Introduzione                                                                  

Le amiloidosi costituiscono un gruppo eterogeneo di disordini del metabolismo proteico accomunati dal deposito in sede extracellulare di fibrille proteiche insolubili.  Le fibrille si  colorano positivamente con il rosso Congo e mostrano inoltre una caratteristica birifrangenza verde-arancio o arancione se osservate al microscopio a luce polarizzata [1]. Il termine di amiloidosi, introdotto per la prima volta nel 1838 dal botanico tedesco Schleiden per descrivere l’amido vegetale, fu adottato in patologia umana nel 1854 da Virchow per indicare quei depositi tessutali che si coloravano con soluzioni iodate in modo simile alla cellulosa. Nelle prime descrizioni macroscopiche gli accumuli d’amiloide erano definiti d’aspetto cereo o lardaceo, mentre al microscopio ottico apparivano come materiale amorfo o jalino [2]. Oggi sappiamo che le fibrille di amiloide sono sempre di natura proteica e non glucidica, come erroneamente ipotizzato da Virchow. Inoltre è possibile che la malattia fosse stata descritta nei secoli precedenti anche in Italia da Boneti [2]. (Vedere anche "Amiloidosi - Una panoramica su epidemiologia, patogenesi, diagnosi e terapia ")

L’infiltrazione amiloide nei tessuti bersaglio può essere facilmente dimostrata, oltre che con la caratteristica birifrangenza verde che le sezioni tessutali mostrano al microscopio a luce polarizzata dopo colorazione con il rosso Congo, anche la  colorazione con tioflavina T che produce un’intensa fluorescenza giallo-verde [2]. Queste metodiche, e nemmeno il microscopio elettronico, non permettono di identificare quale, fra le oltre 30 proteine amiloidogeniche, sia presente nel caso in esame. A tal fine è necessario ricorrere ad altre metodiche, quali l’immunoistochimica o la determinazione della sequenza aminoacidica delle fibrille [1,3–5].

Se osservati al microscopio elettronico, i depositi di amiloide dimostrano di essere costituiti da aggregati di fibrille che assumolo le sembianze di bastoncini rigidi di lunghezza indeterminata e di larghezza fra 8 e 10 nm. Ogni fibrilla è costituita a sua volta da sub-unità proteiche o da filamenti a disposizione antiparalllela, cioè perpendicolare all’asse longitudinale della fibrilla stessa. I filamenti, in tutti i tipi di amiloide, hanno la configurazione molecolare cross-b, cioè a “foglietto pieghettato” o configurazione di tipo beta [6]. La struttura di tipo b, che indica in pratica una configurazione della molecola a zig-zag, sembra essere uno stato minimo di energia che conferisce un’estrema robustezza e solidità alle catene polipeptidiche, le quali sono saldate assieme da molteplici legami idrogeno che  permettono l’allungamento indefinito delle fibrille [7]. Indipendentemente dalla natura del loro precursore, le fibrille depositate hanno sempre una configurazione b [8].

 Le fibrille di amiloide possono autoassociarsi in vitro partendo da numerose proteine, alcune delle quali svolgono un ruolo importante nella patogenesi di malattie umane frequenti e gravi come le demenze [9].  Oltre ai numerosi  precursori proteici che, in determinate condizioni, diventano amiloidogenici nell’uomo e negli animali, anche particolari sequenze polipeptidiche sintetizzate de novo in laboratorio dimostrano proprietà fibrillogeniche [10].

Tutti i depositi di amiloide sono costituiti da:

1. Materiale fibrillare, quantitativamente prevalente (85-95%), solubile in acqua e in tamponi a bassa forza ionica. Le fibrille hanno una struttura diversa secondo la natura del precursore proteico da cui originano [1].
2. Componenti non fibrillari solubili in tamponi a forza ionica convenzionale [8]. La componente non fibrillare è eterogenea e comprende la componente P (Pentagonale), l’apoliproteina E e l’eparansolfato; queste macromolecole sono presenti in tutti i depositi di amiloide, indipendentemente dal precursore. In alcuni depositi tessutali, ma non in tutti, possono essere presenti anche proteine del complemento, proteasi, costituenti delle membrane. La componente P rappresenta il 5-10% dei depositi tessutali e deriva dalla SAP (Serum Amyloid P), una proteina circolante nel siero che si comporta come una tipica proteina della fase acuta nel topo, ma non nell’uomo  [8]. La componente P è strutturalmente correlata con la proteina C reattiva e appartiene con quest’ultima al gruppo delle pentrassine [11].

