Restagno Gabriella Torino 13° Convegno Patologia Immune E Malattie Orfane 21 23 Gennaio 2010...
Transcript of Restagno Gabriella Torino 13° Convegno Patologia Immune E Malattie Orfane 21 23 Gennaio 2010...
ASPETTI GENETICI DELLE PATOLOGIE OSSEE:
DISPLASIE SCHELETRICHE FGFR3-CORRELATE E CRANIOSTENOSICORRELATE E CRANIOSTENOSI
Gabriella Restagno, Alessandro Brussino
S.S. Diagnosi e consulenza genetica
E-mail: [email protected]
13°°°° Convegno: Patologia Immune e Malattie Orfane, Torino 23 gennaio 2010
DISPLASIE SCHELETRICHE
- Anomalie di crescita / sviluppo / differenziazione dello scheletro
- Prevalenza = 2-4/10.000 nati
- Oltre 370 malattie conosciute, la maggior parte sonomonogeniche: rare singolarmente ma frequenti nel complesso
-Classica distinzione in:-Classica distinzione in:OSTEOCONDRODISPLASIE = anomalie generalizzate e progressive (Acondroplasia, Osteogenesi imperfetta,…)
DISOSTOSI = anomalie di uno o poche ossa, non progressive (Craniosinostosi, polidattilia,…)
- Gene malattia identificato in più di 150 patologie: FGFR1, FGFR2, FGFR3, TWIST, COL2A1, COL11A1, COL9A2, COL9A3, SLC26A2, CHST3, PAPSS2, FLNA, FLNB, COMP, TRPS1, SHOX, SOX9, LMNA, …(Superti-Furga et al., AJMG-A, 2007)
INTERAZIONI TRA I GENI COINVOLTI
Hartmann, Curr Opin Genet Dev, 2009
CLASSIFICAZIONE
Numerose revisioni a partire dalla prima classificazione del 1971
(Mc Kuscick and Scott) fino a quella del 2006
(International Skeletal Dysplasia Society, Superti-Furga,
http://www.skeldys.org/content/Nosology-2006.11.0.html)
1. FGFR3 group 21. Neonatal osteosclerotic dysplasias 1. FGFR3 group 2. Type 2 collagen group 3. Type 11 collagen group 4. Sulphation disorders group 5. Perlecan group 6. Filamin group 7. Short-rib dysplasia (SRP) (with or without polydactyly) group 8. Multiple epiphyseal dysplasias and pseudoachondroplasia group 9. Metaphyseal dysplasias 10. Spondylometaphyseal dysplasias (SMD) 11. Spondylo-epi(-meta)physeal dysplasias (SE(M)D) 12. Severe spondylodysplastic dysplasias 13. Moderate spondylodysplastic dysplasias (brachyolmias) 14. Acromelic dysplasias 15. Acromesomelic dysplasias16. Mesomelic and rhizo-mesomelic dysplasias 17. Bent bones dysplasias 18. Slender bone dysplasias 19. Dysplasias with multiple joint dislocations 20. Chondrodysplasia punctata (CDP) group
21. Neonatal osteosclerotic dysplasias 22. Increased bone density group (without modification of bone shape) 23. Increased bone density group with metaphyseal and/or diaphyseal involvement 24. Decreased bone density group 25. Defective mineralization group 26. Lysosomal Storage Diseases with Skeletal Involvement (Dysostosis Multiplex Group) 27. Osteolysis group28. Disorganized development of skeletal components group29. Cleidocranial dysplasia group 30. Craniosynostosis syndromes and other cranial ossification disorders 31. Dysostoses with predominant craniofacial involvement 32. Dysostoses with predominant vertebral and costal involvement 33. Patellar dysostoses 34. Brachydactylies (with or without extraskeletal manifestations) 35. Limb hypoplasia–reduction defects group 36. Polydactyly-Syndactyly-Triphalangism group 37. Defects in joint formation and synostoses
PERCHE’ UN TEST GENETICO?
