Trio Prenatal Diagnosis

Ogni individuo è creato secondo un proprio progetto genetico. Ogni sua qualità, come ogni difetto, è conseguenza di quello specifico progetto.

PREMESSA SULLE MALFORMAZIONI FETALI:

 Circa il 65% delle persone adulte soffre di qualche tipo di problema di salute a causa di mutazioni genetiche congenite. La maggior parte di queste sono sostenute da problemi genetici detti di “suscettibilità”.

I nuovi nati, invece, presentano in oltre il 6 o 7% dei casi veri e propri difetti molto severi che, nella maggior parte dei casi, riconoscono una causa genetica e che vengono diagnosticati nel tempo, in genere dalla vita intrauterina fino all’età di 3 anni.

Le patologie genetiche sono ben oltre 6.000⁽¹⁾. Di queste, prima della nascita, con i test di screening se ne indagano pochissime. Le malattie genetiche sono dette “rare” solo perché ognuna di queste è rara (1 su 2.000), ma la loro somma è elevatissima e cresce continuamente⁽²⁾ incidendo in modo significativo sulla popolazione generale.

Il loro accertamento prenatale mediante ecografia o test di screening è molto basso, meno circa l’1.5 %(dati TOPFA) ⁽³⁾. A questo si aggiunga un altro 1.5% che, secondo i dati EUROCAT ⁽⁴⁾si scopre entro un mese dalla nascita. Si tratta per lo più di malformazioni “morfologiche”.  Il resto invece si palesa in seguito, in genere il sospetto di una grave patologia avviene entro il 3° anno di vita, ma anche dopo, fino all’adolescenza, e si può arrivare a riconoscerla solo attraverso analisi genetiche molto sofisticate. Si tratta di un numero impressionante di nuovi nati che va dal 3.5% al 5.9% di individui che presentano una delle oltre 6.000 malattie genetiche ^{(46, 47)}. La percentuale maggiore di bambini con tali condizioni svilupperà, nel tempo, un’anomalia fisica (50,9%); mentale (27,9%); comportamentale/sviluppo/intellettiva (55,6%). Percentuali molto più elevate rispetto a quegli individui, con analoghi difetti ma nei quali, ancora, non si riesce ad individuare una causa genetica e le cui percentuali sono nettamente inferiori (fisiche il 24%; mentale il 5 %; comportamentale/sviluppo/intellettiva solo il 14,%) ⁽⁴⁰⁾ . Si consideri che questi bambini, affetti da una riconosciuta alterazione genetica, hanno più bisogno di cure e presentano maggiori bisogni sanitari degli altri (7,6% contro 2,9%) e, purtroppo, anche con scarsi risultati ^{(41, 42, 43, 44, 45)}. Il numero dei bambini che nasce con una di queste malattie è altissimo anche da noi, si stima che, in Italia, ogni anno, malgrado il calo di natalità, ne vengano alla luce circa 10.000!

Ecco perché oggi i laboratori di genetica sono assaliti da migliaia di richieste di test che analizzano il DNA in modo estremamente completo attraverso l’analisi dell’esoma^(6,7,8).

Queste ricerche sono richieste da pediatri, neurologi, neuropsichiatri, endocrinologi pediatrici, genetisti e tanti altri specialisti che cercano la causa dei problemi di migliaia e migliaia di bambini che nascono senza diagnosi poiché oggi, in gravidanza, si tende ad eseguire prevalentemente test di screening, come la translucenza nucale, il bi-test o la NIPT sangue materno. Questi test non sono diagnostici e, anche se oggi ne esistono di straordinari, come avviene per il migliore e più recentemente introdotto, l’eccellente FetalDNA^®, sono pur sempre screening non diagnostici di un numero ben lontano dalle ben oltre 6000 patologie oggi diagnosticabili in utero con il TRIO Prenatal Test.

Basta pensare agli sforzi che TELETHON compie per intervenire sulle malattie genetiche. Ebbene, tutte queste patologie possono essere scoperte prima che il bambino nasca, con indiscutibile vantaggio, non solo per le possibili terapie, ma anche per la scelta informata dei genitori.

COSA È IL “TRIO” PRENATAL DIAGNOSIS

Il TRIO, come dice il nome stesso, è un test genetico che si esegue su un campione di sangue di entrambi i genitori e su un campione di liquido amniotico a 16 settimane di gravidanza, mediante amniocentesi o di villi coriali prelevati ad 11 settimane di gravidanza mediante villocentesi.

