Cardiomiopatia ipertrofica felina (HCM). I test genetici Della Dott.ssa Leslie Lyons (aggiornato al 1 luglio 2010)

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1 Cardiomiopatia ipertrofica felina (HCM). I test genetici Della Dott.ssa Leslie Lyons (aggiornato al 1 luglio 2010) Questo rapporto riguarda il test genetico per HCM nelle razze feline. Recentemente sono emerse alcune polemiche inutili e forse non volute, quindi, questa relazione viene presentata nella speranza che possa aiutare a chiarire il ruolo del test genetico per l HCM nei gatti. La cardiomiopatia ipertrofica (HCM) è una condizione genetica riconosciuta nel gatto (1). Nel 2005, i dott. Meurs, Kittleson e colleghi hanno pubblicato che una alterazione del DNA nel gene della proteina cardiaca miosina-binding C 3 (MYBPC3) è stata fortemente associata alla cardiomiopatia ipertrofica (HCM) in una ricerca di lungo termine su una colonia di Maine Coon presso UC Davis (2). Questi gatti sono stati originariamente acquisiti da allevatori di Maine Coon per lo studio dell HCM. Nella loro pubblicazione, gli autori discutono l'associazione della mutazione del DNA con l HCM. La mutazione del DNA è comunemente indicata come A31P, in quanto questa mutazione del DNA cambia il codone 31 da alanina a prolina nella sequenza aminoacidica (la proteina) di cmybpc. Gli autori riferiscono chiaramente che non tutti i gatti con la mutazione erano affetti da HCM e che alcuni gatti con HCM non presentavano la mutazione nel DNA. L età di insorgenza, la variabilità di espressione e l'eterogeneità della malattia sono stati accennati in questa relazione e sono discusse più dettagliatamente di seguito. Due studi recenti hanno dimostrato che non tutti i Maine Coon con la mutazione A31P si ammalano di HCM (3, 4) e uno di questi ha erroneamente interpretato questa mancanza di penetranza come prova che la mutazione A31P non è determinante (4). Questa interpretazione è fuorviante, quanto riportato di seguito dovrebbe aiutare a chiarire il ruolo della mutazione in A31P nell HCM del Maine Coon. Ad oggi, molti test genetici felini hanno avuto penetranza quasi completa, una minore variabilità di espressione e di insorgenza precoce. Tuttavia, alcuni esempi discordanti includono la mutazione

2 CEP290 PRA per l abissino che ha una tarda età di insorgenza e si presenta in forma subclinica in alcuni gatti. Alcuni gatti con deficit della piruvato chinasi possono presentare sintomi variabili, comprendenti manifestazioni molto miti e subcliniche. L'interazione di vari geni spesso mescola il colore del mantello dei gatti. Così come negli esseri umani con mutazioni HCM, la constatazione che non tutti i gatti con la mutazione A31P contragga l HCM rientra nella normalità nel campo dei test genetici per HCM. Le mutazioni possono non essere al 100% penetranti, quindi non causano sempre una malattia rilevabile clinicamente. La presenza di HCM in un singolo gatto e la gravità dell HCM (espressione) sono verosimilmente determinati dagli aspetti presentati qui sotto: 1) penetranza incompleta - per alcune caratteristiche ed alcune malattie, anche se una nota mutazione è presente, un soggetto con tale mutazione non presenta quella data condizione patologica. La penetranza incompleta è un caso estremo di espressione variabile (vedi sotto). In generale, la ragione del perché una condizione non si manifesti è sconosciuta, ma le altre interazioni genetiche, biologiche e ambientali giocano certamente un ruolo nell aspetto generale e nella salute di un individuo e dei suoi organi. Forse la più semplice spiegazione è, tuttavia, che l'ecocardiografia (ecografia cardiaca) è probabilmente un tecnica non abbastanza sensibile per la rilevazione di forme lievi di HCM nei gatti e tanti gatti con lieve HCM sembra che non presentino HCM. L'esperienza e i pregiudizi giocano un ruolo anche qui. Medici che non hanno esaminato centinaia o addirittura migliaia di gatti con HCM è meno probabile che siano in grado di fornire una diagnosi accurata. 2) Età di esordio (penetranza età-correlata) - alcune malattie hanno una lenta progressione e non possono essere rilevate se non in età avanzata. Negli esseri umani, a causa di mutazioni MYBPC, l HCM è chiaramente una malattia che ha progressione lenta e spesso non si esprime fino a che gli individui non superino 50 anni di età. L HCM nel Maine Coon può anche svilupparsi in gatti anziani, specialmente nei gatti che sono eterozigoti per la mutazione (che presentano una sola copia del gene mutato) e, per qualche sconosciuta ragione, nelle femmine. Spesso, una malattia autosomica dominante può essere più grave se due copie della mutazione sono presenti in un individuo, portando ad una malattia più grave e precoce, come sembra essere il caso

