Analisi di laboratorio: 1) Raccolta del campione 2) Analisi di laboratorio 3) Elaborazione del risultato, referto Test genetico: 1) Preparazione,

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1 Genetic testing is the analysis of a specific gene, its product or function, or other DNA and chromosome analysis, to detect or exclude an alteration likely to be associated with a genetic disorder. P. Harper, 1997

2 Analisi di laboratorio: 1) Raccolta del campione 2) Analisi di laboratorio 3) Elaborazione del risultato, referto Test genetico: 1) Preparazione, informazione, consenso informato, raccolta del campione 2) Analisi di laboratorio 3) Elaborazione del risultato, referto, interpretazione, supporto

3 CONSULENZA GENETICA Diagnosticare, confermare o escludere la presenza di una malattia genetica. Identificare le possibili opzioni di condotta medica. Calcolare e fornire una stima del rischio genetico. Fornire direttamente o indirizzare per terapie di supporto psicologico

4 La consulenza genetica fornisce informazioni pratiche alle persone interessate circa il rischio di avere o trasmettere una malattia genetica o congenita. La consulenza genetica ha lo scopo di individuare il tipo di trasmissione ereditaria di una malattia, di stimarne il rischio, anche di recidiva, di mettere in atto gli adeguati test diagnostici e di consigliare le misure adeguate per prevenire o curare la malattia. In genere, il consulente genetista non impartisce direttive ma fornisce informazioni che mettano in grado le persone di prendere una propria decisione circa la malattia in oggetto.

5 Maria Rossi 29a 6 sett Mario DMD Qual è il rischio di Maria di essere carrier di DMD?

6 Test genetico: DNA, RNA, Cromosomi, Proteine, Metaboliti, Altro

7 Test genetico ideale: Malattia ben definita Incidenza conosciuta Morbilità e/o mortalità significativa Terapia efficace

8 Test genetico ideale: Rapido Affidabile Non invasivo Semplice Basso costo

9 Di carattere non-medico Di carattere medico a) diagnostici b) presintomatici c) screening d) predittivi

10 Test genetici di carattere NON-MEDICO Analizzano un problema che non è rilevante per la salute della persona (applicazioni medico-legali, genetica di popolazione).

11 Test genetici di carattere NON-MEDICO Conferma o esclusione di una paternità biologica Indagini criminologiche

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13 TEST DIAGNOSTICI Conferma o esclude la presenza di una malattia genetica in un soggetto sintomatico.

14 TEST DIAGNOSTICI Anomalie cromosomiche Acondroplasia Fibrosi cistica Emofilia A, B

15 Sindrome di Down Trisomia Cr. 21

16 Acondroplasia % dei pazienti ~98% ~1% Mutazione Genica sostituzione G1138A nel gene FGFR3 sostituzione G1138C nel gene FGFR3

17 Emofilia A, B Gravità severa moderata lieve Fattore <1% 1-5% 6-25%

18 TEST PRESINTOMATICI Conferma o esclude la presenza di una malattia genetica in un soggetto asintomatico.

19 TEST PRESINTOMATICI Galattosemia Chorea di Huntington Atassie spino-cerebellari

20 Galattosemia 51.4% 42.2% 2.3% Deficit di galattosio-1-fosfatil uridil transferasi Test di screening neonatale Mutazione comune - Q188R Variante Duarte (parziale deficit) ~1:3000 Esistenza di terapia specifica (dieta senza lattosio) che previene/riduce drasticamente i sintomi

21 Atassia Spinocerebellare tipo 3? Autosomica Dominante Diagnosi possibile con un test basato sul DNA Nessuna terapia disponibile Impossibile predire l età d insorgenza

22 TEST PRESINTOMATICI Verifica, tramite analisi del DNA o altro, della presenza di un alterazione che è con assoluta certezza predittiva (penetranza completa) per la comparsa in futuro di una malattia genetica.

23 TEST DI IDENTIFICAZIONE DEI CARRIER Conferma o esclude la presenza dello stato di portatore sano (carrier) di una malattia genetica in un soggetto asintomatico.

