L'ormone della crescita biologicamente inattivo

I disturbi dell’accrescimento staturale, che portano ad un difetto della statura definitiva, dalla bassa statura al nanismo, interessano il 3-4% della popolazione pediatrica.
Le cause di ipostaturalità sono molto numerose e un difetto staturale può essere legato ad un ritardo costituzionale di crescita, a deficit di ormone della crescita (Growth Hormone Deficit, GHD), ad ipotiroidismo, a malattie sistemiche (diabete, malattia celiaca, fibrosi cistica, insufficienza renale), a patologie cromosomiche e a displasie scheletriche.
Non sempre tuttavia è possibile individuare la causa dell’ipostaturalità e nella maggior parte dei casi l’origine resta sconosciuta. Viene comunemente riportato che sulla base di studi epidemiologici la prevalenza di GHD sia intorno a 1:4000 e che la sua frequenza tra le cause di bassa statura si collocherebbe, secondo alcuni autori, intorno a 1:120.E' importante comunque rilevare che tale dato risulta essere, ormai, datato e probabilmente non in linea con le attuali possibilità diagnostiche.
Le forme idiopatiche sono più frequenti rispetto a quelle organiche, ma la presenza di un parente di primo grado affetto nel 3-30% dei casi di GHD suggerisce che una percentuale delle forme considerate idiopatiche abbia in realtà un’origine genetica.
Gli studi sulle alterazioni molecolari dell’asse Growth Hormone Releasing Hormone (GHRH) – GH – Insulin like growth Factor I (IGF-I) sono del tutto recenti e, negli ultimi anni, sono stati identificati e sequenziati diversi geni coinvolti nella regolazione del processo di crescita. Per taluni di essi sono state identificate mutazioni, non solo nell’animale, ma anche nell’uomo. Queste recenti acquisizioni ed il perfezionamento delle tecniche di biologia molecolare aprono pertanto nuove prospettive per individuare l’eziologia genetica dei deficit di GH, sia isolati che combinati.
Di fronte ad un bambino con deficit staturale, nel quale sia stato escluso un deficit di GH, una condizione da ricercare, per quanto rara, è la “Sindrome di Kowarski” o “Sindrome da GH biologicamente inattivo”, condizione nella quale la bassa statura è secondaria non tanto a una difettosa secrezione quantitativa dell’ormone della crescita, ma piuttosto alla presenza di molecole di GH non in grado di svolgere la loro azione. Pertanto, il dosaggio della bioattività del GH e, in casi selezionati, lo studio di biologia molecolare mirato ad evidenziare eventuali mutazioni del gene per il GH, possono essere importanti nell’iter diagnostico della bassa statura.

La valutazione dell'attività biologica del GH
La bioattività sierica del GH dipende da molti fattori, includendo le isoform e binding proteins. Le tradizionali metodiche immunometriche non sono in grado di distinguere le molecole di GH biologicamente attive da quelle inattive, costituendo così un limite non trascurabile al dosaggio immunologico tradizionale. D’altro canto, la valutazione biologica del GH non può essere affidata ai tradizionali dosaggi biologici (tibia test., ecc.), abbandonati per la loro imprecisione e per l’interferenza con altri fattori di crescita.
Negli ultimi anni sono state messe a punto metodiche biologiche che utilizzano, come cellule-bersaglio, preadipociti murini o linfociti derivati da un linfoma GH - dipendente di ratto (Nb2 cells), che permettono una più attendibile valutazione dell'attività biologica del GH. E’ stato recentemente proposto un metodo “immuno-funzionale” che misura solamente la porzione di GH in grado di legarsi al suo recettore epatico .

La Sindrome di Kowarski
L’insensibilità nei confronti del GH intrinseco, senza alterazioni cioè del recettore del GH, è stata segnalata per la prima volta da Kowarski nel 1978 e da ciò la denominazione di “Sindrome di Kowarski” o “biodefective GH” . Kowarski et al hanno descritto 2 bambini di età di 3 anni con fenotipo clinico simile a GHD, severo ritardo di crescita post-natale, bassi livelli di IGF-1, ma una secrezione normale e/o alta secrezione di GH. Ulteriori casi sono stati pubblicati successivamente in letteratura: si trattava di soggetti che presentavano una buona crescita dopo il trattamento con GH esogeno. Questa risposta alla terapia permette una diagnosi differenziale con la sindrome di Laron .
Valenta e collaboratori furono i primi a suggerire le basi biochimiche di tale condizione, riportando il caso di un bambino con oligomeri di GH circolanti. Alterazioni biochimiche suggestive della possibilità di trovarci di fronte ad un caso di bioinattività del GH sono: il riscontro di elevati livelli di ormone della crescita immunodosabile (a riposo e/o dopo stimolo), basse concentrazioni basali di IGF-I e, reperto utile per la diagnosi differenziale con le forme di insensibilità al GH, un marcato incremento di IGF-I dopo somministrazione di GH esogeno, seguito da netto miglioramento della crescita lineare.

