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• Procalcitonina

La Procalcitonina (PCT) è una piccola proteina sintetizzata dalle cellule C della tiroide, facente parte della famiglia delle proteine CAPA. La procalcitonina è il precursore dell’ormone calcitonina, regolatore del calcio,pertanto essa è coinvolta nell’omeostasi del calcio stesso. La sua sequenza amminoacidica venne descritta per la prima volta da Le Moullec e collaboratori nel 1984 ed è costituita da 116 amminoacidi con un peso molecolare di 14,5 kDa. La produzione della PCT è regolata dal gene CALC-1, situato sul cromosoma 11, il quale (CALC-1), in seguito a splicing alternativo riesce a produrre proteine differenti con differenti funzioni. Le cellule C della tiroide sono deputate alla trascrizione della calcitonina, in seguito alla trascrizione del gene CALC-1 ed al processamento dell’RNA, si ha la formazione dell’mRNA che codifica per la pre-procalcitonina lunga 141 amminoacidi, ed in seguito alla rimozione del peptide segnale (amminoacidi da 1 a 25), la PCT lunga 116 amminoacidi subisce scissioni successive per formare tre molecole.
Dall’mRNA tradotto, si libera la PCT grazie a un’endopeptidasi, che realizza l’azione di proteolisi sul pre-pro-ormone tagliando la sequenza segnale.
La calcitonina matura costituita da 32 amminoacidi è prodotta dalla calcitonina immatura troncando la glicina dal suo terminale carbossilico e dopo ammidazione da parte dell’enzima peptidil-glicina-amidante-monoossigenasi.
La PCT in condizioni fisiologiche è immagazzinata nell’apparato di Golgi, quindi in circolo è presente solo in tracce: le sue concentrazioni plasmatiche sono inferiori a 0,05 ng/ml, in quanto l’espressione del gene CALC-1 è operata dalle cellule neuroendocrine della tiroide, anche se in minima parte può essere prodotta dalle cellule endocrine polmonari.
Un aumento dell’espressione del gene CALC-1 e della trascrizione dell’mRNA della calcitonina sono stati riscontrati in caso di sepsi in numerosi tessuti extra tiroidei come il fegato, reni, pancreas, cervello, polmoni, milza, intestino tenue, crasso, stomaco, viscere del colon, pelle, macrofagi peritoneali e leucociti. Questo meccanismo di attivazione, che definisce la PCT come un “ormochina”, venne descritto per la prima volta da Muller e collaboratori: attraverso la somministrazione di lipopolisaccaridi nei criceti al fine di indurre uno stato di sepsi, si registrò appunto un aumento dell’mRNA della PCT nei tessuti extra tiroidei sopracitati.
Pertanto, lo stato settico permette ai tessuti extra tiroidei di sfuggire alla normale inibizione e di trascrivere il gene CALC-1 e secernere precursori della PCT .
La concentrazione di PCT nei tessuti parenchimali (i quali non hanno la capacità di scindere la proteina) aumenta rapidamente entro poche ore, questo aumento è stimolato da due meccanismi:
1)Direttamente dalle endotossine batteriche e dai lipopolisaccaridi.
2)Indirettamente da mediatori infiammatori: interleuchina-6, interleuchina-1beta, fattore di necrosi tumorale alfa.
Interessante osservare come la PCT aumenti in modo diverso in caso di sepsi ed infezioni batteriche diffuse ed in infezioni batteriche locali. Nel primo caso è stato osservato un aumento di migliaia di volte deli livelli di PCT che può verificarsi in poche ore (si è registrato un aumento entro le 2-4 ore dall’infezione con picchi entro le 6-24 ore con la presenza della procalcitonina fino a 7 giorni). Mentre in caso di infezioni batteriche locali come la tonsillite, le infezioni minori dei tessuti molli e l’ascesso si è evidenziato un limitato aumento dei livelli di PCT, al contrario alcune infezioni come l’appendicite locale o la colecisti, di solito, non inducono la sintesi della procalcitonina.
