Approfondimenti sulla malattia renale policistica autosomica dominante da studi genetici

Astratto

Policistico autosomico dominantenefropatiaè la causa monogenica più comune di ESKD.Studi geneticida pazienti e modelli animali hanno informato la patobiologia della malattia. Sostenere fortemente un "modello di soglia" in cui la formazione di cisti è innescata da un ridotto dosaggio funzionale di policistina al di sotto di una soglia critica all'interno di singole cellule epiteliali tubulari a causa di mutazioni PKD1 e PKD2 germinali e somatiche, mutazioni di geni (ad es. SEC63, SEC61B, GANAB, PRKCSH , DNAJB11, ALG8 e ALG9) nella via biosintetica delle proteine ​​del reticolo endoplasmatico, o mosaicismo somatico.Test geneticipuò potenzialmente fornire informazioni diagnostiche e prognostiche sulla cisticanefropatia. Tuttavia, lo screening delle mutazioni di PKD1 è impegnativo a causa delle sue grandi dimensioni e complessità, che lo rendono sia costoso che laborioso.

Inoltre, i test genetici convenzionali basati sul sequenziamento di Sanger sono attualmente limitati nel chiarire le cause dell'atipicomalattia policistica renale, come la discordanza della malattia all'interno della famiglia, atipicarenemodelli di imaging e gravità della malattia discordante tra il volume totale del rene e il tasso di declino dell'eGFR. Inoltre fattori ambientali,geneticomodificatori e mosaicismo somatico contribuiscono anche alla variabilità della malattia, limitando ulteriormente la prognosi per classe di mutazione nei singoli pazienti. Le recenti innovazioni nel sequenziamento di nuova generazione sono pronte a trasformare ed estendere la diagnostica molecolare a costi ragionevoli. Attraverso uno screening completo di più malattie cistiche e geni modificatori, il pannello genico mirato, il sequenziamento dell'intero esoma o dell'intero genoma dovrebbe migliorare l'accuratezza diagnostica e prognostica per far progredire la medicina personalizzata nella malattia del rene policistico autosomico dominante.

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introduzione

Rene policistico autosomico dominante (ADPKD)è un disturbo multisistemico caratterizzato dalla crescita di numerosicisti renalie l'espansione del volume renale che porta a ESKD nella maggior parte dei pazienti. Ipertensione, ematuria macroscopica, rottura e infezione della cisti, calcoli renali e dolore al fianco sono complicanze renali comuni. Allo stesso tempo, le manifestazioni extrarenali includono cisti epatiche e pancreatiche, aneurismi vascolari, anomalie delle valvole cardiache, ernie e diverticolosi. Stima della prevalenza diADPKDè stato impegnativo a causa della penetranza variabile dipendente dall'età e dell'accertamento clinico incompleto nella popolazione generale. Studi epidemiologici su casi clinicamente accertati di ADPKD hanno riportato una prevalenza puntuale di 2,4–9.0 per 10,000. Al contrario, un recente studio sul sequenziamento genomico in grandi popolazioni ha prodotto una stima minima di 1 su 1000. L'identificazione di PKD1 nel 1995 e PKD2 nel 1996 ha facilitato lo sviluppo della diagnostica molecolare basata sulla sequenza del DNA. Da allora, spinti dai progressi nella tecnologia di sequenziamento, la nostra comprensione delle complessità delle basi genetiche della malattia renale cistica si è evoluta. Messaggi importanti alla base di questa recensione sono che non tutti i pazienti con cisti renali multiple hannoADPKDe quelloADPKDe la malattia del fegato policistico autosomico dominante (ADPLD) rappresentano uno spettro fenotipico, con entrambe le malattie derivanti da alterazioni nella funzione della policistina. Discutiamo di come gli studi genetici hanno informato la nostra comprensione della patobiologia dell'ADPKD. Discutiamo anche le attuali indicazioni cliniche per i test genetici nei sospettiADPKDe il suo ruolo in evoluzione nel chiarire le cause genetiche dell'atipicomalattia del rene policistico (PKD). Un glossario dei termini utilizzati in questa revisione è fornito nel riquadro 1.

