L’esistenza di una fase preclinica in cui sono presenti marker di malattia offre la possibilità di individuare precocemente soggetti che sono nella condizione di “prediabete“.
Soggetti da sottoporre a indagini
Allo stato attuale gli studi più utili sono quelli rivolti a soggetti che, rispetto alla popolazione generale , presentano un aumentato rischio di sviluppare DM1.
Secondo le linee guida del Gruppo di Lavoro della SIEDP "Depistaggio e trattamento dello stato pre-clinico del diabete mellito tipo1 in eta` pediatrica" sono quattro le categorie dei soggetti a rischio di DM1:
a) i parenti di I grado di pazienti con DM1, in particolare le sorelle e i fratelli;
b) i giovani con iperglicemia occasionale senza familiarità per DM1, non obesi e senza farmaci iperglicemizzanti;
c) i pazienti con poliendocrinopatie autoimmuni; e seppur rari;
d) i soggetti con rosolia congenita .
Per quanto riguarda i parenti di I grado, il rischio di sviluppare il diabete è circa dieci volte più alto e tale rischio è proporzionale al grado di concordanza per il sistema HLA con il parente diabetico.
Studi di follow-up di bambini con iperglicemia occasionale hanno documentato un rischio cumulativo di sviluppare DM tipo 1 nel 2.5% nel corso di 3 anni.
Anche i pazienti con endocrinopatie autoimmuni sono aa aumentato rischio di sviluppare DM di tipo 1.
I soggetti con rosolia congenita presentano un aumentato rischio di sviluppare DM di tipo 1, che varia dallo 0.4% al 12% , in presenza di anticorpi anti-insula pancreatica ed HLA-DR3. Nonostante la vaccinazione anti-rosolia, qualche neonato può nascere con rosolia congenita. Attualmente nel Registro italiano sono inclusi 2 bambini con rosolia congenita, che devono essere attentamente seguiti.
Marker di predizione
I marker utilizzati per predire l'insorgenza del DM1 vengono suddivisi, in base al tipo di parametro valutato, in genetici, immunologici e metabolici.
A) Marker genetici
Studi condotti su famiglie e popolazioni hanno dimostrato che il DM1 ha una base poligenica , che coinvolge numerosi geni situati sia nell’ambito che al di fuori della regione HLA , per la quale è stato da tempo dimostrato un ruolo importante nella patogenesi del DM1. Alcuni alleli di classe II conferiscono ai portatori degli antigeni DR3 e/o DR4 un elevato rischio di ammalarsi. Inoltre è stata evidenziata l’importanza anche della regione DQ. L'assenza dell'acido aspartico in posizione 57 della catena b del DQ e la presenza dell'arginina in posizione 52 della catena a del DQ sono importanti per conferire la suscettibilità a DM1. La presenza contemporanea in cis o trans di alleli DQA Arg 52/DQB non Asp 57 è considerata strettamente associata al DM1. Si è poi dimostrato che è l'aplotipo, o una specifica combinazione allelica, più che la presenza o l'assenza di un residuo sulla molecola HLA a conferire suscettibilità alla malattia o protezione da questa . Il più alto rischio di sviluppare DM1 è stato associato con l’eterozigosi DR3/DR4, soprattutto se in combinazione con DQA1*0501-DQB1*0201/DQA1*0301-DQB1*0302.
Studi di predizione condotti in parenti di I grado di pazienti con DM1 hanno dimostrato l’esistenza di alcuni aplotipi, quali ad esempio il DQB1*0602, che determinano invece una resistenza alla comparsa del diabete stesso.
Accanto al ruolo dei loci DRB1,DQA1e DQB1 del complesso HLA e del minisatellite localizzato nella regione 5’ del gene dell’insulina, è emersa l’esistenza di altri 12 loci che conferiscono suscettibilità o resistenza allo sviluppo del diabete. I loci dei quali possiamo considerare provato il coinvolgimento sono: IDDM1 (regione HLA,6q21), IDDM2 (gene dell’insulina 11p15), IDDM4 (11q13), IDDM5 (6q25), IDDM8 (6q27), IDDM12 (2q33).
Per gli altri loci sono in corso studi di conferma.
Nonostante i recenti progressi nell’identificazione dei marker genetici ,questi non possono essere utilizzati da soli nella predizione di DM1, in quanto hanno un basso valore predittivo.
B) Marker immunologici
Negli studi di predizione del DM1 sono largamente utilizzati gli indicatori o marker immunologici, evidenziabili anche diversi anni prima dell'esordio clinico del diabete.In particolare vengono ricercati gli autoanticorpi diretti contro antigeni insulari. Nel 1983 ,nove anni dopo la scoperta degli ICA (1974), è stata identificata l’insulina, quale prima molecola autoantigenica. Successivamente è stato dimostrato che gli ICA rappresentano una classe eterogenea di immunoglobuline, dirette contro determinanti antigenici diversi. Al momento attuale almeno 3 diverse molecole sono state dimostrate ,quali antigeni bersaglio degli ICA : l’enzima glutammico decarbossilasi,GAD (identificato nel 1990), la tirosin-fosfatasi insulare IA-2 (identificata nel 1994 ) e il ganglioside GM2-1 (identificato nel 1995).
