Mostra Internazionale dell’Alimentazione (MIA) Rimini, 12 Febbraio 2007 LA CELIACHIA definizione,dati epidemiologici, nuovi approcci terapeutici Umberto Volta Dipartimento di Medicina Interna Policlinico S.Orsola-Malpighi Università degli Studi di Bologna

Da cenerentola negli anni 80… a prima donna della gastroenterologia nel 2000 METAMORFOSI DELLA CELIACHIA

Malattia Celiaca Intolleranza alimentare permanente al glutine contenuto in alcuni cereali ( frumento, segale, orzo, avena, farro, kamut)  atrofia dei villi intestinali  malassorbimento con sintomi estremamente variabili

Patogenesi della Malattia Celiaca Gliadina trigger estrinseco HLA-DQ2 o DQ8 stretto legame genetico Transglutaminasi Tissutale principale autoantigene Altri fattori ambientali (infezioni batteriche e virali) Fattori precipitanti: stress, gravidanza Solo Rotavirus?

Malattia Celiaca Intestino Organo bersaglio Transglutaminasi tissutale Distribuzione ubiquitaria nei tessuti umani Meccanismo autoimmune Malattia sistemica

Manifestazioni Extraintestinali della Malattia Celiaca Organo bersaglio Intestino Tenue articolazioni/muscoli cute e cavità orale fegato tiroide occhi e ghiandole salivari sistema riproduttivo femminile e maschile sistema nervoso osso cuore pancreas sistema emopoietico

Celiachia una realtà indecifrabile? sintomatica atipica mono-pauci sintomatica silente potenziale latente Patologia “difficile” da identificare sul piano clinico per la grande variabilità dei sintomi

49 16 15 8 6 15

SINTOMI NON GASTROINTESTINALI ALLA DIAGNOSI: 3182 CASI Registro Istituto Superiore Sanità (ISS) 39 8 8 10 11

Malattia molto rara, tipica dell’infanzia Ampia variazione di prevalenza (1:400 Irlanda, 1:10000 Danimarca) Malattia essenzialmente limitata all’Europa La malattia celiaca nel passato

Prevalenza attesa 1:100/1:150 (ma il numero delle diagnosi è di gran lunga inferiore) Esordio della malattia in qualsiasi età della vita, inclusa quella geriatica Patologia diffusa in tutto il mondo CELIACHIA OGGI Paziente di a 48, identificata per patologia associata (dermatomiosite)

Suddivisione per età alla diagnosi e sesso in 3182 celiaci adulti

Variazioni dell’epidemiologia della celiachia negli ultimi decenni Progressivo aumento della frequenza delle diagnosi grazie alla disponibilità di marker sierologici sempre più sensibili AGA EmA tTG 1982 1992 1998

Vere e proprie miniere di celiaci Parenti Parenti di 1 e 2 grado di celiaci Soggetti con sintomi: iposomia, astenia cronica, anemia, iper- transaminasemia, aborti ricorrenti, osteoporosi Malattie associate: M. autoimmuni Sd. di Down Deficit IgA M. neurologiche Soggetti sani Donatori di sangue Studenti Popolazione generale

Prevalenza attesa di Celiachia nei familiari di I° e II° grado

Prevalenza attesa di Celiachia in età pre-scolare e scolare

Prevalenza attesa di Celiachia nella popolazione generale

Attesi Diagnosticati 1:89 1:5 1:9 1:11 1:10

Dionysos Study

STUDIO CAMPOGALLIANO (MO) 3483 soggetti-età 12-65 a. 20 nuovi casi di celiachia 1:174 13 donne (65%) 7 uomini (35%) età media 30 a. età media 33 a. 8/20 (40%) asintomatici o con sintomi atipici Volta U, Dig Dis Sci 2001

La celiachia in Italia Rapporto casi diagnosticati/casi attesi Casi diagnosticati: 55.000 (1:1000) Casi attesi: 550.000 (1:100) Rapporto1/9: per ogni caso diagnosticato, 8 non identificati

Casi diagnosticati: 55.000 (1:1000)

Casi attesi: 550.000 (1:100)

Rapporto1/9: per ogni caso diagnosticato, 8 non identificati

Celiachia in Emilia-Romagna (4.000.000 abitanti)

