Cromosomopatie: incidenza
e rischio riproduttivo lezione 1
Vincenzo Nigro
Laboratorio di genetica - Dipartimento di Patologia
Generale, Seconda Università degli Studi di Napoli
Telethon Institute of Genetics and Medicine, Napoli
Difetto congenito


una qualsiasi anomalia insorta tra il
concepimento e la nascita
genetico (ereditario e non ereditario)
– cromosomico
– genico
non genetico
Rischio riproduttivo generale
per una coppia per cui l’anamnesi
personale e familiare abbiano escluso un
incremento del rischio rispetto alla
popolazione è
 3-5% in caso di difetti congeniti
rilevabili alla nascita (anomalie
cromosomiche = 0.65%)
 8-10% rilevabili entro i 10 anni di età
Variazioni genetiche
sono dette SNP e si presentano 1:500 basi
CCCCAGCCTCCTTGCCAACGCCCCCTTTCCCTCTCCCCCTCCCGCTCGGCGCTGACC
CCCCATCCCCACCCCCGTGGGAACACTGGGAGCCTGCACTCCACAGACCCTCTCCTT
GCCTCTTCCCTCACCTCAGCCTCCGCTCCCCGCCCTCTTCCCGGCCCAGGGCGCCG
GCCCACCCTTCCCTCCGCCGCCCCCCGGCCGCGGGGAGGACATGGCCGCGCACAG
GCCGGTGGAATGGGTCCAGGCCGTGGTCAGCCGCTTCGACGAGCAGCTTCCAATAA
AAACAGGACAGCAGAACACACATACCAAAGTCAGTACTGAGCACAACAAGGAATGTC
TAATCAATATTTCCAAATACAAGTTTTCTTTGGTTATAAGCGGCCTCACTACTATTTTAA
AGAATGTTAACAATATGAGAATATTTGGAGAAGCTGCTGAAAAAAATTTATATCTCTCT
CAGTTGATTATATTGGATACACTGGAAAAATGTCTTGCTGGGCAACCAAAGGACACAA
TGAGATTAGATGAAACGATGCTGGTCAAACAGTTGCTGCCAGAAATCTGCCATTTTCT
TCACACCTGTCGTGAAGGAAACCAGCATGCAGCTGAACTTCGGAATTCTGCCTCTGG
GGTTTTATTTTCTCTCAGCTGCAACAACTTCAATGCAGTCTTTAGTCGCATTTCTACCA
GGTTACAGGAATTAACTGTTTGTTCAGAAGACAATGTTGATGTTCATGATATAGAATTG
TTACAGTATATCAATGTGGATTGTGCAAAATTAAAACGACTCCTGAAGGAAACAGCAT
TTAAATTTAAAGCCCTAAAGAAGGTTGCGCAGTTAGCAGTTATAAATAGCCTGGAAAA
GGCATTTTGGAACTGGGTAGAAAATTATCCAGATGAATTTACAAAACTGTACCAGATC
CCACAGACTGATATGGCTGAATGTGCAGAAAAGCTATTTGACTTGGTGGATGGTTTTG
CTGAAAGCACCAAACGTAAAGCAGCAGTTTGGCCACTACAAATCATTCTCCTTATCTT
GTGTCCAGAAATAATCCAGGATATATCCAAAGACGTGGTTGATGAAAACAACATGAAT
AAGAAGTTATTTCTGGACAGTCTACGAAAAGCTCTTGCTGGCCATGGAGGAAGTAGG
CAGCTGACAGAAAGTGCTGCAATTGCCTGTGTCAAACTGTGTAAAGCAAGTACTTACA
TCAATTGGGAAGATAACTCTGTCATTTTCCTACTTGTTCAGTCCATGGTGGTTGATCTT
AAGAACCTGCTTTTTAATCCAAGTAAGCCATTCTCAAGAGGCAGTCAGCCTGCAGATG
TGGATCTAATGATTGACTGCCTTGTTTCTTGCTTTCGTATAAGCCCTCACAACAACCAA
CACTTTAAGATCTGCCTGGCTCAGAATTCACCTTCTACATTTCACTATGTGCTGGTAAA
TTCACTCCATCGAATCATCACCAATTCCGCATTGGATTGGTGGCCTAAGATTGATGCT
GTGTATTGTCACTCGGTTGAACTTCGAAATATGTTTGGTGAAACACTTCATAAAGCAG
TGCAAGGTTGTGGAGCACACCCAGCAATACGAATGGCACCGAGTCTTACATTTAAAG
AAAAAGTAACAAGCCTTAAATTTAAAGAAAAACCTACAGACCTGGAGACAAGAAGCTA
TAAGTATCTTCTCTTGTCCATGGTGAAACTAATTCATGCAGATCCAAAGCTCTTGCTTT
GTAATCCAAGAAAACAGGGGCCCGAAACCCAAGGCAGTACAGCAGAATTAATTACAG
GGCTCGTCCAACTGGTCCCTCAGTCACACATGCCAGAGATTGCTCAGGAAGCAATGG
AGGCTCTGCTGGTTCTTCATCAGTTAGATAGCATTGATTTGTGGAATCCTGATGCTCC
TGTAGAAACATTTTGGGAGATTAGCTCACAAATGCTTTTTTACATCTGCAAGAAATTAA
