Le distrofie corneali stromali sono un gruppo di malattie ereditarie in cui la deposizione di proteine anomale o altre sostanze nello stroma corneale causa opacità corneale. La classificazione IC3D (International Committee for Classification of Corneal Dystrophies), rivista nel 2015, le classifica sistematicamente in base alla sede della lesione e alla mutazione genetica.
In molti sottotipi, la causa sono le mutazioni del gene TGFBI (transforming growth factor β-induced). Il gene TGFBI si trova sul cromosoma 5q31 ed è caratteristico il fatto che la differenza di un singolo amminoacido porti a quadri clinici diversi. Le mutazioni del gene TGFBI sono coinvolte nella distrofia corneale a reticolo di tipo I, nella distrofia corneale di Reis-Bücklers, nella distrofia corneale di Thiel-Behnke, nella distrofia corneale granulare di tipo II (distrofia corneale di Avellino) e nella distrofia corneale granulare di tipo I 8). TGFBIp è una proteina della matrice extracellulare (ECM) che media l’adesione cellulare attraverso l’interazione con collagene, integrine e fibronectina 8)9). Ad oggi sono state identificate oltre 70 mutazioni di TGFBI, di cui 41 associate alla distrofia corneale a reticolo 3).
Nella revisione IC3D del 2015 è stato introdotto il termine “distrofie epitelio-stromali correlate a TGFBI”, che comprende un gruppo di malattie in cui l’opacità si estende dal sottopitelio agli strati profondi dello stroma.
Distrofia corneale a reticolo (LCD)
Gene responsabile: TGFBI (R124C, ecc.)
Deposito: amiloide
Caratteristiche: opacità lineari ramificate a forma di reticolo nello stroma corneale. Positivo alla colorazione con rosso Congo e birifrangenza giallo-verde al microscopio a luce polarizzata.
Distrofia corneale granulare (GCD)
Gene causativo: TGFBI (tipo 1: R555W, tipo 2: R124H)
Depositi: ialina (tipo 1), ialina + amiloide (tipo 2)
Caratteristiche: comparsa di opacità bianche granulari vicino all’area pupillare. Si colorano in rosso con la colorazione tricromica di Masson
Distrofia corneale maculata (MCD)
Gene causativo: CHST6
Depositi: glicosaminoglicani (GAG)
Caratteristiche: opacità corneale diffusa che interessa tutto lo spessore dello stroma. Positiva alla colorazione con blu alcian. È l’unico sottotipo a ereditarietà autosomica recessiva
Inoltre, la distrofia corneale di Schnyder (depositi di colesterolo e fosfolipidi) da mutazione di UBIAD1, la distrofia corneale gelatinosa a gocce (GDLD) da mutazione di TACSTD2, la distrofia corneale reticolare tipo 2 (sindrome di Meretoja) da mutazione di GSN, e la distrofia corneale stromale congenita da mutazione di DCN sono incluse nelle distrofie stromali corneali.
È un gruppo di malattie corneali ereditarie causate da mutazioni nel gene TGFBI, che portano alla deposizione di una proteina anomala (TGFBIp) nello stroma corneale. È caratteristico che una differenza di un singolo amminoacido mutato possa cambiare notevolmente il quadro clinico, come nelle forme reticolare, granulare e di Reis-Bücklers. È a trasmissione autosomica dominante e spesso progredisce bilateralmente.
I sintomi soggettivi comuni alle distrofie stromali corneali includono:
Nei pazienti con LCD, l’erosione epiteliale ricorrente è spesso il sintomo iniziale. Nella GCD, la riduzione dell’acuità visiva dovuta all’opacità stessa è il sintomo principale. Nella GDLD, i sintomi principali sono riduzione della vista, fotofobia, sensazione di corpo estraneo e lacrimazione 10).
