Ehlers-Danlos Syndrome
Diseases

Definizione

La sindrome di Ehlers-Danlos (EDS) comprende un gruppo clinicamente e geneticamente eterogeneo di patologie ed è per questo motivo che è più appropriato parlare di sindromi EDS.

Queste sono causate da alterazioni ereditarie della sintesi o del metabolismo del collagene fibrillare, che causano un’eccessiva fragilità ed elasticità dei tessuti connettivi.

Epidemiologia

L’EDS è una patologia rara la cui prevalenza è stimata intorno all’1/10.000, senza differenze etniche; essendo una malattia ereditaria l’età di esordio è estremamente variabile, in relazione alla gravità delle alterazioni del collagene. Le sindromi EDS si possono dividere dal punto di vista clinico in sei tipologie attraverso la classificazione Villefranche, riportata in tabella 1. Le forme più comuni sono classico e ipermobile, mentre la più grave è la vascolare; artrocalasica, cifoscoliotica e dermatosparassi sono invece le più rare.

Sintomi

La sindrome si presenta estremamente eterogenea e ciascun tipo rappresenta una patologia a sé stante e non un’espressione variabile di una singola patologia molecolare.

Come ci si potrebbe aspettare i tessuti ricchi di collagene, come la cute, i legamenti e le articolazioni, sono interessati nella maggioranza delle varianti di EDS. Poiché le fibre di collagene alterate sono prive di un’appropriata resistenza tensile, la cute è iperestensibile e le articolazioni sono estremamente mobili ed è proprio per questo che i pazienti EDS sono predisposti a lussazioni.

La pelle è straordinariamente estensibile, molto fragile e predisposta ai traumi, che anche se piccoli provocano ferite che non tendono a richiudersi e qualsiasi intervento chirurgico o di sutura si realizza con grande difficoltà per l’inefficacia del processo di emostasi. Il difetto del tessuto connettivo può causare anche gravi complicanze interne. Queste comprendono la rottura del colon e delle grosse arterie (EDS/vascolare), fragilità oculare con rottura della cornea e distacco della retina (EDS/cifoscoliotica) ed ernia diaframmatica (EDS/classica).

Diagnosi

Alla luce di questa eterogeneità la diagnosi di EDS e la collocazione del paziente in un determinato gruppo è tutt’altro che facile e si basa sulle evidenze cliniche sopracitate e sull’anamnesi familiare, essendo l’EDS una patologia ereditaria autosomica dominante o recessiva, a seconda della tipologia. È di grande aiuto la diagnosi biochimica effettuata con una biopsia cutanea con cui si allestisce una coltura di fibroblasti in cui le cellule producono collagene di tipo I e piccole quantità di collagene di tipo III e V. L’analisi elettroforetica e immunoistochimica del collagene secreto consente di individuare la presenza di difetti strutturali nel collagene, ma anche alterazioni quantitative dovute alla mancata trascrizione di un allele o all’estrema fragilità della proteina sintetizzata . Lo screening dei collageni prodotti “in vitro” dai fibroblasti può quindi essere utile per la diagnosi di EDS di tipo Artrocalasia e Dermatosparassi (alterazioni nel collagene I), Vascolare (collagene III), e Classico (collagene V); per quanto riguarda l’ultima forma la diagnosi è più complicata e l’analisi biochimica del collagene V è utile solo nel 50% dei casi, ma comunque permette una diagnosi differenziale con il tipo vascolare.

Nel caso della forma ipermobile lo screening dei collageni permette solo di escludere il coinvolgimento dei collagene I e III e quindi la presenza di tipi più rari o gravi di EDS.

Utile alla diagnosi è anche l’analisi delle complicanze correlate ai vari tipi di EDS (digestive, vascolari, emostasiche) e soprattutto la biologia molecolare per valutare l’integrità dei geni COLxAx ed enzimatici.
La diagnostica per immagini non ha utilità per la diagnosi di questa patologia.

Patogenesi

Le EDS sono caratterizzate da diverse alterazioni del metabolismo delle fibrille di collagene a cui corrispondono le varie tipologie cliniche.