Incidenza della malattia celiaca nel periodo 1980-2005 Centro di riferimento per la Celiachia - Clinica Medica Bologna Resp. U. Volta Incremento dell’80% dal 1980 al 2005 e del 50% dal 2000 al 2005

TREND DIAGNOSI E SOCI DAL 1994 AL 2004

Studi epidemiologici in USA Celiaci attesi negli USA 1.340.782 Celiaci diagnosticati negli USA 15.000 Rapporto Celiaci Diagnosticati/attesi 1:89 Screening 13145 casi Sani 4126 EmA+ 31 EmA- 4095 Gruppi a rischio 9019 Sintomatici 3236 1:133 (0.8%) EmA+ 81 Ema- 3155 1:40 (2.5%) Parenti 4508 EmA+ 205 EmA- 4303 1:22(4.5%)

Celiachia nei gruppi a rischio PARENTI IDDM TIROIDITE DOWN

Gruppi a rischio per Celiachia: patologia epatica e malattie autoimmuni Patologia epatica Epatite autoimmune 4% Volta U, Dig Dis Sci 1998 Cirrosi biliare primitiva 4% Colangite sclerosante primitiva 2% Colangite autoimmune 5% Volta U, AJG 2002 Ipertransaminasemia di origine ignota 9% Volta U, Lancet 1997 Malattie autoimmuni/idiopatiche Alopecia 1.5% Volta U, BR J Dermatol 1997 Deficit di IgA 4.3% Korponay-Szabò IR, Gut 2003 Sindrome di Sijogren 14% Iltanen S, AJG 1999 Malattie neurologiche 5% (atassia, epilessia, neuropatia) Volta U, Scand J gastroenterol 2002

Diffusione della coltivazione di cereali dall’Est all’Ovest negli anni

CONSUMO DI GRANO NEL MONDO

Fattori di rischio: HLA 15 14 Frequenza HLA-DQ2 (%) 10 14 20 30 20 10 5 15 28 10

La Malattia Celiaca in Iran La prevalenza fra 2000 donatori di sangue è risultata essere la più alta del mondo (1:166) Molti casi di celiachia in pazienti con inflammatory bowel syndrome (11%) La teoria dell’incremento della prevalenza della malattia con un gradiente est/ovest non sembra confermata da questi dati Eur J Gastroenterol Hepatol, 2004

La prevalenza fra 2000 donatori di sangue è risultata essere la più alta del mondo (1:166)

Molti casi di celiachia in pazienti con inflammatory bowel syndrome (11%)

La teoria dell’incremento della prevalenza della malattia con un gradiente est/ovest non sembra confermata da questi dati

La malattia Celiaca in India Comune causa di diarrea sia nei bambini che adulti Ritardi considerevoli nella diagnosi Tipica presentazione sintomatica Stretta associazione con l’eterodimero DQ2 e con l’aplotipo DR3 dell’Asia (A26-B8-DR3) Indian J Gastroenterol 2004, Indian Pediatr 2004

Comune causa di diarrea sia nei bambini che adulti

Ritardi considerevoli nella diagnosi

Tipica presentazione sintomatica

Stretta associazione con l’eterodimero DQ2 e con l’aplotipo DR3 dell’Asia (A26-B8-DR3)

Ultime evidenze del fenomeno celiachia nel mondo Nelle aree sub-sahariane tipo il Ciad la prevalenza è più bassa che nel Sahara (0.2% vs 5%) perché vi è basso consumo di frumento ed elevato consumo di miglio, sorgo e riso In India ed in Iran prevalenza sovrapponibile ai paesi europei (0.8-1%) In Tunisia (popolazione in età scolare) vi è un caso di celiachia ogni 157 bambini con osteopenia molto frequente (DMO) In Giappone 2% dei pazienti con patologia gastrointestinale e d ematologica è affetto da celiachia con negatività di DQ2 e DQ8.

Nelle aree sub-sahariane tipo il Ciad la prevalenza è più bassa che nel Sahara (0.2% vs 5%) perché vi è basso consumo di frumento ed elevato consumo di miglio, sorgo e riso

In India ed in Iran prevalenza sovrapponibile ai paesi europei (0.8-1%)

In Tunisia (popolazione in età scolare) vi è un caso di celiachia ogni 157 bambini con osteopenia molto frequente (DMO)

In Giappone 2% dei pazienti con patologia gastrointestinale e d ematologica è affetto da celiachia con negatività di DQ2 e DQ8.

