Picasso
FARMACI TERATOGENI NELL’UOMO
Farmaco
(o classe di farmaci)
Anomalie associate più frequenti
ACE inibitori Danno renale, difetti di ossificazione, oligoidramnios, ritardo di crescita intrauterino (III trimestre)
Acido valproico Difetti del tubo neurale (1-2% di incidenza)
Aminoglicosidi Difetti della funzione uditiva
Aminopterina e derivati Difetti cranio-faciali, degli arti e del sistema nervoso centrale
Benzodiazepine Sindrome da astinenza neonatale, apnea, ipotonia ipotermia (in seguito ad esposizioni pre-partum)
Busulfan Difetti craniofaciali, cardiaci e degli organi interni, ritardo di crescita intrauterino
Carbamazepina Difetti del tubo neurale (incidenza <1%)
Ciclofosfamide Abortività, labiopalatoschisi, difetti oculari
Cumarinici Ipoplasia nasale, condrodisplasia puntata, difetti delle ossa, faciali e del sistema nervoso centrale (fino al 10% di incidenza per
esposizioni nel I trimestre)
Dietilstilbestrolo Carcinoma a cellule chiare della vagina, adenocarcinoma della cervice
Difenilidantoina Dismorfismi faciali, anomalie scheletriche, microcefalia, labiopalatoschisi (5-10% di incidenza)
Ergotamina (alte dosi) Difetti del tubo neurale, atresia intestinale
FANS Oligoidramnios, chiusura precoce del dotto di Botallo, emorragia, enterocolite necrotizzante (III trimestre)
Ormoni ad attività
androgenica Virilizzazione dei genitali esterni dei feti di sesso femminile
Iodio e Iodio 131 Gozzo, ipotiroidismo. Per la
radioterapia rischio abortività, di malformazioni, di ablazione tiroidea fetale, ritardo mentale e leucemie.
Litio Difetti cardiaci (incidenza <1%)
Metimazolo Difetti della cute dello scalpo (1-5% di incidenza), sindrome comprendente: craniosinostosi, ipospadia, difetti cardiaci, atresia coanale,
spina bifida ed atresia esofagea.
Misoprostol Agenesia degli arti, difetti del cranio, sindrome di Moebius, abortività
Penicillamina Cutis laxa, lassità delle articolazioni, ernia inguinale (incidenza <1%)
Retinoidi (isotretinoina
ed etretinato)
Difetti craniofaciali, cardiaci, degli arti e del sistema nervoso centrale, abortività. Per l
’isotretinoina 18% di rischio di malformazioni e
40% di abortività
Talidomide Difetti cardiaci, oculari, renali, gastrointestinali, degli arti, sordità (rischio del 20% per esposizioni tra il 34° ed il 50° giorno di
gestazione)
Trimetadione Anomalie cardiache, ritardo di crescita intrauterino
Tab 2: Da ISS (Farmacovigilanza)
Epigenetica e malformazioni
oro-cranio-facciali
Lucia Migliore e Fabio Coppedè
Dipartimento di Scienze dell’Uomo e dell’Ambiente,
Università di Pisa
................................Principali vie di trasduzione del segnale
coinvolte nella morfogenesi del palato
Le citochine sono tipiche molecole segnale usate per la comunicazione
tra le cellule di un organismo. La famiglia di citochine TGFb
(transforming growth factors b) ha un ruolo importante nello sviluppo
craniofacciale. Queste proteine presentano profili di espressione
spazio-temporale specifici nella regione orofacciale in via di sviluppo
ed i loro livelli di espressione possono essere modulati. Sono
proteine coinvolte in molti dei processi biologici che si verificano
nei tessuti craniofacciali durante lo sviluppo, tra cui la morfogenesi
tissutale, la proliferazione cellulare, il differenziamento cellulare,
l’apoptosi, la sintesi della matrice extracellulare.
