RAPPORTO SUL PROFILO GENICO COME LEGGERE IL PRESENTE RAPPORTO I geni, presenti nei cromosomi, sono lunghe sequenze di basi che costituiscono il DNA ed ognuno é responsabile per la produzione di una determinata proteina. Ogni gene é presente nelle cellule dell’organismo in due copie (alleli), una ereditata dal padre e l’altra dalla madre. Le sequenze di uno stesso gene possono differire tra una persona ed un’altra solo per la sostituzione di una base in una specifica posizione. Queste sostituzioni, definite mutazioni o polimorfismi in base alla loro frequenza nella popolazione, non comportano, solitamente, disfunzioni gravi, anzi si puó dire che sono il motivo del perché ogni persona é diversa dall’altra. Se entrambe le copie in una determinata sequenza presentano nella stessa posizione la stessa base, il soggetto viene definito omozigote se invece nella stessa posizione sono riscontrabili due basi diverse, soggetto viene definito eterozigote. Talvolta la presenza di un determinato polimorfismo/mutazione puó essere la causa della produzione di una proteina che non funziona al 100% e che quindi può provocare delle alterazioni non direttamente patologiche ma che assieme ad altri fattori, molto spesso ambientali, possono concorrere all’insorgenza di stati patologici. Il profilo dei polimorfismi/mutazioni qui analizzati mette in evidenza la presenza o l’assenza di specifici polimorfismi/mutazioni che, sulla base di studi clinici pubblicati su riviste scientifiche importanti, sono stati correlati ad un aumentato rischio di insorgenza di osteoporosi. É importante rilevare che i polimorfismi/mutazioni qui analizzati non determinano la presenza di una malattia e nemmeno l’assenza di rischi che possono essere invece correlati ad altri polimorfismi/mutazioni non analizzati. Il report sul profilo genico che segue é suddiviso in 2 parti: 1) rapporto medico dove vengono riportate le possibili implicazioni cliniche correlate al polimorfismo determinato; 2) rapporto scientifico dove vengono riportate alcune informazioni sul ruolo fisiologico del gene, e quindi della proteina, analizzato. Nome 1/13 POSSIBILI CORRELAZIONI CLINICHE PANNELLO OSTEOPOROSI LRP5 (Lipoprotein receptor-related protein 5) Mutazione/SNP ricercata Presente Genotipo V667M NO VV Genotipo normale o di riferimento: VV Il genotipo omozigote VV è il più frequente nella popolazione e la proteina codificata da questo gene non presenta la mutazione cercata. Altri possibili genotipi identificabili mediante questa analisi: Mutazione/SNP ricercata Presente V667M SI Genotipo VM MM La presenza dell’allele M correla con: un maggiore rischio di osteoporosi e di riduzione della densità minerale ossea [1-3] un maggiore rischio di fratture ossee [2] L’assenza della mutazione cercata non esclude comunque l’eventuale presenza di altre mutazioni nello stesso gene. RACCOMANDAZIONI Ai portatori della mutazione V667M nel gene LRP5, sia in omozigosi che in eterozigosi, si consiglia di: sottoporsi ad un controllo di densitometria ossea; consultare uno specialista qualora dalla densitometria ossea emerga una qualsiasi indicazione di compromissione; considerare una dieta ricca in calcio, vitamina D, vegetali e pesce; su indicazione dello specialista, considerare l’eventuale terapia ormonale sostitutiva. Nome 2/13 LRP5 (Lipoprotein receptor-related protein 5) Mutazione/SNP ricercata Presente Genotipo A1330V NO AA Genotipo normale o di riferimento:AA Il genotipo omozigote AA è il più frequente nella popolazione e la proteina codificata da questo gene non presenta la mutazione cercata. Altri possibili genotipi identificabili mediante questa analisi: Mutazione/SNP ricercata Presente A1330V SI Genotipo AV VV La presenza dell’allele V correla con: un maggiore rischio di osteoporosi e di riduzione della densità minerale ossea [1-2] un maggiore rischio di fratture ossee [3] L’assenza della mutazione cercata non esclude comunque l’eventuale presenza di altre mutazioni nello stesso gene. RACCOMANDAZIONI Ai portatori del polimorfismo A1330V nel gene LRP5, sia in omozigosi che in eterozigosi, si consiglia di: sottoporsi ad un controllo di densitometria ossea; consultare uno specialista qualora dalla densitometria ossea emerga una qualsiasi indicazione di compromissione; considerare una dieta ricca in calcio, vitamina D, vegetali e pesce; su indicazione dello specialista, considerare l’eventuale terapia ormonale sostitutiva. Nome 3/13 TNFRSF11B (Osteoprotegerin) Mutazione/SNP ricercata Presente Genotipo Rs4355801 AG NO GG Genotipo normale o di riferimento: GG Il genotipo omozigote GG è il più frequente nella popolazione e la proteina codificata da questo gene non presenta la mutazione cercata. Altri possibili genotipi identificabili mediante questa analisi: Mutazione/SNP ricercata Presente Rs4355801 AG SI Genotipo AG AA La presenza dell’allele A correla con: un maggiore rischio di osteoporosi, di riduzione della densità minerale ossea e un maggiore rischio di fratture ossee [1-2] L’assenza della mutazione cercata non esclude comunque l’eventuale presenza di altre mutazioni nello stesso gene. RACCOMANDAZIONI Ai portatori del polimorfismo Rs4355801 AG nel gene TNFRSF11B, sia in omozigosi che in eterozigosi, si consiglia di: sottoporsi ad un controllo di densitometria ossea; consultare uno specialista qualora dalla densitometria ossea emerga una qualsiasi indicazione di compromissione; considerare una dieta ricca in calcio, vitamina D, vegetali e pesce; su indicazione dello specialista, considerare l’eventuale terapia ormonale sostitutiva. Nome 4/13 COL1A1 (Collagene tipo-I alfa) Mutazione/SNP ricercata Presente Genotipo Sp1 NO SS Genotipo normale o di riferimento: SS Il genotipo omozigote SS è il più frequente nella popolazione e la proteina codificata da questo gene non presenta la mutazione cercata. Altri possibili genotipi identificabili mediante questa analisi: Mutazione/SNP ricercata Presente Sp1 SI Genotipo Ss ss La presenza dell’allele s correla con: un maggiore rischio di osteoporosi, di riduzione della densità minerale ossea e un maggiore rischio di fratture ossee [1-4] L’assenza della mutazione cercata non esclude comunque l’eventuale presenza di altre mutazioni nello stesso gene. RACCOMANDAZIONI Ai portatori del polimorfismo Ss nel gene COL1A1, sia in omozigosi che in eterozigosi, si consiglia di: sottoporsi ad un controllo di densitometria ossea; consultare uno specialista qualora dalla densitometria ossea emerga una qualsiasi indicazione di compromissione; considerare una dieta ricca in calcio, vitamina D, vegetali e pesce; su indicazione dello specialista, considerare l’eventuale terapia ormonale sostitutiva. Nome 5/13 HLA-DQA1 (MHC classe II DQ alfa 1) e HLA DQB1 (MHC classe II DQ beta 1) Mutazione/SNP ricercata Presente Genotipo *0501 NO Normale *0201 NO Normale *0302 NO Normale Genotipo normale o di riferimento: assenza di catene degli eterodimeri DQ2 e DQ8. Altri possibili genotipi identificabili mediante questa analisi: *0501 SI DQ2 *0201 NO Normale *0302 NO Normale Genotipo portatore di una sola catena