Genetics in TNF-TNFR pathway: a complex network causing spondyloarthritis and conditioning response to therapy

Introduzione. Le spondiloartriti sieronegative (SpA) sono un gruppo di malattie infiammatorie croniche risultanti da una complessa interazione tra fattori genetici (tra cui, HLA-B27 è il maggior predisponente) e ambientali. Ed è tale interazione ad indurre l'attivazione di processi autoinfiammatori e la disregolazione del sistema immunitario caratterizzanti la malattia. In molti casi, una diagnosi precoce ed un adeguato monitoraggio dell’ attività di malattia risultano difficili a causa della sovrapposizione delle caratteristiche cliniche tra le diverse forme. Il ritardo nella diagnosi e conseguentemente nel trattamento, è inoltre dovuto al fatto che, gli indici d’infiammazione comunemente utilizzati nella pratica clinica, la velocità di eritrosedimentazione (VES) ed la proteina C-reattiva (PCR), sono nella norma in almeno metà dei pazienti con chiara espressione dell’attività di malattia. Il ritardo nella diagnosi conferisce a questi pazienti un carico sintomatico importante ed una perdita di funzione durante gli anni di vita produttiva. Pertanto, forte attenzione è attualmente rivolta all’identificazione di marcatori biochimici e genetici utili alla diagnosi e di fattori prognostici necessari a valutare l'efficacia del trattamento. Tra i fattori genetici predisponenti, è noto il ruolo di HLA-B27, che contribuisce però solo per il 20-30% all'ereditarietà totale, mentre il complesso maggiore di istocompatibilità (MHC) rappresenta circa il 40-50% del rischio genetico di sviluppare la patologia. Questo dato ha suggerito il probabile coinvolgimento di altri geni nel meccanismo patogenetico. Studi di associazione genetica hanno permesso di identificare un certo numero di altri geni, associati alla patologia, sia nel locus MHC che in altri loci. In questo contesto, di grande interesse è lo studio della genetica di TNF-α, considerato il ruolo di tale citochina nel propagare e perdurare dell'infiammazione. Sebbene numerosi studi abbiano dimostrato l’associazione tra i polimorfismi di geni coinvolti nella via del segnale del TNF-α (es. TNFA, TNFSF15, TNFR1 e TRADD) e la patologia di SpA, i risultati sono discordanti. Di grande interesse sono anche le varianti del MEFV gene, coinvolto nella patogenesi della malattia autoinfiammatoria Febbre Mediterranea Familiare (FMF). Studi recenti hanno, infatti, dimostrato che le SpA, ed in particolare la spondilite anchilosante (AS), sono molto comuni tra i pazienti affetti da FMF e che questi pazienti possono presentarsi con AS come unica manifestazione. Questo studio, condotto su 91 pazienti e 223 controlli, provenienti da una regione italiana del Nord-Est, si propone di identificare fattori bioumorali (biochimici ed ematologici) e genetici al fine di supportare i processi diagnostici e prognostici (risposta alla terapia). In particolare, oltre ai parametri biochimici ed ematologici, è stato valutato se polimorfismi nella regione del promotore del gene TNFA, o dei geni TNFRSF1A e MEFV, possano concorrere con l’allele HLA-B27 all’aumento del rischio di sviluppare la malattia e/o nel predire la risposta agli inibitori del TNF-α. Metodi. La popolazione studiata comprendeva 91 pazienti con diagnosi di SpA (età media ± deviazione standard: 52.1 ± 12.5 anni; 57 maschi, 34 femmine) e 223 donatori di sangue (età media ± deviazione standard: 46 ± 11 anni; 146 maschi, 77 femmine) provenienti dalla Regione Veneto, una regione italiana del Nord-Est. Tra i pazienti, 36 presentavano AS e 55 artrite psoriasica (PsA), con diagnosi formulata sulla base dei criteri rispettivamente di New York e CASPAR. Il protocollo di questo studio è stato approvato dal Comitato Etico Istituzionale locale dell’Università-Azienda Ospedaliera di Padova, Italia (Prot.n. 3024P / 13), e tutti i soggetti arruolati hanno firmato un consenso informato prima di partecipare