Tale test offre la possibilità di diagnosticare, fin prima della nascita, tutte le patologie genetiche oggi conosciute giacché si basa, principalmente, sull’analisi dell’ESOMA umano^{(10.11,12,13,14,16)}

COSA È L’ESOMA CHE SI ESAMINA MEDIANTE LA CLINICAL EXOME SEQUENCING

L’esoma è la parte del genoma formato da esoni che rappresentano la porzione codificante del nostro DNA. La porzione genetica che costruisce e struttura il nostro organismo. Pur essendo solo 1% di tutto il nostro materiale genetico, esso è costituito da oltre 30 megabasi di DNA ed è responsabile di tutta (o quasi) la costruzione del nostro organismo.

NB: Le mutazioni dell’ESOMA determinano in totale, se si sommano anche le malattie di suscettibilità, oltre il 90% delle anomalie congenite.

Oggi tale test viene già proposto e praticato nei più importanti centri internazionali di Diagnosi Prenatale ed è particolarmente utilizzato in quel circa 1.5 /2% di anomale congenite morfologiche visualizzate in utero, ma va oramai rapidamente diffondendosi come test diagnostico assoluto in Diagnosi Prenatale^{(15, 16,17,18,19,20,21,22, 23,24,25)}.

 A CHI SI RIVOLGE TALE TEST?

L’esame TRIO PRENATAL DIAGNOSIS è fortemente consigliato in tutti i casi si riscontri una anomalia ecografica o anche un solo sospetto di questa.

Lo studio dell’esoma è in grado di scoprire il maggior numero di anomalie genetiche.

Un interessante e recente ricerca pubblicata su Prenatal Diagnosis⁽¹⁵⁾, in circa 200 casi di malformazione fetale, dove lo screening NIPT era sempre negativo, ha evidenziato anomalie genetiche in quasi tutti i casi. Queste erano quasi esclusivamente insorte “de novo” senza legami di ereditarietà.

Da questa, che è stata la prima ragione dell’applicazione del TRIO in Diagnosi Prenatale, si va ora rapidamente diffondendo la tendenza ad allargarne l’impiego in tutti i casi in cui i genitori vogliono avere la massima certezza possibile di generare un figlio sano, senza correre il rischio che la gioia di un nuovo arrivato si trasformi poi in un percorso impegnativo e doloroso.

QUALI RICERCHE GENETICHE SI ESEGUONO IN QUESTO ESAME?

Innanzitutto, si procede all’esame dell’ESOMA, il cosiddetto TRIO Clinical Exome sequencing sul feto e genitori. Si tratta dello stesso esame del quale si è detto in precedenza e che viene eseguito nei bambini dove si sospetta una anomalia cosiddetta “rara”, ma la cui somma, sappiamo, non lo è affatto.

Si deve eseguire anche su entrambi i genitori perché vanno ricercate tutte le alterazioni responsabili di malattia escludendo le numerose Varianti di Incerto Significato (VUS) che si trovano in uno o entrambi gli esomi dei genitori sani.

Ma il TRIO PRENATAL DIAGNOSIS, non si accontenta di questo ma vi aggiunge, se compare, nell’analisi bioinformatica dell’esoma il sospetto di una alterazione definita Copy Number Variations (CNV), un ulteriore approfondimento mediante array-CGH per la sua precisa caratterizzazione.

Inoltre si procede, in contemporanea, sia all’allestimento del classico cariotipo, anche ad altri esami sul materiale fetale quali la MLPA, la Quantitative PCR per la ricerca di patologie che l’esoma non riconosce, come l’X-fragile, la Duchenne, la SMA.

Infatti, bisogna sapere che le alterazioni genetiche riscontrabili sono molteplici:

Over 100 newborn with anomalies:

• Chromosomal disorder is present in < 5%,
• N.V ~ 7%
• Monogenetic in ~ 8%
• Environmentaldamage in ~ 7%,
• Multigenic / S.N.V. probably> 50 %,

Solo con tutto un parterre analitico completo si possono ottenere il massimo delle informazioni possibili.

Con il TRIO PRENATAL TEST si ottiene quindi il massimo delle Informazioni oggi ottenibili con le tecniche utilizzate ed in tempi molto rapidi in considerazione della grande complessità degli esami genetici messi in atto.