Gli studi genetici hanno informato i meccanismi della malattia nell'ADPKD

Le mutazioni di due geni, PKD1 e PKD2 (che codificano due proteine ​​integrali di membrana, policistina-1 e policistina-2 [o TRPP2], rispettivamente), sono responsabili della maggior parte dei casi geneticamente risolti di ADPKD. La policistina-1 è una grande proteina con caratteristiche funzionali indicative di un recettore di funzione sconosciuta, mentre la policistina-2 è un canale cationico non specifico; entrambi interagiscono attraverso le loro code citoplasmatiche per modulare un nuovo percorso di segnalazione nelle ciglia primarie. L'espressione variabile della malattia è una caratteristica notevole dell'ADPKD. Anche se il difetto ereditario della linea germinale è presente in tutte le cellule, le cisti si formano nel 5% dei tubuli e la dilatazione cistica è focale all'interno di ciascun tubulo. Queste osservazioni, unite alla scoperta di mutazioni somatiche PKD1 o PKD2 nelle cisti renali ed epatiche di pazienti conADPKD, ha portato all'ipotesi di un meccanismo cellulare recessivo per la cistogenesi in cui l'inattivazione di entrambe le copie di PKD1 o PKD2 in una singola cellula epiteliale tubulare

è necessario per iniziare la formazione di cisti. Tuttavia, questa ipotesi è stata inizialmente contestata a causa di una bassa percentuale di mutazioni somatiche di PKD1 identificate nelle cisti di pazienti con mutazioni germinali di PKD1, sebbene solo la regione non duplicata di PKD1 sia stata esaminata in studi precedenti. Utilizzando la PCR locus-specifica e il sequenziamento di nuova generazione (NGS), uno studio recente ha esaminato e identificato in modo completo le mutazioni somatiche private PKD1 e PKD2 nel 90% di 128 cisti di nove pazienti, fornendo la prova più definitiva a sostegno dell'ipotesi di cui sopra. Tuttavia, l'inattivazione completa di entrambe le copie di PKD1 o PKD2 non è necessaria per l'inizio della cisti poiché studi su modelli murini mutanti ipomorfi hanno mostrato lo sviluppo di cisti con bassi livelli (circa il 20 percento) di policistina-1. Attualmente, il modello "soglia" della cistogenesi fornisce la migliore spiegazione degli studi sull'uomo e sugli animali fino ad oggi. Di conseguenza, il dosaggio funzionale ridotto di policistina-1 al di sotto di una soglia critica (ovvero circa il 20% -30%) all'interno delle cellule epiteliali tubulari a causa di mutazioni germinali e somatiche di PKD1 o PKD2, il tipo (ovvero, troncamento proteico rispetto a mutazioni non troncanti) di mutazione e fattori stocastici locali sembrano innescare la formazione di cisti individuali. Tuttavia, anche la tempistica sembra essere importante: l'inattivazione di Pkd1 prima di 13 giorni dopo la nascita in un modello murino ha provocato una grave malattia cistica entro 3 settimane; al contrario, l'inattivazione di Pkd1 dopo 14 giorni di età nello stesso modello ha provocato un decorso indolente con sviluppo di cisti solo dopo 5 mesi. Inoltre,malattia renale cisticanel modello di induzione tardiva è stato esacerbato dalesioni renali, come l'ischemia-riperfusione e l'ostruzione tubulare dovuta alla deposizione di cristalli (noto anche come "modello del terzo colpo"). Collettivamente, questi risultati suggeriscono che fattori aggiuntivi oltre ai "secondi colpi" contribuiscono all'espansione dei tubuli dilatati in macrocisti. Curiosamente, un recente studio sui topi mutanti Pkd1 suggerisce che i fattori locali derivanti dalle singole cisti possono promuovere l'evoluzione dei tubuli dilatati adiacenti in cisti franche in gruppi (noto anche come "effetto valanga").