I principali meccanismi responsabili di tali alterazioni sono tre:

1. deficit degli enzimi che metabolizzano il collagene

2. mutazioni con effetti dominanti negativi sulle subunità monomeriche del collagene (catene α)

3. aploinsufficienza

4. mutazione della tenascina-X

Deficit enzimatico

Gli enzimi coinvolti in questo meccanismo sono due: la lisina idrossilasi e la procollagene peptidasi. Nel primo caso l’incapacità dell’enzima di idrossilare i residui di lisina preclude la formazione dei legami crociati tra trimeri di catene α (procollagene), nel secondo caso invece la mancanza dell’enzima impedisce la normale attività proteolitica sui residui –NH2 terminale delle catene α. In entrambe le circostanze vengono compromesse sia la morfologia che la resistenza delle fibrille di collagene, evidenziate clinicamente e all’analisi istologica (Figura 1b); dal prelievo bioptico infatti si può osservare una marcata disorganizzazione dei tessuti connettivi. Poiché anche solo metà degli enzimi sono sufficienti per mantenere un metabolismo normale del collagene, entrambi i meccanismi di trasmissione sono recessivi.

Mutazioni delle catene α

Le mutazioni sono dominanti negative e coinvolgono i collageni di tipo I, III e V causando forme cliniche molto diverse tra loro (vedi tabella 1).

La mutazione più significativa è quella del gene COL3A1 codificante per la catena pro-α di collagene di tipo III che causa la forma vascolare di EDS, potenzialmente mortale; i meccanismi patogenici comprendono l’exon-skipping e le mutazioni missenso.

Le prime possono essere suddivise in due tipi principali: di tipo I che colpiscono le sequenze invarianti dei siti di splicing, poste al confine tra esoni e introni; solitamente danno origine a patologie gravi poiché viene distrutto il riconoscimento dell’intero esone; mutazioni di tipo II che si verificano in posizioni variabili dei siti di splicing, ovvero nelle regioni degli enhancer o dei silencer; queste determinano spesso l’alterazione dei meccanismi di utilizzo alternativo degli esoni, e le differenze dei fenotipi risultanti possono essere meno evidenti.

Le mutazioni missenso invece sono definite come variazioni della sequenza nucleotidica con alterazione della sequenza aminoacidica primaria.

Dato che il collagene di tipo III è costituito da omotrimeri (procollagene) e che i monomeri di catene α1 normali e mutate vengono prodotti in eguale quantità, circa il 90% dei trimeri di collagene III conterranno una o più catene α1 mutate. Il procollagene contenente catene α1 non può essere secreto e si accumula nei fibroblasti. Nonostante il collagene tipo III componga solo una piccola parte del derma, una sua riduzione determina assottigliamento delle fibrille di collagene e fragilità della cute. I segni di EDS quindi suggeriscono un importante ruolo del collagene tipo III nella sintesi e nel deposito di fibrille costituite principalmente da collagene tipo I; tuttavia il meccanismo preciso rimane ancora sconosciuto.

Il collagene III è un componente importante delle pareti di arterie e vene; per questo nelle EDS si osserveranno frequentemente patologie a carico di queste strutture.

Aploinsufficienza

Mutazioni missenso ed exon-skipping dei geni COL5A1 e COL5A2 sono state riportate come ulteriore causa della forma classica di EDS, probabilmente attraverso meccanismi dominanti negativi. Tuttavia recenti studi hanno dimostrato che l’aploinsufficienza di COL5A1 sembra essere frequente. Si è dimostrato che il 30% dei soggetti con EDS classica (eterozigoti per polimorfismo di COL5A1) non esprimono l’allele mutato. Gli mRNA mutati probabilmente sono degradati a causa di porzioni non senso.

Gli effetti dell’aploinsufficienza di COL5A1 sono sorprendenti in quanto il collagene V è un componente minoritario del collagene di pelle, legamenti e tendini; i segni clinici confermano invece l’importanza di tale tipo di collagene nel mantenimento delle proprietà biomeccaniche della matrice connettivale.

È stato dimostrato che il collagene V svolge un’importante funzione nell’assemblaggio delle fibrille di collagene, modulandone il diametro. Infatti denaturando collagene di tipo I e V, mescolandoli in vitro e attuando il processo inverso (rinaturazione), si osserva che il diametro delle nuove fibrille è inversamente proporzionale alla quantità di collagene V immessa in provetta. Infatti la morfologia caratteristica della forma classica di EDS è un aumento della del 25% del diametro delle fibrille e la rara formazione di agglomerati di fibrille (Figura 1c).

