La sindrome di Bernard-Soulier (BSS) è un’anomalia ereditaria, solitamente autosomica recessiva, del sanguinamento piastrinico, caratterizzata da un tempo di sanguinamento prolungato, piastrine grandi e trombocitopenia.1 Nel 1975, Nurden e Caen riportarono che le piastrine dei pazienti affetti da SBS mancavano di un importante complesso glicoproteico di membrana superficiale,2 successivamente dimostrato essere le subunità componenti del complesso glicoproteico (GP)Ib-IX-V.3,4 In questo numero della rivista, Savoia e colleghi descrivono 13 pazienti con BSS provenienti da dieci famiglie non imparentate con mutazioni causali in GPIbα, GPIbβ e GPIX, e cercano di mettere in relazione la gravità del fenotipo di sanguinamento con il genotipo.5

Struttura e funzione del complesso GP Ib-IX-V

Il complesso GPIb-IX-V è un complesso recettoriale fondamentale nell’emostasi e nella trombosi. Nel legare il fattore von Willebrand (VWF), media l’adesione iniziale per contatto delle piastrine al subendotelio vascolare esposto o alla placca rotta nei vasi danneggiati ad alte velocità di flusso (>800).6 L’interazione GPIb-IX-V/VWF è anche un evento critico nella trombosi venosa profonda.7 Il complesso GPIb-IX-V è costituito da quattro subunità, GPIbα disolfuro-legate a due subunità GPIbαβ, GPIX e GPV in un rapporto di 2:4:2:1, rispettivamente (Figura 1).8 Ogni subunità contiene una o più ripetizioni ricche di leucina di ~24 aminoacidi, sequenze di capping N e C-terminali in disolfuro, una sequenza transmembrana e un dominio citoplasmatico. GPIbα contiene anche un dominio simile alla mucina che eleva il principale dominio di legame con il ligando situato all’interno dei 282 residui N-terminali. Oltre al suo ruolo primario nel legare il VWF, questo dominio N-terminale di GPIbα è un importante sito di legame per molteplici ligandi che mediano le interazioni delle piastrine con la matrice e altri tipi di cellule nella trombosi e nell’infiammazione (Figura 1). Altri ligandi adesivi includono la P-selectina,9 che è espressa in superficie sulle piastrine attivate e sulle cellule endoteliali attivate, e l’integrina leucocitaria αMβ2 (chiamata anche Mac-1 o CD11b/CD18).10 Queste due interazioni sono fondamentali per il crosstalk tra piastrine e leucociti, compresi quelli che coinvolgono microparticelle derivate da piastrine e leucociti, sia nella trombosi che nella risposta infiammatoria associata.11 Il complesso GPIb-IX-V è anche un recettore chiave nella mediazione della coagulazione piastrino-dipendente, in particolare per quanto riguarda la via intrinseca della coagulazione, e ha siti di legame all’interno del dominio N-terminale di GPIbα per il chinogeno ad alto peso molecolare (HMW), i fattori XI e XII e la α-trombina.6

Figura 1. Il complesso GPIb-IX-V composto da GPIbα legato in modo disolfuro a due subunità GPIbβ e associato in modo non covalente a GPIX e GPV. I legami disolfuro all’interno dei domini su entrambi i lati dei domini ripetuti ricchi di leucina sono rappresentati come barre nere solide. La posizione dei residui di tirosina solfatata (Sulfo-Tyr a 276, 278 e 279 di GPIbα), dei residui di serina fosforilati (Phospho-Ser) e dei residui di Cys palmitizzati di GPIbβ e GPIX sono indicati. C, C-terminus; N, N-terminus; TM, transmembrane domain.

Il GPIb-IX-V gioca anche un ruolo nel mantenimento della forma delle piastrine collegando la superficie delle piastrine ad una rete sub-membranosa di filamenti di actina, lo scheletro della membrana piastrinica. Questo coinvolge la porzione centrale della coda citoplasmatica di GPIbα, in particolare Phe568 e Trp570, che fornisce un sito di legame per la proteina associata all’actina, la filamina A.6 Altre proteine note per legarsi alla faccia citoplasmatica di GPIb-IX-V direttamente o indirettamente attraverso partner vincolati includono la calmodulina e la proteina di assemblaggio di segnalazione, 14-3-3ζ, così come altre proteine potenzialmente coinvolte nella propagazione di segnali a valle dell’impegno di GPIb-IX-V/VWF come la PI 3-chinasi, TRAF4, Hic-5, la subunità p47 della NADPH ossidasi, la chinasi della famiglia Src, Lyn e Syk.6,12 Il legame del VWF al complesso GPIb-IX-V avvia una cascata di segnalazione che porta all’attivazione dell’integrina piastrinica αIIbβ3 (GPIIb-IIIa) e all’aggregazione piastrinica. La proteina di segnalazione più prossimale al recettore identificata è la chinasi della famiglia Src, Lyn.13,14 Il VWF è considerato un agonista debole, con una piena attivazione piastrinica che richiede un aumento dei segnali attraverso le vie di segnalazione dipendenti dal trombossano A2 e dall’ADP.15