Studi genetici recentihanno identificato un nuovo meccanismo mediante il quale le mutazioni in più geni che codificano per le proteine ​​funzionanti nella via biosintetica delle proteine ​​del reticolo endoplasmatico (ER) causano l'ADPLD modulando il dosaggio della policistina-1 (Tabella 1). In particolare, le proteine ​​di traslocazione codificate da SEC63 e SEC61B sono necessarie per l'ingresso delle proteine ​​nascenti nell'ER, mentre le proteine ​​codificate da ALG8, ALG9 e PMM2 sono richieste nell'ER per la N-glicosilazione delle proteine ​​nascenti. La glucosidasi II, composta da una subunità a codificata da GANAB e da una subunità b codificata da PRKCSH, rimuove le molecole di glucosio dalle proteine ​​nascenti dopo il controllo di qualità da parte del ciclo calnexina/calreticulina prima che vengano esportate nel complesso di Golgi (Figura 1). Inoltre, un cofattore della proteina Ig di legame codificata da DNAJB11 funge da chaperone nel pronto soccorso per il controllo del ripiegamento, del traffico e della degradazione delle proteine, tra cui policistina-1 e policistina-2. Le mutazioni di uno qualsiasi dei suddetti geni possono ridurre il dosaggio funzionale della policistina-1 compromettendone la modifica post-traduzionale e il traffico verso la membrana cellulare e, quindi, possono modificare la gravità della malattia cistica nel contesto dell'ADPKD.

Figura 1.|Rappresentazione schematica della maturazione del reticolo endoplasmatico e della N-glicosilazione della nascente policistina-1 (PC-1) e policistina-2 (PC-2). Le mutazioni in PKD1 e PKD2 causano la malattia renale policistica autosomica dominante (ADPKD); le mutazioni in SEC61B, SEC63, ALG8, GANAB e PRKCSH causano malattia epatica policistica autosomica dominante; mutazioni in PKHD1 causano malattia renale policistica autosomica recessiva; e le mutazioni in ALG9 e GANAB causano ADPKD atipico. Tutte le condizioni hanno una sovrapposizione fenotipica e includono un certo grado di cisti renali ed epatiche e sono correlate ad alterazioni nel dosaggio funzionale del complesso PC-1/PC-2 maturo.

I meccanismi attraverso i quali la riduzione della segnalazione della policistina nelle ciglia primarie delle cellule epiteliali tubulari porta alla malattia cistica rimangono incompletamente compresi. È stato dimostrato che le terapie sperimentali mirate all'aumento del cAMP, all'attivazione del bersaglio dei mammiferi del complesso 1 della rapamicina (mTORC1) e alla ridotta segnalazione della protein chinasi attivata da 5'-AMP rallentano la progressione della malattia cistica (Figura 2). Tolvaptan, un antagonista del recettore 2 della vasopressina, ha avuto successo nel rallentare la progressione dell'ADPKD nell'uomo riducendo la segnalazione di cAMP. Di interesse, un recente studio sui modelli murini di PKD ha mostrato che l'ablazione delle ciglia primarie mediante l'inattivazione di un gene ciliare (Kif3 o Ift20) ha provocato una malattia lieve, mentre l'inattivazione di Pkd1 o Pkd2 ha provocato una malattia grave. Inaspettatamente, l'ablazione delle ciglia primarie oltre all'inattivazione di Pkd1 o Pkd2 in questi modelli ha provocato un'attenuazionenefropatiarispetto alla sola inattivazione di Pkd1 o Pkd2. Presi insieme, questi dati implicano l'esistenza di un percorso di segnalazione basato sulle ciglia ancora non identificato che interagisce con il complesso policistinico per modulare la gravità della malattia delle cisti e la perdita della funzione delle ciglia sembra essere protettiva nel contesto dell'ADPKD.

