Best Disease and Bestrophinopathies

Mutazioni nel gene BEST1 sono causalmente associate a un numero crescente di malattie oftalmiche ereditate, che sono state collettivamente definite “bestrofinopatie”. Queste hanno inizialmente incluso malattie degenerative retiniche ereditarie, tra cui la distrofia maculare vitelliforme Best (BVMD, nota anche come malattia di Best), una delle più comuni malattie maculari ereditarie, la bestrofinopatia autosomica recessiva (ARB) e la vitreoretinochoroidopatia autosomica dominante (ADVIRC), tra le altre. Tuttavia, le mutazioni BEST1 sono state implicate anche in malattie oftalmiche più complesse con coinvolgimento del segmento anteriore, vale a dire microcornea autosomica dominante, distrofia del cono dell’asta, cataratta precoce, sindrome dello stafiloma posteriore (MRCS).

La crescente quantità di prove sull’implicazione della proteina bestrophin 1 (Best1), codificata dal gene BEST1, nelle malattie degenerative oculari ha reso la proteina Best1 oggetto di intense ricerche per comprendere ulteriormente la fisiologia del RPE e per lo sviluppo di nuove terapie.

Definizione

Bestrophinopathy è un termine che racchiude un gruppo eterogeneo di fenotipi di malattie degenerative dell’occhio causate dai geni BEST, in particolare il gene BEST1. Le malattie che coinvolgono mutazioni nel gene BEST1 appartengono quindi ad uno spettro di malattie caratterizzate da uno sviluppo oculare anormale che si estende oltre la retina.Lo spettro di mutazioni BEST1 alla base delle bestrofinopatie coinvolge oltre 250 mutazioni note. Inoltre, sono state notate differenze fenotipiche tra pazienti non imparentati che portano la stessa mutazione e anche all’interno delle famiglie, compresa l’età di insorgenza e il tasso di progressione della malattia.

Questa eterogeneità fenotipica e allelica evidenzia una significativa sovrapposizione fenotipica tra i disturbi BEST1-linked, che pone significative sfide diagnostiche e prognostiche. Gli effetti pleiotropici delle mutazioni del gene BEST1 ha sollevato l’ipotesi che altri fattori sconosciuti possono svolgere un ruolo nelle bestrofinopatie, compresi i modificatori genetici, gli interagenti della proteina Best1 e i componenti ambientali.

Interessante è il fatto che un rapporto Arden elettro-oculografico (EOG) diminuito (picco chiaro / depressione scura) è un segno distintivo di tutte le bestrofinopatie. Questa scoperta clinica ha permesso un’ulteriore comprensione del ruolo biologico delle proteine Best nell’occhio umano.

Le bestrofine

La famiglia di proteine bestrofine è codificata da quattro geni nel genoma umano; due delle proteine Best sono note per essere espresse nell’occhio umano. I geni delle bestrofine condividono una struttura genetica conservata, ma ognuno dei quattro geni ha un’unica estremità 3-prima di lunghezza variabile .

Le bestrofine sono proteine transmembrana che condividono una regione di omologia contenente un alto contenuto di residui aromatici, compreso un motivo invariante arg-phe-pro (RFP).

Gene BEST1

Il gene BEST1 (noto anche come gene VMD2) si trova sul braccio lungo del cromosoma 11q12, si estende per 11,5 kb di DNA umano e contiene 11 esoni, di cui 10 sono codificanti la proteina. BEST1 codifica per la proteina Best1, che si localizza nella membrana basolaterale dell’epitelio pigmentato retinico (RPE). La proteina Best1 può anche essere presente intracellularmente; le potenziali implicazioni di questa sottopopolazione Best1 nella fisiologia oculare e nella malattia rimangono da chiarire.

L’espressione di Best1 è più alta nel periferico che nel RPE maculare, e questa differenza maculare-periferica può spiegare i fenotipi oculari in BVMD e ADVIRC. Le mutazioni missense che causano BVMD possono causare solo degenerazione maculare perché il RPE periferico può essere in grado di mantenere il milieu ionico dello spazio subretinico anche con una sola copia funzionante del gene, mentre i difetti di BEST1-splicing causano effetti più gravi e sono stati implicati nella malattia ADVIRC più generalizzata.

