Diagnosi genetica pre-impianto e PMA
Francesco Fiorentino.1
1
GENOMA - Laboratorio di Genetica Molecolare - via Po, 102 00198 ROMA
Le coppie ad elevato rischio di trasmissione di malattie genetiche sono di solito
consigliate di ricorrere alla diagnosi prenatale (villocentesi o amniocentesi), in maniera
tale da permettere la identificazione delle anomalie genetiche entro le prime 10-16
settimane di gestazione.
Sebbene le tecniche di diagnosi prenatale rappresentino oggi delle procedure più che
idonee per evitare la nascita di bambini affetti da malattie genetiche, le coppie che vi
fanno ricorso devono affrontare una interruzione terapeutica della gravidanza nel caso
in cui venga individuato un feto affetto dalla specifica malattia. L’esperienza
disponibile, inoltre, evidenzia che molte coppie affrontano ripetute interruzioni di
gravidanza prima di generare un bambino non malato. Quindi, la possibilità di una
scelta alternativa alla diagnosi prenatale risulterebbe molto utile per quelle coppie che
vorrebbero evitare il ricorso ad una interruzione della gravidanza. Bisogna inoltre
considerare che, in alcune popolazioni, la diagnosi prenatale non è facilmente
accettabile a causa di problemi etico/morali o religiosi associati all’interruzione della
gravidanza.
Il rapido sviluppo della genetica molecolare registratosi negli ultimi anni ha interessato
tutti i settori della biologia, compresa la Medicina della Riproduzione. Con l'evolversi
delle tecniche di fertilizzazione in vitro (IVF), la Diagnosi Genetica Preimpianto (PGD)
si è proposta come una nuova metodologia intesa ad identificare, prima dell'impianto in
utero, la presenza di malattie genetiche o di alterazione cromosomiche nell'embrione
generato in vitro da coppie ad elevato rischio riproduttivo.
La possibilità di diagnosticare una malattia genetica nell’embrione, prima dell’impianto,
evita così il ricorso all’interruzione di gravidanza terapeutica, spesso devastante dal
punto di vista psicologico e non sempre accettata dal punto di vista etico/ morale.
Un'applicazione della PGD che, già allo stato attuale, annovera una casistica notevole,
riguarda la diagnosi delle aneuploidie e delle traslocazioni cromosomiche. Lo studio
dell'assetto cromosomico dell'embrione ha una duplice finalità: ridurre il rischio di
trasferimento di embrioni con alterazioni cromosomiche e aumentare le possibilità di
gravidanza in gruppi di pazienti caratterizzati da una performance riproduttiva ridotta.
Lo sviluppo delle conoscenze sul genoma umano, con l’identificazione di nuovi geni
coinvolti nell’insorgenza di malattie ereditarie, unitamente all’avanzamento della
tecnologia strumentale, ha notevolmente esteso il campo di applicazione della PGD.
Attualmente esistono protocolli diagnostici per oltre 90 malattie monogeniche,
autosomiche dominanti, recessive o legate al cromosoma X. Patologie genetiche molto
diffuse in cui la PGD oggi trova una valida applicazione comprendono Beta-Talassemia,
Anemia Falciforme, Emofilia A e B, Distrofia Muscolare di Duchenne-Becker,
Distrofia Miotonica, Fibrosi Cistica, Atrofia Muscolare Spinale (SMA), Sindrome di
Lesch-Nyhan, Malattia di Charcot-Marie-Tooth (Fiorentino et al. 2003; Iacobelli et al.,
2003). Si può stimare che nel mondo siano stati eseguiti in tutto oltre 7000 cicli di PGD
e che i bambini nati siano almeno un migliaio. Grazie all’accresciuta accuratezza
dell’analisi genetica e all’allargarsi delle indicazioni oltre quelle previste per la diagnosi
prenatale, il ricorso alla PGD è in costante crescita. Ogni anno vengono effettuati circa
1000 cicli in tutto il mondo e negli ultimi due anni le nascite avvenute dopo PGD hanno
quasi eguagliato il numero dei bambini venuti al mondo allo stesso modo nei primi dieci
anni di vita della tecnica. La PGD ha consentito a centinaia di coppie ad alto rischio di
malattie genetiche non solo di avere figli sani, ma soprattutto di raggiungere questo
risultato senza correre il rischio di un’interruzione di gravidanza dopo una diagnosi
prenatale.
