Difetto genetico di base e correlazione genotipo

Sindrome di Sotos:
Difetto genetico di base: gene NSD1 e analisi di mutazioni
Marina Grasso
Laboratorio Genetica Umana
E.O. Ospedali Galliera
XVIII Congresso Nazionale Associazione Gulliver
Monza
08 marzo 2014
M. Grasso, E.O. Ospedali Galliera, Genova
1
2
3
6
7
8
13
14
4
9
5
10
11
12
15
16
17
18
20
21
22
XY
NSD1
19
DNA basi azotate
G A G C A T G A C
Sequenza
normale
G A G C G T G A C
Sequenza
Mutata
Sequenziamento
diretto
M. Grasso, E.O. Ospedali Galliera, Genova
1
2
3
6
7
8
13
14
19
4
9
5
10
11
12
15
16
17
18
20
21
22
XY
PROTEINA amminoacidi
DNA basi azotate
TRASCRIZIONE
mRNA
TRADUZIONE
GENOTIPO
FENOTIPO
M. Grasso, E.O. Ospedali Galliera, Genova
Gene NSD1
Nuclear receptor SET Domain containing protein-1,
NSD1 : 23 esoni
Trasmissione ereditaria:
mRNA : 8088 bp
•
Autosomica Dominante, penetranza 100%
Proteina : 2696 aa
•
Casi Sporadici, (casi familiari rarissimi)
NSD1 espresso in :
•
Rischio di ricorrenza < 1%
•
•
•
•
cervello fetale
muscolo scheletrico
rene, milza, timo,
leucociti di sangue periferico
•
Mosaicismo germinale mai descritto
•
polmone
M. Grasso, E.O. Ospedali Galliera, Genova
Gene NSD1
Nuclear receptor SET Domain containing protein-1,
9 Domini funzionali della Proteina conferiscono la funzione di:
•
Metiltranferasi istonica (H3-K36 e H4-K20)
[domini SET e SAC]
•
Legame con Recettori Nucleari ormonali
•
Mantenimento / rimodellamento cromatina
[domini PHD e C5HCH ]
•
Interazioni proteina-proteine
[dominio PWWP ]
[domini NID+L NID-L ]
Modificazioni EPIgenetiche
•
Metilazione/acetilazione istonica, rimodellamento cromatina (condensazione/decondensazione)
•
Controllano espressione genica dei diversi tipi cellulari, senza alterare la sequenza del DNA
•
Attivando o silenziando geni, stabilendo dove e quando devono essere espressi
M. Grasso, E.O. Ospedali Galliera, Genova
Proteina NSD1
NSD1 protein
co-attivatore
Proteina NSD1
•
Modifica metilazione DNA / istoni e rimodella la cromatina,
•
Regolatore bifunzionale trascrizione: agisce come co-attivatore o co-repressore interagendo con NR ormonali
•
NSD1 ha un ruolo cruciale sull’espressione genica durante lo sviluppo embrionale
Patogenesi
•
Alterazione della regolazione dell’espressione di geni correlati allo sviluppo
•
es. Perdita della funzione di corepressore su geni promotori della crescita >> iperaccrescimento.
M. Grasso, E.O. Ospedali Galliera, Genova
Gene NSD1 e sindrome di Sotos
M. Grasso, E.O. Ospedali Galliera, Genova
Gene NSD1 e sindrome di Sotos
Europei e Americani mutazioni intrageniche
5q35 microdelezioni
80–85%
10–15%
Giapponesi
50 %
50 %
mutazioni intrageniche
5q35 microdelezioni
No Hot spot di mutazioni
Mutazioni troncanti > lungo tutto il gene
Mutazioni missense > dom. funzionali (3’)
•
•
•
Sensibilità diagnostica : 70-93% Sotos classici
M. Grasso, E.O. Ospedali Galliera, Genova
Inversione polimorf.
NAHR – Alu repeats
1.9 Mb deletion
Casistica personale
NID-L- NID+L PWWP-I
Exon
2
3
4
PHD-I-PHD-IV
5
6
PWWP-II
SAC
7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
18
SET
19
20
PHD-V
21 22
23
63 Smal Insertion / Deletion
Tot. 156 mutazioni
~ 90 % Mutazioni
40 Nonsense
9 Splice-site
44 Missense (1 Del/ins >> missense)
17 delezioni
~ 10 % Delezioni
6 Exonic deletion (MLPA)
11 5q35 microdeletion (FISH/MLPA)
Casistica personale
Summary
N.
