La glomerulonefrite membranoproliferativa (Membranoproliferative glomerulonephritis, MPGN) è una patologia renale rara, che può manifestarsi a qualsiasi età ma che colpisce principalmente i bambini e i giovani adulti, indipendentemente dal sesso.
La patologia interessa i glomeruli renali, ovvero un gomitolo di piccoli vasi sanguigni (capillari) deputato alla filtrazione del sangue.
Il glomerulo insieme al tubulo renale costituisce il nefrone, l'unità funzionale del rene.
La parete dei capillari all’interno del glomerulo è costituita da tre strati:
Se osservato al microscopio ottico (cioè il microscopio più semplice), il glomerulo si presenta con un ispessimento della parete dei capillari, causato proprio dalla presenza di depositi di componenti del sistema immunitario, e con una crescita anomala di particolari cellule glomerulari chiamate cellule mesangiali.
La glomerulonefrite membranoproliferativa può essere:
In Italia e nell'Unione Europea questa malattia colpisce circa 6 persone su 100.000.
Sino a una decina di anni fa, la classificazione tradizionale della MPGN si basava sulla localizzazione dei depositi nei capillari glomerulari, visibili alla microscopia elettronica (e cioè una microscopia più complessa e caratterizzata da una risoluzione maggiore), e prevedeva:
Negli ultimi anni, però, la classificazione istologica (e cioè dei tessuti) della MPGN è stata rivalutata più volte. Quella più recente si basa sull' analisi dei depositi glomerulari tramite microscopia a immunofluorescenza, una microscopia ottica che utilizza il fenomeno della fluorescenza, permettendo di distinguere:
L'analisi della localizzazione e della morfologia dei depositi tramite microscopia elettronica consente di suddividere la C3G in glomerulonefrite a depositi di C3 (C3GN) e la Malattia a depositi densi (DDD).
La maggior parte dei pazienti affetti da glomerulonefrite membranoproliferativa presenta un'anomala attivazione del sistema del complemento. Questo sistema, che fa parte del sistema immunitario, è cruciale come prima linea di difesa contro le infezioni e si attiva attraverso un meccanismo a cascata caratterizzato da tre vie:
L’attivazione delle tre vie confluisce nella formazione di complessi di proteine, le C3 convertasi, che hanno la capacità di tagliare il C3 in C3a e C3b.
Il C3b si deposita sui patogeni e attiva i globuli bianchi affinché li eliminino. Inoltre, questa proteina partecipa anche alla formazione delle C5 convertasi che, tagliando il C5, promuove la formazione del complesso terminale C5b-9. Quest'ultimo può rimanere solubile (sC5b-9) e indurre infiammazione, oppure può inserirsi nella membrana delle cellule, determinando la lisi dei patogeni.
Dato la sua "capacità distruttiva", il sistema del complemento è finemente regolato da diverse proteine che agiscono affinchè le nostre cellule non siano danneggiate. Queste proteine sono:
Nelle persone affette da IC-MPGN e C3G, il sistema del complemento non è regolato in modo corretto e attacca i tessuti e le cellule dell’organismo, in particolare nel rene. Questo si traduce nella deposizione di frammenti dei componenti del sistema del complemento nei glomeruli causando infiammazione e danno funzionale.
In base all'attuale classificazione si è ipotizzato che le IC-MPGN si manifestano in seguito a tumori, infezioni o malattie autoimmuni. La formazione di complessi antigene-anticorpo attivano la via classica del sistema del complemento, con conseguente deposizione di immunocomplessi e frammenti di attivazione del C3 nei glomeruli. Mentre la C3G è associata a difetti genetici o acquisiti della via alternativa del sistema del complemento.
Tuttavia, studi recenti condotti all'Istituto Mario Negri e presso altri laboratori hanno dimostrato che l'attivazione della via alternativa del complemento è coinvolta anche nelle IC-MPGN. Infatti, studi genetici su ampie coorti di pazienti hanno evidenziato sia nei pazienti con IC-MPGN (17%) che in quelli con C3G (18%) la presenza di varianti patogenetiche rare, ovvero mutazioni in geni che codificano per proteine regolatrici del complemento che alterano lo stato fisiologico e che portano allo stabilirsi e allo svilupparsi della malattia.
