Test di parentela e paternità

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1 Test di parentela e paternità Joseph Baena (figlio di Schwarzenegger) 21enne, nato da una relazione extraconiugale dell'attore Un tribunale americano ha ordinato al campione di golf Tiger Woods di sottoporsi a 137 test di paternità.

2 TEST DI PATERNITÀ LEGGI CIVILI L art. 30 della Costituzione conosce solo due categorie di figli: 1) quelli nati entro (FIGLI LEGITTIMI) 2) quelli nati fuori del matrimonio (FIGLI NATURALI). ddl del Consiglio dei Ministri (29/10/2010), s introduce il principio generale: unicità dello stato giuridico del figlio: il tema di fliazione si applica a tutti i figli, senza distinzioni. Tuttavia, è lecito definire di FIGLI NATI NEL MATRIMONIO e FIGLI NATI FUORI DAL MATRIMIONIO.

3 TEST DI PATERNITA LEGALE Per effettuare un accertamento di paternità, con valenza legale, è necessario identificare i soggetti e facendo compilare alle parti un apposito modulo. Queste procedure si rendono necessarie al fine di verificare: 1) il test venga effettuato effettivamente sui soggetti dichiarati 2) reale intenzione a sottoporsi a un test, che ha finalità del tutto particolari (non prelievo a fini clinici) Qualora vi fossero motivi d incompatibilità tra le parti, è possibile effettuare i prelievi in tempi e luoghi diversi, purché non all insaputa di uno o dell altro genitore. Al termine dell analisi: dettagliata relazione tecnica (con cromatogrammi, analisi statistica dei risultati). La relazione potrà essere utilizzata per fini processuali, in azioni di riconoscimento/disconoscimento di paternità.

4 STUDI PER DETERMINARE: 1.La paternità 2. Se specifici individui (viventi/deceduti) siano imparentati. 3.La risoluzione di casi di persone scomparse (MP). 4.L identificazione dei cadaveri nei disastri di massa (MVI=DISASTRE IDENTIFICATION) TEST DI PATERNITA : APPLICAZIONI VICTIM 5.L origine etnica di un DNA (estendendo il concetto di parentela a quello di «coancestry»)

5 TEST DI PATERNITA : APPLICAZIONI Per determinare la maternità biologica con la disponibilità di figlio e MP (es. casi di abbandono). Per accertare la paternità, la maternità o la consanguineità a fini di ricongiungimento familiare (immigrazione). Per determinare la parentela biologica (es. dispute sull eredità). Per definire se 2 figli hanno gli stessi genitori Per definire se due gemelli sono o non identici (monozigoti, o dizigoti)

6 A pair of homologous chromosomes, (1 from mom, 1 from dad) Humans have 23 pairs of homologous chromosomes GENE unit of DNA information about a trait passed from parents to offspring specific location on a chromosome Alleles different versions of a gene PRINCIPIO BASE DEL TEST DI PATERNITA

7 I test di parentela si basano su un concetto semplice: Individui imparentati condividono alleli in una > proporzione (spesso misurabile) rispetto ad individui presi a caso dalla popolazione. Sono, in altre parole, + simili geneticamente Consanguineità e alleli uguali per discendenza

8 Nella pratica, quasi esclusivamente: STRs autosomici; STR Y, mtdna (STR-X in casi particolari) Test di paternità: marcatori utilizzati Distribuzione nel genoma Tasso di mutazione Grado di eterozigosità Eredità Mendeliana Per una più facile trattazione statistica i loci non devono essere in LD Non fondamentale ma da tenere in considerazione in casi di dubbia risoluzione Fondamentale, >è l eterozigosità, > è l informazione Importante per una più facile trattazione statistica STR e SNP s

9 Come si procede? 1. Estrazione del DNA dal campione biologico 2. Determinazione del profilo genetico (CODIS, STR, Y-STR, con cromatogrammi) 3. Calcoli biostatistici per determinare la compatibilità/o l esclusione di paternità

10 TEST DI PATERNITA : FONTI DEL DNA AMMETTENDO LA CERTEZZA DELLA MATERNITA

11 TEST DI PATERNITA : FONTI DEL DNA Gli STR sono lo strumento principale per le analisi di parentela in genetica forense grazie alla loro eredità mendeliana

12 Ricordiamo le leggi di Mendel 1. I due membri di una coppia di geni segregano durante la formazione dei gameti, in modo tale che la metà porterà uno dei membri, l altra metà l altro. 2. La segregazione di una coppia dei geni durante la formazione dei gameti è indipendente dalla segregazione di altre coppie di geni.

13 Test di paternità Con il termine di: alleli obbligati paterni Si intende l allele (i) che il padre putativo (PP) DEVE avere Per un locus autosomico (ricordiamo la 1 legge di Mendel), se si conosce il genotipo di madre e figlio nella maggior parte dei casi: è possibile dedurre l allele/i obbligato/i paterno.

