La sindrome di Silver-Russell (SRS) rappresenta una condizione genetica rara che affascina per la sua complessità e per i meccanismi che ne regolano l'espressione. Caratterizzata da un severo ritardo di crescita che si manifesta già in epoca prenatale e persiste dopo la nascita, sia in termini di peso sia di statura, questa sindrome presenta una diagnosi eziologica che spesso si rivela sfuggente, ponendo interrogativi significativi anche sulla sua rilevabilità attraverso metodologie di diagnosi prenatale come l'amniocentesi.
La sua incidenza nella popolazione è stimata attorno a 1 caso su 60.000 nati, sebbene altre stime indichino una frequenza compresa tra 1/30.000 e 1/100.000 nati o addirittura 1-30/100.000 casi. Questo spettro di stime sottolinea la difficoltà nella raccolta dati precisa per una malattia così rara e con presentazioni cliniche potenzialmente variabili. La sindrome è caratterizzata da ritardo della crescita a esordio prenatale, con il peso maggiormente compromesso rispetto alla statura, a causa della scarsità del pannicolo adiposo sottocutaneo. Il ritardo di crescita intrauterina rappresenta una manifestazione essenziale della sindrome di Russell-Silver, spesso non evidente fino al terzo trimestre. Nella maggior parte dei casi, il peso alla nascita è meno di 3 deviazioni standard rispetto al valore medio per epoca gestazionale. Anche la lunghezza alla nascita appare proporzionalmente ridotta ma può non essere esattamente paragonabile al basso peso alla nascita, dal momento che la maggior parte dei neonati affetti dalla sindrome sembrano avere un ridotto grasso sottocutaneo. Sebbene, per definizione, tutti gli individui affetti da questo tipo di disordine siano piccoli alla nascita e rimangano piccoli nell'età adulta, la maggior parte dei pazienti affetti dalla sindrome di Russell-Silver dimostra una velocità di crescita normale.
Le Complesse Radici Genetiche: L'Imprinting Genomico
Al centro della sindrome di Silver-Russell vi è l'imprinting genetico, un sofisticato meccanismo in grado di controllare il funzionamento di alcuni geni. In questo processo, è funzionante solo il gene ereditato da uno dei due genitori, mentre quello ereditato dall'altro genitore deve restare "dormiente". Questo meccanismo garantisce la produzione di una quantità esatta di una certa proteina. L'alterazione di questo equilibrio determina la comparsa della Silver Russell. Trovo affascinante il fatto che una persona possa sviluppare o meno una malattia in base al sesso del genitore da cui riceve il cromosoma su cui è insorto il difetto. L'imprinting è un fenomeno complesso dove per alcuni geni è attiva soltanto la copia materna, mentre per altri è attiva soltanto la copia paterna; l'altra copia è silenziata. Di regola è necessario che entrambi i geni siano attivi, cioè "accesi", ma ce ne sono alcuni, i geni sottoposti a imprinting, in cui normalmente non è così. Il silenziamento, o inattivazione, del gene è causato da vari meccanismi, tra i quali un processo detto metilazione. La scelta di quale gene possa essere attivo o inattivo non è affatto casuale ma segue un ordine ben preciso.
Conosciamo le cause genetiche della Silver Russell solo nel 60-70% dei pazienti; queste sono molteplici e spesso coinvolgono geni sottoposti ad imprinting. Esistono vari meccanismi genetici che causano la sindrome di Silver Russell. La causa comune è comunque uno sbilanciamento nel funzionamento di geni necessari per la regolazione della crescita. I geni sono una sorta di libretto di istruzioni per le cellule, per la costruzione delle proteine. È stato dimostrato che le alterazioni molecolari nella sindrome spesso derivano da una anomala regolazione di alcuni geni "imprinted" che controllano la crescita. Questi geni si trovano in particolari regioni del cromosoma 7 (GRB10; MEST) e del cromosoma 11 (H19; IGF2; CDKN1C). Le anomalie possono essere causate da alterazioni nella struttura dei cromosomi o da alterazioni in un tipo particolare di modificazione chimica del DNA (metilazione) che avviene a carico dei geni imprinted.
Sia il cromosoma 7 che il cromosoma 11 contengono geni sottoposti a imprinting. La causa più frequente, riscontrata nel 35-50% dei casi della sindrome di Silver Russell, è un’alterazione dei geni localizzati sul braccio corto del cromosoma 11 (11p15). In particolare, nel 30% dei casi si mostra ipometilazione del gene H19, localizzato sulla regione 11p15 soggetta a imprinting. Questa ipometilazione è dovuta in molti casi a un meccanismo epigenetico o a un microriarrangiamento genomico, come la microduplicazione materna della regione critica. La copia di origine paterna di H19, che normalmente lavora inibendo IGF2, è metilato e quindi inattivo. Nei pazienti con sindrome di Silver Russell quest'ultimo processo, cioè la metilazione del gene H19 di origine paterna, non avviene. IGF2, pertanto, viene inibito causando problemi di crescita. Il gene IGF2, attivo solo sul cromosoma paterno, è fondamentale per la crescita del nostro corpo. La sua riduzione determina una scarsa crescita.
Nel 7-10% dei casi si verifica invece un'altra alterazione detta disomia uniparentale (UPD) a livello del cromosoma 7. Questo processo causa un alterato funzionamento dei geni sottoposti ad imprinting del cromosoma 7, in particolare GRB10 (7p11.2-p12) e MEST (7q32). Per ciò che concerne il cromosoma 7, il difetto più comune è la disomia uniparentale materna (cioè la presenza di due copie del cromosoma di origine materna), che causa un’attività eccessiva dei geni imprinted espressi sul cromosoma materno e una ridotta attività di quelli espressi sul cromosoma paterno. Il rischio di ricorrenza è estremamente basso nei casi di disomia uniparentale del cromosoma 7 o di anomalie epigenetiche della regione 11p15.
È importante notare che nel caso dell’imprinting genetico, la malattia spesso compare dopo il concepimento e il difetto genetico può essere presente in una parte delle cellule o in una parte dei tessuti, non sempre in tutti. Questa caratteristica viene definita “mosaicismo”, aggiungendo un ulteriore livello di complessità alla diagnosi. Circa il 40% delle persone con sindrome di Silver Russell non riesce a individuare una causa genetica.
Sfide nella Diagnosi della Silver-Russell e Nuove Prospettive
La diagnosi della sindrome di Silver-Russell è prevalentemente clinica. Le principali caratteristiche cliniche della sindrome consistono in un grave ritardo di crescita pre e postnatale, difficoltà ad alimentarsi, dimensione della testa sproporzionatamente grande rispetto al corpo, fronte prominente e asimmetria di un lato del corpo. Tuttavia, una manifestazione parziale dei segni clinici o la copresenza di sintomi non tipici rende a volte la diagnosi non facile. A questo si aggiungono altri segni clinici che rafforzano il sospetto della diagnosi, per esempio una circonferenza della testa grande rispetto al corpo, la difficoltà nell’alimentazione o la crescita asimmetrica del corpo, come la diversa lunghezza delle gambe. La diagnosi clinica viene confermata da un test genetico soltanto nel 60 per cento dei casi.
Il test genetico diventa a questo punto decisivo, ma sono pochi i laboratori in Italia in cui è possibile svolgere in modo completo lo studio di tutti i difetti genetici. Da molti anni Auxologico si occupa della diagnosi di pazienti con Silver Russell e collabora attivamente con l’associazione AISRS. Tra questi, il Laboratorio di Auxologico è uno dei centri con il maggior numero di diagnosi. La diagnosi genetica della Sindrome di Silver-Russell viene effettuata studiando il sangue e la saliva del paziente. Purtroppo però non è detto che in tali tessuti il difetto genetico sia identificabile: anche per questo motivo circa il 40% dei bambini non riceve una diagnosi genetica.