Esempi di queste proteine sono il fattore H (FH), il fattore I (FI) e la proteina cofattrice di membrana (MCP o CD46), e per C3 e FB, le componenti della C3 convertasi, l’enzima chiave dell’attivazione della via alternativa.
Inoltre, sono state descritte anomalie genetiche complesse, definite riarrangiamenti genomici, che coinvolgono i geni CFHR1-5 caratterizzati da elevata omologia con CFH, e che portano a duplicazioni interne o alla formazione di ibridi CFH-CFHR.
Infine, varianti patogenetiche del gene DGKE, che codifica la diacilglicerolochinasi epsilon, sono state identificate in pazienti con forme di MPGN associate a microangiopatie trombotiche, evidenziando quindi l'esistenza di anomalie genetiche che causano MPGN e che non sono direttamente correlate al sistema del complemento.
Oltre ai fattori genetici, autoanticorpi che legano e stabilizzano la C3 convertasi della via alternativa del complemento (C3NeFs) e altri autoanticorpi (anti-FH, anti-FB e anti-C3b) sono stati riscontrati sia in pazienti con IC-MPGN (circa 40%) che in pazienti con C3G (circa 50%). In un recente lavoro è stato osservato che circa la metà dei malati con mutazioni nei geni del complemento sono anche positivi per C3NeFs, confermando la complessità delle IC-MPGN/C3G. Questi dati indicano come le due malattie abbiano più aspetti in comune di quanto precedentemente riconosciuto e come l'alterata regolazione della via alternativa del complemento giochi un ruolo patogenetico principale.
La sintomatologia della glomerulonefrite membranoproliferativa è variabile.
La malattia può presentarsi:
La maggior parte di questi pazienti, poi, presenta ipocomplementemia, ossia bassi livelli nel sangue del fattore 3 del complemento (C3) e/o del fattore 4 del complemento (C4), dovuti alla loro attivazione e al loro accumulo nei tessuti.
La variabilità della presentazione della patologia e del decorso clinico è probabilmente dovuta a differenze nella patogenesi della malattia, nella lesione istologica renale e nel tempo impiegato ad avere la diagnosi corretta in seguito alla presentazione dei sintomi.
La prognosi a lungo termine, purtroppo, è sfavorevole. Circa il 50% dei pazienti, a 10 anni dall'esordio, ha un peggioramento del danno renale che rende necessaria la dialisi e che si traduce in lunghe sedute ospedaliere, più volte alla settimana. L'unica alternativa è il trapianto di rene che prevede terapie anti-rigetto per tutta la vita e, nel 70% dei casi, la malattia si ripresenta sul rene trapiantato.
Il sospetto di diagnosi di MPGN si basa sulle manifestazioni cliniche del paziente e su un'attenta valutazione dei livelli sierici/plasmatici delle proteine del complemento C3, C4, FH e sC5b-9.
Questa valutazione è eseguibile tramite un prelievo di sangue ma la diagnosi deve essere confermata da analisi istologica della biopsia renale.
La ricerca delle cause di MPGN prevede che vengano effettuati:
Qualora i test eseguiti non identifichino fattori autoimmuni e/o genetici coinvolti nel sistema del complemento, la ricerca della causa della malattia prevede uno studio genetico più approfondito che consiste nella lettura, o sequenziamento, di tutta quella parte di DNA che codifica per tutte le proteine del nostro organismo, chiamata esoma, del paziente e dei suoi familiari allo scopo di identificare eventuali anomalie genetiche associate alla malattia.
Le IC-MPGN/C3G sono malattie orfane perché non esiste una terapia specifica per la loro cura.
I farmaci più utilizzati sono i cortisonici e altri immunosoppressori che però sono spesso inefficaci e possono dare effetti collaterali gravi. Anche il trapianto, purtroppo, non offre una valida alternativa a coloro che sono in dialisi a causa dell'elevato rischio di ricorrenza, che si osserva nel 70% dei malati.