dell’eterodimero DQ2. *0501 SI Normale *0201 NO DQ2 *0302 NO Normale Genotipo portatore di una sola catena dell’eterodimero DQ2. *0501 SI DQ2 *0201 SI DQ2 *0302 NO Normale Genotipo portatore dell’eterodimero DQ2. *0501 SI Normale *0201 SI Normale *0302 SI DQ8 Genotipo portatore dell’eterodimero DQ8. Nome 6/13 Mutazione/SNP ricercata Presente Genotipo *0501 SI DQ2 *0201 SI DQ2 *0302 SI DQ8 Genotipo portatore degli eterodimeri DQ2 e DQ8. *0501 SI Normale *0201 SI DQ2 *0302 SI DQ8 Genotipo portatore dell’eterodimero DQ8 e di una sola catena dell’eterodimero DQ2. *0501 SI DQ2 *0201 SI Normale *0302 SI DQ8 Genotipo portatore dell’eterodimero DQ8 e di una sola catena dell’eterodimero DQ2. La presenza di almeno una catena dell’eterodimero DQ2 correla con: una maggiore predisposizione alla celiachia [1-4] un maggior rischio di osteoporosi [5-7] L’assenza dei polimorfismi/mutazioni cercati non esclude comunque l’eventuale presenza di altre mutazioni nello stesso gene. RACCOMANDAZIONI Ai portatori di almeno una catena dell’eterodimero DQ2, si consiglia di: sottoporsi ad un controllo di densitometria ossea; consultare uno specialista qualora dalla densitometria ossea emerga una qualsiasi indicazione di compromissione dell’apparato scheletrico; considerare una dieta ricca in calcio, vitamina D, vegetali e pesce; limitare cibi contenti glutine; su indicazione dello specialista, considerare l’eventuale terapia ormonale sostitutiva. Nome 7/13 BIBLIOGRFIA CITATA LRP5 (V667M) [1] Giroux S, Elfassihi L, Cole DE, Rousseau F. Replication of associations between LRP5 and ESRRA variants and bone density in premenopausal women. Osteoporos Int. 2008 Apr 17. [Epub ahead of print] [2] van Meurs JB, Trikalinos TA, Ralston SH, Balcells S, Brandi ML, Brixen K, Kiel DP, Langdahl BL, Lips P, Ljunggren O, Lorenc R, Obermayer-Pietsch B, Ohlsson C, Pettersson U, Reid DM, Rousseau F, Scollen S, Van Hul W, Agueda L, Akesson K, Benevolenskaya LI, Ferrari SL, Hallmans G, Hofman A, Husted LB, Kruk M, Kaptoge S, Karasik D, Karlsson MK, Lorentzon M, Masi L, McGuigan FE, Mellström D, Mosekilde L, Nogues X, Pols HA, Reeve J, Renner W, Rivadeneira F, van Schoor NM, Weber K, Ioannidis JP, Uitterlinden A. GLarge-scale analysis of association between LRP5 and LRP6 variants and osteoporosis. JAMA :2008 Mar 299 (11): 1277-90. [3] Grundberg E, Lau EM, Lorentzson M, Karlsson M, Holmberg A, Groop L, Mellström D, Orwoll E, Mallmin H, Ohlsson C, Ljunggren O, Akesson K. Large-scale association study between two coding LRP5 gene polymorphisms and bone phenotypes and fractures in men. Osteoporos Int. 2008 Jun;19(6):829-37. LRP5 (A1330V) [1] Richards JB, Rivadeneira F, Inouye M, Pastinen TM, Soranzo N, Wilson SG, Andrew T, Falchi M, Gwilliam R, Ahmadi KR, Valdes AM, Arp P, Whittaker P, Verlaan DJ, Jhamai M, Kumanduri V, Moorhouse M, van Meurs JB, Hofman A, Pols HA, Hart D, Zhai G, Kato BS, Mullin BH, Zhang F, Deloukas P, Uitterlinden AG, Spector TD. Bone mineral density, osteoporosis, and osteoporotic fractures: a genome-wide association study. Lancet. 