Mutazioni
N.
Pazienti
Frameshift
63
69
(4 ricorrenti)
Nonsense
40
50
(9 ricorrenti)
Missense
44
49
(3 ric. + 1 familiare)
Splice site
9
13
(1 ric. + 2 familiari)
Delezioni parziali intrageniche
6
6
11
11
173
198
Categoria
Mutazione
Mutazioni Intrageniche
5q35 microdelezioni
Totale
Incerto valore patogenetico
12
13 (7 ereditate, 6
Probabilmente non patogenetiche
36
36 (ereditate)
(8 missense 2 del, 1 delins, 1 IVS)
M. Grasso, E.O. Ospedali Galliera, Genova
n/a)
Casistica personale
Summary
N.
Mutazioni
Nuove
mutazioni
Frameshift
63
48
11/50
Nonsense
40
16
4/16
Missense
44
24
9/16
1 fam
Splice site
9
7
1/7
2 fam
Delezioni parziali intrageniche
6
5
11
11
Categoria
Mutazione
Genitori
analizzati
Mutazioni Intrageniche
5q35 microdelezioni
Totale
173
M. Grasso, E.O. Ospedali Galliera, Genova
111/173 (64%)
Casistica personale
Summary
N.
Mutazioni
N.
Pazienti
Frameshift
63
69
(4 ricorrenti)
Nonsense
40
50
(9 ricorrenti)
Missense
44
49
(3 ric. + 1 familiare)
Splice site
9
13
(1 ric. + 2 familiari)
Delezioni parziali intrageniche
6
6
11
11
Categoria
Mutazione
Mutazioni Intrageniche
5q35 microdelezioni
Totale
173
M. Grasso, E.O. Ospedali Galliera, Genova
198 / 1060
detection rate
~19
%
‘‘ Detection rate ’’ - sensibilità diagnostica/clinica
di un test genetico
Influenzata da:
• Sensibilità analitica del metodo/i usati:
DHPLC, sequenziamento diretto (NGS (?)), FISH, MLPA
• Criteri clinici usati per selezionare i pazienti da sottoporre al test genetico
• Eterogeneità genetica (?)
• NSD1 sembra essere l’unico gene causativo della Sindrome
• NFIX > Sotos-like
• EZH2 > s. Weaver
Mutation detection rate
Methods: DHPLC + Direct sequencing + FISH
Methods: Direct sequencing + MLPA
435 patients >> 25 % detection rate
161 patients >> 33 % detection rate
….In this context, patients with a much broader phenotypic
... In our study 92% in the cohort of clinically diagnosed patients
range are referred for testing, and the mutation detection rate
and 30% in the cohort of routine diagnostic patients reflects the
in a clinical laboratory setting may be expected to be lower than
challenges in diagnosing the Sotos syndrome and use of the test
that reported in patients with a confirmed clinical diagnosis.
in differential diagnostics. Many clinicians meet patients with the
…This finding indicates that the patient cohort
Sotos syndrome only occasionally, and in these situations,
undergoing testing is much broader and not necessarily defined
Diagnostic testing is particularly necessary.
by the classic clinical characteristics of Sotos syndrome.
For an experienced clinician, the correlation between clinical
…The clinicians referring patient samples to our laboratory most
diagnosis and the presence of mutations in the NSD1 gene is
likely will not have seen a large cohort of patients with Sotos
close to 100%, but the experienced clinicians may not have the
syndrome. This lack of experience, as well as variability in
need to have their clinical diagnosis confirmed with mutation
dysmorphology training, may well explain the lack of specificity
testing, causing a bias in the mutation detection percentage in
of the Sotos facial gestalt.
the diagnostic cohort.
M. Grasso, E.O. Ospedali Galliera, Genova
M. Grasso, E.O. Ospedali Galliera, Genova
Gene NSD1 : protocollo diagnostico
Delezione
Cromatogramma normale
Screening mediante DHPLC
MLPA
(21 esoni - 37 frammenti)
Normale
Cromatogramma
alterato
Sequenziamento diretto frammento
DNA genomico (ex5-23 no DHPLC)
conferma con
QF-PCR aCGH
Polimorfismo
mRNA
Variante nuova
Mutazione
Incerto valore patog. Analisi genitori
REFERTO
M. Grasso, E.O. Ospedali Galliera, Genova
A
15
B
C

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