Nessuna espressione della proteina Best1 è stata trovata nella retina neurosensoriale (NSR), corpo ciliare, iride, cornea o lente.

Sistematicamente, Best1 è stato rilevato anche nei seguenti organi:

• rene,
• sistema nervoso centrale (cervello e ganglio della radice dorsale), e
• testicolo.

Best1 è stato rilevato negli astrociti dell’ippocampo (giro dentato e regioni CA1) e nelle cellule cerebellari Punkinje, Bergmann glia e astrociti lamellari . La ridistribuzione di Best1 all’interno degli astrociti reattivi nelle aree ippocampali suggerisce che Best1 può svolgere un ruolo importante nella fisiologia degli astrociti e nelle malattie neurologiche come il morbo di Alzheimer, il morbo di Parkinson, l’ictus e l’epilessia.

La proteina Best1 è una proteina transmembrana con una struttura cristallina composta da cinque protomeri omologhi (struttura omo-pentamerica) intorno ad un poro centrale. Il canale ionico Best1 comprende quindi:

• Un poro ionico che è un vestibolo continuo a forma di imbuto con 2 siti di restrizione;
• Una chiusura di calcio ad ogni protomero.

La proteina Best1 ha diverse isoforme ed è una proteina multifunzionale. Le funzioni note della proteina Best1 includono:

• Normale sviluppo oculare, anche se i meccanismi rimangono poco chiari; il RPE gioca un ruolo cruciale nella regolazione della segnalazione dei fattori di crescita alla coroide e alla sclera, e la proteina Best1 può avere un’influenza su questi meccanismi
• Canale del cloruro attivato dal calcio;
• Canale dei grandi anioni, incluso l’anione bicarbonato (canale HCO3-);
• Inibitore dei canali intracellulari del calcio voltaggio-dipendenti (CaV), un processo mediato dal suo dominio intracellulare C-terminale attraverso l’interazione con la subunità β di questi canali ;
• Trasporto di acido γ-aminobutirrico (GABA) e glutammato, anche se questo è stato contestato dai dati di analisi della struttura proteica .

La prima prova di Best1 come un canale del cloruro attivato dal calcio è derivata dalla classica constatazione della diminuzione eletro-oculografica del picco di risposta alla luce nella distrofia maculare vitelliforme di Best, si è supposto che la normale risposta del picco di luce fosse generata dall’attivazione della conduttanza del cloruro sensibile al calcio. Tuttavia, sono emerse prove contrastanti nei topi, e infatti, la modulazione Best1 dei canali intracellulari CaV può essere necessaria per la generazione di una normale risposta di picco di luce nei topi.

Gene BEST2

Il gene BEST2 si trova sul braccio corto del cromosoma 19 (19p13.2-p13.12), e codifica per la proteina Best2. Best2 funziona come un canale anionico attivato dal calcio, ed è stato anche dimostrato di mediare il trasporto di bicarbonato nelle cellule del calice del colon e, possibilmente, nelle ghiandole sudoripare. Inoltre, è stato rilevato in epitelio non pigmentato nel corpo ciliare, e può svolgere un ruolo nella fisiologia della pressione intraoculare.

Gene BEST3

Il gene BEST3 si trova sul braccio lungo del cromosoma 12 (12q14.2-q15), e codifica la proteina Best3, la cui espressione è più ampia. Negli esseri umani, Best3 sembra essere altamente espresso nel muscolo scheletrico e cardiaco, nel testicolo e nel timo. Best3 sembra mediare una corrente di cloruro attivata dal calcio cGMP-dipendente, e può svolgere ruoli protettivi delle cellule contro lo stress del reticolo endoplasmatico, lo stress ossidativo e l’infiammazione.

Gene BEST4

Il gene BEST4 è situato sul braccio corto del cromosoma 1 (1p33-p32.3). L’espressione della proteina Best4 non è stata studiata, tuttavia l’espressione dell’RNA messaggero di Best4 è stata rilevata nel colon, nel cervello, nel midollo spinale, nella trachea e nei testicoli. Best4 sembra essere un canale del cloruro attivato dal calcio in modo dose-dipendente, ma i suoi ruoli fisiologici rimangono in gran parte sconosciuti.

