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“L’analisi ultrastrutturale di biopsie cutanee nella diagnostica e nello studio delle ittiosi congenite” Antonella Tosoni, Manuela Nebuloni, Gianluca Vago Anatomia Patologica, Azienda Ospedaliera Universitaria e Dipartimento di Scienze Cliniche Università degli Studi di Milano- “L. Sacco” Gianluca Tadini, Istituto di Scienze Dermatologiche “Centro per le Malattie Cutanee Ereditarie –CMCE-” Università degli Studi di Milano

Udine Marzo 2010

Le ittiosi congenite Gruppo clinicamente e eziologicamente eterogeneo di patologie cutanee ereditarie caratterizzate da: • Difetti della funzione di barriera epidermica

• Ipercheratosi e desquamazione a scaglie

Classificazione ittiosi congenite (First World Conference 2007 Münster Consensus conference, 23-24.1.2009 Sorèze, Francia)

Non sindromiche •

Ittiosi volgare dominante »

•

X-linked ittiosi recessiva »

•

gene di steroidi sulfatasi STS; implicata in maturazione envelope corneo e desquamazione)

Ittiosi congenite autosomiche recessive –ARCI»

•

gene di profilagrina FLG, implicata in maturazione e funzione dell’envelope corneo

geni di: transglutaminasi1 -TGM1-, proteine della hepoxilin pathway, ATP- binding cassette A –ABCA- per trasporto lipidi; implicati nel differenziamento e maturazione envelope lipidico)

Ittiosi keratinopatiche –KPI»

geni per le cheratine implicate nella maturazione dell’involucro corneo (K1 K10 K2E)

Sindromiche •

X-linked: IFAP, Conradi-Hünermann-Happle , ec.

•

Autosomiche: Netherton,

Sjögren-Larsson, Refsum, ec.

Patologia

Modalità di Gene(i) trasmissione

ARCI Lamellar Ichthyosis Autosomica (LI) recessiva

TGM1 (transglutaminasi) ABCA12,NIPAL4 (ichthyin) ALOX12B (lipossigenasi)

Congenital Autosomica ichthyosiform recessiva erythroderma (CIE)

ALOX12B, ALOXE3 ABCA12 CYP4F22 (citocromo p450) NIPAL4 TGM1

Self-healing collodion baby (SHCB)

Autosomica recessiva

TGM1, ALOX12B

Bathing suit ichthyosis (BSI)

Autosomica recessiva

TGM1

Harlequin Ichthyosis Autosomica (HI) recessiva

ABCA12 (ATP binding cassette A12) PERDITA TOTALE O SUBTOTALE DEL GENE

Patologia

Modalità di trasmissione

Gene(i)

Keratinopathic ichthyosis (KPI) Epidermolytic Autosomica ichthyosis (EI) dominante

KRT1 / KRT10

Annular epidermolytic ichthyosis

Autosomica dominante

KRT1 / KRT10

Ichthyosis Curth-Macklin

Autosomica dominante

KRT1

Autosomica recessiva

KRT10

Mutazioni somatiche

KRT1 / KRT10

Autosomal recessive epidermolytic ichthyosis Epidermolytic nevi

Superficial Autosomica epidermolytic dominante ichthyosis (SEI) o Ittiosi di Siemens

KRT2e

Casistica 2001-2010 : N°casi • ARCI

58

• ARCI Ittiosi arlecchino

1

• KPI ittiosi epidermolitica

4

• KPI ittiosi epidermolitica superficiale

2

ARCI : Ittiosi congenita autosomica recessiva • • •

Rara genodermatosi Incidenza 1:300 000 Modalità di trasmissione autosomica recessiva Gruppo eterogeneo per genetica e clinica

ARCI: principali geni coinvolti Genetica nd: 22 %

Desquamazione Lamelle lipidiche intercellulari

Corneodesmosoma

Corneocita Esocitosi del contenuto dei granuli lamellari

TGM1 32%

Cellula dello strato granuloso

ALOX 12B 12% ABCA12 5%

Granuli lamellari

CYP4F22 8%

ALOX E3 5%

NAPAL4 16% Trasporto Lipidico

REL Nucleo

Frequenze di mutazione: J Fischer, 2009

ARCI: clinica ESORDIO • alla nascita: “collodion baby” : - membrana translucida avvolge il neonato - ectropion - eclabion - coartazione padiglioni auricolari - presenza eritema/assenza eritema (collodion rosso)/(collodion scuro)

