La diagnosi genetica fetale cambia marcia.
A partire dagli anni ‘70 l’analisi genetica del feto si basava sul cariotipo, di fatto un’analisi genomica a bassissima risoluzione. Questa analisi era incentrata sullo studio, al microscopio, dei cromosomi. Oggi la genetica molecolare ha reso disponibile uno strumento innovativo che analizza gli sbilanciamenti del numero di copie delle sequenze genomiche ad una risoluzione all’incirca 100 volte superiore rispetto a quella possibile con le analisi tradizionali dei cromosomi. Queste tecniche permettono di ottenere un significativo guadagno di informazione, evitando di incorrere in errori di interpretazione basati sull’esperienza individuale, e offrono un importante supporto all’identificazione delle anomalie cromosomiche individuate con le tecniche standard.
Al momento non è ancora possibile sostituire il cariotipo tradizionale con la tecnica degli Array, in quanto alcuni limiti degli Array possono essere superati solo dalle analisi cromosomiche standard. Da ciò deriva la necessità di integrare le due tecniche, utilizzandole sullo stesso campione, per ottimizzare il risultato diagnostico e ottenere uno
screening avanzato del genoma del feto.
Le linee-guida che danno supporto a questa proposta sono state pubblicate dal Gruppo di Citogenetica della Società Italiana di Genetica Umana (Ultrasound Obstet Gynecol 2012; 39: 384–388)
Al fine di fornire una corretta percezione di questa proposta è stato sviluppato il CMA (Cromosomal Microarray Analisys) EASYCHIP che consente di offrire una diagnosi prenatale ad elevata risoluzione, che combina al cariotipo la tecnica dell’Array.
INFORMATIVA ALL’USO DEL TEST di CMA
(Cromosomal Microarray Analysis) EASYCHIP
Si stima che il 3% circa dei neonati sia affetto da un difetto congenito alla nascita (cosiddetto rischio di specie), che non può essere controllabile con indagini di laboratorio e/o strumentali e che dipende da cause genetiche (cromosomiche, geniche, etc.) o non genetiche (farmaci, infezioni, etc). Questa percentuale di rischio è generalizzabile a tutte le gravidanze ma può cambiare in base all’età della coppia al momento del concepimento o a fattori ereditari, spesso desumibili dalla storia familiare, nei confronti dei quali possono essere effettuate indagini specifiche (ad es. analisi cromosomiche e molecolari, indagini ecografiche, ecc.). Tra le malattie genetiche, le cosiddette “sindromi da microdelezione/microduplicazione” sono costituite da un gruppo di patologie causate da sbilanciamenti genomici, ovvero microduplicazioni o microdelezioni di sequenze di DNA (CNVs: Copy Number Variations), non individuabili mediante l’analisi del cariotipo, che si associano a quadri clinici distinti. Questi sbilanciamenti possono essere monitorizzati attraverso tecnica di CMA (Cromosomal Microarray Analysis), un’analisi genomica ad alta risoluzione integrativa e non sostitutiva delle tecniche di citogenetica su metafasi, eseguita utilizzando lo stesso campione prelevato per la diagnosi prenatale tradizionale. Il tipo e la risoluzione della piattaforma MCA utilizzata vengono stabiliti in base all’indicazione al test, ovvero alla presenza/assenza nel feto di anomalie ecografiche o alterazioni cromosomiche strutturali. Il test viene offerto nell’ambito di una consulenza genetica e/o con lo specialista di riferimento..
La piattaforma EasyChip, proposta in assenza di anomalie ecografiche o cromosomiche, permette di analizzare ad alta risoluzione 43 regioni associate a sindrome da microdelezione/microduplicazione (risoluzione media 200-250 Kb, si veda tabella in calce) e le regioni subtelomeriche di tutti i cromosomi (risoluzione media 300-500 Kb) il cui sbilanciamento è stato descritto in associazione a disabilità intellettiva. La piattaforma consente inoltre di rilevare delezioni e duplicazioni di dimensione ≥ di 3-4 Mb lungo l’intero genoma, fornendo implementazione e supporto alla citogenetica convenzionale. La risoluzione scelta per la piattaforma nelle varie regioni genomiche rappresentate consente di ottenere informazioni utili in relazione alla prognosi fetale, limitando il rischio di riscontrare alterazioni dal significato clinico non chiaro e quindi difficili da interpretare. Al fine di fornire una corretta percezione di questa proposta è stato sviluppato EasyChip che consente di offrire una diagnosi prenatale ad elevata risoluzione, che combina al cariotipo la tecnica di CMA.
Il risultato del test sarà disponibile dopo circa 8 giorni dall’estrazione del DNA dalle cellule fetali (prelievo diretto di liquido amniotico o villi coriali, o colture cellulari) e verrà consegnato ai genitori nel corso di una consulenza genetica tenendo conto dei risultati ottenuti parallelamente tramite analisi del cariotipo fetale. Il campione fetale deve sempre essere accompagnato da un campione ematico (suddiviso in eparina e EDTA) dei genitori, utilizzato solo nei casi in cui sia necessario effettuare una comparazione tra il profilo del feto e quello parentale.
Limiti
– La tecnica di CMA non evidenzia riarrangiamenti cromosomici bilanciati (come traslocazioni reciproche e inversioni), né mosaicismi cellulari scarsamente rappresentati (<30%), riscontrabili invece con cariotipo.
– La tecnica non evidenzia eventuale contaminazione materna (contemporanea presenza nel campione di cellule del feto e della madre), che può inficiare l’attendibilità del risultato. In specifici casi (liquido amniotico ematico o prelievo di villi coriali) il test viene quindi effettuato previa esclusione di contaminazione materna tramite confronto tra marcatori polimorfici di feto e madre.
– Il riscontro di un risultato positivo può rendere necessario l’uso di tecniche di caratterizzazione aggiuntive e l’estensione delle analisi a entrambi i genitori.
– La tecnica non fornisce informazioni su patologie genetiche non causate da duplicazioni/delezioni del DNA, e su regioni di dimensione inferiore alla risoluzione della piattaforma nelle varie aree genomiche rappresentate.
43 REGIONI ASSOCIATE A SINDROME DA MICRODELEZIONE/ MICRODUPLICAZIONE
SYNDROMIC REGIONS | INCIDENCE | CRITICAL GENES |
1p36 deletion syndrome | 1/5,000 | / |
1q41q42 microdeletion syndrome | unknown | DISP1 |
2p15-16.1 microdeletion syndrome | unknown | BCL11A |
2q23.1 microdeletion syndrome | unknown | MBD5, EPC2 |
2q33.1 deletion (Glass syndrome) | unknown | STAB2 |
2q37 deletion syndrome | <1/10,000 | HDAC4 |
3pter-p25 deletion syndrome | unknown | CNTN4, ITPR1, SRGAP3. VHL |
3q29 deletion/duplication syndrome | unknown | FBX045, PAK2, DLG1 |
4p16.3 deletion syndrome (Wolf-Hirschhorn) | 1/20,000-1/50,000 | LETM1, WHSC1 |
4q21 deletion syndrome | unknown | PRKG2, RASGEF1B |
5p deletion syndrome (Cri du chat) | 1/20,000-1/50,000 | CTNND2, TERT |
5q14.3 deletion syndrome | unknown | MEF2C |
5q35 deletion syndrome (Sotos) | 1-9/100,000 | NSD1 |
6q13-q14 deletion syndrome | unkown | COL12A1 |
7q11.23 deletion syndrome (Williams-Beuren) | 1/10,000 | ELN |
8p23.1 deletion syndrome | unknown | GATA4 |
8q21.11 Microdeletion Syndrome | unknown | ZFHX4, PEX2 |
8q24.1 deletion syndrome (Langer-Giedion) | unknown | TRPS1, EXT1 |
9q34.3 deletion syndrome (Kleefstra) | unknown | EHMT1 |
10p14p13 deletion syndrome (DiGeorge type 2) | unknown | GATA3 |
11p13 deletion syndrome (WAGR) | unknown | PAX6, WT1 |
11p11.2 deletion syndrome (Potocki-Shaffer) | unknown | ALX4 |
11q deletion syndrome (Jacobsen) | 1/100,000 | / |
14q12 microdeletion syndrome | unknown | FOXG1 |
15q11q13 deletion syndrome (Prader-Willi) | 1/25,000 | SNRPN |
15q11ql3 deletion syndrome (Angelman) | 1/10,000-1/20,000 | UBE3A |
15q24 deletion/duplication syndrome | unknown | / |
16p deletion syndrome (ATR-16) | unknown | HBA1, HBA2 |
16q24.1 micorodeletion syndrome | unknown | FOXF1, FOXC2 |
17p13.3 deletion syndrome (Miller dieker) | unknown | PAFAH1B1, YWHAE |
17p11.2 deletion syndrome (Smith-Magenis) | 1/25,000 | RAI1 |
17p11.2 duplication syndrome (Potocki Lupski) | unkown | RAI1 |
17q11.2deletion/duplication syndrome | unkown | NF1.SUZ12 |
17q21.31 deletion syndrome (Koolen-De Vries) | •4/16,000 | KANSL1 |
17q23.1-q23.2 deletion syndrome | unknown | TBX2, TBX4 |
19q13.11 deletion syndrome | unknown | LSM14A, UBA2 |
Down Sndrome criticai region (21q22.12q22.2) | 1/650-1,000 | / |
22 partial tetrasomy (Cat eye) | 1/50,000-1/150,000 | / |
22q11.2 deletion syndrome (DiGeorge) | 1/2,000 – 1/4,000 | HIRA, TBX1 |
22q11.2 distai deletion syndrome | unknown | MAPK1 |
Xp11.3 deletion syndrome | unknown | RP2 |
Xp11.22 microduplication syndrome | unknown | HUWE1 |
Xq12 deletion/duplication (OPHN1) | unknown | OPHN1 |
Xq22.3 deletion syndrome (AMME COMPLEX) | unknown | COL4A5, ACS4 |
Xq28 duplication syndrome | unknown | MECP2 |