ATTIVITA’ DEL SETTORE DI GENETICA MEDICA
AMBULATORIO
Presso l’ambulatorio del Centro AMES si effettuata il servizio di consulenza genetica pre test, post test e clinica nella quale i soggetti e le famiglie vengono informati sulla natura, l’ereditarietà e le implicazioni delle malattie genetiche. La consulenza è anche finalizzata a fornire un aiuto all’utente al fine di prendere decisioni informate d’ordine medico e personale.
L’attività di consulenza spazia in diversi campi:
- consulenza genetica diagnostica (prenatale, postnatale, ed oncologica);
- consulenza genetica per la caratterizzazione dei portatori sani;
- consulenza genetica di suscettibilità;
- consulenza genetica pre test pre sintomatici;
- consulenza genetica farmacogenetica
- consulenza genetica per forense.
CITOGENETICA
Le analisi citogenetiche consentono lo studio dell’assetto cromosomico delle cellule e quindi del cariotipo e l’individuazione di piccole alterazioni strutturali dei cromosomi; l’attività prevede l’effettuazione di indagini diagnostiche volte all’identificazione delle anomalie cromosomiche costituzionali (citogenetica costituzionale), acquisite (citogenetica acquisita) e allo studio delle anomalie cromosomiche indotte e delle sindromi da instabilità cromosomica (mutagenesi citogenetica).
CARIOTIPO MOLECOLARE (CGH ARRAY)
Il cariotipo molecolare o ibridazione genomica comparativa su microarray (Array – Comparative Genomic Hybridization o Array-CGH) è una tecnica di citogenetica molecolare, dotata di ampio potere risolutivo, che consente di identificare anomalie cromosomiche di tipo numerico (aneuploidie) a carico dei 22 autosomi e dei cromosomi sessuali (X e Y), e anche variazioni del numero di copie (CNV) di sequenze del DNA umano, come duplicazioni/amplificazioni (presenza in eccesso di materiale genetico) o delezioni (perdita di materiale genetico), rispetto al livello di ploidia nel DNA di un campione rispetto ad un controllo di riferimento. Il principio della tecnica si basa infatti sull’ibridazione competitiva tra due DNA genomici (campione e controllo di riferimento) diversamente marcati con specifici fluorocromi e coibridati su un array di oligonucleotidi. Il potere risolutivo della tecnica è variabile a seconda della piattaforma utilizzata, caratterizzata dal numero e dalla spaziatura media tra le sonde.
La maggior parte delle piattaforme CGH array clinicamente disponibili sono progettate per rilevare aneuploidie e per identificare microdeletioni/microduplicazioni e riarrangiamenti cromosomici sbilanciati subtelomerici, analizzando l’intero genoma o parti di questo in un singolo esperimento di ibridazione.
Per tale motivo rappresenta l’approccio di elezione nella diagnosi di laboratorio di malattie dovute a sbilanciamenti cromosomici criptici di dimensioni anche molto inferiori al limite di risoluzione della citogenetica convenzionale.
Inoltre questa metodica d’analisi mostra dati promettenti nella ricerca sul cancro e nella diagnosi, classificazione, prognosi di diverse neoplasie, oltre che per lo sviluppo degli obiettivi diagnostici e terapeutici.
Ma questa tecnologia non è in grado di individuare gli squilibri cromosomiche bilanciati come traslocazioni e le inversioni, alcuni ploidie ed un basso livello di mosaicismo o squilibri relativi a regioni cromosomi non rappresentate dalle piattaforme selezionate. Il CGH array ha aumentato la capacità di rilevare varianti genomiche (CNV) patologiche presenti in pazienti con ritardo globale dello sviluppo, ritardo mentale, autismo, anomalie congenite multiple e dismorfismi.
