Cromosomopatie incidenza e rischio riproduttivo Vincenzo Nigro Laboratorio
Cromosomopatie: incidenza e rischio riproduttivo Vincenzo Nigro Laboratorio di genetica - Dipartimento di Patologia Generale, Seconda Università degli Studi di Napoli Telethon Institute of Genetics and Medicine, Napoli
Difetto congenito n n una qualsiasi anomalia insorta tra il concepimento e la nascita genetico (ereditario e non ereditario) – cromosomico – genico non genetico
Rischio riproduttivo generale per una coppia per cui l’anamnesi personale e familiare abbiano escluso un incremento del rischio rispetto alla popolazione è n 3 -5% in caso di difetti congeniti rilevabili alla nascita (a. crom 0. 65%) n 8 -10% rilevabili entro i 10 anni di età
Variazioni genetiche CCCCAGCCTCCTTGCCAACGCCCCCTTTCCCTCTCCCCCTCCCGCTCGGCGCTGACC CCCCATCCCCACCCCCGTGGGAACACTGGGAGCCTGCACTCCACAGACCCTCTCCTT GCCTCTTCCCTCAGCCTCCGCTCCCCGCCCTCTTCCCGGCCCAGGGCGCCG GCCCACCCTTCCCTCCGCCGCCCCCCGGCCGCGGGGAGGACATGGCCGCGCACAG GCCGGTGGAATGGGTCCAGGCCGTGGTCAGCCGCTTCGACGAGCAGCTTCCAATAA AAACAGGACAGCAGAACACACATACCAAAGTCAGTACTGAGCACAACAAGGAATGTC TAATCAATATTTCCAAATACAAGTTTTCTTTGGTTATAAGCGGCCTCACTACTATTTTAA AGAATGTTAACAATATGAGAATATTTGGAGAAGCTGCTGAAAAAAATTTATATCTCTCT CAGTTGATTATATTGGATACACTGGAAAAATGTCTTGCTGGGCAACCAAAGGACACAA TGAGATTAGATGAAACGATGCTGGTCAAACAGTTGCTGCCAGAAATCTGCCATTTTCT TCACACCTGTCGTGAAGGAAACCAGCATGCAGCTGAACTTCGGAATTCTGCCTCTGG GGTTTTATTTTCTCTCAGCTGCAACAACTTCAATGCAGTCTTTAGTCGCATTTCTACCA GGTTACAGGAATTAACTGTTCAGAAGACAATGTTGATGTTCATGATATAGAATTG TTACAGTATATCAATGTGGATTGTGCAAAATTAAAACGACTCCTGAAGGAAACAGCAT TTAAATTTAAAGCCCTAAAGAAGGTTGCGCAGTTATAAATAGCCTGGAAAA GGCATTTTGGAACTGGGTAGAAAATTATCCAGATGAATTTACAAAACTGTACCAGATC CCACAGACTGATATGGCTGAATGTGCAGAAAAGCTATTTGACTTGGTGGATGGTTTTG CTGAAAGCACCAAACGTAAAGCAGCAGTTTGGCCACTACAAATCATTCTCCTTATCTT GTGTCCAGAAATAATCCAGGATATATCCAAAGACGTGGTTGATGAAAACAACATGAAT AAGAAGTTATTTCTGGACAGTCTACGAAAAGCTCTTGCTGGCCATGGAGGAAGTAGG CAGCTGACAGAAAGTGCTGCAATTGCCTGTGTCAAACTGTGTAAAGCAAGTACTTACA TCAATTGGGAAGATAACTCTGTCATTTTCCTACTTGTTCAGTCCATGGTGGTTGATCTT AAGAACCTGCTTTTTAATCCAAGTAAGCCATTCTCAAGAGGCAGTCAGCCTGCAGATG TGGATCTAATGATTGACTGCCTTGTTTCTTGCTTTCGTATAAGCCCTCACAACAACCAA CACTTTAAGATCTGCCTGGCTCAGAATTCACCTTCTACATTTCACTATGTGCTGGTAAA TTCACTCCATCGAATCATCACCAATTCCGCATTGGTGGCCTAAGATTGATGCT GTGTATTGTCACTCGGTTGAACTTCGAAATATGTTTGGTGAAACACTTCATAAAGCAGT GCAAGGTTGTGGAGCACACCCAGCAATACGAATGGCACCGAGTCTTACATTTAAAGA AAAAGTAACAAGCCTTAAATTTAAAGAAAAACCTACAGACCTGGAGACAAGAAGCTAT AAGTATCTTCTCTTGTCCATGGTGAAACTAATTCATGCAGATCCAAAGCTCTTGCTTTG TAATCCAAGAAAACAGGGGCCCGAAACCCAAGGCAGTACAGCAGAATTACAGG GCTCGTCCAACTGGTCCCTCAGTCACACATGCCAGAGATTGCTCAGGAAGCAATGGA GGCTCTGCTGGTTCTTCATCAGTTAGATAGCATTGATTTGTGGAATCCTGATGCTCCT GTAGAAACATTTTGGGAGATTAGCTCACAAATGCTTTTTTACATCTGCAAGAAATTAAC TAGTCATCAAATGCTTAGTAGCACAGAAATTCTCAAGTGGTTGCGGGAAATATTGATC TGCAGGAATAAATTTCTTCTTAAAAATAAGCAGATAGAAGTTCCTGTCACTTTC CCCCAGCCTCCTTGCCAACGCCCCCTTTCCCTCTCCCCCTCCCGCTCGGCGCTGACC CCCCATCCCCACCCCCGTGGGAACACTGGGAGCCTGCACTCCACAGACCCTCTCCTT GCCTCTTCCCTCAGCCTCCGCTCCCCGCCCTCTTCCCGGCCCAGGGCGCCG GCCCACCCTTCCCTCCGCCGCCCCCCGGCCGCGGGGAGGACATGGCCGCGCACAG GCCGGTGGAATGGGTCCAGGCCGTGGTCAGCCGCTTCGACGAGCAGCTTCCAATAA AAACAGGACAGCAGAACACACATACCAAAGTCAGTACTGAGCACAACAAGGAATGTC TAATCAATATTTCCAAATACAAGTTTTCTTTGGTTATAAGCGGCCTCACTACTATTTTAA AGAATGTTAACTATATGAGAATATTTGGAGAAGCTGCTGAAAAAAATTTATATCTCTCT CAGTTGATTATATTGGATACACTGGAAAAATGTCTTGCTGGGCAACCAAAGGACACAA TGAGATTAGATGAAACGATGCTGGTCAAACAGTTGCTGCCAGAAATCTGCCATTTTCT TCACACCTGTCGTGAAGGAAACCAGCATGCAGCTGAACTTCGGAATTCTGCCTCTGG GGTTTTATTTTCTCTCAGCTGCAACAACTTCAATGCAGTCTTTAGTCGCATTTCTACCA GGTTACAGGAATTAACTGTTCAGAAGACAATGTTGATGTTCATGATATAGAATTG TTACAGTATATCAATGTGGATTGTGCAAAATTAAAACGACTCCTGAAGGAAACAGCAT TTAAATTTAAAGCCCTAAAGAAGGTTGCGCAGTTATAAATAGCCTGGAAAA GGCATTTTGGAACTGGGTAGAAAATTATCCAGATGAATTTACAAAACTGTACCAGATC CCACAGACTGATATGGCTGAATGTGCAGAAAAGCTATTTGACTTGGTGGATGGTTTTG CTGAAAGCACCAAACGTAAAGCAGCAGTTTGGCCACTACAAATCATTCTCCTTATCTT GTGTCCAGAAATAATCCAGGATATATCCAAAGACGTGGTTGATGAAAACAACATGAAT AAGAAGTTATTTCTGGACAGTCTACGAAAAGCTCTTGCTGGCCATGGAGGAAGTAGG CAGCTGACAGAAAGTGCTGCAATTGCCTGTGTCAAACTGTGTAAAGCAAGTACTTACA TCAATTGGGAAGATAACTCTGTCATTTTCCTACTTGTTCAGTCCATGGTGGTTGATCTT AAGAACCTGCTTTTTAATCCAAGTAAGCCATTCTCAAGAGGCAGTCAGCCTGCAGATG TGGATCTAATGATTGACTGCCTTGTTTCTTGCTTTCGTATAAGCCCTCACAACAACCAA CACTTTAAGATCTGCCTGGCTCAGAATTCACCTTCTACATTTCACTATGTGCTGGTAAA TTCACTCCATCGAATCATCACCAATTCCGCATTGGTGGCCTAAGATTGATGCT GTGTATTGTCACTCGGTTGAACTTCGAAATATGTTTGGTGAAACACTTCATAAAGCAGT GCAAGGTTGTGGAGCACACCCAGCAATACGAATGGCACCGAGTCTTACATTTAAAGA AAAAGTAACAAGCCTTAAATTTAAAGAAAAACCTACAGACCTGGAGACAAGAAGCTAT AAGTATCTTCTCTTGTCCATGGTGAAACTAATTCATGCAGCTCCAAAGCTCTTGCTTTG TAATCCAAGAAAACAGGGGCCCGAAACCCAAGGCAGTACAGCAGAATTACAGG GCTCGTCCAACTGGTCCCTCAGTCACACATGCCAGAGATTGCTCAGGAAGCAATGGA GGCTCTGCTGGTTCTTCATCAGTTAGATAGCATTGATTTGTGGAATCCTGATGCTCCT GTAGAAACATTTTGGGAGATTAGCTCACAAATGCTTTTTTACATCTGCAAGAAATTAAC TAGTCATCAAATGCTTAGTAGCACAGAAATTCTCAAGTGGTTGCGGGAAATATTGATC TGCAGGAATAAATTTCTTCTTAAAAATAAGCAGATAGAAGTTCCTGTCACTTTC
Valutazione del rischio riproduttivo nel periodo preconcezionale momento ottimale (ma oltre la metà delle gestazioni insorge inaspettatamente) raccolta dei dati (visita, abitudini, terapie, accertamenti lab) n SCOPO: identificazione dei portatori sani di malattie genetiche – portatori che hanno un rischio riproduttivo a prescindere dal partner – portatori in cui il rischio si manifesta solo nel caso di unione con un partner portatore
