:: DISORDINI DELL'ACCRESCIMENTO STATURALE :: Analisi del gene FGFR3 (MIM 134934) Diverse alterazioni a carico del gene FGFR3 (4p16.3) danno origine a diverse patologie: la displasia tanatofora, la craniosinostosi di Crouzon, l’acondroplasia (MIM: 100800) e l’ipocondroplasia (MIM: 146000). L’acondroplasia rappresenta la più comune forma tra le osteocondrodisplasie. E’ caratterizzata da un mancato sviluppo armonico della cartilagine d’accrescimento delle ossa lunghe degli arti risultando in una forma di nanismo (nanismo acondroplasico) in cui gli individui affetti hanno una statura molto bassa e sono sproporzionati. L’ipocondroplasia è un’osteocondrodisplasia simile all'acondroplasia ma di grado più modesto. Il nanismo e la sproporzione del corpo sono molto meno pronunciati. -il test GM05.01 (ricerca delle mutazioni c.1138G>A e c.1138G>C mediante sequenziamento) consiste nella ricerca delle due mutazioni puntiformi note responsabili del 98% dei casi di acondroplasia. Entrambe le mutazioni determinano una variazione amminoacidica al codone 380: p. G380R. Il test rileva anche la mutazione al codone 375 (p.G375C) trovata solo in due pazienti con acondroplasia (Nishimura et al. 1995; Superti-Furga et al. 1995) e la mutazione p.G346E trovata in un solo caso di acondroplasia (Prinos et al. 1994) -il test GM05.02 (ricerca delle mutazioni Ile538Val, Asn540Thr, Asn540Lys, Asn540Ser mediante sequenziamento ) consiste nella ricerca delle mutazioni puntiformi note responsabili dell’ipocondroplasia: * le mutazioni c.1620C>A e c.1620C>G causano la sostituzione amminoacidica p.N540K (Asn540Lys) nel 40-70% dei pazienti (Bellus et al. 1995; Prinos et al. 1995; Rousseau et al. 1996; Stoilov et al. 1995). Quando la diagnosi clinica è effettuata considerando specifici criteri radiologici nel 72% dei probandi con ipocondroplasia sono presenti le mutazioni c.1620C>A (70%) e c.1620C>G (30%) (Fofanova et al. 1998; Prinster et al. 1998; Ramaswami et al. 1998). * la mutazione c.1651A>G determina la sostituzione amminoacidica p.I538V (Ile538Val) in un solo caso (Grigelioniene et al. 1998) * la mutazione p.N540T (Asn540Thr) è stata identificata in un caso (Deutz-Terlouw et al. 1998) * la mutazione p.N540S (Asn540Ser ) è stata identificata in due casi (Mortier et al. 2000; Thauvin-Robinet et al. 2003) La percentuale delle alterazioni rilevabili con questo test varia dal 40 al 70% a seconda dei criteri impiegati nella diagnosi clinica.
