Difetti della B-ossidazione degli acidi grassi: correlazioni clinico-biochimico-funzionali

Introduction. Fatty acids β-oxidation disorders are a group of genetic disorders, transmitted in an autosomal recessive manner, characterised by distinct deficits of enzymes or transporters. The two most frequent forms are the MCAD (medium-chain acyl-CoA dehydrogenase) and VLCAD (very long-chain acyl-CoA dehydrogenase) defects. These conditions may present with episodes of metabolic decompensation during catabolic situations (physiological neonatal catabolism, intercurrent febrile episodes, fasting or prolonged exertion). Clinically, such episodes are characterised by hypoglycaemia, rhabdomyolysis, heart failure, coma and sudden death. In Piedmont, since 2017, the diagnosis of these diseases can be anticipated thanks to the Extended New-born Screening (ENBS) and then confirmed with biochemical-molecular test. Early preventive-therapeutic approaches are generally effective in preventing severe symptomatic episodes, including sudden death. Objectives. In this Thesis, I have analysed: a) the clinical history of the patients under examination, comparing it with the literature data; b) the time course of the biochemical data in the various diseases; c) the clinical-biochemical data of the patients diagnosed before and after the introduction of ENBS; d) the correlations between genotype and phenotype and those between genotype and residual enzyme activity; e) the correlation between residual enzymatic activity and the value of acylcarnitines at ENBS. Materials and methods. The analysis was conducted on 30 patients with different β-oxidation defects (MCAD, VLCAD, CPT1, CPT2, SCAD, LCHAD, GA2) on retrospective and prospective data. Residual enzyme activity analysis was performed on lymphocytes and molecular data were compared with the international Clinvar database. Correlations were calculated with SPSS statistical software using the Wilcoxon and Spearman test. Results. The clinical history of the patients under examination reflects the data present in the literature; there is a negative correlation between the value of acylcarnitines and time, although not always statistically significant; the clinical history of patients born from 2017 onwards is clearly better than those born in the pre-screening period; the clinical phenotype and residual enzyme activity are worse when the genotype is unfavourable; there is a negative correlation between residual enzyme activity and the screening value of acylcarnitines, although not always statistically significant. Conclusions. This study shows the importance of ENBS and its usefulness in diagnosing diseases such as fatty acids β-oxidation disorders at an early stage and preventing episodes of metabolic decompensation that could significantly reduce the patients quality of life or even lead to death. The analysis of plasma acylcarnitines and the residual enzyme activity are very important biochemical tests providing information on the possible clinical evolution of patients.

Introduzione. I difetti della β-ossidazione degli acidi grassi sono un gruppo di patologie genetiche, trasmesse per via autosomica recessiva, caratterizzate da distinti deficit di enzimi o trasportatori. Le due forme più frequenti sono il difetto di MCAD (acil-CoA deidrogenasi a catena media) e VLCAD (acil-CoA deidrogenasi a catena molto lunga). Queste condizioni possono presentarsi con episodi di scompenso metabolico in corso di situazioni cataboliche (catabolismo neonatale fisiologico, episodi febbrili intercorrenti, digiuni o sforzi prolungati). Clinicamente, tali episodi sono caratterizzati da ipoglicemia, rabdomiolisi, insufficienza cardiaca, coma e morte improvvisa. In Piemonte, dal 2017, la diagnosi di queste patologie può essere anticipata grazie allo Screening Neonatale Esteso (SNE) e poi confermata con test biochimico-molecolari. Gli approcci preventivo-terapeutici precoci sono generalmente efficaci nella prevenzione di episodi sintomatici gravi, inclusa la morte improvvisa. Obiettivi. In questa mia Tesi di laurea ho analizzato: a) la storia clinica dei pazienti in esame comparandola con i dati presenti in letteratura; b) l’andamento temporale dei dati biochimici nelle diverse malattie; c) i dati clinico-biochimici dei pazienti diagnosticati prima e dopo l’introduzione dello SNE; d) le correlazioni tra genotipo e fenotipo e quelle tra genotipo e attività enzimatica residua; e) la correlazione tra l’attività enzimatica residua e il valore delle acilcarnitine allo SNE. Materiali e metodi. L’analisi è stata condotta su 30 pazienti con diversi difetti della β- ossidazione (MCAD, VLCAD, CPT1, CPT2, SCAD, LCHAD, GA2) su dati retrospettivi e prospettici. L’analisi dell’attività enzimatica residua è stata eseguita sui linfociti e i dati molecolari sono stati confrontati con il database internazionale Clinvar. Le correlazioni sono state calcolate con il software statistico SPSS utilizzando il test di Wilcoxon e Spearman. Risultati. La storia clinica dei pazienti in esame rispecchia i dati presenti in letteratura; è presente una correlazione negativa tra il tempo e il valore delle acilcarnitine, anche se non sempre statisticamente significativa; la storia clinica dei pazienti nati dal 2017 in poi è nettamente migliore di quelli nati in epoca pre-screening; il fenotipo clinico e l’attività enzimatica residua sono peggiori quando il genotipo è sfavorevole; è presente una correlazione negativa tra l’attività enzimatica residua e il valore allo screening delle acilcarnitine anche se non sempre statisticamente significativa. Conclusioni. Da questo studio emerge l’importanza dello SNE e la sua utilità nel diagnosticare precocemente patologie come i difetti della β-ossidazione degli acidi grassi e prevenire eventuali episodi di scompenso metabolico che potrebbero ridurre notevolmente la qualità della vita dei pazienti o addirittura portare alla morte. L’analisi delle acilcarnitine plasmatiche e l’attività enzimatica residua sono test biochimici molto importanti che forniscono informazioni sulla possibile evoluzione clinica dei pazienti.