Deposizione extracellulare di AMILOIDE in una o piu’
sedi dell’organismo
AMILOIDE: CLASSE ETEROGENEA DI PRECIPITATI
PROTEICI CHE HANNO IN COMUNE UNA STRUTTURA
CHIMICA SECONDARIA (β-foglietto) CHE
DETERMINA CARATTERISTICHE TINTORIALI
Organi o tessuti interi colorati con iodio + H2SO4 ¼
colorazione BLU come AMIDO
¾ VIRCHOW NEL 1854 ¼ AMILOIDE
SOSTANZA AMORFA, EOSINOFILA, EXTRACELLULARE
Colorazione elettiva con ROSSO CONGO ¼ ROSA
Alla luce polarizzata ¼ BIRIFRANGENZA VERDE
MORFOLOGIA ORGANI INTERESSATI:
9 CONSISTENZA GOMMOSA
9 ASPETTO CEREO
9 MEGALIA (fegato, rene, milza, cuore)
ACCUMULO PROGRESSIVO: ATROFIA CELLULARE
DEPOSITI AMILOIDE:
˜ 90-95% PROTEINE FIBRILLARI (sottili, rigide, prive di
ramificazioni, aggregate lateralmente) ¼ (β-foglietto)
˜ 5-10% COMPONENTE P DELL’AMILOIDE +
GLICOSAMINOGLICANI
CLASSIFICAZIONE
In base alle caratteristiche: 1) CLINICHE
2) NATURA DELLE FIBRILLE
1) CLINICA
H AMILOIDOSI PRIMARIA (AL)
SENZA MALATTIE ESISTENTI
A CARICO DI ORGANI DI ORIGINE MESENCHIMALE
PIU’ FREQUENTE
H AMILOIDOSI SECONDARIA (AA)
COMPLICAZIONE DI PATOLOGIE PRE-ESISTENTI A
CARATTERE INFIAMMATORIO (artrite reumatoide) o
INFETTIVO (tubercolosi, lebbra)
A CARICO DI ORGANI DI ORIGINE PARENCHIMALE
H AMILOIDOSI ASSOCIATA A MIELOMA MULTIPLO (AL)
SIMILE ALLA PRIMARIA
H AMILOIDOSI EREDO-FAMILIARE
più comune FEBBRE FAMILIARE MEDITERRANEA
NEUROPATIA, NEFROPATIA, CARDIOPATIA
HAMILOIDOSI ASSOCIATA ALL’INVECCHIAMENTO
CUORE E CERVELLO
HAMILOIDOSI ASSOCIATA AD EMODIALISI
PROTRATTA (60-80& pazienti in dialisi)
A CARICO DI SINOVIE, ARTICOLAZIONI, GUAINE
TENDINEE
Proteina (β2-microglobulina) non filtrata attraverso membrane
da dialisi ¼ aumento in circolo
2) NATURA DELLE FIBRILLE
Individuate più di 15 FORME DISTINTE DI PROTEINE
Piu’ comuni:
► AMILOIDE AL: (amyloid ligh chain)
CONTIENE REGIONE VARIABILE DELLE CATENE
LEGGERE DELLE Ig O FRAMMENTI
DERIVA DALLE PLASMACELLULE
ASSOCIATA ALLA PROLIFERAZIONE CLONALE DI
CELLULE B
► AMILOIDE AA: (amyloid-associated)
pm 8000, DERIVA DAL PRECURSORE SIERICO SSA
(SERUM AMYLOID-ASSOCIATED) SINTETIZZATO NEL
FEGATO, ASSOCIATO ALLE HDL
► TRANS-TI-RETINA (prealbumina)
PROTEINA NORMALE DEL TRASPORTO DI TIROXINA E
RETINOLO
CON UN ANIMOACIDO MUTATO ¼ POLINEURITE
FAMILIARE
► β2-MICROGLOBULINA (Aβ2m)
COMPONENTE MHC CLASSE I ¼ AMILOIDOSI DA
EMODIALISI
► β-AMILOIDE (A β) = AMILOIDE CEREBRALE
pm 4000, DERIVA DAL PRECURSORE APP (AMYLOID
PRECURSOR PROTEIN)
PREDOMINANTE IN MALATTIA DI ALZHEIMER,
SINDROME DI DOWN
GENE SU CROMOSOMA 21
FILAMENTI ELICOIDALI ¼ AMMASSI NEUROFIBRILLARI
NEI NEURONI
COMPONENTE P DELL’AMILOIDE (glicoproteina)
ASSOCIATO ALLE FIBRILLE, MA DISTINTO