Un promettente approccio alternativo nella formulazione della diagnosi della malattia rara Silver Russell è stato proposto da Alessandro Vimercati, ricercatore in Auxologico. Alessandro Vimercati, affiancato dalla Dott.ssa Silvia Russo, Direttore Laboratorio Sperimentale Ricerche Citogenetica Medica e Genetica Molecolare, ha vinto un bando Starting Grant, un finanziamento del Ministero della Salute dedicato ai giovani ricercatori, per il suo progetto. L’obiettivo del progetto che svilupperà con il team del Laboratorio è indagare le cause genetiche della sindrome in quei pazienti che risultano negativi al test su sangue e saliva. Questo avverrà utilizzando un tessuto alternativo, rappresentato dalle cellule renali presenti all’interno delle urine. La scelta di utilizzare le urine deriva dal fatto che il metodo di raccolta non è invasivo per il paziente. Una volta isolate, le cellule vengono messe in coltura in modo da incrementare il loro numero. In questo modo ci si propone di aumentare la possibilità di individuare il difetto genetico nei pazienti. Nei prossimi tre anni verranno coinvolti nel progetto più di 30 bambini con un sospetto clinico della malattia, ma senza conferma genetica. Una parte del progetto, inoltre, è rivolta anche a persone adulte che non hanno mai ricevuto una conferma della diagnosi. L’IRCCS Istituto Auxologico Italiano di Milano, in collaborazione con l'Associazione Italiana Sindrome di Silver-Russell (AISRS), organizza anche eventi divulgativi sulla Sindrome di Silver-Russell, a conferma del forte impegno nella ricerca e nella sensibilizzazione sulla malattia.
L'Amniocentesi e la Diagnosi Prenatale: Applicazioni e Limiti Specifici
L'amniocentesi è una procedura diagnostica prenatale ampiamente utilizzata per individuare diverse anomalie genetiche e cromosomiche nel feto. L’amniocentesi è consigliata in diverse situazioni: alle donne che abbiano avuto un risultato positivo al test di screening prenatale (test combinato, bi test, tri test); alle donne che abbiano avuto figli con malattie cromosomiche o difetti del tubo neurale, come la spina bifida; alle donne con una età superiore ai 35 anni che non si siano sottoposte ai test di screening del primo trimestre; in caso di familiari (storia familiare) con specifiche malattie genetiche; in caso di risultati dell'ecografia che facciano sospettare la presenza di anomalie fetali. I risultati consentono, nel 99% dei casi, di escludere o accertare (diagnosticare) numerose malattie genetiche, anche se non possono identificarle tutte. A prescindere dalle indicazioni mediche, la donna e il partner sono liberi di decidere se effettuare o non effettuare il test, dopo averne parlato con il medico. Nel terzo trimestre, fra la 32a e la 39a settimana di gravidanza, l'amniocentesi può essere utilizzata per valutare la maturazione dei polmoni del feto nelle donne in cui si consideri di anticipare il parto prima del termine della gravidanza.
Le anomalie cromosomiche sono alterazioni del numero o della struttura dei cromosomi. Le anomalie numeriche dei cromosomi, che vengono chiamate anche aneuploidie, sono caratterizzate da un numero maggiore o inferiore di cromosomi rispetto al numero standard. Si parla, ad esempio, di trisomia, quando si riscontra la presenza di un cromosoma in più. A questo gruppo di anomalie cromosomiche appartengono patologie note come Sindrome di Down o Trisomia 21, dove l’individuo presenta 47 cromosomi, ovvero possiede una copia in più del cromosoma 21. La trisomia 13 prende il nome di Sindrome di Patau, mentre la trisomia 18, Sindrome di Edwards. Si parla, invece, di monosomia, quando si riscontra l’assenza di un cromosoma. Per quanto riguarda i cromosomi sessuali, X ed Y, la situazione è diversa. Infatti in questi casi l’aberrazione non è una vera e propria trisomia bensì la perdita o l’aggiunta di uno dei due cromosomi rispetto all’assetto normale XX che caratterizza il sesso femminile od XY proprio di quello maschile. Tra le aneuploidie, le trisomie 21, 18, 13 e le aneuploidie dei cromosomi sessuali (es. monosomia X), comprendono circa l’80%-95% delle possibili anomalie cromosomiche rivelabili tramite la determinazione del cariotipo. Tali anomalie cromosomiche sono senz’altro quelle maggiormente responsabili di malformazioni fetali che portano a gran parte degli aborti precoci ossia durante il primo trimestre di gravidanza. In alcuni casi le gravidanze con feti affetti da trisomia 21, 18 e 13 possono procedere nel corso dell’età gestazionale e portare alla nascita di neonati affetti dalla relativa patologia cromosomica (probabilità di sopravvivenza alla nascita rispettivamente del 22,1%, 5,4% e 2,8%). Il meccanismo principale con cui si producono le aneuploidie è costituito dalla non-disgiunzione, ovvero dalla mancata separazione dei cromosomi omologhi o dei cromatidi durante la meiosi nel corso della gametogenesi. È ormai noto che l’incidenza di anomalie cromosomiche è direttamente proporzionale all’età materna. In particolare per la sindrome di Down si calcola che oltre i 40 anni una gravidanza su 100 sia interessata da questo tipo di anomalia. Tale fenomeno ha avuto, in questi ultimi anni, un impatto non indifferente a livello etico - sociale in quanto l’età media al primo parto è aumentata in maniera considerevole. Si pensi infatti che nell’ultimo trentennio, si è passati dai 20-21 anni ai 29-30 attuali.