Evoluzione delle tecnologie di screening delle mutazioni nell'ADPKD

Lo screening della mutazione PKD1 è stato impegnativo a causa delle sue grandi dimensioni, complessità e alto contenuto di GC. Il gene comprende 46 esoni e codifica un trascritto di 12,912-bp, che copre una regione genomica di 50-kb. I suoi primi 33 esoni sono duplicati in sei pseudogeni con circa il 98% di identità della sequenza del DNA. L'alto livello di identità della sequenza del DNA con gli pseudogeni crea la possibilità di chiamate genotipiche sia false positive che negative perché una mutazione pseudogenica può essere erroneamente definita come presente in PKD1 e una mutazione PKD1 può essere persa se il segnale è sopraffatto dalla sequenza normale negli pseudogeni quando viene utilizzato il test di cattura del DNA. Il primo protocollo per uno schermo di mutazione PKD1 completo ha sfruttato rare discrepanze tra la regione duplicata di PKD1 e i suoi pseudogeni per generare modelli specifici del locus per le successive reazioni di sequenziamento annidate. Sono necessarie cinque PCR a lungo raggio per generare ampliconi specifici per PKD1- dalla regione duplicata, seguite da 65 PCR nidificate per lo screening dell'intero gene. Questo protocollo fornisce una solida protezione contro l'amplificazione genomica spuria dagli pseudogeni PKD1 e ha prodotto un alto tasso diagnostico di circa l'80% -90% in coorti cliniche selezionate, ma è laborioso e costoso.

Figura 2.|Approfondimenti sulla patobiologia dell'ADPKD da studi genetici umani e animali. AMPK, protein chinasi attivata da 5'-AMP; ER, reticolo endoplasmatico; ERK, chinasi regolata dal segnale extracellulare; JAK-STAT, trasduttore del segnale Janus chinasi e attivatore della via di segnalazione della trascrizione; mTOR, bersaglio della rapamicina nei mammiferi.

Un protocollo successivo ha generato ampliconi PCR locus-specifici a lungo raggio per entrambi i geni (ovvero otto per PKD1 e sei per PKD2) e li ha multiplexati da singoli campioni di pazienti come librerie con codice a barre per il sequenziamento ad alto rendimento. Quest'ultimo approccio riduce significativamente il carico di lavoro ei costi del laboratorio ed è attualmente utilizzato da diversi laboratori di ricerca; tuttavia, richiede ancora una notevole competenza tecnica. Più recentemente, il sequenziamento mirato dell'esoma mediante pannelli genici personalizzati utilizzando la cattura del DNA o il sequenziamento dell'intero genoma è stato applicato per lo screening delle mutazioni PKD1 e PKD2, con risultati promettenti e un'accuratezza dello 0,95% per i casi precedentemente risolti; tuttavia, sono necessarie sofisticate analisi bioinformatiche.

La classe di mutazione predice la gravità media della malattia renale nell'ADPKD

Lo screening delle mutazioni dei pazienti con ADPKD arricchito con caratteristiche cliniche ad alto rischio per la progressione riporta che il 75% dei casi portava mutazioni PKD1, circa il 15% portava mutazioni PKD2 e almeno il 10% dei casi non presentava mutazioni rilevate. Al contrario, lo screening delle mutazioni dei pazienti accertato con normale o quasi normalefunzione renaleha riferito che il 60 percento dei casi portava mutazioni PKD1, il 25 percento portava mutazioni PKD2 e il 15 percento non aveva alcuna mutazione rilevata. Oltre 1250 mutazioni PKD1 e 200 mutazioni PKD2 sono state archiviate nel Mayo PolycysticBanca dati sulle malattie renali, e nessuna singola mutazione rappresenta lo 0,2% dei casi. Numerosi studi hanno confermato una forte correlazione tra la classe di mutazione e la gravità della malattia renale: in media, le mutazioni PKD1 troncanti le proteine ​​(ovvero frameshift, nonsense e mutazioni del sito di splicing canonico e grandi delezioni) sono associate alla malattia più grave (età media del ESKD: 50-55 anni), seguite da mutazioni PKD1 non troncanti (cioè missenso e inserzioni/delezioni in-frame) e mutazioni PKD2 (età media di ESKD: circa 75-80 anni). Tuttavia, una significativa variabilità della malattia all'interno delle famiglie di parenti affetti con la stessa mutazione dell'effetto principale è ben documentata e suggerisce fortemente un effetto modificatore. Inoltre, in assenza di un robusto saggio in vitro, vi è incertezza per l'assegnazione della patogenicità nelle varianti non troncanti. L'American College of Medical Geneticists ha sviluppato linee guida per l'interpretazione di varianti di sequenze rare che includono la valutazione della frequenza allelica nei database di popolazione, la presenza come patogena nei database delle malattie, la caratterizzazione funzionale in vitro o in vivo, la valutazione bioinformatica e la cosegregazione con la malattia in più affetti o assenza in familiari non affetti. Le varianti vengono quindi riportate come "patogene", "probabilmente patogene", "varianti di significato incerto" o "benigne". Tuttavia, la frequenza cumulativa della popolazione delle varianti "probabilmente patogene" in PKD1 e PKD2 supera le stime epidemiologiche della prevalenza di ADPKD, mettendo in discussione la penetranza di alcune di queste varianti.

