Punto 2

Presenza o aSSenza di un gene

In che modo ci si può accorgere della presenza o dell’assenza o della modificazione di un gene? Home

Per rispondere a questa domanda possiamo servirci dell’esempio di due patologie:

L’ANEMIA FALCIFORME

NOMI ALTERNATIVI: drepanocitosi

malattia da Hb S

Sickle-Cell-Disease(SCD)(in inglese Sickle significa falce)

COSA E’: un’anemia emolitica cronica ereditaria caratterizzata dalla presenza nel sangue di globuli rossi a forma di falce (drepanos in greco significa falce).

Le forme alterate dell’emoglobina (Hb), una grossa e importante proteina che cattura l’ossigeno nei polmoni e lo trasporta nei vari tessuti, tendono ad aggregarsi fra loro; quindi, gli eritrociti che la contengono perdono la loro peculiare elasticità e forma: incontrano, così, difficoltà a scorrere nei capillari e creano blocchi o rallentamenti all’interno di questi ultimi.

DIFFUSIONE: in Italia è rara, presente quasi esclusivamente in persone di origine siciliana.

Nel mondo e’ comune fra i neri americani e nell’Africa tropicale (in questo paese si può notare che e’ particolarmente diffusa nelle zone frequentate dalla zanzara anofele, portatrice della malaria: infatti, i soggetti portatori sani dei geni dell’ SCD resistono meglio a questa malattia).

Poiché è una malattia autosomica recessiva, ovvero una patologia che si manifesta solo se lo sventurato possiede un’alterazione in entrambi i geni per l’emoglobina beta, una persona può essere:

sana se presenta omozigosi (AA) per l’emoglobina "normale" quindi

avrà tutti i globuli rossi a forma di disco

portatrice sana se presenta eterozigosi (AS) e avrà quindi

globuli rossi sia a forma di falce sia con la normale morfologia (fig.1)

malata se presenta omozigosi ss (S = sickle) quindi tutti eritrociti a forma di falce (fig.2)

Ora vediamo in modo molto semplice la probabilità che ha un bambino di ammalarsi di questa patologia se i suoi genitori sono:

1. entrambi sani :

*	A	A
A	AA	AA
A	AA	AA

Quindi ovviamente i figli saranno tutti sani.

2.entrambi malati

*	S	S
S	SS	SS
S	SS	SS

Caso ipotetico , tutti i figli malati!

3.uno sano e l’altro portatore:

*	A	S
A	AA	AS
A	AA	AS

Tutti i figli saranno sani ma ogni figlio avrà probabilità ½ di esser portatore

4.uno sano e l’altro malato

*	S	S
A	AS	AS
A	AS	AS

Caso ipotetico, tutti i figli saranno portatori sani

5.due portatori

*	A	S
A	AA	AS
S	AS	SS

Ogni figlio avrà probabilità ¼ di esser sano

½ di eSSer portatore sano ( ¼ + ¼ )

¼ di eSSer malato

6.due malati

*	S	S
S	SS	SS
S	SS	SS

Caso ipotetico, tutti i figli malati

7.un malato e un portatore

*	S	S
A	AS	AS
S	SS	SS

Caso ipotetico, ogni figlio avrà probabilità ½ di esser portatore sano e

½ di esser malato

P.S. bisogna far due importanti considerazioni a margine di queste tabelline:

e’ assolutamente improbabile che un malato possa dare origine a una progenie, quindi i casi 2 ,4,6 e7 sono solo speculazioni
ricordarsi che la SCD e’ una malattia AUTOSOMICA RECESSIVA, quindi e’ ininfluente sapere chi dei due genitori è portatore della malattia; affinchè la malattia si manifesti è necessaria la condizione di omozigosi.

DIAGNOSI: la si può ottenere attraverso diversi tipi d’indagine del fenotipo, usando strumenti più o meno complessi:

_attraverso l’esame dei sintomi possiamo osservare il fenotipo clinico:

Sintomi dovuti all’emolisi

	anemia cronica
	ittero
	calcolosi della colecisti
	scarso accrescimento
	deficit di maturazione sessuale

Sintomi dovuti all’occlusione dei vasi sanguigni

crisi di dolore acuto a livello muscolo-scheletrico e addominale

dactilite (tumefazione dolorosa del dorso delle mani e dei piedi)

asplenia funzionale (la milza va incontro a degenerazione spontanea)

facilità alle infezioni batteriche come conseguenza dell’asplenia.

infarti cerebrali

priapismo (erezione dolorosa del pene)

necrosi (morte di un tessuto) ossee

le persone che posseggono i geni mutati su entrambi i cromosomi presentano generalmente debolezza, sonnolenza e emicrania in maniera maggiore degli individui sani.

