Genetica della malattia di Gaucher Andrea Dardis, PhD University Hospital “Santa Maria della Misericordia” Udine, Italy 55 CONGRESSO NAZIONALE SNO Como, 22-24 Aprile 2015

Malattie da accumulo lisosomiale (LSD) Circa 60 disordini dovuti a un difetto a carico di specifici enzimi lisosomiali o di proteine lisosomiali non enzimatiche transmembrana che determinano un accumulo di metaboliti non degradati all’interno dei lisosomi. Proteine di trasporto enzima LE/Lysosomes ER Vengono classificate in base al substrato accumulato

Malattia di Gaucher La malattia di Gaucher è la più frequente delle malattie d’ accumulo lisosomiale -1:600 (Ebrei Ashkenazi); 1:40,000 (Italia). Dovuta al deficit dell’ enzima b-glucosidasi acida (glucocerebrosidase) deputata alla degradazione del glucosilceramide. Eredità autosomica recessiva Accumulo di substrato (glucosilceramide ) al interno dei lisosomi.

Malattia di Gaucher

Gaucher disease Clinical Features Type 1 Type 2 Type 3 Age at onset Childhood/ Infancy Childhood Adulthood Adulthood Splenomegaly + → +++ ++ + → +++ Hepatomegaly + → +++ ++ + → +++ Skeletal disease/ - → +++ -- ++ → +++ bone crises Primary CNS disease Absent +++ + → +++ (1st to 5th decade) Lifespan 6 to 80+ years ~2 years 2 to 60 years

Gaucher disease

Il gene 1q21 GBA psGBA psMTX MTX 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 ATG ATG Frequenti eventi di ricombinazione fra gene e pseudo-gene

MOLECULAR ANALYSIS OF GBA GENE Study of 188 unrelated alleles: 40 different mutations found, 5 alleles unknown The most frequent genotypes are N370S/L444P (13.8%), N370S/N370S (10.6%) and L444P/L444P (8.5%) The common N370S is present only in GD Type 1 patients

MOLECULAR ANALYSIS OF GBA GENE Patients affected with the neuronopathic forms presented a restricted number of severe alleles The L444P is associate with the neurological phenotype

MOLECULAR ANALYSIS OF GBA GENE Study of 188 unrelated alleles: 40 different mutations found, 5 alleles unknown

Espressione in vitro dell’allele complesso [D409H; H255Q] La presenza di una seconda mutazione sullo stesso allele puo modificare il fenotipo

Analisi di aplotipi in 37 alleli D409H; H255Q 1 N of alleles L’allele D409H; H255Q è stato originato da un evento mutazionale comune. Santamaria R et al; 2008. Hum Mutat ; 29:58-67

Espressione in vitro delle muove mutazioni missenso In presenza di mutazioni non riportate in letteratura importante stabilire la patogenicità. Non sempre l’attività in vitro coincide con il fenotipo

Correlazione genotipo/fenotipo Solo possibile per mutazioni più frequenti N370S/N370S Tipo 1 N370S/Altro L444P/mutazione “mild” Tipo 1 L444P/L444P Fenotipo Neurologico L444P/mutazione severa [D409H;H255Q]/[D409H;H255Q] Fenotipo Neurologico N188S/… Epilesia mioclonica R1311C/R131C Tipo 2

Diagnosi prenatale Diagnosi prenatale E’ possibile quando c’è un paziente diagnosticato in famiglia I genitori, entrambi portatori, hanno una probabilità ¼di avere un figlio affetto Mamma (portatrice) Papa (portatore) sano malato portatore

Diagnosi prenatale Campione: Villo coriale (12^sett.) o amniociti (16^sett) Diagnosi biochimica: Analisi dell’ attività enzimatica Diagnosi molecolare: Analisi delle mutazioni del gene GAA presenti nella famiglia. Solo utile in famiglie in cui le 2 mutazioni sono state caratterizzate. Esclusione della contaminazione con DNA materno

Essere portatori di mutazioni in GBA risulta essere il principale fattore di rischio di carattere genetico associato all’ insorgenza di Parkinson GBA in 68 pazienti affetti da PD e 145 individui sani Patient code Allele 1 Allele 2 512 T369M wt 522 E326D 549 E326K 710 1015 1051 N370S Wt 1117 1157 1173 L444P 1182 I188K 1191 W184R 1197 W248Gfs*6 Frequenza di portatori nei pazienti affetti da Parkinson 17.4% vs 1% in soggetti sani

Ringraziamenti Bruno Bembi Giovanni Ciana Lucilla Parnetti Roberto Eleopra Stefania Zampieri Erika Malini Annalisa Pianta Milena Romanello Silvia Cattarossi Irene Zanin I pazienti e le loro famiglie

Deficit di proteine non enzimatiche Mucopolisaccaridosi Sfingolipidosi Glicoproteinosi altro MPS I (Hurler, Scheie) Fabry Fucosidosi Def Multiplo Sulfatasi MPS II (Hunter) Farber α−mannosidosi Def. Lipasi acida MPS III A (Sanfilippo A) Gangliosidosi GM1 β-mannosidosi Galattosialidosi MPS III B (Sanfilippo B) Gangliosidosi GM2 (Tay Sachs) Schindler Glicogenosi II MPS III C (Sanfilippo C) Gangliosidosi GM2 (Sandhoff) Sialidosi Dannon MPS III D (Sanfilippo D) Gangliosidosi GM2 (def GM2A) Mucolipidosi II MPS IV A (Morquio A) Gaucher (def βglu) Mucolipidosi III MPS IV B (Morquio B) Gaucher (def Sap C) Mucolipidosi IV MPS VI (Maroteaux-Lamy) Krabbe Ceroidolipofuscinosi I MPS VII (Sly) Leucodistrofia metacr. (def ARSA) Ceroidolipofuscinosi II Leucodistrofia metacr (def. SapD) Ceroidolipofuscinosi 3 Niemann Pick A e B Ceroidolipofuscinosi 5 Niemann Pick C Ceroidolipofuscinosi 6 Ceroidolipofuscinosi 8 Deficit enzimatico Deficit di proteine non enzimatiche