Anche se non sono
state ancora identificate tutte le singole citochine di questa famiglia,
e la loro funzione nello sviluppo orofacciale non è stata ancora del
tutto chiarita, è emerso chiaramente il loro ruolo centrale nell’interazione
con altre vie di trasduzione del segnale nella morfogenesi,
crescita e differenziamento durante il normale sviluppo della regione
palatale.
Le proteine morfogenetiche ossee (BMP: bone morphogenetic
proteins) sono membri della superfamiglia del TGFb (fattore di
crescita trasformante), la cui espressione, come quella delle citochine
TGFb, è elevata durante lo sviluppo del tessuto embrio/fetale
orofacciale, dove intervengono in una notevole quantità di processi
biologici. Per esempio la via di segnalazione che coinvolge BMP è
implicata nella migrazione delle cellule della cresta neurale nel primo
arco branchiale, nella fusione dei processi mascellari e nasali
durante la formazione del labbro superiore, nella formazione del palato
secondario, nelle interazioni epitelio-mesenchimali che portano
alla formazione del tessuto osseo e cartilagineo orofacciale, nello
sviluppo dei denti.
La Sonic hedgehog homolog (Shh) è una delle tre proteine della
famiglia delle hedgehog dei mammiferi. Agendo come morfogeno,
Shh regola l’organogenesi embrionale. Una corretta espressione
37
Parte Prima
spazio-temporale di Shh nell’ectoderma facciale embrionale, neuroectoderma
ed endoderma faringeo durante lo sviluppo orofacciale
è considerata indispensabile per una normale morfogenesi craniofacciale,
specialmente per l’estroflessione dell’escrescenza frontonasale.
Una diminuita espressione di Shh interferisce con la crescita
regolare e con lo sviluppo dei processi frontonasali e mascellari,
dando origine a schisi facciale, oloprosencefalia, ciclopia, mentre
una overespressione dà luogo ad ipertelorismo. Anche alterazioni
dell’espressione di alcuni geni correlati con Shh sono associate con
l’impossibilità del prosencefalo embrionale a dividersi nei due emisferi
cerebrali, evento che dà luogo ad oloprosencefalia.
Le proteine Wnt costituiscono una famiglia di molecole segnale
secrete, altamente conservate nel corso dell’evoluzione, che regolano
le interazioni cellula-cellula durante lo sviluppo. Queste glicoproteine
agiscono come morfogeni durante le prime fasi dell’embriogenesi,
nei confronti della proliferazione cellulare, del differenziamento
e dell’apoptosi e la perdita della loro funzione nei vertebrati risulta
in un ampio spettro di difetti dello sviluppo. Hanno un ruolo chiave
nello sviluppo facciale della regione mediana e nella fusione labiale,
interagendo con altre vie di trasduzione del segnale (TGFb) e sono
importanti mediatori della crescita mesenchimale del primo arco
branchiale e del differenziamento epiteliale.
Fig. 9a-a
Epigenetica
In questi ultimi anni numerosi approcci genetici, sia in popolazioni
umane sia in modelli animali, hanno dato notevoli contributi
all’identificazione dei geni coinvolti nelle labiopalatoschisi. Sono
stati ricercati polimorfismi a singolo nucleotide (Single Nucleotide
Polymorphisms, SNP), che rappresentano una variazione della sequenza
del DNA (sostituzione, inserzione, delezione di una base) (si
veda il cap. di Genuardi). Le comuni varianti genetiche presenti negli organismi umani, e la loro localizzazione sul DNA, sono descritte in
un catalogo, detto HapMap (http://hapmap.ncbi.nlm.nih.gov). Queste
informazioni vengono usate per correlare varianti geniche con il
rischio di malattie specifiche e continuano a rivelarsi preziose anche
per identificare fattori di rischio per i difetti craniofacciali.
Tuttavia è diventato sempre più evidente che il genoma è anche
organizzato su un altro piano completamente differente, ”sopra” la
sequenza, cioè a livello epigenetico (dal greco epi= sopra).