OMOLOGIA CON PROTEINA C REATTIVA
NON PRESENTE NELLE PLACCHE CEREBRALI DEI
PAZIENTI CON ALZHEIMER
RENE:
E’ LA PIU’ FREQUENTE E POTENZIALMENTE PIU’
GRAVE
ÄPRINCIPALE CUSA DI MORTE
MACROSCOPICAMENTE: VOLUME UGUALE O ½ (INIZIO)
DEPOSITI DI AMILOIDE IN
GLOMERULI
TESSUTO INTERSTIZIALE
ARTERIE E ARTERIOLE
restringimento capillari
ATROFIA TUBULARE E
FIBROSI
PROTEINURIA ± MARCATA
FEGATO:
Coinvolgimento comune, ma con LIEVI ALTERAZIONI
DELLA FUNZIONALITA’, TARDIVA EPATOMEGALIA
DEPOSITI PRIMA NEGLI SPAZI DI DISSE, POI NEL
PARENCHIMA Ä ATROFIA DEGLI EPATOCITI per
ISCHEMIA E COMPRESSIONE
CUORE:
PRESENTE IN OGNI FORMA DI AMILOIDOSI
SISTEMICA, PIU’ FREQUENTE NEI PAZIENTI CON
DISCRASIA (proliferazione clonale) MONOCITICA
(AMILOIDE AL)
Organo più interessato NELL’AMILOIDOSI
SISTEMICA SENILE
Depositi:
inizio in sede SUBENDOCARDICA
poi NEL MIOCARDIO TRA FIBRE
MUSCOLARI
ATROFIA
INSUFFICIENZA CARDIACA INTRATTABILE
ALTRI ORGANI:
• TRATTO GASTROINTESTINALE
• SISTEMA NERVOSO
• ARTICOLAZIONI
Ancora incerta, anche se i precursori proteici sono noti
Î
AMILOIDOSI AA
Processo multifattoriale:
ƒ
stimolo infiammatorio
ƒ
genotipo paziente
ƒ
isotipo SSA
CONDIZIONE INFIAMMATORIA PROLUNGATA CHE
INDUCE DANNO TISSUTALE
Å Sintesi epatica SSA (IL-1; IL-6)
a) In individui con difetti ENZIMI DEGRADAZIONE
(monociti)
= AMILOIDOSI
b) Alterazioni geniche in SSA =
resistenza alla proteolisi = AMILOIDOSI
Î
AMILOIDOSI AL
Popolazione monoclonale plasmacellule
Catene leggere con 1 aa modificato
a) ½ proteine amilodogeniche
b) ¾ degradabilità
Dimostrazione AMILOIDE NEI TESSUTI
Più facile in condizioni “a rischio”
˜ artrite reumatoide
˜ tubercolosi
˜mieloma multiplo
COLORAZIONI ELETTIVE SU BIOPSIE
Difficile valutare decorso per datazione esordio
AMILOIDOSI SISTEMICA: grave, ma migliore di quanto
si ritenesse in passato Ä 1-4 anni; alcuni 5-10
PRINCIPALI CAUSE DI MORTE:
Più rare:
MALATTIE CARDIACHE
INSUFFICIENZA RENALE
INSUFFICIENZA RESPIRATORIA
EMORRAGIE GASTROINTESTINALI
PIU’ FREQUENTE CAUSA DI DEMENZA NELL’ANZIANO
Descritta da Alois Alzheimer (1906)
PROGRESSIVA PERDITA DELLA MEMORIA E
DELLA CAPACITA’ COGNITIVA ACCOMPAGNATA
DA AFASIA*
•Difficoltà ad esprimersi con parole o scrittura, di capire il
significato delle parole
DEMENZA MUTA ED IMMOBILE (5-10 anni)
SINTOMI:
RARAMENTE PRIMA DEI 50 ANNI
DECADI SUCCESSIVE = ½ INCIDENZA
65-74 anni
3%
75-84 anni
19%
> 85 anni
45%
Nel 2050 circa 370x106 ultra 85enni ¼ 100x106 affetti
> Parte dei casi: SPORADICI
5-10% su BASE FAMILIARE
CARATTERISTICHE MACROSCOPICHE:
1. GRADO VARIABILE DI ATROFIA NELLA
REGIONE FRONTALE, PARIETALE E
TEMPORO-MEDIALE