Tutte le fibrille amiloidi, pur non avendo alcuna omologia strutturale fra di loro, condividono le seguenti caratteristiche chimico-fisiche [12,13]:

3. Aspetto al microscopio ottico di materiale amorfo jalino nelle sezioni di tessuto colorate con ematossilina-eosina;
4. Affinità per il rosso Congo evidenziata dalla caratteristica birifrangenza giallo-verde nelle sezioni osservate al microscopio a luce polarizzata
5. Struttura fibrillare di lunghezza variabile al microscopio elettronico
6. Solubilità in acqua ed in tamponi a bassa forza ionica
7. Configurazione a foglietto pieghettato antiparallelo (-cross) evidenziata mediante diffrattometria a raggi X

Classificazione delle amiloidosi

Amiloidosi è un termine generico che si riferisce al deposito extracellulare di fibrille composte da proteine, o loro frammenti, a basso peso molecolare (5-25 kD). Oggi si conoscono almeno 31 precursori proteici delle fibrille amiloidi, molti dei quali circolano liberamente nel plasma; due delle fibrille sono jatrogene e 9 sono state identificate in altre specie animali [1]. La tabella 1 riporta una lista delle più importanti proteine amiloidogeniche e le principali sindromi  cliniche associate con ognuna di esse.

Da un punto di vista clinico i vari tipi di amiloidosi possono manifestarsi come malattie sistemiche e generalizzate oppure come forme a prevalentemente interessamento di un organo (cuore, rene, sistema nervoso); altre sono associate all’invecchiamento e altre ancora sono chiaramente ereditarie [2,6,13,14].

L’era moderna delle amiloidosi inizia nei primi anni 60 del secolo scorso, quando furono messe a punto delle metodiche di solubilizzazione delle fibrille che consentirono la caratterizzazione biochimica in laboratorio dei vari tipi di amiloidosi. Fino ad allora prevaleva una classificazione prevalentemente clinica che distingueva:

1. Forme sistemiche
   1. primarie, associate a mieloma o altra malattia linfoproliferativa oggi definite come amiloidosi AL, dove la lettera L sta per Light o catene leggere delle immunoglobuline [2,6]
   2. secondarie a malattie infettive o infiammatorie croniche (amiloidosi AA) che provocano un aumento della Serum Amyloid A (SAA), una proteina di fase acuta [15]
2. Forme ereditarie (per esempio la Febbre Mediterranea Familiare, FMF) [16–18]
3. Forme localizzate (cutanee, oculari ecc) [19–21].

I principali tipi di amiloidosi

Come già ricordato, nei paesi occidentali le amiloidosi sistemiche sono quelle che più frequentemente producono manifestazioni cliniche: l’amilodisi primaria o AL o la forma secondaria nota come AA [22,23].

Amiloidosi AL

Questo tipo di amiloidosi è causata dal deposito di fibrille derivate dalle catene leggere delle immunoglobuline monoclonali. L’amiloidosi AL è una discrasia plasmacellulare solitamente associata con la produzione di una proteina monoclonale che è presente come molecola intera e/o con catene leggere monoclonali nel siero e/o nelle urine in oltre i due terzi dei casi [1]. L’amiloidosi AL può essere osservata da sola oppure in associazione con il mieloma multiplo, o meno frequentemente, con la macroglobulinemia di Waldenstrom o altri disordini linfoproliferativi tipo linfoma linfoplasmocitico [24].

(Vedere anche "Gammapatie monoclonali di significato non determinato (MGUS) ")

La malattia da deposito di catene leggere ha una simile patogenesi e condivide alcune manifestazioni cliniche con l'amiloidosi AL: la differenza più importante è che nella malattia da deposito delle catene leggere i frammenti di queste ultime generalmente non formano fibrille e non cooperano con altri cofattori per il deposito di amiloide [25]. 

Amiloidosi AA

La amiloidosi AA può complicare malattie infiammatorie croniche, come l'artrite reumatoide, o la spondilite anchilosante; infezioni croniche, o le sindromi da febbre periodiche. Le fibrille sono composte di frammenti dell’amiloide A o SAA, una proteina della fase acuta [23].

Amiloidosi da dialisi

L'amiloidosi secondaria dialisi è causata dal deposito di fibrille derivate dalla beta-2 microglobulina, che si accumula nei pazienti con insufficienza renale cronica terminale mantenuti per lunghi periodi in dialisi. L’amiloidosi da dialisi  ha una predilezione per le strutture ossee ed  articolari [26,27]. 

Amiloidosi ereditarie

Mutazioni di diverse proteine sono responsabili delle amiloidosi ereditarie, le cui principali manifestazioni cliniche sono riportate nella tabella. Un esempio di questo gruppo eterogeneo di malattie è rappresentato dalle amiloidosi cardiache e/o neurologiche, causate dal deposito di fibrille derivate dalla transtiretina, anche nota come prealbumina [28]. 

