Test Genetici

“Genetic testing is the analysis of a
specific gene, its product or function,
or other DNA and chromosome analysis,
to detect or exclude an alteration
likely to be associated with a genetic
disorder.”
P. Harper, 1997
Analisi di laboratorio:
1) Raccolta del campione
2) Analisi di laboratorio
3) Elaborazione del risultato, referto
Test genetico:
1) Preparazione, informazione, consenso
informato, raccolta del campione
2) Analisi di laboratorio
3) Elaborazione del risultato, referto,
interpretazione, supporto
CONSULENZA GENETICA
• Diagnosticare, confermare o escludere la presenza
di una malattia genetica.
• Identificare le possibili opzioni di condotta medica.
• Calcolare e fornire una stima del rischio genetico.
• Fornire direttamente o indirizzare per terapie di
supporto psicologico
• La consulenza genetica fornisce informazioni
pratiche alle persone interessate circa il rischio di
avere o trasmettere una malattia genetica o
congenita.
• La consulenza genetica ha lo scopo di individuare il
tipo di trasmissione ereditaria di una malattia, di
stimarne il rischio, anche di recidiva, di mettere in
atto gli adeguati test diagnostici e di consigliare le
misure adeguate per prevenire o curare la malattia.
• In genere, il consulente genetista non impartisce
direttive ma fornisce informazioni che mettano in
grado le persone di prendere una propria decisione
circa la malattia in oggetto.
Maria Rossi 29a
6 sett
Mario
DMD
Qual’è il rischio di Maria di essere carrier di DMD?
Test genetico:
•
•
•
•
•
•
DNA,
RNA,
Cromosomi,
Proteine,
Metaboliti,
Altro
Test genetico ideale:
• Malattia ben definita
• Incidenza conosciuta
• Morbilità e/o mortalità significativa
• Terapia efficace
Test genetico ideale:
•
•
•
•
•
Rapido
Affidabile
Non invasivo
Semplice
Basso costo
Di carattere non-medico
Di carattere medico
a) diagnostici
b) presintomatici
c) screening
d) predittivi
Test genetici di carattere NON-MEDICO
Analizzano un problema che non è rilevante
per la salute della persona (applicazioni
medico-legali, genetica di popolazione).
Test genetici di carattere NON-MEDICO
• Conferma o esclusione di una paternità biologica
• Indagini criminologiche
TEST DIAGNOSTICI
Conferma o esclude la presenza
di una malattia genetica in
un soggetto sintomatico.
TEST DIAGNOSTICI
• Anomalie cromosomiche
• Acondroplasia
• Fibrosi cistica
• Emofilia A, B
Sindrome di Down – Trisomia Cr. 21
Acondroplasia
% dei
pazienti
~98%
~1%
Mutazione Genica
sostituzione G1138A
nel gene FGFR3
sostituzione G1138C
nel gene FGFR3
Emofilia A, B
Gravità
Fattore
severa
<1%
moderata
1-5%
lieve
6-25%
TEST PRESINTOMATICI
Conferma o esclude la presenza
di una “malattia” genetica in
un soggetto asintomatico.
TEST PRESINTOMATICI
• Galattosemia
• Chorea di Huntington
• Atassie spino-cerebellari
Galattosemia
51.4%
•
•
•
•
•
42.2%
2.3%
Deficit di galattosio-1-fosfatil uridil transferasi
Test di screening neonatale
Mutazione ‘comune’ - Q188R
Variante Duarte (parziale deficit) ~1:3000
Esistenza di terapia specifica (dieta senza lattosio)
che previene/riduce drasticamente i sintomi
Atassia Spinocerebellare tipo 3
?
•
•
•
•
Autosomica Dominante
Diagnosi possibile con un test basato sul DNA
Nessuna terapia disponibile
Impossibile predire l’età d’insorgenza
TEST PRESINTOMATICI
Verifica, tramite analisi del DNA o altro,
della presenza di un’alterazione
che è con assoluta certezza predittiva
(penetranza completa) per la comparsa
in futuro di una malattia genetica.
TEST DI IDENTIFICAZIONE DEI CARRIER
Conferma o esclude la presenza
dello stato di portatore sano
(carrier) di una malattia genetica
in un soggetto asintomatico.
TEST DI IDENTIFICAZIONE DEI CARRIER
Malattie a trasmissione:
• autosomica recessiva
(talassemia, fibrosi cistica)
• X-linked recessiva
(emofilia)
ß-Talassemia
Affetti
Tipo di
emoglobina
Normali
HbA
HbF
HbA
2
Carrier
Omozigoti ߺ-Thal
Omozigoti ß+-Thal o eterozigoti compositi ß+/ߺ
ß-Thal
Minor
96-98%
0
10-30%
92-95%
<1%
95-98%
70-90%
0.5-4%
2-3%
2-5%
Varia da livelli quasi normali a elevati
>3.5%
Emofilia A: gene FVIII
1
234 56
7 8 9 10 11 12 13 14
15 17 19 21
16 18 20 22
Numero delle differenti mutazioni puntiformi identificate: 586
23 25 26
24
Eterogeneità allelica e differenti popolazioni
Popolazioni
Pazienti Positivi %
Mutazioni HBB più comuni nelle differenti popolazioni
Mediterraneo
-87 C->G, IVS1-1 G->A, IVS1-6 T->C, IVS1-110 G->A, cd 39 C->T,
IVS2-745 C->G
Medio Oriente
cd 8 -AA, cd 8/9 + G, IVS1-5 G->C, cd 39 C->T, cd 44-C, IVS2-1 G->A
India
91-95%
-619 bp deletion, cd 8/9 + G, IVS1-1 G->T, IVS1-5 G->C, 41/42 - TTCT
Indocina
-28 A->G, 17 A->T, 19 A->G, IVS1-5 G->C, 41/42 -TTCT, IVS2-654 C->T
Cina
-28 A->G, 17 A->T, 41/42 -TTCT, IVS2-654 C->T
Africani /
AfricaniAmericani
75-80%
-88 C->T, -29 A->G, IVS1-5 G->T, cd 24 T->A, IVS11-949 A->G, A->C
Numero di varianti dell’emoglobina
Tipo
Numero
Varianti della catena Alfa
199
Varianti della catena Beta
335
Varianti della catena Gamma
68
Varianti della catena Delta
28
Varianti con la sostituzione di 2 amino acidi (alfa = 1; beta = 17)
18
Varianti con catene ibride
10
Variants con catene più lunghe (C-terminus = 9; N-terminus = 4)
13
Varianti con delezioni (15); insertioni (4); delezioni e inserzioni (3)
Totale
22
693
Eterogeneità allelica (o mutazionale):
possibilità che differenti mutazioni
nello stesso gene diano origine allo
stesso fenotipo.
Eterogeneità non allelica (o di locus):
possibilità che differenti mutazioni
in geni differenti diano origine allo
stesso fenotipo (genocopie).
TEST DI IDENTIFICAZIONE DEI CARRIER
•
•
•
•
•
•
•
Mutazioni rare
Malattie ereditarie (monogeniche)
Condizione sufficiente
Effetto fenotipico
Alta penetranza
Alto rischio relativo
Ruolo popolazione-dipendente
Test genetici
Malattia
Etnia
Frequenza
An. Falciforme
Africani
1/14
Fibrosi cistica
Caucasici
1/25
Tay-Sachs
Ashkenazi
1/30
Canavan
Ashkenazi
1/40
FIBROSI CISTICA
Screening suggerito
1078delT
3120+1G>A
A455E
G85E
xR334W
1717-1G>A
3659delC
ΔF508
I148T
R347P
1898+1G>A
3849+10kbC>T
ΔI507
N1303K
R553X
2184delA
621+1G>T
G542X
R1162X
R560T
2789+5G>A
711+1G>T
G551D
R117H
W1282X
FIBROSI CISTICA
Sensibilità d’individuazione di portatori
Etnia
Caucasici
Ashkenazi
Ispanici
Africani
Asiatici
Frequenza Sensibilità
1/25
90%
1/29
97%
1/46
57%
1/60
75%
1/90
30%
TEST PREDITTIVI
Conferma o esclude, in un soggetto
asintomatico, la propensione ad
ammalarsi di una malattia
comune e/o complessa.
TEST PREDITTIVI
• Malattie cardiovascolari
• Diabete
• Tumori
I maggiori successi, finora, sono stati ottenuti
con l’identificazione di alleli con una ridotta
frequenza ma alta penetranza
• HNPCC (adenocarcinoma del colon)
• BRCA1 e 2 (adenocarcinoma della
mammella e dell’ovaio)
• MODY 1,2,3 (diabete)
• Alfa-sinucleina (Morbo di Parkinson)
Da un punto di vista epidemiologico,
il maggior contributo è dato da alleli
alta frequenza ma bassa penetranza
• APC I1307K e adenocarcinoma del colon
• ApoE (ε4) e malattia di Alzheimer
• Factor V Leiden (R506Q) e trombosi
venosa
• CCR5 e resistenza al HIV
INTERAZIONE TRA FV LEIDEN E ALTRI FATTORI
GENETICI O AMBIENTALI
FV Leiden
NO
Prevalenza
SI
Antitrombina III
no
si
---54%
20%
92%
Proteina C
no
si
7%
12%
10%
73%
Proteina S
no
si
14%
67%
43%
80%
Rischio
Contraccettivi orali
no
si
1.0
3.8
7.0
34.7
Fattore V
100
80
60
40
20
0
Italia
Gran Bretagna
Olanda
Africa
Asia
Gln/Gln
Gln/Arg
98,2
91,1
98
100
100
1,8
8,9
2
0
0
EMOCROMATOSI EREDITARIA
HFE
¾C282Y/C282Y
¾C282Y/H63D
¾C282Y/S65C
NON HFE
¾ Emocromatosi giovanile
(HFE2)
¾ Mutazioni del recettore-2
della trsnsferrina(HFE3)
¾ Mutazioni ferroportina 1
(SCL11A3)(HFE4)
¾ Aceruloplaminemia
¾ Atransferrinemia congenita
¾ African iron overload
His63Asp
β2 microglobulin
Hfe Protein
s s
s s
Cys282Tyr
Cytosol
COOH
Normal State
Hfe Cys 282
Hfe His 63
Hfe - Transferrin receptor complex on cell surface
Hfe modulates transferrin uptake by TfR
OMOZIGOTI C282Y
• Predisposizone genetica non alterazioni
• Sovraccarico di ferro senza sintomi
• Sovraccarico di ferro con sintomi iniziali
• Sovraccarico di ferro con danno d’organo
TEST PREDITTIVI
• Mutazioni comuni (polimorfismi): alleli di
suscettibilità
• Nè necessarie nè sufficienti
• Modesto effetto sul fenotipo
• Ridotta penetranza
• Basso rischio relativo
• Importante ruolo dell’ambiente
• Ruolo popolazione-dipendente
Test genetici
The National Society of Genetic Counselors (NSGC) recommends that
people considering genetic testing ask five questions:
1. Am I ordering the correct test?
2. How valid are the test results for me?
3. What decisions might I need or want to make once I know
the test results?
4. What are the credentials of the person who will give me the
test results?
5. Once I have the test results, what are my next steps?
Consulenza Genetica
Malattia Autosomica Dominante
Rischio 50%
Rischio non aumentato
Rischio basso
Rischio 50%
Rischio 50%
Rischio 50%
Consulenza Genetica
Malattia Autosomica Dominante
Penetranza incompleta
Consulenza Genetica
Malattia Autosomica Dominante
1/2
1/2
1
2/3
1
1
1
2/3
2/3
1/2
1/2
Rischio di essere portatore
1/2
1/4
TEST GENETICI
Da considerare:
• Alternative
• Costi
• Implicazioni psicosociali
Implicazioni psicosociali
• Consenso informato
• Riservatezza
• Familiari
• Utilizzo da parte di terzi
• Indagini sui minori
• Utilizzo a fini riproduttivi
Implicazioni etiche, legali e sociali delle
informazioni genetiche
• Appropriatezza dell’uso
– Esclusione da determinate occupazioni
– Scelte scolastiche
• Segretezza/Riservatezza
– Aumentato rischio di malattia
– Familiari/Datore di lavoro/Assicurazioni
• Impatto psicologico
– Diritto di non sapere/non agire
– Stigmatizzazione/Rivalsa
– Colpa
Test genetici
Settore in continuo sviluppo
• rapido aumento delle conoscenze
• incremento delle informazioni sul genoma umano
• identificazione di nuove mutazioni geniche
• potenziale beneficio terapeutico (farmacogenomica)…
• ... ma anche conoscenza di condizioni senza possibilità
terapeutiche
• maggiore attenzione dell’opinione pubblica
• nuove problematiche etiche
COUNCIL OF EUROPE
Convention on Human Rights and Biomedicine
(1997)
Articolo 11 - proibisce qualsiasi forma di
discriminazione nei confronti di chiunque sulla
base del proprio patrimonio genetico.
Articolo 12 – i test genetici possono essere
impiegati solo per scopi medici o per ricerca.