La sindrome di Kleefstra è più diffusa di quanto pensassimo: ecco cosa ha rivelato il più ampio studio condotto dall’EHMT1 su 209 soggetti

Per molti anni, la descrizione classica della sindrome di Kleefstra si è basata principalmente su soggetti con un quadro clinico relativamente caratteristico: ritardo dello sviluppo, disabilità intellettiva da moderata a grave, ipotonia, notevoli difficoltà nel linguaggio e nella comunicazione e caratteristiche morfologiche distintive.

Tuttavia, con l’evolversi della diagnostica genetica e il ricorso sempre più diffuso al sequenziamento dell’esoma e del genoma, vengono individuate mutazioni del EHMT1 e a persone che non corrispondono necessariamente all'immagine «classica» della sindrome.

Nel 2024, un ampio gruppo internazionale guidato da Dmitrijs Rots, con la partecipazione di Tjitske Kleefstra e di decine di ricercatori e medici provenienti da numerosi paesi, ha pubblicato su American Journal of Human Genetics uno dei più importanti studi condotti finora sul gene KLEFS1. I ricercatori hanno raccolto 209 persone con una variante genetica rara nel gene EHMT1 e hanno combinato dati clinici, analisi computazionale, test funzionali di laboratorio e lo studio del profilo di metilazione del DNA. Dopo una valutazione complessiva, le varianti 191 persone sono stati classificati o riclassificati come potenzialmente patogeni o patogeni, confermando a livello molecolare il gene KLEFS1.

La portata dello studio è importante. Non si tratta semplicemente di una raccolta di nuovi casi, ma di un tentativo di rispondere a una domanda molto più complessa:

Perché due persone con mutazioni nello stesso gene possono presentare un quadro clinico così diverso?;

Da «come si manifesta la sindrome» a «cosa comporta effettivamente la mutazione genetica»

Tradizionalmente, molte sindromi genetiche venivano identificate con un approccio che partiva dal fenotipo: i medici osservavano un insieme specifico di caratteristiche e poi ne cercavano la causa genetica.

Oggi accade sempre più spesso anche il contrario. L’esame genetico individua innanzitutto una mutazione e successivamente i ricercatori cercano di capire se questa causi effettivamente una malattia e quale possa essere lo spettro delle sue manifestazioni.

Questo cambiamento si è rivelato particolarmente significativo per Kleefstra. Lo studio di Rots e colleghi ha dimostrato che il gene KLEFS1 può presentarsi con una gamma molto più ampia di caratteristiche cognitive e di sviluppo rispetto a quanto descritto nelle serie di pazienti precedenti. Nel nuovo gruppo c'erano persino persone con funzione cognitiva normale, cosa che in passato non era considerata rappresentativa dell'immagine classica della sindrome.

Ciò non significa che il grave onere per lo sviluppo smetta di costituire una parte significativa del KLEFS1. Significa però che Il nome della diagnosi di per sé non ci dice quanto grave sarà il quadro clinico di una persona in particolare.

L'EHMT1 non ha una sola funzione

Per comprendere uno dei risultati più significativi di questo lavoro, è necessario esaminare con maggiore attenzione ciò che fa il EHMT1.

Il gene codifica una proteina che partecipa alla regolazione dell'espressione genica attraverso meccanismi epigenetici. In collaborazione con l'EHMT2, partecipa, tra l'altro, alla metilazione dell'istone H3 sulla lisina 9 — un meccanismo che contribuisce a regolare quali geni saranno più o meno attivi.

La proteina, tuttavia, presenta diverse regioni funzionali. Due delle più importanti sono:

la regione ANKR (dominio a ripetizioni di ankirina) e
l'area SET.

In parole povere, ANKR contribuisce alla «lettura» dei segnali epigenetici — ecco perché gli autori parlano di funzione di lettura — mentre la regione SET possiede l’attività catalitica della metiltransferasi, ovvero agisce come scrittore.

Il grande contributo di questo studio è stato quello di dimostrare che Non tutte le mutazioni del gene EHMT1 hanno lo stesso effetto biologico.

La regione ANKR sembra rivestire particolare importanza per il gene KLEFS1

I ricercatori hanno studiato in modo approfondito le varianti che modificano la struttura della proteina, comprese le mutazioni missenso e le piccole mutazioni in-frame.

Quando una variazione di questo tipo interferiva con la funzione di «lettura» dell’area ANKR, i soggetti presentavano il caratteristico modello di metilazione del DNA associato al gene KLEFS1 e, in generale, una forma più lieve del fenotipo di Kleefstra rispetto alle classiche variazioni che comportano una perdita totale di funzionalità.

Al contrario, quando una variazione influiva in modo sostanziale solo la funzione catalitica “writer” dell’area SET, i ricercatori non hanno riscontrato né il caratteristico profilo di metilazione del gene KLEFS1 né il quadro clinico tipico della sindrome.

Si tratta di una scoperta particolarmente interessante, perché ci allontana dall'idea semplicistica secondo cui:

«Qualsiasi difetto nell'EHMT1 equivale allo stesso Kleefstra».

La realtà sembra più complessa.

Cosa significa l«»impronta di metilazione» di Kleefstra?;

Un altro strumento importante dello studio è stata l'analisi della metilazione del DNA.

Alcune sindromi genetiche che influenzano i meccanismi epigenetici lasciano un modello di metilazione relativamente caratteristico in molte posizioni del genoma. Questo fenomeno viene spesso definito Episignatura di metilazione del DNA.