La specificità e la sensibilità nei confronti del diabete di tipo 1 raggiungono il 99% nel caso di positività per almeno due autoanticorpi tra IAA, anti-GAD65 e anti-IA-2,suggerendo l’accuratezza raggiunta nella predizione della malattia ( almeno nei parenti di I grado di pazienti con DM1) attraverso l’utilizzo del marker autoanticorpale.
Gli autoanticorpi anti-isola pancreatica (ICA) rappresentano il miglior marker singolo di diabete.Il rischio di DM1 dopo 10 anni di follow-up dipende dal titolo degli ICA: se ICA >10 JDF 41%, ICA >80 JDF 80%. Inoltre il rischio è superiore (circa 4 volte) nei bambini con età inferiore a 10 anni.
Gli autoanticorpi anti-insulina ( IAA),per i quali solo le metodiche RIA riescono a combinare un’adeguata sensibilità e specificità diagnostica, sono inversamente correlati con l’età, sono associati ad HLA- DR4, alla risposta insulinemica all’IVGTT e sono utili come marker aggiuntivo di rischio.
Gli autoanticorpi anti-GAD (GADA) sono presenti nell’8-9% dei familiari di I grado, sono associati all’ HLA-DR3 e sono correlati con l’età del bambino.
Gli autoanticorpi IA-2 (IA-2A) sono presenti nel 2-3% dei familiari soprattutto nei primi anni di vita e si associano all’HLA-DR4 .Sono riconosciuti come marker di rapida progressione del prediabete, con rischio nei soggetti positivi del 75% a 5 anni.
Gli anticorpi anti-GM2-1 sono presenti nei familiari di I grado e sono fortemente associati alla futura comparsa di DM1.
La determinazione contemporanea di più autoanticorpi fornisce la possibilità di ottenere una buona specificità senza perdere in sensibilità e di definire il rischio di DM1 . Se sono presenti più di 3 autoanticorpi tra quelli sopra elencati il rischio a 10 anni di sviluppare DM1 è dell'86% .Poichè la comparsa degli autoanticorpi contro i diversi antigeni avviene in modo sequenziale piuttosto che simultaneo,una accurata valutazione di rischio di diabete basata sulla presenza di più autoanticorpi rchiederà un lungo follow-up dopo la prima evidenza di autoimmunità anti-insula .
Attualmente la tendenza è quella di sostituire la determinazione degli ICA nello screening del prediabete con quella dei GADA e degli IA-2A o IAA, ottenendo una buona specificità e sensibilità. La combinazione di IA-2A e/o GADA identifica il 95.5% dei pazienti neodiagnosticati, dimostrando che il test combinato GADA/IA-2A è molto utile per lo screening dei soggetti a rischio di DM1. GADA e IA2 sono determinati su sangue intero ed anche su sangue capillare, il che permette di eseguire screening su vasta scala.
C) Marker metabolici
Il test più usato per valutare la funzione ß-cellulare nella predizione di DM1 è quello della risposta precoce insulinemica al carico endovena di glucosio (IVGTT). Si calcola la First Phase Insulin Response (FPIR), data dalla somma dei valori di insulinemia al tempo +1 e +3 minuti dalla fine dell'infusione endovenosa di glucosio. Viene considerata patologica una FPIR che sia inferiore al 1° percentile di normalità. Il Gruppo di Lavoro "Depistaggio e trattamento dello stato pre-clinico del diabete mellito tipo 1" della SIEDP ha creato gli standard di normalità della FPIR per l'età pediatrica , suddivisi per stadio puberale.
E' stata costruita una life table analysis in base alla risposta insulinemica all'IVGTT nei parenti di I grado con ICA positivi: se la risposta è inferiore al 1° percentile aumenta il rischio di DM1 (entro 4 anni circa).
Predizione e prevenzione del diabete di Tipo 1
Al momento attuale sembra che sia possibile predire il DM1 solo in una categoria di soggetti : i parenti di I grado dei pazienti con DM1. In questi soggetti infatti la positività per 2 o 3 autoanticorpi antigene-specifici conferisce un rischio di malattia assai elevato ( oltre 40% in 5 anni), rischio che giustifica l’inclusione di questi pazienti in studi di prevenzione del DM1.
Ma solo il 10% dei soggetti che manifestano DM1 presentano familiarità per la condizione,il 90% dei pazienti sono casi sporadici. Sono pertanto iniziati studi di predizione del DM1 nella popolazione generale , grazie anche alla identificazione a livello molecolare degli antigeni bersaglio della risposta immune, identificazione che ha permesso di determinare gli autoanticorpi corrispondenti in modo semplice, riproducibile e sensibile. Di notevole interesse sono soprattutto gli studi condotti nelle popolazioni con alta incidenza del DM1 quali Finlandia e Sardegna. Sono inoltre in corso studi in grandi coorti di neonati in USA, in Finlandia e in Italia.