Ad avvalorare quanto descritto in precedenza è stato riportato che i livelli di PCT nel siero umano erano superiori a 1,0 ng/mL nella batteriemia e oltre 2,0 ng/mL nel settico, e livelli di 0,5-1,0 ng/mL nelle infezioni locali. Pertanto, la PCT risulta essere un buon biomarcatore per le infezioni batteriche diffuse e la diagnosi precoce della sepsi nei pazienti critici, utile anche nel discriminare la febbre infettiva da quella non infettiva nelle malattie febbrili. Al contrario i livelli di PCT potrebbero non essere un buon marcatore diagnostico per le infezioni batteriche locali.
Da sottolineare il fatto che il valore diagnostico della PCT è ulteriormente supportato dalla stretta correlazione tra la concentrazione di procalcitonina e la gravità dell’infiammazione.
Tuttavia, un incremento dei livelli di PCT può in alcuni casi essere indotto da fattori indipendenti dalla sepsi o dall’infezione, si registra, infatti un aumento in seguito a chirurgia, politrauma, shock termico, ustioni e shock cardiogeno. L’up-regulation dei mediatori pro-infiammatori in assenza di batteri è probabilmente la causa di questo aumento.
L’ interesse per questa proteina si concentra sulla capacità che ha nel diagnosticare l’infezione ma non solo, anche sulla sua capacità di personalizzare il trattamento antibiotico, infatti negli ultimi anni l’incremento del fenomeno della farmacoresistenza da parte degli agenti patogeni e la mancanza di nuovi antibiotici ha posto l’attenzione sulle criticità della terapia antibiotica in pazienti interessati da infezioni batteriche. Gli antibiotici stanno perdendo la loro efficacia e questo è dovuto ad una loro eccessiva prescrizione e ad un uso inappropriato. Il nuovo approccio della terapia antibiotica mira ad un utilizzo ridotto se non necessario e meno prolungato, per preservare l’efficacia del farmaco. Diversi studi clinici hanno dimostrato essere utile a questo scopo la misura di biomarcatori sierici come la procalcitonina per guidare l’avvio e anche la durata del trattamento antibiotico in pazienti con infezioni batteriche .
Numerosi sono gli studi sulla PCT in medicina umana e altrettanto numerosi sono i test utilizzati per la sua rilevazione nell’uomo, a differenza della medicina veterinaria dove gli studi sulla PCT sono limitati ed anche i metodi di rilevazione utilizzati sono scarsi oppure inesistenti.
La rilevazione della procalcitonina in medicina veterinaria viene effettuata con un test immunoenzimatico, ovvero con un KIT ELISA commerciale che presenta dei vantaggi in ambito clinico ma anche numerosi svantaggi.
Attualmente i sistemi di analisi utilizzati in medicina umana si basano sui principi dell’immunofluorescenza, dell’elettro chemiluminescenza e della chemiluminescenza, inoltre, recentemente è stato sviluppato un test chiamato “point-of-care testing”: questo è un test rapido immunocromatografico semiquantitativo, effettuato nei luoghi in cui i pazienti hanno i loro trattamenti e che fornisce un risultato in 30 minuti .
Tutti questi metodi di rilevazione riescono a riconoscere la PCT attraverso il legame selettivo con gli anticorpi. Ma gli anticorpi naturali sono molto costosi, hanno scarsa stabilità, specificità e una disponibilità che ne limita l’uso in ambito ospedaliero; pertanto, per superare queste problematiche e garantire un uso diffuso di tali metodi di rilevamento, in ambito sanitario è stata considerata la necessità di sostituire gli anticorpi naturali con le loro controparti sintetiche ovvero con quelli che vengono definiti “Polimeri ad Impronta Molecolare” detti MIP.
La tecnologia del MIP accoppiata ad un biosensore SPR per la rilevazione della PCT ha permesso di superare i limiti degli attuali anticorpi in termini di costo, stabilità e riproducibilità.