L'uso di SNP- array in diagnosi prenatale. Vanna Pecile IRCCS Burlo Garofolo Trieste

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1 L'uso di SNP- array in diagnosi prenatale Vanna Pecile IRCCS Burlo Garofolo Trieste

2 Il cariotipo è in grado di evidenziare anomalie cromosomiche nel 8 35% di feti con malformazioni ecoevidenziate [Faas et al., 2010; Kleeman et al., 2009; Valduga et al., 2010] Una recente meta-analisi condotta su diagnosi prenatali riporta il 3.6% di sbilanciamenti genomici (con cariotipo normale) indipendentemente dalle indicazioni e il 5.2% in presenza di malformazioni ecoevidenziate escludendo le CNVs benigne [Hillmann et al., 2011]

3 L'analisi SNP-array offre qualcosa in più rispetto alla CGH-array? Come si può collocare questa tecnologia in uno scenario futuro?

4 Il futuro della diagnosi prenatale?

5 SNP-microarray forniscono l evidenza di copy number variations (CNVs) e informazioni sul genotipo a loci multipli lungo il genoma. SNP-array Mentre è assodata l utilità clinica delle CNVs, solo recentemente i laboratori hanno iniziato ad utilizzare le informazioni derivate dal genotipo.

6 Per entrambe le piattaforme gli SNP biallelici sono denominati A o B La distribuzione allelica è data dal: plot della differenza allelica plot della frequenza dell allele B

7 In aggiunta ai dati specifici del genotipo, il pattern allelico può: Confermare una CNV Aumentare la sensibilità per il rilevamento di mosaicismo Rilevare una eccessiva omozigosità

8 Region of homoziygosity (ROH) La ROH viene definita come uno stretch continuo o ininterrotto di una sequenza di DNA senza eterozigosità in uno stato diploide, ossia in presenza di entrambe le copie dei segmenti omologhi. >1 MB (Gibson et al. 2006; Li et al. 2006) >500 Kb (Yang et al. 2010) extended tracts of homozygosity (Gibson et al. 2006) long contiguous stretches of homozygosity (Li et al. 2006) runs of homozygosity (Nothnagel et al. 2010; McQuillan et al. 2008) autozygosity regions (Nalls et al. 2009) homozygosity-by-descent (Polasek et al. 2010)

9 Attuamente la regione di omozigosità non è classificata come un tipo di variazione genetica ROH ROH non è un'alterazione genetica di sequenza del DNA La mappatura è ancora relativamente nuova La dimensione delle ROHs varia fra gli individui ma soprattutto tra diverse popolazioni. (Gigson et al 2006;. McQuillan et al. 2008; Nothnagel et al. 2010; O'Dushlaine et al. 2010)

10 Il rilevamento di omozigosità eccessiva, di per sé, non è diagnostico di eventuali condizioni patologiche e l'omozigosità può essere clinicamente benigna. Il primo passo per valutare la rilevanza clinica di ROH osservate è quello di distinguere tra omozigosità eccessiva trovata in più regioni del genoma rispetto a ROH limitate ad un unico cromosoma.

11 Meccanismi che generano ROH Aplotipi ancestrali comuni della popolazione La consanguineità La disomia uniparentale (UPD) Indipendentemente dal meccanismo o dimensioni, tutte le ROH hanno il potenziale di mettere in luce mutazioni recessive in omozigosi

12 Feto con ritardo di crescita in assenza di malformazioni ecoevidenziate 22 a settimana di gestazione Consanguineità o incesto?

13 totale omozigosità 767 Mb Non è diagnostico ma aiuta il clinico

14 SNP-microarray sono molto utili per rilevare ROH che possono predire (ma non diagnosticare) UPD

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16 31 MB 22 MB IUGR Totale 79 Mb UPD cromosoma 7

17 Indipendentemente dal meccanismo o dimensioni, tutte le ROH hanno il potenziale di mettere in luce mutazioni recessive in omozigosi Feto Padre Madre

18 23 a settimana di gestazione Assottigliamento corpo calloso, microcefalia Cariotipo femminile normale Isodisomia uniparentale paterna a mosaico

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20 Per alcuni tipi di mosaicismo le cellule anomale così come le normali possono non dividersi. La selezione pro o contro una determinata anomalia può avvenire durante la coltura causando una maggiore o minore rappresentazione dell anomalia in certi tipi cellulari. Cheung et al Theisen et al iso(12p) Shinawi et al trisomia 14 a mosaico Wood et al trisomia 8q a mosaico

21 22 a settimana di gestazione feto con microftalmia profilo anomalo cariotipo normale trisomia 13 a mosaico 5%

22 46,XX,t(2;14)(q12;p11.2)dn

23 Non è tutto oro quel che luccica

24 46,XX,der(4)t(Y,4)(q12;q35.2) pat arr 4q35.2(188,169, ,154,276)x1 L analisi con SNP array ha evidenziato una delezione di 2,9 Mb sul cromosoma 4q35.2qter. Indicazioni: età materna. cr4 cr4 cr2 1 cr2 1 Vysis TotelVysion Multi-Color FISH Probe

25 19 settimana di gestazione Feto con IUGR, ventricolomegalia, cardiopatia complessa, rene a ferro di cavallo arr 8q21.3q24.3(86,846,45146,293,414)x3 Il cariotipo ha evidenziato 46,XY,der(5)t(5;8)(p15.33;q21.3) ID SNP Feto Madre Padre rs AAB BB AA rs AAB BB AA I cariotipi di entrambi i genitori sono risultati normali rs ABB AA BB

26 I genitori dovrebbero essere informati sulla possibilità di risultati non previsti, una malattia ad insorgenza tardiva ereditata o de novo. Dati della letteratura riportano una frequenza di circa il 1-2 per analisi di genome-wide array. Pichert et al. nel 2011 hanno riportato CNV contenenti geni correlati al cancro in 29 casi su (0,6%). Una distinzione può essere fatta tra malattie ad esordio tardivo curabili e non, ad esempio, il cancro ereditario contro la demenza ereditaria. La tendenza attuale in Europa è quella di chiedere ai genitori se vogliono essere informati sulle malattie curabili ad esordio tardivo. Molte informazioni devono essere comunicate e comprese dai genitori, in un momento molto particolare. Il lasso di tempo a disposizione in ambito prenatale per discutere e valutare i risultati è limitato, tenuto conto dei limiti fissati da leggi diverse per l'aborto [Sijmons et al., 2011].

27 arr 22q11.23(23,729,698-24,915,285)x3 1.4 Mb Gravidanza ICSI da ovodonazione

28 Human Mut 33: ,2012

29 Il futuro della diagnosi prenatale

30 Indicazioni alla diagnosi prenatale Età materna avanzata Test di screening positivo Ansietà?? Precedente gravidanza con anomalia cromosomica Genitore portatore di anomalia cromosomica Malformazione fetale Presenza di marker ecografici Alterazione del volume di liquido amniotico IUGR NT aumentata

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33 Grazie per la vostra attenzione