Patologie ereditarie dei leucociti nel cane e nel gatto

I fagociti (neutrofili e macrofagi) sono coinvolti nella risposta immunitaria innata che costituisce la prima difesa verso batteri e patogeni aspecifici. I macrofagi orchestrano anche la risposta specifica presentando gli antigeni fagocitati ai linfociti T helper (CD4_⁺). Questi ultimi sono gli effettori della risposta immunitaria specifica in quanto possono attivare le risposte cellulo-mediate (Th1) producendo citochine che attivano linfociti citotossici (CD8_⁺), natural killer (NK) e macrofagi, oppure quelle umorali (Th2) producendo citochine che attivano i linfociti B che si trasformano in plasmacelllule produttrici di anticorpi (IgG, IgA, IgM o IgE). La risposta Th1 è importante nella distruzione di cellule tumorali o infette da patogeni intracellulari (es: protozoi), mentre quella Th2 è coinvolta nelle difese contro virus e patogeni di minori dimensioni, che dopo legame con gli anticorpi attivano il complemento o le cellule responsabili della citotossicità anticorpo-dipendente.

Le diverse popolazioni leucocitarie possono essere colpite da malattie ereditarie con effetti diversi a seconda della linea cellulare colpita. In termini generali, l’ipofunzionalità dei fagociti esita in una maggiore esposizione a patogeni aspecifici, quella dei linfociti T helper o B in malattie virali quella di linfociti T helper, citotossici o NK in malattie da patogeni intracellulari.

ALTERAZIONI DELLE CELLULE MIELOIDI

Anomalie ereditarie della fagocitosi
Gli animali domestici possono essere colpiti da anomalie ereditarie del processo fagocitario il quale si compone di 4 fasi: aderenza, chemiotassi, ingestione (fagocitosi propriamente detta) e digestione. Alcune malattie inducono alterazioni specifiche di una o più fasi di questo processo. Le patologie primarie della fagocitosi più comuni sono:

Leukocyte Adhesion Deficiency (LAD): è caratterizzata da minore aderenza dei leucociti (soprattutto neutrofili) all’endotelio. Ne deriva che i leucociti non riescono ad uscire dai vasi e a giungere nel sito di flogosi. Gli animali colpiti presentano infezioni ricorrenti localizzate (es: gengiviti, stomatiti, polmoniti, enteriti, mastiti, metriti) o sistemiche (setticemia), che rispondono agli antibiotici ma non guariscono spontaneamente. Negli stessi animali l’esame emocromocitometrico rileva una grave leucocitosi neutrofila poiché la continua presenza di patogeni stimola l’immissione in circolo di neutrofili che poi non riescono a extravasare.

Esistono almeno due forme di LAD. La LAD-1, più diffusa negli animali, è una malattia autosomica recessiva in cui, a causa di una mutazione, l’integrina CD18 che, una volta unita all’altra integrina CD11 permette ai neutrofili di aderire all’endotelio, non è presente o non riesce a legarsi al CD11. La LAD-2 è invece dovuta ad una diminuita espressione delle selectine (coinvolte nella fase di rolling precedente all’adesione) e/o dei loro ligandi (es: Sialil-Lewis X).

La forma bovina (Bovine Leukocyte Adhesion Deficiency o BLAD), dovuta a una sostituzione aminoacidica (glicina invece di acido aspartico in posizione 128) nel CD18 è associata a diminuita espressione anche di selectine e presenta la caratteristica che pur in carenza di CD18 ineutrofili riescono a raggiungere i focolai di infezione polmonari.

La forma canina (Canine Leukocyte Adhesion Deficiency o CLAD) segnalata nel Setter irlandese è dovuta a una sostituzione aminoacidica (serina invece che cisteina in posizione 36), cui consegue una diminuita espressione del CD18. Già da neonati i cuccioli sviluppano infezioni spesso letali e/o muoiono nei primi mesi di vita.

Il sospetto diagnostico nasce dal segnalamento e dal riscontro  di leucocitosi persistente in presenza di processi infiammatori altrettanto persistenti. La conferma diagnostica viene dal riscontro dell’anomalia genetica attraverso test molecolari messi a punto in laboratori specializzati. Non esiste terapia specifica anche se sperimentalmente sono stati tentati sia terapie geniche che trapianti di midollo, soprattutto per ricavare informazioni comparative sul trattamento della corrispondente malattia dell’uomo. In assenza di terapie specifiche devono essere effettuati trattamenti sintomatici in caso di malattie infettive (antibiotici, terapie di supporto). La possibilità di identificare i portatori attraverso i test genetici sopra citati può permettere il controllo della patologia escludendo i portatori dalla riproduzione.