Recentemente alcuni malati di IC-MPGN/C3G sono stati trattati con un anticorpo monoclonale anti-C5 (eculizumab), risultato efficace in altre malattie mediate dal complemento. Questo farmaco blocca l'attivazione terminale del complemento: alcuni pazienti hanno beneficiato del farmaco mostrando una riduzione della proteinuria e un miglioramento della funzione renale.
Tuttavia, solo in pochi pazienti si è avuta una remissione completa della malattia: i livelli di C3 nel sangue, infatti, sono rimasti bassi e i depositi glomerulari di C3 non sono diminuiti. Quindi non è ancora chiaro quali siano i pazienti che possano beneficiare della terapia con eculizumab e quali pazienti necessitino di trattamenti che bloccano i primi stadi di attivazione del complemento.
Attualmente sono in fase di sviluppo nuovi inibitori che hanno come bersaglio proteine e livelli diversi della cascata del complemento (la via classica, i primi stadi della via alternativa, o la via terminale del complemento). Presso il Centro di Ricerche Cliniche per le Malattie Rare Aldo e Cele Daccò sono in corso studi clinici riguardanti la IC-MPGN/C3G.
La presenza di casi familiari di IC-MPGN/C3G indica che queste malattie hanno una base genetica e che sono, quindi, ereditarie.
Tuttavia, non si tratta di malattie causate da una sola anomalia genetica, cioè monogeniche, ma di malattie complesse causate dalla combinazione di uno o più fattori genetici e/o autoimmuni.
L’esperienza derivante da anni di ricerca ha insegnato che una variante genetica può essere presente in più individui della stessa famiglia causando la malattia solo in uno di essi. Questo fenomeno è definito "penetranza incompleta" e suggerisce che nel paziente ci sono altri fattori che contribuiscono allo sviluppo della malattia.
Inoltre, studiando le IC-MPGN/C3G e altre malattie del complemento come la sindrome emolitico uremica (SEU), è stato osservato che la stessa variante genetica può contribuire allo sviluppo di entrambe le malattie. Il fenotipo specifico della malattia, però, è determinato, in entrambi i casi, da altri fattori (per esempio altre varianti patogenetiche o la presenza di anticorpi), andando quindi a confermare la complessità di queste patologie.
I ricercatori dell'Istituto Mario Negri sono impegnati in prima linea sia nella ricerca di base, volta ad individuare i meccanismi alla base della malattia, sia nella ricerca clinica, che ha l'obiettivo di migliorare la diagnosi, la prognosi e la cura di questa patologia.
Nella sede di Ranica (BG) dell'Istituto Mario Negri, si trova Il Centro di Ricerche Cliniche per le malattie rare Aldo e Cele Daccò. Questo Centro dal 2006 coordina il Registro delle MPGN/C3G, il risultato della consolidata collaborazione di 35 Unità di Nefrologia, distribuite in tutto il territorio nazionale, e di circa 20 centri nefrologici nel resto del mondo.
Sino ad oggi, tramite il registro, sono stati raccolti i dati clinici e i campioni biologici di più di 500 pazienti e dei loro familiari che vengono poi analizzati dai ricercatori del Laboratorio di Immunologia e Genetica delle malattie rare.
Grazie alla collaborazione di clinici, ricercatori e esperti di statistica, i risultati biochimici e genetici vengono uniti ai dati clinici con l'obiettivo di individuare nuove strategie terapeutiche.
Proprio grazie a questa sinergia, è stato possibile eseguire una sofisticata analisi (chiamata analisi di cluster) con cui sono stati integrati i dati istologici, genetici, biochimici e clinici di 173 pazienti con IC-MPGN e C3G del Registro. L'analisi ha diviso i pazienti in 4 gruppi omogenei (cluster), ciascuno con specifici profili di attivazione del complemento, alterazioni istologiche e quadri clinici. Inoltre, l'analisi ha evidenziato un valore prognostico, dimostrando che i malati del cluster 4 hanno maggiore probabilità di progredire verso l'insufficienza renale terminale.
