ALL’EDITORE

Prima descritta nel 1956, la sindrome di Prader-Willi (PWS; MIM 176270) è uno dei disturbi più illustrativi nel campo della genetica umana a causa del suo caratteristico fenotipo clinico e unico genitore di origine eziologia molecolare. La maggior parte dei casi di PWS (~70%) sono dovuti alla delezione paterna del cromosoma 15q11-q13, e ~25% dei casi derivano dalla disomia uniparentale materna (UPD) del cromosoma 15 che hanno origine da un errore di non disgiunzione (NDJ) della meiosi I (MI) o della meiosi II (MII) con successivo salvataggio della trisomia. Il MI NDJ è più comune a causa dell’effetto dell’età materna, ma sia il MI che il MII NDJ comportano un aumento del rischio di condizioni recessive a causa di ampie regioni di assenza di eterozigosi (AOH) che sono caratteristiche distintive della maggior parte delle UPD. La delezione paterna di 15q11-q13 è rilevabile tramite ibridazione in situ a fluorescenza (FISH) e analisi microarray cromosomica (CMA); tuttavia, la UPD materna del cromosoma 15 può anche essere identificata da piattaforme CMA basate su polimorfismo a singolo nucleotide (SNP), che rilevano AOH oltre alle aberrazioni del numero di copie. Riportiamo un caso unico di PWS dovuto a UPD materna, che ha anche portato ad una sindrome recessiva di perdita dell’udito a causa di eredità biallelica di una delezione eterozigote dal cromosoma materno trasmesso 15.

Il nostro paziente ha presentato come un maschio di 4 settimane nato da genitori non consanguinei. Il decorso prenatale comprendeva uno screening positivo nel primo trimestre con un rischio legato all’età per la trisomia 21 di 1 su 43, una translucenza nucale di 1,35 multipli della mediana (MOM), PAPP-A di 1,04 MOM, e hCG di 1,87 MOM. Lo screening prenatale non invasivo (NIPS; MaterniT21 PLUS) era negativo per le trisomie 13, 16, 18, 21 e 22, così come per le microdelezioni 1p36, Wolf-Hirschhorn (4p), Cri-du Chat (5p), Langer Giedion (8q), Jacobsen (11q), Prader-Willi/Angelman (PWS/AS; 15q), e 22q11.2. Il campionamento dei villi coriali e l’amniocentesi sono stati rifiutati.

Il probando è nato a 40+4 settimane di gestazione tramite taglio cesareo ripetuto elettivo; gli Apgar erano 9 e 9, il peso alla nascita era 3240 g, la lunghezza alla nascita era 49 cm e la circonferenza della testa era 36,5 cm, tutti entro i limiti normali. Aveva una normale suzione/ deglutizione alla nascita ma un’ipotonia diffusa con un grido debole, ed è stato ricoverato in NICU per scarsa alimentazione, ipossiemia cronica e ipoglicemia (glicemia 37-39). Sono stati notati testicoli non discesi bilaterali. L’ecografia della testa ha mostrato una cisti subependimale sul corno frontale sinistro, seguita da una risonanza magnetica normale. L’ecocardiografia non ha mostrato alcuna evidenza di malattia cardiaca congenita. Il bambino ha fallito due volte lo screening dell’udito Auditory Brain Response (ABR).

Anche se l’analisi cromosomica ad alta risoluzione del sangue periferico a bande G ha rivelato un normale cariotipo 46, XY, l’analisi clinica CMA usando l’array SurePrint G3 ISCA CGH+SNP 4×180K (Agilent Technologies, Santa Clara, CA) ha identificato due grandi regioni di AOH che coprono 37.7 Mb su 15q11.2-q22.2 e 8.5 Mb su 15q26.1-q26.3 (Fig. 1A), che era altamente suggestivo di UPD per il cromosoma 15. Da notare che il test CMA non è un test diagnostico indipendente per UPD a causa della sua incapacità di rilevare UPD eterodisomica che non ospita alcun AOH. La FISH eseguita sui cromosomi in metafase usando la sonda specifica del locus SNRPN (15q11-q13) era normale per due copie della regione PWS/AS (Fig. 1B). Tuttavia, la metilazione clinica sensibile all’amplificazione multiplex ligation-dependent probe (MLPA) utilizzando il probemix SALSA MLPA ME028 Prader Willi/Angelman (MRC Holland, Paesi Bassi) ha dimostrato un pattern di metilazione anormale coerente con l’assenza della regione critica PWS/AS di derivazione paterna, che insieme hanno confermato la diagnosi di PWS da UPD materna nel soggetto. Il DNA del probando è stato anche sottoposto a test CMA usando la piattaforma CytoScan® HD (Affymetrix, Santa Clara, CA). Entrambe le piattaforme CMA hanno rilevato le due grandi regioni di AOH nel cromosoma 15 eterodisomico UPD (Fig. 1A), e dato che la regione pericentromerica era omozigote nel probando, il NDJ materno è stato attribuito a un errore MII.