Bibliografia - Bellus GA, McIntosh I, Smith EA, Aylsworth AS, Kaitila I, Horton WA, Greenhaw GA, Hecht JT, Francomano CA (1995) A recurrent mutation in the tyrosine kinase domain of fibroblast growth factor receptor 3 causes hypochondroplasia. Nat Genet 10:357-359 - Deutz-Terlouw PP, Losekoot M, Aalfs CM, Hennekam RC, Bakker E (1998) Asn540Thr substitution in the fibroblast growth factor receptor 3 tyrosine kinase domain causing hypochondroplasia. Hum Mutat Suppl 1:S62-65 - Fofanova OV, Takamura N, Kinoshita E, Meerson EM, Iljina VK, Nechvolodova OL, Evgrafov OV, Peterkova VA, Yamashita S (1998) A missense mutation of C1659 in the fibroblast growth factor receptor 3 gene in Russian patients with hypochondroplasia. Endocr J 45:791-795 - Grigelioniene G, Hagenas L, Eklof O, Neumeyer L, Haereid PE, Anvret M (1998) A novel missense mutation Ile538Val in the fibroblast growth factor receptor 3 in hypochondroplasia. Mutations in brief no. 122. Online. Hum Mutat 11:333 - Mortier G, Nuytinck L, Craen M, Renard JP, Leroy JG, de Paepe A (2000) Clinical and radiographic features of a family with hypochondroplasia owing to a novel Asn540Ser mutation in the fibroblast growth factor receptor 3 gene. J Med Genet 37:220-224 - Nishimura G, Fukushima Y, Ohashi H, Ikegawa S (1995) Atypical radiological findings in achondroplasia with uncommon mutation of the fibroblast growth factor receptor-3 (FGFR-3) gene (Gly to Cys transition at codon 375). Am J Med Genet 59:393-395 - Prinos P, Costa T, Sommer A, Kilpatrick MW, Tsipouras P (1995) A common FGFR3 gene mutation in hypochondroplasia. Hum Mol Genet 4:2097-2101 - Prinos P, Kilpatrick MW, Tsipouras P 1994 A novel G346E mutation in achondroplasia. Pediatr Res 37:151A (Abstract) - Prinster C, Carrera P, Del Maschio M, Weber G, Maghnie M, Vigone MC, Mora S, Tonini G, Rigon F, Beluffi G, Severi F, Chiumello G, Ferrari M (1998) Comparison of clinical-radiological and molecular findings in hypochondroplasia. Am J Med Genet 75:109-112 - Ramaswami U, Rumsby G, Hindmarsh PC, Brook CG (1998) Genotype and phenotype in hypochondroplasia. J Pediatr 133:99-102 - Rousseau F, Bonaventure J, Legeai-Mallet L, Schmidt H, Weissenbach J, Maroteaux P, Munnich A, Le Merrer M (1996) Clinical and genetic heterogeneity of hypochondroplasia. J Med Genet 33:749-752 - Stoilov I, Kilpatrick MW, Tsipouras P (1995) A common FGFR3 gene mutation is present in achondroplasia but not in hypochondroplasia. Am J Med Genet 55:127-133 - Superti-Furga A, Eich G, Bucher HU, Wisser J, Giedion A, Gitzelmann R, Steinmann B (1995) A glycine 375-to-cysteine substitution in the transmembrane domain of the fibroblast growth factor receptor-3 in a newborn with achondroplasia. Eur J Pediatr 154:215-219 - Thauvin-Robinet C, Faivre L, Lewin P, De Monleon JV, Francois C, Huet F, Couailler JF, Campos-Xavier AB, Bonaventure J, Le Merrer M (2003) Hypochondroplasia and stature within normal limits: another family with an Asn540Ser mutation in the fibroblast growth factor receptor 3 gene. Am J Med Genet A 119:81-84 Per aggiornamenti su altre mutazioni rilevate in pazienti con acondroplasia ed ipocondroplasia vedere anche: - Heuertz S, Le Merrer M, Zabel B, Wright M, Legeai-Mallet L, Cormier-Daire V, Gibbs L, Bonaventure J (2006) Novel FGFR3 mutations creating cysteine residues in the extracellular domain of the receptor cause achondroplasia or severe forms of hypochondroplasia. Eur J Hum Genet 14:1240-1247 Analisi del gene SHOX (MIM 312865) Le alterazioni in eterozigosi a carico del gene SHOX (Xp22.3-Yp11.3) e del suo enhancer sono responsabili di: - Bassa statura “idiopatica” (Tab. 1) - Discondrosteosi di Leri-Weill (OMIM 127300), una rara forma di displasia scheletrica caratterizzata da bassa statura sproporzionata, dovuta a mesomelia degli arti, e da una anomalia del polso nota come deformità di Madelung. Le alterazioni in omozigosi invece sono responsabili di una forma grave e molto rara di nanismo – la displasia mesomelica di Langer (MIM 249700) – che è caratterizzata oltre che da mesomelia degli arti anche da aplasia o ipoplasia di ulna e fibula. Secondo i dati dello Human Short Stature Gene Allelic Variant Database Web Site e della