PAZIENTI, MATERIALI E METODI INVERSIONE PERICENTRICA FAMILIARE DEL CROMOSOMA 18: VARIABILITÀ INTRAFAMILIARE DEL RICOMBINANTE DUP(18q)/DEL(18p). Buldrini B1, Prontera P1, Aiello V1, Gruppioni R1, Bonfatti A1, Beltrami N1, Spaggiari F1, Sensi A1, Calzolari E1. 1. Dipartimento Riproduzione e Accrescimento, UO di Genetica Medica, Università di Ferrara, Italia. ABSTRACT In questo studio citogenetico descriviamo una famiglia di 3 generazioni in cui segregano i due ricombinanti di una inversione pericentrica del cromosoma 18, inv(18)(p11.2q22). L’analisi del cariotipo (550 bande) e la conferma in FISH con sonde subtelomeriche 18p/18q ha permesso di caratterizzare i cromosomi ricombinanti e l’ inversione pericentrica. I 5 soggetti eterozigoti per l’inversione non ricombinata risultano sani. I due eterozigoti per il ricombinante dup(18p)/del(18q) presentano malformazioni maggiori e ritardo mentale, mentre i due soggetti (madre e figlio) eterozigoti per il ricombinante dup(18q)/del(18p) presentano un fenotipo clinico più lieve ma, mentre entrambi manifestano lievi dismorfismi del volto, bassa statura e brachidattilia, solo il figlio mostra ritardo cognitivo lieve e ritardo del linguaggio. Sono riportati in letteratura una decina di casi in cui un’inversione pericentrica del 18 ha generato il ricombinante dup(18q)/del(18p). I casi in cui il ricombinante si è originato da un’inversione con punti di rottura in q21/p11 il fenotipo clinico risulta più grave, mentre quando i punti di rottura sono in q23/p11 il quadro appare decisamente più lieve, suggerendo l’esistenza di una regione critica tra q21 e q23. Per quanto riguarda il ricombinante da noi osservato con punti di rottura in q22/p11, sono noti due casi in letteratura di due femmine appartenenti a diverse famiglie: una presentava dismorfismi del volto ed anomalie congenite minori (deceduta a 3 mesi di vita), l’altra ritardo mentale, epilessia, sordità neurosensoriale ed anomalie congenite minori. Il caso qui riportato, il primo in letteratura di trasmissione familiare del ricombinante dup(18q)/del(18p), evidenzia come il ricombinante di un’inversione pericentrica con punti di rottura in regione q22/p11 si associ a variabilità clinica, anche intrafamiliare (da quadri dismorfologici lievi senza ritardo mentale a quadri clinici complicati da deficit cognitivi), situazione che complica la definizione cariotipo-fenotipo e renderebbe incerta una prognosi in un riscontro pre-natale. INTRODUZIONE Le inversioni pericentriche sono generalmente associate a bassi rischi di occorrenza di ricombinanti sbilanciati. Tuttavia, nel caso di inversioni ampie, con regioni esterne alla inversione piccole, il rischio può essere molto incrementato e dipende essenzialmente dagli specifici segmenti coinvolti. Il cromosoma 18 è tra i cromosomi meno densi di geni e in letteratura sono descritti una decina di casi in cui un’inversione pericentrica del 18 ha generato il ricombinante dup(18q)/del(18p) [Vianna-Morgante, 1976; Turleau e de Grouchy, 1977; Kukolich, 1978; Andrei, 1982; Asana, 1991; Ayukawa, 1994; Israels, 1996; Mejia-Baltodano, 1997; Prabhakara, 2004, Vermeulen, 2005]. Il fenotipo clinico descritto per tali soggetti prevede una combinazione variabile di caratteristiche descritte per 18p- e 18q+ che possono comprendere ritardo di crescita, ritardo mentale di vario grado, micrognazia e anomalie dei piedi, elementi aspecifici che non delineano una specifica sindrome combinata 18p-/18q+ [Israels, 1996]. Sebbene dalla revisione dei dati di letteratura il fenotipo risulti molto variabile, i ricombinanti generati da un’inversione con punti di rottura in q21/p11 hanno manifestazioni cliniche più gravi [Israels, 1996; Asano, 1991; Prabhakara, 2004], mentre se i punti di rottura sono in q23/p11 queste sono decisamente di più lieve entità, suggerendo l’esistenza di una regione critica tra q21 e q23 [Vermeulen, 2005]. Il fenotipo descritto per il ricombinante dup(18p)del(18q) è in genere grave e comporta ritardo mentale, come atteso nella sindrome da delezione 18q- [Vermeulen, 2005]. In questo studio clinico e citogenetico-molecolare descriviamo una famiglia di 3 generazioni in cui segregano i due ricombinanti di una inversione pericentrica del cromosoma 18, inv(18)(p11.2q22). Risulta di particolare interesse la trasmissione familiare del ricombinante dup(18q)/del(18p) non precedentemente riportata in letteratura [Barber, 2005]- per la variabilità del fenotipo clinico evidenziato. RISULTATI L’esame del cariotipo e l’esame in FISH con sonda specifica per la regione subtelomerica 18p hanno evidenziato nel probando (IV 1) un cariotipo femminile con cromosoma 18 ricombinante caratterizzato da duplicazione parziale del braccio corto e delezione parziale del braccio lungo. L’esame del cariotipo della madre ha evidenziato un cariotipo femminile con inversione pericentrica del cromosoma 18, con formula 46,XX,inv(18)(p11.2q22). L’esame del cariotipo e l’esame in FISH con sonde specifiche per le regioni subtelomeriche 18p/18q dei soggetti II1 e III2 (madre e figlio) hanno