CTAGTCATCAAATGCTTAGTAGCACAGAAATTCTCAAGTGGTTGCGGGAAATATTGAT
CTGCAGGAATAAATTTCTTCTTAAAAATAAGCAGGCAGATAGAAGTTCCTGTCACTTTC
CCCCAGCCTCCTTGCCAACGCCCCCTTTCCCTCTCCCCCTCCCGCTCGGCGCTGACC
CCCCATCCCCACCCCCGTGGGAACACTGGGAGCCTGCACTCCACAGACCCTCTCCTT
GCCTCTTCCCTCACCTCAGCCTCCGCTCCCCGCCCTCTTCCCGGCCCAGGGCGCCG
GCCCACCCTTCCCTCCGCCGCCCCCCGGCCGCGGGGAGGACATGGCCGCGCACAG
GCCGGTGGAATGGGTCCAGGCCGTGGTCAGCCGCTTCGACGAGCAGCTTCCAATAA
AAACAGGACAGCAGAACACACATACCAAAGTCAGTACTGAGCACAACAAGGAATGTC
TAATCAATATTTCCAAATACAAGTTTTCTTTGGTTATAAGCGGCCTCACTACTATTTTAA
AGAATGTTAACTATATGAGAATATTTGGAGAAGCTGCTGAAAAAAATTTATATCTCTCT
CAGTTGATTATATTGGATACACTGGAAAAATGTCTTGCTGGGCAACCAAAGGACACAA
TGAGATTAGATGAAACGATGCTGGTCAAACAGTTGCTGCCAGAAATCTGCCATTTTCT
TCACACCTGTCGTGAAGGAAACCAGCATGCAGCTGAACTTCGGAATTCTGCCTCTGG
GGTTTTATTTTCTCTCAGCTGCAACAACTTCAATGCAGTCTTTAGTCGCATTTCTACCA
GGTTACAGGAATTAACTGTTTGTTCAGAAGACAATGTTGATGTTCATGATATAGAATTG
TTACAGTATATCAATGTGGATTGTGCAAAATTAAAACGACTCCTGAAGGAAACAGCAT
TTAAATTTAAAGCCCTAAAGAAGGTTGCGCAGTTAGCAGTTATAAATAGCCTGGAAAA
GGCATTTTGGAACTGGGTAGAAAATTATCCAGATGAATTTACAAAACTGTACCAGATC
CCACAGACTGATATGGCTGAATGTGCAGAAAAGCTATTTGACTTGGTGGATGGTTTTG
CTGAAAGCACCAAACGTAAAGCAGCAGTTTGGCCACTACAAATCATTCTCCTTATCTT
GTGTCCAGAAATAATCCAGGATATATCCAAAGACGTGGTTGATGAAAACAACATGAAT
AAGAAGTTATTTCTGGACAGTCTACGAAAAGCTCTTGCTGGCCATGGAGGAAGTAGG
CAGCTGACAGAAAGTGCTGCAATTGCCTGTGTCAAACTGTGTAAAGCAAGTACTTACA
TCAATTGGGAAGATAACTCTGTCATTTTCCTACTTGTTCAGTCCATGGTGGTTGATCTT
AAGAACCTGCTTTTTAATCCAAGTAAGCCATTCTCAAGAGGCAGTCAGCCTGCAGATG
TGGATCTAATGATTGACTGCCTTGTTTCTTGCTTTCGTATAAGCCCTCACAACAACCAA
CACTTTAAGATCTGCCTGGCTCAGAATTCACCTTCTACATTTCACTATGTGCTGGTAAA
TTCACTCCATCGAATCATCACCAATTCCGCATTGGATTGGTGGCCTAAGATTGATGCT
GTGTATTGTCACTCGGTTGAACTTCGAAATATGTTTGGTGAAACACTTCATAAAGCAG
TGCAAGGTTGTGGAGCACACCCAGCAATACGAATGGCACCGAGTCTTACATTTAAAG
AAAAAGTAACAAGCCTTAAATTTAAAGAAAAACCTACAGACCTGGAGACAAGAAGCTA
TAAGTATCTTCTCTTGTCCATGGTGAAACTAATTCATGCAGCTCCAAAGCTCTTGCTTT
GTAATCCAAGAAAACAGGGGCCCGAAACCCAAGGCAGTACAGCAGAATTAATTACAG
GGCTCGTCCAACTGGTCCCTCAGTCACACATGCCAGAGATTGCTCAGGAAGCAATGG
AGGCTCTGCTGGTTCTTCATCAGTTAGATAGCATTGATTTGTGGAATCCTGATGCTCC
TGTAGAAACATTTTGGGAGATTAGCTCACAAATGCTTTTTTACATCTGCAAGAAATTAA
CTAGTCATCAAATGCTTAGTAGCACAGAAATTCTCAAGTGGTTGCGGGAAATATTGAT
CTGCAGGAATAAATTTCTTCTTAAAAATAAGCAGGCAGATAGAAGTTCCTGTCACTTTC
Valutazione del rischio riproduttivo
nel periodo preconcezionale
momento ottimale (ma oltre la metà delle
gestazioni insorge inaspettatamente)
raccolta dei dati (visita, abitudini, terapie,
accertamenti lab)
 SCOPO: identificazione dei portatori
sani di malattie genetiche
– portatori che hanno un rischio riproduttivo a
prescindere dal partner
– portatori in cui il rischio si manifesta solo nel
caso di unione con un partner portatore
portatori che hanno un rischio
riproduttivo a prescindere dal partner

