La Sindrome di Alström: la malattia e il gene che la provoca. Dal convegno sulla Sindrome di Alström di Montegrotto Terme (PD) ottobre 2015.

1. Gabriella Milan
Laboratorio Endocrino-Metabolico
DIMED
Clinica Medica 3
Università di Padova

2. CClinicalinica
Patologia monogenica rara (prevalenza <1:1.000.000), appartenente
alla categoria delle ciliopatie, descritta per la prima volta da CH
Alström nel 1959.
Trasmissione autosomica recessiva, causata da mutazioni nel gene
ALMS1, localizzato nel cromosoma 2p13.1
Infanzia: distrofia coni-bastoncelli, progressiva perdita uditiva
neurosensoriale, obesità e cardiomiopatia dilatativa.
Adolescenza: alterazioni metaboliche (iperinsulinemia edAdolescenza: alterazioni metaboliche (iperinsulinemia ed
ipertrigliceridemia, diabete di tipo 2), disfunzioni epatiche e renali,
disturbi cardio-respiratori, alterazioni endocrine.
Estesa fibrosi interstiziale
2

3. Perdita uditiva
neurosensoriale
Distrofia
retinica
0 40
Life span
Obesità
infantile
Insulino
resistenza
Diabete
di tipo 2
Fibrosi
sistemica
neurosensoriale

4. Aspetti clinici dei pazienti ALström:
RETINOPATIA: 23 patients out of 23 (100%)
IPOACUSIA NEUROSENSORIALE:
12 adults out of 12 (100%)
5 paediatrics out of 11 (45%)
CARDIOPATIA: 4 adults out of 12 (33%)
8 paediatrics out of 11 (73%)

5. MALATTIE POLMONARI:
3 adults out of 12 (25%)
5 paediatric out of 11 (46%)
MALATTIA RENALE:
6 adults out of 12 (50%)
3 paediatrics out of 11 (27%)3 paediatrics out of 11 (27%)
MALATTIA EPATICA:
8 adults out of 12 (67%)
7 paediatrics out of 11 (64%)

6. -OBESITA’
Obesità ad esordio infantile
Obesità troncale, principalmente localizzata a livello sottocutaneo
Alcuni pazienti Alström mostrano una riduzione del tessuto adiposo con l’età
-INSULINO RESISTENZA
Si manifesta come insulino-resistenza, iperinsulinemia e diabete mellito di tipo 2.
La progressione della malattia non migliora, provocando acanthosis nigricans e altri
marcatori di grave IR
-IPERLEPTINEMIA
Alti livelli di leptina circolante, superiori a quelli di controlli paragonabili per BMI
-IPERLIPIDEMIA e IPERTRIGLICERIDEMIA possono portare ad altre
complicazioni come pancreatite acuta
- incremento dei livelli degli enzimi epatici, seguiti da ingrossamento del fegato e
steatoepatite (NAFLD)
Le cause restano sconosciute!

7. Sesso ETA’ BMI
(kg/m2)
waist
(cm)
IPA T2DM DISLIPIDEMIA
F 15 28 92 IGT X
F 15 28,5 86 X
F 18 27,2 90 X X
F 19 31 91 X IGT X
M 21 26 102 X
F 21 22,8 80,5 X
M 22 20,2 82 IGT X
SINDROME METABOLICA
SINDROME METABOLICA
M 22 20,2 82 IGT X
F 24 24,1 86 X IGT
F 30 40,3 115 X X X
F 33 26,8 89,5 X X X
M 35 29,1 99 X IGT X
M 38 33,6 100 X X X
M 47 29,9 100,5 X IGT X
F 48 20,4 78 X X X
F 57 31,3 96 X IGT X
SINDROME METABOLICA
SINDROME METABOLICA
SINDROME METABOLICA
SINDROME METABOLICA
SINDROME METABOLICA

8. Obesità
Insulino
Resistenza
Diabete
ALSTRŐM
SYNDROME
Fibrosi
sistemica
Difetti
neurosensoriali
Degenerazione
retinica
ALSTRŐM
SYNDROME

9. Il gene è ubiquitariamente espresso a bassi livelli.
Il trascritto completo di ALMS1 codifica per una
proteina putativa di 462 kDa, la cui funzione non
è nota, e che sembra essere localizzata a livelloè nota, e che sembra essere localizzata a livello
dei centrosomi e dei corpi basali.
Sindrome di Alström Sindrome di Bardet-Biedl

10. gene-trap cassette in intron 13
Alms1 GT(pGT1Lxf)/Pjn
spontaneous mutation Fatspontaneous mutation Fat
aussie (Alms1 foz/foz)
ENU mutagenesis
Alms1L2131X/L2131X

11. GeneticaGenetica
Rappresentazione schematica del gene e della proteina Alms1
Spettro e frequenza mutazioni
0
10
20
30
40
50
60
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
% mutazioni per esone

