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Una mappa del corso Medicina Genetica Medicina Genomica Malattie monogeniche Poligenia e genetica dei caratteri continui Genetica delle popolazioni Mutazioni Citogenetica Mendel Darwin Test genetici Malattie multifattoriali Genetica del comportamento Genetica del cancro

Il test genetico: i concetti di base Un fantasma si aggira per l Europa

Definizione Il test genetico è l analisi di DNA, RNA, cromosomi, proteine o metaboliti umani al fine di identificare alterazioni correlate a malattie ereditarie.

Modi per effettuare un test genetico Un test genetico può essere effettuato: 1) Attraverso l analisi diretta del DNA o RNA (Test Diretto) 2) Attraverso l analisi di marcatori genetici coereditati con il gene che causa la malattia (Test Indiretto o per Linkage) 3) Attraverso l analisi di metaboliti (Test Biochimico) 4) Attraverso l esame dei cromosomi (Test Citogenetico)

Punti da considerare 1) I test genetici possono essere usati per il management medico di un paziente ma anche per prese di decisione personali 2) In generale i risultati di un test genetico hanno impatto non solo sul paziente ma anche su i suoi familiari. Questo pone la necessità che l attività di test genetico SIA SEMPRE ACCOMPAGNATA DAL CONSULTORIO GENETICO 3) Poiché la maggioranza delle malattie ereditarie sono rare, i test genetici in genere sono offerti solo da laboratori specializzati 4) Gli intensi sforzi della scienza in questo campo esitano in uno sviluppo rutilante di nuove scoperte e nella possibilità continua di nuovi test. Questo deve trovare riscontro in un continuo aggiornamento da parte di chi, i medici, questi test deve richiedere e di chi, in laboratorio, questi test deve eseguire.

Tipi di test genetico Test diagnostico Test predittivo Test di carrier Test prematrimoniale Test prenatale Test genetici ausiliari

Test Diagnostico E usato per confermare o escludere un disordine conosciuto o sospetto in un individuo sintomatico.? Malato

Punti da considerare 1) Il test genetico può condurre ad informazioni a piu basso costo e a minore rischio che altre procedure 2) Il test diagnostico è appropriato per individui sintomatici di ogni età 3) La conferma diagnostica puo alterare il management medico dell individuo 4) Il test diagnostico può avere effetti sull atteggiamento riproduttivo e sociale degli altri componenti della famiglia 5) Il test genetico NON è sempre la migliore via per diagnosticare una malattia

Test predittivo E offerto ad individui asintomatici con storia familiare di una malattia genetica. I test predittivi sono di due tipi: a) presintomatici (l eventuale sviluppo di sintomi è certo se la mutazione viene riscontrata; es Corea di Huntington) b)predisposizionali (l eventuale sviluppo dei sintomi è probabile ma non certo se la mutazione viene identificata; es. carcinoma della mammella) Portatore Sano Malato Portatore Sano?

Punti da considerare 1) Il test predittivo è INDICATO DAL PUNTO DI VISTA MEDICO solo se la diagnosi precoce permette interventi che riducano morbilità e mortalità 2) Anche in assenza di indicazioni mediche, il test predittivo può influenzare le decisioni di pianificazione familiare 3) Per gli importanti impatti psicologici, estrema cura va posta nell attività di informazione del paziente, nel consultorio genetico e nel follow-up 4) E necessaria la documentazione di un consenso informato e di una attività consultoriale 5) Prima del test predittivo è necessario identificare con certezza la mutazione nel parente affetto 6) Il test predittivo in bambini asintomatici quando non sia possibile un intervento medico è fortemente scoraggiato

Percorso del Test predittivo Richiesta Drop out Il paziente rifiuta il test Consultorio genetico Il paziente accetta il test Esecuzione dell analisi Follow up lungo Mutazione presente Mutazione assente Esposizione dei risultati Follow up corto

Test di carrier E praticato al fine di identificare individui che hanno una mutazione genetica causa di malattie ereditarie recessive (autosomiche o X linked). I carrier non hanno i sintomi della malattia. Il test è offerto a individui che hanno membri della famiglia affetti, membri della famiglia carrier o appartengono a comunità genetiche con una alta presenza di quella mutazione. Portatore Sano Portatore Sano Malato?

Punti da considerare 1) Identificazione dei carrier indirizza scelte riproduttive 2) Il test nei carrier dovrebbe essere accompagnato da consultorio genetico per il potenziale impatto personale e sociale 3) Può essere necessario tipizzare il soggetto affetto in una determinata famiglia per determinare con certezza la presenza di un carrier

Diagnosi prematrimoniale Portatore Sano Portatore Sano?

