STUDIO DELLE MUTAZIONI DI STAT1 NEI PAZIENTI CON CANDIDIASI MUCOCUTANEA

2013/2014La candidiasi muco-cutanea cronica (CMC) costituisce una condizione caratterizzata da infezioni persistenti di cute e mucose causata da Candida albicans. Fra le cause genetiche responsabili di questa patologia sono note mutazioni gain of function (GOF) del gene STAT1. Abbiamo condotto l’analisi genetica su una coorte di pazienti con CMC e abbiamo identificato otto portatori di mutazioni in eterozigosi di STAT1: due pazienti con L351F,due pazienti con L283M e un paziente con L400V.Queste mutazioni non sono ancora state descritte in letteratura. In tre pazienti abbiamo identificato mutazioni già note: T385M e A267V. Per confermare il carattere gain of function di queste mutazioni abbiamo analizzato la fosforilazione di STAT1 su sangue intero in risposta a IFN-γ e IFN-α, la capacità dei linfociti T CD4+ di polarizzare in Th17 e, per le nuove mutazioni, l’efficienza di attivazione di un gene reporter (Luciferasi) posto sotto il controllo della sequenza promotore GAS, in seguito a stimolazione con IFN-γ e IL-27. Tutti i pazienti mostrano una iperfosforilazione di STAT1, un deficit di Th17 e una capacità di attivazione di sequenze GAS maggiore rispetto ai controlli analizzati. Dallo studio della storia clinica di questi pazienti è emerso che alcuni soggetti soffrivano di infezioni virali e infezioni causate da patogeni intracellulari come Criptococco e Leishmania. Questo complesso quadro clinico, non può essere spiegato dal solo deficit di Th17, ma suggerisce un possibile coinvolgimento di altre popolazioni cellulari del sistema immunitario. I linfociti Natural Killer (NK) giocano un ruolo fondamentale nella difesa contro le infezioni sostenute da virus e da microorganismi intracellulari e sono importanti produttori di IFN-γ, citochina fondamentale nel contrastare questi patogeni. Per questo motivo abbiamo valutato la capacità citotossica delle cellule NK dei pazienti con l’espressione del marcatore di degranulazione CD107a e la capacità di produzione di IFN-γ. In questo modo, nei pazienti è stato possibile apprezzare una lieve riduzione della citotossicità e una ridotta produzione di IFN-γ in presenza di IL15. Inoltre, le difficoltà riscontrate nel differenziare in vitro le cellule NK dei pazienti ci ha fatto sospettare un deficit di crescita di queste cellule. L’ ipotesi è stata confermata dalla riduzione dell’ espressione del marcatore di proliferazione Ki67 anche dopo stimolazione con IL2 e IL15. Queste due citochine hanno un ruolo fondamentale nella proliferazione delle cellule NK attraverso l’ azione sul mediatore STAT5. Per questo motivo abbiamo valutato l’ attivazione di STAT5 attraverso l’induzione delle cellule NK con IL2 e IL15 e in questo modo abbiamo osservato una riduzione dei livelli di fosforilazione di STAT5 nei pazienti rispetto ai controlli sani. Queste evidenze ci hanno permesso di confermare che le mutazioni da noi identificate possono essere considerate causative di CMC, le mutazioni non note hanno carattere GOF e che l’alterazione della funzionalità di STAT1 può interferire negativamente sulla attività delle cellule NK attraverso l’inibizione della capacità di fosforilazione di STAT5.XXVII Ciclo198

Impaired natural killer cell functions in patients with signal transducer and activator of transcription 1 (STAT1) gain-of-function mutations

Gain-of-function (GOF) mutations affecting the coiled-coil domain or the DNA-binding domain of signal transducer and activator of transcription 1 (STAT1) cause chronic mucocutaneous candidiasis disease. This condition is characterized by fungal and bacterial infections caused by impaired generation of TH17 cells; meanwhile, some patients with chronic mucocutaneous candidiasis disease might also have viral or intracellular pathogen infections

Clinical heterogeneity of dominant chronic mucocutaneous candidiasis disease: presenting as treatment-resistant candidiasis and chronic lung disease

In gain-of-function STAT1 mutations, chronic mucocutaneous candidiasis disease (CMCD) represents the phenotypic manifestation of a complex immunodeficiency characterized by clinical and immunological heterogeneity. We aimed to study clinical manifestations, long-term complications, molecular basis, and immune profile of patients with dominant CMCD. We identified nine patients with heterozygous mutations in STAT1, including novel amino acid substitutions (L283M, L351F, L400V). High risk of azole-resistance was observed, particularly when intermittent regimens of antifungal treatment or use of suboptimal dosage occur. We report a case of Cryptococcosis and various bacterial and viral infections. Risk of developing bronchiectasis in early childhood or gradually evolving to chronic lung disease in adolescent or adult ages emerges. Lymphopenia is variable, likely progressing by adulthood. We conclude that continuous antifungal prophylaxis associated to drug monitoring might prevent resistance to treatment; prompt diagnosis and therapy of lung disease might control long-term progression; careful monitoring of lymphopenia-related infections might improve prognosis

Clinical and immunological data of nine patients with chronic mucocutaneous candidiasis disease

This paper describes the heterogeneous clinical phenotype of a cohort of nine patients diagnosed with heterozygous mutations in STAT1. We report data of extended immunophenotyping over time and we show lung damage in four patients. The increased phosphorylation of STAT1 in response to IFNγ and IFNα stimulation proves the gain-of-function nature of the defects. The data are supplemental to our original article concurrently published “Clinical heterogeneity of dominant chronic mucocutaneous candidiasis disease: presenting as treatment-resistant candidiasis and chronic lung disease” [1], where additional results and interpretation of our research can be found