3 della mutazione A31P. Non è possibile determinare con precisione un età nella quale un gatto si possa considerare esente da HCM. 3) Espressione variabile - la maggior parte delle caratteristiche e delle malattie hanno una certa variabilità di espressione a seconda dell'individuo. Ad esempio, non tutti i gatti con la mutazione per la diluizione blu hanno lo stesso colore di blu/grigio. Ovviamente, il background genetico e ambientale individuale influenza la presentazione complessiva di caratteristiche e sintomi. Pertanto, il livello di espressione può essere variabile in relazione allo spessore della parete ventricolare sinistra in gatti con HCM. I gatti possono presentare lieve, moderata o grave HCM. Solo i gatti con HCM grave presentano sintomi clinici, anche se qualche gatto con minore severità della malattia può morire improvvisamente. I gatti con HCM possono rientrare in un range ambiguo per lo spessore della parete, quindi, il loro status definitivo è difficile da determinare. Questi gatti di stato ambiguo possono evolvere nella malattia più grave con il tempo, oppure tale stato può rimanere invariato e non esserci progressione della malattia. 4) L'eterogeneità della malattia - spesso, più di una mutazione nello stesso gene, o mutazioni in geni diversi correlati possono causare la stessa malattia. L eterogeneità genetica dell HCM in esseri umani è ben definita, quindi, non vi è alcun motivo per non pensare che la stessa situazione valga per i gatti. Attualmente ci sono oltre 1000 mutazioni in più di 10 geni che sono noti causare l HCM negli esseri umani. Ci sono solo due mutazioni identificate che causano l HCM nei gatti, la mutazione A31P nel Maine Coon e la mutazione R820W nei Ragdoll(4). Entrambe le mutazioni sono in MYBPC3, il gene più comunemente mutato negli esseri umani con HCM. Altre razze di gatti compresi Bengalesi, Siberiani, Devon Rex e Sphynx e gatti di razza mista o non presentano o hanno una bassa prevalenza di mutazione A31P o R820W. Tuttavia, è noto che ci sono Maine Coon che hanno HCM che non hanno la mutazione A31P e così ci deve essere almeno un altra causa di HCM, molto probabilmente un'altra mutazione, in questa razza.

4 5) Precisione dei test genetici - anche se è possibile determinare una specifica mutazione genetica per un carattere genetico o una malattia, i laboratori di ricerca usano metodi diversi per compiere test genetici. Errori nei test genetici del DNA possono produrre risultati inesatti, che determinano confusione nell interpretazione del test genetico. Il sequenziamento del DNA è considerato il metodo migliore, il Gold Standard", ma è anche il più costoso. L innesco del DNA deve legarsi alla sequenza di interesse (primer-binding site - sito in cui si appaia il primer per permettere l amplificazione dell allele), ma altre mutazioni poco rilevanti possono essere localizzate nelle aree dove avviene il binding dell innesco, causando la scarsa o la mancata amplificazione di uno o di entrambi gli alleli di un dato individuo (se uno dei due alleli non venisse amplificato, un individuo eterozigote potrebbe apparire in questo modo genotipicamente omozigote). Questa condizione è nota come drop-out allelico e tutti i laboratori sono consapevoli di questa potenziale fonte di errore per un test genetico. Anche il sequenziamento del DNA può essere inficiato dal drop-out allelico, ma poiché è in genere amplificata una porzione più grande del gene, che può contenere altre varianti del DNA, c'è una maggiore probabilità di individuarlo. In questo modo, alcuni laboratori inseriscono dei primers per la PCR in modo da legare diverse posizioni che circondano la mutazione e da ridurre il rischio di drop-out allelico. Così, alcuni laboratori conducono esami più accurati di altri, pur utilizzando la stessa tecnica di analisi. I diversi metodi di analisi del DNA sono in genere sviluppati per ridurre i costi e per adattarsi alle competenze e alle strumentazioni presenti nei laboratori. Ma alcuni test possono avere, in generale, un aumento del rischio di fallimento del test. I differenti metodi comuni per l esame del DNA includono PCR quantitativa in tempo reale (TaqMan), polimorfismo da lunghezza dei frammenti di restrizione (RFLP), oligomero allele-specifico (ASO), o anche i metodi basati sulla spettroscopia di massa.