Abbiamo prima ricordato i mezzi per predire il diabete di Tipo 1 e abbiamo indicato le categorie dei soggetti a maggior rischio di svilupparlo; ma come prevenire il diabete? E' questo uno degli obiettivi principali della ricerca nel campo diabetologico. A tale scopo sono nate iniziative a livello internazionale e nazionale, con il compito di coordinare interventi sia di predizione che di prevenzione del DM1.
La prevenzione primaria, il cui obiettivo è bloccare i fattori eziologici associati al DM1, è attualmente di difficile applicazione in quanto non si conoscono gli agenti eziologici coinvolti nel processo autoimmune. Tuttavia uno studio di prevenzione primaria è stato iniziato in Finlandia, denominato TRIGR (Trial to Reduce IDDM in Infants at Genetic Risk). Vengono eliminate dalla dieta alcune proteine del latte vaccino, considerate fattori scatenati la risposta autoimmune contro le beta cellule.
La prevenzione secondaria è invece un intervento volto a interrompere o ridurre il processo autoimmune che ormai si è instaurato. Viene attuato in soggetti con marker immunologici-metabolici positivi ,considerati ad alto rischio di sviluppare DM1. Sono stati intrapresi e sono tuttora in corso due approcci di prevenzione secondaria: uno con nicotinamide e l’altro con insulina
Per quanto riguarda la nicotinamide, nel 1993 sono iniziati due trial clinici: uno, denominato ENDIT (European Nicotinamide Diabetes Intervention Trial),condotto in Europa e in Canada, l’altro denominato DENIS (Deutsche Nikotinamid Interventions-Studie), condotto in Germania. E’ previsto un follow-up di 5 anni nei soggetti trattati che saranno confrontati con soggetti che ricevono placebo.
Quanto alla terapia preventiva con insulina, in Europa nel 1994 è iniziato il trial denominato EPP-SCIT (European Pediatric Prediabetes Subcutaneous Insulin Trial ); questo protocollo, randomizzato in doppio cieco, utilizza insulina ad azione intermedia o placebo, entrambi per via sottocutanea. In America (USA) è stato iniziato il trial denominato DPT-1 ( Diabetes Prevention Trial-1l ), che utilizza insulina per via parenterale nei soggetti ad alto rischio di sviluppare DM1 ( trial iniziato nel 1994), e insulina per via orale nei soggetti a rischio moderato (trial iniziato nel 1996 ).
Inoltre in Italia è attualmente in corso un protocollo d’intervento secondario basato sulla dieta priva di glutine, per ridurre il rischio di progressione verso il diabete nei familiari di I grado.
Maturity-Onset Diabets of the Young (MODY)
Solo il 10-15% dei nuovi esordi di DM1 si verifica nei familiari di pazienti con DM1; infatti i casi sporadici costituiscono la maggioranza dei pazienti con DM1. Pertanto altri soggetti devono essere considerati, in particolare i giovani che presentano iperglicemia occasionale. Nel corso del follow-up di 3 anni dei soggetti con iperglicemia occasionale sottoposti ad indagini nell'ambito del Registro nazionale della SIEDP è stato osservato un rischio cumulativo nel 2.5%. E’ da segnalare inoltre che tra i soggetti con iperglicemia occasionale sono stati anche identificati, in base all’anamnesi familiare positiva per diabete mellito di tipo 2 ad ereditarietà autosomica dominante e all’assenza di anticorpi anti-b cellula pancreatica e di marcatori genetici per DM1, soggetti affetti da MODY (Maturity-onset diabetes of the young) con una prevalenza del 27.6%. Questa osservazione sottolinea l’importanza di sottoporre ad accertamenti tutti i soggetti con iperglicemia occasionale e familiarità per diabete di tipo 2 (DM2), al fine di porre una diagnosi precoce di MODY. Le “iperglicemie occasionali” oltre ad essere espressione precoce di DM1, destinato ad esordire come chetoacidosi; possono quindi essere espressione di diabete non autoimmune, ad elevata familiarità, definito diabete mellito tipo adulto ad esordio giovanile ( MODY).
Mentre DM1 e DM2 sono forme poligeniche, il MODY è un disordine monogenico, trasmesso con ereditarietà autosomica dominante con elevata penetranza, la cui patogenesi consiste nella presenza di una mutazione o delezione a carico di geni coinvolti nella secrezione di insulina.
Il MODY, che non è associato all’HLA né all’autoimmunità, è caratterizzato da esordio in giovane età, <25 anni (infanzia, adolescenza, e giovane adulto) e da difetti di secrezione dell’insulina. La variabilità del fenotipo nei soggetti con MODY ha fatto pensare che il disordine fosse geneticamente eterogeneo. Si è dovuto attendere i primi anni ’90, quando è stato scoperto che nei pazienti con MODY sono presenti mutazioni geniche. Sono attualmente conosciute 5 forme, ciascuna caratterizzata dalla mutazione di un gene differente su differenti cromosomi (Tabella 1):
