Modulo di Genetica, Istituti Ortopedici Rizzoli - Bologna

1. Studio di correlazione genotipo-fenotipo su 240 pazienti affetti da esostosi multiple ereditarie (HME) Luca Sangiorgi Modulo di Genetica, Istituti Ortopedici Rizzoli - Bologna Modulo di Genetica

2. HME (MIM 133700) • Malattia genetica, trasmissione autosomica dominante • Incidenza 1-2/100000, penetranza completa • Caratterizzata da escrescenze ossee multiple ricoperte da cartilagine • 0,5-5% rischio neoplastico

3. HME: Hereditary Multiple Exostoses

4. Evoluzione naturale: •Aumento del numero delle esostosi evidenti per numero e per volume con l’età • Arresto della crescita delle lesioni con la maturità scheletrica Problemi clinici: • • Dolori articolari• Compressione strutture adiacenti • Deformità degli arti • Limitazioni funzionali • Bassa statura

5. •Identificati due geni principali • EXT 1 (8q24.1) • EXT 2 (11p11.2-12) • • Un terzo gene (EXT3) • coinvolto mappa • sul cromosoma 19

6. EXT111 esoni 1 11 • 2238 bp cDNA • 746 AA protein • 70%di omologia EXT215 esoni 2 14 • 2154 bp cDNA • 718 AA protein Codificano per glicoproteine transmembrana ad attività glicosil-transferasica coinvolte nella polimerizzazione delle catene glucidiche degli eparan-solfati, a loro volta importanti per il meccanismo di controllo della crescita cartilaginea

7. Prelievo ematico  DNA  LINKAGE In famiglie con più di 3 pazienti affetti  DHPLC (1 proband per famiglia) Analisi degli esoni : dall’1 all’11 perEXT1 dal 2 al 14 perEXT2  Sequenziamento Esteso a tutti i componenti della famiglia

8. 308pazienti analizzati:72casi sporadici 236casi familiari 41casi negativi (13% ca.) 192in EXT1 (72%) 266mutazioni 75in EXT2 (28%)

9. Effetto fenotipico delle mutazioni trovate • la maggior parte determinanoterminazioni premature nella • codifica delle proteine EXT • codoni 339-340EXT1 esone2 : Hot Spot mutazionale • forte eterogeneità allelica

10. Fenotipo: variabilità clinica

11. Correlazione genotipo-fenotipo • fattori implicati nella patogenesi della malattia • la mutazione specifica è predittiva della gravità della malattia? • possibili implicazioni cliniche delle alterazioni genetiche riscontrate nei pazienti e nei familiari affetti • esistono marker molecolari di trasformazione maligna? • standardizzazione del trattamento dei pazienti

12. 240 Ambulatorio genetica IOR (da 15/3/03) Pazienti308 Casi sporadici23% Pazienti con classificazione clinica

13. Classificazione Clinica Classe Sottoclasse Caratteristiche INo deformità – No limitazioni funzionali IA  5 sedi IB > 5 sedi IISi deformità – No limitazioni funzionali IIA  5 sedi IIB > 5 sedi IIISi deformità – Si limitazioni funzionaliIIIA Limitazioni funzionali di 1 sede IIIB Limitazioni funzionali di 2 sedi

14. Casistica 136famiglie  240 pazienti CLASSI 95 classe I 94 classe II 51 classe III TIPI DI MUTAZIONI 30 missenso 75 nonsenso 81 frameshift 31 nel sito di splicing 23 casi negativi

15. Gene mutato (p=0,021) • EXT1 significativamente correlato al pattern di classe III • pazienti EXT1/EXT2 negativi tendenzialmente associati alla classe I

16. Esone mutato (p=0,026) EXT1 EXT2

17. Familiarità (p=0,010) Sporadico significativamente associato alla classe III

18. Sesso (p=0,001) Casistica IOR  119 ♂- 121 ♀ ♂associati allaclasse III - ♀associati allaclasse I

19. Modalità di trasmissione(p=0,029) • trasmissione materna/paterna non significativa  è determinante l’associazione tra il sesso del figlio e la modalità di trasmissione della malattia • ♂ più a rischio di appartenere alla classe III, soprattutto se hanno ereditato la malattia per via materna • ♀ protette nei confronti delle forme cliniche più severe, soprattutto se hanno ereditato la malattia per via materna

20. Numero di sedi (p=0,000) Test di correlazione di Kendall: correlazione ordinale tra il numero di esostosi e la classe clinica: 0-10 sedi  classe I >20 sedi  classe III

21. Tipo di mutazione P > 0,05  tendenza per le mutazioni frameshift ad essere associate alla classe III

22. Analisi Multivariata Fattori ‘di rischio’ (associati alla classe III) Fattori ‘protettivi’ (associati alla classe I) • numero sedi 0-10(p=0,001) • sesso femminile (p= 0,016), • in particolare se la malattia è • trasmessa per • via materna • sesso maschile(p= 0,000) • numero sedi >20(p=0,002) • mutazione a carico di • EXT1(p=0,031)

23. Trasformazione maligna Incidenza casistica IOR: 16/306 >5% • non associata al gene mutato • non associata al numero sedi • non correlata alla gravità della malattia • degenerazione maligna solo in casi • familiari Meccanismo patogenetico non ancora chiarito FOLLOW-UP per tutti i pazienti

24. Conclusioni • Arricchimento delle informazioni da fornire ai pazienti durante • il counseling genetico • Indicazioni per il programma di follow-up per i pazienti considerati • essere più a rischio di sviluppare quadri clinici sfavorevoli Prospettive future • Valutazione dei meccanismi di variabilità clinica intrafamiliare • (effetto di polimorfismi / mutazioni a carico di geni modulatori) • Ampliamento della casistica • Analisi dei casi risultati negativi allo screening con DHPLC (MLPA)

25. Modulo di Genetica