allo studio. Per ciascun soggetto arruolato, sono stati raccolti i dati demografici e fisiologici, la storia clinica e familiare. Sono stati raccolti poi, campioni di sangue, al fine di valutare l’emocromo e la VES, e di determinare i livelli di PCR, acido urico, prealbumina, alanina aminotransferasi (ALT) e glucosio. L’analisi molecolare dei geni MEFV (esoni 2,3,5 e 10) e TNFRSF1A (esoni 2,3,4 e 6) è avvenuta mediante sequenziamento diretto. La determinazione degli alleli HLA-B27 e dei polimorfismi del gene TNFA (-1031T>C;-857C>T;-376G>A;-308G>A;-238G>A) è stata condotta mediante PCR in Real-Time. La determinazione degli alleli HLA-CW6 è avvenuta mediante un test genetico molecolare CE-IVD, disponibile in commercio, che adotta la tecnologia microarray. L’analisi statistica è stata effettuata utilizzando il software STATA (versione 13.1). Risultati. Un maggior numero di cellule polimorfonucleate circolanti e livelli di PCR più elevati sono stati rilevati nei pazienti affetti da SpA rispetto ai controlli. Inoltre, i pazienti affetti da PsA hanno mostrato livelli più elevati di ALT, non solo rispetto ai controlli, ma anche rispetto a pazienti affetti da AS. In ogni caso tali indici non erano molto elevati e spesso risultavano compresi entro gli intervalli di riferimento. Come atteso, gli alleli HLA-B27 sono risultati associati all’AS (χ2=120.1; p<0.0001). Sebbene una frequenza leggermente maggiore degli alleli HLA-CW6 sia stata osservata tra i pazienti con AS (circa il 6%) o PsA (circa il 13%) rispetto ai controlli (circa 4%), la differenza non è risultata essere statisticamente significativa. Nessuno dei polimorfismi del gene TNFA è risultato singolarmente associato alla diagnosi SpA, né a quella di AS o PsA, se valutate indipendentemente. Sono stati, poi, statisticamente dedotti gli aplotipi derivanti dalle coppie di combinazioni dei cinque polimorfismi studiati. Gli aplotipi più frequenti nei controlli sono stati selezionati come aplotipi di riferimento, e solo l’aplotipo -1031C/-308G è risultato significativamente associato con l’AS (p=0.015) esercitando in questa malattia un ruolo protettivo (odds ratio: 0.43; intervallo di confidenza al 95%: 0.22- 0.85). Tre polimorfismi sono stati identificati nel gene TNFRSF1A e tra questi, solo i polimorfismi R92Q (Frequenza dell’allele minore- MAF = 0.034) e c.625 + 10A> G (MAF = 0.479) sono stati selezionati a causa del potenziale ruolo funzionale. Entrambi i polimorfismi non sono risultati associati con la diagnosi di SpA (χ2 = 1.073 e p = 0.300 per R92Q; χ2 = 4.721 e p = 0.094 per c.625 + 10A> G). Il polimorfismo c.625 + 10A> G è però, risultato essere associato con la risposta alla terapia con anti-TNF, valutato sulla base di un punteggio BASDAI inferiore / uguale o superiore a 4, a 10 mesi dall’inizio della terapia (p = 0.031). Ventuno polimorfismi sono stati identificati nel gene MEFV e tra questi, 10 noti per il potenziale significato funzionale. Tali varianti alleliche sono risultate estremamente rare nella nostra popolazione (MAF <0.025) ad eccezione di R202Q (MAF = 0.27). Nessun polimorfismo è risultato essere associato con la diagnosi SpA (p> 0.05). Conclusioni. In conclusione, i risultati di questo studio suggeriscono il ruolo rilevante della genetica della via del segnale TNF-TNFR nel complesso sistema che induce la patogenesi di SpA e condiziona la risposta alla terapia. Il gene TNFA, nella popolazione oggetto di studio, si è dimostrato un fattore predisponente per lo sviluppo di SpA, ma soprattutto di AS. Al contrario, la genetica del gene MEFV non sembra mostrare alcun impatto in questo gruppo di malattie. L'aplotipo TNFA-1031C/-308G, potenzialmente associato alla produzione di livelli più bassi di TNF-α, sembra esercitare un ruolo protettivo nella patogenesi di AS, mentre è emerso che il polimorfismo c.625 TNFRSF1A + 10A> G costituisce un potenziale fattore predittivo di risposta alla terapia con anti-TNFα.