donne con
mutazioni recessive
legate al
cromosoma X
(esempio: Distrofia
muscolare di
Duchenne)
portatori che hanno un rischio
riproduttivo a prescindere dal partner

portatori di una
traslocazione cromosomica
bilanciata
– scambio di materiale genetico
tra cromosomi non omologhi
– non vi è modificazione della
dose genica
– frequenza 1/520 nati
– fenotipicamente normale
reciproca
Conseguenze possibili delle
traslocazioni bilanciate
Segregazione
alternata
Traslocazione
bilanciata
Normale
Segregazione
adiacente 1
Segregazione
adiacente 2
Traslocazione
non bilanciata
Traslocazione
non bilanciata
Trisomia
Trisomia
portatori che hanno un rischio
riproduttivo a prescindere dal partner


mutazioni dominanti ad esordio tardivo (corea di
Huntington, atassie spinocerebellari)
mutazioni dominanti a penetranza incompleta
portatori in cui il rischio si manifesta solo
nel caso di unione con un altro portatore

mutazioni autosomiche recessive
– con familiarità (coppia già a rischio)
– senza familiarità (valutare la consanguineità)
ogni individuo è portatore sano di almeno
8 malattie genetiche recessive,
di cui 3 letali




fratelli, genitori-figli
fratellastri, zii-nipoti
cugini diretti (0.5%)
secondi cugini