Possiamo immaginarlo come un’impronta molecolare «impronta» che aiuta i ricercatori a capire se una variante genetica abbia effettivamente causato il disturbo funzionale previsto per quella specifica sindrome.

Nello studio di Rots et al., ciò si è rivelato particolarmente utile per le varianti la cui rilevanza clinica non era chiara fin dall’inizio. I ricercatori non si sono quindi limitati alla domanda «c’è una mutazione nel DNA?», ma hanno cercato di stabilire se la mutazione influisce effettivamente sulla funzione della proteina e se lascia l’impronta epigenetica prevista.

Allo stesso tempo, lo studio evidenzia anche un aspetto importante: l’assenza della classica episignatura in alcune categorie di varianti non deve essere interpretata senza tenere conto dell’esatto meccanismo molecolare e dei dati funzionali.

Esistono anche forme molto più lievi

Un’altra categoria che si è distinta è stata quella di alcune Varianti con troncamento N-terminale, ovvero mutazioni che causano un terminazione prematura in prossimità della regione iniziale della proteina.

I ricercatori hanno osservato che queste potevano essere collegate a fenotipo neuroevolutivo più lieve privo del caratteristico modello di metilazione del gene KLEFS1.

D’altra parte, nel gruppo con le mutazioni classiche che comportano sostanzialmente una perdita di funzione dell’EHMT1, il quadro era più simile a quello che tradizionalmente conosciamo come Kleefstra. In questo sottogruppo, 94% avevano una disabilità intellettiva o difficoltà di apprendimento e 98% ritardo dello sviluppo. Tra le 12 persone per le quali erano disponibili dati numerici relativi al QI, la media era di 54.

Queste cifre, però, descrivono un gruppo di persone; non possono essere utilizzati per prevedere l'evoluzione di un bambino specifico.

Il Kleefstra può essere ereditato

Una scoperta di particolare importanza per la consulenza genetica è stata l'identificazione casi di KLEFS1 con più famiglie affette, in cui una mutazione patogena era stata ereditata da un genitore.

Il gene KLEFS1 continua ad essere spesso associato a mutazioni nuove, de novo. Il nuovo studio, tuttavia, dimostra che il quadro è più complesso: un genitore portatore di una variante patogena può avere fenotipo molto più blando, al punto che la diagnosi non era stata riconosciuta in precedenza.

Ciò ha importanti implicazioni pratiche.

Quando in un bambino viene individuata una variante del gene EHMT1 presente anche in uno dei genitori, il fatto che il genitore sembri funzionalmente sano di per sé non è sufficiente per considerare la variante innocua. Gli autori sottolineano l'importanza di una valutazione approfondita e del coinvolgimento dei genitori, soprattutto nei casi che coinvolgono l'intera famiglia.

Una nuova prospettiva anche sul comportamento e sulla salute mentale

Il vasto gruppo ha permesso ai ricercatori di osservare meglio anche alcune caratteristiche che forse erano state sottovalutate nelle descrizioni precedenti.

Nei soggetti di età pari o superiore a 5 anni per i quali erano disponibili dati al riguardo, è stata riscontrata un’ampia gamma di manifestazioni comportamentali e psichiatriche. I ricercatori hanno constatato che tali difficoltà non si limitano necessariamente all'adolescenza o alla vita adulta, ma possono già manifestarsi durante l'infanzia.

Nella stessa analisi venivano riportati, tra l'altro, disturbi dello spettro autistico, ansia, comportamenti aggressivi, disturbi dell'umore e, in alcuni soggetti, perdita di competenze già acquisite o declino funzionale.

Ciò non significa che tutte queste manifestazioni si presentino in ogni persona affetta dalla sindrome di Kleefstra. Al contrario, uno dei messaggi centrali dell’intero lavoro è proprio il elevata variabilità individuale.

Alcuni disturbi fisici potrebbero essere più frequenti di quanto pensassimo

Lo studio ha inoltre consentito una valutazione più aggiornata di alcune caratteristiche cliniche.

Gli autori riferiscono che la stitichezza è stato registrato all'incirca al 47% del gruppo, i infezioni ricorrenti circa a 46% e i disturbi del sonno-veglia inoltre, all’incirca a 46%. Inoltre, nei soggetti per i quali erano disponibili dati al riguardo, era stata rilevata un’atrofia o un’ipoplasia delle strutture cerebrali all’incirca a 29%.

Queste percentuali devono essere interpretate correttamente. Non costituiscono una previsione per ogni bambino, né significano che ogni persona debba essere sottoposta a esami per qualsiasi cosa, indipendentemente dai sintomi e dall’anamnesi. Indicano tuttavia quali aspetti è importante che i medici che seguono persone affette da KLEFS1 prendano in considerazione.

In definitiva, quanto è frequente la sindrome di Kleefstra?;

Un altro risultato interessante è stata la nuova stima della frequenza di KLEFS1.

Sulla base dei propri dati, i ricercatori hanno calcolato che la frequenza potrebbe aggirarsi intorno a:

1 persona ogni 36.000.

Si tratta di valutazione e non si riferisce a un numero preciso di persone con questa diagnosi. È tuttavia significativamente più alta rispetto ad alcune stime precedenti e avvalora l'idea che il KLEFS1 probabilmente rimanga sottodiagnosticato, soprattutto nei casi più lievi. La stima di circa 1:36.000 è stata successivamente adottata anche nelle linee guida cliniche internazionali relative a questa sindrome.