Genetica medica - Appunti

sempre letale- o disomici -viene concepito uno zigote trisomico 21- per il

cromosoma 21). La trisomia 21 è soggetta ad un'alta selezione prenatale e

solo il 20% dei concepimenti con trisomia 21 arriva al termine della

gravidanza. Per l'1-2% dei casi la Sindrome di Down è associata a

mosaicismo (linea cellulare trisomica e linea cellulare normale). I segni clinici

della sindrome sono :ipotonia,brachicefalia,viso rotondeggiante,obliquità

delle rime delle palpebre,epicanto,naso con ipoplasia sul dorso,narici

antiverse,lingua protundente, mani con clinodattilia a V. Il 50% delle persone

affette dalla sindrome è anche affetta da cardiopatia congenita. Inoltre c'è la

probabilità che si formino delle malformazioni extracardiache,

gastrointestinali (malattia di Hirschsprung). Un altro dei segni clinici più

costanti e manifestati è il ritardo mentale. Con l'avanzare dell'età, i soggetti

affetti saranno maggiormente inclini all'Alzheimer.

TRISOMIA 18 : è la causa della SINDROME DI EDWARDS (1:7000 nati vivi).

È molto diffusa nel sesso femminile. È causata principalmente da una non-

disgiunzione meiotica ed è anch'essa corralata a età materna avanzata. I

segni clinici sono : ritardo mentale,microcefalia con dolicocefalia,mani strette

a pugno. Include inoltre malformazioni cardiovascolari,

muscoloscheletriche,gastrointestinali e renali. Esprime un grave ritardo

psicomotorio e entro il primo anno di vita c'è il rischio di mortalità del 90%.

Anche la trisomia 18 subisce una forte selezione negativa nell'utero : 95%

degli embrioni sono abortiti. Il rischio di ricorrenza è trascurabile (c'è un

rischio leggermente più alto per il soggetto affetto a causa del mosaicismo

germinale).

TRISOMIA 13 : è la causa della SINDROME DI PATAU (1:10,000 nati vivi),

condizione molto grave che molto difficilmente sopravvive alla gravidanza. È

peculiare la condizione di pattern di crescita che alla nascita è più spesso del

normale o in eccesso. I segni clinici sono : labiopalatoschisi,

oloprosencefalia,padiglioni auricolari deformati,anomalie

scheletriche,convulsioni,organi interni malformati,forte ritardo psicomotorio.

Chi nasce affetto non sopravvive oltre il primo anno di vita. Nella maggior

parte dei casi il cariotipo è 47 per trisomia 13 libera. C'è però un 10% dei casi

in cui la trisomia 13 è causata da una traslocazione sbilanciata che può

avvenire de novo oppure per trasmissione ereditaria. Il genitore, in

quest'ultimo caso, deve essere portatore della traslocazione bilanciata.

TRISOMIE AUTOSOMICHE IN MOSAICO : sono trisomie osservabili tra i

nati vivi solo in forma di mosaicismo con cellule normali. La diagnosi di tali

anomalie cromosomiche può sfuggire a causa dell'eterogeneità dei segni

clinici e della specificità di una determinata linea cellulare (mutata) che ne

complica l'individuazione. L'esempio migliore è la TRISOMIA 8

COSTITUZIONALE IN MOSAICO. Questa sindrome cromosomica è molto

rara ed è chiamata SINDROME DI WARKANY (1:30,000 nati vivi). La

peculiarità di tale sindrome è la grande eterogeneità fenotipica (che dipende

dal grado di mosaicismo delle cellule trisomiche). In alcuni casi, infatti, le

cellule trisomiche sono presenti nei linfociti del sangue periferico o in altri

casi nei fibroblasti cutanei. I segni clinici comuni sono : ritardo mentale di

grado variabile, fronte prominente, volto allungato,occhi infossati,padiglioni

auricolari dismorfici, eversione del labbro inferiore (oltre alla presenza di

labbra carnose), scoliosi,solchi profondi alle piante dei piedi e al palmo delle

mani. Anche tale sindrome ha origine da una non-disgiunzione meiotica

quindi in fase post-zigotica. La trisomia 18 è indicata come fattore di rischio

per lo sviluppo di una sindrome mielodisplatica (malattia mieloproliferativa

tipica dell'età adulta).

2. ANOMALIE DI STRUTTURA = il numero dei cromosomi non è alterato

(eccetto traslocazioni robertsonia). Possono essere BILANCIATE o

SBILANCIATE. Le anomalie bilanciate sono di solito innocue per i soggetti

portatori e possono essere causate da traslocazioni reciproche,traslocazioni

robertsoniane, inversioni pericentriche e paracentriche,inserzioni. Sono

innocue poiché la qualità finale del materiale cromosomico è invariata.

TRASLOCAZIONI RECIPROCHE BILANCIATE = causate da una rottura

cromosomica doppia tra due cromosomi diversi che quindi diventano

complementari. Di solito non alterano la quantità di materiale cromosomico e

risultano innocue per i portatori. In altri casi però si la traslocazione si

manifesta con un fenotipo patologico. Tale fenotipo patologico che si può

esprimere in due modi : attraverso una malattia monogenica oppure

attraverso un'associazione con una sindrome cromosomica. Nel primo caso

(malattia monogenica) uno dei 2 punti di rottura avviene nella porzione del

gene trascritto che viene quindi inattivato. Nel secondo caso (sindrome

cromosomica) la traslocazione è bilanciata solo in apparenza. Inoltre le

traslocazioni cromosomiche bilanciate sono spesso causa di infertilità

soprattutto negli uomini (oligo-azoospermia). Costituiscono un rischio

maggiore per gli aborti ricorrenti e per la tramissibilità. Durante la prima

divisione meiotica la segregazione dei cromosomi avviene in due modi :

alternata o adiacente. Nel caso in cui avvenisse una segregazione alternata,

si formeranno gameti bilanciati, indipendentemente che i genitori siano

portatori o no. Nel caso in cui la segregazione avviene in modo adiacente, si

formeranno dei gameti sbilanciati. Un portatore sano di traslocazione

bilanciata avrà il 50% di probabilità di concepire un figlio normale. L'altro 50%

sarà il rischio che lo zigote sia portatore di traslocazione e se così fosse si

avrebbe l'aborto. [ la possibilità che un individuo portatore di sindrome

cromosomica nasca vivo dipende dal tipo di riarrangiamento]. L'aborto

ricorrente è per la maggior parte delle volte causato dalla traslocazione

bilanciata.

INVERSIONI PERICENTRICHE = doppio evento di rottura sullo stesso

cromosoma con incluso il centromero.

INVERSIONI PARACENTRICHE = doppio evento di rottura sullo stesso

cromosoma con escluso il centromero.

INSERZIONI = triplo evento di rottura

TRASLOCAZIONE ROBERTSONIANA = fusione, a livello centromerico,di

due cromosomi acrocentrici. La conseguenza è la formazione di un unico

cromosoma con un centromero comune e con assenza di braccia corte. Il

numero cromosomico è dunque ridotto apparentemente nelle sue unità. La

traslocazione t(13;14) (q10;q10) è la traslocazione robertsoniana più

frequente ed è innocua per il portatore ma aumenta il rischio di concepire

zigoti con trisomia 13. Può inoltre causare oligospermia (pochi spermatozooi)

negli uomini.

Le anomalie sbilanciate invece causano un fenotipo patologico nel

portatore. Sono causate da delezioni parziali (4p e 5p),duplicazioni

parziali,cromosomi ad anello,isocromosomi,cromosomi derivati.

DELEZIONI PARZIALI = possono essere terminali o intertiziali. Il

meccanismo patogenetico che determina le anomalie fenotipiche è

l'aploinsufficienza (geni ridotti di numero). Il più delle volte sono variazioni de

novo ma hanno più frequenza sul cromosoma di origine paterna e hanno un

rischio aumetato di comparsa in età paterna avanzata. Tra le delezioni

parziali del braccio corto di un cromosoma sono la delezione 4p e 5p. La 4p

(interstiziale o parziale) è la SINDROME DI WOLF-HIRSCHHORN, molto

rara. Di solito è causata da mutazione de novo per l'80% dei casi da un

cromosoma di derivazione paterna e per il 20% da un cromosoma di origine

materna (in questo caso si parla di traslocazioni sbilanciate). Circa il 10%

delle delezioni 4p segrega da una traslocazione bilanciata presente in un

genitore. Nelle traslocazioni parentali del cromosoma 4p sono coinvolti

molti cromosomi (8p,11q,10q,7p) e in questo caso la delezione 4p è

associata a trisomia parziale. La regione corrispondente alle miscrodelezioni,

ovvero la regione critica, della sindrome di wolf-hiRSCHHORN, è nella

porzione terminale del braccio corto del cromosoma 4. Sia per la delezione

4p sia 5p, i riarrangiamenti de novo non sono tutte delezioni isolate ma sono

incluse traslocazioni sbilanciate,delezioni terminali.Per quanto riguarda la

delezione 5p, essa è associata alla SINDROME CRI DU CHAT (“pianto di

gatto” per il caratteristico pianto simile al miagolio). È una sindrome

caratterizzata da un forte ritardo mentale, causato dalla delezione del

cromosoma 5p (che ha perso tutti e 3 i loci). Altre conseguenze della

sindrome sono cardiopatie congenite. È sicuramente il risultato di un

disordine multigenetico al cui monte sta l'aploinsufficienza. È una delezione

che può originarsi de novo o raramente per via parentale per traslocazione

reciproca bilanciata (5%). Nel 90% dei casi, la delezione de novo origina da

un cromosoma paterno.

CROMOSOMI DERIVATIVI = risultano dalla fusione tra un cromosoma

parzialmente deleto e un extrasegmento di un cromosoma diverso. Deriva da

una segregazione sbilanciata di una traslocazione bilanciata. Sono di

derivazione de novo.

CROMOSOMI MARCATORI = piccoli cromosomi sovrannmerati e dotati do

proprio centromero. La loro presenza non ha sempre un significato

patologico, ma questa possibilità dipende dalla costituzione del marcatore e

dal cromosoma da cui si è originato. Circa il 70-80% dei marcatori deriva da

un cromosoma acrocentrico (spesso dal cromosoma 15). I marcatori

derivanti da una duplicazione invertita del cromosoma 15 implicano un

fenotipo grave. Esistono poi marcatori circoscritti a una specifica regione

cellulare (es. solo alla cute) ed è questo il caso della Tetrasomia 12p in

mosaico che è la causa della SINDROME DI PALLISTER-KILLIAN

[46,XX/47,XX + (12P)]. La Tetrasomia 18p invece è proprio causata da un

marcatore configurato come 18p.

CROMOSOMI AD ANELLO = specifici marcatori (rappresentano circa il 13%

dei marcatori) che richiedono una diagnosi clinico-genetica e esami specifici

(citogenetica classica e molecolare).

DISORDINI GENOMICI

Sono sindromi costituzionali causate da riarrangiamenti strutturali di specifiche

regioni cromomiche che avvengono in modo NON casuale. Determinano uno

squilibrio genico quantitativo. Hanno come caratteristica distintiva la presenza, nelle

reigoni coinvolte, di sequenze di DNA RIPETITIVO, che sono chiamate

DUPLICONI o REGIONI LCR (o duplicazioni segmentali).

DUPLICONI

Sono poche sequenze ripetute con alta omologia reciproca. Hanno dimensioni che

vanno dai 200 ai 400 Kb (kilobasi). Sono sparsi in tutto il genoma umano (che ne è

composto del 10%) ma sono localizzabili in specifici siti : regioni subtelomeriche e

pericentromeriche. Contengono pseudogeni ma anche geni trascitti molto

particolari in quanto adibiti alla regolazione delle relazioni intercellulari. Dal

momento che hanno un'alta omologia, la copresenza di più dupliconi nella stessa

regione cromosomica può essere la causa di errori di crossing-over meiotico. Il

meccanismo di ricombinazione omologa non allelica mediato dai dupliconi può

causare delezioni,duplicazioni,inversioni,traslocazioni (bilanciate e sbilanciate)e

cromosomi marcatori. (LA TRASLOCAZIONE SBILANCIATA è QUELLA

ROBERTSONIANA?????)

SINDROMI DA MICRODELEZIONE

SINDROMI DA MISCRODUPLICAZIONE

Sono sindromi costituzionali che sono state raggruppate tra i disordini genomici in

quanto la delezione (spesso di poche megabasi) interessa regioni cromosomiche

specifiche e quindi specifici geni contigui tra di loro (sono anche chiamate “sindromi

da geni contigui”.Sono sindromi in cui il segni clinico più comune è il ritardo

mentale. La delezione è “criptica” ovvero non è identificabile dal semplice esame

cromosomico standard ma solo attraverso le tecniche citogenetiche molecolari Fish

e A-CGH. La peculiarità delle sindromi da microdelezione è che l'estensione del

difetto genetico specifico di norma è la stessa in tutti i soggetti affetti. Questo

perchè il tratto di dna deleto è affiancato da dupliconi che mediano la

ricombinazione omologa non allelica, e in questo modo generano microdelezioni e

microduplicazioni nella stessa regione. Prima della tecnica a-CHG furono osservate

solo microdelezioni. Con l'applicazione invece di tale tecnica si è osservato che le

stesse regioni interessate da microdelezione erano anche interessate da

microduplicazione. Inoltre molte delle sindromi ritenute da microdelezione, sono

state successivamente identificate come sindromi da microduplicazione (????). Il

fenomeno della microduplicazione è inoltre meno frequente rispetto a quello della

miscrodelezione. Perchè? Perchè una microdelezione si può originare da

meccanismi di ricombinazione

(intracromatidica,intercromatidica,intracromosomica)più ampi della

microduplicazione (che origina solo da una ricombinazione intercromatidica e

intercromosomica). Un'altra differenza tra le due sindromi da geni contigui, è che il

fenotipo da microduplicazione ha una minore gravità e specificità clinica rispetto a

quello da microdelezione. La maggior parte delle sindromi da microdelezione,

possono anche configurarsi come condizioni monogeniche, causate da

un'aploinsufficienza di un singolo gene principale nella regione deleta. Un esempio

di sindrome monogenica da microdelezione cromosomica (da aploinsufficienza di

un gene) sono la SINDROME DI PITT-HOPKINS e la SINDROME DI MOWAT-

WILSON. Il fatto che molte sindromi da microdelezione siano in realtà

monogeniche, ci fa chiarire del perchè molti soggetti affetti siano in realtà portatori

della mutazione di un solo gene. Più in generale, il fenotipo di queste sindromi è

altamente specifico; è quindi fondamentale un'accurata valutazione clinica.

Ecco qui di seguito alcune sindromi da microdelezione :

SINDROME VELO-CARDIO-FACCIALE o SINDROME DI GEORGE :

E' la priù frequente sindrome da microdelezione 22q11.2 (1:5000 nati vivi). Per il

95% dei casi la microdelezione misura 3 Mb, per il 3% misura 1,5 Mb. Il difetto è

localizzato in una zona specifica del cromosoma 22. La ricorrenza del difetto è

condizionata dalla presenza di almeno 3 regioni LCR. Nella delezione sono

localizzati almeno 30 geni diversi, tra i queli la TBX1, la cui aploinsufficienza è

responsabile dei difetti cardiaci, del volto e del ritardo psicomotorio, tipici della

sindrome di george. Questa sindrome manifesta un fenotipo variabile riscontrabile

anche all'interno della stessa famiglia. I caratteri più comuni sono : difetti

cardiaci,aspetto peculiare del volto,insufficienza velo-faringea,palatoschisi,difficoltà

di apprendimento e ritardo mentale più o meno grave. Per l'80% dei casi è presente

una cardiopatia congenita alla quale è sempre associata la peculiarità del volto. Per

il 50% dei casi è presente un'anomalia otolaringea. Per l'80% dei casi è presente

un ritardo della crescita mentre il ritardo mentale grave interessa meno del 20%

degli affetti. Ci sono anche anomalie immulogiche : tra le più frequenti è il deficit

dell'immunità cellulo-mediata.

SINDROME DI PHELAN-McDERMID

E' una sindrome da microdelezione causata dalla perdita della porzione terminale

(22q13) del braccio lungo del cromosoma 22. L'ampiezza della delezione varia da

soggetto a soggetto (sono state osservate anche delezioni esoniche parziali per il

gene SHANK3 sempre localizzata della regione terminale del cromosoma 22. I

segni clinici sono : ipotonia, ritardo nello sviluppo del linguaggio,epilessia,poblemi

comportamentali. SINDROME DI WILLIAMS-BEUREN

E' una sindrome da microdelezione (poiché ha un fenotipo multifattoriale) che

interessa la regione 7q11.13 con una grandezza sempre costante (1,5 Mb), e che è

affiancata da due dupliconi tra loro omologhi. Nell'intervallo di delezione sono

presenti almeno 17 geni, tra i quali vi è il gene dell'elastina,la cui aploinsufficienza

causa quasi tutti i segni clinici della sindrome (il ritardo mentale e alcuni aspetti

comportamentali sono invece causati da aploinsufficienza di altri geni). Il fenotipo

è : stenosi aortica,anomali cardiovascolari,personalità distintiva (molto loquace ed

estroversa), ritardo della crescita e ritardo mentale.

SINDROME DI SMITH-MAGENIS

E' una sindrome monogenica da microdelezione cromosomica, poiché è causata

principalmente dall'aploinsufficienza di un gene specifico : RAI1. La delezione

interessa la regione 17p11.2 del braccio corto del cromosoma 17. La delezione più

comune ha dimensioni pari a 3,5 Mb. Il fenotipo è caratterizzato da anomali

comportamentali, cardiache, e fisiche (microcefalia). Di solito i soggetti affetti sono

in sovrappeso. SINDROME DI MILLER-DIEKER

E' una sindrome da microdelezione alla quale è associata una LISSENCEFALIA

(corteccia cerebrale liscia, cioè priva di circonvoluzioni). La delezione interessa la

regione 17p13.3 del cromosoma 17 e il gene responsabile della lissencefalia è il

LIS1 (presente nella regione deleta). Questo gene può causare anche una

lissencefalia isolata cioè non una sindrome. Nel caso della sindrome di Miller-

Dieker, invece non è solo il gene LIS1 a contribuire al fenotipo, ma anche il gene

che codifica la proteina 14-3-3.

SINDROME DA MICRODELEZIONE 9q34

E' una sindrome monogenica da microdelezione della regione 9q34. È causata da

un'aploinsufficienza del gene EHMT1.

SINDROME DA MICRODELEZIONE 17q21

Anch'essa è una condizione di disordine monogenico da aploinsufficienza del gene

MAPT (è incerto però). Il fenotipo più comune : ipotonia, ritardo mentale variabile.

Ecco ora alcune sindromi da microduplicazione : abbiamo detto che tramite la

tecnica a-CGH è stato possibile riscontrare nelle regione soggette a microdelezione

anche fenomeni di microduplicazione (come conferma dell'esistenza del

meccanismo di ricombinazione omologa non allelica come fenomeno

patologicamente associato a un disordine genomico). Le condizioni sindromiche da

microduplicazione sono : la sindrome velo-cardio-facciale,la sindrome di Williams-

Beuren,la sindrome di Smith-Magenis,la sindrome di Miller-Dieker. Le sindromi che

includono una condizione di microduplicazione non sono state classificate come a

sé stanti ma in associazione a sindromi da delezione in quanto non è stato

identificato un fenotipo che le distingua.

SINDROME DI PITT-HOPKINS

Grazie all'a-CGH è stata individuata come causata da una delezione della regione

18q21.1 all'interno della quale è stato individuato un gene TCF4 o ITF-2,

identificato come il principale responsabile della manifestazione clinica. Siccome si

tratta di un solo gene, la sindrome esprime anche una condizione monogenica. Il

gene ITF-2 è un fattore di trascrizione (proteina). Il fenotipo è : afasia,anomalie del

respiro,peculiarità del volto,ritardo mentale grave.

SINDROME DI MOWAT-WILSON

E' anch'essa una sindrome monogenica da delezione cromosomica della regione

2q22. Il gene coinvolto nella delezione, che ne causa la manifestazione clinica, è il

gene ZEB2 che codifica per una proteina che è chiamata SIP1. Il fenotipo è :

microcefalia,stipsi marcata,epilessia, bassa statura,ritardo mentale grave,carattere

gioviale. REGIONI SUBTELOMERICHE

Sono aree del genoma dinamiche e variabili. Costituiscono infatti un punto di

transizione tra le sequenze specifiche di ogni cromosoma e le sequenza ripetute

dei telomeri. La loro struttura è divisa in 3 parti :

TAR DISTALE = parte più distante dal centromero,composta da dna ripetitivo

– TTAGGG = regione composta da sequenze degenerate simili al telomero

– vero e proprio

TAR PROSSIMALE = regione specifica e unica per ogni braccio

– cromosomico.

Questa struttura permette la formazione di interscambi tra cromosomi diversi.

RIARRANGIAMENTI SUBTELOMERICI

Sono gli interscambi che possono avvenire tra i telomeri di due cromosomi diversi.

(????). Può capitare che in conseguenza a un riarrangiamento subtelomerico, la

cellula perda l'estremità terminale del cromosoma (che include i geni trascritti in

singola copia). Se capitasse ciò, la cellula sarebbe in grado di attivare meccanismi

di recupero o di riparo :

1. potrebbe creare un nuovo telomero grazie alla telomerasi

2. potrebbe stabilizzare il cromosoma acquistando una sequenza telomerica di

un altro cromosoma (si chiama “telomere capture” e porta alla formazione di

cromosomi derivativi)

I riarrangiamenti subtelomerici possono avvenire anche a causa di un errore

nell'appaiamento tra cromosomi non omologhi. Le tecniche per identificarli sono :

l'analisi di segregazione di marcatori microsatelliti, MLPA, ma la maggirmente usata

è la FISH. I riarrangiamenti subtelomerici associati a ritardo mentale possono

avvenire de novo (in questo caso si tratterà di delezioni isolate o cromosomi

derivativi) oppure per traslocazione bilanciata criptica familiare (in questo caso si

tratterà solo di cromosomi derivativi). Lo studio dei riarrangiamenti subtelomerici ha

contribuito ampiamente nella diagnosi del ritardo mentale, consentendo di

delineare nuove sindromi da delezione cromosomica terminale come nel caso della

sindrome da delezione 1p36 (si tratta più spesso di delezioni isolate terminali o

interstiziali; si riscontrano anche traslocazioni bilanciate de novo). I più frequenti

polimorfismi da delezione subtelomerica coinvolgono i seguenti cromosomi : 2q, 7q,

9p, Xp, 4q, 8p,10q, 17p, 18p. Allo stesso tempo sono anche noti i polimorfismi da

duplicazione subtelomerica. In genere questi polimorfismi sono limitati alla regione

subtelomerica e hanno quindi un'estensione minore di 1 Mb. Ci sono tuttavia rari

casi in cui tali polimorfismi possono avere un'estensione maggiore. La tecnica A-

CGH è in grado di individuare riarrangiamenti cromosomici quantitativi sia

subtelomerici sia interstiziali.

ANOMALIE CROMOSOMI SESSUALI

Possono essere DI NUMERO o DI STRUTTURA. La loro peculiarità è : i segni e i

sintomi non comportano un ritardo mentale ma provocano disturbi della fertilità.

SINDROME DI KLINEFELTER XXY

Il cariotipo è 47, XXY. I soggetti affetti sono maschi a tutti gli effetti (i genitali interni

ed esterni sono maschili) ma hanno l'unico sintomo di essere sterili come

conseguenza dell'azoospermia (assenza di spermatozooi nel liquido seminale).

Sono in genere soggetti di alta statura con testicoli più piccoli del normale, rarità di

barba. Nei casi in cui è possibile un concepimento tramite fecondazione assistita, si

tratta sicuramente di un mosaicismo con linea a cariotipo normale. La sindrome è di

solito causata da una non-disgiunzione meiotica quindi non è parentale.

FEMMINE TRIPLO X

Sono donne con cariotipo 47,XXX causata da un'aneuploidia dei cromosomi

sessuali benigna. Il fenotipo è normale, non c'è ritardo mentale (a volte è

lievemente ridotto) e anche la fertilità può essere conservata seppur con difficoltà di

concepimento. Queste donne hanno un menarca spontaneo ma possono

manifestare oligomenorrea e una menopausa precoce.

SINDROME DI TURNER X0

Il cariotipo è 45,X. È una sindrome associata a monosomia X. Le nascite sono rare

in quanto il 99% dei concepimenti con monosomia X viene abortito

spontaneamente. Il fenotipo è femminile, bassa statura,infantilismo dei caratteri

secondari che può essere tuttavia curata tramite somministrazione di

ormoni,amenorrea primaria. Nel 20% dei casi si ha cardiopatia congenita. Non vi è

ritardo mentale. L'utero è ipoplasico. L'unica conseguenza è la sterilità costante a

causa dell'assenza di ovociti. La metà dei casi ha monosomia X completa ; l'altra

metà ha un'anomali strutturale del cromosoma X che può essere isocromosoma

per le braccia lunghe e quindi avere un cariotipo : 46,x,i (Xq). La regione critica che

porta alla formazione dei sintomi associati alla sindrome sono le braccia corte del

cromosoma X. MASCHI XYY

La presenza in sovrannumero di un cromosoma Y è il più delle volte innocua e

anche la fertilità è preservata. DELEZIONE Xq

Le delezioni parziali del braccio lungo di uno dei due cromosomi X può portare a

manifestazioni cliniche variabili. Il fenotipo più frequente è la menopausa precoce

isolata (POF); isolata perchè non è associata a ritardo psicomotorio né ad anomalie

fenotipiche. Donne con una delezione Xq possono avere fenotipo normale e anche

essere fertili. Il processo di inattivazione di uno dei due cromosomi X è

EPIGENETICO ed è mediato sia da metilazione all'estremità 5', sia da

modificazione degli istoni. L'inattivazione del cromosoma X è regolata da una

regione (grande circa 1Mb e localizzata in Xq13 vicino al centromero) definita

CENTRO DI INATTIVAZIONE DELLA X. Il gene responsabile dell'inattivazione è il

gene XIST (localizzato appunto nel centro di inattivazione della X). Tale gene è

trascritto solo dal cromosoma X. Il ritardo mentale si verifica solo è unicamente nel

caso in cui la delezione del braccio lungo della X interessa il centro di inattivazione.

Le correlazione fenotipo-genotipo sono tuttavia incostanti.

ERRORI CONGENITI DEL METABOLISMO (CAP.26)

Gli ECM sono difetti di proteine con funzione enzimatica, di trasporto,di

protezione,di attivazione. Dal punto di vista clinico sono eterogenei e sono

importanti anche i fattori ambientali. Il difetto genetico, a seconda della proteina che

va a colpire, può creare una malattia attraverso vari meccanismi : accumulo di

sostanze tossiche a monte del difetto (fenilchetonuria),produzione di prodotti

collaterali tossici o riduzione/assenza del prodotto a valle del blocco enzimatico.

L'ereditarietà può essere X-linked (raramente), autosomica dominante, autosomica

recessiva (per la maggior parte dei casi), o di tipo mitocondriale. Si conoscono oltre

600 ECM che vengono classificati in base al tipo di composti non metabolizzati o in

base agli organelli subcellulari coinvolti.

DAL PUNTO DI VISTA CLINICO...

Si suddividono in 3 gruppi :

1. A ESORDIO ACUTO NEONATALE = la sintomatologia aspecifica (generale)

è : rifiuto all'alimentazione,vomito,letargia,ipotonia,disidratazione. È possibile

un decesso neonatale causato da ECM per sepsi. La sintomatologia

specifica può essere scatenata da due conseguenze del difetto : da

intossicazione (da accumulo di sostanze tossiche) e da deficit energetico.

Nel caso di intossicazione la sintomatologia si presenta dopo un periodo di

benessere (intervallo libero) e poi si aggrava con un'alterazione dello stato di

coscienza,rifuto all'alimentazione,perdita di riflessi arcaici,crisi di

apnea,ipotermia,bradicardia,ipotonia. Nel caso di deficit energetico le

conseguenze agiscono già a livello fetale con malformazioni

craniche,cerebrali e l'intervallo libero è assente.

2. A ESORDIO ACUTO TARDIVO = possono comparire in età pediatrica post-

natale o in adolescenza o in età adulta sotto influenza di determinati alimenti

o stati febbrili.

3. A ESORDIO LENTO E PROGRESSIVO = sono ECM croniche con esordio

progressivo e lento e i segni clinici possono inizialmente essere sfumati. La

sintomatologia è distinta in ECM croniche NEUROLOGICHE e

EXTRANEUROLOGICHE. Quelle neurologiche coinvolgono sia il sistema

nervoso centrale e periferico provocando difetti di sviluppo e coinvolgendo la

sostanza grigia (ci sono alterazioni comportamentali). Per quelle

extraneurologiche i meccanismi alla base non sono chiari.

DIAGNOSI

I test diagnostici degli ECM sono di solito eseguiti in laboratori specialistici e

partono sempre dal quadro clinico.

ANALISI DI METABOLITI SPECIFICI

Può indirizzare la diagnosi di malattia. È importante selezionare il tipo di cellule o il

tessuto su cui effettuare il test enzimatico in relazione al sospetto clinico.

ANALISI DEL DNA

Svolge sia un ruolo primario sia un ruolo di supporto per la conferma della diagnosi

e per la consulenza genetica (è indispensabile per la certezza della diagnosi). Lo

studio del DNA permette di distinguere eterozigoti da omozigoti che nel caso di

malattie autosomiche recessive non sono facilmente distinguibili a causa dell'allele

selvatico (allele normale). Un metodo per effettuare l'analisi del dna senza l'impiego

di enzimi e di un tratto di dna eccessivamente grande, è la REAZIONE

POLIMERASICA A CATENA (PCR) : vengono separati i due filamenti di dna ; si

utilizzano dei PRIMERS (piccoli frammenti di dna corrispondenti alla sequenza del

gene interessato) e con l'enzima TAQ POLIMERASI completano la sequenza. Si

otterrà una duplicazione estremamente rapida. Attraverso l'elettroforesi si isolerà il

frammento interessato e attraverso un sequenziatore del dna si andrà ad

analizzare una sospetta variazione genetica. I risultati dell'analisi del dna devono

essere valutati tenendo sempre conto del quadro clinico e dei risultati biochimici in

quanto ci sono mutazioni diverse che provocano la stessa malattia oppure

mutazioni identiche che provocano fenotipi diversi.

ESAMI BIOPTICI

Consistono nel prelievo ed esame di tessuti tramite biopsia. Sono indispensabili per

la diagnosi di ECM soprattutto in quelle che coinvolgono a livello

cutaneo,congiuntivale,del nervo periferico o del muscoloscheletrico.

DIAGNOSI PRENATALE

E' sempre collegata alla diagnosi del paziente indice della stessa famiglia. Può

essere eseguita su diversi materiali : villi coriali,liquido amniotico,amniociti,sangue

del cordone. SCREENING NEONATALI DI ECM

Indicano l'identificazione di soggetti affetti da una malattia o di un difetto su larga

scala. Gli screening della fenilchetonuria,della fibrosi cistica,dell'ipotiroidismo

congenito vengono affettuati tramite prelievo dal tallone nel periodo neonatale e

inviate al laboratorio analisi. La scelta delle patologie da sottoporre a screening

segue diversi criteri :

lo screening non deve essere dannoso

– la malattia deve essere un problema di salute per il paziente

– la malattia deve essere curabile o parzialmente curabile

– TERAPIE

Esistono terapie :

basate su principi dietetici (nel caso di ECM di amminoacidi,acidi

– organici,difetti del ciclo dell'urea;

somministrazione di farmaci

– ERT (terapia enzimatica sostitutiva)

– trapianto del midollo o di cellule staminali

– terapia genetica (correzione del difetto genetico mediante inserimento nel

– soggetto del gene normale) come opzione futura...

DIFETTI DEL CICLO DELL'UREA

L'ammonio libero se non viene eliminato risulta essere altamente tossico per il

sistema nervoso centrale. Il difetto più comune del ciclo dell'urea è il deficit

dell'ornitina (OTC) situato in Xp21.1. Nei maschi con deficit completo si ha un

esordio neonatale acuto. Nelle femmine eterozigoti si ha sintomatologia variabile. I

sintomi sono danno cerebrale. La diagnosi deriva dall'osservazione di un aumento

della glutamina, riduzione della citrullina, presenza nelle urine di acido orotico. La

conferma della diagnosi è determinata da biopsia epatica o dall'analisi molecolare.

AMMINOACIDOPATIE

La più comune è la FENILCHETONURIA (PKU) che consiste nell'incapacità

dell'organismo di usare l'amminoacido fenilalanina (Phe) a causa dell'assenza o

deficit dell'enzima epatico fenilalanina idrossilasi (PAH) che dovrebbe trasformare

la Phe in tirosina. La forma più comune è causata da mutazione del gene PAH ed è

trasmessa con modalità autosomica recessiva. Esistono forme con difetto parziale

e con difetto del cofattore BH4. I bambini affetti alla nascita sono normali e se

vengono diagnosticati tardivamente (cosa che con lo screening neonatale è ormai

impossibile) iniziano gradualmente a sviluppare i gravi sintomi : irritabilità,

eczematosi,odore di urine di topo,vomito,ritardo

mentale,convulsioni,depigmentazione della cute e dei capelli. Questi danni sono

provocati dall'effetto dannoso degli alti livelli di Phe nel sangue e alla carenza di

neurotrasmettitori. La terapia consiste quindi in una riduzione dell'apporto dieterico

di Phe e deve durare tutta la vita.

MALATTIE PEROSSISOMIALI

I perossisomi sono organelli che si auto-generano e si auto-duplicano (non sono

presenti nei globuli rossi) e hanno la capacità di sintetizzare il perossido di

idrogeno, sostanza dannosa che deve essere eliminata appunto dai perossisomi.

Le malattie perossisomiali sono distinte in due gruppi :

1. disordini della biogenesi dei perossisomi = causati da difetti dei geni

perossisomiali PEX e sono trasmissibili con modalità autosomica recessiva;

la forma più grave di questi difetti è la sindrome di Zellweger.

2. difetti della matrice perossisomiale

TIPI DI TEST GENETICI :

Esistono 3 tipi principali :

1. TEST DIAGNOSTICI = si effettuano su i soggetti affetti e sui genitori

2. TEST PRE-SINTOMATICI = si effettuano su soggetti che non hanno ancora i

sintomi ma è probabile che li manifestino in quanto è frequente nella loro

famiglia una malattia autosomica per esempio dominante (Corea di

Huntington).

TEST PREDITTIVI = l'individuazione dei fattori di rischio genetico in persone

3. sane può

giustificare l'eventuale attivazione di misure preventive, variabili in rapporto

alla patologia.

DIAGNOSI PRENATALE DI MALATTIA GENETICA (CAP. 30)

DEFINIZIONE : è il procedimento diagnostico finalizzato all'accertamento

dell'eventuale presenza, nel feto o nell'embrione (nel caso di diagnosi preimpianto),

di una condizione patologica geneticamente determinata.

La prima diagnosi prenatale è stata effettuata intorno al 1950 sulla trisomia 21.

La diagnosi prenatale si basa sull'effettuazione di specifici test che possono essere

INVASIVI o NON INVASIVI. Tra i test non invasivi troviamo l'ECOGRAFIA (il test

più usato e talvolta abusato),il prelievo sanguigno,BI-TEST combinato tra BHGG e

PAPP-A (presenti in quantità che dipendono dallo stato di gravidanza) ed effettuato

nel primo trimestre, TRI-TEST o test di wald (misura HGG,uE3,AFP nel secondo

trimestre). I test invasivi sono invece la villocentesi,amniocentesi e funicolocentesi.

Essendo invasive includono un rischio (seppur basso) di provocare un aborto o

malformazini fisiche. La diagnosi prenatale HA DEI LIMITI in quanto non può

stabilire in assoluto se il nascituro sarà sano. La NORMALITA' della diagnosi non

indica ASSOLUTA certezza.

Il BI-test si esegue alla decima settimana di gravidanza ed è un test predittivo non

invasivo; ha un potere di riconoscimento (detection rate) del 63% per la sindrome di

down (inclusi i falsi positivi). Il TRI-test è eseguito tra la 14° e la 18° settimana e ha

un detection rate del 66% (inclusi i falsi positivi).

CRITERI PER LA DIAGNOSI PRENATALE

La gestante può sottoporsi a diagnosi prenatale in libertà purchè esistano le due

condizioni seguenti :

1. la malattia che si vuole diagnosticare deve essere identificabile in utero

2. devono esistere dei fattori di rischio che motivino la necessità di una diagnosi

invasiva poiché la stessa potrebbe recare danni alla gravidanza.

Per la seconda condizione, è accettato che il rischio accettato di patologia fetale

dello 0,5-1% giustifichi il ricorso a diagnosi. Ci sono comunque indicazioni che

motivano una diagnosi prenatale :

la madre deve avere età uguale o superiore ai 35 anni

– se si ha avuto un precedente figlio con patologia cromosomica

– se uno dei due genitori possiede un riarrangiamento cromosomico bilanciato

– (traslocazione robertsoniana, traslocazione bilanciata)

se uno dei due genitori e portatore di una malattia autosomica recessiva

– se la madre è portatrice di una mutazione legata al cromosoma X

– se il genitore è portatore di una malattia autosomica dominante

– se il precedente figlio ha un difetto di chiudura del tubo neurale

– se dai test predittivi è ritenuto aumentato il rischio di sindrome di Down

– (1:250)

se dall'ecografia sono state individuate malformazioni o ritardo di crescita

– VILLOCENTESI

E' la tecnica invasiva che si può effettuare più precocemente (10-11 settimana)e

permette di raccogliere il materiale placentare tramite una cannula introdotta per via

transaddominale e con siringa ad impugnatura per agoaspirazione sotto controllo

ecografico. È nota anche come BIOPSIA CORIALE in quanto preleva il materiale

placentare dai villi coriali. Vengono prelevati dai 20 ai 40 mg di materiale. La

villocentesi ha una percentuale di richio di aborto spontaneo (2%) e si effettua di

solito se vi è il sospetto fondato di un difetto di chiusura del tubo neurale o nei casi

di rischio di sindrome adrenogenitale. La villocentesi effettuata prima dell'ottava

settimana è stata causa frequente di difetti trasversi agli arti e ipogenesi oro-

mandibolare. AMNIOCENTESI

E' la tecnica invasiva più usata in quanto, a differenza della villocentesi, permette di

prelevare cellule fetali (non annessali come nel caso dei villi coriali) dal liquido

amniotico. La tecnica è la stessa della villocentesi ma l'amniocentesi viene

effettuata di norma alla sedicesima settimana e il prelievo del liquido amniotico è di

15-20 ml. Sulle cellule fetali raccolte è possibile fare test biochimici e microbiologici

per identificare eventuali infezioni meterno-fetali. Anche l'amniocentesi ha delle

conseguenze : amniotite, perdita di liquido amniotico,travaglio prematuro,emorragia

placentare. Queste conseguenze sono aumentate se il prelievo risulta traumatico o

effettuato con più tentativi (nel caso di un operatore inesperto), se l'ambiente non è

sufficientemente sterile. (0,5-1%).

FUNICOLOCENTESI O CORDOCENTESI

E' una tecnica invasiva che consiste nel prelievo di sangue dal cordone ombelicale.

Le modalità di prelievo sono le stesse delle altre due tecniche e il prelievo viene

effettuato di solito dalla vena ombelicare. Viene effettuato non prima della

ventesima settimana di gestazione. Le conseguenze sono : emorragia nel sito della

puntura,bradicardia fetale,trombosi della vena ombelicale,ematoma nel cordone

ombelicale. Il rischio di perdita fetale è dell'1-2% e molto dipende dall'esperienza

dell'operatore. È anche possibile una contaminazione.

ANALISI CITOGENETICHE

L'esame più usato per la diagnosi prenatale è l'esame cromosomico. Una

risoluzione di 300-400 bande e un bandeggio G sono ritenuti adeguati. Nel caso in

cui il materiale prelevato sia composto da villi coriali, l'esame cromosomico può

essere direttamente applicato. Nel caso di cellule amniotiche invece devono essere

necessariamente mantenute in coltura per 10-12 giorni prima di effettuare l'esame

cromosomico. Nel caso di sangue fetale la coltura in vitro è di 48-72 ore.

Nell'eseguire questi test bisogna fare molta attenzione ai casi particolari : un

riscontro comune è il mosaicismo cromosomico che può essere reale o

PSEUDOMOSAICISMO (generatosi dalla coltura in vitro e quindi privo di

conseguenze fenotipiche). L'interpretazione del mosaicismo può risultare a volte

difficile per esempio dall'esame dei villi coriali in quanto il feto e gli annessi possono

avere delle differenze cariotipiche e quindi un mosaicismo riscontrato nei villi non

deve necessariamente interessare il feto. Un es è il caso di uno zigote portatore di

trisomia 15 che persiste nella placenta e scompare nell'embrione. Un altro raro

caso è il riscontro di un cromosoma marcatore soprannumerario (di solito di

piccole dimensioni). La prima cosa da fare in questi casi è stabilire se il marcatore è

presente in uno dei due genitori o se è presente de novo nel feto. In questo caso il

bandeggio cromosomico non è sufficiente ma bisognerà ricorrere alla tecnica FISH

o a-CGH (può generare difficoltà di interpretazione perchè può rilevare non solo

anomalie patogenetiche ma anche polimorfismi che invece non hanno valenza

fenotipica). Altro caso raro è la presenza di una traslocazione cromsomica

reciproca apparentemente bilanciata. Anche qui bisognerà stabilire se è stata

trasmessa dai due genitori o se è una variazione de novo. Le analisi del dna sono

applicate specificatamente in caso di gravidanze a rischio di patologie

monogenetiche a ereditarietà mendeliana. Il consulente genetista deve verificare

che la situazione presentata dai genitori corrisponda a una patologia

diagnosticabile in utero; deve identificare il rischio come giustificabile per la

diagnosi; deve informare i genitori dei limiti e dei rischi del test invasivo e deve

chiedere loro il consenso informato.

DIAGNOSI GENETICA PREIMPIANTO

E' una tecnica di diagnosi efftuabile prima dell'impianto dell'embrione in utero ed è

possibile in fecondazione assistita. È stata resa possibile dallo sviluppo di tecniche

di fecondazione in vitro e delle tecniche della PCR e FISH. Le prime applicazioni

furono riservate alle coppie a rischio per malattie recessive e legate al cromosoma

X. Si sta affermando da poco tempo la tecnica di analisi mutazionale di singoli

blastomeri mediante microbiopsia da embrioni di 8-12 cellule. L'embrione finora non

ha presentato conseguenze ma ha una notevole rilevanza etica in quanto c'è il

rischio sempre più maggiore di un abuso in quanto tale diagnosi è a tutti gli effetti

un “mezzo di selezione degli embrioni”. Se c'è il rischio di una malattia monogenica

e bisogna effettuare un'analisi PCR, è preferibile una fecondazione in vitro tramite

tecnica ICSI (iniezione all'interno dell'ovulo di un singolo spermatozoo invece che di

più per evitare che il dna sia provvisto di spermatozoi in eccesso). Tra i nati con

fecondazione tramite ICSI c'è un rischio di avere sindromi da difetto dell'imprinting

genomico (sindrome di Angelman).

APPROFONDIMENTO

sindrome di angelman

sindrome di prader willi

multifattorialità genetica