programmi di screening popolazionastici TEST GENETICI  test di identificazione del genotipo consulenza genetica (ricerca di mutazioni patologiche, analisi di marcatori per gene tracking) analisi di varianti di suscettibilità/resistenza a malattie multifattoriali farmaci analisi di varianti coinvolte nell’insorgenza e nella malignità di tumori analisi di marcatori per seguire la progressione di tumori analisi di marcatori per identificazione in medicina legale (indagini di polizia, accertamento paternità, ecc.) programmi di screening popolazionastici

Test genetici: a chi sono rivolti singoli o pochi individui famiglie in cui segrega una malattia genetica  diagnosi prenatale, diagnosi pre-sintomatica, diagnosi dello stato di portatore famiglie con predisposizione a specifici tipi di tumore con scopi farmacogenetici per confermare una diagnosi clinica nella genetica dei tumori gruppi molto ampi di individui (screening genetici)

Materiale su cui effettuare un test genetico: DNA genomico estratto da vari tessuti, più comunemente: sangue mucosa boccale villi coriali uno o due blastomeri (diagnosi pre-impianto) resti biologici vari (in medicina legale: saliva, capelli, sperma, pelle, ecc.) campioni biologici archiviati RNA estratto da specifici tessuti e convertito in DNA tramite RT-PCR proteine (saggi specifici, applicabilità limitata) vantaggi e svantaggi DNA: più stabile e più facilmente maneggevole dell’RNA, esoni spesso piccoli intervallati da introni grandi RNA: è necessario accedere al tessuto in cui il gene è espresso, mutazioni non senso (e anche altre) producono RNA instabili

SCREENING GENETICI  Test genetici applicati ad un gran numero di individui i quali vengono esaminati a prescindere dalla loro storia familiare o personale. Hanno lo scopo di individuare un gruppo di soggetti ad alto rischio che verranno poi esaminati con tecniche più laboriose e più specifiche. Vengono analizzati individui sani privi di una storia familiare di patologie genetiche VEDI GENETICA MEDICA pag. 467 e 468

SCREENING GENETICI  Devono essere: rapidi a basso costo effettuabili su materiale biologico facilmente prelevabile (es. sangue, mucosa boccale) sensibili e specifici (pochi Falsi Negativi e pochi Falsi Positivi) VEDI GENETICA MEDICA pag. 467 e 468

Veri Positivi (VP) Falsi Positivi (FP) AFFETTO NON AFFETTO POSITIVO AL TEST NEGATIVO AL TEST Veri Positivi (VP) Falsi Positivi (FP) Falsi Negativi (FN) Veri Negativi (VN) SENSIBILITA’ = VP/TOTALE AFFETTI SPECIFICITA’ = VN/TOTALE NON AFFETTI VALORE PREDITTIVO POSITIVO = VP/TOTALE POSITIVI VALORE PREDITTIVO NEGATIVO = VN/TOTALE NEGATIVI UN NUMERO ELEVATO DI FP (BASSA SPECIFICITA’) RENDE IL TEST NON APPLICABILE  SI GENERA ANSIA E I COSTI AUMENTANO (si devono sottoporre ai test della seconda fase tutti i soggetti risultati positivi nella prima fase) UN NUMERO ELEVATO DI FN (BASSA SENSIBILITA’) E’ UGUALMENTE NON ACCETTABILE  SONO PIU’ NUMEROSI GLI AFFETTI CHE NON VENGONO INDIVIDUATI RISPETTO A QUELLI CHE VENGONO INDIVIDUATI, IL RAPPORTO COSTI/BENEFICI DIVENTA ELEVATO

Quando effettuare uno screening genetico? Solo quando la conoscenza del genotipo a un determinato locus permette di ‘prendere provvedimenti’ (esempi: miglioramento delle condizioni di vita del positivo al test; evitare la nascita di altri malati) diagnosi pre-sintomatica  terapia o stile di vita che migliorano la prognosi portatori di malattie genetiche  diagnosi prenatale La condizione che si vuole individuare non deve essere estremamente rara (analisi del rapporto costi/benefici) Rischi di un test di screening: generare ansia trasformare un sano in un malato (problema particolarmente grave in nazioni come gli USA in cui l’assistenza sanitaria è privata)

SCREENING GENETICI EFFETTUATI IN ITALIA portatori di alfa o beta talassemia (Lazio, Sardegna ed altre zone a rischio). Fenotipo eritrocitario, fascia d’età (nel Lazio): 13 anni affetti da fenilchetonuria (dosaggio dei livelli ematici di fenilalanina, neonati) affetti da Fibrosi Cistica (dosaggio ematico del tripsinogeno immunoreattivo, neonati) affetti da ipotiroidismo congenito (neonati) proposta di uno screening per numerose malattie metaboliche

Tutte patologie con elevata eterogeneità allelica (molte centinaia di alleli patologici)  necessità di un test funzionale a elevata sensibilità e specificità

Screening per l’individuazione dei portatori di alfa e beta talassemia (Lazio)

Fenilchetonuria  assenza di fenilalanina idrossilasi (o del suo cofattore, la tetraidrobiopterina) Assenza di un’attività enzimatica, la patologia può essere provocata da: Assenza del prodotto finale e/o Accumulo del substrato e/o Accumulo del prodotto di una via alternativa A B C D E X

Fenilchetonuria  assenza di fenilalanina idrossilasi

Fenilchetonuria  assenza di fenilalanina idrossilasi

IPERFENILALANINEMIA FIBROSI CISTICA Circa 500 000 test  2800 richiamati  150 malati FIBROSI CISTICA Circa 430 000 test  5200 richiamati  130 malati

SCREENING GENETICO PER L’IDENTIFICAZIONE DEI SOGGETTI (O DELLE COPPIE) A RISCHIO DI GENERARE FIGLI MALATI DI FIBROSI CISTICA non è disponibile un test a livello proteico in molte popolazioni la CF presenta una notevole eterogeneità genetica molte popolazioni sono eterogenee (es. USA) perché lo screening sia efficiente (basso rapporto costi/benefici) è necessario individuare almeno il 90% dei portatori su quale popolazione effettuare il test? neonati, adolescenti, popolazione adulta, coppie ?

frequenza di portatori CF nella popolazione italiana 0.04 numero di nascite di soggetti affetti in assenza del test 1/2500 con test con sensibilità = 100 0 con test con sensibilità = 70 1/5000 n° di nati/anno in Italia ca. 500 000 n° nati CF senza test 200 n° nati CF con test 70 100

Esito di un programma di screening per la ricerca di portatori di CF in una popolazione in cui la loro frequenza di è 0.0435 e il test ha una sensibilità del 70% (90%)

NIPT  Non Invasive Prenatal Diagnosis Ricerca di aberrazioni cromosomiche (non bilanciate) attraverso l’analisi di sangue materno  cfDNA (cell free DNA), originato da cellule morte per apoptosi o necrosi, in prevalenza di origine materna, ma una quota, che può arrivare al 10-25%, deriva dal cellule fetali

NIPT per diagnosi di trisomia 21 Misura il rapporto delle sequenze specifiche del cromosoma 21 vs le sequenze degli altri cromosomi

NIPT cffDNA cfDNA DNA Nl T21 Nl T21 Fetal Maternal < 1 of

L’importanza della quantità di cffDNA Fetal Fraction Expected ratio for Trisomy 4% 1.02 10% 1.05 20% 1.10 40% 1.20 Fetal cfDNA Maternal cfDNA Reference Chromosome Chromosome 21 22

In nero cfDNA materno, in rosso cfDNA fetale Madre G/A, padre G/G, feto G/A