BIOLOGIA MOLECOLARE
Le indagini di genetica molecolare consistono nello studio del DNA le cui alterazioni possono essere correlate o responsabili di un particolare fenotipo; attraverso l’analisi molecolare è quindi possibile individuare mutazioni del patrimonio genetico responsabili di malattie ereditarie e/o varianti polimorfiche.
Inoltre con le moderne tecniche di biologia molecolare è possibile la diagnosi molecolare delle infezioni virali,batteriche e parassitarie mediante amplificazione genica (PCR).
GENETICA MOLECOLARE PRENATALE
- La tecnica della QF-PCR ( Quantitative Fluorescent Polymerase Chain Reaction ) nasce dall’ applicazione della biologia molecolare alla genetica prenatale e consiste in una tecnica di amplificazione quantitativa fluorescente di sequenze di DNA ripetute altamente polimorfiche. La tecnica si esegue su DNA estratto da villi coriali, liquido amniotico o sangue fetale, permette di definire l’assetto numerico dei cromosomi 13, 18, 21, X ed Y, per poter evidenziare la presenza di eventuali aneuploidie. Questa metodica, altamente innovativa, rappresenta un utile supporto diagnostico nei casi di fallimento della coltura cellulare, referti ecografici dubbi in gravidanze inoltrate, riscontro immediato di sindromi polimalformative (es. triplodie), conferma di ITG per trisomie 13, 18, e 21; inoltre consente di effettuare un’ amniocentesi anche a sole 12-14 settimane (amniocentesi precoce).
- Il test prenatale non invasivo, Verifi Prenatal test®,è un test innovativo, effettuabile anche in caso di gravidanze bigemellare, che consente lo screening delle principali aneuploidie cromosomiche fetali ad alto e basso richio ( aneuploidie dei cromosomi 13, 18, 21, X ed Y) oltre alla determinazione del sesso fetale.
Il Verifi Prenatal test® inoltre prevede un ulteriore approfondimento per la valutazione di eventuali microdelezioni responsabili delle piu’ comuni sindromi da microdelzione come la Sindrome di di George, Sindrome di Angelman, Sindrome di Prader-Willi, Sindrome di Cri du Chat e la Sindrome di Hirschhorn.
Il test consiste in un semplice prelievo di sangue materno in apposite provette che stabilizzano le cellule ematiche e ne impediscono il rilascio di DNA genomico. Il campione viene poi sottoposto ad un protocollo standardizzato per estrazione, amplificazione e sequenziamento del DNA fetale. Il test prenatale non invasivo si esegue direttamente presso il laboratorio di Genetica Medica del Centro AMES grazie all’utilizzo della tecnologia Illumina® . Il Verifi Prenatal test® è un test altamente sensibile (99,9% per il cromosoma 21) che consente risultati accurati anche a partire da quantità minime di campione (fetal fraction 1.5%).
Il Verifi Prenatal test® risulta maggiormente attendibile e sicuro rispetto ai comuni test di sequenziamento poiché si avvale della tecnologia di sequenziamento massivo parallelo del DNA anche nota come Next Generation Sequencing, che assicura un incremento di 3-4 ordini di grandezza del numero di sequenze ottenute in ciascuna corsa, aumentando notevolmente l’accuratezza.
- Il CGH array (Array – Comparative Genomic Hybridization) è ampiamente usato nella diagnosi prenatale, in particolare dopo un risultato ecografico anormale e per una caratterizzazione più profonda di anomalie cromosomiche rilevate nel cariotipo fetale.
È’ possibile effettuare presso il Centro Ames diagnosi prenatale mediante CGH array attraverso l’utilizzo di due piattaforme fornite da Agilent Technologies:
– “Piattaforma base” (EasyChip 8x15K), specifica per le patologie che interessano il feto, e la cui progettazione è stata curata dal Prof. Novelli. Tale piattaforma presenta una risoluzione spaziale di 250 Kb per 43 regioni specifiche associate a particolari disturbi o sindromi, di 500 Kb per le regioni subtelomeriche e di 3-4 Mb per le restanti sequenze genomiche.
“EasyChip 8x15K” consente di identificare alterazioni cromosomiche quali microdelezioni/duplicazioni responsabili di differenti sindromi, tra cui:
Sindrome di Glass, sindrome di Wolf-Hirschhorn, Cri du chat di sindrome, sindrome di Sotos, sindrome di Williams-Beuren, sindrome di Langer-Giedion, sindrome di Kleefstra, sindrome di DiGeorge, sindrome di WAGR, sindrome di Potocki-Shaffer, sindrome di Jacobsen, sindrome di Prader-Willi, sindrome di Angelman ATR-16 sindrome, la sindrome Dieker Miller, sindrome di Smith-Magenis, sindrome di Potocki Lupski, sindrome di Koolen-De Vries, sindrome di Down, sindrome Cat-eye e molti altri alterazioni cromosomiche.
– “Piattaforma ad alta risoluzione” (4x180K) che presenta circa 180.000 sonde di oligonucleotidi lunghe 60 mer sintetizzate in situ sul vetrino ed una risoluzione media delle sonde di 13 Kb. Questa piattaforma consente di analizzare 16.605 geni ed è suggerita nei casi di sospetto o familiarità per l’autismo, comportamento dello spettro autistico, ritardo mentale, ritardo dello sviluppo (DD), difetti cardiaci, dismorfismi e per un elevato numero di sindromi ed alterazioni cromosomiche oltre quelle presenti nella piattaforma EasyChip 8x15K.
FARMACOGENETICA E DIAGNOSI MOLECOLARE IN ONCOLOGIA
La FARMACOGENETICA, si propone di studiare le variazioni nella sequenza dei geni (“varianti polimorfiche”) responsabili dell’efficacia della terapia farmacologica in un determinato individuo. Test del DNA, che identificano queste varianti polimorfiche, sono in grado di predire, almeno in parte, come un paziente risponderà ad un determinato farmaco.
La diagnostica molecolare in oncologia ha avuto il suo maggiore impatto nella diagnosi e nel trattamento del cancro al seno, ma anche nella diagnosi di tumore del colon-retto, del cancro del polmone e della prostata al fine di ridurne la mortalità. Nella lotta contro il cancro, la diagnostica molecolare è uno strumento di rilevamento precoce e di gestione della malattia, la chiave per una gestione più efficace del cancro e il fondamento della medicina personalizzata. Il Centro Ames effettua un ricco portafoglio di test che puntano alla rilevazione di mutazioni genetiche e di misurare l’espressione genica di tessuti tumorali fissati in formalina e inclusi in paraffina (FFPE).
I saggi, con una sensibilità eccezionale (1%) e l’accuratezza (99%), si basano su una PCR real time denominata “ADx-ARMS” per rilevare le mutazioni somatiche più comuni di diversi geni come EGFR, KRAS, NRAS, BRAF, PIK3CA, EML4-ALK, PIK3CA, ROS1, JAK2,. BCR-ABL, TYMS, ERCC1, C-KIT, RRM1.
GENETICA FORENSE
L’attività di questo settore del Laboratorio è rivolta alle indagini di paternità, di identità e criminalistiche ed è rivolto ad utenti esterni.
ULTERIORI INDAGINI GENETICHE
Il Centro Ames utilizza le tecnologie più avanzate nell’ambito della genetica e si avvale di genetisti di altissimo livello provenienti dal mondo Universitario e della ricerca medica, per tale motivo è possibile richiedere indagini molecolari per altre patologie non specificatamente descritte all’interno di questa carta dei servizi, così come è possibile svolgere alcune analisi presenti nella carta anche su differenti materiali biologici. Lo specialista, tramite un continuo contatto con i genetisti del Centro Ames, potrà richiedere specifiche analisi e confrontarsi su eventuali criticità emergenti sia pre sia post indagini genetica.