Approccio alle malattie
genetiche pediatriche:
diagnosi e clinica
Mutazione
E’ una modificazione permanente, ereditabile, di una
o più basi nella sequenza del DNA (genotipo).
Il DNA non codificante è circa il 95% del totale.
Il Fenotipo è dovuto ai caratteri geneticamente
determinati e che vengono trasmessi con modalità
Dominante o Recessiva tramite autosomi o
eterosomi (soprattutto X-linked).
SINDROME
Difetti multipli legati ad un’unica
causa (genetica e non) precoce
(embrione) che agisce su più campi
di sviluppo durante l’embriogenesi.
Caratteristiche delle sindromi
monogeniche
• Sono molto numerose.
• Sono dovute a mutazioni di un SINGOLO GENE.
• Riconoscono meccanismi di trasmissione
mendeliana (AD, AR, X-linked).
• Una stessa mutazione può presentarsi con
fenotipi differenti: il fenotipo origina infatti
dall’interazione di diversi fattori.
Principali Sindromi monogeniche
Sindrome a trasmissione AUTOSOMICA DOMINANTE
• ACONDROPLASIA
4p16.3
• ANGELMANN
15q11-q13
• BECKWITH WIEDEMANN
11p15
• CORNELIA DE LANGE
3q26.3
• NOONAN
12q24.2-q24.31
• PREDER WILLI
15q11
• WILLIAMS
7q11
Sindrome a trasmissione AUTOSOMICA RECESSIVA
• BARDET BIEDL
• FANCONI
Sindrome a trasmissione X-LINKED
• X FRAGILE
ANOMALIE CROMOSOMICHE
Si indicano tutte le alterazioni che riguardano
il NUMERO o la STRUTTURA dei cromosomi
Le anomalie cromosomiche sono responsabili
di circa il 50% degli aborti spontanei
e sono un’importante causa di malformazioni
Si stima che 1 neonato su 170 presenti
un’anomalia cromosomica
L’epidemiologia delle anomalie cromosomiche
Principali Sindromi cromosomiche
• SINDROME DI DOWN
(trisomia 21)
• SINDROME DI EDWARDS
(trisomia 18)
• SINDROME DELL’ X FRAGILE
• SINDROME DI TURNER
(XO)
• SINDROME DI KLINEFELTER
(XXY)
TRISOMIE
Le trisomie sono le anomalie cromosomiche più frequenti
nella specie umana
26%
Trisomia del cromosoma 21
TRISOMIA 21
1 neonato: 750
1:222 di tutte le gravidanze
Età materna Rischio di trisomia 21
•
•
20-24
>45
1:1400
1:25
In circa il 4% dei soggetti Down, la trisomia del cromosoma 21
è conseguente a traslocazione robertsoniana presente in uno
dei genitori
Per questo motivo è necessario effettuare l’indagine citogenetica
in tutti i soggetti Down anche quando la diagnosi clinica è ovvia
Down
:45,XX,t(14;21)
Traslocazioni Robertsoniane
Nor
Bil
Tris. 14
Mon 14
Mon 21
Tris 21
La Sindrome di Down può essere diagnosticata :
• 12°-13° SG
VILLOCENTESI
(prelievo di cellule da cui si svilupperà la
placenta, i villi coriali appunto)
16°-18° SG
AMNIOCENTESI
(prelievo di con una siringa di una piccola
quantità del liquido amniotico, che avvolge il
feto all’interno dell’utero)
Proposte a donne ad ALTO RISCHIO:
• Età superiore a 35 anni
• Precedente figlio con S. di Down
Donne < 35 anni:
• Test sierologico “TRIPLE TEST” (15°-17°SG)
↓ alfa-fetoproteina
↓ estriolo libero
↑ beta HCG
• Ecografia fetale:
plica nucale
femore corto
anomalie cardiache o gastrointestinali
Plica nucale in trisomia 21
Nei feti affetti da cromosomopatia lo spessore del derma a livello
nucale risulta aumentato
Trisomia 21 e Sindrome di Down
I tratti fenotipici sono molteplici, nessuno patognomonico di
per sé, ma assai caratteristici nel loro insieme, e spesso
consentono la diagnosi alla nascita.
• IPOTONIA ASSIALE
• Riflesso di Moro +/• LASSITA’ DELLE ARTICOLAZIONI
• CRANIO BRACHICFALICO CON OCCIPITE PIATTO
Piega palmare unica
Problemi di salute nelle persone Down
• Anomalie cardiache congenite (30-50%)
• Atresia o stenosi duodenale congenita
• Cataratta congenita (15%)
• Malattie polmonari croniche (30%)
• Epilessia (37%)
• Elevata incidenza di patologie autoimmuni.