Cause genetiche di PKD oltre PKD1 e PKD2

Nonostante lo screening completo, il 10% -15% dei pazienti con sospetto di ADPKD non ha alcuna mutazione rilevata in PKD1 o PKD2. Utilizzando il sequenziamento dell'intero esoma, sono state identificate mutazioni in diversi geni aggiuntivi di malattie cistiche rare in pazienti originariamente etichettati come "nessuna mutazione rilevata". Come descritto sopra, è stato dimostrato che più geni (cioè ALG8, ALG9, GANAB, PRKCSH, SEC61B e SEC63) che codificano per proteine ​​che funzionano nella via biosintetica dell'ER causano l'ADPLD e un quadro clinico che si sovrappone all'ADPKD. Le mutazioni autosomiche recessive in PMM2 causano un devastante disturbo multisistemico pediatrico, ma è stato identificato che una rara mutazione del promotore che ha ridotto l'espressione di PMM2 causa ipoglicemia iperinsulinemica ad esordio infantile e reni policistici in quindici famiglie. È stato dimostrato che le mutazioni nel DNAJB11 causano PKD atipica con piccole cisti renali, dimensioni renali piccole o normali e insufficienza renale a insorgenza tardiva associata ad atrofia tubulare e fibrosi interstiziale, caratteristiche cliniche di entrambiADPKDEmalattia renale tubulointerstiziale autosomica dominante (ADTKD). Questa discordanza delle dimensioni del rene con la funzione è molto insolita per l'ADPKD, ma si osserva anche nell'ADPLD associata a mutazioni ALG9.

Il mosaicismo somatico è un'altra importante causa di ADPKD nei pazienti senza mutazione rilevata. Il mosaicismo si riferisce alla presenza di due popolazioni cellulari geneticamente distinte all'interno di un individuo risultante da una mutazione somatica durante l'embriogenesi. A seconda del tipo di cellula e dello stadio di sviluppo in cui si verifica la mutazione, possono insorgere tre sindromi cliniche mosaicismo germinale, che coinvolge solo le cellule germinali; mosaicismo somatico, che coinvolge solo le cellule del corpo; e mosaicismo gonadico e somatico, che coinvolge sia la linea germinale che le cellule somatiche. La presenza di PKD de novo con modelli di imaging renale atipici (cioè modelli asimmetrici, unilaterali, asimmetrici) è un reperto clinico sospetto di mosaicismo somatico. La diagnosi di mosaicismo è impegnativa a causa del coinvolgimento variabile delle cellule colpite che si traduce in un basso rapporto segnale-rumore di mutazione, ed è spesso mancata dal sequenziamento di Sanger. Tuttavia, circa il 10% dei casi geneticamente irrisolti di tre coorti accertate clinicamente sono stati trovati per ospitare mosaicismo somatico da NGS. Tutte le mutazioni somatiche identificate sono state trovate in PKD1 sequenziato dal DNA del sangue periferico in frazioni alleliche varianti tra il 5% e il 20%. Studi futuri che utilizzano "codici a barre molecolari" del DNA modello di diversi tessuti (ad esempio, mucosa buccale ed epiteli urinari) possono migliorare il tasso di rilevamento dei casi di mosaico con frazioni alleliche varianti ancora inferiori (cioè, 2% di letture).