2. AMPLIAMENTO DEI SOLCHI CEREBRALI
CARATTERISTICHE MICROSCOPICHE:
1. ESTESA DEGENERAZIONE NEURONALE
2. AMMASSI NEUROFIBRILLARI RICCHI DI
PROTEINA “TAU”
3. PLACCHE NEURITICHE CONTENENTI βAMILOIDE
4. ANGIOPATIA AMILOIDE
CARATTERISTICHE BIOCHIMICHE:
1. DIMINUZIONE ACETILTRANSFERASI IN
NEURONI NECLEO BASALE
2. AUMENTO NELLE PLACCHE
MICROSCOPICAMENTE
¾ AMMASSI O GROVIGLI NEUROFIBRILLARI
ACCUMULI NEL CITOPLASMA NEURONALE DI
MATERIALE FILAMENTOSO CHE SPOSTA O
AVVOLGE IL NUCLEO (NB sono diversi dai
neurofilamenti)
NEURONI CORTICALI, CELLULE PIRAMIDALI
DELL’IPPOCAMPO, AMIGDALA, NUCLEI DEL RAFE
COMPONENTE PRINCIPALE:
FORMA ANOMALA FOSFORILATA DELLA PROTEINA
TAU
Proteina assonica associata ai microtubuli di cui aumenta
l’assemblaggio
+ UBIQUITINA
ABBONDANTI IN SEDE DI MAGGIOR PERDITA
NEURONALE
¾ PLACCHE NEURITICHE
AMMASSI FOCALI, ROTONDEGGIANTI DI PROCESSI
NEURITICI INGROSSATI, TORTUOSI, CHE
CIRCONDANO UN NUCLEO DI AMILOIDE Aβ
¾ ANGIOPATIA AMILOIDE
DEPOSITI DI AMILOIDE NELLE PARETI DEI VASI
MENINGEI E INTRACORTICALI
INIZIO ANCHE SFUGGEVOLE ED INSIDIOSO
1. ALTERAZIONI PRECOCI A CARICO DELLA
MEMORIA RECENTE
2.
ALTERAZIONI EMOTIVE =
DEPRESSIONE,
ANSIA, EPISODICHE
BIZZARRIE DI
COMPORTAMENTO
Progressione lenta, graduale
(anche 10 anni)
FASI PIU’ AVANZATE
˜ CAMMINATA A PICCOLI
PASSI STRASCICATI
˜ RIGIDITA’ MUSCOLARE
GENERALIZZATA
CAUSE DI MORTE:
MALATTIE INTERCORRENTI IN MANCANZA DI
AUTOSUFFICIENZA
MAGGIOR COSTITUENTE DELL’AMILOIDE CEREBRALE
POLIPEPTIDE DI 40-42 aa = Aβ (A4)
Deriva da precursore di 675-770 aa
AMYLOID-PRECURSOR PROTEIN (APP)
glicoproteina di membrana, costituente normale del
cervello umano, altamente espressa durante lo sviluppo,
coinvolto nel DIFFERENZIAMENTO NEURONALE E NELLA
GENESI DELLE SINAPSI
VIENE PROCESSATO DA PROTEASI DIVERSE:
α-secretasi; β-secretasi; γ-secretasi
α-secretasi = peptide 83 aa + forma troncata APPsα
importante per sinapsi
formazione e
mantenimento memoria
β-secreatasi = peptide 99 aa + APPs β
peptide 83 aa + peptide 99 aa substrati per γ-secretasi
Residuo Aβ40 (+ abbondante)
Residuo Aβ42
(+ idrofobico)
Presente nel liquido cerebrospinale e nel siero di persone
sane
F(x) sconosciuta, ma fisiologica
½½ FORMAZIONE FIBRILLE
FORMA + PRESENTE NELLE
PLACCHE CEREBRALI
DUE PRINCIPALI IPOTESI:
1. “CASCATA DELL’AMILOIDE” = IL PROCESSO
NEURODEGENERATIVO E’ INNESCATO DA ABNORME
PROCESSING DEL PRECURSORE DELL’AMILOIDE
2. DEGENERAZIONE DEL CITOSCHELETRO
NEURONALE
1. EVIDENZE A FAVORE
H MUTAZIONI NEL GENE APP ¼ Aβ42 NEL CERVELLO
H TRISOMIA 21 ¼ APP ¼ Aβ42 ¼ AD precoce
H Aβ42 NEUROTOSSICA PER LE CELLULE IN
COLTURA (anche se altri frammenti non lo sono)
