Genetica medica ADI-1 genetica online e clinica [email protected] Dip. di Genetica Biologia e Biochimica Genetica medica oncologica ASO S. Giovanni.

Slide 1 Genetica medica ADI-1 genetica online e clinica [email protected] Dip. di Genetica Biologia e Biochimica Genetica medica oncologica ASO S. Giovanni Battista - Torino IRCC - Candiolo Slide 2 Le malattie genetiche : Malattie causate in modo esclusivo o parziale da un difetto del patrimonio ereditario: difetto nel numero o struttura dei cromosomi -> malattie cromosomiche difetto nella struttura o funzione di un gene -> malattie geniche (monogeniche) (mutazioni del DNA nucleare e mitocondriale) coinvolgimento di una serie di geni localizzati in una stessa regione genomica (riarrangiamento) -> malattie genomiche Slide 3 Le malattie genetiche : effetto di modificazioni chimiche e strutturali del DNA in grado di alterare lespressione di un gene o di un gruppo di geni -> malattie epigenetiche (difetti di imprinting) effetto dellinterazione tra geni e ambiente -> malattie multifattoriali o complesse Slide 4 March 20, 2005 + 179 Slide 5 March 24, 2004 + 186 Slide 6 March 24, 2004March 20, 2005April 19, 2006 Slide 7 Slide 8 Perché occuparci di questi casi da un punto di vista genetico ? tumori giovanili, multipli, bilaterali fanno sospettare una predisposizione i soggetti già malati potrebbero sviluppare altri tumori altri membri della famiglia potrebbero ammalarsi parenti sani ma preoccupati di potersi ammalare in futuro potrebbero non avere ereditato il difetto genetico la causa genetica (biochimica) di una malattia potrà in futuro essere corretta ?! diagnosi corretta gestione clinica identificazione dei portatori identificazione dei non portatori ricerca Slide 9 Ricerca basata sul sintomo Feocromocitoma famigliare Feocromocitoma + angioma midollare National Center for Biotechnology Information NCBI : http://www.ncbi.nlm.nih.gov –Pubmed, OMIM –> VHL, RET, SDH-B, SDH-C, SDH-D Gene Test http://www.geneclinics.org/ –> Gene Review Cancer Prone Diseases http://www.infobiogen.fr/services/chromcancer/ Slide 10 parathyroid hyperplasia pheochromocytoma medullary thyroid carcinoma neuroendocrine pancreatic tumors MEN2 pituitary adenoma duodenal gastrinomas carcinoids exc. MEN1 retinal angiomas CNS haemangioblastomas renal cell carcinomas VHL para- ganglioma SDH genes Slide 11 Predisposizioni ereditarie allo sviluppo del feocromocitoma e paragangliomi extra-surrenalici Casi di feocromocitoma isolato, non-sindromico (surrenalico, extra-surrenalico) –11% VHL (per lo più mutazioni missenso) –5% RET (per lo più mutazioni esoni 11 e 13) –4.5% SDHB –4% SDHD Tot 24% (70% 361G>A Caso indice: sequenza senso (forward) Caso indice: sequenza anti-senso (reverse) 541 CACAGCTACCGAGGTCACCTTTGGCTCTTCAGAGATGCAGGGACACACGATGGGCTTCTG 110 -H--S--Y--R--G--H--L--W--L--F--R--D--A--G--T--H--D--G--L--L- Slide 20 codifica mutazione c.365G>A (p.D121N) GAT>AAT: Asp121Asn Acido Aspartico -> Asparagina aa acidoaa polare DB SNPs: Segnalato in precedenza SNP D121G senza info DB mutazioni: The Human Gene Mutation Database : http://archive.uwcm.ac.uk/uwcm/mg/hgmd0.html -> report 1994 D121G in un paz. con feocromocitoma COOH | 2HN -- CH | CH2 | COOH | 2HN -- CH | CH2 | CO--NH2 Slide 21 VHL protein beta-domain 7 stranded sandwich: aa 63-154 (HIF1 binding: aa 67-117) H4: aa 193-204 polar interface between and domains Linker: aa 154-156 alpha-domain aa 155-192 H1 – H2 – H3 Linker: aa 189-194 Stebbins CE et al Science 1999 Slide 22 VHL – interface Stebbins CE et al Science 1999 Polar interface between alpha and beta domain Hydrogen bonds involving: amino acids: H3Asp187, Leu188 H1Glu160, Arg161, Gln164, Arg167 amino acids: L6Asp121, Thr124, Asp126 L2Arg82 Slide 23 Feocromocitoma non sindromico giovanile in due fratelli Programma: - ricerca di mutazioni RET e SDH - se negativo: analisi VHL Slide 24 Slide 25 467A>C Caso indice Madre 661 AATATCACACTGCCAGTGTATACTCTGAAAGAGCGATGCCTCCAGGTTGTCCGGAGCCTA 150 -N--I--T--L--P--V--Y--T--L--K--E--R--C--L--Q--V--V--R--S--L- Slide 26 DB SNPs: NON segnalati SNPs in 156 DB mutazioni: The Human Gene Mutation Database : http://archive.uwcm.ac.uk/uwcm/mg/hgmd0.html -> 3 report anche recenti di mutazioni: Y156D, Y156N, Y156C codifica mutazione c.467A>C (p.Y156S) TAT>TCT: Tyr156Ser Tirosina -> Serina aa idrofobico aromaticoaa polare sottile polare COOH | 2HN -- CH | CH2--OH COOH | 2HN -- CH | CH2 | OH Slide 27 VHL - Elongin C interface Most relevant contact: Leu158 – Cys162 – Arg161 Hydrogen bonds: Arg82 – Arg161 – Lys159 Stebbins CE et al Science 1999 Slide 28 Effetto delle mutazioni missenso cambiamento aminoacidico +- conservativo frequenza nella popolazione generale segregazione nellambito della famiglia effetto prevedibile sulla struttura/funzione della proteina (modeling) conservazione nellevoluzione test funzionale (ev. second hit) Slide 29 SIFT Sorting Intollerant From Tollerant http://blocks.fhcrc.org/sift/SIFT.html D121N con nematodi0.13 senza nematodi0.00 Y156S con nematodi0.26 senza nematodi0.22 Y156D con nematodi0.13 senza nematodi0.11 Y156N con nematodi0.20 senza nematodi0.17 Y156C con nematodi0.11 senza nematodi0.09 Slide 30 Geni RECESSIVI entrambi gli alleli inattivati : delezioni o riarrangiamenti cromosomici mutazioni puntiformi iper - metilazione 2 mutazioni somatiche tumore sporadico 1 costituzionale + 1 somatica tumore ereditario Inattivazione di geni onco - soppressori : perdita di funzione Slide 31 Gene onco-soppressore Rb Alleli Rb normali mutazione somatica Retinoblastoma unico mono-laterale Mutazione germinale mutazione somatica Retinoblastomi multipli bilaterali ad insorgenza precoce Slide 32 Inattivazione di geni onco - soppressori con perdita di eterozigosità (LOH) Prima mutazione: puntiforme seconda mutazione: delezione Allele 1 5 8 Allele 2 3 6 Allele 1 5 8 Allele 2 3 6 Allele 8 Allele 2 3 6 Slide 33 Inattivazione di geni onco - soppressori con perdita di eterozigosità (LOH) Allele 3 1 5 8 Allele 3 2 3 6 Allele 8 Allele 3 2 3 6 Loci studiati: 1234 Caso 1ni--+ Caso 2+--+ Caso 3++-ni Allele 1 4 6 8 Allele 3 2 3 6 Allele 1 8 Allele 3 2 3 6 Allele 5 3 4 6 Allele 3 2 3 6 Allele 5 3 Allele 3 2 3 6 Sede del gene onco-soppressore Tessuto sano Tessuto tumorale