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15 Test di paternità (locus autosomico) Gameti madre: 50% allele 8; 50% allele 12 8, 12? 12, 12 8, 12 11, 12 12, 12 8, 11 Alleli obbligati paterni

16 Test di paternità (locus autosomico) Gameti madre: 50% allele 8; 50% allele 12 8, 12 12, 12 8, 12 11, 12 12, 12 8, 11 Alleli obbligati paterni 12 8 o

17 Test di paternità 3 possibili risultati: 1. Compatibilità: Tutti* gli alleli obbligati paterni del Figlio sono presenti nel profilo del padre presunto (PP) 2. Incompatibilità genetica: pochi alleli (1 o +) obbligati non sono presenti nel profilo del PP. 3. Esclusione: Più* alleli obbligati paterni del Figlio non sono presenti nel genotipo del padre presunto (PP)

18 Test di paternità In caso di esclusione, il test può considerarsi concluso In caso di compatibilità, è necessario quantificare il peso dell osservazione. P.I. = Indice di paternità (per un locus) C.P.I = Indice di paternità combinato (considerando più loci).

19 Principi generali 1. Per valutare l'incertezza di 1 data ipotesi è necessario considerare almeno 1 ipotesi alternativa 2. L interpretazione scientifica si basa su domande del tipo: «qual è la probabilità (Pr) dell evidenza (E), data l ipotesi (H)?» 3. L'evidenza scientifica è condizionata non solo dalle 2 ipotesi fatte, ma anche dal contesto, entro cui tali ipotesi devono essere valutate

20 1. Formulazione di ipotesi alternative Nel caso di un test di paternità le ipotesi alternative formulate sono: H 1 : PP (Padre putativo) è il padre di F H 2 : Un altro uomo non imparentato è il padre di F

21 Principi generali 1. Per valutare l'incertezza di 1 data ipotesi è necessario considerare almeno 1 ipotesi alternativa 2. L interpretazione scientifica si basa su domande del tipo: «qual è la probabilità (Pr) dell evidenza (E), data l ipotesi (H)?» 3. L'evidenza scientifica è condizionata non solo dalle 2 ipotesi fatte, ma anche dal contesto, entro cui tali ipotesi devono essere valutate

22 2. Qual è la probabilità (Pr) dell evidenza (E), data l ipotesi (H) Likelihood = Pr(evidenza ipotesi) = Pr(E H) Misura la forza dell evidenza in relazione a un ipotesi Likehood = probabilità che il padre putativo (PP) trasmetta l allele(i) obbligato essendo il vero padre.

23 INDICE DI PATERNITA (PI) LIKELIHOOD (0-infinto) misura la forza dell evidenza in relazione a una ipotesi PI=LR = P(E/H1)/P(E/H2)=X/Y Nel test di paternità le due probabilità sono MUTUALMENTE ESCLUSIVE PI sarà tanto più elevato quanto più probabile è l ipotesi al numeratore.

24 Interpretazione dei risultati (LG SIGU sulle analisi genetiche di accertamento parentale, 2013) Esclusione: valore di LR < a 1: (Brenner C, 2004). Attribuzione: un valore di LR > a :1. Inconclusività: qualsiasi risultato che compreso tra 1: e :1. generi un valore di LR

25 Nel caso di un test di paternità le ipotesi alternative formulate sono: H 1 : PP (Padre putativo) è il padre di F H 2 : Un altro uomo non imparentato è il padre di F

26 INDICE DI PATERNITA (PI) Esempio (semplice): Madre AB, Figlio AC, Padre AC Individuare l allele/i paterno obbligato/i (allele C in questo esempio) Numeratore: Probabilità che il padre trasmetta l allele obbligato = ½ (0,5) (Mendel!!) Denominatore: Probabilità che un individuo a caso della popolazione trasmetta l allele obbligato = Frequenza dell allele nella popolazione (Hardy-Weinberg!!) necessità di utilizzare database di frequenze alleliche. Se l allele C ha frequenza nella popolazione (ad esempio) p C = 0,1, allora (in questo esempio): P.I. = 0,5/0,1 = 5

27 INDICE DI PATERNITA (PI)

28 INDICE DI PATERNITA (PI) p A =0.05 PP A/A M B/B F A/B Probabilità dell evidenza assunto che PP è il padre (H 1 ) LR = PI = Probabilità dell evidenza assunto che un uomo a caso è il padre (H2 ) = P(F M,PP) = 1 P(F M) = p A = 20 Interpretazione: il dato osservato è 20 volte più assumendo che PP sia il padre di F, in confronto alternativa che un uomo a caso sia il padre. probabile all ipotesi

29 INDICE DI PATERNITA (PI) p C =0.1 PP C/D M E/E F C/E LR = PI = P(F M,PP) P(F M) = 0.5 p C 0.5 = = Interpretazione: il dato osservato è 5 volte più probabile assumendo che PP sia il padre di F, in confronto all ipotesi alternativa che un uomo a caso sia il padre.

