Il deficit di 3-metilcrotonil-CoA carbossilasi (MCCD), un'acidemia metabolica ereditaria, autosomico recessiva, causata da mutazioni nei geni MCCC1 e MCCC2, rappresenta la più frequente acidemia organica rilevata attraverso i programmi di screening neonatale. La causa primaria degli effetti patologici è imputabile all'accumulo dei composti a monte del blocco enzimatico, al livello del pathway catabolico della leucina. La presentazione clinica è estremamente variabile e comprende, accanto a quadri caratterizzati da grave compromissione neurologica o morte nella prima infanzia, anche forme pressoché asintomatiche, identificate grazie allo screening molecolare eseguito nei familiari di soggetti affetti. In alcuni casi, la diagnosi viene effettuata in età adulta, in seguito all'insorgenza di episodi di scompenso metabolico acuto.
Il 90-95% dei soggetti mutati, tuttavia, non sviluppa una forma della malattia clinicamente significativa.
Nonostante la MCCD sia considerata una malattia autosomica recessiva, lo screening neonatale seleziona frequentemente neonati con elevati valori di 3-idrossi-isovalerilcarnitina (C5OH) e 3-metilcrotonilglicina che, al test di conferma molecolare (effettuato attraverso sequenziamento diretto delle zone codificanti dei due geni), mostrano una sola variante in eterozigosi (principalmente a carico di MCCC1). I neonati con singola variante eterozigote e fenotipo biochimico suggestivo di MCCD, risultano essere addirittura più numerosi rispetto a quelli con varianti patogenetiche bialleliche.
L'obiettivo della ricerca è quello di ampliare la conoscenza delle basi molecolari della MCCD utilizzando test molecolari di secondo e terzo livello, al fine di comprendere se i soggetti eterozigoti, risultati positivi allo screening neonatale, siano portatori di ulteriori anomalie genetiche, non riscontrabili attraverso sequenziamento diretto.
La conferma molecolare di routine del deficit di 3-metilcrotonil CoA carbossilasi si basa sul sequenziamento delle regioni codificanti e delle giunzioni intro-esoniche dei geni MCCC1 e MCCC2. Il test molecolare applicato nella routine non è, però, in grado di mettere in evidenza altri tipi di alterazioni genomiche oltre alle varianti puntiformi e alle piccole inserzioni/delezioni/duplicazioni che ricadono all'interno delle porzioni geniche analizzate. Espandere le possibilità diagnostiche del MCCD attraverso l'applicazione di test molecolari non convenzionali potrebbe da un lato aumentare la detection rate del test genetico e dall'altro aggiungere informazioni alla non chiara correlazione genotipo/fenotipo di questa condizione.
Ciò che ci si propone, con questo progetto, è di provare a comprendere se i soggetti con una sola variante allelica, selezionati dallo screening neonatale, sono portatori di un'ulteriore anomalia genetica come delezioni/duplicazioni intrageniche o varianti introniche profonde che possano alterare, nel primo caso l'integrità, nel secondo la maturazione dei trascritti.
La comunità scientifica si sta interrogando se sia giusto o meno mantenere MCCD nello screening, poiché la stragrande maggioranza dei soggetti rimane asintomatica mentre una piccolissima percentuale (circa il 5-10%) va incontro a scompenso metabolico. Il conflitto scaturisce sia dalla non chiara correlazione tra sintomi, attività enzimatica residua e genotipo riscontrato sia dalla inevitabile medicalizzazione dei soggetti positivi, i quali vengono sottoposti a dieta povera di proteine o di leucina e supplementati con carnitina, anche se asintomatici.
Ad un quadro già di per sé complesso dal punto di vista clinico, della presa in carico, del follow-up e della consulenza genetica, si somma l'esistenza di soggetti eterozigoti con profili metabolici alterati che potrebbero successivamente diventare sintomatici. Tra i soggetti sottoposti all'attenzione del nostro laboratorio, infatti, vi è un paziente giunto con diagnosi clinica di MCCD il quale ha mostrato da un lato il tipico profilo biochimico per il deficit, dall'altro una sola variante patogenetica in eterozigosi in MCCC1.
Alla luce di ciò risulta verosimile pensare che possano esistere, a carico dei geni MCCC1 e MCCC2, altre anomalie genetiche non rilevabili attraverso le tecniche molecolari di routine, ad oggi non ancora descritte in letteratura.
Qualora l'analisi delle CNV e delle deep intronic variants non dovesse portare ai risultati attesi, si potrebbe delineare la necessità di ampliare la lo studio delle basi molecolari di tale deficit, ad esempio attraverso il sequenziamento dell'esoma (clinico o totale) per capire se possano esistere altri geni, non ancora identificati, coinvolti nell'insorgenza del fenotipo biochimico e/o di quello clinico.