Sindrome di Bernard-Soulier: fenotipo

La sindrome di Bernard-Soulier è caratterizzata clinicamente da una storia di epistassi, sanguinamento gengivale e cutaneo, ed emorragia post trauma. Nelle femmine può anche essere associata a una grave menorragia. La presentazione clinica comprende un tempo di sanguinamento cutaneo prolungato, trombocitopenia e piastrine grandi sullo striscio di sangue periferico, e come tale, i casi di SBS sono spesso diagnosticati erroneamente come porpora trombocitopenica idiopatica (ITP) in assenza di ulteriori indagini cliniche. I profili clinici dei primi cinquantacinque rapporti della letteratura di pazienti/famiglie con BSS sono stati precedentemente riportati in dettaglio.1 Le piastrine BSS sono caratterizzate da un’agglutinazione piastrinica ristocetina-dipendente carente come surrogato clinico di laboratorio per la valutazione dell’interazione GPIb-IX-V/VWF. Le subunità componenti del complesso GPIb-IX-V sono presenti, tranne in rarissime eccezioni, a livelli molto bassi o non rilevabili dalla citometria a flusso o dall’analisi SDS-gel e dal Western blotting.1,5 Un’eccezione interessante è la variante di Bolzano della SBS, che comporta una mutazione A156V (Figura 2) in cui le piastrine esprimono livelli essenzialmente normali del complesso GPIb-IX-V che è, tuttavia, disfunzionale e non può legare VWF.19 Quindi, sia l’aggregazione piastrinica indotta dalla ristocetina che il contenuto di GPIb-IX-V assente o quasi assente dovrebbero essere impiegati idealmente per confermare la diagnosi di BSS.

Figura 2.Mutazioni di (A) GPIbα, (B) GPIbβ e (C) GPIX associate alla sindrome di Bernard-Soulier, mappate sulla struttura della proteina matura, indicando mutazioni missenso o brevi delezioni (verde), mutazioni non senso che portano ad un arresto prematuro (rosso), o mutazioni che causano un frameshift che porta all’arresto (blu), basate principalmente su Lanza16 e sul registro e sito web della sindrome di Bernard-Soulier (http://www.bernardsouli-er.org/) e relativi riferimenti. Mutazioni si verificano anche nelle sequenze di segnale GPIbβ e GPIX che portano alla BSS. Non sono state riportate mutazioni in GPV, che non è essenziale per l’espressione funzionale di GPIb-IX.6,17,18 I 282 residui N-terminali di GPIbα costituiscono il principale dominio legante di GPIb-IX-V, con siti interattivi distinti o parzialmente sovrapposti per più ligandi: VWF, trombospondina, P-selectina, αMβ2 (Mac-1), trombina, Fattore XI, Fattore XII e kininogeno HMW. *Ereditarietà autosomica dominante. **mutazioni rilevate da Savoia et al.5

Oltre a queste anomalie, le piastrine BSS mostrano ulteriori difetti funzionali tra cui una maggiore deformabilità della membrana, una scarsa risposta di aggregazione a basse, ma non alte, dosi di α-trombina, e una diminuita capacità di sostenere la generazione di trombina durante la coagulazione piastrino-dipendente (meno protrombina viene convertita in trombina).1 L’aggregazione piastrinica ad altri agonisti piastrinici come collagene e ADP è normale rispetto alle piastrine di un individuo normale con la stessa conta piastrinica. La maggior parte di queste differenze fenotipiche nelle piastrine BSS può essere spiegata in termini della funzione nota del complesso GPIb-IX-V. L’agglutinazione piastrinica molto scarsa o assente indotta dalla ristocetina è dovuta all’assenza del complesso GPIb-IX-V e quindi del sito di legame VWF su GPIbα, mentre il tempo di sanguinamento cutaneo prolungato riflette presumibilmente una combinazione di questo difetto unito alla bassa conta piastrinica e alla ridotta produzione di trombina. Le grandi piastrine e il basso numero di piastrine nella BSS sono presuntivamente dovuti all’assenza di GPIbα e del sito di legame della filamina A che collega il complesso GPIb-IX-V allo scheletro della membrana piastrinica poiché il difetto delle grandi piastrine e il basso numero di piastrine che si verifica anche nei topi BSS (GPIbα knockout) sono ampiamente salvati dall’espressione di un’α-di GPIb in cui la maggior parte della sequenza extracitoplasmatica è stata sostituita da un dominio isolato della subunità α del recettore umano dell’interleuchina-4, ma in cui la sequenza citoplasmatica è normale.20 L’assenza della normale interazione di GPIbα con la filamina sembra anche essere la causa dell’aumentata deformabilità della membrana osservata nelle piastrine BSS.21 La scarsa risposta delle piastrine BSS alla α-trombina è coerente con l’evidenza che il legame della α-trombina alla GPIbα aumenta la capacità della α-trombina di attivare le piastrine attraverso il recettore della trombina piastrinica PAR-1.6,22 Infine, la ridotta capacità delle piastrine BSS di sostenere la generazione di trombina è coerente con un ruolo del complesso GPIb-IX-V nel facilitare l’attivazione della via intrinseca di attivazione piastrinica fornendo un sito di legame piastrinico per i fattori XI e XII.6