Patogenesi delle Bestrofinopatie

Mutazioni di Best1

L’analisi della struttura della proteina Best1 suggerisce che ci sono almeno 3 regioni importanti con implicazioni funzionali:

1. Il primo sito di restrizione nella regione del collo;
2. Il sito di chiusura del calcio;
3. Il secondo sito di restrizione sul fondo del poro ionico.

Una quarta regione probabilmente critica può essere l’apertura citosolica del poro che influenza la permeabilità relativa degli anioni.

Mutazioni che causano malattie nel gene BEST1 sono state descritte in tutto il protomero Best1, ma molte mutazioni associate alle bestrofinopatie coinvolgono il primo sito di restrizione e il sito calcio-clasp.

Proteina mistrafficking

È stato suggerito che alcune mutazioni del gene BEST1 (Best1T6R, Best1Y227N, Best1V235A, e Best1Q238R) possono portare al mistrafficking della proteina Best1 alla membrana basolaterale del RPE e all’accumulo intracellulare, come avviene in altre note canalopatie. Tuttavia, l’evidenza di laboratorio è in contrasto a questo proposito, come mislocalizzazione della proteina è stato trovato in alcune linee cellulari RPE, ma non in altri. È interessante notare che le mutazioni autosomiche recessive della bestrofinopatia (ARB) hanno dimostrato di portare alla cattiva localizzazione della proteina Best1 e alla degradazione proteasomica della proteina.

Attività dei canali ionici

È stata dimostrata una grave attenuazione delle correnti anioniche nei mutanti Best1 associati alle bestrofinopatie (a parte ADVIRC). L’alterazione del flusso ionico attraverso il RPE può portare ad un’alterazione dell’adesività tra la matrice interfotorecettoriale e il RPE, o una riduzione della fagocitosi dei segmenti esterni dei fotorecettori da parte del RPE.

Permeabilità alterata ai grandi anioni

Alcune mutazioni (la variante Glu119Cln), che è stata identificata nella maculopatia dell’occhio di bue e nella degenerazione maculare senile, producono un canale con permeabilità relativa alterata ai grandi anioni .

Segnalamento intracellulare del calcio

Poiché Best1 interagisce fisicamente e funzionalmente con i canali CaV, un processo mediato dal suo dominio intracellulare C-terminale, è stato ipotizzato che alcune mutazioni del gene BEST1 influenzino in modo unico la capacità della proteina Best1 di interagire con questi canali del calcio voltaggio-dipendenti. Infatti, alcune mutazioni in BEST1 hanno un effetto inibitorio sui canali CaV che è inferiore a quello della proteina bestrophin-1 wild-type.

Patofisiologia

La comprensione della fisiopatologia delle bestrofinopatie rimane incompleta. Come spiegato sopra, le mutazioni nel gene BEST1 possono alterare le funzioni del canale ionico della proteina e causare uno squilibrio ionico nel milieu RPE che porta a funzioni RPE compromesse. La maggior parte delle mutazioni che causano BVMD sono associate a una corrente di cloruro assente, spesso a causa di un meccanismo dominante negativo. Sia le mutazioni dominanti negative (che portano alla corrente di cloruro assente) del gene BEST1 che le mutazioni di aploinsufficienza (che portano al 10-40% della corrente di cloruro wild-type) sono state trovate in pazienti con AVMD.

Le mutazioni BEST1 in BVMD e AVMD mostrano espressione variabile e penetrazione incompleta. Mentre in BVMD non è stata trovata una chiara correlazione genotipo-fenotipo, sembra esserci una chiara correlazione tra mutazioni BEST1 e fenotipi ADVIRC e sindrome MRCS. Tutte le mutazioni implicate in ADVIRC e MRCS influenzano lo splicing, portando a delezioni o duplicazioni in-frame in ADVIRC, e delezioni in-frame nella sindrome MRCS. La bestrofinopatia autosomica recessiva (ARB) è considerata un fenotipo nullo causato da mutazioni BEST1 omozigote o eterozigote composto nonsense o missense.