Malattia granulomatosa cronica (Chronic Granulomatous Disease o CGD): malattia umana di cui si pensa esista una forma omologa in alcune razze di cani (es: Doberman). E’ caratterizzata da una serie di mutazioni dei geni che codificano per la NADPH-ossidasi, enzima che attiva la cascata di eventi ossidativi che portano alla digestione O₂-dipendente dei patogeni (respiratory burst). Gli animali colpiti soffrono di infezioni ricorrenti che vanno trattate sintomaticamente.

Carenza di mieloperossidasi (MPO): è un’alterazione genetica comune dell’uomo, anche se poco sintomatica perché i neutrofili, seppure meno efficienti, riescono a digerire i patogeni ingeriti. Segnalazioni sporadiche di forme simili alla carenza di MPO umana sono riportate in cani che mostravano infezioni diffuse e ricorrenti (es: Collie grigi con ematopoiesi ciclica, Weimaraner).

Ematopoiesi ciclica del Collie grigio: malattia autosomica recessiva di Collie o Border collie con diluizione del colore dl mantello che manifestano ciclicamente forme infiammatorie da batteri opportunisti associate a neutropenia, in minor misura a linfopenia, e a coagulopatie da alterazione della fase piastrinica dell’emostasi. Solitamente i cuccioli colpiti muoiono nel primo anno di vita. L’anomalia genetica risiede in una mutazione della proteina AP3, che ha funzione di trasporto delle proteine dall’apparato di Golgi ai lisosomi. La trascrizione si arresta e la proteina non viene sintetizzata. Dato che AP3 è coinvolta nel trasporto dell’elastasi, che si accumula nelle membrane e ogni 11-14 giorni induce arresto dell’emopoiesi. Dopo 2-3 giorni la neutropoiesi riprende e si può avere neutrofilia. La diagnosi si basa su segnalamento, anamnesi ed eventualmente sul riscontro di bassi livelli di mieloperossidasi, altra proteina spesso carente in questi pazienti. Nelle fasi di neutropenia si può somministrare GM-CSF per normalizzare più rapidamente le conte neutrofiliche.

Sindrome di Chédiak – Higashi: è una sindrome autosomica recessive riportata in alcune razze bovine e nei gatti persiani, dovuta a una disfunzione microtubulare, che determina alterazioni della motilità e della chemiotassi dei neutrofili e un’anomala fusione di fagosomi e lisosomi cui consegue la presenza di granuli di dimensioni maggiori del normale, identificabili con le normali colorazioni di routine. L'anomala fusione dei granuli porta anche ad accumulo di vacuoli all’interno di molti sistemi epiteliali (es: rene), ad anomala degranulazione piastrinica con conseguenti coagulopatie, nonché ad una “decolorazione” della pigmentazione per anomala distribuzione dei granuli di melanina. I soggetti colpiti sono quindi più esposti a malattie infettive. E’ quindi opportuno cercare di prevenire eventi infettivi o emorragici e/o intervenire precocemente con trattamenti sintomatici.

Anomalie morfologiche di granulociti e monociti
Alcune malattie ereditarie inducono alterazioni citoplasmatiche o nucleari dei leucociti non associate a patologie della fagocitosi, anche se spesso l’anomalia dei leucociti è solo una parte di malattie più complesse che interessano altri sistemi dell’organismo. Esistono poi malattie in cui i leucociti morfologicamente animali sono anche poco funzionali (es: sindrome di Chediak-Higashi).

Anomalia di Pelger Huet: è una malattia ereditaria che colpisce diverse specie animali e diverse razze di cani (Pastori australiani, Dobermann) nella quale i nuclei dei granulociti non maturano, restano iposegmentati ma hanno una normale condensazione della cromatina e, nel cane sono perfettamente funzionanti. Il riscontro di neutrofili o eosinofili iposegmentati (Fig. 1) è incidentale e non va interpretato come spostamento a sinistra della formula leucocitaria, solitamente rilevabile in cani con sintomi di malattie infiammatorie e/o con leucocitosi. La forma acquisita (pseudo Pelger-Huet) è associata a mielodisplasia. Nei rari casi segnalati nel gatto questa forma è invece associata ad anomalie funzionali dei neutrofili ed alterazioni scheletriche. Nell’uomo la mutazione riguarda il gene che codifica per la lamina, proteina coinvolta nella segmentazione nucleare.