EVOLUZIONE: Collodion baby eritrodermico

Collodion baby non eritrodermico

Intermedi

mutazioni più frequenti: geni della“hepoxilin pathway” (ALOX E3-12, NIPAL4, ABCA, CYP4F22,)

mutazioni più frequenti: gene della transglutaminasi 1

Classificazione ultrastrutturale delle ARCI (Anton-Lamprecht, Heidelberg)

Tipo I

Tipo II

Markers ultrastrutturali

Clinica più frequente

Gene mutato

Gocciole lipidiche in corneociti in numero spesso elevato, assenza di accumuli di colesterolo

Ittiosi eritrogenica a placche fini e chiare

ALOXE3 / ALOX12B NIPAL4

Cristalli di colesterolo in corneo

Ittiosi non eritrogenica a ampie placche scure

TGM1

CYP4F22 ABCA12 / TGM1

ABCA / ALOX 12B / ALOXE3

Tipo III

Membrane allungate perinucleari e clusters di vescicole (LB anomali) in granuloso

Ittiosi non eritrodermica a distribuzione reticolare

NIPAL4

Tipo IV

Clusters di membrane in granuloso e corneo

Ichthyosis Prematurity Syndrome

FATP4

A tipo 1 B tipo 2

C tipo 3 D tipo 4

E Laiho 1999

ARCI 2001-2010: tipo 1 tipo 2

45 casi 10 casi

Arci tipo 1

Arci tipo 2

ARCI

tipo II

ARCI tipo I

Lamelle cornee Arci tipo I

Arci tipo II

Caso 4673 n

Caso 4673

Ittiosi Arlecchino

ARCI 4673

Harlequin ichthyosis Ittiosi Arlecchino IA • Modalità di trasmissione autosomica recessiva; consanguineità frequente • Gene responsabile: ABCA12 • Rara genodermatosi ad incidenza sconosciuta; 100 casi circa descritti in letteratura • Elevata letalità

IA: presentazione clinica • Neonato prematuro • Collodion molto spesso, bianco-grigiastro, fissurato da solchi rossi che la dividono in zolle • Eclabion con deformazioni del volto con bocca a “O” • Ectropion • Deformazione dei padiglioni auricolari e delle narici • Atteggiamento in flessione forzata • E’ il quadro ittiosico più drammatico • Complicanze respiratorie, settiche, nutrizionali e disregolazione della temperatura corporea • Elevata letalità • Evoluzione in gravi forme di ittiosi lamellare eritrodermica • Complicanze tardive: malformazioni ossee, pseudosindattilia da ipercheratosi “conglobante”

Harlequin ichthyosis Vacuoli lipidici Marcato ispessimento dello strato corneo

Assenza di lamelle lipidiche intercellulari

Corneodesmosoma

Corneocita

Ridotta esocitosi del contenuto dei granuli lamellari

Cellula dello strato granuloso

Trasporto Lipidico Assente

Assenza di ABCA12

Nucleo

Corpi lamellari assenti, scarsi o con forma anormale

IA: aspetto istologico Ipercheratosi marcata, papillomatosi, acantosi, ipogranulosi, edema ed infiltrato infiammatorio nel derma.

Caso 3964

Ittiosi Arlecchino •Corneociti diffusamente vacuolarizzati •Vescicole a contenuto granulare

n

•Paracheratosi •Scarsi aggregati di cheratine •Ritenzione desmosomi •Diminuzione corpi lamellari Caso 3964

n

ARCI

Ittiosi Arlecchino

ARCI 4673

ARCI tipo 2 1 caso

ABCA12 mutato

ARCI: CLINICA, ULTRASTRUTTURA, GENETICA

ARCI ERITRODERMICA

Geni hepoxilin pathway

ABCA

ARCI non ERITRODERMICA

IA

TGM1

ABCA

TGM1

ABCA

ARCI tipo 2 Gene mutato

7 casi

TGM1

1 caso

ABCA12

2 casi

nd

CRISTALLI COLESTEROLO

Diagnosi differenziale ARCI- KPI CLINICA

N° casi

Ultrastruttura

2

Clumping cheratine in spinoso (K1-10)

KPI vs ARCI

2

Clumping cheratine in spinoso (K1-10)

