HCM. La cardiomiopatia ipertrofica (HCM) è una malattia a base ereditaria nel gatto (1).

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1 PKD La Polycystic Kidney Disease (PKD), o malattia del rene policistico, è una malattia ereditaria, caratterizzata da cisti renali che compaiono già nei cuccioli e progressivamente negli anni aumentano di diametro, portando ad un ingrossamento del rene e riducendone la funzionalità. La mutazione genetica che causa la più comune forma nel Persiano/Esotico è stata scoperta nel gene PKD1 dai ricercatori della University of California Davis (L. A. Lyons, D. S. Biller, C. A. Erdman, M. J. Lipinski, A. E. Young, B. A. Roe, B. Qin and R. A. Grahn (2004) Feline Polycystic Kidney Disease Mutation Identified in PKD1. J Am Soc Nephrol 15: ) ed il test genetico (R. A. Grahn, D. S. Biller, A. E. Young, B. A. Roe, B. Qin and L. A. Lyons (2004) Genetic testing for feline polycystic kidney disease, Animal Genetics, 35, ) è attualmente a disposizione anche presso il Laboratorio di Genetica Molecolare_ Vetogene del Dipartimento di Scienze Animali in quanto licenziatario di Università della California-Davis (License U.C. U.C. Case No _Control No ). Il test è stato validato anche nelle razze persianizzate, come l Hymalaian, l American Shorthair e la Scottish Fold e per le razze Ragdoll e British Shorthair. La trasmissione genetica del difetto è di tipo autosomico dominante, quindi un gatto omozigote recessivo (cioè con 2 copie del gene normali ) è sano, mentre un gatto eterozigote (cioè con 2 copie del gene diverse, una normale e una difettoso ) è malato o lo diventerà. Gatti omozigoti dominanti (cioè con 2 copie del gene difettose in genere non nascono e si ipotizza che muoiono allo stadio embrionale e vengano riassorbiti. Il test genetico non dà indicazioni circa il grado di severità della malattia. Tuttavia essendo sufficiente una sola copia del gene difettoso per causare la patologia, i cuccioli che nascono da un accoppiamento in cui uno solo dei genitori è malato hanno il 50% di probabilità di essere malati, mentre i cuccioli che nascono da un accoppiamento in cui entrambi i genitori sono malati hanno il 75% di probabilità di essere malati. Il test genetico consente di individuare gli eterozigoti prima della maturità sessuale (già a due mesi) e prima che il riscontro ecografico e clinico siano chiari. Può essere quindi di grande aiuto nella scelta degli accoppiamenti. 1

2 HCM NOTE SUL TEST GENETICO HCM (in collaborazione con Dr. LA Lyon s - UC-Davis) La cardiomiopatia ipertrofica (HCM) è una malattia a base ereditaria nel gatto (1). Un team dell Università di Davis-California, tra cui i dottori Meurs e Kittleson, ha allevato per ricerca una famiglia di Maine Coon i cui fondatori erano stati donati dai proprietari per studiare HCM. In questi gatti i ricercatori hanno identificato nel 2005 (2) un alterazione del DNA del gene MYBPC3 che determina una mutazione (definita A31P e da molti mutazione Meurs del Maine Coon) di tipo autosomico dominante fortemente associata alla malattia. Già gli stessi autori chiarivano nella loro pubblicazione che non tutti i gatti che avevano la mutazione si ammalavano di HCM e che viceversa alcuni gatti malati non avevano la mutazione. A questo sono seguiti di recente due lavori di altri autori (3,4) in cui si ribadiva che non tutti i Maine Coon con la mut.a31p sviluppavano la malattia. E in uno di questi (4) si attribuiva, erroneamente, questa discrepanza al fatto che la mutazione non fosse causativa. I test genetici sarebbe opportuno che avessero penetranza pressochè completa (cioè in cui il test genetico è correlato circa al 100% al carattere), e in genere l hanno. Esistono però anche diversi casi in cui la penetranza, pur essendo altissima non è del 100%. Ad esempio la mutazione CEP290 della PRA dell Abissino, la PK deficiency, alcuni geni del colore, così come anche le mutazioni HCM dell uomo. In questi casi l insorgenza o l intensità del fenotipo non sono correlate completamente al genotipo, ciò non significa che è inutile fare il test genetico. Quali sono i fattori che possono modulare la presenza e la gravità della malattia nel singolo gatto positivo alla mutazione? 1) Penetranza incompleta anche se nel gatto c è la mutazione causativa, il carattere non si manifesta. La penetranza incompleta è il caso estremo della Espressione Variabile (vedere dopo). Ancora non si conoscono le cause che portano a questa situazione, concorrono sicuramente oltre a fattori genetici, altri fattori biologici e ambientali. Tuttavia la spiegazione più facile è che gatti con forme molto iniziali o leggere non vengano classificate all ecografia come HCM. In questo gioca molto l esperienza e la professionalità. Specialisti con centinaia o migliaia di ecocardiografie di gatto alle spalle danno più garanzie di una diagnosi accurata. 2) Penetranza legata all età HCM da mutazioni in MYBPC3 è una malattia a sviluppo lento e tardivo anche nell uomo, dove spesso si manifesta dopo i 50 anni. Anche nel Maine Coon l insorgenza è più tardiva negli eterozigoti rispetto agli omozigoti, e soprattutto nelle femmine. Non si sono ancora determinate con precisione le età di sviluppo della malattia in relazione al genotipo e al sesso del gatto. 2