L’epigenetica è lo studio dei cambiamenti ereditabili del fenotipo o
dell’espressione genica attraverso meccanismi diversi dalla sequenza
del DNA. Specifici processi epigenetici, soggetti a regolazione, includono
l’interazione tra due alleli di un singolo locus, la trasmissione
della memoria cellulare, l’imprinting, l’inattivazione del cromosoma X,
il silenziamento genico e, molto importante per il tema che stiamo
trattando, il differenziamento cellulare tessuto-specifico.
Attualmente è in corso il Progetto Epigenoma Umano (Human
Epigenome Project, HEP
http://www.epigenome.org). Si avvale di
collaborazioni internazionali pubbliche e private con lo scopo di
identificare, catalogare ed interpretare i profili di metilazione di tutti
i geni nei principali tessuti umani.
Alla base delle modificazioni epigenetiche vi sono molteplici
meccanismi molecolari, i più attivamente studiati finora sono la metilazione,
le modificazioni della cromatina e l’azione dei miRNA.
La metilazione del DNA
La metilazione del DNA è una delle più comuni modificazioni epigenetiche
che regolano l’espressione genica nelle cellule di mammifero.
Consiste nel trasferimento di un gruppo metilico dalla S-adenosil
metionina all’atomo di carbonio in posizione 5 dell’anello citosinico,
con il risultato della formazione di una nuova base: 5-metilcitosina (si
veda la figura 1). In genere la metilazione avviene sulle citosine che
fanno parte di una sequenza dinucleotidica simmetrica CpG. Queste
sequenze (nel genoma ce ne sono circa 30.000) tendono ad essere
concentrate in regioni note come “isole CpG”, caratterizzate da un
contenuto in G-C ³ al 55%, e localizzate nelle regioni promotrici dei
geni. Queste isole CpG sono un eccellente substrato per gli enzimi
DNA metiltransferasi. In effetti, studi di espressione genica (analisi con
microarray dei mRNA, eseguite su RNA totale) in tessuto embrionale
craniofacciale murino, dimostrano che durante sviluppo embrionale
della regione craniofacciale molte metiltransferasi e proteine leganti le
isole CpG metilate sono abbondantemente espresse (si veda la tabella
1) Ciò conferma che il tessuto coinvolto nello sviluppo embrionale
precoce della regione orofacciale è attivamente implicato nei processi
di metilazione del DNA. La metilazione delle citosine delle isole CpG
dei promotori dei geni è correlata con il silenziamento dell’attività trascrizionale,
mediante l’inibizione di fattori di legame trascrizionale o
tramite interazioni tra le metil CpG binding proteins ed i repressori tra-
38
Malattie Rare, Malattie Genetiche e Malformazioni Oro-Cranio-Facciali
scrizionali.
I profili di metilazione del DNA durante l’embriogenesi non
sono casuali, e contribuiscono all’espressione genica tessuto-specifica.
In effetti circa il 50% delle isole CpG è presente in geni tessutospecifici.
E il pattern di metilazione delle isole CpG è unico in ciascun
tessuto o tipo cellulare. L’impossibilità di stabilire profili di metilazione
corretti può portare a letalità embrionale o può risultare in malformazioni
dello sviluppo craniofacciale, inclusa la schisi del palato.
Nell’eziologia delle malformazioni orofacciali sono stati implicati
diversi fattori ambientali, come l’abuso di alcol, il fumo di sigaretta,
l’uso di farmaci (acido retinoico) o l’esposizione a determinati composti
chimici quali pesticidi, come pure un’alterata assunzione di
nutrienti (elementi in traccia o folati). Tutti questi insulti ambientali
possono causare una metilazione del DNA aberrante in geni suscettibili
durante lo sviluppo embrionale o fetale. Occorre sottolineare
che queste alterazioni non possono essere rivelate dalle convenzionali
tecniche di screening, come analisi di mutazioni (o il sequenziamento
del DNA) o analisi di associazione Genome-Wide (GWAS)
(si veda il cap. di Genuardi). Mentre la predisposizione genetica a
difetti craniofacciali continua ad essere ricercata analizzando polimorfismi
(RFLP o SNP), delezioni o variazioni del numero di copie (si
veda il cap. di Genuardi), oggi possiamo iniziare a pensare ai profili
di espressione dei miRNA ed al pattern di metilazione dei promotori
come possibili biomarcatori per difetti craniofacciali.
