Defining the disease liability of variants in the cystic fibrosis transmembrane conductance regulator gene.
Sosnay PR, Siklosi KR, Van Goor F and Cutting GR.
Nat Genet. 2013 Aug 25. doi: 10.1038/ng.2745. [Epub ahead of print]
Qual è il problema
Si conoscono circa 2000 varianti del DNA che compone il gene CFTR normale. Il problema è distinguere quelle che provocano conseguenze patogene (vere mutazioni) da quelle innocenti.
Che cosa si sa
Sono conosciuti gli effetti clinici provocati nei malati dalle mutazioni più frequenti; di una certa quota di queste mutazioni è stato anche studiato il meccanismo di malfunzionamento della proteina CFTR. Molti dati sono stati raccolti in un archivio disponibile online (Cystic Fibrosis Mutation Database CFMD www.genet.sickkids.on.ca)
Che cosa aggiunge questo studio
Attingendo ai dati già presenti nel CFMD, ma aggiungendo a questi un grande lavoro collaborativo americano ed europeo, sono state raccolte e messe in correlazione le informazioni sulle caratteristiche cliniche (fenotipo) e genetiche (genotipo) 39.696 pazienti FC. Di questi pazienti sono state selezionate le varianti del gene CFTR più frequenti (frequenza superiore o uguale a 0.01 %). Di 159 varianti , 127 sono risultate mutazioni , 12 varianti innocenti , 20 con definizione ancora incerta. Tutti i dati raccolti sono disponibili in un grande archivio disponibile via web, denominato CFTR2 (www.cftr2.org)
PREMESSE
Dalla scoperta nel 1989 del gene CFTR ad oggi sono stati fatti notevoli passi nelle tecniche volte a diagnosticare le varianti nella sequenza di DNA che compone il gene. Il gene CFTR si è rivelato un gene estremamente eterogeneo (circa 2000 varianti conosciute). L’applicazione delle indagini genetiche in molti campi (la diagnosi della malattia a qualsiasi età, lo screening neonatale, il test del portatore) ha reso cruciale il problema di distinguere quelle in grado di provocare sintomi di malattia da quelle innocenti.
A partire dal 1990 è stato creato un grande contenitore centralizzato (Cystic Fibrosi Mutation Database) a cui sono afferite le segnalazioni dei ricercatori (prevalentemente biologi molecolari) man mano che scoprivano nuove varianti. Quando possibile erano fornite anche notizie sulla clinica (il “fenotipo” a cui la variante si accompagnava) e sugli effetti previsti a livello di funzionamento di CFTR. Ma le informazioni cliniche non erano organicamente raccolte e confrontate; e quelle sul funzionamento di CFTR spesso frutto di previsioni statistiche (fatte in base al tipo di cambiamento nella sequenza di nucleotidi componenti il DNA), piuttosto che di vere indagini di laboratorio.
METODO
Allora si è pensato di creare un nuovo grande archivio contenente sia i dati del CFMD sia quanto di nuovo è emerso fino ad oggi, procedendo in modo da mettere in relazione i dati clinici (basati sulla casistica più ampia possibile) con gli studi di laboratorio sul funzionamento di CFTR. Per creare una priorità indispensabile alla realizzazione del progetto, sono state selezionate le varianti che avevano nei malati frequenza oltre una certa soglia (superiore allo 0.01%).
RISULTATI
I dati sono stati forniti da 24 paesi e riguardano 39.696 pazienti, che rappresentano il 57% dei 70.000 affetti da FC stimati su scala mondiale (la stima più realistica però è di almeno 100.000). La grande maggioranza dei pazienti è di origine caucasica (quindi popolazione di pelle bianca originaria dal centro Europa). La variante più comune è risultata essere DF508 (presente in una copia del gene CFTR del 70% dei malati). Oltre a DF508 sono state selezionate altre 22 varianti che risultavano avere frequenza superiore allo 0,1% (sono quelle che compongono il pannello di mutazioni raccomandato per il test per il portatore nelle coppie della popolazione generale americana). E infine altre 136 varianti molto più rare ma comunque con frequenza generale superiore allo 0.01% (al minimo dovevano essere segnalate come presenti in 3 pazienti). I pazienti dovevano essere stati diagnosticati come affetti da FC in centri specializzati, responsabili dei dati clinici forniti; di importanza fondamentale nella diagnosi il valore del test del sudore. Il funzionamento della proteina CFTR è stato studiato in vario modo: misurando la quantità di mRNA (RNA messaggero) prodotto (espresso in percentuale rispetto a quello che porta alla proteina CFTR normale) e il trasporto di cloro (espresso come percentuale di corrente di cloro rispetto a quella dimostrata per la CFTR normale). E’ stata scelta la soglia del 10% sia di mRNA che di corrente di cloro come limite al di sotto del quale ritenere certa la manifestazione di effetti patologici a livello pancreatico, sudorale e polmonare. In questo modo, delle 159 varianti complessivamente studiate negli aspetti clinici e funzionali, 127 sono state classificate come vere mutazioni del gene CFTR. Per stabilire la natura delle altre 32 è stata esaminata la loro eventuale presenza nei cromosomi di 2188 padri di soggetti FC: se il cromosoma normale del padre (e non quello contenente una vera mutazione trasmessa al figlio) conteneva la variante in studio, questa doveva obbligatoriamente essere neutrale, dal momento che non aveva impedito la fertilità. Con questo studio altre 10 varianti sono state classificate come neutrali. Per le altre 20 la definizione è rimasta incerta.
CONCLUSIONI
Il lavoro svolto ha un notevole valore scientifico, cui si aggiunge quello divulgativo via web. Il CFTR2 è consultabile in due versioni: una più tecnica e una più semplice per familiari e pazienti, entrambe di facile uso. Le ricadute pratiche dei dati scientifici possono essere rilevanti: i soggetti che hanno nel loro genotipo varianti del gene CFTR risultate “innocenti”, ma che lo stesso hanno quadro clinico certo per FC, dovrebbero essere ristudiati geneticamente per scoprire la vera mutazione. Per contro, individui che hanno diagnosi incerta di FC, ma che risultano avere nel genotipo una variante classificata innocente, dovrebbero essere rivalutati sul piano clinico. E infine i calcoli di statistica medica indicano che un test genetico allestito in modo da identificare in una sola battuta le 127 varianti studiate e classificate come mutazioni CFTR avrebbe la possibilità di identificare il 91% dei portatori FC.