3 3) Espressione Variabile è un fenomeno che si vede in molti caratteri genetici. Per esempio non tutti i gatti che hanno la mutazione del blu diluito presentano lo stesso colore blu/grigio, perché il background genetico e quello ambientale ne influenzano l espressione generale. Ugualmente in HCM, nonostante esistano diversi gradi di spessore ventricolare, solo lo spessore di classe grave porta allo sviluppo di segni clinici, nonostante ci siano alcuni casi di morte improvvisa in forme più lievi. Gatti con HCM possono essere classificati come border line e non essere quindi non dichiarati malati. 4) Eterogeneità genetica una stessa malattia può essere causata da mutazioni in punti diversi dello stesso gene o in geni diversi. Questo fenomeno è ben noto nell HCM umano ed è ragionevole supporlo anche nel gatto. Attualmente nell uomo sono oltre 10oo le mutazioni in 10 geni che possono causare HCM. Nel gatto ne sono state identificate con certezza solo due: la suddetta A31P nel Maine Coon e la R820W nel Ragdoll, entrambe nel gene MYBPC3, che è anche il gene più mutato nell uomo. In altre razze come Bengala, Siberiano, Devon Rex, Sphynx, razze miste non ci sono queste due mutazioni o sono pochissimo frequenti. D altra parte ci sono alcuni casi di Maine Coon che non hanno la mutazione A31P ma hanno HCM. E quindi molto probabile che ci sia più di una causa genetica di HCM e anche nel Maine Coon è possibile un altra mutazione (magari poco diffusa) 5) Accuratezza del test genetico I laboratori usano diverse tecniche per l identificazione della mutazione. Errori nel test genetico possono portare confusione nell interpretazione. Il sequenziamento diretto del DNA è il sistema più robusto e il Gold Standard, ma è anche il più costoso. Il rischio in generale dei test a DNA è che uno dei due alleli non amplifichi (non sia cioè visibile ) e vada perso. Questo effetto si chiama allelic-drop out (e quindi un eterozigote risulta omozigote). Anche il sequenziamento può cadere in questa trappola, ma è più facile accorgersi dell errore perché si analizzano tratti molto lunghi del gene. Sistemi alternativi presentano invece maggiori rischi perché analizzano solo il punto di mutazione. Altri sistemi a DNA per l identificazione delle mutazioni sono ad esempio real-time PCR (TaqMan), restriction fragment lenght polymorphism (RFLP), allele-specific oligos (ASO) e nuovi sistemi basati sulla spettroscopia di massa. 6) Diagnosi clinica non accurata Non tutte le malattie cardiache sono HCM, la definizione e la classificazione di HCM non è univoca tra i cardiologi. Interpretazioni differenti e non allineate con rigorosi criteri di lettura e classificazione portano a interpretazioni diverse dello stato di malattia Molti test genetici aiutano a fare scelte selettive più consapevoli e più efficaci. Per quanto riguarda HCM, tenendo pur conto che nella scelta selettiva devono essere considerati tutti i caratteri di interesse, è evidente che si deve cercare di ridurre il rischio di sviluppare e diffondere la malattia. Premesso che non è motivabile utilizzare soggetti malati clinicamente. E provato che la presenza della mutazione A31P aumenta tantissimo, se non proprio determina, lo sviluppo e la trasmissione di HCM. Gatti omozigoti hanno una probabilità altissima di ammalarsi, oltre a trasmettere a tutti i figli l allele mutato. I gatti eterozigoti vanno valutati ed eventualmente utilizzati con accoppiamenti 3