letteratura risulta che la maggior parte dei casi di Leri-Weill è dovuto a grosse delezioni che interessano tutto il gene (o parte del gene) o la regione a valle contenente l’enhancer mentre le mutazioni puntiformi nelle regioni codificanti sono presenti in un numero più limitato di casi (Tab.1). - il test GM.06.01(ricerca di delezione del gene SHOX, dell'enhancer e della regione PAR1 mediante MLPA ) permette di analizzare l’intera regione PAR1 per la presenza di delezioni che coinvolgono il gene SHOX e/o il suo enhancer. Questo test consente di avere una visione completa dell’intera regione pseudoautosomale maggiore al fine di rilevare delezioni (o riarrangiamenti) implicate nell’eziopatogenesi delle Discondrosteosi di Leri-Weill. La percentuale delle alterazioni rilevabili con questo test rispetto al totale delle mutazioni riscontrate nel gene SHOX è di circa l’80%. - il test GM.06.02 (ricerca di mutazione nel gene SHOX mediante sequenziamento)consiste nell’amplificazione e nel sequenziamento diretto degli esoni codificanti e le giunzioni esoni-introni: 2, 3, 4, 5 e 6a. Il test consiste nella ricerca di mutazioni puntiformi e delle piccole delezioni/inserzioni in tutti gli esoni codificanti la proteina. La percentuale delle alterazioni rilevabili con questo test rispetto al totale delle mutazioni riscontrate nel gene SHOX è di circa il 20%. Al fine di ridurre il costo dell’esame, l’analisi può essere scomposta in due test distinti con l’esecuzione,in un primo tempo, del sequenziamento degli esoni che sonopiù frequentemente colpiti da alterazioni e in caso di risultato negativo, procedere con l’analisi dei rimanenti esoni: - il test GM.06.03(ricerca di mutazione nel gene SHOX mediante sequenziamento, esoni 3-4-5) permette la rilevazione del 70% del totale di tutte le mutazioni identificabili mediante sequenziamento - il testGM.06.04 (ricerca di mutazione nel gene SHOX mediante sequenziamento, esoni 2 e 6a) permette la rilevazione del rimanente 30% del totale di tutte le mutazioni identificabili tramite sequenziamento - il test GM.06.05(ricerca di una mutazione famigliare nel gene SHOX mediante sequenziamento)è indicato per confermare o escludere la presenza di una mutazione in un famigliare di un paziente affetto il cui difetto genetico sia conosciuto. - il test GM.06.06(ricerca di delezione regione SHOX mediante analisi dell'aplotipo) consiste nella ricerca di delezioni a carico del gene SHOX e del suo enhancer attraverso amplificazione di marcatori polimorfici, anche intragenici. Questa analisi ha lo scopo di determinare la presenza di delezione e la sua via di trasmissione attraverso le generazioni e può essere effettuata quando è disponibile il DNA dei genitori dell’individuo con sospetto di Discondrosteosi. Tabella 1. Sono schematizzati in tabella i dati relativi alla frequenza di alterazioni del gene SHOX e del suo enhancer in alcune casistiche di soggetti con bassa statura idiopatica (nella parte superiore della tabella) o con sindrome di Leri-Weill (nella parte inferiore della tabella). Nella colonna “Mutazioni puntiformi (%)” è indicata la percentuale, rispetto alnumero totale di soggetti analizzati, di mutazioni puntiformi o di piccole mutazioni delle regioni codificanti del gene. Nella colonna “Delezioni SHOX (%)” è indicata la percentuale, rispetto al numero totale di soggetti analizzati, di grosse delezioni che comprendono il gene o parti del gene. Nella colonna “Delezioni enhancer (%)” è indicata la percentuale, rispetto al numero totale di soggetti analizzati, di delezioni che comprendono l’enhancer a valle del gene ma non il gene stesso. La colonna “Mutazioni/affetti (%)” indica la percentuale totale dei pazienti con alterazioni del gene SHOX e con delezioni dell’enhancer rispetto al numero totale di soggetti analizzati. (1) L’analisi è stata condotta su 750 pazienti per la ricerca di mutazioni intrageniche e su 150 pazienti per la ricerca di delezioni. (2) I pazienti con LWS avevano tutti la deformità di Madelung (3) Nei pazienti analizzati era stata precedentemente esclusa la presenza di mutazioni puntiformi e di delezioni del gene SHOX
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