Nel caso della PGD di malattie monogeniche, fino a marzo del 2004 nel nostro Centro
sono state eseguiti 197 cicli di PGD, per 23 differenti condizioni genetiche, con la
nascita di 32 bambini e 12 gravidanze ancora in corso. (Tabella 1).
Tabella 1. PGD eseguite e risultati ottenuti
Malattia
Beta Talassemia
Fibrosi Cistica
Anemia falciforme
Emofilia A
Emofilia B
Retinoblastoma
Distrofia Muscolare Duchenne-Becker
Distrofia Miotonica
21-Idrossilasi - deficenza
Distonia Primaria
Neurofibromatosi 1
Atrofia Muscolare Spinale (SMA)
Lesch-Nyhan (HPRT)
Sindrome di Holt-Oram
Charcot Marie Tooth X-linked (CMTX)
Alpha-Thalassemia Mental Retardation
Syndrome, X-Linked (ATRX)
Mucopolisaccaridosi tipo III - Sanfilippo
disease
Mucopolisaccaridosi tipo VI Maroteaux-Lamy Syndrome
Febbre Mediterranea Familiare (FMF)
Deficienza da Gucosio-6-FosfatoDeidrogenasi - G6PD
Wiskott-Aldrich Syndrome
Diamond Blackfan Anemia
HLA matching
Totale
78
24
7
5
3
3
5
6
1
2
2
6
1
1
2
Nr. di
embrioni
con biopsia
654
204
56
53
21
29
27
32
5
19
6
55
11
6
15
Nr. di
blastomeri
analizzati
1242
376
110
105
42
54
54
54
10
38
11
97
22
12
25
19
9
2
1
0
0
0
0
0
0
0
2
0
1
2
Nr.
di
nati
16
7
0
1
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
1
3
6
0
0
2
16
32
2
1
1
6
12
0
0
1
1
2
0
0
1
15
30
0
0
1
1
43
197
13
18
372
1637
20
36
719
3109
1
0
5
44
1
0
5
32
Cicli
PGD
Gravidanze
Cliniche
Recenti applicazioni della PGD prevedono la diagnosi di mutazioni associate alla
predisposizione ereditaria a malattie ad insorgenza tardiva, quali per esempio la
malattia di Huntington, l’Alzheimer, oppure associate alla predisposizione a tumori
quali la Neurofibromatosi (NF1 e NF2), la Sindrome di Li-Fraumeni (p53), la Poliposi
Adenomatosa Familiare (FAP) o il Retinoblastoma (RB1) (Kuliev A and Verlinsky Y.
2002).
La tipizzazione dell’HLA in fase preimpianto, inoltre, si è recentemente proposta quale
strumento per coppie con un figlio malato di una malattia genetica, la cui cura necessita
il trapianto di cellule staminali da un soggetto compatibile. In questi casi la PGD
rappresenta una strategia che consente di individuare e trasferire embrioni che saranno,
contemporaneamente, privi di mutazioni e HLA compatibili con il figlio malato. Questa
recente applicazione della PGD si è rivelata di estrema importanza per i pazienti: per la
prima volta un metodo di diagnosi genetica diviene uno “strumento di terapia”.