4 mirati con soggetti negativi e nei casi in cui altri caratteri di pregio ne scoraggino l eliminazione dalla riproduzione. In generale va spinta al massimo la sostituzione dei riproduttori con soggetti omozigoti negativi, fatta però salva il mantenimento della variabilità genetica e dei tratti di pregio. E per ciò un processo di eradicazione che dev essere necessariamente ragionato e graduale. Sostenere la ricerca L unico modo per arrivare a determinare il vero rischio di malattia è seguire l animale durante la vita con controlli ecocardiografici periodici, confrontati con l esito del test genetico. Solo la raccolta di molti dati come questi porterà nel tempo alla determinazione del rischio che l allele patologico comporta. Fin ora uno studio organico di questo tipo e soprattutto lungo tutta la vita dell animale non è stato fatto. In questo senso si inserisce il lavoro dell Osservatorio, che mira ad andare anche oltre e si prefigge di dare un contributo importante alla ricerca sia nel Maine Coon che nelle altre razze che sviluppano HCM ereditario. E questo in collaborazione con altri Laboratori e centri di ricerca internazionali vocati a questo obiettivo. 1. Kittleson MD, Meurs KM, Munro MJ, Kittleson JA, Liu SK, Pion PD, Towbin JA. Familial hypertrophic cardiomyopathy in maine coon cats: an animal model of human disease. Circulation Jun 22;99(24): Meurs KM, Sanchez X, David RM, Bowles NE, Towbin JA, Reiser PJ, Kittleson JA, Munro MJ, Dryburgh K, Macdonald KA, Kittleson MD. A cardiac myosin binding protein C mutation in the Maine Coon cat with familial hypertrophic cardiomyopathy. Hum Mol Genet Dec 1;14(23): C. Carlos Sampedrano, V. Chetboul, J. Mary, R. Tissier, M. Abitbol, F. Serres, V. Gouni, A. Thomas, and J.- L. Pouchelon Prospect ive Echocardiographic and Ti ssue Doppler Imaging Screening of a Population of Maine Coon Cats Tested for the A31P Mutation in the Myosin-Binding Protein C Gene: A Specific Analysis of the Heterozygous Status. J Vet Intern Med 2009;23: G. Wess, C. Schinner, K. Weber, H. Ku chenhoff, and K. Hartmann. Association of A31P and A74T Polymorphisms in the Myosin Binding Protein C3 Gene and Hypertrophic. J Vet Intern Med 2010;24: Meurs KM, Norgard MM, Ederer MM, Hendrix KP, Kittleson MD. A substitution mutation in the myosin binding protein C gene in ragdoll hypertrophic cardiomyopathy. Genomics Aug;90(2):

5 L Osservatorio Italiano HCM Felina, patrocinato dalle Facoltà di Medicina Veterinaria di Milano, Perugia e Napoli, vede il coinvolgimento di diverse organizzazioni: 1. Il Maine Coon Club ANFI. 2. L Associazione Cardiologi ed Ecografisti Clinici Veterinari CARDIEC. 3. Il laboratorio VETOGENE, spin-off dell Università di Milano Quali sono le attività nello specifico? Maine Coon Club - ANFI Il Maine Coon Club ( è stato fondatore dell iniziativa cui hanno presto aderito club di altre razze e singoli allevatori. Ha attivato un portale, all interno del quale si specificano le procedure e le relative modulistiche di iscrizione al progetto. Le iscrizioni sono aperte a tutti, anche agli allevatori di altre razze comunque soggette a questa patologia (Sacri di Birmania, Ragdoll, Sphinx, ecc.), in pratica è il ponte di collegamento con il mondo degli allevatori e proprietari di gatti. L ANFI Associazione Nazionale Felina Italiana ha nominato la Dott.ssa Francesca Serena come proprio referente all interno del Comitato Coordinatore Tecnico Scientifico dell Osservatorio, al quale ha concesso il patrocinio. CARDIEC Ha il compito di raccogliere le domande di adesione dei vari studi veterinari, sparsi in tutto il territorio Italiano, e di valutarne l idoneità in base alla preparazione ed alla strumentazione posseduta. Raccoglie e conserva tutti i dati clinici delle misure effettuate sul cuore con l obbiettivo di definire in modo ancora più preciso di quello attuale i parametri di diagnosi della malattia. Sul portale ( vi è un elenco di medici veterinari ecocardiografisti esaminatori che aderiscono al progetto. 5