Indicazioni attuali per i test genetici nell'ADPKD

Per la maggior parte dei soggetti a rischio con una storia familiare positiva, la diagnosi di ADPKD può essere confermata dall'ecografia o dalla risonanza magnetica utilizzando criteri ben validati, dipendenti dall'età, basati sulla conta delle cisti renali (Tabella 2). Tuttavia, l'esclusione della malattia con assoluta certezza potrebbe non essere possibile nei soggetti a rischio di età inferiore ai 40 anni mediante ecografia. Al contrario, con una risoluzione più elevata per il rilevamento di piccole cisti, la risonanza magnetica può essere utilizzata per l'esclusione della malattia con elevata certezza. Clinicotest geneticiperADPKDè attualmente indicato nei casi in cui vi sia dubbio circa la diagnosi (es. mancanza di anamnesi familiare o reperti di imaging equivoci) o dove vi sia la necessità di esclusione di malattia con elevata certezza in età precoce, come nel caso della visita per un potenziale donatore vivente di rene o una diagnosi genetica prenatale e preimpianto (Tabella 3). L'esclusione precoce dell'ADPKD in un soggetto a rischio può essere eseguita mediante test genetici per la specifica mutazione familiare. Non raccomandiamo lo screening dei minori a rischio di ADPKD al di là del monitoraggio della pressione arteriosa perché in questa popolazione manca un trattamento modificante la malattia e ottenere una diagnosi in uno stato presintomatico può causare stress psicologico. Tutti i soggetti sottoposti a test genetici per l'ADPKD dovrebbero essere informati delle potenziali ramificazioni dei test genetici, che variano da paese a paese, e dovrebbero ricevere consulenza prima e dopo il test da parte di un consulente genetico.

Indicazioni in evoluzione per i test genetici nell'ADPKD

I progressi nell'NGS sono pronti a rivoluzionare i test genetici nell'ADPKD fornendo uno screening simultaneo delle mutazioni di più malattie cistiche e potenziali geni modificatori con elevata precisione e costi ragionevoli (28). Pertanto, prevediamo che diverse nuove indicazioni si evolveranno con l'avanzamento delle metodologie di sequenziamento ad alto rendimento mirate alle forme atipiche di PKD (Figura 3, Tabella 3); essi includono (1) malattia precoce e grave, (2) marcata variabilità intrafamiliare della malattia, (3) nessuna storia familiare apparente, (4) atipicaimaging renalee (5) presentazione sindromica. La prevalenza cumulativa di questi scenari atipici può raggiungere un terzo dei pazienti con ADPKD. Suggeriamo che i pazienti o le famiglie che mostrano uno di questi scenari dovrebbero essere indirizzati a centri specializzati per ulteriori test.

(1) Malattia precoce e grave

La PKD grave che si presenta in utero o nella prima infanzia è un'entità clinica ben descritta. Ad esempio, la delezione contigua di PKD1 e TSC2 è una sindrome rara associata a reni cistici ingrossati, segni variabili del complesso della sclerosi tuberosa (TSC) e, tipicamente, ESKD nell'adolescenza Studi più recenti hanno dimostrato la complessità genetica alla base di alcuni di questi casi gravi , inclusa l'eterozigosi composta (p. es., dovuta a una mutazione PKD1 troncante proteica in trans con una seconda mutazione PKD1 non troncante) o malattia digenica (p. es., dovuta a una mutazione PKD1 e una seconda mutazione in un altro gene della malattia cistica, come PKD2, COL4A1 , o HNF1B). Si ritiene che le mutazioni omozigoti con perdita di funzione PKD1 o PKD2 siano embrionalmente letali nell'uomo. Sebbene rara, l'identificazione di famiglie con ADPKD bilineare ha importanti implicazioni per la consulenza genetica. Anche se può essere suggerito dalla storia familiare, questo spesso non è il caso perché un genitore affetto può avere una forma lieve di ADPKD (cioè, a causa di una mutazione PKD1 non troncante o PKD2). Gli indizi clinici per una potenziale malattia bilineare nell'ADPKD possono includere segni marcatinefropatiadiscordanza tra i membri della famiglia e un elevato rapporto di segregazione della malattia che colpisce circa il 75% dei bambini in grandi pedigree, rispetto al 50% previsto in una condizione autosomica dominante, a causa delle due mutazioni segreganti indipendentemente.

