• discinesia ciliare primaria
• HYDIN
• intelligenza artificiale
• ultrastruttura apparentemente normale

La Discinesia Ciliare Primaria (DCP) è una malattia rara, eterogenea per genotipo e fenotipo, trasmessa abitualmente con modalità autosomica recessiva, ma anche X-linked o autosomica dominante. La malattia è caratterizzata dall'alterazione del movimento delle ciglia che rivestono l’epitelio respiratorio con conseguente compromissione della clearance mucociliare, responsabile di infezioni batteriche ricorrenti o croniche delle vie aeree e di un progressivo declino della funzione polmonare. La diagnosi si basa innanzitutto sulla compatibilità clinica e si avvale di più test (misurazione dell’Ossido Nitrico nasale: nNO, studio del movimento e dell’ultrastruttura degli assonemi ciliari, indagini genetiche) secondo un algoritmo specificato nelle linee guida stilate da esperti internazionali. Tutto ciò deriva dal fatto che ogni test preso singolarmente presenta dei limiti e può portare a conclusioni errate. Quando l’esame ultrastrutturale risulta apparentemente normale può essere utile confermare i risultati dell’analisi del movimento ciliare con l’indagine genetica. In alcuni pazienti con DCP e ultrastruttura delle ciglia respiratorie apparentemente normale, tuttavia, la valutazione del loro movimento può risultare di difficile interpretazione, come l’indagine genetica. Tale condizione si verifica, in particolare, nei pazienti con DCP e mutazioni patogenetiche nel gene HYDIN. Infatti, l’indagine genetica risulta efficace solo in alcuni, essendo gravata da grosse difficoltà perché ostacolata dalla presenza di uno pseudogene, HYDIN2, con alto grado di omologia con il gene HYDIN.
Questa tesi si è proposta, attraverso lo studio quantitativo delle anomalie di movimento riscontrate in 56 soggetti con DCP a genetica nota e ultrastruttura apparentemente normale (DNAH11: 41, HYDIN: 8, DRC1: 3, GAS8: 2, DNAH9: 1, SPEF2: 1) e in un gruppo di 50 soggetti sani afferenti presso l’UO Pediatria Universitaria, l’obiettivo di identificare le caratteristiche dei soggetti con mutazioni nel gene HYDIN rispetto a tutti gli altri. Questo permetterà di selezionare quei pazienti a genetica non nota che possono avvalersi di altre indagini più raffinate per giungere all’identificazione del genotipo HYDIN. Sono state, pertanto, rivalutate in cieco le acquisizioni in videomicroscopia ad alta velocità del movimento ciliare dei soggetti arruolati, conservate in archivio. Successivamente, attraverso l’analisi in cieco delle componenti principali (PCA) delle caratteristiche di movimento delle ciglia dell’epitelio respiratorio (percentuale del pattern di movimenti rigidi e/o circolari, frequenza massima registrata) dei soggetti selezionati, si è verificato che permettevano la distribuzione dei soggetti arruolati in tre cluster: nel primo principalmente i soggetti sani, nel secondo per lo più i pazienti con mutazioni nel gene DNAH11 e nel terzo esclusivamente i soggetti con genotipo HYDIN. Ciò ha consentito di sviluppare l’albero decisionale, utilizzando l’intelligenza artificiale, per identificare con sicurezza i soggetti con mutazioni nel gene HYDIN sulla base della presenza in percentuale rilevante di movimenti rigidi e circolari con una frequenza del battito ciliare entro i limiti della norma. È stato, in tal modo, messo a punto uno strumento pratico per individuare, sulla base delle caratteristiche quantitative della sola analisi del movimento delle ciglia dell’epitelio respiratorio, i soggetti che, pur negativi alle abituali indagini genetiche, possono avvalersi a scopo diagnostico di valutazioni più approfondite per l’identificazione del genotipo HYDIN.