Prof. F. Carinci. Ultimi sviluppi nella genetica delle schisi

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1 Prof. F. Carinci Ultimi sviluppi nella genetica delle schisi

2 Morfogenesi Prof. F. Carinci

3 Prof. F. Carinci History: Fough-Andersen Fraser

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5 Carinci F, et al. Am J Hum Genet. 1995;56(1): Scapoli L, et al. Genomics. 1997;43(2): Scapoli L, et al. Am J Med Genet. 1998;75(2): Pezzetti F, et al. Genomics. 1998;50(3): Bosi G, et al. J Dent Res. 1998;77(8): Martinelli M, et al. Genomics. 1998;51(2): Bodo M, et al. J Dent Res. 1999;78(12): Carinci F, et al. Cleft Palate Craniofac J. 2000;37(1): Martinelli M, et al. Am J Med Genet. 2001;98(4): Pezzetti F, et al. Ann Hum Genet. 2000;64(Pt 4): Scapoli L, et al. Hum Genet. 2002;110(1): Martinelli M, et al. Ann Hum Genet. 2001;65(Pt 5): Farina A, et al. Orthod Craniofac Res. 2002;5(3): Carinci F, et al. J Craniofac Surg. 2003;14(2): Baroni T, et al. J Periodontol. 2003;74(10): Scapoli L, et al. Am J Med Genet ;127A(2):211. Pezzetti F, et al. Hum Mutat. 2004;24(1): Scapoli L, et al. Am J Hum Genet. 2005;76(1): Scapoli L, et al. Am J Med Genet A. 2005;132(3): Carinci F, et al. J Craniomaxillofac Surg. 2005;33(2):91-4. Rullo R, et al. Int J Pediatr Otorhinolaryngol Sep 9. Martinelli M, et al. Hum Mutat. 2006; 27: 294. Scapoli L, et al. Ann Hum Genet. 2006; 70: Rullo R, et al. Int J Pediatr Otorhinolaryngol Baroni T, et al. Mol Med. 2006; 12(9-10): Martinelli M, et al. J Med Genet. 2007;44(6): Pezzetti F, et al. Eur J Hum Genet. 2007; [Epub ahead of print] Carinci F, et al. Int J Pediatr Otorhinolaryngol. 2007; [Epub ahead of print] Rullo R, et al. J Craniofac Surg. 2007; 18(6): Palmieri A, et al. Ann Hum Genet. 2008; [Epub ahead of print] Martinelli M, et al. Eur J Oral Sci Jun;116(3): Scapoli L, et al. Eur J Oral Sci. 2008; 116(6): Marinucci L, et al. Toxicology Dec 9. Pezzetti F, et al. Pathology Apr;41(3): Martinelli M, et al. Int J Pediatr Otorhinolaryngol Mar 21. Baroni T, et al. J Cell Physiol Mar;222(3): Scapoli L, et al. Hum Mutat May 18. Gagliano N, et al. Cleft Palate Craniofac J. 2010;47(4): Marinucci L, et al. Expert Opin Drug Saf Jul 20. Girardi A, et al. Eur J Oral Sci. 2011; 119: Prof. F. Carinci

6 STARTING POINT

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8 Campioni di sangue periferico 38 famiglie 274 individui 82 affetti 398 triadi

9 EPIDEMIOLOGIA La CL/P colpisce circa un bambino ogni 700 nati vivi La maggior parte sono casi sporadici Si ha famigliarità nel 20% dei casi Variabilità dipendente dalla zona geografica esaminata Più di 300 sindromi con schisi Ereditarietà complessa

10 Schisi labiopalatine CPO CL/P sindromici non-sindromici casi sporadici casi familiari

11 FATTORI GENETICI OFC1 (locus 6p24-p23) OFC2 (locus 2p13) OFC3 (locus 19q13.2) OFC4 (locus 4q21-q31) OFC5 (MSX1 gene) OFC6 (IRF6 gene) OFC7 (PVRL1 gene) OFC8 (TP73L gene) OFC9 (locus 13q33.1-q34) OFC10 (SUMO1 gene) OFC11 (BMP4 gene) OFC12 (locus 8q24.31) MTHFR (locus 1p36) TGFβ3 (locus 14q24) RARα (locus 17q21.1)

12 FATTORI AMBIENTALI anticonvulsivanti fumo steroidi anticoagulanti folati

13 EPIDEMIOLOGIA L assunzione periconcezionale di multivitaminici contenenti acido folico riduce l insorgenza di: difetti di chiusura del tubo neurale patologie a carico del tratto urinario anomalie cardiovascolari congenite labiopalatoschisi?