Distrofia corneale a reticolo (LCD): Nel caso tipico (LCD1), nella parte centrale e medio-periferica della cornea compaiono opacità lineari ramificate a forma di reticolo nello strato anteriore dello stroma corneale. Si associano anche opacità corneale a vetro smerigliato e cicatrici subepiteliali. La variante LCD può presentarsi tardivamente con distribuzione asimmetrica. In un caso con mutazione Ser591Phe riportato in una famiglia finlandese, i sintomi sono comparsi per la prima volta a 71 anni, con irregolarità subepiteliali semitrasparenti e opacità reticolari spesse e ramificate nella zona centrale e medio-periferica 2).
Distrofia corneale granulare tipo 1 (GCD1): Nelle fasi iniziali, si osservano piccole opacità rotondeggianti, a margini netti, di colore bianco-grigiastro, di forma granulare, nella zona pupillare, sotto l’epitelio corneale e nello stroma superficiale. È causata dalla mutazione R555W in eterozigosi, mentre in omozigosi la malattia è più grave.
Distrofia corneale granulare tipo 2 (GCD2; distrofia corneale di Avellino): Causata dalla mutazione R124H. È un tipo misto con depositi sia di ialina che di amiloide. In pazienti con GCD2 sottoposti a SMILE, i depositi sono comparsi all’interfaccia chirurgica 2 mesi dopo l’intervento e, dopo 33 mesi, la FD-OCT ha confermato depositi sia sotto la membrana di Bowman che all’interfaccia 1).
Distrofia corneale maculata (MCD): Opacità corneale diffusa che coinvolge tutto lo spessore dello stroma. Ereditarietà autosomica recessiva dovuta a mutazioni del gene CHST6. È l’unica forma recessiva tra le distrofie corneali.
Distrofia corneale di Schnyder: Caratterizzata da opacità ad anello o a disco nella parte centrale della cornea. Dovuta a depositi di colesterolo e fosfolipidi. Si associa frequentemente a dislipidemia sistemica.
Distrofia corneale gelatinosa a goccia (GDLD): Depositi amiloidi rilevati di colore grigio-biancastro, simili a gelatina, che si accumulano bilateralmente nella parte centrale della cornea e nella fessura palpebrale. Presentano un aspetto caratteristico descritto come a mora 10). Nonostante l’assenza di danno epiteliale corneale, la colorazione ritardata (delayed staining), in cui la fluorescenza si osserva alcuni minuti dopo la colorazione con fluoresceina, è un reperto utile per la diagnosi 10).
Nei pazienti con LCD, l’epitelio corneale è fragile e vi è il rischio di infezioni. Sono stati riportati casi di ulcera di Mooren bilaterale in pazienti con LCD1 7). Inoltre, sono stati segnalati casi di cheratite da microsporidi in cornee con LCD, suggerendo una maggiore suscettibilità alle infezioni dovuta al danno epiteliale 6). La prevalenza delle distrofie corneali nella popolazione generale è stimata in 897 per milione di persone, di cui la LCD rappresenta meno dell’1% 6).
La maggior parte delle distrofie corneali stromali è causata da mutazioni puntiformi nel gene TGFBI. Di seguito sono elencate le mutazioni e le corrispondenti malattie.
| Mutazione | Malattia | Ereditarietà |
|---|---|---|
| R555W | Distrofia corneale granulare tipo 1 | AD |
| R124H | Distrofia corneale granulare tipo 2 | AD |
| R124C | Distrofia corneale reticolare tipo 1 | AD |
| R124L | Distrofia corneale di Reis-Bücklers | AD |
| R555Q | Distrofia corneale di Thiel-Behnke | AD |
| L527R | Distrofia corneale a reticolo tipo 4 | AD |
| Ser591Phe | LCD variante (a esordio tardivo) | AD |
AD: ereditarietà autosomica dominante
Nuove mutazioni di TGFBI continuano ad essere riportate. La mutazione c.1772C>T (p.Ser591Phe) identificata in una famiglia finlandese si trova nel dominio FAS1-4 dell’esone 13 e causa una LCD variante asimmetrica a esordio tardivo2). Questa mutazione non è registrata nel database gnomAD ed è stata classificata come patogenetica da diversi programmi di predizione2). La stessa mutazione è stata confermata indipendentemente in una famiglia statunitense3). Una diversa sostituzione amminoacidica nella stessa posizione Ser591 (Ser591Tyr) è stata riportata causare un fenotipo simile alla TBCD, dimostrando che diverse mutazioni nello stesso codone possono dare origine a quadri clinici differenti3).
