polimorfo, e altri alleli DRB1 sono stati associati a forme croniche di sarcoidosi. Pertanto, come molti disturbi complessi, si pensa che la sarcoidosi sia un gruppo eterogeneo di malattie con diversi fattori scatenanti e profili genetici in popolazioni di pazienti fenotipicamente distinte.

In questo numero del Journal, Fischer e colleghi (pp. 877-885) riportano i risultati di un nuovo locus di rischio di sarcoidosi sul cromosoma 11q13.1 in sei coorti europee indipendenti (4).

L’articolo di Fischer e colleghi ha due risultati importanti. In primo luogo, il locus a 11q13.1 conferisce il rischio di sviluppare la sarcoidosi sensu lato. Stratificare la loro coorte in pazienti con sarcoidosi cronica o uno dei suoi sottotipi clinici, la sindrome di Löfgren, non ha avuto un effetto sul risultato dell’analisi. Questo risultato dimostra che i fenotipi eterogenei della sarcoidosi condividono parte del loro background genetico e della loro patogenesi.

In secondo luogo, la scoperta ha ulteriori implicazioni perché il locus di rischio a 11q13.1 è stato identificato anche nella malattia di Crohn (CD), nella psoriasi, nell’alopecia areata e nella lebbra, un gruppo diversificato di disturbi regolati dal sistema immunitario senza molte sovrapposizioni nella presentazione clinica o nell’eziologia. Nella sarcoidosi, nella CD e nella lebbra, i granulomi non caseificanti possono essere un reperto caratteristico. La formazione di granulomi nella lebbra è causata dall’infezione da Mycobacterium leprae. D’altra parte, l’alopecia è un disordine non granulomatoso fortemente associato agli autoantigeni. L’eziologia sia della CD che della sarcoidosi rimane sconosciuta. Epitopi di specifiche specie di Mycobacterium sono stati trovati nei pazienti e sono sospetti fattori scatenanti, ma entrambe le malattie sono state spesso considerate disturbi autoimmuni, anche se gli autoantigeni non sono mai stati scoperti.

È quindi improbabile che il locus di rischio appena scoperto sia legato al trigger ambientale o alla risposta granulomatosa nella sarcoidosi, ma deve essere coinvolto in una predisposizione generale verso una risposta infiammatoria immunomediata alterata.

Attualmente ci sono cinque studi di associazione genome-wide (GWAS) tedeschi riportati per la sarcoidosi da più o meno lo stesso gruppo di ricercatori con in gran parte le stesse coorti di pazienti per l’identificazione, la convalida e la replica degli alleli di rischio (Tabella 1). Le differenze tra gli studi riguardano i tre diversi tipi di array di genotipizzazione, il tipo di analisi e, nel caso del rapporto sul locus 10p12.2, l’aggiunta di una coorte di pazienti con malattia di Crohn per l’identificazione del locus di rischio. In ogni studio, è stato possibile identificare diversi loci di rischio per la sarcoidosi a causa del contenuto non sovrapponibile degli array. Lo studio attuale di Fischer e colleghi replica tutte le associazioni tedesche precedentemente trovate, come ci si aspetterebbe con una buona copertura genomica e popolazioni sovrapposte.