QUANTO SONO FREQUENTI LE SEVERE MALATTIE GENETICHE CONGENITE?

Come detto, dai dati europei citati, solo nell’1.5% dei casi si diagnostica una patologia in utero mentre un altro 1.5% si osserva alla nascita. Si arriva, così al 3 %. Ma il restante4% sfugge e i primi sintomi si presentano tardivamente allarmando i genitori. Queste condizioni riconoscono una causa genetica.

Infatti ben un bambino su 21 nasce con una malattia genetica non diagnosticata ⁽⁹⁾ . Si pensi per esempio all’autismo. Questo non viene diagnosticato che tardivamente. Lo studio dell’esoma invece ne rivela l’esistenza, ma limitatamente, però, a quei casi in cui l’autismo si associa ad un quadro sindromico.

Ad oggi si ritiene, approssimativamente, che le cause di anomalie congenite siano, su 100 bambini, così distribuite: Genetiche nel 70%, idiopatiche (da causa ancora da determinare) nel 25%. Però il numero di quest’ultime si va riducendo mano a mano che le scoperte genetiche ne riconoscono la natura e le annoverano come tali. Per ultimo vi è un 5% da noxa patogena esterna (infettiva, tossica, ambientale). Queste ultime sono state sempre molto sopravvalutate perché, quando non si conosceva la vera natura del difetto, si attribuiva la causa ad un agente esterno, soprattutto infettivo⁽³⁹⁾.

QUALI DIAGNOSI SI OTTENGONO DAL TRIO PRENATAL TEST?

Cosa comprende:

1. mappa cromosomica completa (unica metodica che permette la diagnosi di traslocazioni)
2. NGS su villi coriali o liquido amniotico ed in entrambo i genitori per la valutazione di mutazioni patogenetiche degli autosomi ed X-linked
3. eventuale a.CGH per la caratterizzazione delle Copy NumberVariation segnalate dal sequenziamento NGS
4. MPA, PCR

Cosa diagnostica:

1. Diagnosi di alterazioni genetiche fetali che nei DATABASE internazionali sono, al momento dell’esame, sicuramente responsabili di patologie clinicamente rilevanti, certe e riconosciute.
2. Diagnosi delle oltre 50 Malattie metaboliche ereditarie (MME) note.
3. Diagnosi di varianti strutturali cromosomiche e genetiche a significato patogenetico
4. Diagnosi di Sindromi da Disomie Uniparentali.
5. Diagnosi di Mutazioni mitocondriali nucleari.
6. Diagnosi forme di sindromi associate allo spettro autistico
7. Diagnosi di X-fragile, Duchenne, SMA.

NB: Non vengono riportatele le predisposizioni a malattie cardiovascolari, oncologiche o neurodegenerative.

POSSONO ESSERE FORNITI DATI SULLO STATO GENETICO DEI GENITORI?

L’analisi sui genitori serve solo per controllo sulle patologie fetali, per escludere le Varianti di Incerto Significato (VUS), che sono, generalmente, numerosissime.

Su di loro non verrà refertato nulla, soprattutto si eviterà di riportare lo stato di portatori di una predisposizione per malattie metaboliche, oncologiche o neurodegenerative.

Al contrario verranno informati qualora fossero portatori di patologia genetica riscontrata nel feto.

Cionondimeno, se vorranno entrare a conoscenza della loro condizione genetica, della presenza di eventuali anomalie o di predisposizioni, potranno richiederlo come esame da prodursi separatamente analizzando, anche su di essi, mediante specifici protocolli bioinformatici, il loro stato.

DIFFERENZE TRA AMNIOCENTESI O VILLOCENTESI NEL TRIO PRENATAL DIAGNOSIS TEST

Come detto il TRIO si esegue disponendo di una quota di sangue dai genitori e di un campione di materiale fetale prelevato con amniocentesi o villocentesi.

In buone mani entrambe le procedure non espongono a nessun rischio.

La differenza è nei tempi di risposta.

Infatti, necessitando di una discreta quantità di DNA fetale per lo studio dell’esoma, se si esegue la villocentesi è necessario che si operi un passaggio preliminare in coltura, mentre con il liquido amniotico questo non serve.

I tempi di risposta, nei migliori e più attrezzati centri sono di 15 giorni per il TRIO su amnio e di 20 per il TRIO sui villi. Va detto però che, mano a mano che si eseguono gli accertamenti, in questo periodo, si forniscono risposte parziali secondo tale schema:

ESAME	DIAGNOSI	AMNIOCENTESI	VILLOCENTESI
PCR rapida	Anomalie cromosomi 21.18.13.X ed Y	Il giorno dopo l’esame	Il giorno dell’esame
MLPAe  Quantitative PCR	X-fragile, Duchenne, SMA	1 settimana	1 settimana
Cariotipo	Cromosomopatie e traslocazioni	Circa 10 giorni	Circa 7 giorni
CLINICAL EXOME SEQUENCING (aCGH non necessaria)	ESOMA CLINICO	Circa 15 giorni	Circa 20 giorni
Se aCGH necessaria	Conferma di microdelezioni/duplicazioni	Altri 5 giorni (solo se necessario)	Altri 5 giorni (solo se necessario)

 

I tempi possono sembrare lunghi (15/20 giorni), ma se si considera che, dopo la nascita, tali ricerche, tra prenotazioni, esecuzione dei test e risposte, possono prendere anche 1 anno, sono in realtà brevissimi.

QUALI LIMITI PRESENTA IL TRIO PRENATAL TEST?

Benché tale indagine rappresenti il massimo oggi conosciuto nella diagnosi genetica in genere e prenatale in particolare, non si esclude, in assoluto, che si potrebbe riscontrare, in futuro una anomalia oggi non riconoscibile a causa dell’attuale stato delle conoscenze in genetica.

In particolare, sono stati descritti e specificati i seguenti limiti:

• Mosaicismi a bassissima percentuale (normalmente asintomatici)
• Mutazioni introniche e delle giunzioni introne/esone. Si tratta di condizioni rarissime, riscontrabili in circa 1 individuo si 10.000.000 (???)
• Mutazioni del DNA mitocondriale. Si tratta di forme rarissime ad eredità materna, riscontrabili in 1 individuo su 1.000.000.000 (?)
• Patologie da CNV con copie genomiche inferiori a 150 kb . Si tratta di forme rarissime ad eredità materna, riscontrabili in 1 su milioni di individui.

NB: In totale la possibilità che non sia riconosciuta una alterazione genetica oggi nota allo stato delle attuali conoscenze e della tecnica utilizzata e sopra descritta, è inferiore ad 1 caso su  1.000.000.

Va poi ricordato che, come ogni metodica, anche la più sofisticata e accuratissima, non può mai ritenersi perfetta e certa oltre ogni possibilità di errore. Pertanto,va sottolineato che tali esami, benché straordinariamente accurati,potrebbero, comportare un errore su base puramente “stocastica”.

CHE IMPLICAZIONI ESISTONO NEL CONOSCERE SE IL PROPRIO FIGLIO SIA AFFETTO DA UNA ANOMALIA GENETICA?

Innanzitutto, va specificato che, secondo il nostro ordinamento giuridico, i genitori hanno il diritto alla informazione completa sulle possibilità di conoscere lo stato di salute del nascituro.

Il medico è tenuto ad informare sulla esistenza di tutti i test disponibili, dai semplici screening fino ai più completi test diagnostici. Il clinico, invece, non è affatto tenuto a consigliare e tantomeno a prescrivere se non ci sono evidenze che lo spingano a farlo. La scelta è sempre dei genitori correttamente ed esaustivamente informati.

Questo diritto ad essere pienamente informati è stato numerose sancito dai giudici di legittimità^(26,27,28) .

Dal punto di vista etico va poi escluso che tale processo diagnostico sia esclusivamente “eugenetico”. Innanzitutto i genitori ed i medici saranno preparati ad accogliere un bambino con una alterazione genetica ed a trattarlo precocemente e correttamente. Si consideri infatti che, ad oggi, sono oltre 600 le malattie genetiche curabili⁽²⁹⁾.

Il trattamento delle malattie genetiche è una battaglia continua, con oltre 1.800 studi clinici sulla terapia genica completati, in corso o approvati in tutto il mondo⁽³⁰⁾.

L’elemento vincente risiede nella diagnosi precoce, meglio se addirittura prenatale, e nella terapia adeguata.

Si pensi ad esempio alle sole malattie metaboliche che per legge vengono screenate (non diagnosticate) con un prelievo capillare sul piedino del neonato entro 72 ore alla nascita. Queste debbono essere trattate il più precocemente possibile per evitare danni irreversibili. Con il TRIO non si corre il grave rischio di perdere il prezioso tempo che le strutture ospedaliere impiegano per passare dallo screening alla diagnosi.