Altri geni causali oltre a TGFBI includono CHST6 (MCD), UBIAD1 (CD di Schnyder), TACSTD2 (GDLD), GSN (LCD2 / sindrome di Meretoja) e DCN (distrofia corneale stromale congenita).
Nei pazienti con distrofie corneali associate a TGFBI, interventi di chirurgia refrattiva come LASIK, PRK e SMILE possono aggravare i depositi corneali. Dopo SMILE monolaterale in un paziente con GCD2, sono comparsi nuovi depositi all’interfaccia chirurgica a 2 mesi dall’intervento, con aumento di dimensioni, densità e numero a 33 mesi1). Il TGF-β è un fattore essenziale per la guarigione delle ferite; il trauma epiteliale corneale attiva il gene TGFBI aumentando la produzione di TGFBIp1). In un caso di aggravamento di GCD1 dopo LASIK, sono stati osservati depositi ialini positivi alla tricromica di Masson all’interfaccia del flap5).
Nei pazienti con distrofia corneale associata a TGFBI, gli interventi di chirurgia refrattiva come LASIK, PRK e SMILE sono controindicati. Il trauma corneale indotto dall’intervento stimola il TGF-β, aggravando la deposizione di proteine anomale. Se in fase preoperatoria vi è anamnesi familiare o sospetta opacità corneale, è obbligatorio eseguire un test genetico.
Ogni sottotipo presenta reperti caratteristici. Nella LCD si osservano opacità lineari a reticolo, nella GCD opacità bianche granulari, nella MCD opacità corneale diffusa. Nella GCD2, con illuminazione retroilluminata si possono osservare depositi traslucidi e vacuoli (aspetto a briciole di pane) 5).
Consente di valutare quantitativamente la profondità e l’estensione dei depositi. In un caso di GCD2 dopo LASIK, sono stati visualizzati depositi iperriflettenti all’interfaccia del flap (profondità 149 μm e 115 μm) 5). Nella LCD, i depositi iperriflettenti nello stroma sono visualizzabili 2).
Consente di valutare la morfologia dei depositi a livello cellulare. In un caso di GCD1 dopo LASIK, sono stati osservati depositi sottili e iperriflettenti nello strato epiteliale basale e nella membrana di Bowman, e depositi bianchi densi a forma trapezoidale nello stroma anteriore e intermedio 5).
| Metodo di colorazione | Deposito target | Malattia corrispondente |
|---|---|---|
| Colorazione rosso Congo | Amiloide | LCD, GDLD |
| Tricromica di Masson | Ialina | GCD1, GCD2 |
| Colorazione blu alcian | GAG | MCD |
Al microscopio a luce polarizzata, i depositi positivi al rosso Congo mostrano una birifrangenza verde mela (apple green birefringence). Nella GCD2, sia l’amiloide che l’ialina si depositano, quindi risultano positivi sia al rosso Congo che alla tricromica di Masson6).
Utile per la diagnosi definitiva. In particolare, nella LCD variante e nei casi atipici, l’analisi genetica è la chiave per la diagnosi2)3). I criteri diagnostici per la GDLD combinano i reperti di laboratorio con i test genetici per migliorare l’accuratezza diagnostica nei casi atipici10).
Prima scelta per le opacità corneali superficiali. Le aree opache vengono rimosse con laser ad eccimeri. Efficace per le lesioni iniziali, ma la recidiva è inevitabile a causa della natura ereditaria della malattia.