2008 May 3;371(9623):1505-12. [2] Saarinen A, Välimäki VV, Välimäki MJ, Löyttyniemi E, Auro K, Uusen P, Kuris M, Lehesjoki AE, Mäkitie O. The A1330V polymorphism of the low-density lipoprotein receptor-related protein 5 gene (LRP5) associates with low peak bone mass in young healthy men. Bone. 2007 Apr;40(4):1006-12. [3] van Meurs JB, Trikalinos TA, Ralston SH, Balcells S, Brandi ML, Brixen K, Kiel DP, Langdahl BL, Lips P, Ljunggren O, Lorenc R, Obermayer-Pietsch B, Ohlsson C, Pettersson U, Reid DM, Rousseau F, Scollen S, Van Hul W, Agueda L, Akesson K, Benevolenskaya LI, Ferrari SL, Hallmans G, Hofman A, Husted LB, Kruk M, Kaptoge S, Karasik D, Karlsson MK, Lorentzon M, Masi L, McGuigan FE, Mellström D, Mosekilde L, Nogues X, Pols HA, Reeve J, Renner W, Rivadeneira F, van Schoor NM, Weber K, Ioannidis JP, Uitterlinden A. GLarge-scale analysis of association between LRP5 and LRP6 variants and osteoporosis. JAMA :2008 Mar 299 (11): 1277-90. TNFRSF11B [1] Richards JB, Rivadeneira F, Inouye M, Pastinen TM, Soranzo N, Wilson SG, Andrew T, Falchi M, Gwilliam R, Ahmadi KR, Valdes AM, Arp P, Whittaker P, Verlaan DJ, Jhamai M, Kumanduri V, Moorhouse M, van Meurs JB, Hofman A, Pols HA, Hart D, Zhai G, Kato BS, Mullin BH, Zhang F, Deloukas P, Uitterlinden AG, Spector TD. Bone mineral density, osteoporosis, and osteoporotic fractures: a genome-wide association study. Lancet. 2008 May 3;371(9623):1505-12. [2] Jørgensen HL, Kusk P, Madsen B, Fenger M, Lauritzen JB. Serum osteoprotegerin (OPG) and the A163G polymorphism in the OPG promoter region are related to peripheral measures of bone mass and fracture odds ratios. J Bone Miner Metab. 2004;22(2):132-8. COL1A1 [1] Mann V, Ralston SH. Meta-analysis of COL1A1 Sp1 polymorphism in relation to bone mineral density and osteoporotic fracture. Bone. 2003 Jun;32(6):711-7. [2] Suuriniemi M, Kovanen V, Mahonen A, Alén M, Wang Q, Lyytikäinen A, Cheng S. COL1A1 Sp1 polymorphism associates with bone density in early puberty. Bone. 2006 Sep;39(3):591-7. [3] MacDonald HM, McGuigan FA, New SA, Campbell MK, Golden MH, Ralston SH, Reid DM. COL1A1 Sp1 polymorphism predicts perimenopausal and early postmenopausal spinal bone loss. J Bone Miner Res 16:1634-41, 2001. [4] Mann V, Hobson EE, Li B, Stewart TL, Grant SF, Robins SP, Aspden RM, Ralston SH. A COL1A1 Sp1 binding site polymorphism predisposes to osteoporotic fracture by affecting bone density and quality. J Clin Invest. 2001 Apr;107(7):899-907. HLA-DQA1 e HLA-DQB1 [1] Torres MI, López Casado MA, Ríos A. New aspects in celiac disease. World J Gastroenterol. 2007 Feb 28;13(8):1156-61. [2] Karell K, Louka AS, Moodie SJ, Ascher H, Clot F, Greco L, Ciclitira PJ, Sollid LM, Partanen J; European Genetics Nome 8/13 Cluster on Celiac Disease. Hla types in celiac disease patients not carrying the DQA1*05-DQB1*02 (DQ2) heterodimer: results from the European Genetics Cluster on Celiac Disease. Hum Immunol. 64(4):469-77, 2003 [3] Cucca F, Frau F, Lampis R, Floris M, Argiolas L, Macis D, Cao A, De Virgiliis S, Congia M. HLA-DQB1*0305 and DQB1*0304 alleles among Sardinians. Evolutionary and practical implications for oligotyping. Hum Immunol. 40(2):143-9, 1994 [4] Mazzilli MC, Ferrante P, Mariani P, Martone E, Petronzelli F, Triglione P, Bonamico M.. A study of Italian pediatric celiac disease patients confirms that the primary HLA association is to the DQ(alpha 1*0501, beta 1*0201) heterodimer. Hum Immunol. 33(2):133-9, 1992 [5] Olmos M, Antelo M, Vazquez H, Smecuol E, Mauriño E, Bai JC. Systematic review and meta-analysis of observational studies on the prevalence of fractures in coeliac disease. Dig Liver Dis. 2008 Jan;40(1):46-53. [6] Stazi AV, Trecca A, Trinti B. Osteoporosis in celiac disease and in endocrine and reproductive disorders. World J Gastroenterol. 2008 Jan 28;14(4):498-505. [7] Stazi AV, Trinti B. Risk of osteoporosis in endocrine disorders and celiac disease. Ann Ist Super Sanita. 