Si definisce ipercolesterolemia un'alterazione del metabolismo lipidico che porta ad un incremento dei livelli di colesterolo circolante; in special luogo del colesterolo LDL.L'ipercolesterolemia può essere suddivisa in una forma primitiva e in una forma secondaria.L'ipercolesterolemia primitiva può essere di tipo monogenico quando legata ad una mutazione all'interno di specifici geni implicati nel trasporto del colesterolo e dunque nella regolazione dei suoi livelli plasmatici oppure di tipo poligenico quando dovuta alla compresenza di molteplici polimorfismi presenti nel genoma di un soggetto che possono portare da soli o in associazione ad una dieta ipercalorica ricca di acidi grassi saturi ad aumentati livelli di colesterolo circolante.Le forme secondarie di ipercolesterolemia sono invece conseguenti ad altre condizioni patologiche presenti nel soggetto quali diabete mellito o ipotiroidismo.La presenza di elevati livelli di colesterolo LDL plasmatico rappresentano uno dei principali fattori eziologici dell'aterosclerosi e del conseguente aumento del rischio cardiovascolare. 41 Secondo un rapporto della WHO (World Health Organization) un terzo delle malattie cardiache ischemiche nel mondo sono imputabili ad elevati livelli di colesterolo. In generale si stima che un elevato livello di colesterolo nel sangue sia la causa di 2,6 milioni di morti nel mondo e della perdita di 29,7 milioni di anni di vita attesa corretta per disabilità (DALYS).Lo stesso rapporto evidenzia come nel 2008 la prevalenza mondiale dell'ipercolesterolemia (definita come un valore di colesterolo plasmatico superiore a 193 mg/dL) fosse del 39% (leggermente maggiore nelle donne 40% rispetto agli uomini 37%).Viene inoltre evidenziato come a livello mondiale il valore medio di colesterolo è variato solo leggermente nel periodo compreso tra il 1980 e il 2008 con una riduzione minore di 3,9 mg/dL per decade sia negli uomini che nelle donne.La distribuzione dell'ipercolesterolemia risulta ineguale tra i soggetti provenienti dalle regioni del mondo contraddistinte da un maggior reddito e quelli provenienti dalle regioni con redditi minori. I primi (Europa ed Americhe) presentano prevalenze di ipercolesterolemia negli adulti superiori al 50% che risultano essere doppie rispetto a quelle presenti nei secondi (Africa e Sud-Est Asiatico). 42 Ipercolesterolemia familiare (monogenica)L'ipercolesterolemia monogenica, definita anche come ipercolesterolemia familiare (FH), è una forma di ipercolesterolemia primitiva derivante dalla mutazione di specifici geni codificanti per proteine coinvolte nel metabolismo del colesterolo.L'ipercolesterolemia familiare è una patologia che colpisce gli esseri umani da secoli e ha inavvertitamente lasciato tracce di sé anche nell'arte dove ad un attento esame di dipinti quali "la Gioconda" dipinta da Leonardo da Vinci 43 o ne "il ritratto di un'anziana signora" di Frans Hals 44 è possibile riscontrare ciò che è stato interpretato come uno xantelasma nel primo caso e un xantoma tendineo della mano nel secondo; tipici segni fisici della patologia.L'FH è una malattia genetica con trasmissione mendeliana che nella maggior parte dei casi avviene per via autosomica dominante e più raramente per via autosomica recessiva.Le forme di ipercolesterolemia familiare legate ad una trasmissione autosomica dominante vengono definite Autosomical Dominant Hypercholesterolemia (ADH) e vengono suddivise in base alla mutazione che ne è la causa in ADH1, se legate a mutazioni di LDLR, ADH2 se legate a mutazioni di APOB e ADH3 se legate a mutazioni gain-of-function di PCSK9. 45 Nelle forme con trasmissione autosomica dominante si possono riscontrare due forme della malattia: una forma eterozigote (HeFH) legata alla presenza di un solo allele mutato e una forma omozigote (HoFH) derivante dalla presenza della solita mutazione in entrambi gli alleli. Di queste la seconda forma è caratterizzata da livelli estremamente più elevati di colesterolo LDL (generalmente superiori a 500mg/dL ma che possono raggiungere anche 1000mg/dL), un esordio che avviene già in età pediatrica e un rischio cardiovascolare estremamente più elevato. 