TABELLA 1. STUDI DI ASSOCIAZIONE A LIVELLO GENOMICO PER LA SARCOIDOSI

Franke e colleghi, 2008 (9)* Hofmann e colleghi, 2008 (10) Hofmann e colleghi, 2011 (11) Fischer e colleghi, 2012 (4) Adrianto e colleghi, 2012 (7) Hofmann e colleghi, 2012 (12)
Array Affymetrix GeneChip Human Mapping 100K Set Affymetrix Genome-Wide Human SNP array 5.0 Affymetrix GeneChip Human Mapping 100K Set Affymetrix Genome-Wide Human SNP array 6.0 Illumina HumanOmni1-Quad array Affymetrix Genome-Wide Human SNP array 6.0
SNPs su array 116.204 440.794 116.204 906, 600 1.140.419 906,600
SNPs in analisi 83.360 375.771 97.088 1.294.967† 657.350-864.829 677,619
Popolazione Tedesco Tedesco Tedesco Tedesco AA e EA Tedesco
Su array 398 ca + 394 ctr 499 ca + 490 ctr 381 ca + 392 ctr 564 ca + 1,575 ctr AA: 818 ca + 1.088 ctr 637 ca + 1.233 ctr
EA: 518 ca + 379 ctr
Convalida, replica e mappatura fine‡ 657 ca + 1.091 ctr 267 ca 1649 ca + 1.832 ctr 1582 ca + 1.783 ctr coorte europea: 935 ca + 2.564 ctr 1489 ca + 2.137 ctr 303 ca + 281 ctr301 trio ceco: 267 ca + 330 ctr Svedese: 1.066 ca + 940 ctr AA: 455 ca + 577 ctrEA: 442 ca + 339 ctr + 1.945 ctr extra 1.664 ca + 2.932 ctr 303 ca + 281 ctr Ceca: 267 ca + 330 ctr Svedese: 1.066 ca + 940 ctr
Locus di rischio 10p12.2 10q22.3 6p12.1 11q13.1 6p21.3 12q13.3-q14.1
SNP rs1398024 Rs2789679 rs1048441 rs479777 rs715299‡ rs1050045§
OR 0.81 allele raro di portatore 0,60 allele raro di portatore 1,24-1,72 allele raro allelico 0,67-0.79 allele raro allelico AA: 1,30-1,52 allele raro allelico 1,05-1,41 allele raro allelico
EA: 1.14 alleli rari
Gene‖ C10ORF67 ANXA11 BAG2, C6ORF65, KIAA1586, ZNF451, RAB23 KCNK4, PRDX5, PCLB3, CCDC88B NOTCH4 OS9, AGAP2, TSPAN31, CDK4, MARCH9, CYP27B1, METTL1, FAM119B

Definizione delle sigle: AA = afroamericano; ca = casi di sarcoidosi; ctr = controlli; EA = europeo americano; OR = odds ratio; SNP = polimorfismo a singolo nucleotide.

*Analisi aggregata di coorti di sarcoidosi e malattia di Crohn.

†Per imputazione.

‡Tedesco salvo diversa descrizione.

§Non ha superato la significatività genome-wide in EA.

‖Geni più sospetti in grassetto.

Remarcabilmente, tutte le associazioni genome-wide riportate sono condivise con altri disturbi immunoregolati. Questo colloca la sarcoidosi in un gruppo diversificato di malattie autoimmuni e correlate, che consiste in numerosi disturbi estremamente rari e ampiamente comuni, come il diabete mellito, l’artrite reumatoide e le malattie infiammatorie intestinali. Questo gruppo di disturbi è associato attraverso il raggruppamento familiare e l’aumento del rischio familiare senza chiari modelli di ereditarietà (5). Inoltre, lo sviluppo della fibrosi polmonare è una complicazione debilitante e spesso fatale di molti dei disturbi sistemici in questo gruppo.

Le iniziative per integrare l’enorme quantità di informazioni genetiche per queste malattie e le ricerche di loci condivisi geneticamente predisponenti sono scarse. In un recente tentativo di Cotsapas e collaboratori (6), i risultati GWAS sono stati confrontati in sette disturbi correlati: malattia celiaca, malattia di Crohn, sclerosi multipla, psoriasi, artrite reumatoide, lupus eritematoso sistemico e diabete di tipo 1. Hanno scoperto che oltre il 40% degli alleli di rischio per le malattie immunomediate erano associati a malattie multiple, ma non a tutte, e che gruppi distinti di proteine interagenti sono codificati vicino agli alleli che predispongono i portatori agli stessi sottoinsiemi di malattie. Tali studi ci aiutano a identificare i loci marcatori, la patogenesi associata e i possibili obiettivi terapeutici. Tuttavia, l’applicazione clinica, per esempio attraverso la determinazione del rischio genetico di un individuo per lo sviluppo della malattia, è ancora lontana.