Per meglio toccare con mano quanto sia importante la diagnosi precoce, si cita un caso in cui un bambino, trattato con Acido Valproico (Depakin) per diagnosi clinica di Encefalopatia epilettica a esordio precoce, invece di guarire, peggiorava. Portato al nostro centro di genetica ed eseguito l’esoma in “TRIO”, si è invece scoperto che era portatore di una variante ex novo, del gene SCN8A. Siccome tale gene codifica per il canale del sodio altamente espresso nelle cellule del cervello e ne influenza il funzionamento, solo la terapia mirata a correggere la disfunzione del canale Nav 1.6. poteva curarlo. Ed infatti, sospeso l’acido valproico e somministrata la carbamazepina (Tegretol), il cui meccanismo consiste proprio nel blocco dei canali del sodio, il piccolo ha avuto una completa remissione della sintomatologia.

IL TRIO PRENATAL DIAGNOSIS SEGNA QUINDI IL RITORNO ALLA “RISCHIOSA” DIAGNOSI PRENATALE INVASIVA DOPO 15 ANNI DI NON INVASIVE PRENATAL TEST?

Ovviamente se si vuole avere la certezza su tutto quanto rappresentato è assolutamente necessario disporre di una certa quantità di DNA prelevato direttamente dal feto, non di tracce incomplete riscontrate sul sangue materno come nella NIPT.

Tuttavia, si deve assolutamente premettere e precisare che l’amniocentesi e la Villocentesi non espongono a nessun rischio se eseguite da mani esperte e dove la gravidanza non presenti particolari rischi.

L’amniocentesi, infatti, non presenta alcun rischio di aborto da decenni. La storia di Ann Tabor del rischio dell’1% risale al 1984, ora ha 50 anni ⁽³¹⁾! Si trattava di tecniche primitive, talvolta eseguite “alla cieca”. Questo rischio è diminuito continuamente nel tempo fino a scomparire del tutto, circa 15 anni fa ^{(32,33,34,35,36)}. Oggi si ritiene che la donna incinta che si sottopone all’amniocentesi presenti, in buone mani, gli stessi rischi di colei che non vi si sottopone o addirittura inferiori con una profilassi specifica ⁽³⁶⁾.

Anche il prelievo dei villi coriali (CVS) con le metodiche attuali non presenta più i rischi che gli venivano attribuiti oltre 30 anni fa. La possibilità di aborto, se effettuato da un operatore esperto, è praticamente paragonabile al rischio base della gravidanza nel primo trimestre e non differisce da quello dell’amniocentesi ^(34,35,37).

Una seconda considerazione rileva sul piano diagnostico, Mentre il NIPT, per tutti i test esistenti ed anche per i più recenti e performanti come il FetalDNA^®, è pur sempre un semplice e limitato screening, come riportato da tutta la letteratura e dalle Linee Guida ⁽³⁸⁾  , la diagnosi prenatale invasiva ha raggiunto le vette sopra rappresentate.

Su 7 bambini che nascono, ben 7 presenteranno, dalla nascita fino ai primi anni di vita (ma talvolta fino alla adolescenza), patologie di ogni tipo, le diverse tecniche di diagnosi presentano diverse potenzialità.

Va detto che, fra queste, può esservi un overlapping, cioè la stessa anomalia può essere screenata o diagnosticata in più modi. L’esempio banale è quello della semplice sindrome di Down che è molto spesso sospettata dai test di screening e dall’ecografia e diagnosticata con i test invasivi. Insomma, in taluni casi tutti i test possono individuare l’esistenza della anomalia.

NB: Come già detto, il TRIO PRENATAL DIAGNOSIS TEST, viene già proposto e praticato nei più importanti centri internazionali di Diagnosi Prenatale ed è particolarmente utilizzato in quel 3% di anomale congenite morfologiche. Questo esame, a causa della sua completa capacità diagnostica e poiché oggi si ritiene che per amniocentesi o villocentesi, se eseguite da operatori esperti, non sussistano rischi, va oramai rapidamente diffondendosi come test diagnostico assoluto in Diagnosi Prenatale in tutti i casi si cerchi la certezza diagnostica  ^{(15, 16,17,18,19,20,21,22, 23,24,25)}.