Granulazioni anomale nei neutrofili di gatti Birmani: condizione autosomica recessiva nella quale i neutrofili e i loro precursori contengono fini granulazioni eosinofile. Nonostante questa pigmentazione i neutrofili sembrano funzionare normalmente e i gatti affetti sono asintomatici.

Eosinofili grigi del cane Greyhound: eosinofili con granuli privi della normale affinità tintoriale (Fig. 2) sono stati segnalati nei Greyhound e, recentemente, in altre razze appartenenti al gruppo dei Levrieri. In tutte queste razze fio al 40% degli individui può presentare eosinofili “grigi”, mentre il loro riscontro in altre razze è del tutto occasionale. Tutti gli eosinofili dei soggetti colpiti appaiono non colorati. I costituenti dei granuli non sembrano però essere anomali tanto che i granuli che si liberano dopo rottura artefattuale delle cellule si colorano normalmente. Sembra che il difetto consista quindi nell’incapacità di legare i normali coloranti, forse per un diverso pH citoplasmatico. I soggetti colpiti non presentano anomalie funzionali degli eosinofili.

Mucopolisaccaridosi: sono malattie dovute a difetti enzimatici nel catabolismo dei glicosaminoglicani (GAG) che compongono i mucopolisaccaridi per cui questi ultimi non possono essere degradati e si accumulano nelle cellule che li contengono. Sebbene si possano accumulare granuli più o meno in tutti i tessuti, le alterazioni maggiori si rilevano nei neutrofili e nelle cellule cartilaginee. In entrambi questi tipi cellulari si riscontrano quindi granuli di grosse dimensioni e intensamente colorati che non vanno confusi con corpi di Dohle o segni di tossicità neutrofilica. A seconda dei mucopolisaccaridi che si accumulano si riconoscono almeno 7 forme di mucopolisaccaridosi (Tabella 1). La funzionalità dei neutrofili sembra non essere compromessa, e i sintomi maggiori sono quindi legati alle anomalie di crescita associate ai disturbi osteocartilaginei. Alcune forme di mucoplisaccaridosi sono diagnosticabili determinando il contenuto e/o il tipo di GAG nelle urine presso laboratori specializzati.

Tabella 1. Principali forme di mucopolisaccaridosi descritte negli animali domestici

Malattie da accumulo lisosomiale nei monociti: la carenza di enzimi coinvolti nel metabolismo cellulare può portare ad accumulo di substrati nei lisosomi dei monociti. In funzione del substrato che si accumula si riconoscono diverse patologie (Tabella 2). Nella gran parte dei casi tali anomalie non inducono disfunzioni dei monociti, anche se possono riscontrarsi citopenie potenzialmente immunodepressanti. Le patologie in oggetto sono però caratterizzate da accumulo di substrati anche in altri sistemi cellulari, e in particolar modo nei neuroni e le malattie sono quindi associate a sintomi neurologici spesso incompatibili con la vita.

Tabella 2. Principali forme di malattie da accumulo lisosomiale a carico dei monociti/macrofagi descritte negli animali domestici

ALTERAZIONI DEI LINFOCITI
Anomalie dei linfociti B
I disturbi funzionali dei linfociti B che portano ad incapacità di produrre anticorpi sono più spesso acquisiti (es: mancata o ritardata colostratura). Sono però segnalate anche forme ereditarie, come:

Agammaglobulinemia: riportata in cavalli maschi (probabile ereditarietà legata al sesso, come accade nell’uomo, dove dipende dall’assenza di una tirosinochinasi importante per lo sviluppo dei linfociti B), ma non nel cane, dove però esistono forme di ipogammaglobulinemia transitoria, autolimitanti, caratterizzate da ridotta produzione di IgG e IgA, che torna alla norma nel giro di 5-6 mesi. I segni clinici di queste forme compaiono dopo che diminuisce l’immunità passiva materna (tra le 8 e le 25 settimane), quando si sviluppano infezioni ricorrenti, linfopenia (in particolare a carico dei linfociti B) e livelli bassi o assenti di IgA, IgG, e/o IgM nel sangue. La terapia è basata su trattamenti antibiotici quando si sviluppano malattie infettive. Una forma particolare di ipogammaglobulinemia (IgM e IgA, più raramente anche di IgM) si osserva negli Shar Pei, nei quali però la patogenesi è probabilmente più complessa in quanto la patologia compare in età avanzata, coinvolge anche deficit di funzionalità dei linfociti T ed è clinicamente caratterizzata, oltre che da febbri ed infezioni ricorrenti, dalla comparsa di tumori intestinali.