Un limite del GWAS attuale è che è stato applicato solo in coorti europee. Mentre gli europei soffrono più spesso di sarcoidosi autolimitante o lieve, gli afroamericani sono entrambi più comunemente colpiti e soffrono di una malattia più grave. Negli asiatici, invece, la sarcoidosi è rara, ma le manifestazioni extrapolmonari, che spesso coinvolgono il cuore o gli occhi, sono frequenti tra i pazienti. Tuttavia, subito dopo l’attuale rapporto di Fischer e collaboratori, è stato pubblicato il primo studio di associazione che ha coinvolto gli afroamericani (7). Le associazioni principali sono state trovate nella regione HLA. E sebbene la regione sia nota per il suo esaustivo linkage disequilibrium, un’analisi approfondita ha mostrato che diversi alleli, per esempio NOTCH4, conferivano un rischio indipendente di sviluppare la sarcoidosi in quella popolazione. Oltre alla coorte afroamericana, una coorte europea americana è stata studiata da Adrianto e colleghi, e questo ha dimostrato che alcuni loci di rischio HLA erano condivisi, mentre altri erano etnicamente specifici. I loci di rischio ANXA11 e 12q13.3-q14.1 sono stati replicati sia nella coorte afroamericana che in quella europea, mentre RAB23 è stato trovato solo negli afroamericani. Tuttavia, l’attuale scoperta di Fischer e colleghi, CCDC88B, e il locus di rischio C10ORF67 non sono stati trovati tra gli SNPs che conferiscono un rischio associato ad un P < 1 × 10-4 in entrambe le coorti americane.

Sarcoidosi è noto per essere una malattia eterogenea. Le differenze tra i risultati dei GWAS europei e americani potrebbero essere state introdotte da differenze nei criteri di inclusione dei casi. Nello studio di Fischer e collaboratori, tutti i pazienti con sarcoidosi soffrivano di malattia polmonare; tuttavia, il coinvolgimento polmonare non era obbligatorio per l’inclusione nello studio americano. Inoltre, l’inclusione nella cosiddetta popolazione ACCESS (A Case Control Etiologic Study of Sarcoidosis) utilizzata da Adrianto e colleghi richiedeva una malattia provata dalla biopsia e ha portato all’inclusione di appena l’1% dei casi con malattia acuta.

Tutti i GWAS concordano sul fatto che i loci di rischio non sono presenti in tutti i pazienti e che l’aumento del rischio per i portatori è basso. Tranne l’HLA, gli attuali loci di rischio nella sarcoidosi non possono spiegare l’alta ereditabilità e non possono identificare gli individui a rischio, aiutare la diagnosi o prevedere la prognosi nella pratica clinica. La tendenza ad analizzare coorti più grandi o ad eseguire meta-analisi non risolverà immediatamente questi problemi, perché con l’aumento del numero si avrà il potere statistico di rilevare anche rischi minori. Tuttavia, coorti più grandi insieme a un’ampia fenotipizzazione della malattia permetteranno di individuare particolari geni coinvolti nella progressione della malattia e nel coinvolgimento degli organi. Pertanto, una meta-analisi dei risultati di array delle coorti europee e americane sarebbe un prossimo passo logico.

Inoltre, coorti di grandi dimensioni aumenteranno anche il potere di rilevare “alleli non associati”, e per quanto riguarda il gruppo di malattie immunoregolate, questi cosiddetti “risultati negativi” sono di particolare interesse. I risultati negativi permetteranno di discriminare tra i percorsi coinvolti in specifici gruppi di malattie, per esempio nei disturbi granulomatosi rispetto a quelli non granulomatosi.

Un’ulteriore complicazione nella comprensione della genetica della sarcoidosi è l’ereditabilità mancante: il possibile contributo di varianti di bassa frequenza allelica minore (MAF), definita come approssimativamente 0,5% < MAF < 5%, o di varianti rare (MAF < 0,5%) (8). Tali varianti non sono sufficientemente frequenti da essere catturate dagli attuali array di genotipizzazione GWA, né hanno effetti sufficientemente grandi da essere rilevati dall’analisi di linkage classica negli studi familiari. Per dimensioni di effetto modeste, i test di associazione possono richiedere test compositi di “carico mutazionale” complessivo, confrontando le frequenze di mutazioni con effetto funzionale potenzialmente simile nei casi e nei controlli. Tali varianti a bassa frequenza potrebbero avere dimensioni di effetto sostanziali senza dimostrare chiari modelli mendeliani di ereditarietà.

