Nuovo approccio biochimico per la diagnosi del difetto di decarbossilasi degli L-amminoacidi aromatici.

Aromatic L-amino acid decarboxylase defect (AADC-D) is a rare neurometabolic disease with pediatric onset, caused by pathogenic variants of the DDC gene on chromosome 7p12.2-p12.1, genetically transmitted in an autosomal recessive manner. Although it is a rare disease, to date the therapeutic prospects are very promising. In fact, a gene therapy (elodacagene exuparvuvec) was recently approved by the European Medicines Agency (EMA), which if administered at an early age, represents a very promising treatment that can prevent the neurological complications of this disease. Currently, the diagnostic gold standard is represented by biochemical analysis of cephalorachidian fluid (CSF), taken through spinal tap, a very invasive procedure. The lack of an easily performed diagnostic tool, and the low specificity of the clinical manifestations that characterize this disease make it very complex to identify the AADC defect early and institute early treatment. In this thesis work, a new approach for early diagnosis of the disease is illustrated, based on the measurement of the metabolite 3-O-methyldopa (3-OMD) on blood droplet (DBS) by mass spectrometry. This is a retrospective and prospective monometric study, which started in October 2021 and ended in May 2022, with a sample of 454 subjects referred to our Center, Regina Margherita Children's Hospital in Turin. The main objective of the research is the development of innovative strategies for selective screening and newborn screening of AADC defect based on the introduction of this diagnostic test at the Regina Margherita Hospital in Turin for selective screening and mass screening of AADC defect. The results obtained showed that the test is sensitive, specific, easy to perform, widely reproducible, and can be easily included in the list of other biochemical tests commonly used for Extended Newborn Screening procedures by mass spectrometry. With the strategy proposed in this research project, the diagnosis of this rare neurogenetic disease can be further anticipated, allowing early access to gene therapy or other innovative therapies for affected patients, with a definitely improving impact in terms of clinical outcome and quality of Life.

Il difetto della decarbossilasi degli L-amminoacidi aromatici (AADC-D) è una rara malattia neurometabolica ad esordio in età pediatrica, causata da varianti patogenetiche del gene DDC sul cromosoma 7p12.2-p12.1, geneticamente trasmesse con modalità autosomica recessiva. Pur trattandosi di una malattia rara, ad oggi le prospettive terapeutiche sono molto promettenti. Recentemente è stata infatti approvata dall’Agenzia europea del Farmaco (EMA) una terapia genica (elodacagene exuparvuvec) che se somministrata in età precoce, rappresenta un trattamento molto promettente in grado di prevenire le complicanze neurologiche di questa malattia. Attualmente il gold standard diagnostico è rappresentato dall’analisi biochimica del liquido cefalorachidiano (CSF), prelevato attraverso rachicentesi, procedura molto invasiva. La mancanza di uno strumento diagnostico facilmente eseguibile, e la scarsa specificità delle manifestazioni cliniche che caratterizzano questa malattia rendono molto complesso identificare tempestivamente il difetto della AADC e instaurare un trattamento precoce. In questo lavoro di tesi viene illustrato un nuovo approccio per la diagnosi precoce della malattia, basato sulla misurazione del metabolita 3-O-metildopa (3-OMD) su goccia di sangue (DBS), attraverso la spettrometria di massa. Si tratta di uno studio monometrico retrospettivo e prospettico, avviato nel mese di ottobre del 2021 e terminato nel mese di maggio del 2022, con un campione di 454 soggetti riferiti al nostro Centro, l’Ospedale Pediatrico Regina Margherita di Torino. L’obiettivo principale della ricerca è rappresentato dalla messa a punto di strategie innovative per lo screening selettivo e per lo screening neonatale del difetto di AADC basata sull’introduzione di questo test diagnostico presso l’Ospedale Regina Margherita di Torino per lo screening selettivo e per lo screening di massa del difetto della AADC. I risultati ottenuti hanno dimostrato che il test è sensibile, specifico, di facile esecuzione, ampiamente riproducibile e può essere agevolmente inserito nella lista degli altri test biochimici comunemente utilizzati per le procedure di Screening Neonatale Esteso in spettrometria di massa. Con la strategia proposta in questo progetto di ricerca la diagnosi di questa rara malattia neurogenetica potrà essere ulteriormente anticipata, permettendo un accesso tempestivo alla terapia genica o ad altre terapie innovative per i pazienti affetti, con un impatto sicuramente migliorativo in termini di outcome clinico e di qualità della Vita.