Test prenatale Viene eseguito durante la Portatore Sano gravidanza per determinare lo Portatore Sano stato di salute di un feto. Il test genetico prenatale viene offerto quando c è un aumentato rischio? di avere un bambino affetto a causa di storia familiare, età materna, analisi ecografica, analisi biochimiche. I test si effettuano di routine attraverso amniocentesi e analisi dei villi coriali (CVS). Procedure più specializzate includono la biopsia placentale, il prelievo di sangue fetale e la biopsia cutanea fetale. Malato

Punti da considerare 1) Tutte le procedure di diagnosi prenatale presentano un rischio per il feto e per la gravidanza. E necessario quindi richiedere un consenso informato e provvedere ad un opera di consultorio genetico. 2) Prima di procedere all analisi la mutazione deve essere caratterizzata nel familiare affetto 3) Il test prenatale per malattie dell adulto ad esordio tardivo è controverso. Gli individui che vogliono sottoporsi a tali esami dovrebbero in ogni caso essere indirizzati ad un consultorio genetico

Test genetico preimpianto Il test preimpianto è effettuato su embrioni precoci dopo fertilizzazione in vitro al fine di diminuire la possibilità che il feto soffra di una malattia genetica. Esso è generalmente offerto a coppie con una alta possibilità di avere un figlio con una malattia grave. Questo tipo di test si pone come alternativa alla diagnosi prenatale e al conseguente (a volte) aborto terapeutico.

Punti da considerare 1) Questo test è attualmente VIETATO in Italia (legislazione confusa, molti ricorsi), ma legale in gran parte d Europa. In verità la legislazione italiana è confusa e attualmente al vaglio della Corte Costituzionale 2) Questo test è disponibile solo per un limitato numero di malattie 3) E un test tecnicamente difficile e qualche volta si possono avere problemi nell ottenere DNA in quantità sufficiente 4) E molto costoso

Screening neonatale Esso identifica individui che hanno un aumentata possibilità di avere una specifica malattia genetica il cui trattamento può essere cominciato il prima possibile

Punti da considerare 1) gli screening neonatali sono di solito regolati da leggi nazionali e regionali, eseguiti alla nascita di routine a meno che ci sia uno specifico rifiuto da parte dei genitori 2) generalmente essi non sono direttamente diagnostici ma indirizzano i sospetti verso ulteriori indagini 3) molti genitori non sanno neanche se e quali di essi vengono praticati 4) cautela va messa nei casi positivi per evitare errori di interpretazione da parte dei genitori

Test genetici ausiliari Test di paternità Test di zigosità Banca del DNA

Test di paternità In questo tipo di test vengono comparate sequenze di DNA di un adulto e di un bambino per stimare la probabilità che i due abbiano rapporti di parentela. La maggioranza delle richieste di questa analisi è di tipo sociale, ma alcune volte, lo stabilire la paternità, si rende necessario per l interpretazione dei dati familiari

Punti da considerare 1) Un particolare individuo può essere escluso come genitore biologico usando questo test, ma non può essere confermato in maniera assoluta. 2) Non esiste una metodologia unica per tutti i laboratori e questo rende l affidabilità statistica molto variabile

Test di Zigosità Il test di zigosità compara le sequenze di DNA di individui provenienti da una gestazione multipla (gemelli, triplette, ecc,) al fine di stabilire se sono monozigoti (identici) o dizigoti (fratelli). L indicazione medica risiede nei trapianti d organi (fratelli monozigoti sono i donatori migliori) e nella suscettibilità a malattie (se un fratello monozigote è affetto l altro è ad altissimo rischio)

Punti da considerare 1) Se si considera il caso di un test genetico per malattia, la zigosità diventa fondamentale perché l esito del test si applicherebbe anche all altro 2) Non esiste una metodologia unica per tutti i laboratori e questo rende l affidabilità statistica molto variabile

Banca del DNA Questo è un servizio accessorio che può risultare utile. Esso consiste nella estrazione del DNA da cellule e dalla sua conservazione per test futuri. Il DNA è stabile per anni. Questo servizio può essere richiesto da: 1) Malati allo stadio terminale di una malattia, in cui si sospetti una componente genetica. In questi casi il test diagnostico potrebbe non essere utile al paziente, ma la conservazione dell informazione sul suo genoma potrebbe essere essenziale per l analisi dei suoi congiunti 2) Individui affetti da malattie per le quali non è ancora disponibile un test genetico 3) Persone che non vogliono sottoporsi attualmente al test, ma che si riservano di farlo in futuro Frozen cells GENETIC BANK DNAs Geneti c inform ations