30 Test di paternità In caso di esclusione, il test può considerarsi concluso In caso di compatibilità, è necessario quantificare il peso dell osservazione. P.I. = Indice di paternità (per un locus) C.P.I = Indice di paternità combinato (considerando più loci).

31 INDICE DI PATERNITA COMBINATO (CPI) Si considerano più loci C.P.I = Indice di paternità combinato = prodotto dei singoli PI Un valore di CPI > 100 viene in genere considerato sufficientemente alto da far ritenere il PP il vero padre. CPI = 100 significa: «E 100 volte più probabile ottenere i risultati osservati (i profili genetici dei tre soggetti del trio) se il padre putativo (piuttosto che un uomo preso a caso dalla popolazione) è il vero padre Con i loci microsatelliti attualmente in uso in genetica forense, in caso di compatibilità si ottengono valori di CPI >> 100

32 INDICE DI PATERNITA COMBINATO (CPI) PP M P A =0.05 P C =0.1 A/A C/D B/B E/E F A/B C/E LR = CPI = P(F M,PP) P(F M) = 1 p A 0.5 * = p C * = 20*5 =100 Interpretazione: il dato osservato è 100 assumendo che PP sia il padre di F, in alternativa che un uomo a caso sia il padre. volte più confronto probabile all ipotesi

33 INDICE DI PATERNITA COMBINATO (CPI) CPI è una misura della forza dell evidenza genetica (paternità) Teoricamente va da 0 a infinito CPI=1 nessuna informazione CPI > 1 la evidenza genetica (paternità) è più forte vs paternità non

34 INDICE DI PATERNITA COMBINATO (CPI) Quali sono gli alleli obbligati del PP, per ciascun locus?? Madre F PP Probabilità che PP trasmetta allele obbligato?

35 INDICE DI PATERNITA COMBINATO (CPI) Quali sono gli alleli obbligati del PP, per ciascun locus?? Madre F PP

36 INDICE DI PATERNITA (PI) e INDICE DI PATERNITA COMBINATO (CPI) Nella popolazione (HWE)

37 INDICE DI PATERNITA COMBINATO (CPI) All PI multiplied by each other 27,746

38 Probabilità di paternità (PP) È un valore statistico, calcolato sulla base del PCI, necessario per esprimere la significatività del risultato del test. Questo valore non può essere uguale al 100%. Un valore del 99,73% o superiore è sufficiente per considerare una paternità come praticamente provata.

39 Probabilità di paternità La formula più utilizzata è la «probabilità di Essen-Möller» espressa come:w = X/(X+Y) X: probabilità che il PP trasmetta l allele(i) obbligato essendo il vero padre: si ottiene confrontando i genotipi del PP e del F e assume un valore=1 nel caso in cui il PP presenta l allele (riscontrato nel figlio) in stato di omozigosi, ma è =0.5 nel caso detto allele è presentato in stato di eterozigosi. Y: probabilità che un uomo qualsiasi della popolazione trasmetta l allele(i) obbligato: va calcolata considerando la frequenza del genotipo riscontrato nel PP nella popolazione italiana. Il rapporto tra queste due probabilità condizionali rappresenta la cosiddetta PATERNITY RATIO (r)

40 Probability of Paternity Il valore neutrale del 50% come consigliato dalle LG internazionali, significa che il PP ha la stessa probabilità di essere il padre biologico come di non esserlo

41 Probability of Paternity (P) CPI CPI + (1-prior probability) x ,746 27,746 + (1-0.5) x 100 = %

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44 Altre applicazioni Test sulla Parentela degli Animali C è un test di paternità e un test di maternità per gli animali. Più o meno nello stesso modo in cui noi facciamo test del DNA di paternità per determinare chi è il padre biologico di un bambino, ad un allevatore di cani può essere utile sapere quale cane maschio ha generato una cucciolata di cuccioli. Per effettuare tale test, tutto quello che occorre è prendere un tampone orale e strofinare la bocca dei cani che si pensa potrebbero avere generato i cuccioli e prelevare nello stesso modo campioni dei DNA dai cuccioli. Il padre ed i suoi cuccioli avranno profili del DNA corrispondenti e quindi si può facilmente determinare parentela. Per quale ragione qualcuno potrebbe voler determinare la famiglia di un cucciolo? Beh, per un allevatore sarebbe interessante in quanto questo è l unico modo scientifico per stabilire il pedigree della covata.