Sclerosi tuberosa: mosaicismo e mutazioni introniche

Pannello Breda Genetics raccomandato per questa condizione (mosaicismo incluso):

Sclerosi tuberosa (TSC1, TSC2)

Se negativo: analisi MLPA (geni TSC1 e TSC2)

Se negativo: Exonic ultra-deep sequencing (600x) e analisi SNaPshot

Mosaicismo nella sclerosi tuberosa: TACSommario

La sclerosi tuberosa (detta anche Tuberous Sclerosis Complex – TSC – o sindrome di Bourneville), è una patologia multisistemica ad espressività variabile caratterizzata da amartomi in organi multipli. Si manifesta prevalentemente nel cervello e sulla cute, ma può comparire anche nei reni, nel cuore e nei polmoni.

Manifestazioni cerebrali: i tuberi corticali o sottocorticali e i noduli subependimali sono osservabili nella maggior parte dei pazienti. L’epilessia ad esordio precoce (spasmi infantili e/o crisi focali) è pure molto frequente, comparendo in circa l’85% dei pazienti. L’astrocitoma subependimale a cellule giganti (subependymal giant cell astrocytoma – SEGA) può ritrovarsi in circa il 15% dei pazienti. Il ritardo mentale è una caratteristica tipica della TSC e si verifica di solito insieme ad altre manifestazioni neurologiche come il disturbo da deficit dell’attenzione e iperattività e i disturbi di tipo autistico, l’autolesionismo, il disturbo ansioso e le tendenze ossessive-compulsive. A causa dell’elevata variabilità clinica inter ed intra-familiare, tuttavia, alcuni pazienti possono avere solo sintomi di minima entità e nessun sintomo neurologico. I tumori del sistema nervoso centrale rappresentano la causa principale di mortalità e morbidità.

Manifestazioni cutanee: macchie ipomelanotiche (molto frequenti), angiofibromi facciali, placche fibrose e fibromi ungueali. Le lesioni cutanee non rappresentano di solito un grave problema medico.

Altre anomalie: angiomiolipomi renali, cisti, carcinomi renali (la patologia renale è la seconda causa di mortalità, rabdomiomi cardiaci e aritmie, linfangioleiomiomatosi polmonare, difetti dello smalto dentale, fibromi intraorali e displasia scheletrica.

La diagnosi di TSC può essere o clinica (fatta sulla base di determinati criteri clinici) o genetica (basata sul ritrovamento di una mutazione patogena nel gene TSC1 o TSC2).

Spettro mutazionale e metodo di analisi

I geni TSC1 e TSC2 si trovano rispettivamente nelle regioni cromosomiche 9q34.13 e 16p13.3Mosaicism in tuberous sclerosis. Il gene TSC1 codifica per l’amartina, una proteina che interagisce con la tuberina, codificata dal gene TSC2, formando un complesso che svolge un ruolo fondamentale nella regolazione della crescita, della sopravvivenza e del ciclo cellulare. Le varianti Mutazioni patogene eterozigoti si possono identificare in circa l’85% dei pazienti. Le più frequenti sono le mutazioni del gene TSC2 (69% dei pazienti), mentre le mutazioni in TSC1 sono meno frequenti (31%). In circa il 15% dei pazienti non è invece possibile identificare mutazione, né al sequenziamento né all’MLPA. Più che avere una mutazione in un terzo gene non ancora identificato, è assai verosimile che questi pazienti siano portatori di una mutazione TSC1 o TSC2 in condizioni di mosaicismo somatico (la mutazione è cioè presente solo in alcune e non in tutte e le cellule dell’organismo). Le mutazioni a mosaico sfuggono molto spesso al sequenziamento o all’MLPA standard. Quando si sospetta il mosaicismo somatico (cioè tutte le volte che esiste una certezza clinica in assenza di una mutazione rilevabile) si possono prendere in considerazione altre strade per cercare di identificare la mutazione. Una di queste consiste nel ripetere il test su DNA estratto non da sangue periferico ma da altri tipi di tessuto. Il tessuto più idoneo sarebbe quello tumorale, ma anche saliva, pelle e follicoli piliferi si prestano. Un’altra metodica consiste nel sequenziamento ultra-profondo delle regioni esoniche (exonic ultra-deep sequencing – si veda più sotto).

La maggior parte delle mutazioni sono troncanti e consistono in piccole delezioni o inserzioni di pochi nucleotidi o in mutazioni nonsenso. Le mutazioni di splicing (che a volte si localizzano in regioni introniche profonde a centinaia di paia di basi dal confine esone/introne) sono pure molto frequenti. Le grandi delezioni/duplicazioni rilevabili dalla MLPA hanno una frequenza del 5%, mentre le mutazioni missenso sono le più rare (4,1%). La maggior parte delle mutazioni sono uniche, ma ve ne sono alcune che sono ricorrenti in famiglie diverse (come ad esempio il gruppo delle mutazioni dell’esone 15).

Metodo di analisi: Geni TSC1 e TSC2: sequenziamento totale dell’intero locus (tutti gli esoni, gli introni e le regioni 5′ e 3’UTRs – metodo: NGS). In alternativa: sequenziamento delle regioni codificanti più tratti intronici estesi e parte della 5’UTR (NGS, Sanger). Se negativo: MLPA dei geni TSC2 e TSC1. Se negativo: sequenziamento e MLPA di DNA di altri tessuti (tessuto tumorale in particolare, ma anche saliva, pelle e/o follicoli piliferi) o sequenziamento esonico ultra-profondo (ultra-deep sequencing  – NGS, coverage 600x) con successiva PCR allele-specifica e/o analisi SNaPshot per confermare e quantificare la proporzione della mutazione a mosaico.

La penetranza della sclerosi tuberosi è stimata al 100%, perciò, quando la mutazione è stata ereditata da uno dei due genitori, questi è solitamente sintomatico o paucisintomatico. Tuttavia, in almeno due terzi dei casi, la mutazione è de novo e i genitori non sono pertanto affetti.

Correlazioni genotipo-fenotipo: le mutazioni di TSC2 si associano a una forma più grave della malattia, con una più elevata frequenza di ritardo mentale, disturbi di tipo autistico, QI ridotto, spasmi infantili e un rischio maggiore di tumori maligni. La sindrome da geni contigui che causa la perdita sia di TSC2 che del vicino PKD1 è  stata diagnosticata in più di un paziente. In questi casi il fenotipo è misto e l’esordio della sindromepuò essere evidente già in utero o nella prima infanzia.

Diagnosi differenziale

Molte caratteristiche cliniche della sclerosi tuberosa sono in realtà aspecifiche e possono essere osservate, come reperti isolati, in altre malattie. Ad esempio, un angiofibroma faciale singolo non è diagnostico di sclerosi tuberosa e le placche fibrose non sono diverse da altri nevi o macule ipopigmentate del tessuto connettivo che, nella maggior parte dei casi, non hanno un vera e propria rilevanza medica.

Pannello Breda Genetics raccomandato per questa condizione:

Sclerosi tuberosa (TSC1, TSC2)

Se negativo: analisi MLPA (geni TSC1 e TSC2)

Se negativo: Exonic ultra-deep sequencing (600x) e analisi SNaPshot

Bibliografia

Tuberous Sclerosis Complex. Northrup H, Koenig MK, Pearson DA, Au KS. In: Adam MP, Ardinger HH, Pagon RA, Wallace SE, Bean LJH, Stephens K, Amemiya A, editors. GeneReviews® [Internet]. Seattle (WA): University of Washington, Seattle; 1993-2018. 1999 Jul 13 [updated 2018 Jul 12]. PMID:20301399

Mosaic and Intronic Mutations in TSC1/TSC2 Explain the Majority of TSC Patients with No Mutation Identified by Conventional Testing. Tyburczy ME, Dies KA, Glass J, Camposano S, Chekaluk Y, Thorner AR, Lin L, Krueger D, Franz DN, Thiele EA, Sahin M, Kwiatkowski DJ.PLoS Genet. 2015 Nov 5;11(11):e1005637. PMID:26540169,

Targeted Next Generation Sequencing reveals previously unidentified TSC1 and TSC2 mutations. Nellist M, Brouwer RW, Kockx CE, van Veghel-Plandsoen M, Withagen-Hermans C, Prins-Bakker L, Hoogeveen-Westerveld M, Mrsic A, van den Berg MM, Koopmans AE, de Wit MC, Jansen FE, Maat-Kievit AJ, van den Ouweland A, Halley D, de Klein A, van IJcken WF. BMC Med Genet. 2015 Feb 25;16:10. PMID:25927202

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OMIM: 191100, 605284, 191092, 613254, 601231.

Orphanet: ORPHA805.

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