Amiloidosi senile

Il deposito di transtiretina normale del miocardio ed altri siti è stato riferito come amiloidosi sistemica senile [29]. Rispetto ai pazienti con amiloidosi AL, quelli con amiloidosi senile sopravvivono più lungo (75 contro 11 mesi) nonostante abbiano un ispessimento della parete ventricolare libera e del setto causato dal deposito di amiloide  [30]. Il coinvolgimento renale significativo è raro nella forma senile; frequente sembra essere invece la sindrome del tunnel carpale. Nello studio di Ng et al  [31] tutti i 18 pazienti erano uomini anziani. Si nota una considerevole sovrapposizione clinica fra l'amiloidosi cardiaca senile, causata dal deposito di transtiretina normale, e la cardiopatia tardiva causata dalla transtiretina mutante. La storia familiare non sempre è positiva, cosicché può essere necessaria la ricerca delle mutazioni informative (particolarmente Ile122 negli afro-americani) per distinguere le due cause di cardiomiopatia restrittiva negli anziani. 

Amiloidosi organo specifica

Il deposto di amiloide può interessare ogni singolo organo, (cute, l'occhio, cuore, pancreas, tratto genitourinario), causando sindromi abbastanza caratteristiche. Come esempio principali rammentiamo: il  deposito di amilina nel pancreas, e la amiloidosi cutanea che si osservano in alcune famiglie con neoplasie endocrine multiple di  tipo 2 [32,33]. In alcuni casi, l’amiloidosi organo specifica è identica ad altre forme di amiloidosi sistemica dal punto di vista biochimico. Si presume che la proteina precorritrice sia sintetizzata e processata in siti vicini a quello del deposto di amiloide.

La forma clinica più importante e più frequente di amiloidosi organo specifica si osserva nei pazienti con malattia di Alzheimer, nei quali le placche e i vasi cerebrali infiltrati da amiloide sono composti da proteina beta (Ab), un polipeptide di 39-43 aminoacidi formato dalla scissione di un precursore proteico molto più grande (Amyloid Precursor Protein o APP).

L’amiloidosi vescicale isolata può causare gravi ematurie e disturbi urinari; in alcuni studi è stato riportato un miglioramento sintomatico dopo la distillazione intra vescicale di dimetilsulfossido, un solvente usato nell'industria [20].