Figura 3.|Scenari clinici di presentazioni atipiche di ADPKD e potenziali spiegazioni genetiche.

(2) Marcata variabilità delle malattie intrafamiliari

Segnatonefropatiala discordanza (ossia, per volume renale totale o eGFR, aggiustato per l'età) in una coppia di parenti affetti è relativamente comune, colpisce almeno il 12% delle famiglie con ADPKD e può derivare dalla coincidenza del secondonefropatia(p. es., diabete o GN) nel membro più gravemente colpito o la presenza di una base genetica insolita (cioè, mosaicismo somatico o modificatori genetici, inclusa la malattia digenica come discusso sopra). La malattia digenica o biallelica associata a diversi effetti genici o allelici nei pazienti con ADPKD è stata segnalata e supporta fortemente il "modello di soglia" della cistogenesi in cui il dosaggio di policistina funzionale cellulare è inversamente correlato alla gravità della malattia (Figura 4). Inoltre, anche le comorbilità (come l'ipertensione e l'obesità) ei fattori ambientali (come il fumo e l'assunzione di acqua) possono contribuire alla discordanza della malattia all'interno delle famiglie.

(3) Nessuna storia familiare apparente

Fino al 28 per cento dei pazienti sospettati di avere ADPKD non riportano alcuna storia familiare apparente. In questo contesto, possono essere indicati i test genetici e la diagnosi differenziale deve essere ampliata per includere altre cause genetiche e non genetiche di cistinefropatia, soprattutto nei casi con caratteristiche atipiche o sindromiche. Altre diagnosi differenziali includono una mutazione de novo, l'indisponibilità delle cartelle cliniche dei genitori, il mosaicismo somatico o germinale o una lieve ADPKD non riconosciuta in un genitore affetto. In caso di sospetto mosaicismo somatico, anche lo screening con elevata profondità di lettura può essere utile per risolvere la causa genetica.

Figura 4.|Effetti della malattia digenica sul dosaggio funzionale della policistina e sulla gravità della malattia cistica. hp, variante ipomorfa.

(4) Imaging renale atipico

Pattern atipici di imaging renale (cioè classe di imaging della Mayo Clinic 2) sono presenti fino al 16% dei pazienti sospettati di avere ADPKD. I pazienti senza una storia familiare di ADPKD che hanno mostrato una malattia cistica unilaterale, asimmetrica, segmentaria o sbilenco sono sospettosi di mosaicismo somatico. Al contrario, i pazienti con storia familiare positiva e imaging renale atipico tendono a mostrare una lieve malattia cistica associata a mutazioni PKD1 o PKD2 non troncanti. I pazienti con insufficienza renale da moderata a avanzata ma l'imaging renale che mostra una malattia cistica lieve senza ingrossamento renale dovrebbe sollevare il sospetto di un secondonefropatia, come la nefropatia diabetica, la GN o un'altra malattia cistica. In questo contesto, la diagnosi differenziale dovrebbe includere anche PKD dovuta a mutazioni in DNAJB11 o ALG9, malattia della membrana basale sottile (dovuta a una mutazione eterozigote COL4A3 o COL4A4) o malattia renale apoL1 in un paziente nero con proteinuria.

