La distrofia muscolare di Duchenne (DMD) è una malattia neuromuscolare causata da mutazioni del gene codificante per la distrofina (DMD) che ne impediscono la produzione. Sebbene tutti i pazienti affetti da DMD condividano lo stesso difetto biochimico di distofina, a livello fenotipico è osservabile una grande varietà in termini di progressione della malattia, ad esempio nell’età di perdita della deambulazione o nell’età di insorgenza di complicanze cardiache e respiratorie. Questa variabilità è dovuta a diversi fattori, alcuni di origine ambientale (ad esempio la qualità delle cure a cui hanno accesso i malati) e altri di natura genetica, suddivisibili in cis-acting, ossia l’effetto dei diversi tipi di mutazioni nel gene DMD sul fenotipo, e trans-acting, ovvero l’effetto di SNPs modificatori sul fenotipo. Questi ultimi sono polimorfismi in geni diversi da quello causativo della malattia, che hanno però un effetto sul suo fenotipo. Usando come outcome la perdita della deambulazione sono stati individuati numerosi SNPs modificatori, quali: rs28359074 in SPP1, rs2303729, rs1131620, rs1051303 e rs10880 in LTBP4, rs1883832 e rs6074022 in CD40, rs1815739 in ACTN3, rs2725797 and rs2624259 in THBS1.
L’obiettivo del mio percorso di dottorato è stato lo studio della variabilità genetica e clinica nella distrofia muscolare di Duchenne, conducendo indagini in vitro e studi osservazionali retrospettivi.
Il primo approccio è stato utilizzato per verificare l’interazione dello SNP modificatore rs28357094 nel gene SPP1, codificante la proteina osteopontina (OPN), e il trattamento farmacologico con glucocorticoidi (nello specifico deflazacort) in mioblasti e miotubi primari derivati da controlli sani e da pazienti DMD. Lo studio ha messo in evidenza che l’osteopontina è sovraespressa in miotubi con genotipo TG per lo SNP rs28357094, rispetto a TT. Inoltre, è stato rilevato che il trattamento con Deflazacort induce l’aumento della produzione di OPN solo nei miotubi con genotipo TG. Questi risultati hanno confermato l’interazione tra il modificatore genetico e il trattamento con glucocorticoidi, sottolineando l’importanza del genotipo di rs28357094 nella risposta al trattamento farmacologico nei pazienti DMD.
Successivamente, il nostro interesse si è rivolto allo studio dell’effetto non solo degli SNPs modificatori, ma anche dell’effetto delle diverse mutazioni nel gene della distrofina (DMD) e del trattamento farmacologico sul decorso della malattia nei pazienti DMD, focalizzando la nostra attenzione su diversi aspetti fenotipici, quali: la performance degli arti superiori, la funzione respiratoria e cardiaca. L’obiettivo di questi studi, resi possibili dalla collaborazione di numerosi centri italiani nella raccolta dei dati clinici, è stato quello di evidenziare potenziali nuovi target terapeutici e di fornire importanti informazioni per la stratificazione dei pazienti nel corso dei trial clinici.
Il nostro lavoro ha permesso di confermare l’influenza di alcuni degli SNPs, noti per il loro effetto sulla perdita della deambulazione, anche su altri parametri clinici consentendoci di identificare misure di efficacia clinica nella DMD. E’ stato poi possibile documentare l’effetto protettivo del trattamento con glucocorticoidi anche su aspetti della malattia non strettamente correlati alla deambulazione, come la funzionalità respiratoria e cardiaca e dimostrare come alcune mutazioni nel gene DMD abbiano effetti diversi sull’espressione del fenotipo dei pazienti.
Infine, il mio interesse si è rivolto al modelling di malattie neuromuscolari in sistemi di coltura tridimensionali, con lo scopo di far luce sui meccanismi molecolari causativi e fornire piattaforme utili per la ricerca e il test di molecole con azione farmacologica.