13. PERIPHERAL
BLOOD
SAMPLE
AMPLIFICATION SEQUENCING ANALYSIS
gDNA
8 10 16
EXON

15. A.
c.1054C>T
c.1613_1614delTC
c.1628T>A
c.1903C>T
c.2159delG
c.2265dupT
c.2676delT
c.2708C>G
c.2778dupT
c.2822T>A
c.2930_2933dupGAGA
c.3019dupA
c.3019delA
c.3020delG
c.3153C>A
c.3220_3221delAG
c.3472C>T
c.3579C>G
c.3583C>T
c.3754C>T
c.3876_3877dupGAAG
c.4039C>T
c.4145_4146delACTC
c.4154A>G
c.4180C>T
c.4205dupT
c.4213G>T
c.4274T>A
c.4363G>T
c.4477G>T
c.4605C>G
c.4657delT
c.4823dupA
c.4823delA
c.4891C>T
c.5929C>T
c.6116_6117delTC
c.6169_6170dupAT
c.6361A>T
c.6421_6427del
c.6486_6489delAACT
c.6625_6626del
c.7571_7572delAT
c.7577_7590delGTGGATACTCCATT
c.8352_8355delAGAA
c.8579C>A
c.9379C>T
c.10265delC
c.10388-2A>G
c.10561_10564delGACA
c.10757dupA
c.10830_10831insC
c.10939_10945del
c.11618_11619delCT
c.11651_11652insGTTA
c.11703delA
c.11881dupT
c.592C>T
5T>G
c.967G>T
c.7376_7379delATAG
c.10898dupT
c.4917_4920delTAAA
c.5135T>G
c. 10124C>G
c. 10609_10614delinsTCAAA
c.906del
c.1645delA
c.2646dupT
c.2967_2970delTGAC
c.3066T>A
c.3300_3301delAA
c.3518C>G
c.5054_5060delTACCTGA
c.5277delC
c.5575_5576delGT
c.7188_7192delTAGTG
c.7911dupC
c.8995A>T
c.9517G>T
c.10483delC
c.10535G>A
c.10828C>T
c.11654_11657del
c.11812dupA
c.1897dupT
c.7767+1G>T
Deletionexon 13-16
deletionexon 17
c.1674delT
c.2164A>T
c.2234C>G
c.4281_4282dupA
c.4718C>G
c.4746C>A
c.5455C>T
c.5573_5574del
c.6288T>A
c.6895delG
c.7378G>T
c.7677G>C
c.7772dupT
c.8150_8151insT
c.8766C>A
c.9081T>A
c. 9801T>A
c.12004G>T
c.12116_12117insT
c.12365G>A
5.7kbdeletion
Exon1234567891011121314151617181920212223
N-Terminus
118
41
45
11
5
3
2121
44
2
3
1
A.
B.
c.1054C>T
c.7571_7572delAT
c.7577_7590delGTGGATACTCCATT
c.8352_8355delAGAA
c.8579C>A
c.9379C>T
c.10265delC
c.10388
c.11703delA
c.11881dupT
1
c.592C>T
c.454-5T>G
c.967G>T
c. 10124C>G
c.906del
c.7911dupC
c.8995A>T
c.9517G>T
c.11812dupA
11
Deletionexon 13
1
c.7677G>C
c.7772dupT
c.8150_8151insT
c.8766C>A
c.9081T>A
c. 9801T>A
c.12004G>T
c.12116_12117insT
1
c.12365G>A

23. Com’è fatto il ciglio ?
Ogni ciglio è formato da una serie di tubuli paralleli

24. Cosa fa normalmente il ciglio ?
Alcuni si muovono
Altri stanno fermi e
captano i segnali (antenne)

25. Cellula olfattiva Fotorecettore Cellula renale
Green & Mykytyn, Cell Mol Life Sci 2010

28. Girard and Petrovsky, Nat Rev Endocrinol 2010

29. Cilia and…
ALMS1
Adapted from Hildebrandt F et al. 2011

30. …ciliopathies
ALMS1
Alström Syndrome
Adapted from Hildebrandt F et al. 2011

31. ProspettiveProspettive futurefuture
31

33. apoptosis
Collagen
Nucleus
Fibrillar ECM
α1β1 Integrin
Fibronectin
More ECM productions
ALMS1 2p13
inflammations
TGF-β
FGF2
ILx
Collagen I

34. RENE
VESCICA
CUORE
OVAIO
POLMONE
RETINAFEGATO
TESTICOLO PANCREAS
Marshall JD et al,Arch Intern Med., 2005

35. IL MIOFIBROBLASTOIL MIOFIBROBLASTO
α-SMA
Actina
Adesioni focali
Actina
filamentosa

36. Cellule epatiche stellate (HSC),Cellule epatiche stellate (HSC),
i fibroblasti epaticii fibroblasti epatici
Aumentata
rigidità TGF-β
HSC quiescente
HSC attivata
rigidità TGF-β

37. F-actina α-SMA MergeF-actina α-SMA Merge
Fibroblasti CTRL
Fibroblasti ALMS
F-actina α-SMA MergeF-actina Mergeα-SMA
Fibroblasti ALMS

38. Alms1Alms1 --//-- MouseMouse ModelModel
GB Collin et al, Hum Mol Genet 2005

41. GLUT4 and trafficking
insulin secretion
Alms1(GT/GT)Ei
6 weeks
TRIGGER
EVENT:
COMPENSATION:
lipogenesis
∆tAlms1
20 weeks
UNCOUPLING:

42. MutazioniMutazioniMutazioniMutazioni inininin proteineproteineproteineproteine deldeldeldel ciliociliociliocilio e dele dele dele del centrosomacentrosomacentrosomacentrosoma
induconoinduconoinduconoinducono obesitàobesitàobesitàobesità

43. 43

45. Francesca Favaretto
Alessia Faggian
Vera Bettini
PIETRO MAFFEI
Gayle GB Collin
Jan Marshall
Juergen K Naggert
ROBERTO VETTOR