Slide Ph D 2011

SCUOLA DI DOTTORATO IN SCIENZE DELLA VITA
DOTTORATO DI RICERCA IN SANITA’ PUBBLICA, SCIENZE SANITARIE E FORMATIVE
Coordinatore: Prof.ssa Alessandra Marinoni

Genetica del Disturbo Borderline di Personalità.

Studio del polimorfismo funzionale del singolo nucleotide (SNP)
Val158Met del gene dell’enzima Catecol-O-Metil-Transferasi (COMT)
e del polimorfismo di ripetizione della regione promoter del gene
del trasportatore della serotonina SLC6A4 (5-HTTLPR).

Studio caso-controllo.

CURRICULA: SCIENZE PSICHIATRICHE E COMPORTAMENTALI

Dottorando: Dott. Matteo Lazzaretti
Tutor: Prof. Edgardo Caverzasi

UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI PAVIA
TITOLO DIPARTIMENTO DI SCIENZE SANITARIE APPLICATE E PSICOCOMPORTAMENTALI


OBIETTIVO
testare l’associazione tra Disturbo Borderline di
Personalità (BPD) e:

- variante Met158 del polimorfismo funzionale del
singolo nucleotide (SNP) Val158Met del gene
dell’enzima Catecol-O-Metil-Transferasi (COMT)

- variante short del polimorfismo di ripetizione della
regione promoter del gene del trasportatore della
serotonina SLC6A4 (5-HTTLPR)

DIPARTIMANTO DI SCIENZE SANITARIE APPLICATE E PSICOCOMPORTAMENTALI


Disturbo Borderline di Personalità

 importante instabilità affettiva, rabbia, discontrollo degli impulsi, grave
compromissione della capacità relazionale, marcati disturbi dell’identità del sè,
dispercezioni cognitive, sintomi dissociativi o ideazione paranoidea transitoria
e aggressività

(Gunderson, 1984; American Psychiatric Association, 1994; Skodol et al., 2002;
Siever et al 2002; Soloff et al 1994, 2000)

 prevalenza nella popolazione generale: 0,7% - 1,2%

(Torgersen et al., 2001; Samuels et al, 2002)

 prevalenza tra i pazienti psichiatrici: 15% ricoverati - 12% ricoverati +
ambulatoriali

(koenigsberg et al., 1985; Widiger e Weissmann, 1991)

 tasso suicidarlo nel BPD: 10% --- 70% dei pazienti Borderline mette in atto
comportamenti autolesivi

(Cowdry, Pickar et al. 1985; Smeon, Stanley et al., 1992; Paris, 2002)



STUDI DI GENETICA NEL BPD

 Metodi indiretti (studi familiari, gemellari, adozioni)
• effetto della familiarità sullo sviluppo del BPD, in particolare per il tratto
dell’aggressività impulsiva (Torgensen 2000; Kendler 2008; Skodol 2002)

• ereditabilità del disturbo compresa tra 42% (Distel, 2008) e 69% (Torgensen, 2000)

 Metodi diretti (geni candidati)
• Polimorfismo gene MAO-A (Gutierrez, 2004; Rottmann, 2009)

• Polimorfismo gene COMT (Wagner, 2010; Tadic, 2009)

• Varianti del recettore della serotonina 2A (Ni, 2006)

• Polimorfismo 5-HTT (Ni X, 2009; Pascual, 2007)

• Combinazione di alleli indipendenti di rischio per il locus del recettore della tirosina
chinasi 2, recettore del BDNF (Kohli 2010)



SNP VAL158MET GENE COMT

 Assieme alle MAO, COMT è enzima chiave della metabolizzazione
delle monoamine (dopamina, noradrenalina)

 Il gene che codifica il COMT contiene un polimorfismo funzionale del
singolo nucleotide Val158Met nell’esone 4 del cromosoma 22
(Lachman, 1996) con un effetto co-dominante

 L’enzima derivante dall’allele che codifica la Metionina in posizione
158 ha una termostabilità molecolare instabile a 37 (Lachman HM,
1996) e questo porta ad avere solo il 25-33% dell’attività dell’enzima
contenente la Valina in posizione 158 (Lotta, 1995)



SNP VAL158MET GENE COMT

 fRMN – BOLD

 Aree indagate:
amigdala,
ippocampo,
cingolato
anteriore,
cingolato
posteriore,
cingolato medio

 Attivazione
correla con
frequenza Met158
carriers

“A model comparison of COMT effects on central processing of affective stimuli”
Imke Puls, Johannes Mohr , Jana Wrase , Sabine Vollstädt-Klein , Tagrid Leménager , Christian
Vollmert, Michael Rapp, Klaus Obermayer , Andreas Heinz , Michael N. Smolka
NEUROIMAGE 2009 UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI PAVIA