Per l’erosione epiteliale ricorrente refrattaria nella LCD, è stata riportata una tecnica che combina PRK transepiteliale guidata dalla topografia e PTK simultaneamente4). In un caso di LCD in un uomo di 78 anni, trattato bilateralmente, l’erosione corneale è scomparsa a 3 mesi dall’intervento e l’acuità visiva corretta è migliorata da 20/100 a 20/25 nell’occhio destro e da 20/400 a 20/50 nel sinistro4). Sono stati utilizzati un agente mascherante (idrossimetilcellulosa all’1%) per lisciare la superficie e l’applicazione di mitomicina C4).
A seconda della progressione dell’opacità, si sceglie tra cheratoplastica lamellare anteriore (LKP), cheratoplastica lamellare profonda (DALK) e cheratoplastica perforante (PKP). Nelle distrofie associate a TGFBI, poiché i depositi sono principalmente di origine epiteliale, il trapianto lamellare è la prima scelta, ma rimane il rischio di recidiva.
Per i casi di peggioramento di GCD1 dopo LASIK, è stato riportato che la cheratoplastica lamellare anteriore assistita da laser a femtosecondi senza suture (F-SALK) è efficace 5). A 6 mesi dall’intervento, la trasparenza del lembo si è mantenuta a 4+ e l’acuità visiva corretta è migliorata da 6/24 a 6/12 5).
In un caso di LCD1 complicato da ulcera di Mooren bilaterale, è stata eseguita una cheratoplastica perforante sotto terapia sistemica con ciclosporina, raggiungendo un’acuità visiva corretta di 20/30 in entrambi gli occhi dopo l’intervento 7). Non si è verificata recidiva dell’ulcera per oltre 10 anni 7).
Nella GDLD, a seconda dell’estensione dell’opacità, si esegue PTK o cheratoplastica (lamellare anteriore, lamellare profonda o perforante) 10). Poiché è una malattia ereditaria, il tasso di recidiva è molto alto e spesso sono necessari multipli trapianti di cornea 10). È noto che l’uso di lenti a contatto morbide può sopprimere la recidiva della deposizione di amiloide e prolungare l’intervallo tra gli interventi 10). La GDLD è stata riconosciuta come malattia rara designata nel 2019 e i pazienti con grado di gravità III o superiore hanno diritto a un sussidio per le spese mediche 10).
Tutti gli interventi di chirurgia refrattiva corneale, inclusi LASIK, PRK e SMILE, sono controindicati nei pazienti con distrofia corneale associata a TGFBI 1)5).
PTK (prima scelta)
Indicazioni: opacità superficiali, erosioni epiteliali ricorrenti
Vantaggi: minimamente invasivo, può migliorare l’acuità visiva
Sfide: a causa della natura ereditaria, la recidiva è inevitabile. È stata riportata anche una tecnica che combina PRK per correggere il vizio refrattivo e regolarizzare la superficie 4)
Cheratoplastica
La PTK è efficace per rimuovere le opacità superficiali e può migliorare l’acuità visiva, ma poiché si tratta di una malattia ereditaria, è possibile che si ripresenti dopo alcuni anni. In caso di recidiva, si può prendere in considerazione una nuova PTK o un trapianto di cornea. È importante un follow-up regolare per tutta la vita.
La TGFBIp (cheratoepitelina), codificata dal gene TGFBI, è una proteina della matrice extracellulare (ECM) con un peptide segnale di secrezione all’N-terminale, che media l’adesione cellulare attraverso l’interazione con collagene, fibronectina e integrine 8)9). La TGFBIp anomala prodotta dalle mutazioni del gene TGFBI non viene degradata e smaltita normalmente, ma si accumula e aggrega nello stroma corneale.