_ attraverso l’osservazione delle morfologia degli eritrociti è fenotipo cellulare:

i globuli rossi del paziente affetto dall’anemia presentano la caratteristica forma a falce da cui prende il nome la malattia.

_ attraverso l’analisi della molecola dell’emoglobina e della sua sequenza primariaè fenotipo molecolare:

con l’elettroforesi (si basa sulla constatazione che l’emoglobina "malata" e’ composta da un aminoacido con carica diversa da quella sana, quindi si comportera’ in modo diverso! )

o analizzando la sequenza degli aminoacidi della catena β con lo scopo di vedere se in posizione 6 vi è glutamato o valina.

Nel secondo caso avremo la conferma che la catena in questione è il prodotto primario del gene"malato".

_ un ultimo livello d’indagine e’ l’analisi del DNA. In questo caso si ricerca il problema alla "fonte":

si può agire già alla nascita prelevando dal feto il campione di DNA; lo si tratta con nucleasi di restrizione poi si separano per elettroforesi su gel tutti i frammenti di DNA ottenuti, inclusi quelli che contengono il tratto del gene β-globinico interessato dalla mutazione.poi si tratta il gel con una sonda di DNA che rivela solo i frammmeni di restrizione in cui si trova il gene β-globinico. Si usano due diverse sonde sintetiche ,una corrispondente al DNA di sequenza normale e una corrispondente alla sequenza mutante. Le sonde sono marcate con isotopi radioattivi o con un colorante fluorescente incorporato direttamente nel prepararle.

FONTI : www.salus.it/dol/anemia.html

www.naturalia.net/notizie/Anemia_falciforme.asp

www.provvstudi.reteunitaria.fi.it/sisf/scuole/medie/cavalcanti/geni/falciforme.htm

www.kwsalute.kataweb.it/Scheda/0,1056,364,00.html

Baby Net: Sickle Cell Disease

Sickle Cell Disease

Sickle Cell Anemia

Sickle Cell Information Center

www.gravidanzaonline.it/prevenzione/diagn_pren_anemie.htm

Web.tiscali.it/ambupedy/drepanocitosi.htm

FIBROSI CISTICA

NOME ALTERNATIVO : mucoviscidosi

Cystic Fibrosis (in inglese)

COSA E’ : La fibrosi cistica (FC) è una grave malattia ereditaria ed evolutiva che colpisce indifferentemente i maschi e le femmine. Nelle persone affette da FC le secrezioni delle ghiandole esocrine (cioè i liquidi biologici come il muco, il sudore, la saliva, lo sperma, i succhi gastrici) sono molto più dense e viscose del normale

Il gene responsabile della malattia è stato identificato ed è localizzato sul cromosoma 7. Il gene codifica per una proteina chiamata CFTR (Cystic fibrosis transmembrane regulator). La proteina CFTR ha un ruolo importante nel regolare la quantità di cloro che viene secreto insieme ai liquidi biologici. Nei pazienti affetti da FC il gene della CFTR è alterato, in genere a causa di mutazioni puntiformi. Queste alterazioni fanno sì che la proteina non venga più prodotta, o che venga prodotta ma in una forma non funzionale. A causa del deficit della proteina, le secrezioni contengono una scarsa quantità di acqua e di sali, che ne modifica drasticamente le proprietà. Attualmente sono state descritte circa 720 diverse mutazioni nei pazienti affetti da FC. Alcune di queste mutazioni sono più comuni, altre più rare.

DIFFUSIONE : è la più comune malattia autosomica recessiva letale nella prima infanzia, presente in tutti i gruppi etnici. La prevalenza dei neonati con FC nelle diverse popolazioni Caucasiche è stimata in 1/2200-1/2500. Di conseguenza un soggetto ogni 20-25 è eterozigote ( portatore sano) per la mutazione. L’elevata frequenza del gene-malattia suggerisce un’origine molto antica ed un vantaggio selettivo degli eterozigoti nei confronti di alcune infezioni, come suggeriscono alcuni risultati in vitro che dimostrano una loro maggiore resistenza agli effetti della tossina del vibrione del colera.

Cosa vuol dire essere portatore del gene FC ?

Portatore è colui che nel proprio corredo cromosomico possiede solo un gene FC, senza avere per questo alcun segno di malattia. Egli ha ereditato il gene da uno dei genitori e a sua volta può trasmetterlo ai figli. Il portatore del gene FC è a rischio di avere figli con fibrosi cistica solo se si unisce con un altro portatore.
Quale rischio può esserci di avere un figlio con fibrosi cistica?

Se entrambi i genitori sono portatori:

Al momento dei concepimento un figlio acquista 23 cromosomi dallo spermatozoo paterno e 23 cromosomi dall’ovulo materno; ogni bambino eredita quindi metà geni dal padre e metà dalla madre, Se i due genitori sono entrambi portatori non è detto che tutti i loro figli siano affetti da fibrosi cistica, essi infatti possono avere figli sani, figli portatori o figli malati. Queste diverse probabilità si presentano ad ogni nuovo concepimento.
In particolare, due genitori entrambi portatori, a ogni gravidanza hanno:

una probabilità su 4 (25%) di avere un figlio con la fibrosi cistica. In tale caso entrambi i genitori hanno trasmesso il gene FC;

una probabilità su 4 (25%)di avere un figlio sano e non portatore. Nessuno dei genitori ha trasmesso il gene della fibrosi cistica;

due probabilità su 4 (50%)di avere un figlio sano, ma portatore dei gene FC. Uno solo dei due genitori ha passato il gene FC.

Se uno solo dei genitori è portatore:

Quando un persona che sappiamo essere portatrice si unisce con un’altra persona, nella quale non è stata individuata alcuna mutazione, questa coppia ha scarse probabilità di avere un figlio ammalato.
La sicurezza assoluta di non avere un figlio con fibrosi cistica tuttavia non c’è, in quanto con gli esami oggi disponibili la probabilità di avere una mutazione in qualche punto del gene non può essere esclusa al 100%.
Una persona che dopo gli accertamenti non è risultata essere portatrice viene definita come individuo "a bassa probabilità" di essere portatore.

Se nessuno dei genitori risulta portatore al test genetico:

Se entrambi i genitori non risultano portatori vi è un rischio molto ridotto che abbiano figli malati. Non è tuttavia possibile escludere al 100% questa possibilità perchè, come è già stato detto, con i test oggi disponibili non si identificano tutte le mutazioni. Quindi se una coppia, dopo lo studio delle mutazioni, è risultata a "bassa probabilità", quella coppia, ad ogni gravidanza, ha un probabilità estremamente ridotta ma non nulla di avere un figlio con la fibrosi cistica.

Senza lo studio delle mutazioni la probabilità che hanno di essere portatori è:

il fratello o la sorella di un soggetto con fibrosi cistica: 66%

lo zio o la zia di primo grado 50%

il cugino/a di primo grado 25%

il cugino di secondo grado 6%

DIAGNOSI:

_ attraverso l’esame dei sintomi possiamo osservare il fenotipo clinico :

SINTOMI: si osservano già nell'infanzia; generalmente sono: una tosse persistente, infiltrati polmonari ricorrenti, ritardo nell'accrescimento. Una minoranza di pazienti (circa il 17%) manifesta entro le prime 24 ore di vita un'ostruzione intestinale (detta ileo da meconio) caratterizzata da iperdistensione addominale e vomito. Normalmente, la malattia si manifesta nei primi due anni di vita.

sintomi respiratori : sono una costante, sono quelli che provocano le conseguenze più gravi. Il primo sintomo è la tosse, che diventa persistente e può causare un espettorato viscoso, purulento, che spesso assume un colorito verdastro se sussiste sovrainfezione da Pseudomonas.
A periodi di stabilità clinica si alternano periodi di peggioramento, con aumento della tosse, perdita di peso e deficit della funzione polmonare. Le infezioni polmonari sono la principale causa di decesso nei pazienti affetti da FC.

DIGESTIONE: oltre all'ileo da meconio neonatale, le conseguenze più gravi sono l'insufficienza pancreatica (nell'80-90% dei casi), il malassorbimento delle proteine e dei grassi ed, in alcuni casi, danni al fegato con fibrosi o accumulo di grassi (steatosi). Questo quadro è causato dall'eccessiva densità dei succhi digestivi secreti dal pancreas (che è una grossa ghiandola) e della bile (prodotta dal fegato). L'eccessiva densità di questi liquidi non di rado causa l'ostruzione dei dotti che dal pancreas o dal fegato arrivano all'intestino.