Gene SLC6A4: POLIMORFISMO FUNZIONALE DI RIPETIZIONE
DELLA REGIONE PROMOTER (5-HTTLPR)

 L’azione fisiologica e la quantità di serotonina nello spazio sinaptico
è regolata primariamente dall’attività di re-uptake del trasportatore

 Il gene (SLC6A4) contiene un polimorfismo funzionale di ripetizione
22-23 bp nella regione promoter del gene del trasportatore (5-
HTTLPR) che crea:

 Alleli “Short” (S) associati a più bassi livelli di espressione di 5-HTT
(Lesch, 1996)

 Alleli “Long” (L) associati a più alti livelli di espressione di 5-HTT
(Lesch, 1996)

 La variante S è stata associata a aggressività (Beitchman, 2006; Retz,
2004), vulnerabilità emozionale (Hoefgen, 2005), impulsività (Coccaro,
1996), suicidarietà (Anguelova 2003)



CAMPIONE
1. 19 PAZIENTI AFFETTI DA BPD
 Reclutati fra pz afferenti al CIRDIP da almeno un anno
 Criteri di inclusione:
1. - Structured Clinical Interview for DSM-IV (SCID-II) (Williams, 1992)
2. - Diagnostic Interview for Borderline patients (DIB) (Gunderson, 1981)
3. - consenso clinico di almeno due medici psichiatri dello staff
 Criteri di esclusione:
Diagnosi di demenza - ritardo mentale – anoressia nervosa – schizofrenia – disturbo bipolare - patologie
neurologiche (Parkinson, Demenze, Sindromi degenerative, Atassia, Sclerosi multipla, stroke, TIA,
neoplasie, epilessia, storia di convulsioni o tremori) e/o mediche (diabete, aterosclerosi, ipertensione
cronica e/o neoplasie) – pazienti con dubbi sulla abilità di fornire un consenso informato
 Dati sociodemografici e psicopatologici:
Zanarini Scale (ZAN-BPD) Severità del BPD
Buss Durkee Hostility Inventory (BDHI) Aggressività/Ostilità
Barratt Impulsivity Scale (BIS 11) Impulsività
Soloff Childhood Abuse Questionnaire (CABUSE) Storia di abusi
Hamilton Depression Rating Scale (HDRS) Sintomi depressivi
Brief Psychiatric Rating Scale-24 item (BPRS) Psicopatologia generale
Edimburgh Inventory for Handedness Uso preminente della mano
Wechsler Adult Intelligence Scale (WAIS) Quoziente Intellettivo



CAMPIONE

2. 36 CONTROLLI SANI

 Reclutamento: adesione volontaria, volantini pubblicitari/passaparola

 privi di storia personale o familiare per malattia psichiatrica e/o per abuso/dipendenza da
sostanze/alcool
1. - Structured Clinical Interview for DSM-IV (SCID-I) (Williams, 1992)
2. - Structured Clinical Interview for DSM-IV (SCID-II) (Williams, 1992)

 criteri di esclusione:
Diagnosi di demenza - ritardo mentale – disturbi di personalità - anoressia nervosa – schizofrenia – disturbo
bipolare - patologie neurologiche (Parkinson, Demenze, Sindromi degenerative, Atassia, Sclerosi multipla,
stroke, TIA, neoplasie, epilessia, storia di convulsioni o tremori) e/o mediche (diabete, aterosclerosi,
ipertensione cronica e/o neoplasie) – pazienti con dubbi sulla abilità di fornire un consenso informato

Assessment sociodemografico e psicopatologico: come pazienti affetti da BPD



METODI

1. GENOTIPIZZAZIONE (Istituto di Genetica, Università di Udine)
POLIMORFISMO SNP VAL158MET GENE COMT
 Estrazione DNA da 3ml di sangue venoso. Kit: GentraPuregene kit (QUIAGEN)
 Amplificazione mediante sistema PCR con uno dei due primer di innesco (predefenito SNP
C_2574680950) (Applied Biosystem)
 Processore ABI7300
POLIMORFISMO 5-HTTLPR S/L
 I due differenti alleli ottenuti (Long “L” 345bp e Short “S” 389bp) sono stati identificati
attraverso elettroforesi capillare dei prodotti PCR denaturati insieme a soluzione standard di
lavoro Amersham’s ET550-R utilizzando un sistema Molecular Dynamics Mega bace 1,000
DNA