Sindrome di Bernard-Soulier: genotipo

Sono state descritte un gran numero di mutazioni in GPIbα, GPIbβ e GPIX che sono causative della sindrome di Bernard-Soulier (Figura 2).16 Queste includono mutazioni missenso, brevi delezioni, mutazioni nonsense che portano ad un codone di stop prematuro e mutazioni che causano un frameshift che portano anche ad un codone di stop traslazionale prematuro. Non sono state riportate mutazioni in GPV che siano causative per la SBS, coerentemente con la mancanza di un requisito per l’espressione di GPV per l’espressione delle altre subunità del complesso GPIb-IX-V.6,17,18

Il genotipo della sindrome di Bernard-Soulier è correlato alla gravità del sanguinamento?

In questo numero, Savoia e colleghi iniziano ad affrontare l’intrigante questione se il genotipo della SBS sia correlato alla gravità del sanguinamento.5 Gli studi sui topi dimostrano spesso che il fenotipo può variare a seconda del background genetico del topo in cui il gene è stato eliminato e quindi altre differenze genetiche che influenzano l’emostasi contribuiscono senza dubbio alla marcata variabilità osservata nella tendenza al sanguinamento tra i pazienti con BSS.1,5 Ciò che è meno chiaro è se il genotipo BSS stesso è anche associato alla gravità del fenotipo del sanguinamento. GPIbα è coinvolta nel legame di più ligandi rilevanti per diversi aspetti dell’emostasi, tra cui VWF, trombospondina, P-selectina, αMβ2 (Mac-1), trombina, fattore XI, fattore XII e chininogeno HMW e quindi si potrebbe prevedere la possibilità di differenze basate sul grado di espressione di GPIbα rispetto alla sua completa assenza, o tra bassi livelli di GPIbα normale e simili bassi livelli di GPIbα con mutazioni funzionali nel dominio legante il ligando N-terminale di GPIbα. Nell’articolo di Savoia,5 non è possibile valutare una relazione complessiva tra genotipo e fenotipo del sanguinamento poiché la maggior parte dei pazienti affetti da SBS nel loro studio sono un singolo esempio di un genotipo specifico. Ci sono, tuttavia, 5 pazienti affetti da SBS nel loro studio provenienti da tre diverse famiglie che comportano la mutazione di GPIX Cys8 (C8R o C8W) e tutti avevano un fenotipo di sanguinamento lieve. Al contrario, uno studio precedente che affrontava il genotipo/fenotipo in una grande famiglia svizzera ha scoperto che 4 pazienti SBS omozigoti per una mutazione N45S in GPIX avevano un rischio di sanguinamento variabile.23 La risoluzione del problema se il genotipo della SBS possa effettivamente determinare differenze nella gravità del fenotipo emorragico attende probabilmente studi genetici più dettagliati nei topi con SBS e studi di coorte di pazienti con SBS più grandi.

Note

• Michael Berndt è attualmente direttore del Biomedical Diagnostics Institute di Dublino e professore di medicina sperimentale presso il Royal College of Surgeons in Irlanda, sempre a Dublino, Irlanda. È presidente eletto della Società Internazionale di Trombosi ed Emostasi. Ha pubblicato oltre 280 articoli nel campo della trombosi e dell’emostasi e della biologia vascolare. Robert Andrews è attualmente professore associato e capo del laboratorio di biologia vascolare presso l’Australian Centre for Blood Diseases (ACBD), Alfred Medical Research and Education Precinct (AMREP), Monash University, Melbourne, Australia. Ha pubblicato oltre 120 articoli su recettori piastrinici, tossine di serpente, bersagli farmacologici e difetti clinici, e fa parte di comitati editoriali e consultivi nazionali e internazionali. Ringraziamenti: gli autori riconoscono con gratitudine il sostegno della Science Foundation Ireland e del National Health and Medical Research Council of Australia.
• Articolo originale correlato a pagina 417
• Le rivelazioni finanziarie e di altro tipo fornite dall’autore utilizzando il formato uniforme ICMJE (www.icmje.org) per la rivelazione degli interessi concorrenti sono disponibili con il testo completo di questo articolo su www.haematologica.org.