6 E il veterinario esaminatore che iscrive il gatto all Osservatorio utilizzando il portale, effettua il controllo ecografico e il prelievo di sangue da inviare al laboratorio. L iscrizione al progetto prevede delle tariffe agevolate per tutti i test clinici e genetici inerenti HCM, ma comporta l impegno di mettere a disposizione presso il Dipartimento di Patologia Animale, Igiene e Sanità Pubblica Veterinaria, Università di Milano e gli analoghi Dipartimenti delle Facoltà di Perugia e Napoli, i propri soggetti deceduti per poter eseguire l autopsia a scopo di ricerca. I dati vengono gestiti in ogni passaggio in forma anonima. VETOGENE E il laboratorio di riferimento per gli esami genetici ( Il Laboratorio, ricevuto il campione di sangue effettua la diagnosi genetica ed emette la certificazione al proprietario e al veterinario esaminatore. VETOGENE inoltre organizza e mantiene un database contenente i dati segnaletici, di diagnosi genetica, di diagnosi clinica ed eventualmente di autopsia. Sulla base di questi dati il Laboratorio effettua periodicamente delle valutazioni di prevalenza e di monitoraggio delle mutazioni note nel Maine Coon e delle altre razze aderenti al progetto, che vengono divulgate in incontri con gli allevatori e pubblicate sul sito del Maine Coon Club. Il sangue e il DNA dei gatti aderenti al progetto vengono mantenuti gratuitamente ad uso dei proprietari e per scopo di ricerca per oltre 10 anni. I gatti di razza Maine Coon conferiti all Osservatorio partecipano al Linkage Disequilibrium Project organizzato dalla Dr.ssa Lyons a UCDavis-California. Nel progetto i gatti dell Osservatorio rappresentano la razza Maine Coon per l Europa e per tutto il mondo. I risultati e i campioni di questo progetto verranno usati a brevissimo per lo studio di HCM col primo microarray-chip felino, cioè per la ricerca, con le nuove tecnologie di indagine su tutto il genoma, di eventuali altri geni coinvolti nello sviluppo di HCM 6

7 GRUPPO SANGUIGNO Il sistema AB di gruppo sanguigno dei gatti comprende 3 diversi tipi: il tipo A (il più comune), il tipo B (piuttosto comune soprattutto nelle razze British Short hair, Devon Rex, Cornish Rex, Ragdoll, Birmana, Persiana, Hymalaia, Abissino-Somala e Sphynx), e il rarissimo tipo AB (stimato con una frequenza dello 0.4% nelle razze che hanno il gruppo B). La presenza di anticorpi naturali contro il diverso gruppo sanguino (i gatti di gruppo A possiedono anticorpi contro il gruppo B, i gatti di gruppo B possiedono un alto titolo di anticorpi contro il gruppo A, mentre il gruppo AB non possiede anticorpi ed è quindi un ricevente universale), rende necessaria la tipizzazione del gruppo sanguigno prima di effettuare una trasfusione di sangue al gatto, dal momento che non esiste un donatore universale. Inoltre gli anticorpi naturali passano nel colostro della madre che allatta i cuccioli, causando l Isoeritrolisi Neonatale (IN), malattia emolitica che può causare la morte di cuccioli sani, che si verifica in particolar modo quando la madre di gruppo B allatta cuccioli di gruppo A. Recentemente è stato individuato il gene responsabile del gruppo sanguigno A e B (1) ed è stato messo a punto un test genetico che, rispetto al tradizionale test sierologico offre alcuni indubbi vantaggi: non è necessario prelevare il sangue al gatto, perché per effettuare il test genetico è sufficiente un prelievo con un semplice tampone dalla mucosa buccale, che può essere effettuato anche sui cuccioli. con il test genetico è possibile riconoscere il portatore dell allele B, informazione che il test sierologico non è in grado di rilevare. Un esempio di applicazione: Se si incrociano 2 soggetti di gruppo sanguigno A ma entrambi portatori della variante b, si ha la probabilità che un quarto dei figli nasca di gruppo sanguigno B. La possibilità attraverso il test genetico di riconoscere i soggetti portatori può essere di grande aiuto nella scelta degli accoppiamenti. Per quanto riguarda il rarissimo gruppo AB, di cui non è stato ancora chiarita la trasmissione ereditaria, il test genetico non riesce a discriminare tra il gruppo AB e A, ma discrimina tra il gruppo AB e B. La ricerca scientifica per il gruppo AB è tuttora in corso e si chiede la collaborazione degli allevatori e veterinari per la raccolta dei campioni. 7