6 In un ristretto numero di casi l'ipercolesterolemia può essere sostenuta da altri rari genotipi dovuti a eterozigoti composti, quindi con differenti mutazioni in ognuno degli alleli, oppure doppi eterozigoti, con la presenza contemporanea di due mutazioni in due geni differenti.Questi rari genotipi sono generalmente associati a fenotipi di ipercolesterolemia intermedi tra la forma eterozigote (HeFH) e la forma omozigote (HoFH). 46 Epidemiologia L'ipercolesterolemia familiare è una delle malattie metaboliche ereditarie più comuni al mondo e colpisce soggetti appartenenti a tutti i gruppi etnici.Nella forma eterozigote è una condizione relativamente comune alla quale è stata a lungo attribuita una prevalenza stimata di 1/500 abitanti (0,2% della popolazione).La forma omozigote è invece una condizione patologica rara che è sempre stata considerata presentare una prevalenza di malati pari a 1/1.000.000 abitanti.Tali prevalenze erano però ottenute per estrapolazione attraverso l'equazione di Hardy-Weinberg da campioni limitati di pazienti e specifici sottogruppi della popolazione generale e quindi di limitata precisione. 47 Negli ultimi decenni la stima della prevalenza dell'ipercolesterolemia familiare eterozigote è stata fortemente rivalutata attraverso lo svolgimento di studi in molti paesi del mondo che hanno permesso di evidenziare una prevalenza decisamente maggiore rispetto a quella precedentemente stimata e che nei vari paesi si attesta su valori compresi tra 1/200 e 1/300. 48 Indagini svolte nei singoli paesi hanno rilevato una prevalenza di 1/219 individui in Danimarca 48 , di 1/229-350 in Australia 49 e 1/322 in Cina 50 .Uno studio svolto negli Stati Uniti su dati provenienti da un database di elevata numerosità campionaria (>1,3 milioni di soggetti) ha invece suggerito una prevalenza pari a 1/300. 51 In gruppi isolati di soggetti in cui è presente un effetto del fondatore tale prevalenza può risultare enormemente aumentata: negli Afrikaners 52,53 la prevalenza è stata stimata a 1/76 mentre si attesta a 1/67 negli Ebrei Ashkenaziti. 54 In relazione ai risultati di questi studi è stata rivalutata anche la prevalenza attesa di ipercolesterolemia omozigote che viene oggi stimata a 1/300.000. 46,55,56 Screening L'ipercolesterolemia familiare presenta tutti i criteri del WHO che definiscono una malattia meritevole di screening.Ciononostante, rimane gravemente sotto-diagnosticata e sotto-trattata malgrado la sua elevata prevalenza, la presenza di un bio-marcatore facilmente misurabile (colesterolo LDL) e la presenza di solide basi indicanti che il disturbo rappresenta un pericolo per la vita.Sebbene vi sia un'elevata comprensione della storia naturale dell'ipercolesterolemia familiare così come la presenza di un'approfondita caratterizzazione di un gran numero di mutazioni genetiche, la presenza di nuove terapie in grado di abbassare il colesterolo LDL migliorando la gestione della patologia e la pubblicazione di numerose linee guida e dichiarazioni di consenso in merito, l'ipercolesterolemia familiare rimane nettamente trascurata rispetto ad altre condizioni patologiche.Di tutti i metodi di screening, quello considerato generalmente il più efficiente e conveniente per l'ipercolesterolemia famigliare è lo screening a cascata ed è raccomandato dal National Institute for Health and Clinical Excellence del Regno Unito e dalle Linee Guida per l'ipercolesterolemia familiare della Canadian Cardiovascular Society. Lo screening a cascata è costituito dal tracciamento sistematico e dall'esame dei membri della famiglia di un paziente con una malattia genetica.In uno screening a cascata per l'FH vengono contattati i familiari di primo grado del paziente al fine di determinarne il profilo lipidico; inoltre, se nel paziente è stata identificata una mutazione causale di FH anche i membri della famiglia dovrebbero essere sottoposti a test genetici per confermare o escludere la presenza di tale specifica mutazione. Siccome l'ipercolesterolemia familiare è prevalentemente un disturbo a trasmissione autosomico dominante in teoria il numero di parenti positivi per tale mutazione sarà il 50% in quelli di primo grado, il 25% in quelli di secondo e il 12,5% in quelli di terzo.Questi programmi di screening a cascata sono stati attuati in vari paesi.In letteratura sono presenti raccomandazioni sulla necessità di estendere tale screening a cascata anche all'ipercolesterolemia poligenica dove il disturbo è provocato da una concentrazione nel genoma del paziente di un insieme di polimorfismi del singolo nucleotide responsabili dell'aumento del colesterolo LDL. Tali polimorfismi tendono a raggrupparsi in famiglie e anche se l'ereditarietà del fenotipo non segue la genetica mendeliana classica altri membri della famiglia oltre al paziente potrebbero essere portatori di un eccessivo accumulo di questi alleli. 