1. Conferma della diagnosi clinica
2. Possibilità di prevedere il decorso della malattia
(espressività variabile, associazione genotipo-
fenotipo)
3. Calcolo del rischio di ricorrenza3. Calcolo del rischio di ricorrenza
4. Possibilità di diagnosi prenatale
5. Possibilità di test predittivo
6. Esami clinici e test genetico estesi alla famiglia
7. Migliore caratterizzazione del rapporto genotipo-
fenotipo
DISPLASIE SCHELETRICHE DA MUTAZIONE NEL GENE FGFR3 (chr 4p16.3)
PATOLOGIA Eredità OMIM
1. FGFR3 Group
- Thanatophoric dysplasia type 1 (TD1) AD 187600
- Thanatophoric dysplasia type 2 (TD2) AD 187601
- SADDAN (severe achondroplasia-developmental delay-acanthosis nigricans)
AD 134934
- Achondroplasia AD 100800- Achondroplasia AD 100800
- Hypochondroplasia AD 146000
30. Craniosynostosis syndromes and other
cranial ossification disorders
- Crouzon-like craniosynostosis with acanthosis nigricans (Crouzonodermoskeletal syndrome)
AD
- Craniosynostosis Muenke type AD 602849
36. Polydactyly-Syndactyly-Triphalangism
Group
- Lacrimo-Auriculo-Dento-Digital syndrome (LADD)
AD 149730
• Recettore del fattore di crescita dei fibroblasti di tipo 3• Due isoforme (IIIa e IIIb)
• Espresso nel cervello, nella cartilagine e nei precursori delle cellule dell’osso
FGFR3
Dominio extracellulare
Dominio transmembrana
Dominio extracellulare di legame Ig-like
Dominio Tyr-kinasico
MUTAZIONI DI FGFR3
\TKdTKpIg2Ig1 Ig3 TM
MUENKE
P250R
HYP
S84L
LADD
D513N
CROU
A391E
HYP
Y278C
Dati ottenuti da http://www.ncbi.nlm.nih.gov/omim
\
TD1
TER807R
TER807C
HYP
K650Q
K650N
ACH
G375C
SADDAN
K650M
ACH
G380RTD1
R248C
S249C
TD2
K650E
TD1
G370C
S371C
Y373C
HYP
I538V
N540G
N540K
N540S
EFETTO DELLE MUTAZIONI DI FGFR3
Più probabilmente lega FGF2, 4, 9 e 18
Horton, GGH 22(4) 2006
G380R
Aumento dell’attività di FGFR3
PATHWAY ATTIVATI DA FGFR3
Horton, GGH 22(4) 2006
ACONDROPLASIA
DIAGNOSI ECOGRAFICA PRENATALE
DISPLASIA TANATOFORA
Cortesia dr. P. Gaglioti
Acondroplasia
MUTAZIONI FGFR3 IDENTIFICATE PRESSO LA SS DIAGNOSI E CONSULENZA GENETICA OIRM-S.ANNA (inizio attività specifica luglio 2009)
Ipocondroplasia
*
NEGATIVI
* 2/2 Post-natali
1/5 Pre-nataliPOSITIVI
3/7 = 43%3/25 = 12%
* 2/2 Post-natali
1/5 Pre-natali
Tutti casi postnatali
CRANIOSTENOSI
Fusione prematura di una o più suture craniche
1/2.000 – 1/5.000 nati vivi
Clinicamente eterogenee
Sovrapposizione clinica tra le diverse sindromi
A.Vesalius, De Humani Corporis Fabrica, 1543
PATOLOGIA Eredità OMIM
30. Craniosynostosis syndromes and other
cranial ossification disorders
- Crouzon-like craniosynostosis with acanthosis nigricans (Crouzonodermoskeletal syndrome)
AD
- Craniosynostosis Muenke type AD 602849
CRANIOSTENOSI DA MUTAZIONI NEI GENI FGFR3 (4p16.3), FGFR2 (10q26) e TWIST (7p21)
- Craniosynostosis Muenke type AD 602849
- Apert syndrome AD 101200
- Craniosynostosis with cutis gyrata (Beare-Stevenson)
AD 123790
- Crouzon syndrome AD 123500
- Pfeiffer syndrome (FGFR2-related) AD 101600
- Saethre-Chotzen syndrome AD 101400
FGFR2
18 Esoni, 2 isoforme generate per splicing alternativo
Descritte mutazioni missense (la maggior parte), ins/del, di splicing
2 mutazioni molto comuni nella S.di Apert: p.Pro253Arg e p.Ser252Trp
2 hotspot mutazionali nelle sindromi di Crouzon e Pfeiffer: 2 hotspot mutazionali nelle sindromi di Crouzon e Pfeiffer: Cys278 e Cys342