5 6) Diagnosi clinica imprecisa L esame ad ultrasuoni del cuore (Ecocardiografia) è il più comune e unico metodo utile per rilevare malattie cardiache nei gatti. Diversi studi hanno rilevato la presenza HCM nei gatti a pelo corto domestici e nel Maine Coon (6-8). Non tutte le malattie cardiache sono HCM e anche la stessa definizione di HCM può essere discussa. Non è sempre usata una definizione concorde di HCM da tutti i cardiologi, quindi, vi è una certa difficoltà nel correlare il risultato di test genetici con una ecocardiografia, specialmente se non sono presenti dettagliati criteri diagnostici nel referto. Fraintendimenti nell esame ecografico possono corrispondere a falsate interpretazioni relative allo stato della malattia. Raccomandazioni per gli allevamenti gli allevatori sono molto competenti nel valutare fattori diversi per produrre gatti sani che siano buoni esemplari e abbiano buon temperamento. Molti test genetici aiutano gli allevatori ad effettuare scelte più chiare e consapevoli. I gatti che presentano HCM ad un esame ecografico devono essere rimossi dal programma di allevamento. Gatti risultanti positivi al test genetico per HCM dovrebbero essere monitorati con ecocardiografie per determinare lo stato della malattia e tale informazione dovrà essere utilizzata per le decisioni sul programma di allevamento. Certamente, altre caratteristiche riguardanti la salute, il tipo e il comportamento dovrebbero essere considerate nel programma di allevamento globale. Tuttavia, gli allevatori devono lavorare sodo per ridurre il rischio di qualsiasi problema di salute. Con la mutazione A31P, ogni gatto che ha la mutazione è a rischio per lo sviluppo di HCM e tutti i gatti con la mutazione la trasmetteranno ad alcuni o a tutti i loro discendenti. I gatti che sono omozigoti per la mutazione A31P passano sicuramente la mutazione alla loro prole. I gatti omozigoti sono ad alto rischio di sviluppare un HCM grave. I gatti che sono eterozigoti per la mutazione non dovrebbero essere presenti nel programma di

6 allevamento a meno che non vi siano altre qualità molto utili e necessarie per la razza. Cuccioli che presentano un test negativo per la mutazione vanno utilizzati per sostituirli nel pool genico. Non arrendetevi con la ricerca - l'unico modo per determinare il rischio vero è quello di seguire i gatti nel corso della loro vita con gli ultrasuoni e facendo il confronto con i risultati dei test genetici per HCM. Solo il tempo e i continui follow-up contribuiranno a determinare il vero rischio rappresentato dalle mutazioni. Diversi studi hanno indicato rischi maggiori o minori in diverse popolazioni di gatti, ma nessuno è stato in grado di seguire gatti per tutta la loro vita. Questi studi sono importanti e sono di grande valore per la comunità. Altre mutazioni devono essere scoperte e la collaborazione degli allevatori deve essere positiva ed entusiasta per arrivare a studi di successo. BIBLIOGRAFIA 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): Epub 2005 Oct 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 Tissue 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): Epub 2007 May 22

7 6. Gundler S, Tidholm A, Häggström J. Prevalence of myocardial hypertrophy in a population of asymptomatic Swedish Maine coon cats. Acta Vet Scand Jun 18;50: Paige CF, Abbott JA, Elvinger F, Pyle RL.Prevalence of cardiomyopathy in apparently healthy cats. J Am Vet Med Assoc Jun 1;234(11): Fries R, Heaney AM, Meurs KM. Prevalence of the myosin-binding protein C mutation in Maine Coon cats. J Vet Intern Med 2008;22: