Quadro clinico
Alla nostra bambina di quasi cinque anni è stata diagnosticata una malattia neurologica rara non specificata causata da una mutazione del gene CACNA1A. Altre caratteristiche includevano l’alternanza di esotropia, nistagmo, andatura atassica, contratture, ipotonia e caratteristiche autistiche. La prevalenza di queste malattie è sconosciuta (plausibilmente tra 1-9/1 000 000). La mutazione è insorta de novo nella bambina nella variante c.4186G>A in forma eterozigote come evidenziato dalla consulenza genetica che determina una sostituzione aminoacidica p.Val1396 Met nella proteina mutata. Dalle nostre ricerche, questa variante è stata accertata in almeno altri 2 bambini e riportata negli studi di Roma [1] e Montréal [2].
Fin dai primi istanti di vita, la piccola ha manifestato tremori grossolani diffusi con prevalenza agli arti, gestiti in ospedale con Clonazepam con buona risposta clinica. Il primo EEG eseguito nel primo giorno di vita, si concludeva in prima istanza con mioclono neonatale dato che il tracciato risultava nella norma.
Con il passare del tempo abbiamo constatato un ritardo nel raggiungimento delle tappe dello sviluppo ma la prima RM eseguita a sette mesi di vita non ha evidenziato anomalie.
Sono seguiti una serie di esami atti ad escludere le malattie più disparate con cui abbiamo convissuto di volta in volta.
A circa due anni e mezzo di vita della piccola si è palesato uno stato di male importante a cui sono seguiti altri che successivamente sono stati classificati come crisi epilettiche. Questi episodi hanno spinto i medici ad analizzare il pannello epilettico e da qui è arrivata la diagnosi definitiva.
Gli attacchi epilettici sono con bassa frequenza (due/tre episodi durante l’anno) ma di lunga durata vengono controllati con difficoltà tanto da richiedere una terapia intensiva, sono molto debilitanti e sembrano avere un quadro variabile.
La caratteristica è che la causa scatenante degli stati di male sono le cadute, situazioni in cui la piccola perde l’equilibrio e batte se pur lievemente la testa all’indietro.
Al momento della diagnosi sono stati sperimentati due farmaci. Si è partiti con un calcio-antagonista che alla lunga ha peggiorato il quadro clinico della bambina scatenando con ogni probabilità altre crisi epilettiche per cui è stata sospesa la somministrazione.
E’ poi subentrato un farmaco a base di acetazolamide, che non ha apportato variazioni significative per cui dopo un anno di osservazione è stato sospeso.
Attualmente sono in essere degli studi per meglio comprendere l’attività funzionale.
La nostra bambina oltre l’epilessia in terapia farmacologica, presenta un ritardo psicomotorio, dei disturbi del linguaggio e strabismo.
La manifestazione più evidente del ritardo psicomotorio è la difficoltà nella deambulazione autonoma, al punto tale da richiedere un carrello deambulatore, più in generale si può notare una mancata coordinazione della funzione muscolare, sia nella direzione sia nella forza, che le rende difficile eseguire i movimenti volontari e le causa affaticamento. La bambina presenta difficoltà nell’articolare sia i suoni delle parole sia le parole in una frase, con una probabile moderata difficoltà di comprensione del linguaggio che contribuisce alla difficoltà nella comunicazione. Inoltre è presente uno strabismo bilaterale divergente associato a disturbi dei movimenti oculari.
Va precisato però che la nostra bimba continua a fare importanti miglioramenti sotto ogni punto di vista grazie anche all’attività di fisioterapia e psicomotricità e alla sua forza di volontà prima di tutto.
Manca una visione sul futuro.
Sguardo generale sul Gene CACNA1A
Il gene CACNA1A codifica la subunità alfa-1A transmembrana che forma i pori del canale del calcio (CaV2.1) sensibili alla tensione sia di tipo tipo P sia di tipo Q attraverso un meccanismo alternativo di splicing [3]. Inoltre il gene CACNA1A è legato tramite un sito di ingresso ribosomiale interno (IRES) ad un secondo cistrone che codifica un fattore di trascrizione α1ACT, che coordina l’espressione di un programma di geni coinvolti nello sviluppo cerebellare [4]. Le mutazioni di questo gene sono associate a vari disturbi neurologici, tra cui l’emicrania emiplegica familiare (FHM), l’atassia episodica di tipo 2 (EA2), l’atassia spinocerebellare di tipo 6 (SCA6) [5], e più raramente epilessia. Le mutazioni di CACNA1A con guadagno di funzione nella subunità del canale alfa-1A, localizzata attorno al poro o alle regioni del sensore di tensione e responsabili per l’attivazione del canale a tensioni più basse e maggiori probabilità di apertura del canale, sono state collegate a casi di FHM; mentre le mutazioni con perdite funzionali sono generalmente associate a EA2, anche se può esistere una sovrapposizione tra i due disordini [1]. La perdita di funzione in SCA6 è associata invece con brevi espansioni di un tratto di poliglutamina (polyQ) situato nella coda citoplasmatica del terminale C della proteina alfa-1A dovute ad espansioni del motivo di ripetizione della tripletta CAG all’estremità 3′ del gene CACNA1A, che causa accumulo tossico del polyQ e degenerazione selettiva delle cellule cerebellari di Purkinje [6]. Il canale Ca v 2.1 è ampiamente espresso nel sistema nervoso centrale (SNC), in particolare nelle cellule di Purkinje e nelle cellule granulari del cervelletto [7]. Il canale è altamente espresso presinapticamente, dove esso accoppia l’afflusso di calcio all’esocitosi vescicolare, nel suo ruolo primario della mediazione della neurotrasmissione veloce e quindi ha una grande influenza sull’eccitabilità neuronale; tuttavia i canali P/Q hanno anche importanti ruoli post-sinaptici di segnalazione del calcio nelle cellule cerebellari di Purkinje [8].
Possibili disfunzioni causate dalla perdita di funzione del CACN1A
Nelle reti cerebellari, i canali CaV2.1 regolano la densità di corrente di calcio di tutte le cellule e l’eccitabilità intrinseca delle cellule di Purkinje e delle cellule granulari [9]. Le delezioni mirate di Cacna1a nelle cellule granulari cerebellari o nelle cellule Purkinje provocano un’alterazione dell’uscita cerebellare diminuendo rispettivamente la spinta eccitatoria sulle cellule Purkinje o la loro capacità di rilasciare neurotrasmettitori, causando atassia e discinesia nei topi [9]. All’interno del talamo, la disfunzione dei canali CaV2.1 nei topi mutanti Cacna1a tg/tg determina un guadagno della funzione dei canali del calcio di tipo T (Cav3.1) nel nucleo reticolare e una corrente GABAergica tonica persistente nei neuroni della proiezione talamocorticale, che insieme aumentano l’eccitazione talamocorticale e contribuiscono al fenotipo delle crisi di assenza ad onda di picco [9]. Nella neocorteccia e nell’ippocampo, è stato dimostrato che i canali CaV2.1 mediano l’efficienza sinaptica e il rilascio di GABA dagli interneuroni corticali GABAergici a picco rapido positivi alla parvalbumina (FS-INs) e dalle cellule corticali piramidali [9]. La delezione selettiva di Cacna1a dagli interneuroni GABAergici corticali e ippocampali, risparmiando al contempo talamo e cervelletto, altera selettivamente il rilascio di GABA dagli interneuroni FS-INs, nonostante una upregulation dei canali di tipo N, e che questo è sufficiente per causare epilessia generalizzata nei topi mutanti [9].
Riferimenti
1. Missense mutations of CACNA1A are a frequent cause of autosomal dominant nonprogressive congenital ataxia. Travaglini L. et al. 2017 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ejpn.2016.11.005
2. Both gain‐of‐function and loss‐of‐function de novo CACNA1A mutations cause severe developmental epileptic encephalopathies in the spectrum of Lennox‐Gastaut syndrome. Xiao Jiang et al. 2019 DOI: https://doi.org/10.1111/epi.16316
3. Splicing of alpha 1A subunit gene generates phenotypic variants of P- and Q-type calcium channels.
Bourinet E. et al. 1999 DOI: https://doi.org/10.1038/8070
4. Second cistron in CACNA1A gene encodes a transcription factor mediating cerebellar development and SCA6. Du X. et al. 2013 DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2013.05.059
5. Mutation Spectrum in the CACNA1A Gene in 49 Patients with Episodic Ataxia. Sintas C. et al. 2017 DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-017-02554-x
6. Molecular mechanism of Spinocerebellar Ataxia type 6: glutamine repeat disorder, channelopathy and transcriptional dysregulation. The multifaceted aspects of a single mutation. Giunti P. et al. 2015 DOI: https://doi.org/10.3389/fncel.2015.00036
7. Complete loss of P/Q calcium channel activity caused by a CACNA1A missense mutation carried by patients with episodic ataxia type 2. Guida S. et al. 2001 DOI: https://doi.org/10.1086/318804
8. Neuronal P/Q-type calcium channel dysfunction in inherited disorders of the CNS. Rajakulendran S. et al. 2012 DOI: https://doi.org/10.1038/nrneurol.2011.228
9. CACNA1A haploinsufficiency causes cognitive impairment, autism and epileptic encephalopathy with mcerebellar symptoms. Lena Damaj et al. 2015 DOI: https://dx.doi.org/10.1038%2Fejhg.2015.21