0.8% 0.8% 1.2% 1% 5% 0.8% 0.8% Prevalenza della celiachia nel mondo 0.5% ? 0.5% ? 0.6% 0.6% 2% 0.2%

Prevalenza di celiachia nella popolazione mondiale M. Maki (Finlandia), C Catassi (Italia) Sia nei paesi sviluppati che in via di sviluppo si registra un continuo incremento delle diagnosi. Nei paesi del terzo mondo la morbilità e la mortalità collegate alla mancata diagnosi di celiachia sono più evidenti che nei paesi industrializzati, come è logico attendersi in relazione alla sovrapposizione dello stato di denutrizione e di infezioni ricorrenti.

Sia nei paesi sviluppati che in via di sviluppo si registra un continuo incremento delle diagnosi.

Nei paesi del terzo mondo la morbilità e la mortalità collegate alla mancata diagnosi di celiachia sono più evidenti che nei paesi industrializzati, come è logico attendersi in relazione alla sovrapposizione dello stato di denutrizione e di infezioni ricorrenti.

Screening nei gruppi a rischio  COSTO/BENEFICIO vantaggioso Screening di massa    Analisi dei costi delle mancate diagnosi di malattia celiaca e dei costi dello screening

Screening di massa per celiachia A favore dello screening Patologia molto comune (1% nella popolazione generale) Diagnosi clinica spesso difficile date le varie manifestazioni cliniche Disponibilità di test di screening altamente sensibili e specifici Trattamento efficace (dieta senza glutine), che, instaurato precocemente consente una vita normale senza complicanze Contro lo screening Nessuna evidenza che lo screening nella popolazione generale riduca la morbilità Nessuna evidenza che la dieta senza glutine nei soggetti asintomatici riduca la mortalità I pazienti senza sintomi dimostrano scarsa compliance alla dieta senza glutine E’ tuttora da dimostrare che lo screening abbia un buon rapporto costo-beneficio

A favore dello screening

Patologia molto comune (1% nella popolazione generale)

Diagnosi clinica spesso difficile date le varie manifestazioni cliniche

Disponibilità di test di screening altamente sensibili e specifici

Trattamento efficace (dieta senza glutine), che, instaurato precocemente consente una vita normale senza complicanze

Contro lo screening

Nessuna evidenza che lo screening nella popolazione generale riduca la morbilità

Nessuna evidenza che la dieta senza glutine nei soggetti asintomatici riduca la mortalità

I pazienti senza sintomi dimostrano scarsa compliance alla dieta senza glutine

E’ tuttora da dimostrare che lo screening abbia un buon rapporto costo-beneficio

Costi diretti ed indiretti della malattia celiaca Popolazione italiana 56.000.000 , tasso di prevalenza 1 ogni 140 Casi di Celiachia attesi in Italia : 5 00.000 (attuali diagnosi 50.000) Costo sanitario dei casi non noti Problemi associati alla celiachia non diagnosticata presenti in almeno il 30% dei casi non noti (anemia sideropenica, disturbi gastrointestinali, disturbi di crescita, sfera riproduttiva, malattie autoimmuni, neuropatie, osteoporosi): costi per ricoveri, visite, esami, giornate lavorative perse Screening di massa con tTGA (11 Euro a caso) + costi biopsia duodenale (stima 1:60-100) (uno screening nel 50% della popolazione raggiungerebbe un costo di 350 milioni di euro), ma in base alle stime effettuate sui costi imputabili alle mancate diagnosi consentirebbe un guadagno netto in termini di costi sanitari e sociali

Il problema CELIACHIA nel mondo In molte aree del mondo la malattia celiaca è la più comune lifelong malattia cronica (1%) della popolazione Molti casi sfuggono alla diagnosi e possono andare incontro a complicanze La ricerca della diagnosi di celiachia mediante la politica del case-finding è necessaria e vantaggiosa anche sul piano del rapporto costo/beneficio, ma anche lo screening di massa dovrebbe in qualche modo essere preso in considerazione L’impatto del problema celiachia nel mondo in via di sviluppo merita un’attenta considerazione