L’approccio tradizionale nella diagnosi prenatale di anomalie cromosomiche comporta la messa in coltura di cellule fetali ricavate da prelievi di liquido amniotico e la determinazione del cariotipo tramite l’analisi al microscopio dei cromosomi in metafase. Benché tale analisi sia abbastanza accurata, le colture cellulari impongono lunghi tempi di attesa che si aggirano intorno ai 15-20 giorni. Il cariotipo tradizionale, inoltre, non garantisce che il feto sia esente da malattie genetiche o alterazioni cromosomiche (delezioni o duplicazioni) di piccole dimensioni. Infatti, questo tipo di esame fornisce informazioni solo sulle principali anomalie cromosomiche (ad esempio la trisomia 21, o Sindrome di Down, le trisomie 18 e 13, la monosomia X, o Sindrome di Turner) attraverso la determinazione dell’intero assetto cromosomico fetale. Con il cariotipo tradizionale si indaga essenzialmente su quelle forme patologiche che interessano il numero e l’aspetto grossolano dei cromosomi. Lo studio del cariotipo fetale, a differenza dell’amniocentesi rapida con la tecnica QF-PCR, presenta un’importanza diagnostica elevatissima perché evidenzia le anomalie cromosomiche più severe e frequenti (come ad esempio le trisomie) a carico di tutti i cromosomi, tuttavia, a causa dei limiti di risoluzione della tecnica, piccoli riarrangiamenti cromosomici potrebbero non essere facilmente evidenziabili.
Diagnosi Prenatale - AMNIOCENTESI! Procedure e informazioni utili. Dott. Ettore Antifora
Nell’ambito della diagnosi prenatale, oltre ai test genetici già descritti, è sempre più utilizzata una tecnica di diagnostica molecolare che permette diagnosi rapida di alcune aneuploidie fetali (quelle relative ai cromosomi 21, 13, 18, X e Y), conosciuta come amplificazione enzimatica in vitro del DNA fluorescente o QF-PCR (Quantitative Fluorescence PCR). Oggi tale tecnica, che si è ormai sostituita completamente alla tecnica di ibridizzazione fluorescente in situ (FISH), affianca le analisi citogenetiche tradizionali eseguite di routine e dalle quali si differenzia per una maggiore rapidità (risultato disponibile entro 24h-48h dal prelievo), per la necessità di una minore quantità di liquido amniotico (1-1,5 ml), 1-2 villi coriali, 0,1 ml di sangue fetale, partendo da DNA estratto da materiale cellulare non coltivato. Il fattore più importante, rispetto alle tecniche tradizionali, è legato alla possibilità di eseguire test di laboratorio precisi, affidabili e soprattutto rapidi partendo da una minima quantità di materiale, a volte anche da poche cellule. La verifica in termini qualitativi e quantitativi della segregazione degli alleli parentali mediante QF-PCR e corsa elettroforetica fluorescente dei prodotti di amplificazione permette di poter evidenziare nel feto la presenza di eventuali trisomie. L'applicazione della tecnica QF-PCR in epoca prenatale per il riconoscimento di alcune anomalie cromosomiche di numero, ha alcune limitazioni. Nel caso di QF-PCR positiva per una trisomia, l’esame non permette di distinguere tra una vera trisomia fetale ed un mosaicismo confinato alla placenta (o ad altri tessuti extra fetale) privo di significato patologico per il feto. Un pattern allelico non informativo si ha con la presenza di un solo picco fluorescente per ogni locus polimorfico testato. Per quanto riguarda i cromosomi sessuali viene impiegata una sequenza relativa al gene dell’amelogenina. In questo caso un campione che presenta 1 picco nell’amelogenina ed 1 o 2 picchi nel DXS8377 indica un assetto cromosomico femminile normale (XX); mentre un campione con 2 picchi di differente dimensione a livello dell’amelogenina ed 1 picco nel DXS8377 un assetto cromosomico maschile normale (XY). Questa tecnica offre anche un utile supporto diagnostico nei casi di fallimento della coltura cellulare, referti ecografici dubbi in gravidanze inoltrate, e riscontro immediato di sindromi polimelformative.