24 TEST DI IDENTIFICAZIONE DEI CARRIER Malattie a trasmissione: autosomica recessiva (talassemia, fibrosi cistica) X-linked recessiva (emofilia)

25 ß-Talassemia Affetti Carrier Tipo di emoglobina Normali Omozigoti ߺ-Thal Omozigoti ß + -Thal o eterozigoti compositi ß + /ߺ ß-Thal Minor HbA 96-98% % 92-95% HbF <1% 95-98% 70-90% 0.5-4% HbA 2 2-3% 2-5% Varia da livelli quasi normali a elevati >3.5%

26 Emofilia A: gene FVIII Numero delle differenti mutazioni puntiformi identificate: 586

27 Eterogeneità allelica e differenti popolazioni Popolazioni Pazienti Positivi % Mutazioni HBB più comuni nelle differenti popolazioni Mediterraneo -87 C->G, IVS1-1 G->A, IVS1-6 T->C, IVS1-110 G->A, cd 39 C->T, IVS2-745 C->G Medio Oriente cd 8 -AA, cd 8/9 + G, IVS1-5 G->C, cd 39 C->T, cd 44-C, IVS2-1 G->A India 91-95% -619 bp deletion, cd 8/9 + G, IVS1-1 G->T, IVS1-5 G->C, 41/42 - TTCT Indocina -28 A->G, 17 A->T, 19 A->G, IVS1-5 G->C, 41/42 -TTCT, IVS2-654 C->T Cina -28 A->G, 17 A->T, 41/42 -TTCT, IVS2-654 C->T Africani / Africani- Americani 75-80% -88 C->T, -29 A->G, IVS1-5 G->T, cd 24 T->A, IVS A->G, A->C

28 Numero di varianti dell emoglobina Tipo Numero Varianti della catena Alfa 199 Varianti della catena Beta 335 Varianti della catena Gamma 68 Varianti della catena Delta 28 Varianti con la sostituzione di 2 amino acidi (alfa = 1; beta = 17) 18 Varianti con catene ibride 10 Variants con catene più lunghe (C-terminus = 9; N-terminus = 4) 13 Varianti con delezioni (15); insertioni (4); delezioni e inserzioni (3) 22 Totale 693

29 Eterogeneità allelica (o mutazionale): possibilità che differenti mutazioni nello stesso gene diano origine allo stesso fenotipo. Eterogeneità non allelica (o di locus): possibilità che differenti mutazioni in geni differenti diano origine allo stesso fenotipo (genocopie).

30 TEST DI IDENTIFICAZIONE DEI CARRIER Mutazioni rare Malattie ereditarie (monogeniche) Condizione sufficiente Effetto fenotipico Alta penetranza Alto rischio relativo Ruolo popolazione-dipendente

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32 Test genetici Malattia Etnia Frequenza An. Falciforme Africani 1/14 Fibrosi cistica Caucasici 1/25 Tay-Sachs Ashkenazi 1/30 Canavan Ashkenazi 1/40

33 FIBROSI CISTICA Screening suggerito 1078delT G>A A455E G85E xr334w G>A 3659delC ΔF508 I148T R347P G>A kbC>T ΔI507 N1303K R553X 2184delA 621+1G>T G542X R1162X R560T G>A 711+1G>T G551D R117H W1282X

34 FIBROSI CISTICA Sensibilità d individuazione di portatori Etnia Frequenza Sensibilità Caucasici 1/25 90% Ashkenazi 1/29 97% Ispanici 1/46 57% Africani 1/60 75% Asiatici 1/90 30%

35 TEST PREDITTIVI Conferma o esclude, in un soggetto asintomatico, la propensione ad ammalarsi di una malattia comune e/o complessa.