Punti da considerare 1) E importante che i familiari siano d accordo, al momento del prelievo, su chi potrà avere l accesso alle informazioni dopo la morte del donatore 2) Una accurata documentazione deve essere provvista sul prelievo in banca al fine che i membri della famiglia sappiano della sua esistenza

Il test genetico: lo stato attuale nel mondo

La madre di tutti i problemi Eterogeneità genetica: La stessa malattia genetica può essere causata da differenti mutazioni In differenti geni = Eterogeneità di locus Nello stesso gene = Eterogeneità allelica In ogni caso: Per diagnosticare una singola malattia bisogna cercare molte mutazioni

Pericolo Ieri E possibile fare un test genetico per questa malattia? No, mi spiace, ma il gene non è stato ancora identificato Oggi E possibile fare un test genetico per questa malattia? No, mi spiace, ma ci sono troppi geni e troppe mutazioni da analizzare

Conclusioni Le limitazioni ad un utilizzo più ampio dei test genetici consistono nella difficoltà tecnica della loro esecuzione insieme all alto grado di eterogeneità genetica delle malattie. Per questo motivo ogni laboratorio tende specializzarsi in un limitato numero di malattie, frammentando l offerta diagnostica

Soluzione: la rete

Alcuni suggerimenti pratici per rispondere a domande imbarazzanti? Non pretendo di avere tutte le risposte. A dire la verità non m'interessano nemmeno tutte le domande.

Domande A mio fratello è stata diagnosticata l atassia di Friedreich. Dove potrei praticare il test genetico di carrier??

Internet

Alcuni siti utili Test genetici disponibili nel mondo www.geneclinics.org (Si può raggiungere via NCBI) Test genetici disponibili in Italia http://www.orpha.net/

http:// www.ncbi.nlm.nih.gov

http://www.orpha.net/

Il Futuro Non faccio mai previsioni, specialmente sul futuro. Sam Goldwyn Mayer

Alcune previsioni (non mie) In Europa, secondo previsioni affidabili, il settore crescerà rapidamente nel corso dei prossimi 10-15 anni ed entrerà a far parte della prassi medica convenzionale rivestendo un ruolo sempre maggiore nella diagnosi e nelle previsioni riguardanti la salute di un individuo. I servizi di analisi potranno essere offerti anche a livello transnazionale o transcontinentale, dato che non vi è alcun motivo per cui le analisi debbano essere effettuate in prossimità della fonte del campione del paziente. Alcune società negli Stati Uniti già reclamizzano su Internet servizi di analisi genetiche destinati al pubblico. A condizione che siano adottate adeguate politiche regolamentari, si assisterà allo sviluppo di un importante mercato globale competitivo per gli esami genetici.

Alcune realtà: il next generation sequencing Le tecnologie di sequenziamento di nuova generazione (Next- Generation Sequencing) hanno migliorato l'efficienza del sequenziamento del DNA rispetto al tradizionale metodo Sanger. E possibile infatti ottenere fino ad un miliardo di basi in un solo giorno, ad un costo molto basso.

Costi del sequenziamento di un 2000 = circa 1 miliardo di dollari e 13 anni di lavoro 2009 = circa 20000 dollari e un mese di lavoro Si prevede che nei prossimi 5 anni il costo possa arrivare tra i 250 e i 500 dollari genoma completo

Limiti I limiti appaiono più legati alla elaborazione dei dati che all esecuzione del test: Errori: anche con una accuratezza del 99,9999 % ci si aspetta di avere 6000 errori di sequenza Interpretazione dei risultati

Interpretazione dei risultati Siamo pieni di mutazioni!!! Numero medio di SNV per esoma = 13,595 Ogni individuo possiede mediamente 35 varianti non-sense ed è omozigote per almeno una di esse. Ogni individuo possiede mediamente da 21 a 32 varianti con impatto funzionale. Il numero medio di nuove varianti per individuo è 549

In quali campi? Malattie comuni (multifattoriali) Farmacogenetica

Farmacogenetica Per farmacogenetica si intende la differente sensibilità individuale su base genetica ai farmaci Test genetici potranno personalizzare le terapie

Scenari futuri: incubi? Considerata la natura multifattoriale delle malattie la cui componente genetica potrà essere identificata dai test, è ragionevole pensare che la tendenza terapeutica possa essere orientata alla modificazione dei comportamenti e degli stili di vita

Due regole d oro Non ordinare un test finché non sai cosa fare coi risultati Ricordati del problema della specificità. Se ordini 20 test ognuno con una specificità del 95% ti aspetti che almeno uno dia un falso risultato positivo

The end