• Elevata incidenza di leucemia mieloide acuta.
• Grado variabile di ritardo mentale.
• Ritardo di crescita.
• Deficit sensoriali acquisiti (50%): udito, vista
• Osteoporosi con conseguente frattura delle ossa lunghe (50%)
• Demenza presenile tipo Alzheimer (42%)
Anomalie cardiache congenite (30-50%)
LIEVI
(come alcune comunicazioni interventricolari)
possono andare verso una risoluzione spontanea
GRAVI
possono essere corretti chirurgicamente in modo
definitivo o palliativo
Dopo i 18 anni è poi necessario eseguire periodicamente (a distanza di 4-5
anni)
un
ecocolordoppler
cardiaco,
per
evidenziare
l'eventuale
comparsa di un prolasso della mitrale che ha in queste persone una
incidenza del 50% rispetto al 15% delle persone che non hanno la SD.
Eccesso di peso e obesità
Aumento improvviso dell'andamento dei vari centili del peso, a
partire dall'età di 9 anni
Malattie autoimmuni
Celiachia, Diabete, ipotiroidismo ………
Il 50% delle persone con SD presentano
ipotiroidismo subclinico (TSH 5-10 mU/L, FT3 e FT4 normali)
Con il tempo tende a progredire verso l’ipotiroidismo comclamato.
Controllo ortopedico
Il più rilevante di questi problemi è la dislocazione atlanto-assiale,
cioè l'allontanamento del dente dell'epistrofeo dalla lamina
anteriore dell'atlante
Sintomatologia clinica può essere:
• assente
• modeste turbe neurologiche (formicolio agli arti superiori)
• più gravi (difetti della deambulazione, mancato controllo degli
sfinteri, paralisi completa e morte) quando il dente dell'epistrofeo
determina una compressione sul midollo spinale
Il difetto è in genere dovuto (10% dei soggetti) a malformazione del
dente dell'epistrofeo ed alla lassità dei legamenti che lo tengono
aderente all'atlante, ma solo l'1% di queste va incontro aconseguenze
più gravi.
Demenza presenile tipo Alzheimer (42%)
Rischio aumentato rispetto alla popolazione non Down di andare
incontro al morbo di Alzheimer
Il gene precursore della sostanza amiloide (una delle
componenti anatomopatologiche dell'Alzheimer) è localizzato
nel cromosoma 21 e viene espresso in eccesso
Ne consegue che la sostanza amiloide si deposita
precocemente nel cervello dei soggetti con SD, in particolare
negli strati superficiali dei lobi frontali cerebrali
MONOSOMIE
Meiosi I
Meiosi II
Metafase I
Un gamete con un cromosoma in più si può
formare in seguito a non-disgiunzione alla
meiosi I o alla meiosi II
Anafase I
Non disgiunz. alla MI
46 cromos
22 cromos
22 cromat
24 cromos
22 cromat
24 cromat
24 cromat
Non disgiunz. alla MII
46 cromos
23 cromos
23 cromat
23 cromos
23 cromat
24 cromat
22 cromat
Monosomie autosominche complete
mai riscontrate nel soggetto vivente
Aborto
Possibili monosomie dei cromosomi sessuali
La maggior parte dei soggetti 45,X si origina in
seguito a un errore nella spermatogenesi o alla
perdita del cromosoma del sesso di origine paterna
nelle prime fasi dell’embriogenesi
Cariotipo: 45,X (~1/2.500 neonati femmine)
Feto con cariotipo 45,X
45,X fetuses are
frequently
associated
with nuchal cysts,
severe
lymphedema,
or hydrops fetalis.
Cariotipi associati alla sindrome di Turner
45,X
46,X,i(Xq)
45,X/46,XX
L’isocromosoma Xq è sempre inattivo.
L’associazione i(Xq)/sindrome di Turner suggerisce che la
sindrome è dovuta a aploinsufficineza di geni localizzati in Xp
Caratteristiche tipiche della SdT e
patologie associate:
 Ipogonadismo
ipergonadotropo
 bassa statura
 anomalie cardiovascolari, renali
 dismorfismi facciali,
anomalie mani e piedi
 linfedema,
 Patologie autoimmuni
(celiachia, tiroidite,
diabete mellito)
 Ipertensione
 Aumentato rischio di
sviluppare
sovrappeso/obesità
SINDROME DI TURNER
• GH
• ESTROGENI..ESTRO- PROGESTINICI
La terapia endocrinologica ha lo scopo di
migliorare
la prognosi
staturale e di
indurre e mantenere i caratterri sessuali
secondari
Sindrome di Klinefelter
Frequenza alla nascita: 1 su 1000 neonati maschi
Soggetti affetti : 47 cromosomi, con un cromosoma X sovrannumerario
Cariotipo: 47, XXY
• ipogonadismo (testicoli di dimensioni ridotte)
• bassi livelli di testosterone
• mancata produzione di spermatozoi
(azoospermia)
• sterilità
• sproporzione tra lunghezza degli arti e tronco
• statura superiore alla media
la maggior parte ha difficoltà verbali
I bambini, imparano spesso a parlare molto più tardi rispetto ai
coetanei e possono avere difficoltà ad imparare a leggere ed a
scrivere
Come e quando è diagnosticata l'XXY?