In molte aree del mondo la malattia celiaca è la più comune lifelong malattia cronica (1%) della popolazione

Molti casi sfuggono alla diagnosi e possono andare incontro a complicanze

La ricerca della diagnosi di celiachia mediante la politica del case-finding è necessaria e vantaggiosa anche sul piano del rapporto costo/beneficio, ma anche lo screening di massa dovrebbe in qualche modo essere preso in considerazione

L’impatto del problema celiachia nel mondo in via di sviluppo merita un’attenta considerazione

Future prospettive per per la celiachia: Prevenzione e Trattamento sviluppo di farine geneticamente detossificate • vaccini (induzione tolleranza) • antagonisti della zonulina • inibitori della tTG • detossificazione dei peptidi di gliadina immunogenici attraverso terapia orale con endopeptidasi batteriche trattamento con citochine ed anti-citochine (IL-10, anti IL-15) terapia genica (modulazione del sistema immune: geni per IL-10 e TGF-  ) deplezione di cellule T (anti-CD3)

sviluppo di farine geneticamente detossificate

• vaccini (induzione tolleranza)

• antagonisti della zonulina

• inibitori della tTG

• detossificazione dei peptidi di gliadina immunogenici

attraverso terapia orale con endopeptidasi batteriche

trattamento con citochine ed anti-citochine (IL-10, anti IL-15)

terapia genica (modulazione del sistema immune: geni per IL-10 e TGF-  )

deplezione di cellule T (anti-CD3)

2. inibitori della zonulina Peptidi di gliadina tTG 3. inibitori della tTG 1. Endopeptidasi batteriche 4. Modulazione attività citochine (IL-10, anti-IL15) Approcci terapeutici sperimentali 1.endopeptidasi batteriche 2. inibitori zonulina 3. inibitori tTG 4. Terapia citochinica citochine B cell IFN  , TNF  CD4+ T cell peptidi di gliadina peptidi deamidati tTG Aumentata permeabilità MMP-1,-3,-12

Una nuova endopeptidasi per la degradazione dei peptidi di gliadina L’enzima è una prolil-endoproteasi da Aspergillus Niger, un comune fungo usato nella catena alimentare industriale Studi in vitro hanno dimostrato che questo enzima riesce a digerire i peptidi tossici della gliadina in ambiente acido a pH 4, ove rimane stabile per circa 2 ore Sulla base di tali risultati è ipotizzabile che la somministra-zione per os di tale enzima sia in grado di degradare le sequenze tossiche del glutine prima che queste inneschino le reazioni immunologiche responsabili del danno intestinale Tale enzima può essere prodotto a basso costo in grande quantità Necessità di trials clinici con pazienti celiaci per la verifica Stepniak D, Koning F, Am J Physiol 2006

L’enzima è una prolil-endoproteasi da Aspergillus Niger, un comune fungo usato nella catena alimentare industriale

Studi in vitro hanno dimostrato che questo enzima riesce a digerire i peptidi tossici della gliadina in ambiente acido a pH 4, ove rimane stabile per circa 2 ore

Sulla base di tali risultati è ipotizzabile che la somministra-zione per os di tale enzima sia in grado di degradare le sequenze tossiche del glutine prima che queste inneschino le reazioni immunologiche responsabili del danno intestinale

Tale enzima può essere prodotto a basso costo in grande quantità

Necessità di trials clinici con pazienti celiaci per la verifica

Stepniak D, Koning F, Am J Physiol 2006

Sperimentazione con antagonisti della zonulina (Fasano A, Baltimore -USA) Fase 1: assenza di tossicità con somministrazione a dosi scalari del farmaco in ratto ed altri animali Fase 2: marzo 2006 studiati 42 pazienti dando pasto con glutine ed antagonista della zonulina nel 1° e 2° giorno e studiando gli anti-tTG e la permeabilità (test La/Ma). Non alterazioni dell’autoimmunità e permeabilità fino al 7 giorno. Non registrati dolori addominali, né stipsi, in rari casi diarrea e meteorismo Fase 3: valutazione bioptica, sierologica e citochinica su mucosa (IFN  , TNF  , IL-5, IL-6) nel lungo termine

Fase 1: assenza di tossicità con somministrazione a dosi scalari del farmaco in ratto ed altri animali