Riferimenti bibliografici

1. Sipe JD, Benson MD, Buxbaum JN, Ikeda S-I, Merlini G, Saraiva MJM, Westermark P. Nomenclature 2014: Amyloid fibril proteins and clinical classification of the amyloidosis. Amyloid Int J Exp Clin Investig Off J Int Soc Amyloidosis. 2014; : 1–4.
2. Kyle RA. Amyloidosis: a convoluted story. Br J Haematol. 2001; 114: 529–38.
3. Benson MD, Yazaki M, Magy N. Laboratory assessment of transthyretin amyloidosis. Clin Chem Lab Med CCLM FESCC. 2002; 40: 1262–5.
4. Comenzo RL, Zhou P, Fleisher M, Clark B, Teruya-Feldstein J. Seeking confidence in the diagnosis of systemic AL (Ig light-chain) amyloidosis: patients can have both monoclonal gammopathies and hereditary amyloid proteins. Blood. 2006; 107: 3489–91.
5. Lachmann HJ, Booth DR, Booth SE, Bybee A, Gilbertson JA, Gillmore JD, Pepys MB, Hawkins PN. Misdiagnosis of hereditary amyloidosis as AL (primary) amyloidosis. N Engl J Med. 2002; 346: 1786–91.
6. Merlini G, Bellotti V. Molecular mechanisms of amyloidosis. N Engl J Med. 2003; 349: 583–96.
7. Makin OS, Atkins E, Sikorski P, Johansson J, Serpell LC. Molecular basis for amyloid fibril formation and stability. Proc Natl Acad Sci U S A. 2005; 102: 315–20.
8. Buxbaum JN. The systemic amyloidoses. Curr Opin Rheumatol. 2004; 16: 67–75.
9. Stromer T, Serpell LC. Structure and morphology of the Alzheimer’s amyloid fibril. Microsc Res Tech. 2005; 67: 210–7.
10. West MW, Wang W, Patterson J, Mancias JD, Beasley JR, Hecht MH. De novo amyloid proteins from designed combinatorial libraries. Proc Natl Acad Sci U S A. 1999; 96: 11211–6.
11. Pepys MB, Hirschfield GM. C-reactive protein: a critical update. J Clin Invest. 2003; 111: 1805–12.
12. Arbustini E, Morbini P, Verga L, Concardi M, Porcu E, Pilotto A, Zorzoli I, Garini P, Anesi E, Merlini G. Light and electron microscopy immunohistochemical characterization of amyloid deposits. Amyloid [Internet]. 1997 [cited 2014 Oct 10]; 4: 157–70. Available from: http://informahealthcare.com/doi/pdf/10.3109/13506129709014380
13. Blancas-Mejía LM, Ramirez-Alvarado M. Systemic amyloidoses. Annu Rev Biochem. 2013; 82: 745–74.
14. Hazenberg BPC. Amyloidosis. Rheum Dis Clin N Am [Internet]. 2013 [cited 2014 Oct 11]; 39: 323–45. Available from: http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0889857X13000136
15. van der Hilst JCH. Recent insights into the pathogenesis of type AA amyloidosis. ScientificWorldJournal. 2011; 11: 641–50.
16. Ando Y, Coelho T, Berk JL, Cruz MW, Ericzon B-G, Ikeda S, Lewis WD, Obici L, Planté-Bordeneuve V, Rapezzi C, Said G, Salvi F. Guideline of transthyretin-related hereditary amyloidosis for clinicians. Orphanet J Rare Dis. 2013; 8: 31.
17. Grateau G. Familial Mediterranean fever: from inflammation to amyloidosis. Nephrol Dial Transplant Off Publ Eur Dial Transpl Assoc - Eur Ren Assoc. 1998; 13: 1919–20.
18. Saraiva MJM. Sporadic cases of hereditary systemic amyloidosis. N Engl J Med. 2002; 346: 1818–9.
19. BoydKing A, Sharma O, Stevenson K. Localized interstitial pulmonary amyloid: a case report and review of the literature. Curr Opin Pulm Med. 2009; 15: 517–20.
20. Monge M, Chauveau D, Cordonnier C, Noël L-H, Presne C, Makdassi R, Jauréguy M, Lecaque C, Renou M, Grünfeld J-P, Choukroun G. Localized amyloidosis of the genitourinary tract: report of 5 new cases and review of the literature. Medicine (Baltimore). 2011; 90: 212–22.
21. Westermark P. Localized AL amyloidosis: a suicidal neoplasm? Ups J Med Sci. 2012; 117: 244–50.
22. Brodsky RA. Paroxysmal Nocturnal Hemoglobinuria. Hematology Basic principles and practice. 5th ed. Philadelphia, PA, USA: Churchill LIvingstone; 2009. p. 385–94.
23. Obici L, Merlini G. AA amyloidosis: basic knowledge, unmet needs and future treatments. Swiss Med Wkly. 2012; 142: w13580.
24. Gertz MA, Merlini G, Treon SP. Amyloidosis and Waldenström’s macroglobulinemia. Hematol Educ Program Am Soc Hematol Am Soc Hematol Educ Program. 2004; : 257–82.
25. Cohen AD, Comenzo RL. Systemic light-chain amyloidosis: advances in diagnosis, prognosis, and therapy. Hematol Educ Program Am Soc Hematol Am Soc Hematol Educ Program. 2010; 2010: 287–94.
26. Corlin DB, Heegaard NHH. β(2)-microglobulin amyloidosis. Subcell Biochem. 2012; 65: 517–40.
27. Yamamoto S, Kazama JJ, Narita I, Naiki H, Gejyo F. Recent progress in understanding dialysis-related amyloidosis. Bone. 2009; 45 Suppl 1: S39-42.
28. Benson MD. The hereditary amyloidoses. Best Pract Res Clin Rheumatol. 2003; 17: 909–27.
29. Pinney JH, Whelan CJ, Petrie A, Dungu J, Banypersad SM, Sattianayagam P, Wechalekar A, Gibbs SDJ, Venner CP, Wassef N, McCarthy CA, Gilbertson JA, Rowczenio D, et al. Senile Systemic Amyloidosis: Clinical Features at Presentation and Outcome. J Am Heart Assoc [Internet]. 2013 [cited 2014 Oct 5]; 2: e000098. Available from: http://jaha.ahajournals.org/content/2/2/e000098
30. Westermark P, Bergström J, Solomon A, Murphy C, Sletten K. Transthyretin-derived senile systemic amyloidosis: clinicopathologic and structural considerations. Amyloid Int J Exp Clin Investig Off J Int Soc Amyloidosis. 2003; 10 Suppl 1: 48–54.
31. Ng B, Connors LH, Davidoff R, Skinner M, Falk RH. Senile systemic amyloidosis presenting with heart failure: a comparison with light chain-associated amyloidosis. Arch Intern Med. 2005; 165: 1425–9.
32. Baykal C, Buyukbabani N, Boztepe H, Barahmani N, Yazganoglu KD. Multiple cutaneous neuromas and macular amyloidosis associated with medullary thyroid carcinoma. J Am Acad Dermatol. 2007; 56: S33-37.
33. Tanaka A, Arita K, Lai-Cheong JE, Palisson F, Hide M, McGrath JA. New insight into mechanisms of pruritus from molecular studies on familial primary localized cutaneous amyloidosis. Br J Dermatol. 2009; 161: 1217–24.

Tabella 1 – Classificazione biochimica delle principali amiloidosi