Materiale vitelliforme

Per la BVMD e la AVMD, si è pensato che l’accumulo di liquido e materiale vitelliforme sia il risultato dell’interruzione del trasporto ionico e dell’omeostasi dei fluidi, portando all’accumulo di liquido nello spazio potenziale tra il RPE e le cellule dei fotorecettori; questo porterebbe a sua volta all’accumulo di segmenti esterni dei fotorecettori non fagocitati, all’accumulo di fluorofori tossici e a lesioni tossiche ai fotorecettori e al RPE. Tuttavia, alla luce di prove più recenti, questa ipotesi “classica” può spiegare, nel migliore dei casi, solo parzialmente la fisiopatologia delle bestrofinopatie.

Poiché il deposito di lipofuscina è una caratteristica clinica predominante in BVMD e ARB, è stato suggerito che il deposito di lipofuscina potrebbe essere alla base della fisiopatologia delle bestrofinopatie. Tuttavia, i risultati di studi che utilizzano l’imaging iperspettrale di autofluorescenza (HAI) suggeriscono fortemente che questi fluorofori RPE riflettono la disfunzione prematura del RPE interessato piuttosto che essere coinvolti nella fisiopatologia delle bestrofinopatie.

Omeostasi del colesterolo

L’omeostasi del colesterolo è essenziale per il mantenimento della struttura e della funzione del segmento esterno, e la disregolazione di questo processo omeostatico è stata rilevata nelle bestrofinopatie. I cambiamenti dell’omeostasi del colesterolo nelle retine mutanti Best1 includono:

• Aumento del colesterolo non esterificato nel RPE;
• distribuzione anomala del colesterolo esterificato dalla membrana di Bruch ai segmenti esterni dei fotorecettori;
• Aumento dei livelli di addotti 4-idrossi-2-nonenale (HNE) (sottoprodotti della perossidazione lipidica) nella retina.

L’alterata distribuzione degli esteri di colesterolo e degli addotti HNE nello strato dei fotorecettori può portare a stimoli infiammatori cronici interconnessi con la compromissione della segnalazione del calcio e del flusso dei fluidi, e può contribuire alla perdita di forze adesive tra RPE, NSR e matrice interfotorecettoriale.

Interfaccia epitelio pigmentato retinico-fotorecettore

L’interazione RPE-fotorecettore è interessata nelle bestrofinnopatie :

• Le cellule RPE mutate da Best1 hanno una retrazione dei loro microvilli apicali;
• La normale guaina extracellulare bilayered che copre i coni, che è responsabile della normale apposizione del RPE ai segmenti esterni del cono, sembra essere persa nelle retine mutate da Best1.

Spettro dei fenotipi oculari causati dalle mutazioni del gene BEST1

Distrofia maculare vitelliforme di Best (BVMD)

Prima descritta da Adams nel 1883, ma chiamata così per il dott. Friedrich Best, che presentò una dettagliata genealogia della malattia nel 1905, la distrofia maculare vitelliforme di Best, o malattia di Best, è una distrofia retinica ereditaria che coinvolge l’epitelio pigmentato retinico (RPE) e porta a un caratteristico aspetto bilaterale giallo “a uovo” della macula. Questa malattia tende a presentarsi nell’infanzia o nella prima età adulta e di solito lascia presagire una buona prognosi visiva. La BVMD è la distrofia maculare autosomica dominante più comune. La BVMD è ereditata in modo autosomico dominante, ma mostra una penetrazione incompleta e un’espressività variabile; questa variabilità si verifica sia tra le famiglie che all’interno delle famiglie. La comparsa della lesione vitelliforme si verifica di solito in età di3-15 anni, ma può essere visto nelle ultime decadi della vita.

Stadi clinici

La malattia è stata ampiamente descritta . Essenzialmente, la BVMD è considerata in 6 stadi clinici:

StadioI (Previtelliforme):visione normale, alterazioni del RPE normali o solo sottili (minuscola struttura centrale a nido d’ape) con EOG anormale.

StadioII (Vitelliforme):classica lesione “uovo-zucca”. Il 30% ha lesioni ectopiche. Visione normale o lieve perdita della vista.

Stadio III (Pseudoipopione): stratificazione di lipufusceina. Visione simile allo stadio II.

StadioIV (Vitelleruptive): la rottura del materiale dà un aspetto da “uovo strapazzato”. La visione può essere simile o leggermente diminuita rispetto allo stadio I/II.

StadioV (Atrofico): Atrofia centrale del RPE e della retina. La visione può variare da 20/30 – 20/200.

StadioVI (CNV): Questa complicazione si verifica in circa il 20% dei pazienti. La vista è spesso diminuita a 20/200 o peggio.

Le lesioni sono tipicamente bilaterali e relativamente simmetriche, anche se a volte si verifica una presentazione unilaterale.

Anche se la BVMD si presenta di solito con una singola lesione, fino al 30% dei pazienti può presentare lesioni multiple; questo può essere indicato come malattia multifocale Best. In questi casi, sia le piccole che le grandi lesioni sono presenti in sedi foveali ed extrafoveali, anche se le lesioni extrafoveali sono solitamente più piccole e tendono a localizzarsi più superiormente nella macula. Più frequentemente, la distrofia vitelliforme è un processo bilaterale, anche se spesso sono stati riportati cambiamenti unilaterali. La struttura vitelliforme classicamente descritta assomiglia a un tuorlo d’uovo nel polo posteriore, ma a volte è più arancione, o un po’ più chiara con un bordo scuro. I vasi retinici attraversano indisturbati il bordo di queste lesioni. A volte, si possono vedere più strutture vitelliformi contemporaneamente, ma spesso queste lesioni non si verificano mai.

L’acuità visiva è minimamente colpita, soprattutto nelle fasi iniziali. La perdita della vista è spesso asimmetrica ed è impossibile da prevedere dalla visualizzazione del fundus.fundus finding è notevolmente drastica rispetto alla buona acuità visiva. Come thedisease progredisce, i pazienti possono sperimentare un lento, bilaterale diminuzione acuità invisuale, scotoma centrale, o metamorfopsia. Con CNV secondaria, visualdecline può essere rapido, tuttavia. Spesso i pazienti saranno ipermetropi con un certo grado di astigmatismo.

Diagnosi differenziale

La diagnosi differenziale della malattia Best include la distrofia foveomaculare vitelliforme dell’adulto (all’interno dello spettro delle distrofie di modello), degenerazione maculare legata all’età, drusen dominante, retinopatia sierosa centrale, retinochoroiditis toxoplasmotica, retinopatia solare, foro maculare, o altre cause di atrofia maculare centrale come toxoplasmosi o degenerazione miope.

Da notare che le mutazioni nel gene VMD2 possono portare ad un ampio spettro di malattie, tra cui la distrofia vitelliforme ad insorgenza adulta, la bestrofinopatia autosomica, la vitreoretinochoroidopatia autosomaldominante e la sindrome “microcornea, distrofia retinica, cataratta e stafiloma posteriore”. L’EOG è universalmente anormale in tutte queste condizioni.

Test diagnostici

Anche se Best diseasecan di solito essere diagnosticato clinicamente, diversi test possono essere utili per confermare la diagnosi.

Elettro-oculogramma (EOG): Universalmente anormale, con un rapporto Arden (luce:buio) di 1,5 o meno.

Elettro-retinogramma (ERG): Completamente normale.

Tomografia a coerenza ottica (OCT): Può essere usata per localizzare la vitelliforme nello spazio subetinale, dimostrare l’ispessimento degli outersegments del cono e può essere usata per valutare il fluido associato alla CNV.

Angiogramma della fluoresceina (FA): ipofluorescenza della tipica vitelliforme, e con il progredire della malattia un modello misto di iper e ipofluorescenza lascia infine il posto all’iperfluorescenza dello stadio atrofico.

Fundus Autofluorescence (FAF): Durante i primi stadi vitelliformi, predomina l’iperautofluorescenza. Questa iperfluoresecenza si stabilizza con lo stadio di pseduoipopione, e diventa screziata con aree di ipoautofluorescenza durante lo stadio vitellerupativo, e alla fine diventa ipofluorescente durante lo stadio atrofico. I cambiamenti visti con la FAF possono precedere o apparire più evidenti che con l’oftalmoscopia

Gestione

Non esiste una gestione medica o chirurgica per la malattia Best. CNV, tuttavia, può essere una complicazione potenzialmente devastante. L’applicazione della terapia anti-VEGF per CNV nell’impostazione della malattia Best ha mostrato il potenziale per migliorare i risultati, e la terapia fotodinamica è stata tentata pure.

Complicazioni

Le complicazioni in fase avanzata della BVMD includono:

• Fibrosi sub-RPE,
• Atrofia RPE,
• Atrofia geografica,
• Neovascolarizzazione coroideale, che alcuni autori considerano come stadio VI,
• Emorragia sottoretinica in seguito a traumi abbastanza modesti alla testa o all’occhio,
• Buchi maculari.

Distrofia maculare vitelliforme adulta (AVMD) / distrofia foveomaculare vitelliforme adulta (AFVD)

AVMD, nota anche come distrofia foveomaculare vitelliforme adulta (AFVD), è stata associata a mutazioni nei geni BEST1, PRPH2, IMPG1 e IMPG2, e appartiene a un gruppo di malattie definite “distrofie di pattern” . Solo una minoranza di casi sembra essere associata a mutazioni autosomiche dominanti di BEST1.

Manifestazioni cliniche

Classicamente, i cambiamenti AVMD includono :

• Sporadiche, anche se sono stati riportati alcuni raggruppamenti familiari,
• Insorgenza tipicamente tra i 30-50 anni di età,
• Autofluorescenti, lesione subfoveale gialla vitelliforme delle dimensioni di 500-700 µm,
• Nessun sintomo visivo, o lieve-moderata diminuzione dell’acuità visiva,
• Materiale iperriflettente tra il NSR e il RPE.

Complications

Complications of AVMD include:

• Choroidal neovascularization,
• RPE detachment.

La bestrofinopatia autosomica recessiva (ARB)

ARB è stata ipotizzata rappresentare il “fenotipo nullo” umano per Best1, poiché entrambi gli alleli di BEST1 devono essere mutati. La maggior parte dei pazienti ARB sono eterozigoti composti, sebbene siano stati descritti anche omozigoti.

Manifestazioni cliniche

Le caratteristiche cliniche ed elettrofisiologiche tipiche dell’ARB sono :

• La diminuzione dell’acuità visiva inizia di solito nella prima decade di vita, anche se presentazioni tardive sono state descritte fino alla quinta decade di vita;
• Ipermetropia,
• Camera anteriore poco profonda,
• Puntini multipli, fluorescenti, gialli/fluorescenti intorno alle arcate vascolari,
• Lesioni maculari con fibrosi sottoretinica inferiore alla fovea,
• Edema maculare e liquido sottoretinico,
• Ridotte risposte scotopiche e fotopiche ERG a pieno campo;
• Schema ERG marcatamente anormale;
• Risposte ERG multifocali ridotte,
• Aumento della luce gravemente ridotto in EOG.

La visione diminuisce nel tempo, ma di solito molto lentamente; una causa importante della perdita visiva è lo sviluppo della neovascolarizzazione coroideale.

Autosomal dominant vitreoretinochoroidopathy (ADVIRC)

ADVIRC è un raro disturbo pigmentario corioretinico periferico. Ad oggi, quattro mutazioni del gene BEST1 sono state identificate come causative di ADVIRC :

1. Val86Met
2. Tyr236Cys
3. Val235Ala
4. Val239Met

Clinica Manifestazioni

Le caratteristiche tipiche di ADVIRC includono :

• Una banda iperpigmentata periferica retinica circonferenziale a 360 gradi che si estende tra la regione equatoriale e l’ora serrata;
• condensazione fibrillare vitreale,
• opacità bianche punteggiate nella retina,
• rottura della barriera sangue-retina,
• neovascolarizzazione retinica.