1/4 omozigosi
1/8 omozigosi
1/16 omozigosi
1/64 omozigosi
i difetti congeniti hanno un rischio empirico raddoppiato in
caso di coefficiente di consanguineità 1/16
le conseguenze genetiche della consanguineità non
possono essere valutate da un esame cromosomico che
pertanto risulta inutile
La fibrosi cistica è la malattia autosomica
recessiva letale più frequente

100
80
Il grafico indica in quale percentuale dei casi un test rapido di
laboratorio potrebbe identificare i portatori sani eterozigoti
nelle varie etnie
Ebrei Ashkenazi
Nordeuropei
40
Sudeuropei
%
60
Afroamericani
Ispanici
20
0
Asiatici
coppia con familiarità per anomalie cromosomiche è
indicazione all’esecuzione di un cariotipo fetale e
l’estensione dell’indagine ai parenti

traslocazioni reciproche autosomiche
– maggiori sono le dimensioni cromosomiche
minore è la possibilità di una gravidanza a
termine

traslocazioni X-autosoma
– maschi sterili, rischio 20-40%

traslocazioni robertsoniane
– non 21 60% cariotipo bilanciato
– 21 15% rischio di Down

inversioni
– pericentriche varianti dell’1, 9, 16 e Y, in altri
casi il rischio è 5-10%
– paracentriche, rischi inferiore allo 0.5%
Traslocazioni
La traslocazione Robertsoniana
avviene tra due cromosomi
acrocentrici. Questi cromosomi
( 13, 14, 15, 21 e 22 ) hanno
solo il braccio lungo (q) che
contiene geni, mentre il
telomero è posizionato
all’estremità del cromosoma.
Robertsoniana
reciproca
inversioni
Paracentrica,
braccio corto
Paracentrica,
braccio lungo
Pericentrica
Un precedente figlio con
anomalie cromosomiche
Aumenta il rischio in caso di:
 tutte le trisomie non mosaico
 47, XXY (s. Klinefelter)
 riarrangiamenti strutturali
 marker cromosomi
Le alterazioni cromosomiche sono
più frequenti al crescere dell’età
materna, mentre le mutazioni
puntiformi sono legate al numero
di divisioni cellulari che
avvengono circa ogni 15 gg nella
linea germinale maschile
Tritest
interpretazione dei risultati
anomalia
fetale
difetti del tubo
neurale*
AFP
hCG
uE
Normal
Normal
Trisomia
21
Trisomia
18
* NTD: anencefalia, spina bifida and encefalocele.
Patologia fetale
NTD - AFP solo
Trisomia 21 - Tritest
Trisomia 18 - Tritest
Sensibilità
75-80% spina bifida
95%
anencefalia
70% sindrome di
Down
80% sindrome di
Edward
Anomalie ecografiche maggiori
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
rischio di aneuploidia
idrope <17 settimane
igroma cistico
canale A-V
oloprosencefalia
onfalocele
idrope >24 settimane
difetti cardiaci
atresia duodenale
ostruzione vescicale
Ernia diaframmatica
Arti più corti
Idrocefalo
Piede torto
Schisi facciale
ecografia

“segni minori”
ispessimento plica nucale
valore predittivo (%)
6
5
Echogenic bowel
4
femore corto
3
focus ecogeno intracardiaco
2
1
pielectasia renale
0
donne a basso donne ad alto
rischio
rischio
cisti del plesso coroideo
Frequenza di anomalie cromosomiche
negli aborti spontanei (39.8%-40.9%)





trisomie autosomiche 49-52%
Turner (45, X) 15-19%
triploidia (69) 15-16%
tetraploidia (92) 5-6%
altre anomalie 6-14%
Trisomia 21
Il 70% delle
gravidanze
non giunge
a termine
Trisomia 21, sindrome di Down
in Italia 40.000 casi
Occhi inclinati verso l’alto
Ipotiroidismo, ipotonia
iperlassità articolare
viso tondo e mento piccolo
ipotelorismo (ridotta distanza
tra gli occhi)
macroglossia (lingua grande
e protrudente)
Brachidattilia
(dita corte)
solco palmare trasverso
cardiopatie congenite
leucemia
ritardo mentale
Morbo di Alzheimer
S. Klinefelter (47,XXY)
1:900 maschi