Il gene che codifica per il fattore trascrizionale Sox4 può fornire
un esempio interessante.
Sox4 è ampiamente espresso nell’embrione murino e si ritiene abbia
un ruolo chiave nel regolare molteplici aspetti dello sviluppo cellulare
delle creste neurali. Inoltre Sox4 è stato recentemente identificato come
un forte gene candidato per la labiopalatoschisi non sindromica. L’analisi
dell’espressione genica di tessuto embrionale di palato murino ha
rivelato una significativa repressione temporanea del gene Sox4. Poiché
la metilazione di dinucleotidi CpG localizzati all’interno di sequenze di
regolazione a monte dei geni è tipicamente associata con la repressione
dell’espressione genica, con conseguente riduzione dei livelli di mRNA,
è stato determinato il profilo di metilazione delle sequenze CpG del gene
Sox4, analizzando DNA genomico isolato da palato murino nel corso
dello sviluppo. In effetti sono state osservate differenze nella metilazione
a carico di due ampliconi del promotore del gene Sox4, al dodicesimo
giorno di gravidanza. Tali regioni sono definite regioni metilate in modo
differente nel gene Sox4 (DMR: differentially metilated regions). Poiché
i bersagli molecolari del prodotto del gene Sox4 sono costituiti da una
ventina di fattori trascrizionali e di regolatori cellulari critici, inclusi quelli
appartenenti alle vie di trasduzione del segnale del TGFb e di Wnt, un’espressione
aberrante di questo gene mediante meccanismi epigenetici
può avere effetti profondi e deleteri sullo sviluppo di regioni, quali il complesso
craniofacciale, che dipendono da queste vie metaboliche per la
loro normale ontogenesi. Le modificazioni della cromatina
Oltre alla modificazione di specifiche sequenze di basi sul DNA,
l’espressione genica può essere influenzata anche dalle modalità
con cui è “impacchettato” il materiale genetico. L’unità di ripetizione
fondamentale della cromatina è il nucleosoma. Ogni singolo nucleosoma
è costituito da 4 paia degli istoni “core” (H2A, H2B, H3 e H4)
che si complessano strettamente tra loro assumendo la forma di un
disco ripiegato alle estremità, intorno al quale si avvolge un tratto di
DNA lungo 146 paia di basi. Tra un nucleosoma ed il successivo si
estende un filamento di DNA linker di circa 60 paia di basi, associato
ad una singola molecola di istone H1 (si veda la figura 2). Cambiamenti
della struttura della cromatina possono influenzare l’espressione
genica: i geni sono inattivati (spenti) quando la cromatina è
molto condensata ed il suo DNA è inaccessibile (eterocromatina),
sono invece espressi (accesi) quando la cromatina è relativamente
rilassata e aperta (eucromatina).
Gli istoni del core vanno incontro ad una vasta serie di modificazioni
post-traduzionali, la maggior parte delle quali sono reversibili,
strettamente connesse con i cambiamenti strutturali della
cromatina. Queste modificazioni, che coinvolgono solitamente
gli amminoacidi che costituiscono l’estremità ammino-terminale
delle code istoniche, includono metilazione, fosforilazione, acetilazione,
sumoilazione, ubiquitinazione e biotinilazione. Sono modificazioni
che conferiscono proprietà funzionali in quanto possono
facilitare od ostacolare l’associazione tra la cromatina ed enzimi
della riparazione o fattori trascrizionali. Ad esempio l’acetilazione
degli istoni neutralizza la carica positiva sugli istoni e distrugge
l’interazione elettrostatica tra il DNA e le proteine istoniche; ciò
promuove la decondensazione della cromatina, che è stata associata
con una variazione dell’espressione genica. Per contro la
deacetilazione, a cui consegue la condensazione, sopprime la trascrizione.