2. ANALISI STATISTICA
 SPSS software (SPSS Inc., Chicago)
 Prism software (GraphPad)
 Banca Dati dell’Applied Biosystem della popolazione caucasica (Lesch, 1996)
 Test esatto di Fisher bilaterale (Fisher’s exact test - two tailed)
 Cochran-Armitage test for trend



Frequenze alleliche dei Controlli: confronto con Banca Dati -
gene COMT
Frequenze alleliche Controlli e Banca dati

1

0.9

0.8 Alleli
0.7

0.6 Allele Met
0.5 Allele Val
0.4

0.3

0.2

0.1

0
Controlli Banca dati



RISULTATI gene COMT – distribuzione allelica

Frequenze alleliche dello SNP del Val158Met del gene COMT

Gruppo Met Val

CASI 68,4 % 31,6 %

CONTROLLI 44,4 % 55,6 %

 Fisher’s exact test, 2 code p-value 0.0265



RISULTATI gene COMT – distribuzione allelica

Frequenze alleliche SNP Val158Met gene COMT
1

0.9

0.8 Alleli
0.7 Allele Met
0.6 Allele Val
0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

0

Controlli BPD

Fisher’s exact test, 2 code p-value 0.0265



RISULTATI gene COMT – distribuzione genotipica

Frequenze genotipiche dello SNP del Val158Met del gene COMT

Gruppo Met/Met Met/Val Val/Val

CASI 47,4% 42,1% 10,5 %

CONTROLLI 22,3% 44,5% 33,2%

Chocran-Armitage test for trend p-value 0,02



RISULTATI gene COMT – distribuzione genotipica
Frequenze genotipiche SNP Val158Met gene
COMT
1

0.9

0.8
Genotipi
0.7

0.6 (Met/Met)
0.5 (Met/Val)
0.4 (Val/Val)
0.3

0.2

0.1

0

Controlli BPD

Chocran-Armitage test for trend p-value 0,02



Frequenze alleliche dei Controlli osservate – banca dati
5-HTTPLR

Frequenze alleliche Controlli e Banca dati

1

0.9

0.8 Alleli
0.7

0.6 Allele L
0.5 Allele S
0.4

0.3

0.2

0.1

0
Controlli Banca dati



RISULTATI gene 5-HTTPLR – distribuzione allelica

Frequenze alleliche 5-HTTPLR del gene SLC6A4

Gruppo L S

CASI 55,3 % 44,7%

CONTROLLI 62,5 % 37,5%

Fisher’s exact test, 2 code:
p value 0.54



RISULTATI gene 5-HTTPLR – distribuzione allelica

Frequenze alleliche HTTLPR del polimorfismo 5-HTTPLR nella regione
regolatrice del gene SLC6A4
1
0.9
0.8
0.7
0.6
Alleli
0.5
0.4 Allele L
0.3
Allele S
0.2
0.1
0

Controlli BORDER

p value 0.54



RISULTATI gene 5-HTTPLR – distribuzione genotipica

Frequenze genotipiche 5-HTTPLR del gene SLC6A4

Gruppo L/L L/S S/S

CASI 36,8 % 36,8% 26,3%

CONTROLLI 38,9 % 47,2% 13,9%

- LL p value 0.42
- LS p value 0.12
- SS p value 0.28



RISULTATI gene 5-HTTPLR – distribuzione genotipica
Frequenze genotipiche del polimorfismo 5-HTTPLR nella regione regolatrice
del gene SLC6A4
1

0.9

0.8
Genotipi
0.7

0.6
LL LS
0.5

0.4
SS
0.3

0.2

0.1

0

Controlli BORDER

- LL p value 0.42
- LS p value 0.12
- SS p value 0.28


DISCUSSIONE (1) – sintesi dei risultati

 Valutazione delle frequenze genotipiche e alleliche di due polimorfismi:
- SNP COMT Val158Met
- polimorfismo di ripetizione 5-HTTLPR

 ALLELE COMT MET158 è risultato significativamente
IPERAPPRESENTATO nel campione di BPD (68,4% vs 44,4%) (p
value 0.02)

 GENOTIPO MET/MET è risultato essere il più rappresentato nel
campione BPD (p value 0.07)
 Assenza di differenze significative nella distribuzione allelica e
genotipica del polimorfismo di ripetizione 5-HTTLPR



DISCUSSIONE (2)
 La presenza dell’aminoacido metionina al posto della valina riduce di
circa 4 volte l’attività dell’enzima COMT (Lachman, 1996)

 questo potrebbe estrinsecarsi in aumentati livelli di DA o NE basilari
e/o difficoltà di catabolismo di DA o NE in caso di sovraccarico per
stress fisiologici

 Altri dati a supporto di un ruolo dell’alterato metabolismo delle
monoamine nell’eziopatogenesi del BPD (??)