55,57 Patogenesi La patogenesi dell'ipercolesterolemia familiare nella sua forma autosomica dominante è legata alla presenza di una mutazione all'interno dei geni codificanti per le proteine legate al trasporto del colesterolo.I geni principalmente interessati alla base della malattia sono il gene LDLR, APOB e PCSK9. Altri geni che si sono rivelati responsabili dello sviluppo dell'ipercolesterolemia familiare a seguito di determinate mutazioni sono APOE e STAP1.La mutazione del gene LDLR è la prima tra quelle storicamente identificate come causativa di ipercolesterolemia familiare; tale mutazione riduce la funzionalità del recettore delle LDL portando in taluni casi anche al completo annullamento della sua funzione con conseguente aumento dei livelli di colesterolo LDL circolante.Il recettore del LDL è inoltre uno dei principali fattori regolatori dell'attività della HMG-CoA reduttasi, enzima responsabile della cinetica di sintesi del colesterolo endogeno; la diminuzione dell'uptake del colesterolo da parte del LDLR induce un aumento dell'attività del HMG-CoA reduttasi con un conseguente aumento della produzione endogena di colesterolo. 58 Il gene APOB, codificante per l'apolipoproteina B100 e -attraverso fenomeni di editing del RNA -anche per l'apolipoproteina B48, è un altro gene la cui mutazione può essere responsabile dello sviluppo di ipercolesterolemia familiare andando ad alterare la capacità di ApoB100 di legarsi al recettore LDLR. 59 Infine, un altro gene che a seguito delle numerose scoperte avvenute nell'ultimo ventennio è stato riconosciuto come causale di ipercolesterolemia familiare è il gene PCSK9 (codificane per Proprotein convertase subtilisin/kexin type 9), il quale -quando iper-espresso oppure a seguito di una mutazione che ne causa l'iperattività -porta ad una diminuzione delle molecole di LDL-R esposte ed un conseguente aumento dei livelli di colesterolo circolante.Le mutazioni di LDL, APOB e PCSK9 sono mutazioni co-dominanti e quindi in una loro eventuale combinazione entrambi gli alleli contribuiscono al fenotipo risultante, di conseguenza maggiore è il numero di alleli malattia che un soggetto presenta nel suo genoma tanto maggiore sarà il grado di ipercolesterolemia attesa. 30 I geni descritti fino ad ora sono responsabili delle forme autosomiche dominanti dell'ipercolesterolemia familiare. Oltre alla mutazione di uno di questi geni anche la presenza di una mutazione in omozigosi del gene LDLRAP1 può essere responsabile dello sviluppo di una forma di ipercolesterolemia familiare a trasmissione autosomica recessiva definita come Autosomal Recessive Hypercholesterolemia (ARH).Il gene LDLRAP1 (Low-density lipoprotein receptor adapter protein 1) codifica per una proteina citosolica adattatrice che permette l'interazione della terminazione intracellulare del recettore del LDL (LDL-R) con le subunità di clatrina. Le subunità di clatrina sono responsabili della formazione dello scheletro proteico che permette l'introflessione della membrana plasmatica e l'internalizzazione del colesterolo e del recettore LDL-R. 60 Ognuna di queste mutazioni presenta differenti livelli di impatto funzionale in relazione al gene interessato ed al tipo di mutazione coinvolta; maggiore è l'impatto funzionale della mutazione tanto maggiori saranno i livelli di colesterolo circolante e dunque anche i livelli di gravità della malattia.L'impatto maggiore si osserva nelle mutazioni a carico del gene LDLR, mentre APOB e PCKS9 presentano tipicamente forme di malattia con un minor impatto funzionale sul sistema di trasporto del colesterolo.Ciononostante, il grado di sviluppo dell'aterosclerosi, determinato in base all'ecografia carotidea, deriva maggiormente dai livelli di colesterolo LDL circolante che dal tipo di mutazione presente. 