È evidente che la sarcoidosi è uno dei molti disturbi infiammatori immunomediati con un’eziologia complessa che è associata agli effetti di più geni e fattori ambientali. GWASs in futuro dovrebbe concentrarsi sulla meta-analisi, fenotipizzazione della malattia, e preferibilmente coinvolgere diversi gruppi etnici.

Section:

Sverrild A, Backer V, Kyvik KO, Kaprio J, Milman N, Svendsen CB, Thomsen SF. Ereditarietà nella sarcoidosi: uno studio gemellare basato sul registro. Thorax 2008;63:894-896.

Crossref, Medline, Google Scholar
Grutters JC, Drent M, van Den Bosch JMM. Sarcoidosi. In: du Bois RM, Richeldi L, editors. Malattie polmonari interstiziali. Monografia della European Respiratory Society. Vol. 46. Sheffield, UK: European Respiratory Society Journals; 2009. pp. 126-154.
Grunewald J. Review: role of genetics in susceptibility and outcome of sarcoidosis. Semin Respir Crit Care Med 2010;31:380-389.

Crossref, Medline, Google Scholar
Fischer A, Schmid B, Ellinghaus D, Nothnagel M, Gaede KI, Schürmann M, Lipinski S, Rosenstiel P, Zissel G, Höhne K, et al. Un nuovo locus di rischio di sarcoidosi per gli europei sul cromosoma 11q13.1. Am J Respir Crit Care Med 2012;186:877-885.

Abstract, Medline, Google Scholar
Hemminki K, Li X, Sundquist J, Sundquist K. Associazione familiare tra diabete di tipo 1 e altre malattie autoimmuni e correlate. Diabetologia 2009;52:1820–1828.

Crossref, Medline, Google Scholar
Cotsapas C, Voight BF, Rossin E, Lage K, Neale BM, Wallace C, Abecasis GR, Barrett JC, Behrens T, Cho J, et al. Condivisione pervasiva di effetti genetici nella malattia autoimmune. PLoS Genet 2011;7:e1002254.

Crossref, Medline, Google Scholar
Adrianto I, Lin CP, Hale JJ, Levin AM, Datta I, Parker R, Adler A, Kelly JA, Kaufman KM, Lessard CJ, et al. Studio di associazione genome-wide di americani africani ed europei implica più loci condivisi ed etnicamente specifici nella suscettibilità alla sarcoidosi. PLoS ONE 2012;7:e43907.

Crossref, Medline, Google Scholar
Manolio TA, Collins FS, Cox NJ, Goldstein DB, Hindorff LA, Hunter DJ, McCarthy MI, Ramos EM, Cardon LR, Chakravarti A, et al. Trovare l’ereditabilità mancante di malattie complesse. Natura 2009;461:747-753.

Crossref, Medline, Google Scholar
Franke A, Fischer A, Nothnagel M, Becker C, Grabe N, Till A, Lu T, Müller-Quernheim J, Wittig M, Hermann A, et al. Genome-wide analisi di associazione nella sarcoidosi e malattia di Crohn svela un locus di suscettibilità comune su 10p12.2. Gastroenterology 2008;135:1207–1215.

Crossref, Medline, Google Scholar
Hofmann S, Franke A, Fischer A, Jacobs G, Nothnagel M, Gaede KI, Schürmann M, Müller-Quernheim J, Krawczak M, Rosenstiel P, et al. Studio di associazione genoma-wide identifica ANXA11 come un nuovo locus di suscettibilità per la sarcoidosi. Nat Genet 2008;40:1103-1106.

Crossref, Medline, Google Scholar
Hofmann S, Fischer A, Till A, Müller-Quernheim J, Häsler R, Franke A, Gäde KI, Schaarschmidt H, Rosenstiel P, Nebel A, et al.; GenPhenReSa Consortium. Uno studio di associazione genome-wide rivela prove di associazione con la sarcoidosi a 6p12.1. Eur Respir J 2011;38:1127-1135.

Crossref, Medline, Google Scholar
Hofmann S, Fischer A, Nothnagel M, Jacobs G, Schmid B, Wittig M, Franke A, Gaede KI, Schürmann M, Petrek M, et al. Genome-wide association analysis rivela 12q13.3-q14.1 come nuovo locus di rischio per la sarcoidosi. Eur Respir J (In press)

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato.