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Test genetici

Dopo la rivoluzione -omica

Bruno Dallapiccola Direttore Scientifico Ospedale Pediatrico Bambino Gesù Roma


È un suffisso probabilmente di origine greca che indica la totalità di quanto indicato nel prefisso.

Questo suffisso è stato utilizzato dall’800 quando vennero coniati i primi neologismi:

Rizoma (1832; modificazione del fusto di una pianta, di solito a decorso orizzontale, con funzioni di riserva)

Scleroma/Rinoscleroma (1870; una malattia batterica, cronica, granulomatosa)

Mitoma (1913; la parte più densa del protoplasma di una cellula)

Bioma (1916; complesso delle comunità climax mantenuto dalle condizioni ambientali di una regione e distinto dalle altre comunità)

Genoma (Hans Winkler nel 1920, totalità aploide del DNA contenuto nella cellula di un organismo)

Con l’implementazione di progetti di biologia quantitativa applicati su larga scala (ad es. il progetto Genoma Umano), il suffisso è stato adottato dalla comunità dei biologi molecolari, che continuano ad usarlo per etichettare le numerose discipline di recente istituzione, fino a creare un migliaio di neologismi.

-oma/omica/omics


Dal 2000 ad oggi il costo ed i tempi delle analisi genomiche sono stati abbattuti di 100mila volte e sono aumentati progressivamente i costi dell’analisi bioinformatica

La “rivoluzione genetica”


Analisi di geni target

Famiglie di geni correlati ad una determinata patologia

Analisi esomica (Whole Exome Sequencing - WES)

Porzione codificante del DNA

Analisi del trascrittoma (Whole Trascriptome Analysis - WTA)

Insieme di tutti i trascritti di un dato organismo, tessuto, cellula

Analisi genomica (Whole Genome Sequencing - WGS)

Analisi dell'intero genoma

Tecniche di sequenziamento di seconda generazione

Next Generation Sequencing (NGS)


Un solo esperimento (circa 1 settimana), sequenziamento di tutti i geni ( 70.932 bp)

ad es. Rasopatie - 14 geni

NGS nella diagnosi di malattie ad elevata eterogeneità genetica

s.Noonan s.Leopard s.CFC s.Costello

~


NGS nell'analisi diagnostica di geni di grosse dimensioni

ad es. sindrome di Kabuki, gene MLL2: 54 esoni 68 frammenti di PCR

ad es. neurofibromatosi 1, gene NF1: 58 esoni 60 frammenti di PCR


Mutazioni in mosaico (1)

ad es. Sclerosi tuberosa, gene TSC2 - 41 esoni, 45 kb


16 volte 6 volte

Tempi & Costi: Sanger vs NGS

~ ~


Screening/predizione prenatale mediante NIPT (Non Invasive Prenatal Testing)

Aneuploidie cromosomiche

Sbilanciamenti genomici (del, dup)

Diagnosi di sesso (malattie X-linked, sindrome adreno-genitale)

Fenotipo Rh

Trombocitopenia alloimmune (HPA-1a)

Nanismo tanatoforo

Sindrome di Apert

Distrofia miotonica

Fibrosi cistica

Talassemia


Malattie orfane (WES): definizione delle basi biologiche

Centinaia di migliaia di bambini e di persone…

senza nome

senza diagnosi

senza test diagnostici

senza previsioni sulla storia naturale della malattia

senza ricerca scientifica

senza terapie mirate

probabilmente genetiche


Analisi esomica (WES) di una malattia orfana

Ad es. Blefarofimosi-ptosi-disabilità mentale BPIDS - OMIM 615057

Analisi esomica

Identificazione del gene-malattia

Identificazione della mutazione

Localizzazione delle mutazioni

Analisi bioinformatica

Validazione


Analisi esomica (WES) di malattie orfane (1)

Sindrome cerebello-facio-dentale & mutazioni di BRF1

Sindrome di Keppen-Lubinsky (KPLBS, OMIM 614098) & KCNJ6

Sindrome di Ellis van Creveld (EVC, OMIM 225500)

& gene WDR5 (WD repeat containg protein 35)


Analisi esomica (WES) di malattie orfane (2)

Sindrome di Zimmermann-Laband (ZLS, OMIM 135500)

& KCNH1 (Potassium Voltage-Gated Channel, Subfamily H)

& ARP6V1B2 (subunit of vacuolar H+-ATPase)

Sindrome ablefaria-macrostomia (AMS - OMIM 200110)

& Barber-Say (OMIM 209885) & gene TWIST2

(family bHLH transcription factor 2)

Sindrome di Adams-Oliver con CHD (AOS5, OMIM 616028) & NOTCH1 (member of the Notch family of receptors)


Diagnosi nel 25-35% dei casi

Consulenza genetica

Valutazione prognostica

Presa in carico

Scelte terapeutiche mirate

Disponibilità di nuovi test diagnostici

Nuovi strumenti di monitoraggio delle gravidanza a rischio

Un nuovo paradigma nella diagnosi delle malattie orfane

Impatto della WES


Un nuovo paradigma per le malattie rare/orfane: prima il genotipo


Analisi del trascrittoma (WTA)


Lezione completata

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