Ruolo del gene SORD nelle patologie neuromuscolari: studio genetico, neurofisiologico e biochimico in una coorte di pazienti

Background and Aims: Mutations in SORD gene (15q21.1) responsible for a recessive form of Charcot-Marie-Tooth Disease (CMT2) and hereditary distal motor neuropathy (dHMN) have recently been identified. Mutations on this gene can inactivate the sorbitol dehydrogenase (SDH) enzyme, causing accumulation of polyalkol sorbitol that generates axonal damage. Since 2020, several studies have been reported that have classified new pathogenic variants and attempted to define the role of sorbitol in the diagnosis and treatment of mutated SORD patients. This work’s purpose is to define an experimental genetic-clinical-neurophysiological analysis aimed on adding alternative approaches for the study of hereditary neuropathy related to SORD gene mutations. Materials and results: This study considered two groups of patients deemed potentially biochemically comparable. The first group included three individuals with a SORD gene mutation followed by the University Clinic of Neurology of Turin, while the second group included three type 2 diabetic patients with a moderate/slight form of axonal polyneuropathy attributable to their dysmetabolic condition. The study protocol included biochemical investigations aimed at assessing sorbitol concentrations in plasma, urine and erythrocytes, using the UPLC-MS/MS method, and an electromyographic study of the four limbs. At biochemical analyses, the amino-acid structure and the study of the enzymatic kinetics of SDH were added to verify the functionality of the protein transcript. The results obtained make it possible to confirm the pathogenicity of the c.776C>T variant, described in the literature only by in silico analysis, and to hypothesize two new techniques for evaluating the disease with the urinary sorbitol assay and the ratio between plasma and urinary analyte concentration (PL/U). Conclusions: The complementary use of neurophysiological, biochemical and genetic methods allowed a better genotype-phenotype correlation in the two SORD patients mutated in homozygosity and compound heterozygosity, of which only one had a polyneuropathy. The case series has prospective value, as it lends itself to be extended to confirm this novel approach to CMT2/dHMN SORD-related genetic type polyneuropathy. The work also proposes experimental investigations to study the pathogenicity of sorbitol in diabetic polyneuropathy.

Contesto e Obiettivi: Recentemente sono state identificate mutazioni nel gene SORD (15q21.1) responsabili di forme recessive di Malattia di Charcot-Marie-Tooth (CMT2) e della neuropatia motoria distale ereditaria (dHMN). Le mutazioni del gene sono in grado di inattivare l’enzima sorbitolo deidrogenasi (SDH), provocando un accumulo del polialcol sorbitolo che genera un danno assonale. Dal 2020 sono stati pubblicati diversi di studi che hanno classificato nuove varianti patogene e hanno cercato di definire il ruolo del sorbitolo per la diagnosi e la terapia dei pazienti SORD mutati. Il lavoro ha lo scopo di definire un’analisi genetico-clinico-neurofisiologica sperimentale mirata ad aggiungere approcci alternativi per lo studio della neuropatia ereditaria correlata a mutazioni del gene SORD. Materiali e risultati: Lo studio ha preso in considerazione due gruppi di pazienti ritenuti potenzialmente confrontabili dal punto di vista biochimico. Nel primo gruppo sono stati inclusi tre individui con mutazione del gene SORD seguiti dalla Clinica Universitaria di Neurologia di Torino, mentre nel secondo gruppo tre pazienti diabetici di tipo 2 con una forma moderata/lieve di polineuropatia assonale riconducibile alla condizione dismetabolica. Il protocollo di studio prevede l’esecuzione di indagini biochimiche mirate a valutare le concentrazioni di sorbitolo nel plasma, nelle urine, negli eritrociti, con metodica UPLC-MS/MS, e uno studio elettromiografico ai quattro arti. Alle analisi biochimiche sono stati aggiunti l’assetto amminoacidico e lo studio della cinetica enzimatica di SDH per verificare la funzionalità del trascritto proteico. I risultati ottenuti permettono di confermare la patogenicità della variante c.776C>T, descritta in letteratura solamente con analisi in silico, e di ipotizzare due nuove tecniche di valutazione per la malattia con il dosaggio di sorbitolo urinario e la ratio fra concentrazione plasmatica e urinaria dell’analita (PL/U). Conclusioni: L’utilizzo complementare di metodiche neurofisiologiche, biochimiche e genetiche ha permesso una migliore correlazione genotipo-fenotipo nei due pazienti SORD mutati in omozigosi ed eterozigosi composta, dei quali solo uno presentava una polineuropatia. Il case series ha valore prospettico, poiché si presta ad essere ampliato per confermare questo approccio innovativo alla polineuropatia genetica di tipo CMT2/dHMN SORD correlata. Il lavoro inoltre propone indagini sperimentali per approfondire la patogenicità del sorbitolo nella polineuropatia diabetica.