14 Fattore Willis Vitamina M Acido folico Acido pteroilglutammico Vitamina B 9 Folacina

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16 LIVELLI DI ASSORBIMENTO Da solo 100% Con gli alimenti 85% Come folati dai cibi 50% Cibi cotti riduzione dell 80%

17 Assorbimento intestinale e sintesi delle forme attive dell acido folico

18 Rimetilazione dell omocisteina a metionina Sintesi della SAM Sintesi dei nucleotidi Sintesi dell emoglobina Metilazione di DNA, proteine, neurotrasmettitori e fosfolipidi

19 La via metabolica del folato SAM+e - Folato e - B12 + SAH Metionina Omocisteina MTR B12 CH 3 -B12 TCN MTRR B12 THF 5-MTHF FOLRs 5,10-MTHF MTHFR

20 LA VIA METABOLICA DEL FOLATO: implicazioni in malformazioni congenite

21 EPIDEMIOLOGIA DELLA SPINA BIFIDA Più comune malformazione del sistema nervoso centrale Colpisce circa un bambino ogni 8000 nati vivi Chiusura incompleta di una o più vertebre Eziologia multifattoriale Aumento di rischio in carenza di folato plasmatico

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23 NTD e ACIDO FOLICO 4 mg/die acido folico multivitamine senza ac. folico /514 = 1% 18/517 = 3.5% Riduzione di NTD del 72%

24 Campagna di prevenzione

25 Fortificazione degli alimenti Riduzione di NTD del 28% in U.S.A. Riduzione di NTD del 46% in Canada

26 La European Food Safety Authority (EFSA) nel 2009 ha condotto uno studio valutativo del vantaggio della fortificazione alimentare rinunciandovi

27 Variante C677T del gene MTHFR Sostituzione aminoacidica Ala222Val Forma termolabile dell enzima con attività ridotta dell omocisteina plasmatica del folato plasmatico

28 La via metabolica del folato SAM+e - Folato e - B12 + SAH Metionina Omocisteina MTR B12 CH 3 -B12 TCN MTRR B12 THF 5-CH 3 THF FOLRs 5,10-CH 3 THF MTHFR

29 Verifica del ruolo dell MTHFR nelle schisi labiopalatine

30 MATERIALI E METODI CAMPIONI DI SANGUE 107 triadi famigliari 291 triadi di casi sporadici 398 affetti da CL/P

31 MATERIALI E METODI Estrazione DNA Amplificazione in PCR Digestione enzimatica

32 MATERIALI E METODI Elettroforesi su poliacrilammide

33 MATERIALI E METODI Studio di linkage disequilibrium 198 bp 175 bp allele C allele T Foto di separazione elettroforetica su gel di poliacrilammide delle varianti al polimorfismo C677T al gene MTHFR

34 MATERIALI E METODI Estrazione DNA RealTime PCR

35 MATERIALI E METODI Studio di linkage disequilibrium Genotipizzazione di SNP mediante RealTime PCR e sonda TaqMan

36 MATERIALI E METODI Studio di linkage e associazione Analisi statistica col metodo del TDT (Transmission Disequilibrium Test) Non parametrico c 2 td = (B-C)2 (B+C)

37 RISULTATI MTHFR C677T Non vi è differenza nella trasmissione degli alleli C e T Il genotipo dei figli affetti non conferisce aumento del rischio di CL/P Nelle madri vi è un aumento significativo della frequenza dell allele T Il genotipo materno TT conferisce aumento di rischio di generare prole con CL/P

38 RISULTATI MTHFR C677T e A1298C

39 La via metabolica del folato

40 RISULTATI FOLR1 e FOLR2 E stato riscontrato pattern alterato solo per una madre e suo figlio

41 RISULTATI TCN - MTR - MTRR Nessuna prova di coinvolgimento per TCN1, MTR e MTRR La variante 776C (259Pro) del TCN2 influenza il rischio di sviluppare la schisi

42 RISULTATI MTHFD1 Studio di due polimorfismi non sinonimi Trasmissione borderline dell aplotipo più frequente (401G/1958G) Forse ruolo minore di MTHFD1 nella schisi 401 G>A 1958 A>G Ex 6 Ex 20 Annals of Human Genetics (2008) 72,

43 RISULTATI BHMT1 - BHMT2 - CBS Livelli di associazione non significativi per le varianti dei polimorfismi mappanti in BHMT1 e 2 Associazione con una variante del polimorfismo rs al CBS Presenza di una interazione materno-fetale per CBS

44 CONCLUSIONI La via metabolica del folato è sicuramente implicata nell insorgenza di malformazioni congenite, tra cui le schisi labiopalatine Una buona campagna di prevenzione potrebbe ridurre l incidenza di queste patologie

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