L’esone B del terzo dominio Ig-like è eliminato per splicing alternativo per formare il keratinocyte growth factor receptor (KGFR): molte mutazioni delle sindromi di Crouzon, Pfeiffer,
and Jackson-Weiss si concentrano in questo esone
Alta frequenza di mutazioni de novo: quasi tutte di origine paterna � vantaggio nella spermatognesi, regolata dal
pathway FGF-FGFR
TWIST – Saethre-Chotzen
Fattore di trascrizione “helix-loop-helix”
Descritte oltre 100 mutazioni: puntiformi, del/dup dell’intero gene, traslocazioni, inversioni � APLOINSUFFICIENZA
Diagnosi “complessa”: sequenziamento, FISH, Diagnosi “complessa”: sequenziamento, FISH, Cariotipo
Regola RUNX2, importante nella differenziazione degli osteoblasti
Penetranza incompleta + Espressività variabile + Mutazioni de novo = storia famigliare (apparentemente) negativa
DIAGNOSI DIFFERENZIALE DELLE CRANIOSINOSTOSI (FGFR2, FGFR3)
Patologia Pollice Mani Alluce Piedi
Muenke syndrome Normal ± Carpal
fusion ± Broad
± Tarsal
fusion
Crouzon syndrome Normal Normal Normal Normal
Crouzon syndrome with acanthosis nigricans (AN)
Normal Normal Normal Normal acanthosis nigricans (AN)
Normal Normal Normal Normal
Jackson-Weiss syndrome Normal Variable Broad, medially deviated
Abnormal tarsals
Apert syndromeOccasionally fused to fingers
Bone syndactyly
Occasionally fused to toes
Bone syndactyly
Pfeiffer syndromeBroad, medially deviated
Variable brachydactyly
Broad, medially deviated
Variable brachydactyly
Beare-Stevenson syndrome Normal Normal Normal Normal
FGFR2-related isolated coronal synostosis
Normal Normal Normal Normal
PROTOCOLLO PER LA DIAGNOSI MOLECOALRE DELLE CRANIOSINOSTOSI
S.Stenirri, G.Restagno G.B. Ferrero et al., Clin Chem, 2007
SALSA MLPA P080 Craniofacial kit
36 sonde nei geni: ALX4, RUNX2, MSX2, FGFR1, FGFR2, FGFR3, FGFR4, EFNB1, TWIST1, TWISTNB
Foglio di calcolo del National Genetics Reference Laboratory
Nuove metodiche: sviluppo delle condizioni per analisi di Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification
(MLPA)
Foglio di calcolo del National Genetics Reference Laboratory (Manchester)
21
Controllo non affetto di sesso femminile
L. Cremonesi, G.Restagno G.B. Ferrero, M. Ferrari
Analisi dei pazienti mediante MLPA
Controllo di delezione TWIST1 e TWISTNBControllo di delezione TWIST1
Sono stati identificati correttamente i campioni di controllo di delezione:
Caratterizzazione di 9 su 11 pazienti due dei quali hanno mostrato due regioni delete:
Paziente 1 MSX2 – esone 1
e
Paziente 2 RUNX2 – esone 3
22L. Cremonesi, G.Restagno G.B. Ferrero, M. Ferrari
RISCHIO DI RICORRENZA
CRANIOSTENOSI :
Mutazioni FGFR “de novo” <1%
Mutazioni TWIST “de novo” ~7% Mutazioni TWIST “de novo” ~7% (riportato mosaicismo germinale)
CRANIOSTENOSI “SPORADICHE” (no causa genetica mendeliana)
~5% S.Coronale; ~2% altre Sinostosi
E grazie a chi lavora all’OIRM-S.ANNA alla diagnosi genetica molecolare di queste MR: Anna Sedita, Chiara Michielotto, Marina Duvant, Cinzia Luciano, Caterina Mari, Cristina De Leo, Federica Lombardo, Maura Brunetti, Irene Impoco, Irene Ossola, Luca Sbaiz
Ai medici e a tutto il personale dei reparti di Endocrinologia, Ecografia prenatale, Neurochirurgia, Radiologia, Dismorfologia