Il 50% delle gravidanze giunge a termine
Fenotipo maschile
Caratteristiche principali:
– Statura alta
– Ipogonadismo, bassi livelli di testosterone,
mancata produzione di spermatozoi
(azoospermia) e quindi sterilità
– Ginecomastia
– Sia l’intelligenza sia l’attesa di vita sono quasi
normali
Un precedente figlio con
anomalie cromosomiche
NON aumenta il rischio in caso di:
 47, XYY (47 cromosomi, doppia Y)
 Triploidia (69 cromosomi)
 Tetraploidia (96 cromosomi)
 sindrome di Turner (45 cromosomi,
monosomia del crom. X)
Monosomia X (45,X0)
1:2.500



Solo l’1% delle gravidanze giunge a termine
Errore nella spermatogenesi nell’ 80% dei casi e
non correla con l’età dei genitori
Caratteristiche principali:
–
–
–
–
–
linfedema periferico
pterigio del collo (collo corto “a tenda”)
bassa statura
amenorrea primaria
talvolta sono presenti anche cardiopatia, ipertensione
e anomalie renali.
– Sia l’intelligenza sia l’attesa di vita sono normali
TRIPLOIDIA
Frequenza alla nascita = 1/10.000
Frequenza negli aborti = 1/14
Cariotipo 69,XXY 57%
Cariotipo 69,XXX 40%
Cariotipo 69,XYY 3%
Tipo I, corredo sovrannumerario
paterno
Feto microcefalico o normale
Placenta ingrossata
Tipo II, corredo sovrannumerario
materno
Ritardo di crescita
Feto con macrocefalia relativa
Placenta poco sviluppata
Nati vivi
Basso peso
Asimmetria cranio-facciale e difetti di ossificazione del cranio
Microftalmia, ipertelorismo, micrognazia
Sindattilia cutanea, piedi torti
Anomalie genitali, ipoplasia delle surrenali
Cardiopatie
feto con anomalia
cromosomica (mosaicismo)




trisomie a mosaico 8, 9, 13, 18, 21
crescita in coltura di cellule materne
mosaicismo vero (livello III)
pseudomosaicismo (livelli II e I)
La FISH è una tecnica che permette il riconoscimento delle
sequenze geniche direttamente sui cromosomi.
Si rende fluorescente un frammento di DNA e lo si fa ibridare con la
sequenza complementare in situ.
Sonde FISH
subtelomero
centromero
locus
intero
cromosoma
PAINTING: ogni cromosoma risulta colorato in
fluorescenza in modo distinguibile dagli altri. I colori
sono poi modificati e resi più evidenti al computer
Nuove possibilità diagnostiche
prenatali non invasive

Cellule fetali nel sangue materno
– Le cellule fetali possono attraversare la placenta e circolare nel sangue
di una donna gravida
– In circolo è presente una cellula fetale nucleata (eritrociti nucleati) per
100.000- 1.000.000 di cellule materne
– Queste cellule possono persistere per anni dopo il parto

DNA fetale nel plasma materno
– Nel plasma sono presenti DNA e RNA liberi di origine fetale
– La rilevazione è più semplice rispetto alle cellule fetali ed è stata
utilizzata per la diagnosi di malattie genetiche di origine paterna
– Il DNA fetale è distinguibile da quello materno perché meno metilato
– Livelli aumentati di DNA fetale sono trovati nella trisomia 21
– Il DNA fetale sparisce pochi minuti dopo la nascita