KPI vs ARCI

2

Ittiosi ARCI tipo I

KPI superficiale IE di Siemens

2

Clumping cheratine in spinoso superficiale e granuloso (K2E)

KPI superficiale IE di Siemens

1

atipica

ARCI

Ittiosi congenite Patologia

Modalità di trasmissione

Gene(i)

Keratinopathic ichthyosis (KPI) Epidermolytic ichthyosis Autosomica dominante e varianti cliniche minori (raro recessiva)

KRT1 KRT10

Superficial epidermolytic ichthyosis

KRT2E

Autosomica dominante

KPI Ipercheratosi epidermolitica IE (K1-10) ARCI

IE

Ittiosi cheratinopatiche KPI corneo

granuloso K2E > KPI ittiosi epidermolitica superficiale spinoso

K1 K10 > KPI ittiosi epidermolitica

basale

K5 K14 > EB epidermolisi bollosa

IE K1-K10: lesione epidermolitica in strati sovrabasali

KPI K1-k10

Caso 4647: Rare immagine in spinoso, IE K1-K10

ARCI > geni di differenziamento epiteliale: (ALOX E3-12, TGM, ABCA, CYP4F22, NIPAL4)

Judith Fischer CEA, Institut de Génomique, Centre National de Génotypage, Dermatologic Diseases, Evry, France

KPI > geni delle keratine epiteliali: Cristina Has Department of Dermatology, University of Freiburg, Freiburg, Germany

Conclusioni •La distinzione fra KPI e ARCI ha permesso una migliore gestione delle analisi genetiche •L’analisi ultrastrutturale può integrare gli studi di correlazione genotipo-fenotipo, fondamento per la comprensione dei meccanismi patologici e fisiologici alla base del processo di cheratinizzazione tuttora solo in parte chiariti.

Manuela Nebuloni, Gianluca Vago, Anatomia Patologica, Dipartimento di Scienze Cliniche “L. Sacco” Università degli Studi di Milano

Gianluca Tadini, Istituto di Scienze Dermatologiche “Centro per le Malattie Cutanee Ereditarie –CMCE-” Università degli Studi di Milano

Cristina Has Department of Dermatology, University of Freiburg, Freiburg, Germany

Judith Fischer CEA, Institut de Génomique, Centre National de Génotypage, Dermatologic Diseases, Evry, France

Udine 2010

KPI Ittiosi Epidermolitica

Ittiosi Epidermolitica Superficiale (Siemens)

• Prevalenza 1:200 000 - 300 000

• Prevalenza 1: 500 000

• Collodion baby che evolve in un quadro eritematoso e desquamativo a fini lamelle con bolle e erosioni superficiali (1°anno di vita) • Negli anni prevale ipercheratosi soprattutto alle pieghe dove assume un colorito giallastro • Frequente coinvolgimento del cuoio capelluto

• Collodion baby che evolve in un quadro di ipercheratosi associata a erosioni e bolle superficiali (1° anno di vita) • Aspetto macroscopico delle lesioni caratteristico • Cheratodermia palmo-plantare • Miglioramento netto del quadro cutaneo negli anni

• ME: “clumping” delle cheratine e citolisi nello strato spinoso • Trasmissione autosomica dominante, mutazioni di KRT1-10

• ME: Clumping delle cheratine e citolisi in granuloso e spinoso esterno • Trasmissione autosomica dominante, mutazioni a carico di KRT2

KPI superficiale, IES

corneo

KPI superficiale, IES

corneo

Compensazione fisiologica del danno di barriera • Aumento secrezione lipidica >>> spinoso

aumento secrezioni LB in spinoso e granuloso

•

Aumento sintesi lipidica

>>>

aumento LB in spinoso

•

Aumento cellule

>>>

proliferazione ritenzione ipercheratosi acantosi

Ittiosi congenite 2001-2010: • ARCI: distinzione tra tipo 1 e 2 • ARCI Ittiosi arlecchino vs dermopatia restrittiva • Ittiosi + lesioni bollose: KPI vs ARCI

• • • • •

Sindrome di Netherton, caratterizzazione Presentazione atipica di Ittiosi Volgare Dominante, caratterizzazione X-linked ittiosi con primi esami genetici negativi, caraterizzazione Presentazioni atipiche, caratterizzazione CRIE: diagnosi di conferma