La tipizzazione dell’HLA in fase preimpianto è di particolare importanza per malattie
quali Beta Talassemia, Anemia falciforme, Anemia Fanconi ed altre emogoblinopatie
che necessitano un trapianto di cellule staminali o midollo osseo HLA compatibile, in
cui una perfetta identità molecolare tra donatore e ricevente riduce notevolmente il
rischio di rigetto o altri problemi correlati ai trapianti. Il più grande studio sul trapianto
di midollo per le emoglobinopatie (Lucarelli and Gaziev, 2004; Lucarelli et al., 2002),
comprendente oltre 1000 pazienti, presenta una percentuale di successi dell’87% per
pazienti con età inferiore a 17 anni. Tuttavia a causa della dimensione ridotta dei nuclei
familiari solo un terzo dei pazienti dispone di una sorella o di un fratello HLA identico.
Per gli altri l’unica possibilità è l’identificazione di un donatore non consanguineo
attraverso l’utilizzo di appositi registri nazionali.
Non è una novità il caso di coppie che in passato, nell’estremo tentativo di curare il
proprio figlio, siano state costrette ad affidarsi alla riproduzione naturale, tentando il
concepimento di un altro figlio che fungesse da donatore e valutando la compatibilità
HLA solo a gravidanza avanzata. La probabilità teorica di avere un bambino sano e allo
stesso tempo dotato dei geni HLA compatibili però è soltanto di uno su cinque.
Addirittura nostri studi (Fiorentino et al. 2004), condotti sugli embrioni, hanno
evidenziato che la probabilità reale diventa di circa uno su otto (Tabella 2).
Tabella 2. Risultati relativi a 43 cicli di PGD con tipizzazione dell’HLA
Disease
β-Thalassemia
Wiskott-Aldrich
Syndrome
Diamond
Blackfan Anemia
Leukemia
Total
No. of
Embryos
diagnosed
322
HLA compatible embryos HLA compatible HLA compatible
resulted
embryos
embryos
obtained
transferred
Affected Carrier Normal
12
23
12
47 (14.6)
28 (8.7)
13
1
1
0
2 (15.4)
1 (7.7)
17
0
0
3
3 (17.6)
3 (17.6)
4
356
0
13
0
24
0
15
0 (0.0)
52 (14.6)
0 (0.0)
32 (9.0)
Molte di queste famiglie perciò hanno dovuto affrontare gravidanze ripetute, ritardando
il trapianto e rischiando di dover scegliere la dolorosa strada dell’aborto nel caso i feti
fossero risultati malati. In confronto, la diagnosi genetica preimpianto offre vantaggi più
che evidenti, perché consente di testare un numero sufficiente di embrioni per volta,
aumentando le possibilità di trovare quello con le caratteristiche adatte per la donazione.
Ma soprattutto la PGD permette di identificare questo embrione prima che venga
avviata una gravidanza.
Fino a marzo del 2004 il nostro Centro ha eseguito 43 cicli di PGD con tipizzazione
dell’HLA, per quattro differenti indicazioni, ottenendo 5 gravidanze cliniche (una
gemellare) e la nascita di 4 bambini, risultati sani ed HLA identici con i fratelli malati in
attesa di trapianto, mentre 2 gravidanze sono ancora in corso (Tabella 3). In tre casi i
pazienti malati sono stati sottoposti, con successo, a trapianto delle cellule staminali
raccolte dal cordone ombelicale dei neonati, raggiungendo una completa guarigione.
Tabella 3. Gravidanze ottenute al termine 43 cicli di PGD con tipizzazione dell’HLA
Disease
PGD
cycles
39
PGD
cases
29
Clinical
pregnancies
4*
-Thalassemia
Wiskott-Aldrich
1
1
1
Syndrome
Diamond Blackfan
1
1
0
Anemia
2
2
0
Leukemia
Total
43
33
5
*In one cycle a twin pregnancy was obtained and delivered.
Babies
Delivered
2*
Affected children under
HSC treatment
2
1
1
0
0
0
3
0
3
E' prevedibile che nei prossimi anni sia dato un impulso sempre maggiore alla PGD,
intesa come un'alternativa alla diagnosi prenatale convenzionale nel caso di coppie,
anche non infertili, ma a rischio di trasmissione di malattie genetiche.
Bibliografia
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