Possibili meccanismi:
1) Generazione di ROS
2) Alterazioni omeostasi Ca2+
3) Risposta infiammatoria
4) Attivazione trasduzione segnale ¼ APOPTOSI
H MUTAZIONI GENI PRESENILINA 1 (Cr 14) E 2 (Cr 1)
FAVORISCONO AD
Le proteine “collaborano” all’attività della γ-secretasi ¼
ALTERAZIONI NELLA SINTESI DI Aβ42
1.EVIDENZE A FAVORE
LA PRESENZA DI MUTAZIONI NEL GENE TAU E’
NECESSARIA PER LA FORMAZIONE DEGLI AMMASSI
NEUROFIBRILLARI, MA NON DELLE PLACCHE
“TAU”-PATOLOGIA SUCCESSIVA A DEPOSIZIONE
AMILOIDE
RECENTI RICERCHE DI BIOLOGIA CELLULARE:
ALTERAZIONI NEL METABOLISMO DEL COLESTEROLO
NEI NEURONI Ä FATTORE DI RISCHIO PER AD
SNC =
compartimento particolare per metabolismo e
richiesta di COLESTEROLO
• ALTO CONTENUTO (25% non esterificato)
• essendo isolato ottiene CL via sintesi “de novo”
CL circola tra neuroni e cellule della glia via apolipoproteinerecettori
• CL e’ essenziale per sinapsi
POLIMORFISMO GENETICO A CARICO DI GENI CHE
REGOLANO METABOLISMO LIPIDICO = FATTORE DI
RISCHIO
GENE PER APOLIPOPROTEINA E (più presente in SNC)
ALTA ν ALLELE
ε4 IN PAZIENTI AD
Analisi “post-mortem” in pazienti AD:
½ LDL
¾ HDL
Possibili meccanismi:
Ð ½ aggregazione Aβ
Ð ½ fosforilazione TAU
(attivazione non diretta MAPK)
Ð ½ alreazioni sinapsi
Principale bersaglio:
AMILOIDE Aβ
¼ ELIMINAZIONE
•
Aumentare la CLEARANCE
•
Diminuire la PRODUZIONE
•
Diminuire la FIBRILLOGENESI
•
DOCUMENTATA EFFICACIA SPERIMENTALE DI
VACCINO ANTI- Aβ
¾ DEPOSITO NEL CERVELLO
¾ DEPOSITI PRE-ESISTENTI
Meccanismi:
ƒ
q’ minime Ab entrano nel cervello e attivano microglia ¼
attivazione processo infiammatorio
ƒ Ab intrappolano A β nel sangue ¼ efflusso di Aβ dal
cervello per mantenere equilibrio
MA IN TRIAL CLINICI = INFIAMMAZIONE DEL SNC
SOSPENSIONE TRATTAMENTO
Sarebbe necessaria:
MAGGIORE SPECIFICITA’ DEGLI Ab PER IL
SUBSTRATO
Ä SOLO FORME AMILODOGENICHE, NON NORMALI
2. INIBITORI SECRETASI β E γ
Effetti collaterali possibili:
•
Diminuzione maturazione linfociti
3. INIBITORI DELL’AGGREGAZIONE
´ Chelanti dei metalli: Al, fe, Zn. Cu
Questi metalli
½ aggregazione e la neurotossicità
TRIAL CLINICI:
•
chelanti Fe (desferossiamina)
•
chelanti Al (DFO) ¼
miglioramento del comportamento
´ Inibitori del β-foglietto = < interazione tra i monomeri
Problemi: degradabilità, no passaggio barriera sanguecervello
´ Inibitori sintesi del colesterolo
ALTRE POSSIBILITA’
• Diminuzione processo infiammatorio (NSAID)
• Aumento antiossidanti ¼ prevenzione danno ai neuroni
• Diminuzione trasduzione del segnale (PKC, MAPK)
• Inibitori dell’acetilcolinesterasi (che è aumentata nelle
placche e forse promuove l’aggregazione dell’Amiloide Aβ