Tossicologia e mutagenesi ambientale - Appunti Lezione 16

Incidenza mutazioni geniche

La frequenza di mutazione genica è di circa 1 SNP/1000 bp, corrispondente a circa 16.000 fenotipi mendeliani (patologici e non). Più del 1.2% delle patologie sono mendeliane, con un'incidenza compresa tra il 2.4%.

Incidenza mutazioni cromosomiche

Le mutazioni cromosomiche costituzionali si presentano nello 0.6-0.7% dei nati vivi e nel 30% dei casi di infertilità. Circa il 60% di queste mutazioni sono anomalie numeriche e il 40% anomalie di struttura. Inoltre, il 7.5% degli aborti spontanei e oltre l'8% sono associati a queste mutazioni.

Rischio germinale

Le radiazioni ionizzanti e la mutazione genica si verificano quando la popolazione è esposta a 1 Gy di IR a basso LET. L'incidenza attesa di nuove patologie mendeliane alla prima generazione è dello 0.4%, con una frequenza spontanea compresa tra 1.2-2.4%.

Test di mutazione germinale (in vivo)

• Test delle mutazioni letali recessive X-linked in Drosophila (test CIB)
• Test delle mutazioni a loci specifici nel topo (SL)
• Test delle mutazioni letali dominanti nel topo (DL)
• Test delle traslocazioni ereditabili nel topo (HT)
• Instabilità delle sequenze ripetute in tandem (ESTR)
• Test di aneuploidia (analisi in fluorescenza) negli spermatozoi

Schema generale

FISH, analisi spermi ESTR, TGMMutageno. Analisi in utero DL, analisi F1 ESTR SL HT.

1. Test CIB

Il primo test di mutagenesi (Müller, 1927) prevede l'uso di Drosophila: XP X X X YCIB XF1 X X X Ym CIB XF2 X X X Y X YCIB m CIB.

2. Test delle mutazioni a loci specifici

Rileva mutazioni geniche utilizzando il ceppo T-stock, omozigote per 7 mutazioni recessive, incluse il colore del mantello (5), colore degli occhi e morfologia dell'orecchio. Topi maschi ibridi con fenotipo selvatico vengono incrociati con femmine T-stock, producendo F1 eterozigoti. L'analisi di migliaia di individui (frequenza di mutazione = 6.6x10^-6) è difficile a causa della caratterizzazione delle mutazioni de novo nei 7 alleli (da 600 bp a 5500 bp).

3. Test dei letali dominanti

Questo test rileva mutazioni cromosomiche che causano morte in utero pre- o post-impianto. Topi maschi trattati vengono incrociati con femmine non trattate. La frequenza di DL indotti è determinata dal rapporto tra frequenza degli impianti morti e degli embrioni sopravvissuti. L'analisi qualitativa è attendibile per indicare la genotossicità di un agente, mentre la stima quantitativa è inaccurata a causa di un'elevata frequenza spontanea.

4. Test delle traslocazioni ereditabili

Rileva traslocazioni cromosomiche reciproche che formano configurazioni quadrivalenti, con metà dei gameti fertili. La semi-sterilità si manifesta con una riduzione delle dimensioni della prole. Topi maschi F1 semi-sterili trattati vengono incrociati con femmine non trattate. L'analisi citogenetica viene eseguita alla metafase I della divisione meiotica nei spermatociti, con un tasso spontaneo basso e un processo molto laborioso (> 300 animali).