Prima della nascita:
amniocentesi o CVS
Prima Infanzia:
Difficoltà del bambino nell'imparare a comunicare;
Difficoltà con lettura e scrittura;
Atteggiamento timido e passivo
(n.b.: molti bambini hanno queste caratteristiche pur non
avendo la sindrome XXY)
Alta statura
Adolescenza:
per lo sviluppo di ginecomastia e ritardo di pubertà
disposizione ginoide adipe
Diagnosi spesso viene posta solo in età adulta, nel
corso di analisi eseguite per infertilità di coppia:
circa il 10% dei maschi azoospermici (con liquido
seminale privo di spermatozoi) presenta sindrome di
Klinefelter
SINDROME DI KLINEFELTER
• Alta statura disarmonica
• Ipogonadismo ipergonadotropo
• Ginecomastia
• Obesità (adulti)
• Ritardo mentale lieve, variabile
XXY
• sviluppo puberale completo
• alta statura
• aspetto modestamente ginoide
• evidente dissociazione tra lo
sviluppo del pene e delle gonadi con
grave ipotrofia testicolare.
CARIOTIPO 47 XXY
S.KLINEFELTER
FOLLOW-UP periodico per
eventuale indicazione
terapeutica sostitutiva
DELEZIONI
Wolf-Hirschhorn syndrome patients: 4p( circa 1:50.000)
Delezione cromosomica terminale in 4p e
sindrome di Wolf-Hirschhorn
Le
malformazioni
fenotipiche
associate
alla delezione
sono causate
dalla
monosomia
per una serie
di geni
contenuti
nella
regione deleta
Esempio di delezione interstiziale
Delezione di un cromosoma 15q11-q13 e sindrome di Prader-Willi.
Questa delezione ha una frequenza di circa 10.000
~4 Mb
15
N.B.: delezioni di questa taglia sono ai limiti del rilevamento microscopico.
Ai fini diagnostici occorre quindi utilizzare metodi di citogenetica molecolare
(FISH)
• Delezione del braccio lungo
cromosoma 15
di origine paterna
• Disomia uniparentale materna
• Traslocazione
• Mutazione dell’Imprinting Center
Tecniche diagnostiche
• CARIOTIPO con “allungamento” (> 550 bande)
• Ricerca dei POLIMORFISMI GENETICI
(per disomia uniparentale materna)
• FISH (Fluorescent in situ Hybridization)
l’adesione della sonda di DNA (complementare
alla regione 15q11-13) al cromosoma 15 si
evidenzia come un’immagine fluorescente
• Test di METILAZIONE del DNA
permette di evidenziare una delezione e di
differenziarne l’origine (paterna o materna),
senza la necessità di studiare il cariotipo dei
genitori
fenotipo tipico
fenotipo più lieve,
migliori funzioni cognitive
disomia e
trisomie 15 (mosaici)
fenotipo più grave
Prader-Willi
Syndrome
(circa 1:10.000)
SINDROME di PRADER – WILLI (PWS)

è la forma più comune di obesità su base genetica,
dovuta ad una anomalia del cromosoma 15

incidenza: 1:10.000 - 1:16.000
•
ipotonia neonatale generalizzata
•
tipiche note dismorfiche
•
ritardo psicootorio variabile
•
iperfagia
•
ipogonadismo
•
iposomia
obesità grave
Iperfagia
Obesità
Gravi
complicanze
Morte prematura
PWS: Criteri maggiori ( Holm)
1 - Ipotonia neonatale ed infantile che si risolve con
l’età
2 - Difficoltà di alimentazione nell’infanzia con
stentato accrescimento ponderale
3 - Obesità centrale che inizia tra 1 e 6 anni di età
4 - Tratti somatici caratteristici (occhi a mandorla;
strabismo; microdontia; bocca con angoli rivolti in
giù)
5 - Ipogonadismo:
ipogenitalismo
e
sviluppo
puberale incompleto
6 - Sviluppo psicomotorio ritardato e deficit mentale
7 - Problemi comportamentali (iperfagia)
8 - Anomalie citogenetiche / molecolari tipiche
3 anni
PWS: Criteri minori (Holm)
1 - Anamnesi neonatale tipica
2 - Caratteristiche comportamentali (accessi di