2007;43(4):430-3. Nome 9/13 RAPPORTO SCIENTIFICO LRP5 (Lipoprotein receptor-related protein 5) La lipoprotein receptor-related protein 5, oltre ad essere coinvolta nella funzione di Wnt (una proteina che gioca un ruolo fondamentale nello sviluppo) è una proteina che partecipa nella regolazione e controllo dell’omeostasi ossea. Infatti la presenza nel gene LRP5 di mutazioni che portano ad una diminuzione dell’attività della proteina sono associate a diminuzione della massa ossea mentre altre mutazioni che comportano un aumento dell’attività di LRP5 portano ad un aumento della massa ossea. Fra le diverse mutazioni identificate nel gene LRP5, le mutazioni V667M e A1330V sono state fortemente associate ad una diminuzione di attività della proteina codificata da questo gene e quindi ad una diminuzione della densità ossea con conseguente rischio di osteoporosi. Relativamente alla mutazione V667M, il genotipo omozigote VV, genotipo di riferimento, è presente in circa il 90% della popolazione. La proteina codificata da questo gene non presenta la mutazione cercata e, in assenza di altre mutazioni, codifica per la proteina definita normale. Il genotipo eterozigote VM, è presente in circa il 9% della popolazione. I soggetti portatori dell’allele M sia in omozigosi che in eterozigoti presentano un maggiore rischio di riduzione della densità minerale ossea, di osteoporosi e di fratture ossee (femore, spina dorsale, anche). Relativamente alla mutazione A1330V, il genotipo omozigote AA è presente in circa il 78% della popolazione. La proteina codificata da questo gene non presenta la mutazione cercata e, in assenza di altre mutazioni, codifica per la proteina definita normale. Il genotipo eterozigote AV, è presente in circa il 20% della popolazione mentre il genotipo VV e molto poco rappresentato. I soggetti portatori dell’allele V sia in omozigosi che in eterozigoti presentano un maggiore rischio di riduzione della densità minerale ossea, di osteoporosi e di fratture ossee (femore, spina dorsale, anche). Nome 10/13 TNFRSF11B (Osteoprotegerin) L’integrità strutturale ossea è mantenuta, durante la vita, dal processo di rimodellazione ossea. Questo complesso processo cellulare prevede il riassorbimento, da parte degli osteoclasti, della vecchia matrice ossea e la deposizione di nuova matrice da parte degli osteoblasti. Uno sbilanciamento dell’attiviatà di queste due componenti cellulari, che può essere causato da molteplici fattori sia locali che sistemici, può portare ad un alterato metabolismo osseo sfociando nell’osteoporosi. Recentemente è stata scoperta una proteina, denominata osteoprotegerina e facente parte della famiglia dei recettori del TNF-alfa, che gioca un ruolo determinante nel controllo del riassorbimento osseo. Questa proteina è codificata dal gene TNFRSF11B è responsabile della trasformazione degli osteoblasti in osteoclasti e nella sua sequenza genica sono stati rilevati diversi polimorfismi. Tra questi il polimorfismo rs4355801 (sostituzione di A con G) è stato recentemente associato ad una diminuzione di attività dell’osteoprotegerina corrispondente ad una maggiore attività osteoclastica e quindi maggiore rischio di sviluppare osteoporosi. Il genotipo omozigote AA è presente in circa il 25% della popolazione e la proteina codificata da questo gene non presenta la mutazione cercata. Il genotipo eterozigote AG, è presente in circa il 55% della popolazione mentre il genotipo GG in circa il 20% della popolazione. La presenza dell’allele G correla con un maggiore rischio di osteoporosi, di riduzione della densità minerale ossea e un maggiore rischio