La sindrome uremica emolitica (SEU) è la principale causa di
insufficienza renale acuta nei bambini sotto i tre anni di età ed è
caratterizzata inoltre da anemia emolitica e trombocitopenia. La
maggior parte dei casi di SEU è conseguenza di infezioni
intestinali da ceppi di Escherichia coli produttori di Shiga
tossine (Stx). Le lesioni dell'endotelio renale causate dalle Stx
costituiscono l'evento patogenetico cruciale della SEU.
- Diagnosi e patogenesi SEU: realizzazione di un metodo rapido
per la rilevazione delle Stx nel sangue dei pazienti; studio della
cinetica delle Stx nell'organismo durante il corso naturale della
malattia; studio del ruolo dei neutrofili nel trasporto delle Stx
dall'intestino al rene e della relazione tra tossiemia e
quadro clinico dei pazienti.
- Meccanismo d'azione delle Stx in cellule endoteliali: studio
della formazione di lesioni nel DNA e geni coinvolti, blocco della
riparazione del DNA, studio dell'aumento di espressione di
geni pro-infiammatori indotto dalle Stx.
L'attività di ricerca è focalizzata su un gruppo di tossine
batteriche, chiamate Shiga tossine (Stx), appartenenti alla
famiglia delle proteine che inattivano i ribosomi, come la tossina
vegetale ricina. Le Shiga tossine (Stx1, Stx2) prodotte da
alcuni ceppi di Escherichia coli (Stx-producing E.
coli; STEC) hanno un ruolo importante nella patogenesi di
malattie umane come la colite emorragica e la sindrome uremica
emolitica (SEU). Il processo patogenetico inizia con la
colonizzazione dell'intestino da parte degli STEC che non invadono
l'epitelio, successivamente le Stx prodotte localmente dai
batteri vengono adsorbite in circolo. Nel sangue le tossine
aderiscono alla superficie dei neutrofili mediante interazione con
un recettore specifico (Toll-like receptor 4), ma non vengono
internalizzate, perciò queste cellule circolanti potrebbero
essere in grado di veicolare le tossine all'endotelio di
alcuni organi ed in particolare del rene. Nelle cellule endoteliali
renali sono presenti recettori glicolipidici
(globotriaosilceramide, Gb3 o CD77) che hanno un'affinità per le
Stx 100 volte superiore a quella mostrata dale
recettore presente sui neutrofili. Le lesioni alle cellule
endoteliali renali determinano l'insorgenza della SEU che
rappresenta la causa principale di insufficienza renale acuta nei
bambini al di sotto dei tre anni e si manifesta nel 5-10% dei
bambini con infezioni intestinali da STEC. La SEU è inoltre
caratterizzata da anemia emolitica microangiopatica e
trombocitopenia.
Ricerche in corso
1. Dal 2010, in
Lombardia è stata costituita una rete regionale di sorveglianza
volta ad identificare precocemente bambini con diarrea emorragica
attraverso la cooperazione di 53 unità pediatriche, la Fondazione
IRCCS Ca' Granda (Ospedale Maggiore Policlinico, Milano), il Centro
per la Cura e lo Studio della Sindrome Emolitico Uremica (Milano),
l'Istituto Superiore di Sanità (Roma), il Progetto ALICE ONLUS
Associazione per la lotta alla SEU e il gruppo di ricerca
coordinato da Maurizio Brigotti presso il Dipartimento di Patologia
Sperimentale dell'Università di Bologna, ora DIMES (Dipartimento di
Medicina Specialistica, Diagnostica e Sperimentale). Attraverso la
realizzazione di metodi per il dosaggio delle Stx adese ai
neutrofili o libere nel plasma dei
pazienti, stiamo studiando la cinetica delle tossine
durante la storia naturale della malattia nel tentativo di
chiarire il ruolo della tossina nella transizione tra colite
emorragica e SEU. Stiamo inoltre valutando la relazione
esistente tra tossiemia e quadro clinico dei pazienti (necessità di
dialisi, durata della dialisi, funzionalità renale, anemia,
necessità di trasfusioni, trombocitopenia, complicazioni
neurologiche).
2. Le Stx fanno parte
della grande famiglia delle proteine che inattivano i ribosomi e
per circa 20 anni si è ritenuto che queste tossine agissero solo
sull'RNA ribosomiale. Abbiamo dimostrato che le Stx e la tossina
vegetale ricina danneggiano il DNA nucleare nelle cellule
endoteliali attraverso meccanismi indipendenti dall'apopotosi e
dalla inattivazione dei ribosomi. La natura delle lesioni nucleari
osservate in queste cellule (formazione di siti apurinici) è in
perfetto accordo con l'attività enzimatica delle tossine: distacco
di adenina sia dalla cromatina isolata, sia dal DNA nudo in
vitro. Stiamo cercando di analizzare se vi sono geni
specificamente colpiti dalle Stx e di identificare la sequenza
consenso sul DNA. Abbiamo inoltre dimostrato che le Stx, a
concentrazioni inferiori rispetto a quelle che determinano le
lesioni a ribosomi e DNA, possono bloccare la riparazione del DNA
nelle cellule e ciò potrebbe potenziare l'effetto di altri agenti
genotossici sulle cellule bersaglio. Non va sottovalutata l'ipotesi
che le Stx possano indurre trasformazione delle cellule bersaglio
nel corso di infezioni umane sostenute da STEC.