8 Siccome il test genetico non può distinguere tra il tipo sierologico A e il tipo AB, l allele non-b, viene riportato come N. Il gatto potrebbe essere sia di gruppo A sia AB: Il risultato del test genetico quindi sarà il seguente: NN = gruppo sanguigno A o AB non portatore della variante b Nb = gruppo sanguigno A o AB portatore della variante b bb = gruppo sanguigno B (1) B. Bighignoli, T.Niini, R.A. Grahn, N.C. Pedersen, L.V. Millon, M. Polli, M.Longeri and L.A. Lyons. Cytidine monophospho-n-acetylneuraminic acid hydroxylase (CMAH) mutations associated with the domestic cat AB blood group. BMC Genetics 8:27 (2007) La ricerca è stata finanziata dalla Winn Feline Foudation. La messa a punto del test genetico è stata effettuata grazie a: 8

9 PROFILO GENETICO e TEST DI PARENTELA Il profilo genetico negli animali viene effettuato mediate l utilizzo di marcatori molecolari chiamati microsatelliti, Queste sono varianti genetiche che si analizzano sul DNA e che vengono trasmesse dai genitori ai figli in modo mendeliano semplice. Ciò vuol dire che il profilo di un cucciolo dev essere metà uguale a quello del padre e metà uguale a quello della madre. Per il profilo genetico: (una sorta di impronta digitale genetica), il laboratorio VETOGENE utilizza un pannello internazionalmente riconosciuto di microsatellti (1), che consentono di identificare il soggetto, e, se richiesto, di confrontarlo con quello dei genitori o dei figli (il cosiddetto test di parentela). Per la confrontabilità di questo tipo di certificazioni a livello mondiale il nostro laboratorio partecipa ogni 2 anni ad un Comparison internazionale dove vengono confrontati, ottimizzati e standardizzati i test effettuati dai Laboratori partecipanti e certificanti. 1) LIPINSKI M., AMIGUESY., BLASI M., BROAD T., CHERBONNEL C., JAE CHO G., DELATTRE D., DILEANIS S., FLYNN J., GRATTAPAGLIA D., GUTHRIE A., HARPER C., LEHTINEN KARTTUNEN P., KIMURA H., LEWIS G., LONGERI M., MERIAUX JC, MORITA M., NIINI T., PEDERSEN N.C., PERROTTA G., POLLI M., SCHUBBERT R., LYONS L.A. (2007) An international parentage and identification panel for the domestic cat (Felis catus). Animal Genetics 38:

10 SPINAL MUSCULAR ATROPHY (SMA) del Maine Coon La SMA è una malattia ereditaria caratterizzata da una degenerazione dei motoneuroni del midollo spinale che determina un atrofia muscolare agli arti. E una malattia presente nell uomo e in altri animali, ed è stata segnalata nel Maine Coon, anche se non è poco diffusa nella razza. Nel gatto ha trasmissione autosomica recessiva e si presenta già nel cucciolo a circa tre-quattro mesi. I gattini malati mostrano una progressiva instabilità nella deambulazione e posture anomale dovute a debolezza muscolare. Tuttavia questa malattia non è incompatibile con la vita e la crescita del gattino. Fyfe a altri ricercatori hanno identificato la causa di questa patologia in una mutazione del gene LIX1 (1). Il test genetico per questa forma, che è simile alla SMA di tipo III dell uomo, è disponibile per il Maine Coon e serve a controllare se soggetti fenotipicamente sani sono portatori (carrier) dell allele mutato. Come tutti i test genetici, questo test è specifico per questa forma del Maine Coon. E quindi se nella stessa razza si sviluppassero altre forme diverse di SMA, il test non sarebbe adatto ad identificarne la variazione genetica. 1) JC. Fyfe, M. Menotti-Raymond, V.A. David, L. Brichta, A.A. Schäffer, R.Agarwala, W.J. Murphy, W.J. Wedemeyer, B.L. Gregory, B.G. Buzzell, M.C. Meghan, C. Drummond, B. Wirth and S.J. O'Brien An ~140-kb deletion associated with feline spinal muscular atrophy implies an essential LIX1 function for motor neuron survivalgenome Res :