evidenziato un cariotipo, rispettivamente femminile e maschile, con duplicazione del braccio lungo e delezione del braccio corto di un cromosoma 18 (Figura 4). Le medesime analisi hanno dato esito negativo negli altri due figli. PAZIENTI, MATERIALI E METODI Il probando (IV1), una bambina di 5 anni, è giunto presso il nostro Istituto per una valutazione del ritardo psicomotorio, deficit di accrescimento, ernia ombelicale e soffio cardiaco presentati. L’anamnesi famigliare della madre evidenziava la presenza di diversi soggetti –cugini per via materna- affetti da ritardo mentale e malformazioni congenite, labiopalatoschisi (III5) e cardiopatia congenita (IV2), risultati portatori del ricombinante del(18q)/dup(18p) e la presenza nei genitori di questi di inversione pericentrica del 18 (Figura 1). Abbiamo quindi eseguito analisi dei cariotipi (500-550 bande) del probando e successivamente di sua madre seguendo protocolli standard [Verna e Babu, 1997]. Sul campione della bambina è stata anche eseguita analisi in FISH con sonda subtelomerica (Oncor) per il braccio corto del cromosoma 18, seguendo i protocolli suggeriti dal venditore. Abbiamo quindi eseguito analisi dei cariotipi ed analisi in FISH con sonde subtelomeriche del cromosoma 18 per la sorella della nonna materna (II1) e, successivamente, per i figli (due maschi ed una femmina). La signora presentava lievi dismorfismi del volto (volto asimmetrico, eterocromia dell’iride, epicanto inverso con prosecuzione soprapalpebrale, naso bulboso, radice del naso allargata, orecchio bassoposto con doppia incisura sul lobo) bassa statura e brachidattilia (Figura 2a), elementi riscontrati anche nel figlio minore (Figura 2b), il quale però presentava anche ritardo cognitivo lieve e ritardo del linguaggio. Figura 1. Albero famigliare. Legenda: : inv(18)(p11.2q22). : rec dup(18p) : rec dup(18q) DISCUSSIONE L’ampia famiglia riportata in questo studio evidenzia come il rischio di ricombinazione associato ad inversione pericentrica del cromosoma 18 con punti di rottura in p11.2 e q22 sia particolarmente elevato (circa il 35%). Lo studio conferma inoltre come il ricombinante dup(18p)/del(18q) si associ a fenotipo clinico più grave. Le analisi citogenetiche condotte nel gentilizio materno del probando hanno dato un esito inaspettato, evidenziando la presenza del ricombinante dup(18q)/del(18p) sia in una madre (II1) sia nel figlio (III2), entrambi con lievi dismorfismi del volto, bassa statura e brachidattilia, mentre solamente il figlio presenta un lieve ritardo cognitivo con ritardo del linguaggio. In letteratura sono riportati due casi distinti di ricombinanti con analoghi punti di rottura in q22/p11 ed in entrambi il quadro clinico era di grave entità [Ayukawa, 1994; Mejia-Baltodano, 1997]. La differenza fenotipica tra i ricombinanti dup(18q)/del(18p) è stata posta in correlazione con la localizzazione dei punti di rottura dell’inversione che li ha originati. Tuttavia, le differenze cliniche osservate, in particolare nei riguardi della funzione cognitiva, tra madre e figlio in questa famiglia, impongono di considerare con cautela tali mappature ed evidenzia la variabilità intrafamigliare anche per anomalie cromosomiche strutturali. In conclusione: Il caso riportato risulta essere il primo in letteratura di trasmissione familiare diretta del ricombinante dup(18q)/del(18p) [Barber, 2005] Il ricombinante dup(18q)/del(18p) di un’inversione pericentrica con punti di rottura in regione q22/p11 si associa a variabilità clinica, anche intrafamiliare. Questa situazione complica la definizione cariotipo-fenotipo e renderebbe incerta una prognosi in un riscontro pre-natale. III 2 II 1 Figura 2 a b Figura 4. FISH con sonde subtelomeriche 18p (verde) e 18q (rossa) che evidenzia il ricombinante dup(18q)/del(18p) Bibliografia  Barber JC. Directly transmitted unbalanced chromosome abnormalities and euchromatic variants. J Med Genet. 2005 Aug;42(8):609-29. Israels T, Hoovers J, Turpijn HM, Wijburg FA, Hennekam RC. Partial deletion of 18p and partial duplication of 18q caused by a paternal pericentric inversion. Clin Genet. 1996 Dec;50(6):520-4. Ayukawa H, Tsukahara M, Fukuda M, Kondoh O. Recombinant chromosome 18 resulting from a maternal pericentric inversion. Am J Med Genet. 1994 May 1;50(4):323-5. Vermeulen SJ, Speleman F, Vanransbeeck L, Verspeet J, Menten B, Verschraegen-Spae MR, Wilde PD, Messiaen L, Michaelis RC, Leroy JG. Familial pericentric inversion of chromosome 18: behavioral abnormalities in patients heterozygous for either the dup(18p)/del(18q) or dup(18q)/del(18p) recombinant chromosome. Eur J Hum Genet. 2005 Jan;13(1):52-8. Prabhakara K, Wyandt HE, Huang XL, Prasad KS, Ramadevi AR. Recurrent proximal 18p monosomy and 18q trisomy in a family with a maternal pericentric inversion of chromosome 18. Ann Genet. 2004 Jul-Sep;47(3):297-303. Asano T, Ikeuchi T, Shinohara T, Enokido H, Hashimoto K. Partial 18q trisomy and 18p monosomy resulting from a maternal pericentric inversion, inv(18)(p11.2q21.3). Jinrui Idengaku Zasshi. 1991 Sep;36(3):257-65.