Fase 2: marzo 2006 studiati 42 pazienti dando pasto con glutine ed antagonista della zonulina nel 1° e 2° giorno e studiando gli anti-tTG e la permeabilità (test La/Ma). Non alterazioni dell’autoimmunità e permeabilità fino al 7 giorno. Non registrati dolori addominali, né stipsi, in rari casi diarrea e meteorismo

Fase 3: valutazione bioptica, sierologica e citochinica su mucosa (IFN  , TNF  , IL-5, IL-6) nel lungo termine

Inibitori della transglutaminasi tissutale (tTG) Studi con inibitori della tTG si sono dimostrati efficaci nella guarigione del danno tessutale in modelli animali (modello murino di glioblastoma) La TG2 è presente in forma inattiva nella lamina propria e nell’epitelio dell’intestino e viene attivata dal danno tessutale Antagonisti della TG2 bloccano la deamidazione dei peptidi di gliadina da parte della TG2 (risposta adattiva) Valutazione del ruolo degli antagonisti della TG2 nel blocco dell’immunità innata che innesca il danno tessutale Khosla C, New York International Symposium 2006

Studi con inibitori della tTG si sono dimostrati efficaci nella guarigione del danno tessutale in modelli animali (modello murino di glioblastoma)

La TG2 è presente in forma inattiva nella lamina propria e nell’epitelio dell’intestino e viene attivata dal danno tessutale

Antagonisti della TG2 bloccano la deamidazione dei peptidi di gliadina da parte della TG2 (risposta adattiva)

Valutazione del ruolo degli antagonisti della TG2 nel blocco dell’immunità innata che innesca il danno tessutale

Khosla C, New York International Symposium 2006

Interleuchina 10 (IL-10): una citochina ad azione regolatoria Controlla la risposta del sistema immunitario alla flora batterica non patogena dell’intestino ed agli antigeni alimentari sia nel topo che nell’uomo I topi privati dell’IL-10 sviluppano una enterocolite cronica Deprime la risposta dei linfociti T helper CD4+ Induce la differenziazione dei linfociti T1 ad azione regolatoria (Tr1)

Controlla la risposta del sistema immunitario alla flora batterica non patogena dell’intestino ed agli antigeni alimentari sia nel topo che nell’uomo

I topi privati dell’IL-10 sviluppano una enterocolite cronica

Deprime la risposta dei linfociti T helper CD4+

Induce la differenziazione dei linfociti T1 ad azione regolatoria (Tr1)

Modulazione della risposta del sistema immunitario al glutine mediata da IL-10 C. Gianfrani, J Immunol 2006 IL-10, sintetizzata dai linfociti T ad azione regolatoria, sembra avere un ruolo protettivo verso l’instaurarsi del danno intestinale nella celiachia Studi in vitro hanno dimostrato che il sottogruppo dei linfociti T ad azione regolatoria (producenti IL-10) è in grado di bloccare la proliferazione dei cloni linfocitari responsabili del danno della mucosa intestinale E’ stato pertanto ipotizzato che il potenziamento dell’azione delle cellule T regolatorie mediante somministrazione di IL-10 possa essere il target per tenere sotto controllo l’infiammazione e la conseguente distruzione della mucosa intestinale

IL-10, sintetizzata dai linfociti T ad azione regolatoria, sembra avere un ruolo protettivo verso l’instaurarsi del danno intestinale nella celiachia

Studi in vitro hanno dimostrato che il sottogruppo dei linfociti T ad azione regolatoria (producenti IL-10) è in grado di bloccare la proliferazione dei cloni linfocitari responsabili del danno della mucosa intestinale

E’ stato pertanto ipotizzato che il potenziamento dell’azione delle cellule T regolatorie mediante somministrazione di IL-10 possa essere il target per tenere sotto controllo l’infiammazione e la conseguente distruzione della mucosa intestinale

A quando il vaccino? R. Anderson (Australia) Razionale: induzione della tolleranza al glutine Requisito: identificazione degli epitopi delle cellule T Vaccino per vincere sulla dieta aglutinata dovrà essere sicuro e di efficacia paragonabile alla dieta Conveniente solo se in grado di dare protezione a lungo termine verso il glutine Inoculo settimanale per via s.c. o intradermica Alla vaccinazione intestino in fase di completa remissione Necessità di test sierologici validi e non invasivi per valutare l’efficacia del vaccino Ancora 7 anni previsti per il suo sviluppo

Razionale: induzione della tolleranza al glutine

Requisito: identificazione degli epitopi delle cellule T

Vaccino per vincere sulla dieta aglutinata dovrà essere sicuro e di efficacia paragonabile alla dieta

Conveniente solo se in grado di dare protezione a lungo termine verso il glutine

Inoculo settimanale per via s.c. o intradermica

Alla vaccinazione intestino in fase di completa remissione

Necessità di test sierologici validi e non invasivi per valutare l’efficacia del vaccino

Ancora 7 anni previsti per il suo sviluppo

Infezione da rotavirus: possibile trigger della celiachia Utilizzando una library di peptidi con sequenza randomizzata è stato identificato un peptide verso cui sono diretti gli autoanticorpi anti transglutaminasi (tTG), peptide che presenta una omologia di sequenza con la proteina virale VP-7 del rotavirus, con la tTG e con altri autoantigeni coinvolti in processi di autoimmunità (heat shock protein, desmogleina 1, toll-like receptor 4) Zanoni G, Lunardi C, Puccetti A et al. Plos Med , 2006 Contemporanea dimostrazione che un’aumentata frequenza di infezioni da rotavirus determina un incremento del rischio dello sviluppo di celiachia Stene L et al., AJG 2006

Utilizzando una library di peptidi con sequenza randomizzata è stato identificato un peptide verso cui sono diretti gli autoanticorpi anti transglutaminasi (tTG), peptide che presenta una omologia di sequenza con la proteina virale VP-7 del rotavirus, con la tTG e con altri autoantigeni coinvolti in processi di autoimmunità (heat shock protein, desmogleina 1, toll-like receptor 4) Zanoni G, Lunardi C, Puccetti A et al. Plos Med , 2006

Contemporanea dimostrazione che un’aumentata frequenza di infezioni da rotavirus determina un incremento del rischio dello sviluppo di celiachia

Stene L et al., AJG 2006

Possibile prevenzione della celiachia attraverso la vaccinazione verso il rotavirus? Ipotesi che almeno per ora appare azzardata e del tutto prematura Prima di parlare di possibile vaccinazione come hanno fatto i “media”, verifica della validità di questa ipotesi patogenetica, valutandone l’impatto in confronto ad altri meccanismi e…successivamente avviare una fase sperimentale (di non facile organizzazione) atta a dimostrare l’efficacia di una tale strategia. E’ importante sottolineare come nei due lavori citati di Plos Medicine e di AJG non vi sia alcuna menzione di futuri sviluppi terapeutici.

Un peptide del grano duro è in grado di contrastare gli effetti tossici della gliadina • Inibizione in vitro dell’attivazione dei linfociti periferici da parte dei peptidi di gliadina • Il peptide 10- mer , contenuto nella farina di grano duro, riduce la produzione di citochine infiammatorie (IFN-  e TNF-  ) e l’espressione dei CD25 (interleuchina-2) • Aumenta la liberazione di interleuchina-10, una citochina imunoregolatoria , che inibisce la sintesi di citochine pro- infiammatorie e l’espressione di molecole HLA di classe II • Possibile impiego nella terapia orale del peptide 10-mer per regolare la risposta dei linfociti T previa dimostrazione in vitro della sua efficacia utilizzando colture di biopsie intestinali di celiaci Silano M, 2007

Fine della dieta aglutinata in vista? La risposta è assolutamente no: ci sono molti tentativi, ma la strada da percorrere è ancora lunga e gli ostacoli da superare sono molto consistenti La fine dell’era della dieta aglutinata è ancora lontana, ma ….almeno la si può sognare

Umberto Volta Presidente C.S.N. Associazione Italiana Celiachia (A.I.C.) Presidio della Rete Regionale per la Diagnosi di Celiachia ringrazia per la collaborazione nell’attività di ricerca ed ambulatoriale: E. Fiorini L. De Franceschi A. Granito N. Molinaro C. Parisi N. Petrolini Resp. Amb. Malattia Celiaca - Policlinico S.Orsola-Malpighi