(A) Analisi microarray cromosomico (CMA) del probando che mostra assenza di eterozigosi (AOH; ombreggiato) su 15q11.2-q22.2 e 15q26.1-q26.3 usando sia la piattaforma Agilent (pannello superiore) che Affymetrix (pannello inferiore) CMA. (B) FISH in metafase usando la sonda specifica del locus SNRPN (rosso), co-ibridata con sonde di controllo a 15p11.2 (D15Z1; acqua) e 15q22 (PML; verde), indicando un normale modello di ibridazione a due copie nella regione critica PWS/AS sul cromosoma 15q11.2. (C) Vista ingrandita della delezione omozigote STRC e CATSPER2 al 15q15.3 tramite analisi CMA (Agilent) nel probando (pannello superiore) e la delezione materna eterozigote trasmessa (pannello inferiore).

Oltre alle due regioni di AOH sul cromosoma 15, l’analisi clinica CMA ha rilevato anche una delezione omozigote di 55,7 kb (dimensione minima) del cromosoma 15q15.3 situata nella regione 15q11.2-q22.2 di AOH, che comprendeva i geni STRC (esoni 1-22) e CATSPER2. La dimensione massima della delezione era 169,6 kb sulla base delle sonde CMA vicine (Fig. 1C). Dato che le delezioni contigue bialleliche di STRC e CATSPER2 sono una causa nota della sindrome sordità-infertilità (MIM 611102), la delezione omozigote identificata è stata anche considerata patogena nel probando. Questa delezione omozigote è stata successivamente determinata per essere ereditata maternamente dal test CMA (Fig. 1C); tuttavia, come previsto, la delezione 15q15.3 era eterozigote nella madre ma trasmessa al probando in entrambi gli omologhi del cromosoma 15. Il blocco interstiziale di eterozigosi sul cromosoma 15 identificato nel probando da test CMA era una conseguenza della ricombinazione meiotica materna prima del MII NDJ e successivo salvataggio trisomia dopo la fecondazione. Il cariotipo molecolare è stato riportato come:

• upd(15)mat.arr 15q11.2q22.2(23952738_61658913)x2

• hmz,15q15.3(43895633_43951301)x0

• mat,15q26.1q26.3(93895094_102398213)x2 hmz.

Il gene STRC è uno dei principali responsabili della perdita uditiva prelinguale, in quanto codifica la grande proteina strutturale extracellulare stereocilina, che è espressa nell’orecchio interno. Stereocilina ancore la membrana tettoria dell’organo di Corti strutture cellulari all’interno della coclea, e sia mutazioni di sequenza e delezioni di STRC può portare a perdita di udito autosomica recessiva (con o senza infertilità maschile a seconda se CATSPER2 è anche eliminato) . In particolare, STRC è difficile da interrogare dalla maggior parte dei saggi molecolari in quanto condivide >99% di omologia di sequenza con il suo pseudogene distale, che in genere si traduce in bassa risoluzione spaziatura sonda per il numero di copie saggi. Le duplicazioni tandem ~ 100 kb segmentali che comprendono STRC, CATSPER2 e i loro pseudogeni, sono responsabili delle aberrazioni non alleliche del numero di copie (delezioni e duplicazioni) mediate dalla ricombinazione omologa che sono comuni a questa regione. Come tale, le piattaforme CMA a bassa risoluzione non possono rilevare accuratamente le delezioni STRC e CATSPER2 a causa della scarsità di sonde uniche in tutta la regione, spingendo i pannelli di perdita dell’udito multi-gene ad impiegare frequentemente la PCR digitale a goccia mirata per la valutazione del numero di copie e/o il sequenziamento del gene per il rilevamento delle mutazioni.

UPD è stato identificato per la prima volta negli esseri umani nel 1988 quando un bambino è stato trovato per avere la fibrosi cistica a causa di un cromosoma 7 UPD materno isodisomico, che ha smascherato una mutazione eterozigote CFTR materna. Anche se non tutti i cromosomi hanno un fenotipo UPD basato sull’imprinting, l’aumento del rischio di malattia recessiva associato a UPD ha portato alla scoperta di geni e/o mutazioni di malattie recessive, nonché di cromosomi UPD precedentemente non riconosciuti. Esempi recenti includono il cromosoma 3 UPD e la gangliosidosi GM1, il cromosoma 6 UPD e la disfunzione del cono, il cromosoma 8 UPD e l’iperplasia surrenale congenita, il cromosoma 11 UPD e la malattia falciforme, il cromosoma 12 UPD e il deficit di solfito ossidasi, il cromosoma 12 UPD e il rachitismo ereditario 1,25-idrossivitamina D resistente, e il cromosoma 14 UPD e il deficit di alfa 1 antitripsina.

Il nostro probando aggiunge a questi casi segnalati di un disordine autosomico recessivo smascherato dovuto UPD; tuttavia, il nostro caso è unico in quanto harbors il risultato sfortunato di essere influenzato sia da un disordine imprinting classico, PWS (MIM 176270), che da una malattia autosomica recessiva coesistente, la sindrome sordità-infertilità (MIM 611102), che è stata trasmessa attraverso il cromosoma materno UPD 15. È importante notare che, data l’età variabile di insorgenza della sordità STRC-mediata e i sintomi PWS coesistenti, questa seconda diagnosi potrebbe non essere stata determinata fino a molto più tardi. Come tale, questo caso evidenzia anche come la crescente risoluzione di microarray e tecnologie di sequenziamento ad alta produttività non solo identificare nuovi geni di malattia mendeliana e disturbi, ma anche può consentire l’identificazione neonatale di malattie genetiche coesistenti che altrimenti non può essere rilevato fino a più tardi nella vita.