Basi genetiche della sindrome di Kowarski
L’interesse del clinico verso i dosaggi biologici si è accresciuto dopo la segnalazione del primo caso di nanismo secondario ad un GH biologicamente inattivo per una mutazione del suo gene. Infatti, l’esatta natura molecolare di questa patologia è rimasta sconosciuta sino alla pubblicazione di due casi di GH mutante da parte di Takahashi. Nel 1996 egli ha riportato in un bambino di bassa statura una transizione da citosina a timina a livello del codone 77 sul gene GH-1; tale mutazione eterozigote determinava la sostituzione di una arginina con una cisteina (R77C) e la conseguente espressione di una proteina immunodosabile, ma inattiva. Gli stessi Autori hanno inoltre dimostrato che il peptide bioinattivo non solo non era in grado di attivare il recettore, ma inibiva anche l’azione del GH esogeno (effetto dominante negativo), presentando una maggiore affinità per la proteina legante l’ormone della crescita (GHBP) e per il recettore. In linea con l’effetto dominante negativo del GH mutante R77C, il paziente in questione non aveva risposto al trattamento a lungo termine con GH esogeno e, dopo un transitorio aumento dell’IGF-I e della velocità di crescita, era tornato alla condizione precedente la terapia. E’ stato perciò ipotizzato che questo fenotipo rappresenti una nuova sindrome causata da un naturale antagonista del GH. Sempre gli stessi Autori hanno più recentemente descritto la presenza di GH bioinattivo in una bambina di bassa statura, con mutazione eterozigote di una singola base, da adenina a guanina, sull’esone 4 del gene GH-1, e conseguente sostituzione di un residuo di acido aspartico con uno di glicina al codone 112 (D112G). In questo caso la proteina mutata impedisce la dimerizzazione del recettore del GH e la successiva trasduzione del segnale. Al contrario del soggetto con mutazione R77C, si è verificata un’ottima risposta alla terapia con GH.
Nel 1999 Binder ha descritto 3 pazienti, con segni clinici e laboratoristici tipici del GH bioinattivo, che presentavano ridotta secrezione di GH quando valutata con dosaggio biologico - Nb2 cells oltre a normale incremento dell’IGF-1 dopo stimolo con GH esogeno ed una significativa accelerazione della velocità di crescita in corso di trattamento. In questi pazienti è stato eseguito lo studio di biologia molecolare senza evidenziare mutazioni del gene per il GH – 1.

Esperienza personale
La nostra esperienza maturata su circa 50 casi evidenzia che in una percentuale superiore al 50% di pazienti con caratteristiche cliniche di GHD, ma con risposte discrepanti nei tests diagnostici classici, è possibile riscontrare un GH biologicamente inattivo.
L’elevato numero di soggetti con tale caratteristiche rende però necessario stabilire regole più chiare per diagnosticare con precisione i soggetti affetti da Sindrome da GH biologicamente inattivo.
In effetti né la soglia arbitrariamente situata a 6,7 ng/ml, né il valore della ratio <0,8 probabilmente sono in grado di identificare con buona sensibilità e specificità tali pazienti. Anche se la ratio sembrerebbe, almeno da un punto di vista teorico, un indice migliore dell’attività biologica dal momento che tiene in considerazione anche i valori totali di GH circolanti.

Conclusione
Il dosaggio della bioattività del GH, valutato in senso assoluto o come ratio GH Nb2/IFMA, può essere importante nell'iter diagnostico della bassa statura, permettendo di individuare i soggetti che potrebbero beneficiare di un trattamento sostitutivo con GH, pur dimostrando una normale secrezione dell'ormone stesso durante i tradizionali test di stimolo.
Pertanto, nella diagnosi differenziale delle basse stature idiopatiche con le caratteristiche sopra citate deve essere sempre tenuta in considerazione la Sindrome di Kowarski, benchè questa non sia molto frequente.
Lorenzo Iughetti, Barbara Predieri, Antonella Tirendi (articolo pubblicato su Il nuovo anno 7 n° 3)