61 Mutazioni di LDLR La mutazione del gene LDLR rappresenta la causa più frequente di ipercolesterolemia familiare sia nella forma eterozigote che in quella omozigote ed è il gene interessato da oltre il 95% delle mutazioni causative di ipercolesterolemia familiare.Il gene LDLR si colloca sul cromosoma 19, nel locus 13.2 del braccio corto (19p13.2) (MIM #606945); è esteso per 45 kb e si espande per 18 esoni e 17 intorni codificando per una proteina di 860 amminoacidi. 62 Il database pubblico delle variazioni genetiche del Centro Medico dell'Università di Leiden (LOVD), disponibile online all'indirizzo (https://databases.lovd.nl/shared/genes/LDLR), conta alla data del suo ultimo aggiornamento (8 Marzo 2019) la presenza in letteratura di 3297 varianti alleliche identificate del gene LDLR, di cui 1835 risultano essere varianti uniche.In uno studio pubblicato nel 2017 da Leigh S. et al. [25], riferito allora a solo 2925 variazioni note di cui 1707 variazioni singole, queste sono state classificate nell'81% come patologiche, nel 12% come non patologiche e nel 7% come variazioni di significato non determinato.Le mutazioni più comuni sono le mutazioni di sostituzione missenso seguite dalle delezioni e da ultimo dalle inserzioni.L'esone maggiormente interessato dalle mutazioni è l'esone 4 seguito successivamente dall'esone 9 e dall'esone 3. L'elevata frequenza di mutazioni situate nell'esone 4 può essere legata alle dimensioni di tale esone che rappresenta quello più estesa di tutto il gene LDLR.Inoltre, la sequenza dell'esone 4 codifica per una porzione di LDLR fondamentale per l'internalizzazione delle lipoproteine; questa regione infatti ha un importante ruolo nel legame del recettore con l'apolipoproteina B e con l'apolipoproteina E.Tali interazioni permettono l'endocitosi da parte delle cellule delle VLDL e delle LDL motivo per cui le mutazioni che interessano l'esone 4 sembrano essere correlate ad un fenotipo più grave di ipercolesterolemia. 63 Le mutazioni del gene LDLR sono inoltre storicamente classificate in cinque differenti classi in base al grado di compromissione della funzione proteica derivante.La prima classe include tutte le mutazioni che portano ad una grave compromissione della sequenza genetica alterando in maniera completa la sua espressione. In tale classe rientrano le mutazioni nonsenso, frameshift, le mutazioni della regione del promotore o delle regioni responsabili dei fenomeni di splicing. A seguito di tali eventi il recettore delle LDL non viene espresso con lo sviluppo di un conseguente fenotipo grave di ipercolesterolemia.La seconda classe di mutazioni include quelle che determinano un difetto del trasporto del recettore dal reticolo endoplasmatico ruvido all'apparato di Golgi impedendo dunque la corretta maturazione della proteina.La terza classe di mutazioni riguarda quelle che permettono la sintesi del recettore e del suo trasferimento sulla superficie cellulare ma ne alterano la capacità di legame con le lipoproteine LDL.La quarta classe di mutazioni determina un'alterazione della sequenza amminoacidica della coda plasmatica del recettore con una conseguente difettosa localizzazione del recettore nelle invaginazioni della membrana plasmatica rivestite della proteina clatrina ed una alterazione della capacità di internalizzazione del complesso formato da lipoproteina LDL e recettore.La quinta classe di mutazioni determina invece un difetto nel riciclaggio del recettore per una mancata dissociazione di questo dal ligando (LDL)all'interno delle vescicole endosomiali e quindi un mancato ricircolo del recettore su membrana. Tale categoria correla con fenotipi di ipercolesterolemia più lievi rispetto alle categorie precedenti. 45,64 Mutazioni di APOB Le mutazioni di PCSK-9 possono suddivise in due diverse tipologie.Le mutazioni gain-of-function (GOF) sono responsabili di un incremento dell'attività della proteina mutata con un conseguente aumento della rimozione dei recettori delle LDL dalla membrana plasmatica delle cellule ed un conseguente aumento del colesterolo circolante.Le mutazioni loss-of-function (LOF) sono invece mutazioni che inducono una attività diminuita o nulla della proteina che conduce all'aumento del riciclo del recettore LDL sulla membrana plasmatica ed una conseguente riduzione dei livelli di colesterolo circolanti.