FERTILITA’ : Nei due sessi è comune un inizio ritardato della pubertà, spesso come conseguenza dei problemi polmonari e del malassorbimento degli alimenti. Il 95% dei maschi è sterile ed il loro sperma non contiene spermatozoi, mentre il 25% delle femmine è sterile a causa delle alterazioni del muco cervicale. Per le pazienti fertili la gravidanza ha un buon esito in più del 90% dei casi; le donne affette da fibrosi cistica sono generalmente in grado di allattare al seno i propri figli. La gravidanza può però aggravare i problemi respiratori, perciò è bene che le donne affette da FC si consultino attentamente con uno specialista prima di intraprendere una gravidanza.

ALTRI : In alcuni casi si osservano disturbi dovuti alla perdita di sali, diabete, sinusite e poliposi nasale. La perdita di sali rende i pazienti FC particolarmente sensibili ai colpi di calore. Le fasi avanzate della malattia possono essere caratterizzate dall'insorgenza di complicazioni dovute al sovraccarico dell'apparato cardio-respiratorio (insufficienza respiratoria e cuore polmonare cronico).

FUNZIONI INTELLETTIVE : nessun effetto

_ l’analisi del DNA:

Il prelievo di villi coriali costituisce un grande progresso nella diagnosi prenatale poichè permette una accurata analisi dei cromosomi del feto già a 11-12 settimane dal concepimento contro le 15-20 settimane necessarie per poter eseguire l' amniocentesi. I villi costituiscono uno strato placentare interposto tra la decidua basale che aderisce alla parete uterina, e il piatto coriale posto esternamente sul lato fetale della placenta. Nei villi sono presenti moltissime cellule in attiva riproduzione che permettono di studiare agevolmente il cariotipo e, naturalmente, anche il DNA.

UTILITÀ DELL' ESAME

Analisi eseguibili sui villi

Le analisi che possono essere eseguite sul campione di villi coriali sono:

determinazione del corredo cromosomico fetale (cariotipo) per escludere la presenza di eventuali anomalie cromosomiche (le indicazioni all'esecuzione dell' esame in questo caso sono le medesime già elencate per l' amniocentesi alla quale si rimanda per completezza) con il vantaggio di poter ottenere dei risultati in tempi molto brevi (con la preparazione diretta 40-72 ore). L'esame del cariotipo non è richiesto per la diagnosi di fibrosi cistica.

· studio di malattie genetiche: determinazione di errori congeniti del metabolismo attraverso analisi del DNA (come per la diagnosi di Fibrosi cistica) a mezzo di sonde specifiche in grado di legarsi ad un determinato gene o lo studio di enzimi e delle caratteristiche di alcuni metaboliti per la diagnosi di alcune importanti malattie del ricambio.

Test della Tripsina immunoreattiva (IRT)

· Nei neonati con FC sono presenti elevati livelli di tripsinogeno a causa della penetrazione nel sangue delle secrezioni pancreatiche a seguito del blocco del dotto pancreatico.

· Alla nascita i neonati con FC hanno livelli sierici di Tripsina che sono 3 volte più alti del valore medio normale. Tuttavia questi livelli elevati diminuiscono in modo relativamente veloce dopo la nascita ed il test non può più essere più svolto in modo attendibile dopo il 1° mese di vita

· Falsi negativi sono possibili in percentuali minime di bambini che risultano poi realmente affetti da FC

· Dei bambini senza FC, circa 1 su 200 hanno un valore falsamente positivo. Tuttavia eseguendo di nuovo il test dopo un mese, il test risulterà quasi sempre negativo mentre i bambini con FC avranno ancora valori elevati.

· Nei bambini in cui lo screening è risultato positivo viene eseguito il test del sudore che è il solo che permette di fare diagnosi

test del sudore:

consente di porre la diagnosi di fibrosi cistica attraverso la misurazione del Cloro e del Sodio presenti nel sudore, sempre elevati nei pazienti con fibrosi cistica.
L'esame dura circa 40 minuti, e' indolore, non richiede alcuna preparazione e puo' essere effettuato a partire dal 1° mese di vita.
Il test consiste nella stimolazione della sudorazione sulla parte volare dell'avambraccio tramite ionoforesi pilocarpinica della durata di 5 minuti.
Successivamente il sudore prodotto dalla parte viene raccolto con carta assorbente per 30 minuti. Al termine di tale periodo il prelevato viene opportunamente preparato ed analizzato.

FONTI : www.telethon.it/informagene/

Members.tripod.com/~fetalmedicine/cvs.html

www.meyer.it/servizi/fibrosi_cistica

www.biomedicina.net

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