I pazienti con ADVIRC possono anche presentare le seguenti caratteristiche:

• Nistagmo,
• Microcornea,
• Nanoftalmo,
• Iperopia,
• Angolo della camera anteriore ristretto, con un’incidenza relativamente alta di glaucoma subacuto e acuto ad angolo chiuso,
• Restringimento arteriolare retinico,
• Disco ottico pallido.

Anche se nelle prime fasi la regione post-equatoriale non mostra cambiamenti retinici, la malattia coinvolge l’intera retina negli ultimi anni.

L’ERG a pieno campo è di solito normale, ma può essere subnormale, e nel corso della vita si sviluppano risposte ridotte di coni e bastoncelli.

Complicazioni

La maggior parte dei pazienti con ADVIRC mantiene una buona acuità visiva durante la loro vita. Le complicazioni che portano alla perdita della vista nei pazienti ADVIRC includono:

1. Edema maculare,
2. Atrofia corioretinica,
3. Distacco della retina,
4. Emorragia vitreale.

Sindrome microcornea autosomica dominante, distrofia del cono rotondi, cataratta precoce, stafiloma posteriore (sindrome MRCS)

Manifestazioni cliniche

La sindrome MRCS è caratterizzata da :

• Modalità di eredità autosomica dominante,
• Ipermetropia,
• Microcornea,
• Cataratta pulverulenta ad esordio precoce,
• Angolo della camera anteriore ristretto,
• Distrofia del cono di Rod,
• Stafiloma posteriore in occhi con lunghezza assiale altrimenti normale;
• Atrofia periferica del RPE e anomalie pigmentarie retiniche anteriori allo stafiloma posteriore nei pazienti più giovani, che possono estendersi al polo posteriore e allo stafiloma con l’avanzare dell’età,
• EOG anomalo,
• Risultati ERG subnormali nei pazienti più giovani, e ERG diminuito nei pazienti più anziani.

Il primo sintomo visivo è tipicamente la nictalopia durante l’adolescenza. La progressiva diminuzione dell’acuità visiva peggiora dopo i 30 anni di età, portando spesso alla chirurgia della cataratta nella seconda o terza decade; l’acuità visiva finale varia solitamente da 20/100 all’assenza di percezione della luce.

Anche se lo stafiloma posteriore in un occhio con lunghezza assiale normale è il reperto più comune, alcuni pazienti con una mutazione Val239Met BEST1 avevano nanoftalmo invece di stafiloma, in gran parte sovrapponibile al fenotipo ADVIRC.

L’ERG a pieno campo mostra risposte subnormali scotopiche e fotopiche con risposte scotopiche più anomale (distrofia del bastoncello) nei primi due decenni di vita. Con il tempo, l’ERG si estingue. L’EOG è anormale in tutti i pazienti con la sindrome MRCS.

È stato suggerito che la sindrome MRCS può essere una variante di AD VIRC, e che queste sindromi rappresentano uno spettro di sviluppo anomalo oculare e disfunzione retinica causata da mutazioni Best1.

Retinite Pigmentosa (RP)

Alcuni pazienti con una distrofia retinica concentrica simile alla RP, sono stati trovati portatori di mutazioni missenso in BEST1, tre delle quali apparivano autosomiche dominanti mentre l’altra appariva autosomica recessiva.

Si discute se questi pazienti fossero casi mal diagnosticati di ADVIRC, e recenti rapporti suggeriscono che la RP legata a Best1 può essere multigenica.

Una variante BEST1 (Glu119Gln) è stata identificata in alcuni pazienti con maculopatia dell’occhio di bue e degenerazione maculare legata all’età (AMD); sebbene le correnti di cloruro fossero normali, è stata rilevata una grande permeabilità anionica. Anche se altre due varianti di BEST1 sono state identificate in pazienti con AMD, queste mutazioni non hanno influenzato la funzione di canale anionico della proteina.

