Cambiamenti genetici legati ai disturbi immunitari
Uno studio rivela come cambiamenti genetici specifici influenzano la funzione immunitaria senza causare cancro.
Owen M Siggs, J. Forkgen, E. Masle-Farquhar, Y. Fontaine, A. Russell, S. Ji, T. J. Peters, Z. Qiao, M. Geaghan, K. J. Jackson, J. M. Hammond, I. W. Deveson, C. David, D. A. Lemberg, N. Gupta, N. Fuentes-Bolanos, S. Mustjoki, V. Hwa, S. G. Tangye, P. E. Gray
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Indice
La variazione mosaico si riferisce alla presenza di diversi assetti genetici all'interno di un singolo individuo. Questo concetto sta diventando sempre più importante, specialmente per le malattie che non sono cancerose, in particolare quelle legate all'infiammazione e al sistema immunitario. Recentemente, i ricercatori hanno scoperto che alcune modifiche genetiche possono portare a disturbi come le malattie autoimmuni, che influenzano il modo in cui il corpo risponde a infezioni e infiammazioni.
Un gene importante collegato a questi disturbi è il KRAS. Questo gene di solito aiuta a controllare la crescita cellulare, ma quando ha certe modifiche, può portare a malattie come la malattia autoimmune leukoproliferativa (RALD). RALD non è cancro, ma può aumentare il rischio di sviluppare condizioni gravi come la leucemia mielomonocitica giovanile (JMML).
Un altro gene interessante è il STAT5B. Le modifiche in questo gene sono state trovate in casi di malattie infiammatorie non cancerose, che coinvolgono sintomi come conteggi elevati di Eosinofili, problemi cutanei e respiratori. Queste modifiche possono verificarsi anche in persone con sistemi immunitari indeboliti o in quelli con specifici tipi di cancro.
In un caso recente, è stata trovata una donna con due specifiche modifiche genetiche sia nel KRAS che nel STAT5B. Queste modifiche sono note per aumentare l'attività di questi geni e sono state collegate ai sintomi che stava vivendo, che si adattavano a due specifici disturbi genetici. La paziente aveva problemi di salute persistenti che includevano infiammazione nell'intestino, infezioni frequenti e difficoltà respiratorie. È stata trattata con farmaci mirati a migliorare la sua risposta immunitaria.
Sintomi e Trattamenti della Paziente
La paziente, una donna, ha segnalato sintomi come perdita di peso, diarrea e dolori addominali. È stata diagnosticata con Malattia Infiammatoria Intestinale che somigliava alla malattia di Crohn. Col tempo, ha sviluppato ulteriori problemi di salute, come esofagite eosinofilica, infezioni frequenti, problemi polmonari cronici, asma severa e infezioni all'orecchio.
In diversi momenti, gli esami del sangue hanno mostrato che aveva una milza ingrossata e bassi livelli di alcuni anticorpi, indicando un sistema immunitario debole. Nonostante ciò, aveva alti livelli di alcuni globuli bianchi, in particolare eosinofili e monociti. I test sui campioni di tessuto del suo tratto digestivo hanno mostrato la presenza di specifiche cellule immunitarie.
Inizialmente, la paziente è stata trattata con farmaci che includevano immunoglobuline endovenose (IVIG) e azatioprina, che aiutano a ridurre l'infiammazione. Tuttavia, l'azatioprina è stata interrotta a causa di preoccupazioni riguardanti potenziali effetti collaterali legati alla salute sanguigna.
Indagini Genetiche
Il team medico ha condotto una serie di test genetici per comprendere meglio la condizione della paziente. Hanno identificato una variante nel gene STAT5B che era stata precedentemente collegata a vari tipi di cancro, anche se non era chiaro se fosse dannosa in questo contesto. Questa variante è stata trovata nel suo sangue, ma non nei campioni della sua famiglia, suggerendo che fosse un cambiamento acquisito piuttosto che ereditato.
Hanno anche scoperto una variante nel gene KRAS, che era più comune nei casi di cancro. Entrambi i cambiamenti genetici sono stati rilevati in vari tipi di cellule immunitarie, mostrando che non erano limitati a un tipo specifico di cellula, ma si erano diffusi in tutto il suo sistema immunitario.
Cambiamenti nel Tempo
I ricercatori hanno monitorato i cambiamenti nelle varianti genetiche della paziente per due anni. Hanno osservato che la frequenza delle varianti nel suo sangue aumentava, suggerendo che stessero diventando più prevalenti. I campioni prelevati alla nascita non mostravano queste varianti, indicando che si erano sviluppate più tardi nella vita.
Entrambe le varianti genetiche sono state trovate anche in diversi campioni di tessuto prelevati dalla paziente, dimostrando che erano coinvolte nell'infiammazione in corso nel suo corpo. Questo suggerisce che i cambiamenti genetici stavano influenzando il comportamento del suo sistema immunitario nel tempo.