La natura dei depositi varia a seconda del tipo di mutazione. La mutazione R124C porta alla formazione di fibrille amiloidi, dando il quadro clinico della LCD; la mutazione R555W causa depositi ialini, provocando la GCD1. La mutazione R124H (GCD2) determina un tipo misto con depositi sia amiloidi che ialini.
La previsione strutturale basata su Rosetta per la mutazione Ser591Phe ha calcolato una destabilizzazione termodinamica di ΔG = 23,5 REU 3). Ciò riflette una frustrazione energetica (energetic frustration) e corrisponde al pattern di destabilizzazione comunemente osservato nelle mutazioni che inducono LCD 3). Il fatto che diverse mutazioni dello stesso codone (Ser591Phe vs Ser591Tyr) portino a fenotipi diversi (LCD vs simile a TBCD) suggerisce che il tipo di sostituzione amminoacidica determini il ripiegamento proteico e il meccanismo di aggregazione 3).
Il trauma corneale induce l’espressione di TGF-β 1). Il TGF-β attiva il gene TGFBI, aumentando la produzione di TGFBIp. La sovrapproduzione di TGFBIp mutata accelera i depositi. Poiché l’epitelio corneale produce più TGF-β rispetto ai cheratociti dello stroma, gli interventi con maggiore danno epiteliale causano un aggravamento più marcato 1).
Nella GCD2 è stato anche riportato che la TGFBIp causa un ritardo della clearance autofagica attraverso la disfunzione lisosomiale 1), e si ipotizza che la disfunzione mitocondriale e l’aumento dello stress ossidativo cellulare siano meccanismi molecolari che promuovono i depositi di TGFBIp 1). Rispetto a LASIK e PRK, la SMILE causa un danno epiteliale minore, quindi potrebbe portare a un aggravamento leggermente più lieve della GCD2, ma rimane comunque controindicata 1).
Nella GDLD, la mutazione di TACSTD2 causa una formazione difettosa delle giunzioni strette, aumentando la permeabilità epiteliale. Si ritiene che questo aumento di permeabilità permetta alle proteine lacrimali di penetrare nello stroma corneale e depositarsi come amiloide.
Lo spettro delle mutazioni di TGFBI continua ad espandersi. La scoperta della mutazione Ser591Phe2) e la sua conferma indipendente3) hanno mostrato la diversità genetica della LCD variante a esordio tardivo. La scoperta che diverse sostituzioni nella stessa posizione amminoacidica portano a fenotipi diversi3) apre la strada alla chiarificazione dei meccanismi molecolari specifici della mutazione.
La previsione della struttura proteica basata su Rosetta ha permesso di valutare quantitativamente l’impatto delle mutazioni di TGFBI sulla stabilità proteica3). L’importanza dei metodi di biologia computazionale è in aumento per la valutazione della patogenicità di nuove mutazioni e la ricerca di bersagli terapeutici.
La chirurgia combinata PRK+PTK è attesa come una nuova opzione terapeutica per le erosioni epiteliali refrattarie della LCD4). La chirurgia guidata dalla topografia consente di correggere l’astigmatismo irregolare e rimuovere le opacità simultaneamente. Anche la F-SALK5) per l’aggravamento della GCD dopo LASIK rappresenta un nuovo approccio per casi con opzioni terapeutiche limitate.
Il primo rapporto di cheratite da microsporidi in cornee con LCD6) ha dimostrato che la disfunzione della barriera epiteliale nei pazienti con distrofia corneale aumenta il rischio di infezione. Sono state riportate anche recidive dopo trapianto corneale terapeutico, sottolineando l’importanza della gestione delle infezioni nei pazienti con LCD.
Sì, la GDLD è stata designata come malattia rara nel 2019 con il nome di “distrofia corneale gelatinosa a gocce”. Se diagnosticata come definitiva secondo i criteri diagnostici, rientra nelle malattie rare designate e, con un grado di gravità pari o superiore a III (determinato dalla migliore acuità visiva corretta dell’occhio migliore), si può ricevere un sussidio per le spese mediche.
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