Geni BEST2, BEST3 e BEST4 nella salute e nella malattia oculare

Tra le proteine bestrophin, solo le mutazioni Best1 sono state collegate alla malattia dell’occhio umano. È interessante notare che l’evidenza dei topi knockout Best2 suggerisce che la proteina Best2 gioca un ruolo nella dinamica dell’umore acqueo, come antagonista della produzione di umore acqueo e possibilmente come modulatore della via di deflusso.

Terapie potenziali per le bestrofinopatie

Al momento, non esistono terapie o trattamenti definitivi per i pazienti con bestrofinopatie. La crescente comprensione del ruolo di Best1 nella fisiologia e fisiopatologia oculare ha permesso la ricerca di nuove terapie potenziali, tra cui nuovi trattamenti farmacologici, terapia genica e trapianto di RPE.

Terapie farmacologiche

Inibitori del proteasoma

Studi in vitro hanno scoperto che in mutanti ARB con proteina Best1 mal localizzata e degradazione proteasomica, il trattamento con due inibitori del proteasoma, 4-fenilbutirrato e bortezomib, ha salvato la posizione di Best1 alla membrana plasmatica basolaterale in cellule MDCK-II, e ripristinato la conduttanza del cloruro.

Ripristino della degradazione del segmento esterno dei fotorecettori

È stato dimostrato che alcune mutazioni BVMD sono associate a tassi ridotti di degradazione del segmento esterno dei fotorecettori (OS). Studi in vitro utilizzando cellule staminali RPE derivate da pazienti con BVMD hanno suggerito che la terapia con acido valproico con o senza rapamicina combinata potrebbe aumentare il tasso di degradazione dei fotorecettori OS.

Terapie geniche

La somministrazione della terapia genica nelle malattie retiniche ha dimostrato di fornire benefici clinici nelle distrofie retiniche ereditarie legate al gene RPE65 (RP e amaurosi congenita di Leber), e una serie di studi di terapia genica per le IRD sono attualmente in fase di studio.

Il gene BEST1 sembra essere un buon obiettivo per la terapia genica, in particolare nelle malattie autosomiche recessive, vale a dire ARB. In un modello canino di ARB, chiamato retinopatia multifocale canina, il trasferimento adenovirale mediato da vettore (AAV2) BEST1 nell’epitelio pigmentato retinico ha portato all’inversione delle lesioni retiniche per almeno 23 mesi. Inoltre, il trasferimento del gene BEST1 mediato da AAV2 ha portato all’inversione delle lesioni vitelliformi e dei microdistacchi modulati dalla luce, e a livello immunochimico è stata osservata la correzione delle alterazioni strutturali all’interfaccia RPE-fotorecettore.

Trapianto di epitelio pigmentato retinico basato su cellule staminali

Trattamenti basati su cellule staminali utilizzando cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC) sono oggetto di intense ricerche per il trattamento delle malattie degenerative della retina, tra cui IRD e AMD. C’è un trial clinico in corso per il trapianto di RPE derivato da iPSC per valutare la sicurezza di questa procedura. L’uso potenziale di iPSC-RPE autologo è stato preso in considerazione per il trattamento delle malattie degenerative della retina, e può essere una terapia potenziale per alleviare o curare completamente BVMD, AVMD, ARB, ADVIRC, e RP legata a BEST.

Conclusione

I meccanismi patologici delle malattie legate alla bestrofina sono difficili da esplorare. I modelli animali di bestrofinopatie sono scarsi, e le prove di associazione definitiva tra i risultati animali/in vitro e la malattia umana sono limitate al meglio. Tuttavia, la crescente comprensione dei ruoli biologici delle proteine Best e l’implicazione delle mutazioni BEST1 nelle malattie oculari ha aperto una finestra di opportunità per la ricerca di nuove forme di trattamento, compresa la terapia genica e le terapie basate sulle cellule staminali, che possono portare ad alleviare o curare le bestrofinopatie.

1. 1.00 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05 1.06 1.07 1.08 1.09 1.10 1.11 1.12 1.13 1.14 1.15 1.16 1.17 1.18 1.19 1.20 1.21 Johnson AA et al. Bestrophin 1 and Retinal Disease. Prog Retin Eye Res. 2017 maggio ;58: 45-69. doi:10.1016/j.preteyeres.2017.01.006.
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