È stato proposto che lo specifico profilo di modificazioni
istoniche formi un “codice istonico”, che servirebbe a caratterizzare
le porzioni di genoma che devono essere espresse in un certo
momento in un determinato tipo cellulare. È stato ipotizzato che,
analogamente ad una mutazione genica, una variazione di una
modificazione post-traduzionale di code istoniche a livello di una
regione di regolazione di un gene possa silenziare un gene attivo,
dando origine ad una perdita di funzione, o attivare un gene silente,
portando ad un acquisto di funzione. Tali modificazioni possono
anche far aumentare o diminuire i livelli di espressione genica
in assenza di condizioni di completo silenziamento o di completa
attivazione genica. Gli enzimi che aggiungono o rimuovono le modificazioni
istoniche interferiscono con una vasta serie di processi
che coinvolgono il DNA, come la trascrizione, la replicazione, la
ricombinazione, la riparazione, la condensazione cromosomica,
l’organizzazione nucleare. Lo stato di acetilazione delle code istoniche
è controllato da due famiglie di enzimi con azione antago-
39
Parte Prima
nista: istone-acetiltransferasi (HAT), che trasferiscono un gruppo
acetilico dall’acetil-CoA all’amminogruppo epsilon dei residui di
lisina degli istoni, ed istone-deacetilasi (HDAC), che catalizzano
l’idrolisi di queste acetammidi. Un’interessante conseguenza è che
inibitori delle HDAC sono stati proposti come agenti chemioterapici,
in quanto in grado di indurre l’espressione di geni soppressori
tumorali, laddove questa è repressa.......................
Uno sguardo al futuro
Con la tecnologia dell’array genomico, che fa uso di algoritmi
matematici per chiarire i pattern di espressione genica e i profili
di metilazione, sono state studiate le vie metaboliche critiche per
la morfogenesi, e ne sono derivate informazioni affascinanti sullo
sviluppo di una serie di sistemi biologici, incluso lo sviluppo della
regione orofacciale. Con questi approcci, e nonostante il fatto che
tali analisi siano statistiche e non deterministiche, il numero di
geni e proteine che hanno un ruolo nell’ontogenesi orofacciale è
in continua espansione.
Negli ultimi cinquant’anni sono stati fatti molti progressi sulle
conoscenze fondamentali dello sviluppo embrionale nella prospettiva
di poter applicare tali conoscenze al fine del possibile controllo
nonché riduzione del rischio di malformazioni. I progressi in campo
biomedico sono in aumento grazie anche a team di ricerca che
fanno uso di approcci interdisciplinari che vengono supportati da
database accessibili e potenti e mezzi disponibili in rete. Nonostante
ciò molti degli eventi molecolari responsabili della morfogenesi
orofacciale continuano a rimanere oscuri. Mentre sono stati
compresi molti processi, l’eterogeneità tra i difetti di chiusura orofacciale,
come anche la complessità dell’ereditarietà, hanno reso
difficile la comprensione delle cause che li sottendono.
L’attuale pensiero scientifico biologico riconosce che l’epigenetica
rappresenta un processo con contributo fondamentale
all’embriogenesi e che l’ambiente può avere un effetto profondo
nel plasmare l’epigenoma.
La conferma più evidente viene da studi riproduttivi in topi agouti.
Questi studi hanno dimostrato in modo inequivocabile che la dieta materna,
nel corso della gravidanza, può indurre cambiamenti fenotipici,
nell’arco di una singola generazione, non tramite cambiamenti nella
sequenza del DNA, ma cambiando il pattern di metilazione del genoma.
