Test non invasivo del DNA fetale per trisomie e aneuploidie sessuali

Transcript

Tranquility
Test non invasivo del DNA fetale
per trisomie e aneuploidie sessuali
Approfondimento
scientifico
a compan
of esperit
Swiss Biotechnology
Tranquility
www.genoma.com
Approfondimento
scientifico
Tranquility è l’unico test non
invasivo del DNA fetale a marchio
CE-IVD per le trisomie 21, 18 e
13 in grado di rilevare anche le
aneuploidie dei cromosomi sessuali,
le microdelezioni e il sesso del
nasciuturo.
Tranquility
Approfondimento scientifico
Copyright © 2015 Genoma SA
Tutti i diritti riservati
Supervisione medica:
Dr. Frederic Amar
Supporto medico e scientifico:
Thomas Rio Frio, Ph.D.
Vuk Dervnja, MD, MSc.
Redazione e grafica:
Aurelia Gremaud
Aurelie Martin
Elena Dalle Carbonare
Ignacio Sainz Terrones
Joao Mourao
Jerome Pouzet
Eventuali commenti sono
benvenuti all’indirizzo
[email protected]
ll DNA libero circolante nel sangue
materno viene isolato e sottoposto a
sequenziamento massivo in parallelo
dell’intero genoma, utilizzando
un processo di Next Generation
Sequencing (NGS).
Successivamente, un sofisticato
sistema bioinformatico analizza
i dati sequenziati. I valori della
frazione di DNA fetale sono calcolati
e incorporati nel test di validità
finale per garantire l’affidabilità dei
risultati.
L’elevata precisione di questa analisi
produce risultati accurati, disponibili
in 5 giorni lavorativi dal ricevimento
del campione in laboratorio.
Tranquility viene eseguito nel
laboratorio ad alta tecnologia di
Genoma a Ginevra, il maggiore
centro di genetica clinica in
Europa, in linea con i più alti
standard qualitativi della Svizzera e
dell’Unione Europea.
Indice
Screening prenatale
1
Evoluzione dell’analisi prenatale ................... 06
Screening sul DNA fetale libero circolante ...... 08
Screening che non analizzano il DNA ............ 12
Diagnostica invasiva ..................................... 14
Patologie indagate
2
Trisomie fetali comuni .................................. 18
Aneuploidie sessuali ..................................... 22
Sindromi da microdelezione ........................ 26
Tranquility
3
Caratteristiche e performance ....................... 32
Processi ad alta tecnologia ......................... 36
Pubblicazioni scientifiche 4
YM Dennis Lo et al., 1997 ............................ 47
Rossa WK Chiu et al., 2011 .......................... 48
Glenn E Palomaki et al., 2012 ...................... 50
Mary E Norton et al., 2012 .......................... 51
Naama Srebnik et al., 2013 ......................... 52
Jacob A Canick et al., 2013 ......................... 54
Wybo Dondorp et al., 2015 ......................... 55
RCOG Scientific Impact Paper, 2014 ........... 56
Screening prenatale
Evoluzione della medicina prenatale
Prevalenza delle anomalie cromosomiche
Dai test di screening biochimico all’analisi del DNA fetale circolante
In una popolazione di 1 000 000 di individui
Test Prenatali
I test prenatali, indirizzati
prevalentemente alla diagnosi della
trisomia 21 (sindrome di Down), sono
iniziati intorno al 1970. In principio,
venivano utilizzati esclusivamente
metodi non invasivi, con bassi livelli
di affidabilità; la massima precisione
diagnostica è stata raggiunta quando
l’analisi delle cellule fetali è divenuta
possibile grazie alla villocentesi
e all’amniocentesi. Queste due
procedure sono altamente invasive e
comportano alcuni rischi per il feto.
Inoltre sono fonte di notevole stress
per la madre e per l’intera famiglia.
Dal 2014 è possibile analizzare il
DNA fetale libero circolante nel
sangue materno grazie a nuovi
metodi di sequenziamento genetico
pienamente validati, che richiedono
soltanto un semplice prelievo di
sangue.
Un’analisi altamente
accurata del DNA
fetale circolante è
possibile a partire dalla
decima settimana di
gestazione
Sindrome di Down
1428/1 milione
Sindrome di Jacobs
1000/1 milione
Sindrome di Klinefelter
1000/1 milione
Sindrome di Turner
400/1 milione
Sindrome di Edwards
200/1 milione
Cronologia dei test prenatali non invasivi
Dal 1970 ai primi anni 80
Percentuale di trisomie 21 rilevate: inferiore al 35%
Dai tardi anni 80 ai primi anni 90
Introduzione dello screening sul siero materno durante il secondo trimestre
Percentuale di trisomie 21 rilevate: circa 60%
Dai tardi anni 90 ai primi anni successivi al 2000
Introduzione di test combinati durante il primo trimestre
Dal 2014
Introduzione del test sul DNA fetale circolante
6 / GENOMA Tranquility Approfondimento Scientifico
Prevalenza di anomalie
cromosomiche
La pagina a destra rappresenta un
campione di popolazione pari ad 1
milione di neonati. I punti colorati
indicano la prevalenza di aneuploidie.
La sindrome di Down ha la più alta
prevalenza (1/700).
L’obiettivo dei test prenatali è quello
di fornire alle famiglie ed al personale
medico informazioni il più possibile
complete e precoci sulle eventuali
anomalie cromosomiche del feto.
Trisomia X
100/1 milione
Sindrome di Patau
62.5/1 milione
Flusso Sanguigno
Materno
Screening sul DNA fetale libero circolante
L’unico metodo non invasivo basato sull’analisi del DNA
Placenta
DNA Fetale
DNA fetale circolante
Nel flusso sanguigno di ogni
individuo sono presenti piccoli
frammenti di materiale genetico,
denominati DNA libero circolante.
A partire dalla quinta settimana di
gestazione, in una donna in stato
di gravidanza è presente, oltre al
DNA libero circolante di origine
materna, anche DNA fetale, in una
percentuale compresa tra il 2 ed il
40% (mediamente attorno al 10%).
Il DNA fetale libero ha origine
dalle cellule placentari, e viene
continuamente rilasciato nel
flusso sanguigno della madre. La
percentuale di DNA fetale (frazione
fetale) nel sangue materno aumenta
durante il secondo ed il terzo
trimestre e scompare dopo il parto.
È attualmente possibile analizzare
Massima affidabilità
I frammenti di DNA libero circolante
vengono sequenziati e confrontati
con il genoma umano di riferimento.
Quando il numero di un determinato
cromosoma non corrisponde
all’atteso, si è in presenza di una
aneuploidia.
Gli studi sulle gravidanze ad alto
rischio di trisomie hanno dimostrato
che mediante un’analisi del DNA
fetale libero circolante nel sangue
materno è possibile identificare il
98,9% dei casi, con una percentuale
di falsi positivi pari a 0,1%.
La presenza di risultati falsi positivi
può comportare il ricorso a una
procedura invasiva nel caso di una
gravidanza con feto sano.
I test basati sul sequenziamento
del DNA fetale libero circolante
nel sangue materno possono
potenzialmente ridurre del 95%
l’applicazione di procedure invasive e
gli aborti ad esse correlati.
con grande precisione il DNA
fetale libero circolante nel
sangue materno, quando
presente in una percentuale pari
ad almeno il 4%. Questo avviene
generalmente dopo la decima
settimana di gestazione, e rende
possibile l’analisi del DNA fetale
mediante un semplice prelievo di
sangue materno.
L’analisi del DNA fetale
circolante combina
bassissime percentuali
di falsi positivi e
falsi negativi con il
vantaggio di essere
un’analisi non invasiva
DNA Materno
Per qualsiasi gravidanza
L’analisi del DNA fetale circolante
è indicata per ogni donna in
gravidanza, e può essere eseguita
a partire dalla decima settimana
di gestazione (per garantire una
sufficiente quantità di frazione fetale).
I fattori che possono influenzare
l’affidabilità del test sono mosaicismi
confinati alla placenta, la sindrome
del vanishing twin (gemello
riassorbito), il peso della madre,
come evidenziato dal grafico 1, e
qualsiasi infezione, neoplasia o altra
condizione che richieda trasfusioni
di sangue (trattamento con cellule
staminali, immunoterapia o trapianto).
Frazione fetale (%)
1
L’American College
of Obstetricians
and Gynecologists
raccomanda che lo
screening prenatale
delle aneuploidie
sia proposto ad
ogni donna in stato
di gravidanza,
indipendentemente
dall’età
30.3
25.0
20.3
16.0
12.3
9.0
6.3
4.0
2.3
40
60
80
100
120
140
Peso della madre (Kg)
A tutte le età
Un caso di trisomia può verificarsi
in qualsiasi gravidanza. Il rischio di
un feto affetto da trisomia aumenta
considerevolmente con l’età della
madre, come evidenziato dal grafico
2. Proprio per questo elevato
fattore di rischio, alle future madri
oltre una certa soglia di età viene
generalmente prescritta un’analisi
invasiva. L’analisi del DNA fetale
riduce notevolmente i rischi legati alle
analisi invasive prescritte di routine. I
test sul DNA fetale forniscono risultati
accurati e necessitano semplicemente
di un prelievo di sangue materno.
Possono inoltre essere prescritti senza
timore di complicazioni a qualsiasi
donna in stato di gravidanza.
2
Rischio di trisomia
3.0%
Rischio di Sindrome di Down
100%
NT=5.0 mm
Trisomia 21
Sindrome di Down
2.5%
2.0%
NT=3.5 mm
NT=3.0 mm
10%
NT=2.5 mm
1.5%
Trisomia 18
1.0%
1%
0.5%
0.0%
Trisomia 13
20 25 30 31 32 34 36 38 40 41 42
Età della madre alla 12a settimana (anni)
0%
20
25
30
35
40
Età della madre (anni)
45
Screening non basati sull’analisi del DNA
FALSI POSITIVI DEL TEST COMBINATO
Test non invasivi standard
Analisi biochimiche
Le procedure standard per i test
prenatali sono basate sull’analisi
biochimica: test combinato durante il
primo trimestre, e lo screening sul siero
materno durante il secondo trimestre
(tri-test). Nel caso di esito positivo in
uno di questi due test, si raccomanda
alla paziente di sottoporsi ad una
procedura invasiva per la diagnosi
definitiva. A causa delle alte
percentuali di risultati falsi negativi,
vengono individuati solo il 90%
dei casi di trisomia 21. Sono inoltre
numerosi i casi in cui, a causa
dei numerosi falsi positivi, il test
invasivo che ne segue riveli un feto
non affetto da anomalie.
Test combinato del
primo trimestre (bi-test)
Il test combinato abbina l’età della
madre con gli esiti di un’analisi del
sangue effettuata tra la nona e la
tredicesima settimana di gestazione,
e con i dati di un’ecografia effettuata
tra l’undicesima e la tredicesima
settimana di gestazione. L’analisi del
sangue misura i livelli di due diverse
proteine presenti nel sangue materno,
mentre l’ecografia valuta la quantità
di fluido presente nell’epidermide
sulla parte posteriore del collo del
bambino (translucenza nucale). I test
del primo trimestre dipendono da una
serie di fattori che possono rendere
inaffidabile il risultato finale.
Test combinato
• Periodo gestazionale: PAPP-A , free
β-hCG dopo 9 settimane
• Peso elevato: PAPP-A , free β-hCG
• Gravidanza gemellare: due volte
maggiore nel caso di due gemelli, tre
volte maggiore nel caso di tre gemelli
• Diabete Mellito Insulino-Dipendente
(IDDM): PAPP-A e free β-hCG in
diminuzione
• Alto numero di gravidanze portate a
termine (gravidity/parity): PAPP-A ,
free β-hCG
• Gravidanze precedenti: fattore di
rischio due o tre volte maggiore, se
durante le precedenti gravidanze era
stato rilevato un rischio elevato.
Il tri-test può identificare una
gravidanza con maggior rischio di
trisomia 21 o 18. Il test prevede
un prelievo sanguigno tra la
quattordicesima e la ventesima
settimana + 6 giorni di gestazione (il
periodo ideale è tra la quindicesima e
la diciassettesima settimana).
I test non invasivi
standard non
individuano più del 10%
dei casi di trisomia
Tranquility ha una
percentuale di falsi
negativi inferiore allo 0,1%
I risultati positivi del test per la diagnosi della
trisomia 21 sono errati in 19 casi su 20, e portano alla
prescrizione di un’amniocentesi non necessaria (l’esame
del liquido amniotico non riscontra anomalie nel feto)
FALSI NEGATIVI DEL TEST COMBINATO
β-hCG (prelievo sanguigno)
Nome completo: Beta-gonadotropina
corionica umana
Origine: Trofoblasto
T21: ( MoM: 1,8)
Il test verifica i livelli ematici di tre
proteine (AFP, hCG, estriolo non
coniugato ed a volte anche inibina
A); i risultati vengono poi incrociati
con l’età della madre. L’esito viene
espresso in termini di maggior rischio
o basso rischio.
Tri-test
AFP (prelievo sanguigno)
Nome completo: Alfa-fetoproteina
Origine: Sacco vitellino/fegato fetale
T21: ( MoM: 0,73)
hCG (prelievo sanguigno)
Nome completo: Gonadotropina
corionica umana
Origine: Trofoblasto
T21: ( MoM: 2)
PAPP-A (prelievo sanguigno)
Nome completo: Proteina plasmatica
A assiciata alla gravidanza
Origine: Trofoblasto e cellule
endometriali decidualizzate
T21: ( MoM: 0,4)
NT (ecografia)
Nome completo: Spessore della
translucenza nucale
T21: ( MoM: 2-2,5)
Screening sul siero
materno del secondo
trimestre (tri-test)
3-4 casi di trisomia 21 (sindrome di Down) su 20 non
vengono rilevati dal test combinato
UE3 (prelievo sanguigno)
Nome completo: Estriolo non coniugato
Origine: Unità fetoplacentare
T21: ( MoM: 0,73)
Screening prenatale / 13
Diagnostica invasiva
Metodi di analisi
Villocentesi ed amniocentesi
L’amniocentesi e la villocentesi sono
interamente basate su metodologie
citogenetiche. Sono metodiche
affidabili e praticate da moltissimi
anni, tuttavia nessuna delle due
può rendere superflui gli altri test o
garantire un’affidabilità assoluta.
Procedura diagnostica
L’età avanzata della madre o un
test combinato che indichi rischio
elevato possono rendere necessaria
una procedura invasiva, quale la
villocentesi (CVS) o l’amniocentesi.
Entrambe le metodiche garantiscono
risultati affidabili, dal momento
che i campioni vengono prelevati
rispettivamente dalla placenta o dal
liquido amniotico, che contengono
cellule fetali. I campioni sono analizzati
con test citogenetici o molecolari. La
CVS e l’amniocentesi comportano un
fattore di rischio di aborto spontaneo,
Villocentesi
Amniocentesi
Settimane 10-13
Settimane 14-16
La CVS è un prelievo transaddominale
o transcervicale di un campione di villi
coriali della placenta. Grazie all’analisi
citogenetica FISH, entro poche ore dal
prelievo sono già disponibili dei risultati
preliminari sui cromosomi 21, 18, 13, X
ed Y. Parallelamente, viene determinato
il cariotipo fetale, mentre l’eventuale
presenza di anomalie cromosomiche
viene confermata entro due settimane.
L’amniocentesi è il prelievo
transaddominale di un campione
di liquido del sacco amniotico che
circonda il feto. Le cellule fetali
ottenute sono analizzate secondo le
stesse metodiche della villocentesi.
Rischi
• Emorragie/perdite vaginali
• Perdite di liquido amniotico
•Infezioni
•Corioamnionite
• Aborto: 0,5%
Rischi
• Perdite vaginali transitorie: 1-2%
• Perdite di liquido amniotico: 1-2%
• Corioamnionite: < 0.1%
• Perforazione del feto (raro, se
viene utilizzato il sistema di guida
ecografica)
• Aborto: 0,5-1%
e sono pertanto fonte di ansia e
disagio per la madre ed il resto
della famiglia. Inoltre, le metodiche
invasive non sono raccomandate
nel caso di “gravidanze preziose”,
né in molti casi di fecondazione in
vitro e ovodonazione.
Ibridazione Fluorescente In Situ (FISH)
Le regioni cromosomiche di interesse
vengono marcate con tracciatori
fluorescenti. Il microscopio fluorescente
permette di visualizzare i cromosomi 21,
18, 13 ed X,Y come punti colorati. Un
conteggio dei punti colorati permette
di valutare la presenza di aneuploidie
cromosomiche.
Cariotipo
Un’analisi invasiva
provoca ansia, e non è
consigliabile nel casi di
“gravidanze preziose”
Tranquility è un
test sicuro e non
genera ansia. Grazie
alla percentuale
di falsi positivi
inferiore allo 0,1%,
permette di evitare
un’amniocentesi non
necessaria
Il cariotipo è la classificazione delle
23 coppie dei cromosomi di una
cellula secondo la nomenclatura
internazionale. Le cellule fetali
contenute nel liquido amniotico
vengono coltivate in incubatrice per un
periodo tra i 7 ed i 10 giorni. Questo
test viene effettuato su 16-20 cellule
ottenute dalle colture derivate dal
campione.
Patologie indagate
Trisomie fetali comuni
presentano una copia in eccesso,
intera o parziale, del cromosoma
21 per un totale di 47 cromosomi.
Il cromosoma 21 è il più piccolo
cromosoma umano, con circa
48 milioni di coppie di basi, e
rappresenta dall’1,5 al 2% del DNA
delle cellule.
Cause, sintomi e diagnosi
Fondamenti genetici
I geni sono la “mappa” su cui si
sviluppa l’essere umano e forniscono
istruzioni sul funzionamento delle
cellule. Sono organizzazati in 22
coppie di autosomi più una coppia di
cromosomi sessuali. Le trisomie sono
il risultato di un numero eccessivo
di copie di un cromosoma e
influenzano lo sviluppo e la
salute del bambino colpito. Le
trisomie più comuni sono la
trisomia 21 (Sindrome di Down) e
le trisomie 13 (sindrome di Patau)
e 18 (sindrome di Edwards).
Sindrome di Down
La sindrome di Down deve il suo
nome al primo medico che la
descrisse sistematicamente, John
Langdon Down.
La sindrome di Down descrive una
serie di sintomi fisici e cognitivi
provocati da una copia in eccesso,
intera o parziale, del cromosoma 21.
Trisomia 21 infatti significa che ogni
cellula del corpo presenta tre copie
del cromosoma 21 invece delle solite
due.
I cromosomi portano l’informazione
genetica che istruisce il corpo sul
proprio sviluppo e sullo svolgimento
di determinate funzioni. I soggetti
affetti da sindrome di Down
Tranquility rileva la
presenza della trisomia
21 (sindrome di Down)
con un livello di
sensibilità e specificità
pari al 99,9%
epicanthic
fold
upward
slanting
eyes
flat
facial
profile
flat
occiput
flat
nasal
bridge
protuding
tongue
simian
crease
gap
between
1st and
2nd toes
Si tratta di una condizione
cromosomica che comporta un
ritardo nella capacità cognitiva,
particolari caratteristiche del viso e
scarsa tonicità muscolare (ipotonia)
nell’infanzia. Questa condizione è
prevalentemente provocata dalla
trisomia 21.
In casi più rari, la sindrome di Down
si manifesta quando una parte
del cromosoma 21 resta attaccata
(traslocata) a un altro cromosoma
durante la formazione delle cellule
riproduttive (ovuli e spermatozoi)
o nelle prime fasi dello sviluppo
fetale. Le persone che ne sono
affette hanno, oltre alle due copie
del cromosoma 21, anche materiale
in eccesso attaccato a un altro
cromosoma, con il risultato che
il soggetto presenta tre copie
di materiale genetico derivante
dal cromosoma 21. Chi presenta
questa anomalia genetica si dice
sia affetto da sindrome di Down da
traslocazione.
La sindrome di Down non si limita a
disturbi dello sviluppo cognitivo, ma
può intaccare anche altri organi del
corpo:
• Apnea ostruttiva del sonno (tra il 50
e il 75%);
• Infezioni dell’orecchio (tra il 50 e il
70%);
• Patologie oculari (fino al 60%);
• Malformazioni cardiache fin dalla
nascita (50%);
• Anomalie dell’apparato digerente,
come blocco intestinale.
II soggetti colpiti da sindrome di
Down sono più esposti al rischio
di sviluppare gravi condizioni
patologiche. Tra queste, il reflusso
gastroesofageo e la celiachia. Circa
il 15% ha una ridotta funzione della
ghiandola tiroidea (ipotiroidismo).
Il rischio di patologie oculari e
problemi dell’udito aumenta. Inoltre,
una piccola percentuale di bambini
Normale
affetti dalla sindrome di Down
sviluppa una forma tumorale delle
cellule del sangue (leucemia).
Tutti questi fattori influiscono sulla
vita del bambino e della sua famiglia.
La sindrome di Down ha un’incidenza
di 1 caso su 830 neonati. Sebbene
possa capitare a donne di qualsiasi
età di avere un figlio colpito da
questa condizione patologica, le
possibilità aumentano con gli anni.
I metodi tradizionali per diagnosticare
la sindrome di Down in utero sono un
esame ultrasonografico (misurazione
della translucenza nucale e dell’osso
nasale),il test combinato, nonché
l’amniocentesi e la villocentesi.
Anormale
• Perdita dell’udito (fino al 75% di chi
è affetto dalla sindrome ne soffre);
Patologie indagate / 19
Sindrome di Edwards
La trisomia 18, nota anche come
Sindrome di Edwards, è una
condizione cromosomica che
comporta anomalie in diverse parti
del corpo.
La maggior parte dei casi di trisomia
18 sono imputabili alla presenza di
tre copie del cromosoma 18 nelle
cellule del corpo invece delle solite
due. Il materiale genetico in eccesso
ostacola il corso normale dello sviluppo
provocando le caratteristiche tipiche di
questa condizione.
Circa il 5 percento di chi è affetto da
trisomia 18 ha una copia in eccesso del
cromosoma 18 solo in alcune cellule
del corpo. In questo caso, si parla di
trisomia 18 a mosaico. La gravità di
questa condizione dipende dal tipo e
dal numero di cellule che presentano
un cromosoma in eccesso. Lo sviluppo
dei soggetti affetti da questa forma
di trisomia 18 va quindi da normale a
gravemente colpito.
In rarissimi casi, una parte del braccio
lungo (q) del cromosoma 18 resta
attaccato (traslocato) a un altro
cromosoma durante la formazione delle
cellule riproduttive (ovuli e spermatozoi)
dell’embrione. I soggetti colpiti hanno,
oltre alle due copie del cromosoma 18,
anche materiale in eccesso attaccato
a un altro cromosoma. Chi presenta
questa anomalia genetica si dice
affetto da trisomia 18 parziale. Se
solo una parte del braccio q è in tre
copie, i segni fisici possono essere
meno gravi di quelli che si riscontrano
generalmente nella trisomia 18. Se
invece tutto il braccio q è in tre copie, i
soggetti potrebbero essere altrettanto
gravemente colpiti di chi ha tre copie
dell’intero cromosoma 18.
ma molti feti non sopravvivono
al parto. Sebbene possa capitare
a donne di qualsiasi età di
avere un figlio colpito da questa
condizione patologica, le possibilità
aumentano con gli anni.
La trisomia 18 spesso comporta
una crescita rallentata prima della
nascita (ritardo della crescita
intrauterina) e peso ridotto al parto.
I soggetti colpiti possono soffrire
di difetti cardiaci e anomalie di altri
organi prima della nascita.
I metodi tradizionali per
diagnosticare la sindrome
di Edwards sono esami
ultrasonografici, l’amniocentesi e la
villocentesi.
Tra le altre caratteristiche della
trisomia 18, ricordiamo: testa
piccola e di forma anomala,
mascella e bocca piccole, pugno
chiuso con indice sovrapposto al
medio. A causa della presenza
di diversi problemi medici
potenzialmente letali, molti dei
soggetti colpiti muoiono prima
della nascita o entro il primo mese
di vita.
Dal 5 al 10% dei bambini colpiti
sopravvivono al primo anno, ma
spesso presentano gravi ritardi
cognitivi.
Nella maggior parte dei casi la
trisomia 18 non è ereditaria, ma
si manifesta come evento casuale
durante la formazione di ovuli
e spermatozoi. Un errore che si
verifica nella divisione cellulare,
noto come non-disgiunzione,
comporta lo sviluppo di cellule
riproduttive con un numero
anomalo di cromosomi.
La trisomia 18 ha un’incidenza di
circa 1 neonato su 5000; è più
frequente durante la gravidanza,
Sindrome di Patau
La trisomia 13, nota anche come
sindrome di Patau, è una condizione
cromosomica che comporta grave
ritardo cognitivo e anomalie fisiche in
molte parti del corpo.
La maggior parte dei casi di trisomia
13 sono imputabili alla presenza di tre
copie del cromosoma 13 nelle cellule
invece delle solite due. Il materiale
genetico in eccesso ostacola il corso
normale dello sviluppo provocando
le caratteristiche tipiche di questa
condizione.
La trisomia 13 si può manifestare anche
quando una parte del cromosoma 13
resta attaccato (traslocato) a un altro
cromosoma durante la formazione
delle cellule riproduttive (ovuli e
spermatozoi) o nelle prime fasi dello
sviluppo dell’embrione. I soggetti
colpiti hanno, oltre alle due copie
normali del cromosoma 13, anche
una copia in eccesso attaccata a un
altro cromosoma. Capita raramente
che solo una parte del cromosoma 13
sia presente in triplice copia. In questi
casi, i segni fisici e i sintomi sono molto
diversi da quelli che si riscontrano nei
soggetti pienamente colpiti.
hypotelorism
Solo una piccola percentuale di
persone affette da trisomia 13 ha una
copia del cromosoma 13 in eccesso
soltanto in alcune cellule. In questo
caso, si parla di trisomia 13 a mosaico.
La gravità di questa condizione
dipende dal tipo e dal numero di
cellule che presentano un cromosoma
in eccesso. Le caratteriste fisiche di
questi soggetti spesso sono meno
accentuate di quelle di chi presenta una
trisomia piena.
Nella maggior parte dei casi la trisomia
13 non è ereditaria, ma si manifesta
come evento casuale durante la
formazione di ovuli e spermatozoi in
genitori sani. Un errore che si verifica
nella divisione cellulare, noto come
non-disgiunzione, comporta lo sviluppo
di cellule riproduttive con un numero
anomalo di cromosomi.
La maggior parte dei feti colpiti
da sindrome di Patau (il 64% dal
secondo trimestre in poi) vengono
abortiti spontaneamente. I bambini
tendono a essere piccoli per l’età
gestazionale. Le anomalie della
linea mediana (per es. difetti del
cuoio capelluto, seno dermico) sono
tipiche. L’oloprosencefalia (dovuta
alla separazione incompleta del
prosencefalo) è piuttosto comune. Tra
le anomalie facciali vi sono il labbro
leporino e il palato leporino. Comuni
sono anche la microftalmia, il coloboma
(fessure) dell’iride e la displasia
retinica. Le arcate sopraccigliari sono
poco profonde e le fessure palpebrali
risultano oblique. Le orecchie hanno
broad
flat nose
cleft lip
and palate
low set ears
polydactyly
una forma anomala e abbassata, la
sordità è piuttosto diffusa. Sul retro del
collo sono spesso presenti pieghe di
pelle flaccida. Altrettanto diffusi sono
i casi di piega palmare trasversale
unica (o piega scimmiesca nella mano),
polidattilia e unghie iperconvesse. Circa
l’80% dei soggetti sono affetti da gravi
anomalie congenite cardiovascolari; la
destrocardia è molto frequente. Anche
i genitali risultano spesso anomali
in entrambi i sessi; per i maschi si
registrano criptorchidismo e anomalie
dello scroto mentre per le femmine,
casi di utero bicorne. Nella prima
infanzia sono frequenti gli episodi di
apnea. Il deficit intellettivo è grave.
Proprio per la presenza di diverse
patologie letali, molti nascituri affetti
da trisomia 13 muoiono dopo i
primi giorni o settimane di vita. Solo
l’8-10% dei pazienti sopravvive oltre
l’anno, ma in genere con gravi ritardi
dell’apprendimento. La sopravvivenza
a lungo termine interessa soprattutto i
casi di mosaicismo.
La trisomia 13 ha un’incidenza di
circa 1 neonato su 16.000. Sebbene
possa capitare a donne di qualsiasi
età di avere un figlio colpito da questa
condizione patologica, le possibilità
aumentano con gli anni.
I metodi tradizionali per diagnosticare
la sindrome di Patau sono esami
ultrasonografici, l’amniocentesi e la
villocentesi.
Aneuploidie sessuali
Sindrome di Turner
Fondamenti genetici
Per aneuploidia dei cromosomi sessuali
si intende un’anomalia numerica
relativa al cromosoma X o Y, che
comporta l’aggiunta o la perdita
di un intero cromosoma X o Y. Tra
i cariotipi a mosaico più frequenti
ricordiamo: 45,X/46XX; 46XX/47,XXX; e
46,XY/47,XXY. La variazione del numero
Trisomia XXX
La sindrome della tripla X, anche
nota come trisomia X o 47,XXX, è
caratterizzata dalla presenza di un
cromosoma X in eccesso in tutte le
cellule della donna.
La sindrome della tripla X è provocata
dalla presenza di una copia in eccesso
del cromosoma X in tutte le cellule
della donna. Proprio per questo, le
cellule hanno in totale 47 cromosomi
(47,XXX) invece dei soliti 46 (46,XX).
Nella maggior parte dei casi, la
trisomia X è conseguenza della nondisgiunzione in fase di meiosi, anche
se la non-disgiunzione postzigotica
si verifica circa nel 20% dei casi.
Una correlazione con l’età avanzata
dei cromosomi sessuali è una
condizione genetica relativamente
diffusa che interessa fino a 1
soggetto su 400. Le aneuploidie
sessuali sono associate a fenotipi
cognitivi e comportamentali
caratteristici, anche se il livello di
gravità può coprire un ampio spettro.
della madre (che è notoriamente
associata alla maggiore probabilità
di episodi di non-disgiunzione)
si riscontra in circa il 30% dei
casi di trisomia X. Il mosaicismo
(46,XX/47,XXX,47,XXX/48,XXXX o in
combinazioni che comprendono le
linee cellulari della sindrome di Turner
45,X) si verifica circa nel 10% dei casi.
Si ritiene che il fenotipo della trisomia
X sia associato alla sovraespressione
dei geni presenti nel cromosoma X
che evita la sua disattivazione, ma non
sono ancora state stabilite specifiche
relazioni genotipo – fenotipo.
Anche se i soggetti femminili affetti da
sindrome della tripla X possono essere
più alti della media, questa anomalia
cromosomica di solito non comporta
caratteristiche fisiche insolite. La
short stature
La sindrome di Turner è una
condizione cromosomica che interessa
lo sviluppo dei soggetti femminili.
Tranquility è l’unico test
CE-IVD per le trisomie
21, 18 e 13 che rileva
anche le aneuploidie
sessuali
maggior parte delle donne colpite
hanno uno sviluppo sessuale normale e
sono in grado di concepire figli.
La sindrome della tripla X
comporta maggiori rischi di ritardo
dell’apprendimento e dell’acquisizione
delle competenze della parola e del
linguaggio. È possibile riscontrare
anche ritardi dello sviluppo delle
capacità motorie (come stare seduto
e camminare), scarso tono muscolare
(ipotonia) nonché difficoltà emotive
e comportamentali, ma queste
caratteristiche variano molto. Nel 10%
delle donne interessate si rilevano
anche crisi epilettiche e anomalie
renali.
Questa condizione registra
un’incidenza di 1 neonato di sesso
femminile su 10.000.
Circa la metà dei soggetti affetti
da sindrome di Turner presenta
monosomia del cromosoma X, il
che significa che tutte le cellule del
corpo hanno una sola copia di questo
cromosoma sessuale invece delle
solite due. La sindrome di Turner si
manifesta non solo in totale assenza
di uno dei cromosomi sessuali, ma
anche se questo è solo parzialmente
mancante o alterato. Alcune donne
affette da sindrome di Turner
presentano un’anomalia cromosomica
solo in alcune cellule (mosaicismo).
La caratteristica più diffusa di questa
condizione è la bassa statura, che
diventa evidente verso l’età di 5
anni. Molto frequente è anche la
perdita precoce della funzione ovarica
(ipofunzione ovarica o insufficienza
ovarica prematura). Inizialmente, le
ovaie si sviluppano normalmente, ma
le cellule ovariche in genere muoiono
prematuramente e la maggior parte
del tessuto ovarico si deteriora prima
della nascita. Molte ragazze affette
dalla sindrome non entrano in pubertà
a meno di essere sottoposte a terapia
ormonale e la maggior parte non è in
grado di procreare.
primary hypofunction
low hairline
webbed neck
shield shaped
chest
coarctation of aorta
widely spaced
nipples
poor breast
development
elbow
deformity
kidney issues
shortened
fourth
metacarpal
underdeveloped
ovaries without
follicles
small
fingernails
amenorrhea
nevi
Circa il 30% presenta pieghe di pelle
sul collo (collo palmato), attaccatura
dei capelli bassa sulla nuca,
rigonfiamento e gonfiore (linfedema)
delle mani e dei piedi, anomalie
scheletriche o problemi renali. Da un
terzo alla metà dei soggetti affetti da
sindrome di Turner nasce con difetti
cardiaci, come il restringimento della
grande arteria che esce dal cuore
(coartazione aortica) o anomalie della
valvola che collega l’aorta al cuore
(valvola aortica). Le complicanze
derivanti da queste cardiopatie
possono rivelarsi letali.
La maggior parte dei soggetti
femminili affetti da sindrome di Turner
ha un’intelligenza nella norma. È
possibile rilevare ritardi dello sviluppo
e dell’apprendimento non verbale
nonché problemi comportamentali,
sebbene tali caratteristiche varino a
seconda dei soggetti.
sindrome di Turner non è ereditaria.
Quando è imputabile alla monosomia
del cromosoma X in quanto questa
alterazione cromosomica si manifesta
come evento casuale durante la
formazione delle cellule riproduttive
(ovuli e spermatozoi) nel genitore
della persona colpita. Un errore che si
verifica nella divisione cellulare, noto
come non-disgiunzione, comporta lo
sviluppo di cellule riproduttive con
un numero anomalo di cromosomi.
Di rado la sindrome di Turner
provocata dalla parziale delezione del
cromosoma X può essere trasmessa da
una generazione all’altra.
Questa condizione ha un’incidenza
di 1 neonato di sesso femminile su
2500 in tutto il mondo, ma è molto più
frequente nelle gravidanze che non
giungono a termine (aborti spontanei
e morti endouterine fetali).
Sindrome di Jacobs
Sindrome di Klinefelter
La sindrome di Jacobs (47,XYY) è
caratterizzata dalla presenza di una
copia in eccesso del cromosoma Y
nelle cellule dell’uomo.
La sindrome di Klinefelter (47,XXY)
è una condizione cromosomica che
interessa lo sviluppo cognitivo e fisico
dei soggetti maschili.
La sindrome di Jacobs (47,XYY) è
caratterizzata dalla presenza di una
copia in eccesso del cromosoma Y
nelle cellule dell’uomo.
sindrome di Klinefelter è imputabile
alla presenza di una copia in eccesso
nelle cellule del cromosoma X. Le
copie supplementari di geni del
cromosoma X interferiscono con lo
sviluppo sessuale dell’uomo, spesso
impedendo ai testicoli di funzionare
normalmente e riducendo i livelli di
testosterone. La sindrome di Klinefelter
e le sue varianti non vengono ereditate;
queste alterazioni genetiche in genere si
manifestano come eventi casuali durante
la formazione delle cellule riproduttive
(ovuli e spermatozoi) nel genitore.
La maggior parte dei soggetti colpiti
presenta le caratteristiche di seguito
riportate, anche se alcuni non hanno o
hanno pochi sintomi o tratti significativi.
Vista la presenza di un cromosoma
Y supplementare, le cellule hanno
in totale 47 cromosomi invece dei
soliti 46. Non è ancora stato chiarito
perché questa copia in eccesso del
cromosoma Y comporti una maggiore
altezza, problemi dell’apprendimento e
altre caratteristiche per l’uomo. Alcuni
soggetti affetti hanno il cromosoma
Y in eccesso solo in alcune cellule
(mosaicismo).
La maggior parte degli uomini affetti
ha uno sviluppo sessuale nella norma
ed è in grado di procreare. La sindrome
47,XYY comporta un maggior rischio
di ritardo dell’apprendimento e
dell’acquisizione delle competenze
della parola e del linguaggio. È
possibile riscontrare anche ritardi dello
sviluppo delle capacità motorie (come
stare seduto e camminare), scarso tono
muscolare (ipotonia), tremolio delle
mani ed altri movimenti involontari (tic
motori) nonché difficoltà emotive e
comportamentali.
sindrome 47,XYY non è ereditaria.
Questa condizione ha un’incidenza di 1
neonato di sesso maschile su 1000.
In genere, questi soggetti hanno testicoli
piccoli che non producono valori di
testosterone nella norma. La carenza di
testosterone può ritardare o impedire
il completamento della pubertà e può
provocare sviluppo delle mammelle
(ginecomastia), riduzione dei peli su
volto e corpo e incapacità di avere figli
biologici (infertilità). Alcuni soggetti
possono anche avere anomalie genitali,
ivi compresa la mancata discesa dei
testicoli (criptorchidismo), l’apertura
dell’uretra sulla parte inferiore del pene
(ipospadia) o un pene insolitamente
piccolo (micropenia).
Gli uomini affetti da sindrome di
Klinefelter tendono a essere più alti della
media. Rispetto agli altri soggetti, gli
adulti che presentano questa condizione
corrono un maggior rischio di sviluppare
tumori della mammella e una patologia
infiammatoria cronica nota come lupus
erimatoso sistemico. La probabilità che
sviluppino queste malattie è simile a
quella delle donne nella popolazione
generale.
I bambini possono presentare ritardi
dell’apprendimento e dello sviluppo
del linguaggio e della parola. Tendono
a essere tranquilli, sensibili, mansueti,
ma le caratteristiche della personalità
variano molto a seconda dei soggetti.
Alcuni soggetti che presentano
caratteristiche tipiche della sindrome di
Klinefelter hanno più di un cromosoma
sessuale in eccesso nelle cellule (per
esempio 48,XXXY o 49,XXXXY). Tali
condizioni, spesso note come varianti
della sindrome di Klinefelter, tendono a
caratterizzare maggiormente i soggetti
e a provocare sintomi più gravi della
condizione classica. Oltre a influenzare lo
sviluppo sessuale dell’uomo, le varianti
della sindrome di Klinefelter comportano
ritardo cognitivo, caratteristiche facciali
distintive, anomalie scheletriche, scarsa
coordinazione motoria, gravi disturbi
della parola. Più è alto il numero dei
cromosomi sessuali in eccesso, più
cresce il rischio di problemi di salute.
tall stature
frontal baldness absent
poor beard growth
narrow shoulders
tendency to
lose chest
hairs
breast development
osteoporosis
wide hips
female-type
pubic hair
pattern
testicular atrophy
micopenis
Questa condizione ha un’incidenza di
1 neonato di sesso maschile su 500 –
1000. Ma la maggior parte delle varianti
della sindrome di Klinefelter è molto
più rara: 1 neonato su 50.000 o anche
meno.
Sindromi da microdelezione
in quanto i medici e i ricercatori
sospettano che sia sottostimata da un
punto di vista diagnostico a causa della
variabilità delle sue caratteristiche. È
possibile che non venga rilevata in
soggetti che presentano sintomi e tratti
meno evidenti o che si confonda con
altri disturbi dalle caratteristiche simili.
Fondamenti genetici
Per sindromi da microdelezione si
intende un gruppo di patologie
clinicamente riconoscibili
caratterizzate dalla piccola delezione
di un segmento cromosomico che
comprende più geni, per cui ognuno
potenzialmente contribuisce al
fenotipo in modo indipendente. Le
Sindrome di DiGeorge
La sindrome di DiGeorge, anche
nota come sindrome da delezione
22q11.2, è una patologia provocata
da un difetto del cromosoma 22.
La delezione si verifica verso la metà
del cromosoma in una posizione nota
come q11.2. Questo comporta lo
scarso sviluppo di diversi sistemi del
corpo.
Tra i sintomi e i tratti distintivi
ricordiamo le anomalie cardiache
spesso presenti dalla nascita,
l’apertura sul palato (palato
leporino) e le caratteristiche facciali
riconoscibili. I soggetti affetti da
sindrome da delezione 22q11.2 sono
microdelezioni si distinguono
per posizione genomica e
dimensione. Nella maggior parte
dei casi non hanno conseguenze
cliniche, ma alcune sono
caratterizzate da un fenotipo
clinico e comportamentale
complesso.
spesso colpiti da ricorrenti infezioni
provocate da disturbi del sistema
immunitario. Alcuni sviluppano
malattie autoimmuni come l’artrite
reumatoide e il morbo di Graves in cui
il sistema immunitario attacca i tessuti
e gli organi del corpo stesso.
I soggetti interessati potrebbero
sviluppare anche insufficienza
respiratoria, anomalie renali, bassi
livelli di calcio nel sangue (che può
indurre crisi epilettiche), diminuzione
delle piastrine (trombocitopenia),
significativi disturbi dell’alimentazione,
problemi gastrointestinali e perdita
dell’udito. È possibile riscontrare
anche tratti distintivi a livello
scheletrico, tra cui la statura mediobassa e, con meno frequenza,
anomalie delle ossa della colonna
vertebrale.
Tranquility è in grado
di rilevare le più
frequenti microdelezioni
che causano sindromi
riconoscibili
Molti bambini caratterizzati da questa
condizione presentano ritardi dello
sviluppo, ivi compreso ritardo della
crescita e della parola nonché deficit
di apprendimento. Una volta cresciuti,
questi soggetti corrono maggiori
rischi di sviluppare malattie mentali
come schizofrenia, depressione, ansia
e disturbo bipolare. Inoltre, chi soffre
di sindrome da delezione 22q11.2
ha anche maggiori possibilità di
essere affetto da sindrome da deficit
di attenzione e iperattività (ADHD)
nonché da condizioni dello sviluppo
come disturbi dello spettro autistico
che influenzano la comunicazione e
l’interazione sociale.
Si stima che la sindrome da delezione
22q11.2 interessi 1 soggetto su
4000. Questa condizione potrebbe
comunque essere anche più frequente
L’ereditarietà della sindrome da
delezione 22q11.2 è considerata
autosomica dominante perché la
delezione in una copia del cromosoma
22 di tutte le cellule è sufficiente per
provocare questa condizione. Tuttavia,
nella maggior parte dei casi, la
sindrome non viene ereditata.
epicanthal folds
flat nasal bridge
railroad track ears
small palpebral
lesions
upturned nose
smooth philtrum
thin upper lip
La delezione si manifesta nella maggior
parte dei casi come un evento casuale
fetale. In genere, le persone colpite
non riscontrano questa condizione
nell’anamnesi familiare, tuttavia la
possono passare ai propri figli. Circa
nel 10% dei casi, chi ne è colpito ha
ereditato la delezione nel cromosoma
22 da un genitore. Nei casi dove
la patologia è ereditata, anche altri
familiari potrebbero essere colpiti.
Sindrome Cri-du-Chat
La sindrome Cri-du-Chat (del
grido di gatto), anche nota come
5p- (5p meno), è una condizione
cromosomica che si verifica
in mancanza di una parte del
cromosoma 5.
I bambini colpiti hanno spesso un
pianto stridulo che ricorda il verso
del gatto. Questa patologia è
contraddistinta da deficit intellettivo e
ritardo dello sviluppo, testa di piccole
dimensioni (microcefalia), peso
limitato alla nascita e scarso tono
muscolare (ipotonia) nell’infanzia. I
soggetti affetti da sindrome Cri-duChat presentano anche caratteristiche
facciali ben riconoscibili che
comprendono occhi molto distanziati
(ipertelorismo), orecchie basse,
mascella piccola e faccia rotonda.
Alcuni bambini nascono con un
difetto cardiaco.
La sindrome Cri-du-Chat è provocata
dalla delezione della fine del braccio
corto (p) del cromosoma 5.
Le dimensioni della delezione variano
a seconda dei soggetti colpiti; dagli
studi emerge che le delezioni più
ampie tendono a provocare deficit
intellettivi più gravi e maggiore
ritardo dello sviluppo rispetto alle
delezioni più limitate.
I sintomi e i tratti distintivi della
sindrome Cri-du-Chat sono
probabilmente connessi alla perdita
di più geni sul bracco corto del
cromosoma 5. I ricercatori ritengono
che in particolare la perdita di un
gene specifico, CTNND2, comporti
il grave deficit intellettivo di alcuni
soggetti colpiti. I ricercatori stanno
ancora lavorando per stabilire come
la perdita di altri geni in questa
regione possa contribuire alle
caratteristiche tipiche della sindrome.
Nella maggior parte dei casi,
la sindrome Cri-du-Chat non è
ereditaria. La delezione si verifica
molto spesso come un evento
casuale durante la formazione
delle cellule riproduttive (ovuli e
spermatozoi) o nelle prime fasi dello
sviluppo fetale. Di solito nei soggetti
colpiti non si riscontra un’anamnesi
familiare e solo il 10% circa di chi
è affetto da sindrome Cri-du-Chat
eredita l’anomalia cromosomica
da un genitore sano. In questi
casi, il genitore è portatore di un
riarrangiamento cromosomico noto
come traslocazione bilanciata che
non comporta acquisizione o perdita
di materiale genetico. Di solito le
traslocazioni bilanciate non provocano
problemi di salute; possono tuttavia
“sbilanciarsi” quando vengono
trasmesse alla generazione successiva.
I bambini che ereditano una
traslocazione non bilanciata possono
presentare un riarrangiamento
cromosomico con aggiunta o
sottrazione di materiale genetico. Ai
soggetti affetti da sindrome Cri-duChat che ereditano una traslocazione
non bilanciata manca il materiale
genetico del braccio corto del
cromosoma 5, fatto che comporta
il deficit intellettivo e i problemi di
salute tipici di questa condizione.
Si stima che la sindrome Cri-du-Chat
si riscontri in 1 bambino su 20.000 50.000.
Sindrome di Prader-Willi
La sindrome di Prader-Willi è una
condizione genetica complessa
provocata dalla perdita di funzione
dei geni di una particolare regione
del cromosoma 15 che interessa
diverse parti del corpo.
Nell’infanzia questa condizione
è contraddistinta da scarso tono
muscolare (ipotonia), disturbi
dell’alimentazione, crescita ridotta e
ritardo dello sviluppo. Fin da piccoli,
questi soggetti hanno un appetito
insaziabile che li porta al cronico
consumo eccessivo di cibo (iperfagia)
e all’obesità. Alcuni, in particolare chi
ha problemi di obesità, sviluppano
anche il diabete mellito di tipo 2 (la
forma più comune di diabete).
Chi è affetto dalla sindrome di
Prader-Willi in genere ha un deficit
intellettivo da lieve a medio e
disturbi dell’apprendimento. I
problemi comportamentali sono
frequenti, tra cui scoppi d’ira,
testardaggine e comportamenti
compulsivi come la dermatilomania.
Si possono verificare anche anomalie
del sonno. Tra le altre caratteristiche
di questa condizione, si ricordano
i tipici tratti facciali come la fronte
stretta, gli occhi a mandorla e la
bocca triangolare, ma anche la bassa
statura nonché le mani e i piedi di
piccole dimensioni. Alcuni soggetti
affetti da sindrome di Prader-Willi
hanno la pelle insolitamente pallida
e i capelli di colore chiaro. Sia gli
uomini che le donne presentano
genitali sottosviluppati. La pubertà è
ritardata o incompleta e la maggior
parte non è in grado di procreare
(infertilità).
Di solito si eredita una copia del
cromosoma 15 da ciascun genitore.
Alcuni geni vengono attivati solo
sulla copia ereditata dal padre (copia
paterna). Questa attivazione del
gene di origine parentale è causata
da un fenomeno detto imprinting
genomico.
di una copia da ogni genitore.
Questo fenomeno è noto come
disomia uniparentale materna. In
casi rari, la sindrome di Prader-Willi
può essere provocata anche da
un riarrangiamento cromosomico
noto come traslocazione o da
una mutazione o altro difetto che
disattiva i geni del cromosoma 15
paterno. È probabile che i tratti
caratteristici della sindrome di
Prader-Willi derivino dalla perdita
di funzione di diversi geni del
cromosoma 15.
Tra questi, ci sono geni che
forniscono istruzioni per realizzare
molecole note come small nucleolar
RNA (snoRNAs). Queste molecole
svolgono una varietà di funzioni, tra
cui contribuire a regolare altri tipi
di molecole RNA (le molecole RNA
svolgono ruoli fondamentali nella
produzione delle proteine e in altre
attività cellulari). Dagli studi emerge
che la perdita di un determinato
gruppo di geni snoRNA, noto come
cluster SNORD116, possa svolgere
un ruolo importante nell’insorgenza
dei sintomi e dei tratti caratteristici
della sindrome. Tuttavia non è stato
ancora chiarito come l’assenza
del cluster SNORD116 possa
contribuire al deficit intellettivo, ai
problemi comportamentali e alle
caratteristiche fisiche tipiche della
patologia.
In alcuni soggetti affetti da sindrome
di Prader-Willi, la perdita di un gene
noto come OCA2 è all’origine di
una pelle insolitamente pallida e
capelli di color chiaro. Il gene OCA2
è situato in quel segmento del
cromosoma 15 che spesso risulta
cancellato nei soggetti affetti da
questa condizione. Tuttavia, la sua
perdita non comporta l’insorgenza
di altri sintomi o tratti distintivi della
sindrome di Prader-Willi. La proteina
prodotta da questo gene è quella
che contribuisce a determinare la
colorazione (pigmentazione) della
pelle, dei capelli e degli occhi.
sindrome di Prader-Willi non è
ereditaria, soprattutto quando
all’origine c’è la delezione del
cromosoma 15 di origine paterna o
la disomia uniparentale materna.
Queste alterazioni genetiche si
manifestano come eventi casuali
o nella prima fase dello sviluppo
embrionico. Di solito nei soggetti
colpiti non si riscontra un’anamnesi
familiare.
Secondo le stime, la sindrome di
Prader-Willi colpisce 1 persona su
10.000 – 30.000 in tutto il mondo.
La maggior parte dei casi di
sindrome di Prader-Willi (circa il 70%)
si verifica quando si cancella nelle
cellule un segmento del cromosoma
15 di origine paterna.
A chi è affetto da questa alterazione
cromosomica mancano alcuni geni
critici in questa regione, dato che
i geni della copia paterna sono
stati cancellati e i geni della copia
materna sono disattivati. Nel 25%
dei casi, il soggetto colpito ha due
copie del cromosoma 15 ereditato
dalla madre (copie materne) invece
Tranquility
Caratteristiche e performance
Tranquility, il test prenatale non invasivo più completo
Un processo consolidato
per risultati affidabili
Tranquility analizza il DNA fetale libero
circolante nel sangue materno. Il
quantitativo di DNA fetale presente nel
flusso sanguigno materno a partire dalla
10a settimana di gestazione (12a per
le gravidanze gemellari) è sufficiente
per effettuare il test e ottenere risultati
affidabili. Il campione di sangue viene
ricevuto nei laboratori Genoma di
Ginevra e i frammenti di DNA libero
circolante vengono estratti dal sangue
materno, purificati e infine analizzati con
il metodo di sequenziamento massivo
in parallelo del genoma basato
sull’uso della tecnologia NGS
(Next Generation Sequencing).
I dati del sequenziamento sono
infine analizzati con avanzati mezzi
bioinformatici per fornire risultati
chiari e accurati. Tranquility si
attiene ai più severi standard
qualitativi e rispetta le leggi e
direttive dell’Unione Europea.
Il test è certificato CE-IVD per il
rilevamento delle trisomie 21,
18 e 13.
Aneuploidie
cromosomiche
Microdelezioni
Sesso del feto*
L’analisi del genoma può evidenziare
la delezione di alcune parti dei
cromosomi. Le delezioni possono
interessare uno o più geni contigui e
portare all’insorgenza di patologie.
Tra le più frequenti clinicamente
riconosciute:
La combinazione cromosomica XY
determina il sesso maschile. Dato
che la madre non ha cromosomi Y, il
sesso del nascituro è determinato dal
rilevamento di tale cromosoma.
Normalmente, ogni cromosoma ha
due copie. Quando il rapporto di un
cromosoma è diverso da 1:1, si ha
un’aneuploidia cromosomica, che può
generare una patologia nel nascituro.
Le più comuni sono:
• Trisomia 21
• Trisomia 18
• Trisomia 13
• Aneuploidie dei cromosomi
sessuali (X,Y)
• Sindrome di Angelman
• Sindrome di Cri-Du-Chat
• Sindrome di DiGeorge
• Sindrome di Prader-Willi
• Sindrome da microdelezione 2q33.1
* Se consentito dalla normativa vigente
Il sequenziamento
dell’intero genoma e le
tecniche bioinformatiche
d’avanguardia
garantiscono l’assoluta
affidabilità dei test
per tutte le patologie
indagate
Screening completo del
DNA libero circolante
Massima accuratezza
L’inserimento
nell’algoritmo del
calcolo della frazione
fetale porta la
probabilità di falsi
positivi e falsi negativi
prossima allo 0%
Dalla 10a* settimana di gestazione,
l’analisi effettuata con Tranquility sui
frammenti di DNA liberi circolanti nel
sangue materno genera risultati di
assoluta affidabilità.
La frazione fetale viene calcolata e
inserita nell’algoritmo, riducendo così
al minimo le probabilità di falsi positivi
o falsi negativi. Questa accuratezza è
di primaria importanza per il medico e
per il paziente.
Tranquility
®
Cell Free Fetal DNA Sequencing Report
Singleton Pregnancy
Gravidanze singole
No Aneuploidy Dectected
Patient information
Name:
Date of Birth:
I risultati forniti da Tranquility si
riferiscono al rischio di aneuploidie
cromosomiche e microdelezioni
per il feto. Se richiesto, è possibile
precisare anche il sesso del nascituro.
Gravidanze gemellari
Gestational age at the time of blood draw (weeks):
Patient ID:
Doctor’s name:
Sample ID
Order ID:
Sample ID:
Blood Draw Date:
Receipt Date:
Your results
Report Date:
I risultati forniti da Tranquility si
riferiscono al rischio di trisomia dei
cromosomi 21, 18 o 13 di almeno un
feto. Se si richiedono informazioni
sul sesso dei nascituri, sarà possibile
comunicare la presenza di due
femmine oppure del cromosoma Y.
Alta sensibilità > 99,9%
Questo valore esprime la capacità
di Tranquility di evitare falsi negativi.
Questi si verificano quando il risultato
del test è negativo (nessuna anomalia
rilevata), mentre invece il feto
presenta l’anomalia indagata.
Alta specificità > 99,9%
Questo valore esprime la capacità di
Tranquility di evitare falsi positivi. I
falsi positivi inducono a esami invasivi
rischiosi e non necessari, mentre il
feto non presenta l’anomalia indagata.
Trisomia
N
Sensibilità
N. di casi
95% IC
T21
437
> 99.9%
43/43
T18
437
> 99.9%
T13
437
> 99.9%
Specificità
N. di casi
95% IC
88-0% - 100%
> 99.9%
394/394
98.6% - 100%
10/10
58.7% - 99.8%
> 99.9%
427/427
98.7% - 100%
5/5
35.9% - 100%
> 99.9%
432/432
98.7% - 100%
IC - Intervallo di confidenza
1
1
1
Dati disponibili nel sito www.genoma.com
Chromosomes
Risk
Interpretation
Chromosomes 21
LOW
Results consistent with two copies of chromosomes 21
Chromosomes 18
LOW
Chromosomes 13
LOW
Sex chromosomes
LOW
Results consistent with two copies of sex chromosomes
Microdeletions
(Reported if detected)
Trisomie 21, 18, 13
(CE-IVD)
Aneuploidie sessuali*
Microdelezioni*
In caso di “Risultato coerente con due
copie del cromosoma”, questo vuol dire
che è stato individuato il numero atteso
di copie di cromosomi. Questo risultato
comporta un rischio “Basso”.
In caso di “Risultato coerente con
due cromosomi sessuali”, questo vuol
dire che è stato individuato il numero
atteso di copie dei cromosomi.
Se il risultato è “Rilevate”, questo vuol
dire che sono state individuate una o
più microdelezioni. Nel referto saranno
precisate la posizione sul genoma e le
dimensioni della microdelezione.
In caso di “Risultato coerente con una
trisomia”, questo vuol dire che il test
ha individuato tre copie di uno dei
cromosomi indici di trisomia. Questo
risultato comporta un rischio “Alto”.
In caso di “Risultato coerente con
un’aneuploidia dei cromosomi
sessuali”, questo vuol dire che il
test ha individuato un’alterazione
nel numero dei cromosomi indici di
un’aneuploidia sessuale. Il tipo di
aneuploidia sarà specificato: XXY,
XXX, X o XYY.
*Solo per le gravidanze singole
Tranquility / 35
Processi ad alta tecnologia
Sequenziamento massivo in parallelo dell’intero genoma
Una procedura
ottimizzata
A
Purificazione dei
frammenti di DNA estratti
dal sangue materno
Tranquility utilizza una procedura
automatizzata per assicurare la
coerenza e la riproducibilità dei
risultati. Genoma ha optato per
il metodo del sequenziamento
massivo in parallelo dell’intero
genoma per l’elevata precisione
dei risultati, il basso tasso di errori
degli esami e la capacità di fornire
dettagli analitici.
C
Immobilizzazione della
libreria sul supporto del
sequenziamento
B
Preparazione dei frammenti
di DNA per costituire una
libreria ad hoc
Adattatore
sequenziamento
D
Sequenziamento della
libreria tramite NGS (Next
Generation Sequencing)
E
Indice Molecolare
+ Adattatore
sequenziamento
Analisi delle informazioni
di sequenziamento tramite
bioinformatica
CGATTTAACT
GCTAAATTGC
G C T C G G A G G G T C C T A C G C C C A C G G A A T C T C G C T G A T T G C T A G C A C A G C A
ACCACGAT
TGGAGCTA
Tranquility ha ottenuto la
certificazione CE-IVD per
le trisomie 21, 18 e 13
Purificazione dei
frammenti di DNA
estratti dal sangue
materno
A
Il DNA viene recuperato dal sangue
e, dopo centrifugazione, i frammenti
liberi sono estratti dal plasma.
Il materiale cellulare e proteico è
sottoposto a lisi mentre il DNA viene
recuperato con perle magnetiche
cui si lega in modo selettivo. Il DNA
è successivamente purificato e
sottoposto a eluizione per ottenere
un campione della massima qualità.
Tramite un sistema robotico chiuso
ad alta capacità di produzione, si
possono trattare fino a 96 campioni
al giorno con il massimo quantitativo
di frammenti di DNA genomico
recuperato. Questo sistema consente
di evitare gli errori manuali e garantire
la coerenza dei risultati. Assicura
inoltre la totale tracciabilità per tutta
la procedura di purificazione e analisi.
Preparazione dei
frammenti di DNA
per costituire una
libreria ad hoc
B
Una volta contrassegnati e amplificati,
i frammenti di DNA purificati
vengono a costituire una libreria di
sequenziamento. La preparazione
della libreria è automatizzata
per migliorare l’efficienza e la
riproducibilità del processo.
I frammenti di DNA sono saldati
alle estremità per smussarle e
gli adattatori di sequenziamento
sono legati su entrambi i lati. Ogni
adattatore contiene un indice
molecolare ad hoc per il campione
che consentirà il riconoscimento delle
sue specifiche sequenze.
Il campione è purificato e arricchito
secondo la costruzione del giusto
sequenziamento.
Tutti i frammenti preparati
costituiscono la libreria di
sequenziamento, che è ad hoc
per i singoli soggetti e facilmente
identificabile grazie all’indice
molecolare.
Tranquility / 39
Immobilizzazione della
libreria sul supporto
di sequenziamento C
Una volta pronta, la libreria
viene caricata sul supporto di
sequenziamento.
Tale supporto presenta milioni di
piccoli vani, dotati ciascuno di un
proprio sensore. Ognuno di questi
riceverà una perla magnetica su
cui sarà stato immobilizzato un
frammento di DNA della libreria.
Questa operazione di manipolazione
è molto delicata e l’automazione
consente di ottenere sempre risultati
di alta qualità.
Sequenziamento della
libreria tramite NGS
(Next Generation
Sequencing)
D
1
H+
pH
Sensing Layer
Sensing Plate
V TCGTACC...
Il DNA è composto da miliardi di
basi chimiche: nucleotidi (A, T, C
e G). Sequenziamento vuol dire
stabilire l’ordine esatto di tali basi in
un determinato segmento di DNA.
Tranquility si avvale della tecnologia
Next Generation Sequencing
per effettuare il simultaneo
sequenziamento di milioni di
frammenti.
2
Ogni vano del supporto, che contiene
una perla carica di frammenti di DNA,
è dotato di un sensore (1).
Le basi vengono fatte passare una
dopo l’altra attraverso il supporto.
Quando una risulta complementare
rispetto a un’altra per aggiungere
un frammento, viene incorporata
nel filamento di DNA in costruzione.
Viene allora rilasciato un protone
(H+) che induce un cambiamento nel
potenziale rilevato dal sensore (2).
OH
v
C
T
A
G
G
A
T
C
T
A
A
OH
H+
A
G
C
T
A
T
C
T
Signal
Proc.
v
A
C
T
A
G
A
G
A
T
C
T
A
A
OH
G
C
T
C
T
Proc.
A T T
3
Sequence: ...AATCTTCTGAATTTCTGCAA...
4
Bases
H+
A
Signal
5
La lettura del segnale (3) porta alla
determinazione della sequenza di
ogni frammento preso dalla libreria.
H+
T
(TTT)
3
(AA)
2
(AA)
1
0
0
20
40
60
80
100 120 140 160 180 200
Flow
Tranquility / 41
Analisi delle informazioni
di sequenziamento
tramite bioinformatica E
L’algoritmo confronta i frammenti
sequenziati con il genoma di
riferimento (1) e valuta statisticamente
il numero dei cromosomi presenti
nel feto (2) per stabilire l’eventuale
presenza di aneuploidie.
1
ACCACGAT
GGA
CTGG
CGATTTAACT
…ACCACGATTTAACTGGA…
Frammenti di DNA
sequenziati
Genoma di riferimento
La nuova piattaforma bioinformatica
di Genoma, InKaryo, garantisce
l’assoluta accuratezza dei risultati.
Grazie al conteggio della frazione
fetale e al suo inserimento
nell’algoritmo, Tranquility registra
ottimi livelli di performance analitica.
La presenza e la quantificazione
del cromosoma Y consente di
determinare il sesso del feto e la
natura dell’eventuale aneuploidia del
cromosoma sessuale.
2
Si rileva la presenza di
aneuploidie quando si
riscontrano numeri di
frammenti superiori alle
aspettative
13
VS.
......
1
2
3
18
VS.
......
13
21
VS.
......
18
21
La tecnologia Next
Generation Sequencing
(NGS) offre le indagini
più complete nei
tempi più ridotti, con
un’accuratezza prossima
al 99%
Pubblicazioni scientifiche
Pubblicazioni scientifiche
Lancet, 1997
Test prenatale del DNA fetale libero, un approccio rivoluzionario
Un cambiamento epocale
nella diagnostica prenatale
Come affermano i principali medici e
ricercatori, i test prenatali non invasivi
(NIPT) che si basano sul DNA fetale
libero circolante nel plasma della
futura madre hanno determinato
una rivoluzione nella diagnostica
prenatale. Diversi studi clinici
hanno dimostrato l’efficacia
dei test prenatali non invasivi
(NIPT) per l’identificazione delle
sindromi di Down, Edwards e
Patau nelle gravidanze a rischio.
L’alta specificità e
sensibilità di Tranquility
garantiscono a medici e
pazienti la possibilità di
effettuare uno screening
non invasivo altamente
affidabile e tempestivo
Presence of fetal DNA in maternal plasma
and serum
Y. M. Dennis Lo, Noemi Corbetta, Paul F. Chamberlain, Vik Rai, Ian L.
Sargent, James S. Wainscoat
Abstract
Background: The potential use of
plasma and serum for molecular
diagnosis has generated interest.
Tumour DNA has been found in the
plasma and serum of cancer patients,
and molecular analysis has been done
on this material. We investigated the
equivalent condition in pregnancy that is, whether fetal DNA is present
in maternal plasma and serum.
with only 10 microL of the samples.
When DNA from nucleated blood
cells extracted from a similar volume
of blood was used, only five (17%)
of the 30 samples gave a positive
Y signal. None of the 13 women
bearing female fetuses, and none of
the ten non-pregnant control women,
had positive results for plasma, serum
or nucleated blood cells.
Methods: We used a rapid-boiling
method to extract DNA from plasma
and serum. DNA from plasma,
serum, and nucleated blood cells
from 43 pregnant women underwent
a sensitive Y-PCR assay to detect
circulating male fetal DNA from
women bearing male fetuses.
Interpretation: Our finding of
circulating fetal DNA in maternal
plasma may have implications for
non-invasive prenatal diagnosis, and
for improving our understanding of
the fetomaternal relationship.
Findings: Fetus-derived Y sequences
were detected in 24 (80%) of the 30
maternal plasma samples, and in
21 (70%) of the 30 maternal serum
samples, from women bearing male
fetuses. These results were obtained
Pubblicazioni scientifiche / 47
British Medical Journal, 2011
Se il riferimento per
effettuare la villocentesi
fosse basato sui
test che eseguono
un sequenziamento
massivo del DNA, circa
il 98% delle indagini
invasive potrebbe
essere evitato
Non-invasive prenatal assessment of trisomy
21 by multiplexed maternal plasma DNA
sequencing: large scale validity study
Rossa W.K. Chiu, Ranjit Akolekar, Yama W.L. Zheng, Tak Y. Leung, et al.
Abstract
Objectives: To validate the clinical
efficacy and practical feasibility of
massively parallel maternal plasma
DNA sequencing to screen for
fetal trisomy 21 among high-risk
pregnancies clinically indicated for
amniocentesis or chorionic villus
sampling.
Design: Diagnostic accuracy validated
against full karyotyping, using
prospectively collected or archived
maternal plasma samples.
Setting: Prenatal diagnostic units in
Hong Kong, United Kingdom, and the
Netherlands.
Participants: 753 pregnant women
at high risk for fetal trisomy 21 who
underwent definitive diagnosis by full
karyotyping, of whom 86 had a fetus
with trisomy 21.
Intervention: Multiplexed massively
parallel sequencing of DNA
molecules in maternal plasma
according to two protocols with
different levels of sample throughput:
2-plex and 8-plex sequencing.
Main outcome measures: Proportion
of DNA molecules that originated
from chromosome 21. A trisomy 21
fetus was diagnosed when the z score
for the proportion of chromosome 21
DNA molecules was >3. Diagnostic
sensitivity, specificity, positive
predictive value, and negative
predictive value were calculated for
trisomy 21detection.
Results: Results were available from
753 pregnancies with the 8-plex
sequencing protocol and from 314
pregnancies with the 2-plex protocol.
The performance of the 2-plex
protocol was superior to that of the
8-plex protocol. With the 2-plex
protocol, trisomy 21 fetuses were
detected at 100% sensitivity and
97.9% specificity, which resulted in
a positive predictive value of 96.6%
and negative predictive value of
100%. The 8-plex protocol detected
79.1% of the trisomy 21 fetuses and
98.9% specificity, giving a positive
predictive value of 91.9% and
negative predictive value of 96.9%.
Conclusion: Multiplexed maternal
plasma DNA sequencing analysis
could be used to rule out fetal trisomy
21 among high-risk pregnancies.
If referrals for amniocentesis or
chorionic villus sampling were based
on the sequencing test results,
about 98% of the invasive diagnostic
procedures could be avoided.
Genetics in Medicine, 2012
American Journal of Obstetrics & Gynecology, 2012
DNA sequencing of maternal plasma reliably
identifies trisomy 18 and trisomy 13 as
well as Down syndrome: an international
collaborative study
Non-Invasive Chromosomal Evaluation (NICE)
Study: results of a multicenter prospective
cohort study for detection of fetal trisomy 21
and trisomy 18
Glenn E. Palomaki, Cosmin Deciu, Edward M. Kloza, et al.
Mary E. Norton, Herb Brar, Jonathan Weiss, et al.
Abstract
Purpose: To determine whether
maternal plasma cell–free DNA
sequencing can effectively identify
trisomy 18 and 13.
Methods: Sixty-two pregnancies
with trisomy 18 and 12 with trisomy
13 were selected from a cohort
of 4,664 pregnancies along with
matched euploid controls (including
212 additional Down syndrome
and matched controls already
reported), and their samples tested
using a laboratory-developed,
next-generation sequencing test.
Interpretation of the results for
chromosome 18 and 13 included
adjustment for CG content bias.
Results: Among the 99.1% of samples
interpreted (1,971/1,988), observed
trisomy 18 and 13 detection rates
were 100% (59/59) and 91.7%
(11/12) at false-positive rates of
0.28% and 0.97%, respectively.
Among the 17 samples without an
Abstract
interpretation, three were trisomy 18.
If z-score cutoffs for trisomy 18 and
13 were raised slightly, the overall
false-positive rates for the three
aneuploidies could be as low as 0.1%
(2/1,688) at an overall detection
rate of 98.9% (280/283) for common
aneuploidies. An independent
academic laboratory confirmed
performance in a subset.
Conclusion: Among high-risk
pregnancies, sequencing circulating
cell–free DNA detects nearly all cases
of Down syndrome, trisomy 18, and
trisomy 13, at a low false-positive
rate. This can potentially reduce
invasive diagnostic procedures and
related fetal losses by 95%. Evidence
supports clinical testing for these
aneuploidies.
Objective: We sought to evaluate
performance of a noninvasive
prenatal test for fetal trisomy 21 (T21)
and trisomy 18 (T18).
Study design: A multicenter cohort
study was performed whereby cellfree DNA from maternal plasma was
analyzed. Chromosomeselective
sequencing on chromosomes 21 and
18 was performed with reporting of
an aneuploidy risk (High Risk or Low
Risk for each subject.
false-positive rate of 0.07% (95% CI,
0.02– 0.25%).
Conclusion: Chromosome selective
sequencing of cell-free DNA and
application of an individualized risk
algorithm is effective in the detection
of fetal T21 and T18.
Results: Of the 81 T21 cases, all
were classified as High Risk for T21
and there was 1 false-positive result
among the 2888 normal cases, for a
sensitivity of 100% (95% confidence
interval [CI], 95.5–100%) and a falsepositive rate of 0.03% (95% CI, 0.002–
0.20%). Of the 38 T18 cases, 37 were
classified as High Risk and there were
2 false-positive results among the
2888 normal cases, for a sensitivity
of 97.4% (95% CI, 86.5–99.9%) and a
Human Reproduction, 2013
Tranquility non presenta
rischi né per la madre
né per il feto ed è
adatto a qualsiasi tipo di
gravidanza
Physician recommendation for
invasive prenatal testing: the case of
the ‘precious baby’
Naama Srebnik, Talya Miron-Shatz, Jonathan J. Rolison, Yaniv
Hanochand Avi Tsafrir
Abstract
Study question: Do clinicians
manage pregnancies conceived by
assisted reproductive technologies
(ART) differently from spontaneous
pregnancies?
Summary answer: Clinicians’
decisions about prenatal testing
during pregnancy depend, at
least partially, on the method of
conception.
What is known already: Research
thus far has shown that patients’
decisions regarding prenatal
screening are different in
ART pregnancies compared
with spontaneous ones, such
that ARTpregnancies maybe
consideredmore valuable or
‘precious’ than pregnancies
conceived without treatment.
Study design, size and duration:
In this cross-sectional study,
preformed during the year 2011,
163 obstetricians and gynecologists
in Israel completed an anonymous
online questionnaire.
Participants, setting,methods:
Clinicians were randomly assigned
to readone oftwoversions of a
vignette describing the case of a
pregnant woman. The twoversions
differed only with regard to the
method of conception (ART; n ¼
78 versus spontaneous; n ¼ 85).
Clinicians were asked to provide
their recommendations regarding
amniocentesis.
Main results and the role of
chance: The response rate among
all clinicians invited to complete
the questionnaire was 16.7%.
Of the 85 clinicians presented
with the spontaneous pregnancy
scenario, 37 (43.5%) recommended
amniocentesis. In contrast, of the
78 clinicians presented with the
ART pregnancy scenario, only 15
(19.2% recommended the test
Clinicianswere 3.2 (95% confidence
interval [CI]: 1.6–6.6) times more
likely to recommend amniocentesis
for a spontaneous pregnancy than
for an ART pregnancy.
Limitations and reasons for
caution: The study is limited by a
low response rate, the relatively
small sample and the hypothetical
nature of the decision, as clinician
recommendations may have differed
in an actual clinical setting.
Wider implications of the findings:
Our findings show that fertility
history and use of ART may affect
clinicians’ recommendations
regarding amniocentesis following
receipt of screening test results.
This raises the question of how
subjective factors influence clinicians’
decisions regarding other aspects of
pregnancy management.
Prenatal Diagnosis, 2013
European Journal of Human Genetics, 2015
The impact of maternal plasma DNA fetal
fraction on Next Generation Sequencing tests
for common fetal aneuploidies
Jacob A. Canick, Glenn E. Palomaki, Edward M. Kloza, Geralyn M.
Lambert-Messerlian and James E. Haddow
Non-invasive prenatal testing for aneuploidy
and beyond: challenges of responsible
innovation in prenatal screening. Summary and
recommendations
Wybo Dondorp, Guido de Wert, Diana W Bianchi et al., on behalf of
the European Society of Human Genetics (ESHG) and the American
Society of Human Genetics (ASHG)
Abstract
Maternal plasma contains circulating
cell-free DNA fragments originating
from both the mother and the
placenta. The proportion derived
from the placenta is known as the
fetal fraction. When measured
between 10 and 20 gestational
weeks, the average fetal fraction in
the maternal plasma is 10% to 15%
but can range from under 3% to
over 30%. Screening performance
using next-generation sequencing
of circulating cell-free DNA is better
with increasing fetal fraction and,
generally, samples whose values are
less than 3% or 4% are unsuitable.
Three examples of the clinical impact
of fetal fraction are discussed.
First, the distribution of test results
for Down syndrome pregnancies
improves as fetal fraction increases,
and this can be exploited in reporting
patient results. Second, the strongest
factor associated with fetal fraction is
maternal weight; the false negative
rate and rate of low fetal fractions are
highest for women with high maternal
weights. Third, in a mosaic, the
degree of mosaicism will impact the
performance of the test because it
will reduce the effective fetal fraction.
By understanding these aspects of
the role of fetal fraction in maternal
plasma DNA testing for aneuploidy,
we can better appreciate the power
and the limitations of this impressive
new methodology.
Abstract
In the past few years, professional
bodies and policy authorities have
recommended offering NIPT for
common aneuploidies to women
who belong to a higher risk group,
either based on maternal age or a
positive combined first trimester
screening test (cFTS). With recent
publications suggesting equally
good test performance in lower-risk
populations, and depending on the
health care setting, different scenarios
for NIPT-based screening for common
autosomal aneuploidies are possible,
including NIPT as an alternative firsttier test.
The greater accuracy and lower
invasive follow-up testing rate
that can thus be achieved, has
the potential of helping prenatal
screening better achieve its aim,
provided that balanced pre-test
information and non-directive
counseling are available as part of
the screening offer. Concerns have
been raised that as a result of these
same features (greater accuracy and
lower invasive follow-up testing rate),
prenatal screening may increasingly
be regarded both by professionals
and pregnant women as a routine
procedure that as such would not
require much reflection. This may
have the consequence that women or
couples are insufficiently prepared for
the possible eventual diagnosis of a
fetus with a serious disorder. Avoiding
such ‘routinisation’ effects may well
be the greatest ethical challenge of
NIPT-based prenatal screening.
Royal College of Obstetricians and Gynaecologists, 2014
Non-invasive Prenatal Testing for
Chromosomal Abnormality using
Maternal Plasma DNA
Scientific Impact Paper No. 15
March 2014
Opinion
NIPT using maternal plasma DNA
is available for several conditions.
Obstetricians have used NIPT to
guide management of women who
are RhD-negative and whose fetuses
are at risk of HDFN for many years
and guidelines should already reflect
this change in practice.
UK, both in the NHS and the
private sector. It will have significant
implications for some existing services
such that clinical biochemistry
serum screening laboratories and
cytogenetic and molecular genetics
laboratories can expect a fall in the
number of samples.
Fetal sex determination for clinical
indications in pregnancies at high sexlinked genetic risk is also established
practice. Testing for aneuploidy
and especially Down syndrome by
maternal plasma MPS is now available
commercially but while the test result
is much more accurate than existing
screening strategies, it is still not a
diagnostic assay. Hence, the term
‘non-invasive testing’ is currently
used.
Since women are already accessing
these tests, all obstetricians should
have knowledge of the counselling
issues involved. In addition, major
NHS health policy decisions are
required. In time, this technology is
likely to become the primary screen
for chromosomal abnormalities in
pregnancy. This will enhance the
information available to pregnant
women while greatly reducing the
loss of uncomplicated pregnancies
as a result of miscarriage caused by
unnecessary invasive procedures.
Detection of Down syndrome by
maternal plasma DNA testing will
alter the way that prenatal diagnosis
and screening is delivered in the
I test del DNA
fetale libero molto
probabilmente
diventeranno la prassi
per lo screening delle
anomalie cromosomiche
fetali. In questo
modo, aumenteranno
le informazioni a
disposizione durante la
gravidanza e si ridurrà
la perdita di feti sani
derivante dall’aborto
causato da analisi
invasive non necessarie
Tranquility
Il test prenatale non invasivo più
completo
• Trisomie 21, 18, 13 (certificazione
CE-IVD)
• Aneuploidie dei cromosomi
sessuali (XY)
•Microdelezioni
• Rilevamento del sesso del feto
• Calcolo della frazione fetale per
garantire risultati affidabili
• Adatto anche per parti gemellari
e derivanti da procreazione
medicalmente assistita con
ovodonazione
Tecnologia e professionalità
Affidabile e accurato
Tranquility si basa sul metodo di
sequenziamento massivo in parallelo
dell’intero genoma basato sull’uso
della tecnologia Next Generation
Sequencing (NGS) che garantisce la
massima completezza dell’indagine.
Il test viene realizzato nei laboratori
all’avanguardia di Genoma a Ginevra,
il maggiore centro genetico clinico
in Europa. Le competenze di livello
internazionale di Genoma nell’uso di
NGS e la piattaforma bioinformatica
proprietaria della società (InKaryo)
consentono di garantire la massima
performance analitica.
Tranquility garantisce il miglior tasso
di individuazione delle patologie e il
minor numero di falsi negativi di tutti
i test analoghi disponibili sul mercato.
La frazione fetale è calcolata per
garantire l’affidabilità dei risultati. La
sensibilità alla sindrome di Down è
pari al >99,9%.
Standard qualitativi
delle trisomie (raccolta dei campioni,
preparazione, sequenziamento,
analisi bioinformatica e refertazione)
è conforme alla Direttiva Europea
“Dispositivi medico-diagnostici in
vitro” 98/79/CE. Il kit di Tranquility
è dotato di un sistema di isolamento
termico con gel pack, per una migliore
protezione dei campioni. Il test è
effettuato in Europa, quindi non sono
previsti trasporti intercontinentali.
Evita i rischi dell’amniocentesi
Tranquility si attiene ai più severi
standard qualitativi e rispetta le leggi
svizzere e le direttive dell’Unione
Europea. Tutto il processo di indagine
Tranquility non comporta rischi né per
il feto né per la gestante. Richiede
un unico prelievo di sangue materno
e riduce tutti i rischi connessi agli
esami invasivi.
Pratico e conveniente
Il test può essere effettuato in
qualsiasi giorno della settimana,
a partire dalla 10a settimana
di gestazione. I risultati sono
consegnati entro 5 giorni lavorativi
dalla ricezione del campione in
laboratorio. Il prezzo accessibile
di Tranquility rispecchia l’impegno
assunto da Genoma per diffondere
la medicina predittiva in tutta
Europa.
Bibliografia di riferimento
Kloza EM, Haddow PK, Halliday JV, O’Brien
BM, Lambert-Messerlian GM and Palomaki
GE, Evaluation of Patient Education
Materials: The Example of Circulating cell
free DNA Testing for Aneuploid, Journal of
Genetic Counselling, 2015;24(2):259-266
Royal College of Obstetricians &
Gynaecologists, Non-invasive Prenatal
Testing for Chromosomal Abnormality using
Maternal Plasma DNA, Scientific Impact
Paper No.15, 2014
Canick, JA, Palomaki GE, Kloza EM,
Lambert-Messerlian GM and Haddow JE,
The impact of maternal plasma DNA fetal
fraction on next generation sequencing tests
for common feral aneuploidies, Prenatal
Diagnosis, 2013;33(7):667–674
Benn P, Borell A, Chiu R, Cuckle H, Dugoff
L, Faas B, Gross S, Johnson J, Maymon R,
Norton M, Odibo A, Schielen P, Spencer
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Committee on Behalf of the Board of the
International Society for Prenatal Diagnosis,
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Gregg AR, Gross SJ, Best RG, Monaghan
KG, Bajaj K, Skotko BG, Thompson BH and
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Screening Work Group of the American
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screening for fetal aneuploidy, Genetics in
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Committee Opinion No. 545: noninvasive
prenatal testing for fetal aneuploidy,
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Chromosomal Evaluation (NICE) Study:
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of maternal plasma reliably identifies
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ACOG Practice Bulletin No. 77: screening
for fetal chromosomal abnormalities,
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U.S. National Library of Medicine, Genetics
Home Reference - Down Syndrome, http://
GENOMA / 61
Esonero di responsabilità
Sarà cura del medico curante utilizzare le informazioni qui contenute per guidare la
scelta del paziente anche consigliando, qualora lo si ritenga opportuno, una specifica
consulenza genetica o ulteriori test diagnostici quali l’amniocentesi o la villocentesi.
Ogni test diagnostico deve essere interpretato alla luce di tutti i dati clinici disponibili.
Lo screening per le trisomie 21, 18 e 13 ha ottenuto la certificazione CE-IVD. Come per
qualsiasi test medico, esiste sempre una possibilità di errore nell’analisi del campione.
Sono state, tuttavia, prese significative misure per evitare tali errori.
Genoma
Limitazioni del test
Questo test è stato ideato per analizzare aneuploidie ed è stato convalidato per i
cromosomi 21, 18, 13, X e Y. Il test è validato per gravidanze singole o gemellari con
età gestazionale di, rispettivamente, almeno 10 e 12 settimane. É raccomandata la
consulenza genetica di un esperto prima e dopo aver effettuato il test. I risultati non
escludono la possibilità che la gravidanza possa essere interessata da altre anomalie
cromosomiche o genetiche, malformazioni congenite o altre complicazioni. Questo test
non è stato ideato per identificare gravidanze a rischio di malformazioni del tubo neurale.
Quando in una gravidanza gemellare viene rilevata un’aneuploidia, lo stato di ciascun
feto non può essere determinato. Nelle gravidanze gemellari, qualora sia stato richiesto
di conoscere il sesso dei bambini, se consentito dalla normativa vigente, il risultato del
test riporterà se è stato rilevato almeno un maschio o se entrambi i feti sono di sesso
femminile. Il numero limitato di dati disponibili per le gravidanze gemellari preclude il
calcolo delle prestazioni. Un risultato negativo non esclude del tutto la presenza della
trisomia 21, della trisomia 18, della trisomia 13, e delle aneuploidie dei cromosomi
sessuali. Esiste una limitata possibilità che i risultati del test possano non rispecchiare i
cromosomi del feto, ma le modifiche cromosomiche della placenta (mosaicismo confinato
alla placenta) o della madre (mosaicismo cromosomico). É possibile ottenere un risultato
falso positivo in caso di vanishing twin (gemello riassorbito), in questo caso il risultato non
dipende dalla performance del test, ma dalla presenza di DNA del gemello riassorbito
nel sangue materno. Risultati quali “Aneuploidia Rilevata” o “Microdelezione Rilevata”
sono da considerarsi positivi e dovrebbe, quindi, essere consigliato alla paziente di
ricorrere a procedure prenatali invasive di conferma, quali ad esempio la villocentesi e
l’amniocentesi, al fine di ottenere una diagnosi definitiva.
Dr. Frederic Amar
CEO Esperite
I progressi tecnologici
nell’ambito della medicina
Predittiva e Rigenerativa ci
consentono di fornire test di
screening molto avanzati, la
cui accuratezza e velocità nel
fornire risultati non erano, fino
ad oggi, neppure pensabili.
GENOMA è la divisione di ESPERITE nel settore della medicina
predittiva genomica e proteomica, specializzata in analisi
genetiche, test di screening e diagnostici e consulenza medica.
Genoma è proprietaria della più grande piattaforma genetica
per la diagnosi clinica in Europa e i suoi esclusivi test genetici
di nuova generazione sono eseguiti nel rispetto dei più elevati
standard di qualità. Il direttore del laboratorio è il dottor Thomas
Rio-Frio, PhD in genetica molecolare umana, già responsabile
della piattaforma NGS dell’Institut Curie di Parigi.
Il Gruppo ESPERITE, quotato alla Borsa Euronext di Amsterdam
e Parigi, è leader in ambito internazionale nel campo della
medicina rigenerativa e predittiva. Fondato nel 2000, il Gruppo
è presente in 40 Paesi con un network di oltre 6 000 cliniche.
ESPERITE opera attraverso il proprio laboratorio all’avanguardia
di Ginevra, oltre ad avanzatissimi laboratori di stoccaggio in
Belgio, Svizzera, Germania, Portogallo, Dubai e Sud Africa.
Nella sua biobanca, CryoSave, l’azienda del gruppo dedicata
alle cellule staminali, conserva 280.000 campioni di sangue del
cordone ombelicale e del tessuto cordonale.
a company
of esperite
Swiss Biotechnology
Genoma SA • Chemin des Aulx, 12 • 1228 Plan-les-Ouates, Geneva • Switzerland • +41 58 1000 100 • www.genoma.com
Svizzera: [email protected] • +41 58 1000 105 • Italia: [email protected] • 800 185 462
TRMI2.0-0715-ITIC

Test non invasivo del DNA fetale per trisomie e aneuploidie sessuali

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