Trattamento con Inibitore JAK
Dopo aver identificato la variante STAT5B, il trattamento della paziente ha incluso un farmaco chiamato Ruxolitinib, noto per mirare a specifiche vie nel sistema immunitario. Questo trattamento ha portato a una diminuzione di eosinofili e monociti, e a un aumento delle cellule B, che sono essenziali per una risposta immunitaria sana.
Tuttavia, la frequenza delle varianti genetiche nelle sue cellule immunitarie ha mostrato pochi cambiamenti dopo l'inizio del trattamento. Il ruxolitinib ha aiutato la salute generale della paziente, portando a miglioramenti nei suoi sintomi e nella qualità della vita.
Investigazione di Malignità
A causa dell'associazione di entrambi i cambiamenti genetici con i tumori ematologici, i ricercatori hanno prestato particolare attenzione a monitorare la paziente per segni di malignità. Hanno usato tecniche avanzate per analizzare le sue cellule immunitarie, cercando eventuali schemi anomali.
Anche se hanno notato un aumento in alcune popolazioni di cellule immunitarie, non hanno trovato prove definitive di cancro nel suo midollo osseo. Nonostante avesse cambiamenti genetici che potrebbero portare a una malignità, questi risultati indicavano che la sua condizione potesse essere classificata diversamente, come una combinazione di due noti disturbi immunitari.
Impatto Funzionale delle Varianti Genetiche
La ricerca sugli effetti funzionali delle varianti genetiche identificate ha rivelato cambiamenti nel modo in cui le cellule immunitarie della paziente rispondevano ai segnali. In particolare, hanno trovato che alcune vie legate a funzioni immunitarie critiche erano significativamente alterate nei suoi monociti e nelle cellule T.
L'analisi genetica ha mostrato che le sue cellule immunitarie erano più reattive a specifici citochine, che sono molecole segnale che aiutano a regolare le risposte immunitarie. Questa reattività potenziata può essere collegata alle varianti mosaico nei suoi geni, indicando una complessa interazione tra i cambiamenti genetici e la salute immunitaria della paziente.
Conclusione
Il caso presenta un esempio importante di come i cambiamenti genetici acquisiti possano portare a disturbi immunitari complessi senza necessariamente risultare in cancro. La combinazione delle varianti KRAS e STAT5B ha contribuito a un insieme unico di sintomi che riflettevano sia processi autoimmuni che infiammatori.
Questo caso sottolinea l'importanza di considerare il contesto genetico più ampio nella diagnosi e nel trattamento di pazienti con disfunzioni immunitarie inspiegabili. La ricerca continua è essenziale per approfondire la nostra comprensione di queste relazioni e migliorare i risultati per i pazienti attraverso terapie mirate e migliori strategie di monitoraggio.
Titolo: Sequential mosaic variants in KRAS and STAT5B associated with a mixed phenotype of two acquired errors of immunity
Estratto: Mosaic genetic variation has been implicated in the pathogenesis of both malignant and non-malignant immunological disease. Here, we report a unique case of postnatal acquisition of a gain-of-function (GoF) KRAS variant, with an additional GoF STAT5B variant, in a woman with inflammatory bowel disease, splenomegaly, thrombocytopenia, bronchiectasis, monocytosis, and eosinophilia. Targeted amplicon sequencing revealed widespread distribution of both variants in key immune cell populations, and in historical blood and tissue samples, with the emergence of both variants coinciding with the time of clinical presentation. Short- and long-read single cell RNA sequencing of patient cells highlighted a unique population of monocytes, with a broad distribution of both variants, and dysregulated cytokine signaling pathways. Flow cytometry revealed dysregulated STAT signaling, and the presence of a distinct population of highly granular CD24+ cells. Taken together with the clinical presentation, these findings led to a diagnosis of combined RAS-associated autoimmune leukoproliferative disorder (RALD) and non-clonal STAT5B GoF disease. To our knowledge, this is the first reported combination of two distinct acquired errors of immunity causing a mixed clinical phenotype, and highlights the importance of considering acquired monogenic diseases within a broader genomic context.
Autori: Owen M Siggs, J. Forkgen, E. Masle-Farquhar, Y. Fontaine, A. Russell, S. Ji, T. J. Peters, Z. Qiao, M. Geaghan, K. J. Jackson, J. M. Hammond, I. W. Deveson, C. David, D. A. Lemberg, N. Gupta, N. Fuentes-Bolanos, S. Mustjoki, V. Hwa, S. G. Tangye, P. E. Gray
Ultimo aggiornamento: 2024-08-08 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.08.07.24311150
Fonte PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.08.07.24311150.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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