- efficacia di AP tipici e atipici nel BPD (APA, 2001) blocco D2
- ruolo critico della DA nel processamento dell’informazione
emozionale (Friedel, 2004)
- associazione tra suicidarietà e anomalie nelle regioni e componeneti
del sistema DA (Giegling, 2007)

 lo studio conferma associazione tra variante
Val158Met del gene COMT e BPD (Tadic, 2009)



DISCUSSIONE (3)



DISCUSSIONE (4)



DISCUSSIONE (5)



Association between low activity allele of
cathecolamine-O-methyl-transferase
(COMT) and Borderline Personality
Disorder
Matteo Lazzaretti1, Dora Fabbro2, Giulia de Vidovich1 , Michela
Sala1, Francesca Gambini1, Elisa Marraffini1, Niccolò Università degli studi di Pavia

Morandotti1, Kether Del Toso2, Matteo Balestrieri3, Giuseppe
Damante2, Edgardo Caverzasi1 , Paolo Brambilla3,4
1 Department of Applied and Behavioural Health Sciences-Section of Psychiatry,
University of Pavia, Italy
2 Istituto di Genetica Medica, AOUD “S. Maria della Misericordia”, Udine, Italy
3 InterUniversity Center for Behavioural Neurosciences, Department of Pathology and

Clinical & Experimental Medicine, Section of Psychiatry, University of Udine, Udine,
Italy.
4 Scientific Institute, IRCCS “E. Medea”, Udine, Italy



ASSOCIATION BETWEEN LOW ACTIVITY ALLELE OF
CATHECOLAMINE-O-METHYLTRANSFERASE (COMT) AND
BORDERLINE PERSONALITY DISORDER IN AN ITALIAN
POPULATION

Matteo Lazzaretti1, Dora Fabbro2, Giulia de Vidovich1 , Michela Sala1, Francesca
Gambini1, Elisa Marraffini1, Niccolò Morandotti1, Kether Del Toso2, Matteo
Balestrieri3, Giuseppe Damante2, Edgardo Caverzasi1 , Paolo Brambilla3,4

1 Department of Applied and Behavioural Health
Sciences-Section of Psychiatry, University of Pavia,
Italy

2 Istituto di Genetica Medica, AOUD “S. Maria della
Misericordia”, Udine, Italy

3 InterUniversity Center for Behavioural Neurosciences,
Department of Pathology and Clinical & Experimental
Medicine, Section of Psychiatry, University of Udine,
Udine, Italy

4 Scientific Institute, IRCCS “E. Medea”, Udine, Italy



ELENCO PUBBLICAZIONI
 Lazzaretti M, Morandotti N, Sala M, Frangou S, De Vidovich G, Marraffini E, Gambini F, Barale F, Caverzasi
E, Zappoli F and Brambilla P “Impaired working memory in borderline personality disorder patients”
reviewing

 M. Sala, E. Caverzasi, E. Marraffini, G. De Vidovich, M. Lazzaretti, G. d’Allio, M. Isola, M. Balestrieri, E.
D’Angelo, F. Zappoli Thyrion, P. Scagnelli, F. Barale and P. Brambilla. “Cognitive memory control in
borderline personality disorder patients”. Psychological Medicine, 2008, September

 Sala M, Lazzaretti M, De Vidovich G, Brambilla P. 2008. Hippocampal and dorsolateral prefrontal cortex
volumes in impulsive and aggressive patients with borderline personality disorder. Poster accettato XXVI
congresso CINP 2008. 13-17 July, Monaco di Baviera.

 Michela Sala, Matteo Lazzaretti, Giulia De Vidovich, Edgardo Caverzasi, Giorgio d’Allio, Francesco Barale
and Paolo Brambilla. “Electrophysiological changes of cardiac function during antidepressant treatment”.
Therapeutic Advances in Cardiovascular Disease 2008, In press

 G De Vidovich, E Marraffini, M Lazzaretti, N Morandotti, M Balestrieri, F. Zappoli, F Barale, E Caverzasi , T
Christodoulou, M Hadjulis, S Frangou, M Sala, P Brambilla. “Impaired working memeory in Bordeline
Personality Disorder” Poster pubblicato al Xth ISSPD Congress – International Society for the Study of
Personality Disorders, tenutosi a l’Aja (Olanda) dal 19 al 22 Settembre 2007.

 Fusar-Poli P, Lazzaretti M, Ceruti M, Hobson R, Petrouska K, Cortesi M, Pozzi E, Politi P. Depression after
lung transplantation: causes and treatment. Lung. 2007 Mar-Apr;185(2):55-65


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