Carenza di IgA: associata a maggiore suscettibilità a malattie infettive, soprattutto per maggiore permeabilità mucosale ai patogeni. Nell’uomo è particolarmente frequente e può essere totale o parziale e, in alcuni casi, può essere transitoria e scomparire nell’adulto. Nel cane è stata descritta nel Beagle e nello Shar Pei ed è poi stata riscontrata in molte altre razze (Pastori tedeschi, Cocker, Doberman, Schnauzer e altre razze in cui si verifica però sporadicamente). Anche nel cane, dove il tipo di ereditarietà non è stato identificato, sono presenti forme a diversa gravità con possibile ritorno a valori di IgA normali nel giro di 12-18 mesi. Nelle carenze totali si riscontrano patologie respiratorie ricorrenti peraltro non particolarmente gravi o dermatiti stafilococciche. La diagnosi si basa sulla quantificazione delle IgA sieriche, limitata ad alcuni laboratori specializzati, tenendo presente che i cuccioli hanno comunque valori di IgA inferiori a quelli degli adulti. La terapia si basa sul trattamento sintomatico delle malattie infettive eventualmente presenti.

Carenza di IgM: segnalata nell’uomo e nel cavallo dove è responsabile di malattie infettive a varia localizzazione, solitamente batteriche, progressive e fatali. E’ riportata solo sporadicamente nel cane, in assenza di altre alterazioni di laboratorio (es: le conte linfocitarie sono normali). Non esistono terapie se non quelle rivolte alle malattie infettive che si sviluppano negli animali colpiti.

Anomalie dei linfociti T
Ipotricosi ed aplasia timica del gatto Birmano: è una malattia autosomica recessiva caratterizzata da nascita di gattini privi di pelo e di timo, che vengono a morte in pochi giorni. La anomalia genetica non è stata identificata anche se si suppone sia la stessa dei topi nudi atimici.

Immunodeficienza associata a carenza dell’ormone della crescita (GH): è una condizione segnalata nel Weimaraner. I sintomi compaiono a 6-7 settimane di vita e sono rappresentati da scadimento delle condizioni generali e da arresto della crescita, associati a infezioni persistenti dovute a minore attività dei linfociti T. La concentrazione di immunoglobuline è invece normale. La somministrazione di GH migliora sia la crescita che l’aumento di volume e funzionalità del timo.

Acrodermatite dei Bull terrier: è una forma di ipofunzionalità del linfociti T secondaria però a una anomalia genetica autosomica recessiva che riguarda il metabolismo dello zinco. Gli animali colpiti sviluppano soprattutto malattie cutanee (piodermiti, acrodermatite), intestinali e respiratorie, oltre che crescita stentata. L’esame degli organi linfoidi evidenzia ipoplasia di tutte le aree T-dipendenti (soprattutto timiche). Nonostante la patogenesi risieda in una carenza di zinco, la somministrazione di zinco non porta a miglioramenti clinici e gli animali colpiti vengono rapidamente a morte.

Immunodeficienza combinata (severe combined immunodeficiency o SCID): questo termine in realtà include diverse patologie a diversa patogenesi ma tutte caratterizzate da depressione dell’immunità sia umorale che  cellulo-mediata. Di conseguenza, gli individui colpiti sono incapaci di sviluppare risposte immunitarie e non appena cala l’immunità passiva materna manifestano sintomi dovuti a infezioni ricorrenti e a forme croniche e progressive. In veterinaria si conoscono le seguenti forme:

SCID del cavallo arabo, forma autosomica recessiva caratterizzata da grave linfopenia e ipoplasia degli organi linfoidi. E dovuta a una mutazione del gene che codifica per una protein-chinasi DNA dipendente coinvolta nel riarrangiamento dei recettori dei linfociti T (TCR) e B (BCR) mentre i natural killer (NK) sono normali. La mancanza dell’enzima non permette il riarrangiamento, per cui i linfociti maturi non potrebbero riconoscere gli antigeni. I loro precursori vengono quindi eliminati prima di maturare. Scomparsa l’immunità colostrale i puledri sviluppano forme respiratorie mucopurulente ingravescenti che li portano a morte nei primi 5 mesi di vita. Alla necroscopia si rilevano infezioni miste (Adenovirus, Rhodococcus equi, criptosporidi) in diversi organi. La diagnosi si basa sul riscontro di grave linfopenia e carenza di IgM nonché sui rilievi autoptici. E’ anche disponibile un test genetico che identifica non solo gli animali affetti ma anche i portatori. Dato che non esiste terapia efficace è infatti indispensabile programmare piani di prevenzione basati sull’esclusione dalla riproduzione dei portatori utilizzando i test genetici sopra citati. Una forma a patogenesi simile è stata segnalata anche nel cane, in una famiglia di Jack Russell terrier.

Fell pony syndrome, malattia letale ad ereditarietà non ben chiarita che si manifesta con lo sviluppo di infezioni multiple croniche e  scadimento delle condizioni generali associati ad anemie e grave linfopenia e a gravi lesioni infiammatorie necrotizzanti in vari organi. I puledri colpiti hanno bassi livelli di IgM e IgA e riduzione dei linfociti B nel sangue e nei tessuti,

SCID legata al sesso (X linked SCID o XSCID): è la forma più grave, caratterizzata da diminuzione dei linfociti T e NK circolanti e da disturbi funzionali dei linfociti B. E’ stata identificata nei Basset Hound, e poi nei Cardigan Welsh Corgi, da cui è poi stata eradicata eliminando dalla riproduzione le portatrici. Il difetto genetico risiede in una mutazione, diversa nelle due razze, nella catena gamma del recettore per l’interleuchina 2 (IL-2R), catena presente anche nel recettore per altre citochine, che a seguito della mutazione risulta non funzionale, per cui i linfociti non risentono dello stimolo mitogenico indotto dall’IL-2.

I cuccioli colpiti presentano ipoplasia timica e maggiore suscettibilità a infezioni virali e batteriche (cistiti, piodermiti, otiti, infezioni gastrointestinali multiple) che ne condizionano la crescita e ne provocano la morte in giovane età. Studi sperimentali hanno evidenziato che il trapianto di midollo e la terapia genica simile a quella usata nell’uomo possono essere efficaci anche nel cane.

Bibliografia

1. Feldman B.F., Zinkl J.G., Jain N.C.: Schalm’s Veterinary Hematology, 5a edizione. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, 2000.
2. Weiss D.J., Wardrop K.J.: Schalm’s Veterinary Hematology, 6a edizione. Philadelphia: Wiley Blackwell, 2010
3. Paltrinieri S., Bertazzolo W., Giordano A. Patologia Clinica del Cane e del gatto. Approccio pratico alla diagnostica di laboratorio. ISBN: 978-88-2143-159-3. Elsevier Masson, 2010.
4. Colgan S.P., Gasper P.W., Thrall M.A., Boone T.C., Blancquaert A.M., Bruyninckx W.J. Neutrophil function in normal and Chediak - Higashi syndrome cats following administration of recombinant canine granulocyte colony - stimulating factor. Exp Hematol 20:1229:1234, 1992
5. Couto C.G., Krakowka S., Johnson G., Ciekot P., Hill R., Lafrado L., Kociba G. In vitro immunologic features of Weimaraner dogs with neutrophil abnormalities and recurrent infections. Vet Immunol Immunopathol 23:103:112, 1989
6. Horwitz M., Benson K.F., Duan Z., Li F.Q., Person R.E. Hereditary neutropenia: dogs explain human neutrophil elastase mutations. Trends Mol Med 10;163:170, 2004
7. Felsburg P.J., Somberg R.L., Perryman L.E. Domestic animal models of severe combined immunodeficiency: canine X - linked severe combined immunodeficiency and severe combined immunodeficiency in horse . Immunodefic Rev 3;277:303, 1992
8. Jones R.F., Paris R. The Greyhound eosinophil. J Small Anim Pract.4:29:33, 1963
9. Iazbik M.C., Couto C.G. Morphologic characterization of specific granules in Greyhound eosinophils. Vet Clin Pathol. 34:140:143, 2005
10. Giori L., Gironi S,. Scarpa P., Gualtieri M., Paltrinieri S. Grey eosinophils in sighthounds: prevalence in three hound breeds and comparison of eosinophil counts determined manually and with two different hematology analyzers. Vet Clin Pathol, 2011, in press