Mentre la metilazione del DNA è una modificazione epigenetica
comune che contribuisce al controllo dell’espressione genica
nelle cellule di mammifero, sta acquisendo crescente importanza
il concetto di metilazione tessuto/cellula specifico quale mezzo di
regolazione della morfogenesi della regione orofacciale. I cambiamenti
epigenetici, quali la metilazione, sono reversibili e quindi rappresentano attraenti bersagli terapeutici. In effetti i “farmaci
epigenetici” quali gli inibitori delle DNA metiltransferasi e/o istone
deacetilasi possono revertire i marcatori epigenetici a livello del
DNA o degli istoni, inducendo consistenti alterazioni dell’espressione
genica. Questa potenzialità di revertire epigeneticamente la
metilazione nucleare e/o acetilazione con conseguente riespressione
di geni critici rappresenta un’attraente possibilità futura per
esplorarne l’uso clinico nei casi in cui il silenziamento genico indotto
epigeneticamente o l’overespressione contribuiscano a esiti
anomali dello sviluppo come l’induzione di schisi orofacciali. A
questo proposito, poiché geni imprinted sono espressi da parte
di uno solo dei due alleli parentali, è significativo che le sindromi
di Prader-Willy, Angelman e Beckwith-Wiedemann, come pure la
sindrome da immunodeficienza ed instabilità centromerica (ICF),
con le relative anomalie facciali, siano tutte il risultato di un’anomala
demetilazione dell’allele silenziato dei geni soggetti ad
imprinting (diversi, per le specifiche patologie), con conseguente
espressione biallelica.
L’approfondimento delle nostre conoscenze molecolari sulle
cascate del segnale che orchestrano l’ontogenesi orofacciale, ad
alcune delle quali si è accennato nel corso del capitolo, ci ha permesso
di comprendere a grandi linee i meccanismi fondamentali
che governano questi processi nel normale sviluppo orofacciale.
Molto ancora rimane da capire circa la loro deregolazione che sicuramente
è alla base di molte malformazioni quali le schisi orofacciali.
Sicuramente lo studio fine dei meccanismi di regolazione
epigenetica ci offrirà nel futuro molti altri elementi chiarificatori.......................
http://www.antiwarsongs.org/index.php?lang=it
https://youtu.be/H3CSBXkwx7o
Un 
A causa dei gas naturali e artificiali omessi in atmosfera lo strato di ozono del nostro pianeta è in diminuzione. lo strato di ozono ci protegge dalla luce del sole potente che ci colpisce. dal momento che la protezione ci sta lasciando, il pianeta si sta riscaldando a causa di più i raggi di luce sfondare. Il riscaldamento globale noto anche come crisi climatica è un problema serio che si occupa con la temperatura media misurata. Il riscaldamento globale è un effetto della temperatura atmosferica media della terra che provoca cambiamenti corrispondenti nel clima. Ci sono molti effetti causati dal riscaldamento globale.
Il riscaldamento globale è una grave crisi in questo momento. Non un sacco di persone stanno prendendo alcun preavviso a cosa sta succedendo intorno a loro. La gente prende per scontato le cose che hanno e non si prendono cura della Terra. Il riscaldamento globale è un problema globale che coinvolge tutto e tutti. Il motivo principale per il riscaldamento globale è una cosa che si chiama l'effetto serra, che è quando un gas chiamato CO2 o anche conosciuto come l'anidride carbonica viene rilasciata in atmosfera e con che i raggi del sole non possono sfuggire provocando la Terra per riscaldarsi. Un importante effetto è che i disastri naturali peggioreranno come gli uragani e siccità diventeranno mortale. Se la gente non reagisce presto e agire il mondo soffrirà. Alcune cose che la gente sta facendo sono alla ricerca di sostituti energetici quali energia energia eolica e idroelettrica per l'energia più pulita, invece di utilizzare combustibili fossili..........................