Figura 1

a] Analisi istologica di fibre collagene normali per dimensione e organizzazione.

b] Paziente con dermatosprarassi: gravi alterazioni della morfologia delle fibre con gravi effetti sulla resistenza a trazione dei tessuti connettivi.

c] Paziente con EDS classica: la maggior parte delle fibre sono normali; si notino gli aggregati contrassegnati dalle frecce.

La capacità del collagene V di regolare il diametro delle fibre è intrinseca nella sua struttura e non viene coinvolto alcun enzima o proteina non-collagene. Le catene α1 di collagene tipo V possiedono un dominio -NH2 terminale caricato negativamente e più grande rispetto agli altri tipi di collagene; il taglio proteolitico di questo dominio annulla gli effetti sull’assemblamento del collagene I.
Per spiegare il meccanismo d’azione del collagene V è stata avanzata un’ipotesi secondo la quale l’intensità della carica negativa dovuta al dominio -NH2 terminale delle catene α1(V) inibirebbe la crescita delle fibrille nascenti una volta incorporato un numero critico di trimeri di collagene V.

Tuttavia non è ancora chiaro come alterazioni della struttura delle fibrille che coinvolgono spesso meno del 5% delle fibre portino a gravi alterazioni della funzionalità dei tessuti connettivi; probabilmente queste sono legate a proprietà del collagene V ancora sconosciute.

Studi biomeccanici sulla cute dei pazienti EDS hanno dimostrato che l’iperestensibilità è dovuta ad alterazioni dell’architettura del collagene piuttosto che ad un aumento dell’elasticità delle singole fibre. Da notare il fatto che mentre le nostre conoscenze sulla sintesi del collagene sono ampie, sulle modalità con cui le fibre vengono depositate nei diversi tessuti non sappiamo praticamente nulla. Il collagene V potrebbe partecipare in questo processo interagendo con alte proteine o proteoglicani associati alle fibrille (decorina) o con la superficie cellulare (integrine o proteine con attività tirosin-chinasica).

Mutazione della tenascina-X

Le tenascine sono una famiglia di grandi proteine extracellulari dalla funzione parzialmente sconosciuta; nei mammiferi ne sono state descritte tre:

-tenascina C (TNC), un tempo detta citotactina o solamente tenascina

-tenascina R (TNR), conosciuta anche come restrictina

-tenascina X (TNX)

Tutti i membri di questa famiglia hanno in comune alcune porzioni: un’estremità -NH2 terminale, una porzione ricca in residui di cisteina come l’EGF e una analoga alla fibronectina III e un’estremità -COOH terminale uguale al dominio del fibrinogeno. La letteratura conta di migliaia di articoli sulle tenascine, attribuendone molte funzioni differenti.

La TNX è stata definita la più importante di questa famiglia in quanto, se nel topo vengono soppressi i geni per TNC e TNR, riesce a compensarne la mancanza per ridondanza, determinando quindi un fenotipo sorprendentemente attenuato rispetto alla soppressione del gene per TNX.

La TNX risulta essere espressa ad alti livelli in muscoli, tendini, legamenti e le durante la crescita. Tuttavia gli studi biochimici non sono riusciti a dimostrare le funzioni specifiche di ogni tenascina; eer questo è stato intrapreso un approccio genetico per individuare le patologie umane legate alla TNX.

Il meccanismo con il quale viene alterata l’espressione della TNX sembra essere strettamente correlato con quello con cui si instaura l’iperplasia corticale congenita (CAH), in cui non viene tradotto il gene CYP21 (TNX e CYP21 sono localizzati sullo stesso locus, cromosoma 6); si tratta di un meccanismo di ricombinazione omologa tra il gene per TNX e il suo pseudogene omologo XA. La fusione tra i geni XA e TNX determina la mancata traduzione di tutto il gene TNX a causa della presenza di un codone di stop; quest’ultimo determina inoltre la mancata traduzione del gene CYP21, con conseguente CAH. Avremo quindi pazienti affetti sia da CAH che da patologie dei tessuti connettivi, strettamente legate alla mancanza della TNX.

I pazienti EDS con alterazioni della TNX sono diversi dai tipi classici in quanto non presentano cicatrici detraenti e all’analisi istologica non si riscontrano complessi di fibrille (Figura 1c). Tuttavia data la presenza contemporanea di CAH e EDS in questi pazienti, è difficile provare con certezza che la mancanza di TNX sia causa di EDS.