di fratture ossee. Nome 11/13 COL1A1 (Collagene tipo-I alfa) La densità mineraria ossea è in parte determinata da fattori genetici che predispongono a differenze nell’acquisizione del picco di massa ossea e ad un diverso grado di fragilità delle ossa alla base dell’osteoporosi. Tra questi il gene COL1A1 (locus cromosomico 17q21.31-q22) poiché codifica per la catena a1 del collagene di tipo I, che costituisce la scheletro su cui viene depositata la matrice ossea durante il processo di formazione dell’osso. Il polimorfismo Sp1 descritto in tale gene è stato associato a ridotti livelli di densità mineraria ossea e di conseguenza ad un aumentato rischio di frattura con un netto effetto dose-risposta: donne in postmenopausa con il genotipo omozigote ss presentano un rischio maggiore all’osteoporosi rispetto alle eterozigoti Ss e ancora più elevato rispetto alle omozigoti SS. Il genotipo omozigote SS è presente in circa il 70% della popolazione. La proteina codificata da questo gene non presenta la mutazione cercata e, in assenza di altre mutazioni, codifica per la proteina definita normale. Il genotipo eterozigote Ss, è presente in circa il 27% della popolazione mentre il genotipo ss è raro. La presenza dell’allele s, sia in omozigosi che in eterozigoti, correla con un maggiore rischio di osteoporosi, di riduzione della densità minerale ossea e un maggiore rischio di fratture ossee. Inoltre è stato recentemente osservato un effetto protettivo, nei soggetti portatori di almeno un allele s, da parte della terapia ormonale sostitutiva con estrogeni a lungo termine che tenderebbe a vanificare l’effetto negativo dell’allele s. Nome 12/13 HLA-DQA1 (MHC classe II DQ alfa 1 e DQ beta 1) La celiachia, nota anche come intolleranza al glutine, è una delle malattie genetiche a maggior rilevanza epidemiologica ed impatto sociale: in Italia la sua incidenza è stata stimata intorno a 1/250. Il quadro clinico della celiachia è molto eterogeneo con un gradiente di severità fenotipica che va da forme silenti a quelle attive (vomito, diarrea, anemia etc.). L’eterogeneità di espressione della celiachia rende alquanto difficile una corretta diagnosi e sottostima le forme silenti che, se non trattate mediante la rimozione del glutine dalla dieta, possono dare origine a varie complicazioni tra le quali un aumento del rischio di carcinoma gastrointestinale e di osteoporosi. La celiachia è caratterizzata, oltre che da un’inappropriata risposta immunitaria mediata dalle cellule T contro il glutine, da una predisposizione genetica prevalentemente determinata dagli alleli HLA II, codificanti gli eterodimeri DQ2 e DQ8. La presenza di un solo dei due fattori non è sufficiente per determinare l’insorgenza della malattia. La suscettibilità genetica della celiachia è determinata da specifici alleli HLA. Più del 90% dei soggetti affetti da celiachia è associato all’eterodimero DQ2, mentre l’eterodimero DQ8 è comunemente presente nei celiaci che non sono associati all’eterodimero DQ2. Vi è infine una piccola percentuale di celiaci non è associata né al DQ2 né al DQ8, ma che codifica per solo una catena dell’eterodimero DQ2. Non sono ad oggi disponibili dati sulla frequenza di questi eterodimeri nella popolazione generale. Il genotipo normale o di riferimento non è portatore di eterodimeri DQ2 e DQ8. I soggetti portatori di almeno una catena dell’eterodimero DQ2 sono più esposti al rischio di sviluppare forme silenti di celiachia e di conseguenza più esposti al rischio di sviluppare osteoporosi. Nome 13/13