Metabolismo del colesterolo e malattie neurometaboliche: modificazioni osservate in soggetti affetti da Xantomatosi Cerebrotendinea e Paraparesi Spastica di tipo 5

La Xantomatosi Cerebrotendinea (CTX) e la Paraparesi Spastica di tipo 5 (SPG5) sono due malattie neurometaboliche rare legate a difetti nel catabolismo del colesterolo ad acidi biliari (BA). La CTX è causata da mutazioni della sterolo 27-idrossilasi (CYP27A1), un enzima della sintesi degli acidi biliari il cui deficit ha come conseguenza una ridotta produzione di acido chenodeossicolico (CDCA) ed un incrementata sintesi di colestanolo (un derivato saturo del colesterolo). I pazienti CTX sono caratterizzati da xantomi a livello cerebrale e tendineo e progressivi sintomi neurologici. Sin dagli anni ‘80 è stato riportato che la somministrazione di BA è efficace nel ridurre i livelli plasmatici di colestanolo, bloccando potenzialmente la progressione della malattia. Tuttavia, le attuali conoscenze sulla CTX derivano principalmente da casi report mentre sono rari studi su ampie popolazioni. Inoltre alcuni report hanno evidenziato che, nonostante il trattamento, alcuni pazienti mostrano un declino delle funzioni cerebrali nel lungo periodo. Per questi motivi una più ampia ricerca sul metabolismo del colesterolo nei pazienti CTX potrebbe essere utile al fine di consolidare le conoscenze su questa patologia. Il primo scopo di questa tesi era dunque quello di riportare le modificazioni dei principali processi metabolici del colesterolo osservate in un gruppo di pazienti CTX e le eventuali correlazioni tra queste, lo stato clinico dei pazienti ed il decorso della malattia. Per raggiungere questo obbiettivo tecniche di analisi in gascromatografia-spettrometria di massa (GC-MS) sono state utilizzate per dosare la concentrazione plasmatica di specifici ossisteroli e steroli non colesterolici la cui concentrazione è indicativa dei processi metabolici del colesterolo. L’analisi è stata condotta, in modo in gran parte retrospettivo, su una serie di campioni di plasma provenienti da 34 soggetti CTX e ha coperto un periodo di follow-up che, complessivamente, andava dal momento della diagnosi (in assenza di qualunque trattamento) fino a diversi anni di terapia sostitutiva con BA. La SPG5, invece, è una paraparesi spastica ereditaria (HSP) dovuta a mutazioni nel gene codificante per l’ossisterolo-7α-idrossilasi (CYP7B1), un enzima della via alternativa di sintesi di BA necessario per la conversione del 27-idrossicolesterolo (27-OHC) in acido colico e chenodeossicolico. I pazienti SPG5 mostrano elevati livelli plasmatici di 27-OHC e i tipici sintomi di una paraparesi spastica. Attualmente le informazioni sulla SPG5 sono molto limitate e non c’è una terapia definita indirizzata a limitare l’accumulo di 27-OHC. Il secondo scopo di questa tesi era dunque quello di indagare, sempre mediante GC-MS, il metabolismo del colesterolo in una coppia di fratelli SPG5, in qualità di soggetti probandi, e di verificare l’efficacia di farmaci ipocolesterolemizzanti (simvastatina e ezetimibe) nel ridurre il 27-OHC plasmatico. Riguardo i risultati ottenuti, i pazienti CTX hanno mostrato un profilo basale degli steroli caratterizzato da elevati livelli di 7α-idrossicolest-4-en-3-one (7αC4) (indicativi di un’iperstimolazione della via classica di sintesi degli BA), di latosterolo e fitosteroli (markers, rispettivamente, della biosintesi e dell’assorbimento di colesterolo), oltre che (come atteso) di colestanolo. Inoltre sono state evidenziate correlazione significative tra i valori di 7αC4 e colestanolo (ρ=0,51, p<<0,01) e tra i valori di 7αC4 e latosterolo (ρ=0,66, p<<0,01). Al contrario nessuna correlazione significativa è emersa tra i dati biochimici ed il fenotipo clinico dei pazienti. I livelli di tutti questi metaboliti sono significativamente diminuiti in seguito al trattamento con BA (p<0,01) e, successivamente, si sono mantenuti sostanzialmente stabili anche sul lungo periodo. Nel 36% dei pazienti, tuttavia, tale risposta non si è tradotta in una stabilizzazione dello stato clinico dei pazienti. Inoltre, il 24-idrossicolesterolo (24-OHC), un marker dell’omeostasi del colesterolo cerebrale, non ha mostrato particolari alterazioni nei suoi livelli plasmatici basali, né è stato possibile evidenziare un effetto del trattamento con BA sulla sua concentrazione. Questo dato è risultato assai differente da quanto invece osservato in un gruppo di 15 soggetti affetti da Alzheimer dove, sia i livelli di 24-OHC che di 27-OHC sono risultati nettamente ridotti rispetto a soggetti controlli ultrasettantenni. La correlazione tra alterazioni dell’omeostasi del colesterolo, fenotipo clinico e decorso della CTX rimane quindi poco chiara ed ulteriori studi si rendono necessari per chiarire questo aspetto. Riguardo alla SPG5, entrambi i pazienti hanno mostrato (come atteso) elevati livelli basali di 27-OHC e di 25-OHC (25-idrossicolesterolo), mentre non è stato possibile confermare alterazioni nei valori degli altri steroli ed ossisteroli dosati (7αC4, 24-OHC, latosterolo e fitosteroli). Simvastatina ed ezetimibe si sono mostrati efficaci nel ridurre il 27-OHC plasmatico, anche se non fino a livelli normali. Non è stato invece possibile evidenziare un chiaro effetto del trattamento sui valori plasmatici di 25-OHC. Ulteriori studi su un più ampio numero di pazienti saranno necessari al fine di verificare se l’accumulo di 27-OHC sia effettivamente la causa del danno al tratto cortico-spinale e se una terapia a lungo termine con statina/ezetimibe possa essere proposta come trattamento per la SPG5.