(5) Presentazione sindromica

La tabella 1 fornisce un elenco di geni che possono portare a malattie renali cistiche quando mutati. Da notare che le manifestazioni sindromiche in questi disturbi possono spesso fornire indizi

alla loro diagnosi. Ad esempio, la PKD autosomica recessiva può presentarsi in giovane età adulta con fibrosi epatica congenita o sindrome di Caroli. La presenza di amartomi negli organi bersaglio di solito consente una diagnosi inequivocabile di TSC. Tuttavia, la differenziazione della TSC (inclusa la sindrome da delezione del gene contiguo PKD1-TSC2) dall'ADPKD può essere difficile in presenza di mosaicismo somatico. Cistico aggiuntivomalattie renalinon associati a ingrossamenti renali renali, come quelli causati da mutazioni in DNAJB11 o ALG9. L'ADTKD comprende diversi disturbi caratterizzati da CKD progressiva associata a proteinuria di basso grado e analisi delle urine blanda. Piccole cisti renali possono svilupparsi nel decorso clinico tardivo e ulteriori caratteristiche cliniche possono aiutare a differenziare queste condizioni. Ad esempio, la presenza di gotta e iperuricemia è indicativa di ADTKD associata a mutazioni dell'uromodulina, mentre la presenza di diabete ad esordio in età adulta e/o di malformazione del tratto genitourinario è indicativa di ADTKD associata a mutazioni di HNF1B. Altre forme rare di PKD con caratteristiche sindromiche distintive includono la malattia di von Hippel-Lindau; nefronoftisi; Sindrome orofaciodigitale dominante legata all'X; angiopatia ereditaria, nefropatia, aneurismi e sindrome da crampi muscolari; e iperinsulinemia ipoglicemia con PKD. Esaminando in modo completo un elenco di geni della malattia cistica noti e potenziali, si prevede che i test genetici con sequenziamento ad alto rendimento miglioreranno l'accuratezza diagnostica nei pazienti con malattia renale cistica.

Studi genetici su pazienti e modelli animali hanno informato la patobiologia della malattia nell'ADPKD. Ora comprendiamo che il dosaggio ridotto di policistina funzionale al di sotto di una soglia critica, attraverso meccanismi sia genetici che non genetici, innesca la formazione di cisti all'interno delle singole cellule epiteliali tubulari. Tuttavia, gli esatti meccanismi molecolari alla base della crescita delle cisti e della progressione della malattia rimangono incompleti. Si prevede che i test genetici basati su NGS migliorino l'accuratezza diagnostica della malattia renale cistica e possano anche fornire informazioni prognostiche per l'ADPKD. I test genetici convenzionali basati sul sequenziamento di Sanger sono limitati nel chiarire le cause della PKD atipica che si presenta in scenari clinici, come la discordanza della malattia all'interno della famiglia, i modelli di imaging renale atipico, la gravità della malattia discordante tra il declino dell'eGFR e il volume totale del rene e un altro rene cistico sindromico malattia. Le innovazioni nel sequenziamento ad alto rendimento trasformeranno ed estenderanno la diagnostica molecolare nell'ADPKD. Attraverso uno screening completo di più malattie cistiche e geni modificatori e una migliore rilevazione del mosaicismo somatico, si prevede che il pannello genico mirato, il sequenziamento dell'intero esoma o dell'intero genoma migliorerà l'accuratezza diagnostica e prognostica per far progredire la medicina personalizzata nell'ADPKD.

Divulgazioni

MB Lanktree ha ricevuto un compenso per la partecipazione come relatore e membro del comitato consultivo per Otsuka Pharmaceuticals. Ha anche ricevuto sovvenzioni dalla Kidney Foundation of Canada durante lo svolgimento dello studio. Y. Pei ha ricevuto un compenso per la partecipazione ai comitati consultivi di Otsuka, Reata Pharmaceuticals e Sanofi-Genzyme. Tutti gli altri autori non hanno nulla da rivelare.

Finanziamento

Questo lavoro è stato sostenuto in parte dal Canadian Institutes of Health Research Strategy for Patient-Oriented Research Program Grant in Chronic Kidney Disease Can-SOLVE CKD Network Program. MB Lanktree è un nuovo ricercatore del programma Kidney Research Scientist Core Education and National Training (KRESCENT) finanziato dai Canadian Institutes of Health Research, dalla Kidney Foundation of Canada e dalla Canadian Society of Nephrology.

PRIMA DI PIÙ Informazioni:david.deng@wecistanche.com