Approccio clinico sperimentale al difetto ereditario di Cobalamina C

BACKGROUND AND OBJECTIVES: Methylmalonic acidemia and homocystinuria CblC type (OMIM #277400) is the most common disorder of cobalamin (Cbl, vitamin B12) intracellular metabolism.The biochemical hallmarks of disease are high plasma homocysteine and methylmalonic acid levels, associated with low methionine (remethylation defect). Clinical onset can occur at any age (although it is more frequent in the first year of life), with a widely variable phenotype. Typically, the CblC defect is characterized by neurological involvement (severe encephalopathy) and ocular involvement (progressive maculopathy). Parenteral administration of OH-Cbl represents the therapeutic cornerstone of CblC defect (in association with betaine, folate and carnitine). However, the standard doses of OH-Cbl accepted for CblC defect’s therapy (1000 μg 3 times a week) are associated with suboptimal clinical-biochemical outcomes. In this thesis, I investigated the effects of using OH-Cbl at high doses and in a very early disease’s period on the clinical-metabolic outcome. PATIENTS AND METHODS: I examined 13 patients with CblC defect followed at the Regina Margherita Children’s Hospital of Turin. The diagnosis modalities were: prenatal diagnosis (n = 1), expanded newborn screening (n = 6) and clinical diagnosis (n = 6) with clinical onset varying from the first days/months of life to adulthood. RESULTS: I compared four therapeutic approaches: 1)Standard-dose therapy with OH-Cbl (low doses: < 5 mg/day): this approach in 4 patients with clinical diagnosis of CblC was associated with progression of multi-system damage and only partial biochemical compensation (homocysteine approximately 60 μmol/l). 2) Incremental high-dose therapy with OH-Cbl (2,5-5 mg/day) started in early childhood (2 patients): this approach resulted in improved neurological development, satisfactory biochemical control (normal homocysteine, 13,95 μmol/l ) but progressive maculopathy. 3) Incremental high-dose therapy with OH-Cbl (2-5 mg/day) started at 5 days of life (1 patient): optimal biochemical control (normal homocysteine, 18 μmol/l), adequate neurological development but progressive maculopathy. 4) High-dose therapy with OH-Cbl (5 mg/day) started at 5-6 days of life (2 patients): clinical normalization (currently no maculopathy) and complete and early biochemical correction (homocysteine and methylmalonate normal from the first week of therapy). CONCLUSIONS: An early and high dose therapeutic strategy with OH-Cbl (5 mg/day) allows optimizing the clinical metabolic outcome in CblC defect. The promising impact of the new approach on the prevention of maculopathy will, however, have to be verified in the long term through planned observational studies. My thesis demonstrates how the association between early diagnosis in the pre-symptomatic phase of the disease (allowed by expanded newborn screening) and early high dose therapy with OH-Cbl represents the currently most advantageous clinical-therapeutic approach in the CblC defect.

INTRODUZIONE E OBIETTIVI: L’acidemia metilmalonica associata a omocisteinuria tipo CblC (OMIM #277400) è il più comune difetto ereditario del metabolismo intracellulare della cobalamina (Cbl, vitamina B12). Biochimicamente, il difetto di CblC è caratterizzato da incremento combinato di omocisteina e acido metilmalonico associato a riduzione della metionina (difetto di rimetilazione). L’esordio clinico può verificarsi a qualsiasi età (anche se è più frequente nel primo anno di vita) con fenotipo ampiamente variabile. Tipicamente, il difetto di CblC si caratterizza per coinvolgimento cerebrale (encefalopatia severa) e oculare (maculopatia progressiva). La somministrazione di OH-Cbl parenterale rappresenta il cardine terapeutico del difetto di CblC (in associazione a betaina, folati e carnitina). Tuttavia, le dosi standard di OH-Cbl accettate per la terapia del difetto di CblC (1000 μg 3 volte a settimana) si associano a outcome clinico-biochimici non ottimali. In questa mia Tesi di Laurea, ho indagato gli effetti dell’utilizzo di OH-Cbl a alte dosi e in epoca molto precoce di malattia sull’outcome clinico-metabolico. PAZIENTI E METODI: Ho esaminato 13 pazienti con difetto di CblC seguiti presso l’Ospedale Infantile Regina Margherita di Torino. Le modalità di diagnosi sono state: diagnosi prenatale (n=1), screening neonatale esteso (n=6) e diagnosi clinica (n=6) con esordio clinico variabile dai primi giorni/mesi di vita all’età adulta. RISULTATI: Ho confrontato 4 approcci terapeutici nel difetto di CblC: 1) Terapia con OH-Cbl a dosi standard (basse dosi: < 5 mg/die): tale approccio in 4 pazienti con diagnosi clinica di CblC era associato a progressione del danno multisistemico e compenso biochimico soltanto parziale (omocisteina circa 60 μmol/l). 2) Terapia con OH-Cbl a alte dosi incrementali (2,5-5 mg/die) avviata nella prima infanzia (2 pazienti): tale approccio si associava a sviluppo neurologico migliorato, controllo biochimico soddisfacente (omocisteina normale, 14 μmol/l) ma maculopatia progressiva. 3) Terapia con OH-Cbl a alte dosi incrementali (2-5 mg/die) avviata a 5 giorni di vita (1 paziente): controllo biochimico ottimale (omocisteina normale, 18 μmol/l), sviluppo neurologico normale ma maculopatia progressiva. 4) Terapia con OH-Cbl a alte dosi (5 mg/die) avviata a 5-6 giorni di vita (2 pazienti): normalizzazione clinica (attualmente non maculopatia) e correzione biochimica completa e precoce (omocisteina e metilmalonato normali dalla prima settimana di terapia). CONCLUSIONI: Una strategia terapeutica precoce e a alte dosi con OHCbl (5 mg/die) consente di ottimizzare l’outcome clinico-metabolico nel difetto di CblC. L’impatto promettente del nuovo approccio sulla prevenzione della maculopatia dovrà essere, invece, verificato a lungo termine tramite studi osservazionali programmati. Questa mia Tesi di Laurea dimostra come l’associazione tra diagnosi precoce in fase pre-sintomatica di malattia (consentita dallo screening neonatale esteso) e terapia precoce a alte dosi con OH-Cbl rappresenti l’approccio clinico-terapeutico attualmente più vantaggioso nel difetto di CblC.