Caratterizzazione clinica, immunologica, genetica e trascrittomica delle Disregolazioni Immuni

Primary immunodeficiencies (PID) include more than 350 monogenic diseases, which affect the development and function of the immune system. In the last twenty years, it has been noticed that some of these pathologies occur with predominant inflammatory or autoimmune symptoms arising from immune dysregulation, rather than recurrent infections. Dysregulatory immune deficiencies may share clinical features with more common autoimmune or inflammatory conditions, making it difficult to tell when an immune and genetic workup is warranted. Typical clinical pictures supportive of a dysregulatory PID can include two distinct sets of symptoms: an autoimmune phenotype (for which we defined recruitment criteria A) or an allergic phenotype (for which we defined recruitment criteria B). Subjects meeting these criteria with Undefined Dysregulatory Disorders (UDDs) until a genetic cause is highlighted. The aim of my PhD project is to evaluate if immunological and gene expression profiles may contribute to develop improved diagnostic approaches and therapeutic directions in patients with UDDs. Comparison between cases with or without a detectable monogenic cause, in which definite pathogenic pathways are involved, can help to define the pathologic significance of immunological and transcriptomic data. Moreover, we want to understand if genetic negative UDDs cases can be grouped based on a combined analysis strategy, according to their similarity with distinct monogenic disease. In these 3 years we enrolled 30 patients, 15 complying criteria A, 12 complying criteria B and 3 sharing both criteria. We analyzed the immunophenotype by flow cytometry and performed genetic investigations, along with functional assays and transcriptome studies. According to this combined analysis strategy, 7 patients were diagnosed with a monogenic disorder, namely LRBA and CTLA4 deficiency in 3 patients with autoimmune phenotype, IPEX syndrome (FOXP3 mutation) in 1 patient with allergic phenotype and defects of FASLG, STAT1 and TNFRSF13B in 3 patients meeting selection criteria in both groups. Compared with the remaining 23 patients, these 7 cases with a positive genetic cause, who may no longer be considered UDDs, tend to have more complex clinical pictures. Furthermore, combinations of symptoms displayed by these patients can be recognized also in the remaining ones with negative genetic raising the question if they share the same pathogenic pathways, which could be relevant to the discovery of new genetic causes or to the proposal of mechanistic treatments. Indeed, patients with identification of known monogenic disorders can receive a targeted therapy, in which precision therapies are available.

Le immunodeficienze primitive (PID) includono più di 350 malattie monogeniche, che intaccano lo sviluppo e la funzione del sistema immunitario. Negli ultimi vent’anni, è stato notato che alcune di queste patologie si presentano con prevalenza di sintomi infiammatori e autoimmune correlati a disregolazione immune piuttosto che a infezioni ricorrenti. Le immunodeficienze da disregolazione possono condividere alcune caratteristiche con le più comuni condizioni infiammatorie e autoimmuni, rendendo difficile dire quando sia giustificato richiedere un esame immunologico e genetico. I peculiari quadri clinici che supportano un sospetto di PID da disregolazione, possono includere due distinti gruppi di sintomi: un fenotipo autoimmune (per cui abbiamo definito il criterio di arruolamento A) o un fenotipo allergico (per cui abbiamo definito il criterio di arruolamento B). I soggetti che rispettano questi criteri sono stati provvisoriamente considerati come affetti da Undefined Dysregulatory Disorders (UDDs), fino a quando non verrà evidenziata una causa genetica. Lo scopo del mio progetto di dottorato è quello di valutare se i profili immunologici e genetici possano contribuire a migliorare gli approcci diagnostici e i piani terapeutici nei pazienti affetti da UDD. Il confronto tra casi con o senza una causa monogenica accertata, in cui sono coinvolte note vie di segnalazione patogenetiche, può aiutare nel definire il significato patologico dei dati immunologici e trascrittomici. In aggiunta, vogliamo capire se casi di UDD con genetica negativa possano essere raggruppati sulla base di una strategia di analisi combinata, in base alle loro similitudini con malattie monogeniche definite. In questi 3 anni abbiamo arruolato 30 pazienti, 15 che ricadevano nel criterio A, 12 nel criterio B e 3 che li rispecchiano entrambi. Sono state eseguite le seguenti indagini: sottopopolazioni linfocitarie, analisi genetiche, saggi funzionali e studi di trascrittomica. Attraverso questa strategia combinata di analisi, a 7 pazienti è stata diagnostica una delle seguenti malattie monogeniche: LRBA e CTLA4 deficiency in 3 pazienti con fenotipo autoimmune, IPEX (mutazione nel gene FOXP3) in un paziente con fenotipo allergico e mutazioni nei geni FASLG, STAT1 e TNFRSF13B in 3 pazienti che rispecchiano le caratteristiche di entrambi i fenotipi. Rispetto ai 23 pazienti rimasti, questi 7 casi con genetica positiva, che quindi possono non essere più considerati come UDD, tendono ad avere dei quadri clinici tra i più complessi. In più, le combinazioni di sintomi osservate in questi pazienti possono essere riscontrate anche nei pazienti rimanenti con genetica negativa, suggerendo quindi l’ipotesi che possano condividere alterazioni patogenetiche nelle stesse vie di segnalazione, le quali possono essere rilevanti per la scoperta di nuove cause genetiche o per la proposta di trattamenti. Inoltre, i pazienti in cui è stata identificata una malattia monogenica conosciuta possono trarre beneficio dal trattamento con terapie di precisione.