Rispetto all’esame citogenetico tradizionale, l’analisi molecolare dei cromosomi ha una risoluzione molto più elevata (circa 100 volte). Ciò consente di identificare alcune patologie derivanti da alterazioni cromosomiche submicroscopiche (microdelezioni e le microduplicazioni), non evidenziabili tramite il cariotipo tradizionale, aumentando sensibilmente l’accuratezza dell’esame. Il cariotipo molecolare, infatti, consente di effettuare rapidamente non solo lo studio dell’assetto cromosomico fetale, ma anche di un gruppo di 100 patologie causate da microdelezione / microduplicazione cromosomica. L’analisi array-CGH, rappresenta anche una tecnica ideale di approfondimento diagnostico di 2^ livello, eseguita per integrare l’analisi citogenetica prenatale al fine di definire più accuratamente eventuali anomalie cromosomiche precedentemente identificate o per rivelare microriarrangiamenti non evidenziabili con l’indagine del cariotipo fetale. Questa tecnica innovativa si differenzia dal cariotipo tradizionale prenatale in quanto meno laboriosa e facilmente automatizzabile, e quindi meno soggetta a rischio di errore.
Nonostante la vasta gamma di applicazioni dell'amniocentesi per la diagnosi di anomalie cromosomiche, è fondamentale sottolineare un aspetto critico per quanto riguarda la sindrome di Silver-Russell: di solito non è possibile la diagnosi prenatale, in quanto la maggior parte dei casi è sporadica. La diagnosi è soprattutto clinica, in assenza di test biologici specifici, ma viene confermata dall'eventuale riscontro di anomalie molecolari. La possibilità di individuare le cause genetiche specifiche, che come detto spesso riguardano meccanismi di imprinting e mosaicismo, non è sempre garantita con le tecniche prenatali standard, specialmente perché la sindrome è spesso di nuova insorgenza e non ereditata in modo classico.
Caratteristiche Cliniche Approfondite e Gestione della Sindrome
La sindrome di Russell-Silver è caratterizzata da un ritardo della crescita a esordio prenatale, facies caratteristica e asimmetria corporea. Questi bambini presentano un caratteristico viso a forma triangolare, con fronte prominente e mento appuntito. La circonferenza cranica è normale, a differenza del resto del corpo, e conferisce un aspetto pseudoidrocefalico. La fronte, larga e prominente, contrasta con il viso triangolare e piccolo, con il mento piccolo e appuntito, la bocca larga con labbra sottili e angoli rivolti verso il basso, gli occhi grandi e le sclere blu. Essendo normale la circonferenza cranica e il viso piccolo, vi è un aspetto triangolare della faccia con una fronte che appare ampia e un mento piccolo e appuntito. La bocca tende ad essere larga con angoli rivolti verso il basso. La micrognazia è comune e può causare la schisi del palato. Oltre alla micrognazia la maggior parte dei pazienti presenta un palato stretto e ad arco, che può probabilmente causare affollamento dentale e aumentato overjet.
Nel 60-80% dei casi è stata osservata asimmetria degli arti, di solito parziale ma non progressiva. La sindrome di Russell-Silver rappresenta una condizione geneticamente eterogenea caratterizzata da difetto primario della crescita, circonferenza cranica normale, faccia triangolare, asimmetria corporea di grado variabile, clinodattilia del quinto dito e intelligenza normale. Circa il 60% dei pazienti affetti da sindrome di Russell-Silver presenta l'asimmetria nella lunghezza degli arti. Non sembra esserci asimmetria in altre parti del corpo. L'asimmetria nella lunghezza degli arti può essere progressiva, ma nella maggior parte dei pazienti l'asimmetria rimane proporzionata con la crescita. Un altro rilevante segno che riguarda la lunghezza degli arti è quello della cortezza delle estremità superiori. Non si osserva una simile cortezza delle estremità inferiori. Un'altra caratteristica peculiare è la curvatura permanente del quinto dito (clinodattilia). Sono comuni la brachidattilia e/o la clinodattilia del V dito, mignolo ricurvato. La clinodattilia del quinto dito rappresenta un reperto costante della sindrome di Russell-Silver, una anomalia minore, non specifica o diagnostica di questo disordine. Si osserva comunemente anche la brachidattilia del quinto dito.
È presente ritardo dell'età ossea proporzionato alla bassa statura. La fontanella può chiudersi tardivamente. Nel 60-80% dei casi si riscontra un’asimmetria degli arti, di solito parziale ma non progressiva. Possono inoltre essere presenti difficoltà nell’alimentazione, problemi gastrointestinali, ipoglicemia, e anomalie dell’apparato genitale. Nei primi anni di vita uno dei problemi più rilevanti dei pazienti affetti da sindrome di Silver Russell è la gestione dell'alimentazione e la scarsa crescita. I bambini con sindrome di Silver Russell hanno una massa muscolare ed epatica ridotta e questo aumenta il rischio di ipoglicemia. In genere lo sviluppo psicomotorio è rallentato, con difficoltà nell’apprendimento. In casi rari si può riscontrare un lieve deficit cognitivo, sebbene il QI sia normale nella maggior parte degli individui affetti dalla sindrome di Russell-Silver.
I maschi affetti da sindrome di Russell-Silver possono presentare anomalie genito-urinarie, tra cui le più comuni sono il criptorchidismo e l'ipospadia. Sono state occasionalmente riportate delle anomalie renali, tra cui idronefrosi, acidosi renale tubulare, valvole uretrali posteriori e un singolo caso di rene a ferro di cavallo. Le neoplasie maligne sono rare nella sindrome di Russell-Silver e non sono probabilmente correlate alla condizione primaria. È stato riportato un singolo caso di tumore epatocellulare in un bambino affetto da sindrome di Russell-Silver. Vi è un altro reperto di un paziente affetto da craniofaringioma. Il cancro al testicolo può svilupparsi se non viene trattato il criptorchidismo; tale complicanza non è specifica per la sindrome di Russell-Silver. Nonostante l'asimmetria nella lunghezza degli arti presente in molti pazienti, sembra non esserci un aumentato rischio di sviluppo di tumori intra-addominali e retroperitoneali.
La diagnosi differenziale si pone con il ritardo della crescita prenatale da disfunzione placentare, con alcune anomalie cromosomiche in mosaico o con alterazioni strutturali, con la progeria neonatale (sindrome di Wiedemann-Tautenstrauch), con la sindrome 3M e il nanismo MULIEBRY.
Non esiste un trattamento specifico per la sindrome di Silver-Russell, tuttavia i bambini possono essere trattati con ormone della crescita (GH) per migliorare la statura finale. La terapia con l'ormone della crescita può aumentare la velocità della crescita e aumentare l'altezza finale, che però non raggiunge i valori normali. Inoltre, è importante fornire un adeguato supporto nutrizionale per evitare quadri di ipoglicemia e malnutrizione. Il follow-up clinico, in cui prevale il coinvolgimento dell’endocrinologia, ma non solo, è molto articolato e richiede medici esperti. Fatta eccezione per la bassa statura e la corporatura esile, la prognosi a lungo termine è buona.