Tali risultati, pubblicati sulla importante rivista scientifica Journal of the American Society of Nephrology (JASN), indicano che alla base dello sviluppo della IC-MPGN/C3G esistono quattro diversi meccanismi molecolari che pongono le basi per una classificazione nuova, per una prognosi più accurata e per una terapia mirata.
Oltre alla consulenza nefrologica e genetica, il Centro offre ai pazienti la possibilità di partecipare a studi clinici per la sperimentazione di nuovi farmaci.
Si è recentemente concluso uno studio pilota con eculizumab in 10 pazienti IC-MPGN/C3G con alti livelli di una delle proteine del complemento e con grave proteinuria (EU Clinical Trials Register No: 2013-003826-10). Il trattamento ha normalizzato i livelli della proteina e ha ridotto la proteinuria stabilizzando la funzione renale. Tuttavia, solo 3 pazienti hanno raggiunto una remissione parziale della sindrome nefrosica.
Attualmente il Centro di Ricerche cliniche è l'unico in Italia che sta partecipando a due studi clinici internazionali di fase 2: questi studi utilizzano inibitori che hanno come bersaglio livelli diversi della cascata del complemento in pazienti con C3G.
Il primo studio clinico ha l'obiettivo di valutare l'effetto di un inibitore del Fattore D (ACH-0144471) in pazienti con IC-MPGN/C3G primaria.
Il secondo studio ha l'obiettivo di utilizzare un inibitore del FB (LNP023) in pazienti con C3G non sottoposti a trapianto renale (Gruppo A) o con ricorrenza della malattia su trapianto (Gruppo B).
Ad aprile del 2021 è iniziato poi un altro progetto focalizzato a studiare la IC-MPGN/C3G, finanziato dalla FRRB. Lo studio, intitolato UNEARTH, ha come obiettivo lo studio delle anomalie genetiche e funzionali alla base delle alterazioni del Sistema del Complemento. I risultati serviranno a caratterizzare i meccanismi e i relativi protagonisti nella IC-MPGN/C3G e contribuiranno a definire una diagnosi precisa e sviluppare terapie personalizzate.
L'Istituto Mario Negri, nell'ambito della Ricerca sulla MPGN/C3G, si avvale del sostegno dell'Associazione "Progetto DDD Onlus - Associazione per la lotta alla DDD", che facendo della solidarietà e dell'utilità sociale i suoi fini, è fortemente impegnata nella promozione di progetti di ricerca scientifica, clinica e sperimentale sulla C3G.
A tal scopo supporta economicamente l'attività dei ricercatori devolvendo il ricavato del 5X1000 e organizzando le raccolte fondi durante eventi sociali.
In collaborazione con l'Associazione, l'Istituto Mario Negri organizza conferenze annuali con le famiglie dei malati MPGN/C3G durante le quali i pazienti incontrano ricercatori e medici per informarsi delle ricerche in corso, delle terapie disponibili e per discutere dei problemi legati alla malattia.
Infine, i ricercatori del Dipartimento di Malattie rare dell’Istituto fanno parte del progetto DECODE, che studia la glomerulonefrite membranoproliferativa primaria (MPGN), un gruppo di disturbi renali rari associati all'attivazione del complemento per il quale ad oggi non esiste un trattamento approvato.
Ariela Benigni e i suoi ricercatori, in collaborazione con il Progetto DDD Onlus, l'Associazione Olandese Pazienti Renali e l'Associazione Tedesca per le malattie rare mediate dal complemento, stanno studiando per identificare nuove strategie capaci di migliorare la diagnosi, la prognosi e il trattamento dei pazienti MPGN.
*immagine di copertina: Carrara et al, Nephron, 2020
Rossella Piras - Unità di Genetica e Basi Molecolari delle Malattie Renali - Centro di Genetica Umana - Centro Aldo e Cele Daccò
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