portatori che hanno un rischio riproduttivo a prescindere dal partner n donne con mutazioni legate all’X (esempio: Distrofia muscolare di Duchenne)
portatori che hanno un rischio riproduttivo a prescindere dal partner n portatori di una traslocazione cromosomica bilanciata – scambio di materiale genetico tra cromosomi non omologhi – non vi è modificazione della dose genica – frequenza 1/520 nati – fenotipicamente normale reciproca
Traslocazioni bilanciate (meiosi e fertilizzazione) Segregazione alternata Traslocazione bilanciata Normale Segregazione adiacente 1 Traslocazione Segregazione adiacente 2 Trisomia
portatori che hanno un rischio riproduttivo a prescindere dal partner n n mutazioni dominanti ad esordio tardivo (corea di Huntington, atassie spinocerebellari) mutazioni dominanti a penetranza incompleta
portatori in cui il rischio si manifesta solo nel caso di unione con un altro portatore n mutazioni autosomiche recessive – con familiarità (coppia già a rischio) – senza familiarità (valutare la consanguineità)
fibrosi cistica n % di identificazione dei portatori sanicon un test semplice e a basso costo
ogni individuo è portatore sano di almeno 8 malattie genetiche recessive, di cui 3 letali n n fratelli, genitori-figli fratellastri, zii-nipoti cugini diretti (0. 5%) secondi cugini n n 1/4 omozigosi 1/8 omozigosi 1/16 omozigosi 1/64 omozigosi i difetti congeniti hanno un rischio empirico raddoppiato in caso di coefficiente di consanguineità 1/16 non è utile l’esame cromosomico
coppia con familiarità per anomalie cromosomiche è indicazione all’esecuzione di un cariotipo fetale e l’estensione dell’indagine ai parenti n traslocazioni reciproche autosomiche – maggiori sono le dimensioni cromosomiche minore è la possibilità di una gravidanza a termine n traslocazioni X-autosoma – maschi sterili, rischio 20 -40% n traslocazioni robertsoniane – non 21 60% cariotipo bilanciato – 21 15% rischio di Down n inversioni – pericentriche varianti dell’ 1, 9, 16 e Y, in altri casi il rischio è 5 -10% – paracentriche, rischi inferiore allo 0. 5%
Traslocazioni reciproca Robertsoniana
inversioni Paracentrica, braccio corto Paracentrica, braccio lungo Pericentrica
Un precedente figlio con anomalie cromosomiche Aumenta il rischio in caso di: n tutte le trisomie non mosaico n 47, XXY (s. Klinefelter) n riarrangiamenti strutturali n marker cromosomi
Le alterazioni cromosomiche sono più frequenti al crescere dell’età materna, mentre le mutazioni puntiformi sono legate al numero di divisioni cellulari che avvengono circa ogni 15 gg nella linea germinale maschile
Tritest interpretazione dei risultati anomalia fetale Neural Tube Defects* AFP h. CG u. E Normal Trisomy 21 Trisomy 18 * NTD: anencephaly, spina bifada and encephalocele.
Patologia fetale NTD - AFP solo Trisomia 21 - Tritest Trisomia 18 - Tritest Sensibilità 75 -80% spina bifida 95% anencefalia 70% Down sindrome 80% sindrome di Edward
Anomalie ecografiche maggiori
ecografia n “segni minori”
Frequenza di anomalie cromosomiche negli aborti spontanei (39. 8%-40. 9%) trisomie autosomiche 49 -52% n Turner (45, X) 15 -19% n triploidia (69) 15 -16% n tetraploidia (92) 5 -6% n altre anomalie 6 -14% n
Trisomia 21 Il 70% delle gravidanze non giunge a termine
Trisomia 21, S. di Down in Italia 40. 000 casi Occhi inclinati verso l’alto Ipotioidismo, ipotonia iperlassità articolare viso tondo e mento piccolo ipotelorismo macroglossia brachidattilia solco palmare trasverso cardiopatie c. leucemia ritardo mentale m. Alzheimer
Trisomia 13 (1/20. 000) Giunge a termine solo il 3% dei concepimenti Di questi l’ 80% muore nel primo mese Naso largo, punta ingrossata Dita flesse e sovrapposte Orecchie a impianto basso Calcagno prominente
S. Klinefelter (47, XXY) 1: 900 maschi n n n Il 50% delle gravidanze giunge a termine Fenotipo maschile Caratteristiche principali: – Statura alta – Ipogonadismo, bassi livelli di testosterone, mancata produzione di spermatozoi (azoospermia) e quindi sterilità – Ginecomastia – Sia l’intelligenza sia l’attesa di vita sono quasi normali
Un precedente figlio con anomalie cromosomiche NON aumenta il rischio in caso di: n 47, XYY n triploidia, tetraploidia n sindrome di Turner
Monosomia X (45, X 0) 1: 2. 500 n n n Solo l’ 1% delle gravidanze giunge a termine Errore nella spermatogenesi nell’ 80% dei casi e non correla con l’età dei genitori Caratteristiche principali: – – – linfedema periferico pterigio del collo (collo corto “a tenda”) bassa statura amenorrea primaria talvolta sono presenti anche cardiopatia, ipertensione e anomalie renali. – Sia l’intelligenza sia l’attesa di vita sono normali
TRIPLOIDIA Frequenza alla nascita = 1/10. 000 Frequenza negli aborti = 1/14 Cariotipo 69, XXY 57% Cariotipo 69, XXX 40% Cariotipo 69, XYY 3%
Tipo I, corredo sovrannumerario paterno Feto microcefalico o normale Placenta ingrossata Tipo II, corredo sovrannumerario materno Ritardo di crescita Feto con macrocefalia relativa Placenta poco sviluppata Nati vivi Basso peso Asimmetria cranio-facciale e difetti di ossificazione del cranio Microftalmia, ipertelorismo, micrognazia Sindattilia cutanea, piedi torti Anomalie genitali, ipoplasia delle surrenali Cardiopatie
feto con anomalia cromosomica (mosaicismo) trisomie a mosaico 8, 9, 13, 18, 21 n crescita in coltura di cellule materne n mosaicismo vero (livello III) n pseudomosaicismo (livelli II e I) n
FISH
Sonde FISH subtelomero centromero locus intero cromosoma
PAINTING
Fecondazione in vitro per la diagnosi preimpianto Diagnosis: genetic defect Cystic fibrosis - life expectancy 20 -30 yrs - medical advances - offspring will be carriers
Nuove possibilità Cellule fetali in circolo n DNA fetale in circolo n
Stable Transduction of multiple organs following delivery of AAV-2/5 -CMV in utero E 15 Injection on Embryonic day 15 (E 15)
GENE THERAPY STRATEGIES FOR INHERITED SEVERE PHOTORECEPTOR DISEASES S. Jacobson, T. Aleman, A. Cideciyan
Ringraziamenti Lucia Perone, Servizio di FISH TIGEM n Enrico Surace, Terapia genica intrauterina, TIGEM n
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