36 TEST PREDITTIVI Malattie cardiovascolari Diabete Tumori

37 I maggiori successi, finora, sono stati ottenuti con l identificazione di alleli con una ridotta frequenza ma alta penetranza HNPCC (adenocarcinoma del colon) BRCA1 e 2 (adenocarcinoma della mammella e dell ovaio) MODY 1,2,3 (diabete) Alfa-sinucleina (Morbo di Parkinson)

38 Da un punto di vista epidemiologico, il maggior contributo è dato da alleli alta frequenza ma bassa penetranza APC I1307K e adenocarcinoma del colon ApoE (ε4) e malattia di Alzheimer Factor V Leiden (R506Q) e trombosi venosa CCR5 e resistenza al HIV

39 INTERAZIONE TRA FV LEIDEN E ALTRI FATTORI GENETICI O AMBIENTALI NO FV Leiden Prevalenza Antitrombina III no % si 54% 92% Proteina C no 7% 10% si 12% 73% Proteina S no 14% 43% si 67% 80% Rischio Contraccettivi orali no si SI

40 Fattore V Gln/Gln Gln/Arg Italia 98,2 1,8 Gran Bretagna 91,1 8,9 Olanda 98 2 Africa Asia 100 0

41 EMOCROMATOSI EREDITARIA HFE C282Y/C282Y C282Y/H63D C282Y/S65C NON HFE Emocromatosi giovanile (HFE2) Mutazioni del recettore-2 della trsnsferrina(hfe3) Mutazioni ferroportina 1 (SCL11A3)(HFE4) Aceruloplaminemia Atransferrinemia congenita African iron overload

42 His63Asp Hfe Protein β2 microglobulin s s s s Cys282Tyr Cytosol COOH

43 Normal State Hfe Cys 282 Hfe His 63 Hfe - Transferrin receptor complex on cell surface Hfe modulates transferrin uptake by TfR

44 OMOZIGOTI C282Y Predisposizone genetica non alterazioni Sovraccarico di ferro senza sintomi Sovraccarico di ferro con sintomi iniziali Sovraccarico di ferro con danno d organo

45 TEST PREDITTIVI Mutazioni comuni (polimorfismi): alleli di suscettibilità Nè necessarie nè sufficienti Modesto effetto sul fenotipo Ridotta penetranza Basso rischio relativo Importante ruolo dell ambiente Ruolo popolazione-dipendente

46 Test genetici The National Society of Genetic Counselors (NSGC) recommends that people considering genetic testing ask five questions: 1. Am I ordering the correct test? 2. How valid are the test results for me? 3. What decisions might I need or want to make once I know the test results? 4. What are the credentials of the person who will give me the test results? 5. Once I have the test results, what are my next steps?

47 Consulenza Genetica Malattia Autosomica Dominante Rischio 50% Rischio non aumentato Rischio 50% Rischio basso Rischio 50% Rischio 50%

48 Consulenza Genetica Malattia Autosomica Dominante Penetranza incompleta

49 Consulenza Genetica Malattia Autosomica Dominante 1/2 1/2 1/ / /3 2/3 1/2 2/3 1/2 Rischio di essere portatore

50 TEST GENETICI Da considerare: Alternative Costi Implicazioni psicosociali

51 Implicazioni psicosociali Consenso informato Riservatezza Familiari Utilizzo da parte di terzi Indagini sui minori Utilizzo a fini riproduttivi

52 Implicazioni etiche, legali e sociali delle informazioni genetiche Appropriatezza dell uso Esclusione da determinate occupazioni Scelte scolastiche Segretezza/Riservatezza Aumentato rischio di malattia Familiari/Datore di lavoro/assicurazioni Impatto psicologico Diritto di non sapere/non agire Stigmatizzazione/Rivalsa Colpa

53 Test genetici Settore in continuo sviluppo rapido aumento delle conoscenze incremento delle informazioni sul genoma umano identificazione di nuove mutazioni geniche potenziale beneficio terapeutico (farmacogenomica)... ma anche conoscenza di condizioni senza possibilità terapeutiche maggiore attenzione dell opinione pubblica nuove problematiche etiche

54 COUNCIL OF EUROPE Convention on Human Rights and Biomedicine (1997) Articolo 11 - proibisce qualsiasi forma di discriminazione nei confronti di chiunque sulla base del proprio patrimonio genetico. Articolo 12 i test genetici possono essere impiegati solo per scopi medici o per ricerca.