Fattori di rischio del paziente

L’EDS, essendo una patologia ereditaria, ha come unico fattore di rischio la presenza in famiglia di soggetti affetti da questa patologia.

Fattori di rischio tissutali

Per quanto riguarda la forma vascolare non ci sono aree maggiormente predisposte.

Complicanze

Le forme più gravi di EDS sono le forme vascolare e cifoscoliotica.

La prima interessa il collagene tipo III, di cui sono ricchi intestino e vasi sanguigni; per questo i pazienti affetti dalla forma vascolare possono andare incontro a emorragie interne in seguito a gravi lesioni a queste strutture (es. rottura spontanea).

Le lesioni vascolari sono causate dalla fragilità delle pareti dei vasi e si traducono in ematomi, aneurismi ‘falsi’ e sanguinamenti intracavitari e nei casi più gravi in disseccazioni o rotture; queste ultime portano spesso a morte dato l’esordio improvviso e non prevedibile e la difficoltà delle manovre chirurgiche.

Figura 2

Angio-Risonanza con Gadolinio dei vasi sovra-aortici in donna di 24 anni affetta da EDS vascolare; si notino:

-ematoma disseccante della carotide interna sinistra

-disseccazione bilaterale delle arterie vertebrali

-disseccazione della porzione coronale dell’arteria succlavia destra.

Le complicanze del tipo cifoscoliotico implicano ovviamente la cifoscoliosi progressiva e l’ipotonia muscolare, causando gravi deformità alla cassa toracica che riducono la normale funzione respiratoria
e cardiaca.

Una serie di complicanze minori colpisce poi alcuni organi:

Apparato digerente

Le complicazioni più comuni lamentate dai pazienti EDS, tipo Classico ed Ipermobile, sono: sindrome del colon irritabile, riflusso gastro-esofageo, diverticoli, prolasso del retto, ernie ombelicali ed inguinali ricorrenti, ernie iatali. Diverso è invece il caso del tipo Vascolare caratterizzato da un’estrema fragilità tissutale che può portare a rotture spontanee della parete intestinale, in particolare del colon. In questo caso dolori acuti addominali non devono assolutamente essere sottovalutati in quanto possono essere il sintomo di rotture della parete intestinale.

Occhio

Fino ad oggi non esistono dati attendibili sulla frequenza di problemi oculari nei pazienti EDS rispetto alla popolazione normale. Tra i disturbi dell’occhio, miopia e strabismo possono essere messi in relazione con l’eccessiva lassità dei legamenti. Le complicazioni oculari sono significative solo nel tipo cifoscoliotico dove la fragilità della sclera può portare a rotture del globo oculare in seguito a traumi lievi. Le rotture del globo oculare si hanno anche nella sindrome della cornea fragile ed è quindi importante fare una diagnosi differenziale.

Ginecologia

Nelle donne l’EDS può portare a complicazioni ginecologiche, tra cui mestruazioni molto abbondanti e dolorose, prolasso uterino, incontinenza e, vista la fragilità tissutale, un aumentato rischio di infezioni delle mucose vaginali. I rapporti sessuali possono essere dolorosi e causare lacerazioni e sanguinamenti. La gravidanza, nei tipi Classico e Ipermobile, non presenta rischi particolari anche se alcuni problemi sono forse più comuni che nella popolazione normale: lacerazioni eccessive del canale che cicatrizzano lentamente, emorragie post-partum e sicuramente un aumento del dolore articolare durante tutta la gravidanza. Il rischio di parto prematuro sembra essere significativamente più elevato quando il bambino è a sua volta affetto da EDS. Molto più gravi sono le complicanze nel tipo Vascolare, dove si registra anche un elevato rischio di mortalità e una maggior incidenza di aborti spontanei: la fragilità degli organi interni può portare alla rottura dei grandi vasi con emorragie interne o alla rottura della parete dell’utero o dell’intestino. Il parto naturale è ritenuto preferibile in tutti i tipi di EDS tranne che per il tipo Vascolare. In questo caso durante il parto naturale si possono avere rotture della parete uterina o intestinale, ma anche il parto cesareo non è esente da rischi vista la fragilità tissutale.

Odontoiatria

La mucosa orale ha un’aumentata tendenza ad infiammarsi e a sanguinare; le gengive e il parodonto sono più suscettibili ai traumi, ed è comune l’ipoplasia dello smalto e la parodontite può comparire precocemente.

di Alberto Forniglia e Fabrizio Pucci