ira, atteggiamento ossessivo/compulsivo)
3 - Disturbi del sonno / apnea
4 - Iposomia dall’età di 15 anni
5 - Ipopigmentazione
6 - Acromicria (mani < 25°c.le , piedi < 10° c.le)
7 - Mani affusolate con margine ulnare
rettilineo
8 - Anomalie oculari
9 - Saliva densa e viscosa
10 - Lesioni cutanee da grattamento
11 - Deficit del linguaggio
DISTURBI DELLA TERMOREGOLAZIONE
IPOGONADISMO
IPOSOMIA
DISFUNZIONE
IPOTALAMICA
IPOTONIA
IPERFAGIA
DISTURBI DEL SONNO
RIDOTTA SENSIBILITA’ AL DOLORE
GH
CARDIOLOGO
ORTOPEDICO
OCULISTA
OTORINOLARINGOIATRA
FISIOTERAPISTA
LOGOPEDISTA
EDUCATORI
PEDIATRA
DIETOLOGO
PSICOLOGO
SPECIALISTA ENDOCRINOLOGO
FAMIGLIA
Chromosome 7q deletion and Williams syndrome
(circa 1:20.000)
q11.23
(1,5 Mb)
7
N.B.:Non identificabile con citogenetica classica
Sindrome di Williams
Effetti delle
autosomiche
sul fenotipo
Effetti
delletrisomie
aneusomie
sul fenotipo
In generale :
Basso peso alla nascita
Ritardo mentale
Bassa statura
Facies dismorfica
Varie anoamlie di m ani e piedi
Difetti cardiaci congeniti
Malformazioni cerebra li
Malformazioni del sistem a genito -urinario
TRASLOCAZIONI
Cromosoma in
aneuploidia
1 trisomia
2 trisomia
3 trisomia
4 trisomia
5 trisomia
6-12 trisomia
13 trisomia
14 trisomia
15 trisomia
16 trisomia
17 trisomia
18 trisomia
19-20 trisomia
21 trisomia
22 trisomia
In 85.000 gravidanze:
455 traslocazioni:
0,5%
Numero fra Numero fra
gli aborti
i neonati
spontanei
0
0
159
0
53
0
95
0
0
0
561
0
128
17
275
0
318
0
1229
0
10
0
223
13
52
0
350
113
424
0
XYY disomia
XXY disomia
XO monosomia
XXX trisomia
4
4
1350
21
46
44
8
44
Traslocazioni
239
216
Triploidi e
Tetraploidie
Mosaici
1275
450
280
0
0
49
.
Traslocazioni reciproche
e
loro conseguenze
In seguito alla traslocazione si formano due
cromosomi derivativi
der(4)t(4;8)(p16;p23)
and
Wolff-Hirschhorn syndrome
Sindrome dell’ X FRAGILE (o di Martin Bell)
E’ La causa più comune di ritardo mentale nel maschio, ed è la
seconda per importanza in totale dopo la S. di Down.
Colpisce circa 1 / 4000 nati
Legata alla presenza di un sito fragile sul cromosoma X.
Mutazione responsabile della espansione di una tripletta (CGG) nel
gene denominato FMR-1 localizzato nella regione Xq27.3:
condizioni normali:
soggetti con premutazione:
soggetti affetti:
n° triplette
6 – 50
50 – 200
> 200
AMPLIFICAZIONE
ipermetilazione responsabile di mancata
trascrizione e frattura cromatidica
La transizione da stato di premutazione a quello di mutazione è
possibile solo nell’ambito della meiosi femminile in seguito ad un
meccanismo di imprinting materno.
Alla nascita il fenotipo normale
In seguito:
• alta statura
• macrocefalia
• facies allungata con mento prominente
• Ipertelorismo
• padiglioni auricolari ampi e sporgenti
• palato ogivale
• iperlassità articolare
• macrorchismo con esordio puberale
• Ipotonia
• RITARDO MENTALE evolutivo medio-grave
Neonato con malformazioni multiple
Avvio di un processo diagnostico complesso il cui obiettivo
primario è giungere ad una precisa definizione nosologica.
ITER DIAGNOSTICO spesso problematico :
Identico pattern fenotipico può riconoscere cause
e processi evolutivi diversi.
ITER DIAGNOSTICO
1. Indagine anamnestica.
2. Analisi del fenotipo.
3. Esecuzione di indagini specialistiche.
ESPERIENZA
ANAMNESI
1. FAMILIARE
compilazione di un albero genealogico
possibili fattori preconcezionali :
CONSANGUINEITA’,POLIABORTIVITA’, MORTI
NEONATALI, ETA’ AVANZATA PATERNA O
MATERNA.
2. GRAVIDICA
3. PERINATALE