Cri du Chat: dalla delezione citogenetica a quella molecolare Michela Malacarne E.O. Ospedali Galliera S.C. Laboratorio di Genetica Umana Genova San Casciano in Val di Pesa Novembre 2014 17° Raduno Nazionale Famiglie ABC Associazione Bambini Cri du chat
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Cri du Chat: dalla delezione citogenetica a quella molecolare Michela Malacarne E.O. Ospedali Galliera S.C. Laboratorio di Genetica Umana Genova
San Casciano in Val di Pesa Novembre 2014 17° Raduno Nazionale Famiglie ABC Associazione Bambini Cri du chat
CORRELAZIONE
GENOTIPO FENOTIPO
1971 CARIOTIPO Bande Q
5
1971 CARIOTIPO Bande Q
Regione critica (CdCCR) Niebuhr E et al., Hum Genet. 1978 Jun 9;42(2):143-56 “Cytologic observations in 35 individuals with a 5p- karyotype.”
Mappa fenotipica Overhauser J et al., Hum Mol Genet. 1994 Feb;3(2):247-52 “Molecular and phenotypic mapping of the short arm of chromosome 5: sublocalization of the critical region of the cri-du-chat syndrome”.
2Mb
• 49 del5p • 136 sonde FISH/5p
Mappa fenotipica Overhauser J et al., Hum Mol Genet. 1994 Feb;3(2):247-52 “Molecular and phenotypic mapping of the short arm of chromosome 5: sublocalization of the critical region of the cri-du-chat syndrome”.
5.9 Mb
Mappa fenotipica Overhauser J et al., Hum Mol Genet. 1994 Feb;3(2):247-52 “Molecular and phenotypic mapping of the short arm of chromosome 5: sublocalization of the critical region of the cri-du-chat syndrome”.
5p15.3
5p15.2
Gersh M et al., J. Am J Hum Genet. 1995 Jun;56(6):1404-10 “Evidence for a distinct region causing a cat-like cry in patients with 5p deletions”
Cat-like Cry Region
5p15.3
5p15.3
5p15.2
5p15.1
5p14
Ritardo del linguaggio e caratteristiche facciali peculiari Church DM et al., Am J Hum Genet. 1995 May;56(5):1162-72 “Molecular definition of deletions of different segments of distal 5p that result in distinct phenotypic features”
Speech delay (DAT1)
Cat-like cry Childhood facial dysmorphism and moderate ID Adult facial dysmorphism and severe ID
• 17 del5p con SCdC atipica o asintomatici
Cat-like cry CdCCR
(microcephaly, MR, dysmorphism)
Mild ID
No symptons
Mild-severe ID, microcephaly
Mappa fenotipica
Correlazione delezione – ID Marinescu RC et al., Am J Med Genet. 1999 Sep 3;86(1):66-70 “No relationship between the size of the deletion and the level of developmental delay in cri du chat syndrome”
No correlazione tra grandezza delezione e gravita’ ID
Cerruti-Mainardi PC et al.,J Med Genet. 2001 Mar;38(3):151-8 “Clinical and molecular characterisation of 80 patients with 5p deletion:genotype-phenotype correlation”
Dysmorphisms
Microcephaly
Skills
Correlazione delezione – ID
FISH Marinescu RC et al., Clin Genet. 1999 Oct;56(4):282-8 “FISH analysis of terminal deletions in patients diagnosed with cri-du-chat syndrome”
• 110 CdC: cariotipo con delezione terminale de novo
• 6% NO delezione terminale (7/110) : ü 1 traslocazione sbilanciata [t(5;10)]
ü 4 delezioni interstiziali ü 2 no delezione (cosmidi)
• 98% (108/110) delezione vista al cariotipo ma definizione corretta con FISH
• >200Kb • famiglia delle TROMBOSPONDINE (classe V) • Omologo su cr.15 del topo • Proteina transmembrana
• Espressione nel cervello di topo (zona ventricolare della corteccia e gangli della base)
In vertebrati e invertebrati, SEGNALE REPULSIVO per: • guida nella migrazione dei precursori neuronali dalla zona ventricolare • guida nellla direzione di crescita degli assoni
Simmons AD et al., Biochem Biophys Res Commun. 1998 Jan 26;242(3):685-91 “Molecular cloning and mapping of human semaphorin F from the cri-du-chat candidate interval”
+SEMAF +SEMAF
(Ove
rhau
ser/G
ersh
) (C
hurc
h)
CTNND2
• 25% di 5p15.2 (CDCCR1 – Church, 1995) • >640Kb • Armadillo repeat family • Proteina intracitoplasmatica dei complessi di giunzione • Interazione con presenilina-1, N-caderina
• Espressione: -precoce in precursori dei neuroni e neuroni della zona ventricolare della corteccia, ippocampo, bulbi olfattivi -dendriti dopo migrazione
• Ruolo: -formazione e mantenimento struttura e funzione dei dendriti
Medina M et al., Genomics. 2000 Jan 15;63(2):157-64 “Hemizigosity of delta-catenin (CTNND2) is associated with severe mental retardation in cri –du-chat syndrome”
Delezione CTNND2: RM grave in CdC
Matter C et al., Neuron. 2009 Nov 12;64(3):320-7 “Delta-catenin is required for the maintenance of neural structure and function in mature cortex in vivo”
Estrazione DNA
Estrazione DNA
Campione Controllo
Sonda Marcatura
DNA
Sonda Marcatura
DNA
Scanner
Software per analisi immagini
2000 ARRAY - CGH
Ibridazione Ibridazione
2000 ARRAY – CGH t(5;19)
Array-CGH mapping (speech – cry – face)
• 94 CdC (82 del. terminali, 12 del. Interstiziali)
• BAC array (5p specific, whole genome)
Cry (1,5Mb)
Face (2,4Mb)
Speech (3,2Mb)
Zhang X et al., Am J Hum Genet. 2005 Feb;76(2):312-26 “High resolution mapping of genotype-phenotype relationships in cri du chat syndrome using array comparative genomic hybridization”
1
Array-CGH mapping (speech – cry – face)
33Mb
11Mb
Zhang X et al., 2005
3.2Mb 1.5Mb 2.4Mb
Cat-like cry – candidate gene Wu Q et al., Eur J Hum Genet. 2005 Apr;13(4):475-85 “Determination of the critical region? For the cat-like cry of Cri-du-chat syndrome and analysis of candidate genes by quantitative PCR”
Pianto CdC: difetti laringe + difetti neurologici
UBE2QL1 (FLJ25076 – 5p15.31): -ubiquitin-conjugating enzime (UBC-E2) -degradazione proteine -invertebrati e vertebrati -alti livelli di espressione in zona toracica e scalpo
640Kb
Diagnosi mediante Array-CGH
Gravita’ ID proporzionale a dimensione delezione? • 15 CdC: ID grave rispetto a delezione e fenotipo complesso
Zhang X et al., 2005
CNV in altre zone del genoma
Necessita’ di analisi “whole genome” per fenotipi complessi ?