La diagnosi genetica di molte malattie rare è assai complessa: vi è una elevata eterogeneità genetica, cioè pazienti diversi hanno mutazioni in geni diversi. I metodi di sequenziamento tradizionali richiedono lunghi tempi di analisi e costi elevati per cui non sono adatti. Nel nostro laboratorio abbiamo creato pannelli diagnostici specifici per i geni associati a diverse malattie rare, quali la sindrome emolitico uremica atipica (SEUa), la glomerulopatia a depositi di C3 (C3G), la glomerulonefrite membranoproliferativa da immuno-complessi (IC-GNMP) e la Sindrome nefrosica steroido resistenti (SNRS), che permettono con l’utilizzo di sequenziatori di nuova generazione, l’analisi contemporanea di tutti i geni in tempi brevi e con costi inferiori rispetto al sequenziamento classico. Il progetto è stato disegnato con l’obiettivo di migliorare le risorse diagnostiche delle malattie rare, ampliando allo stesso tempo le nostre conoscenze sulle cause genetiche delle malattie, attraverso l’inclusione di nuovi geni candidati.

La valutazione delle conseguenze funzionali delle mutazioni genetiche associate alle malattie rare e di come esse possano influenzare la sintesi o alterare l’attività di una proteina, ha un ruolo cruciale nella comprensione dei meccanismi molecolari responsabili dell’insorgenza di una patologia. Gli effetti delle mutazioni geniche possono essere notevolmente diversi a seconda del tipo di mutazione e della posizione in cui questa si verifica. Infatti, a livello cellulare mutazioni differenti possono avere un impatto diverso sulla sintesi, trasporto cellulare, localizzazione e funzione della proteina mutata. Per studiare le conseguenze funzionali delle mutazioni identificate nei geni noti e nuovi in pazienti con SEUa, C3G, IC-GNMP e SNRS, le proteine ricombinanti normali e mutate corrispondenti sono ottenute nel nostro laboratorio inducendone l’espressione in linee cellulari stabili sia di mammifero che d’insetto. Di seguito valutiamo gli effetti della mutazione sui livelli di sintesi e di secrezione della proteina mutata e sulla sua funzione con test biochimici e molecolari.

Valutazione del ruolo patogenetico di autoanticorpi associati a malattie rare come la SEU, la IC-GNMP e la glomerulopatia a depositi di C3. Negli ultimi anni sono stati identificati diversi tipi di autoanticorpi che sono responsabili dell’attivazione della via alternativa del sistema del complemento e causano il danno a tessuti ed organi in pazienti con SEU, IC-GNMP e C3G. Nella SEU gli anticorpi più comuni sono diretti contro una proteina regolatrice del complemento , il fattore H, mentre in circa la metà dei pazienti con IC-GNMP e C3G è presente un gruppo eterogeneo di anticorpi chiamati C3NeF, che stabilizzano un complesso enzimatico cruciale per l’attivazione del complemento. Attraverso la purificazione degli anticorpi da pazienti affetti da queste patologie e la messa a punto di test specifici, abbiamo dimostrato che anticorpi isolati da pazienti diversi hanno target molecolari ed effetti funzionali diversi sul sistema del complemento e tali alterazioni correlano con i parametri clinici. Ulteriori studi sono in corso per caratterizzare i vari sottotipi di autoanticorpi e per identificare le cause della loro formazione. Numerosi farmaci che inibiscono diversi stadi della cascata di attivazione del complemento sono in fase di sviluppo. I risultati dei nostri studi aiuteranno a scegliere terapie personalizzate, mirate a contrastare l’effetto degli specifici auto-anticorpi presenti in ogni paziente.