Aspetti genetici Emofilia A cane
Verona 1/12/2012
CONVEGNO
EMOFILIA A NEL CANE
TRASMISSIONE GENETICA E
PREVENZIONE
DELL’EMOFILIA A DEL
CANE
Carlo RENIERI
Scuola di Scienze Ambientali
Università di Camerino
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PIANO DELLA PRESENTAZIONE
• GENE CODIFICANTE FATTORE VIII
– ETEROGENEITA’ ALLELICA
• CROMOSOMA X NEL CANE
• MECCANISMO EREDITARIO
– EREDITA’ INCROCIATA
• ESPRESSIONE
– INATTIVAZIONE FUNZIONALE DELLA X
• CONTROLLO
• PREVENZIONE
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GENE CODIFICANTE IL
FATTORE VIII-C
• Localizzato nel cromosoma X
– Parte terminale
– Non omologa con Y
• 186 kb
• 26 ESONI
• Altamente mutabile
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CROMOSOMA X NEL CANE
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EMOFILIA A NELL’UOMO
• 150 diverse mutazioni possono causare l’emofilia
A
• Sono tutte MUTAZIONI LOSS-OF-FUNCTION
(perdita di funzione)
• 40% dei Caucasici presenta una mutazione
(inversione/traslocazione) che coinvolge i primi
22 esoni
• 1/3 sono mutazioni genetiche spontanee
(mutazioni “de novo”)
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EMOFILIA A NEL CANE
• Descritta in 40 razze diverse e in cani
meticci
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BASE MOLECOLARE
ETEROGENEITA’ GENETICA
• 3 possibili mutazioni casuali
• “Chapel Hill” (North Carolina University)
INVERSION (Lozier et al., 2002)
• “Queen’s University (Ontario, Canada)
INVERSION (Hough et al., 2002)
• NONSENSE MUTATION (Mischke et al.,
2011)
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“Queen’s University (Ontario,
Canada) INVERSION (Hough et al.,
2002)
• Miniature Schnautzer
• Splicing aberrante e terminazione prematura
del trascritto del gene
• Trascritto mancante degli esoni distali (fino
al 22) e terminante con una nuova sequenza
(NSE)
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“Chapel Hill” (North Carolina
University) INVERSION (Lozier et
al., 2002)
• Irish Setter
• Simile alla precedente
• Splicing aberrante e terminazione prematura del
trascritto del gene
• Trascritto mancante degli esoni distali (fino al 22)
e terminante con una nuova sequenza (NSE)
• Trascritto anormale = 5 siti polimorfi tra gli esoni
1 e 22 diversi rispetto a “Queen’s University”
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NONSENSE MUTATION (Mischke
et al., 2011)
• Cambiamento di singola base azotata in
posizione 98 (TGG>TAG)
• Codone STOP (Trp33Stop)
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MECCANISMO EREDITARIO
• EREDEITA’ INCROCIATA
• Il MASCHIO:
– portatore di un solo cromosama X, ricevuto sempre e
solo dalla madre
– EMIZOGOTE, cioè manifesta il gene che è presente.
• La FEMMINA
– riceve una X dal padre e una dalla madre,
– può essere perciò sia OMOZIGOTE che
ETEROZIGOTE
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FENOTIPI E GENOTIPI
MASCHI
• SANO
– EMIZIGOTE PER IL GENE
NORMALE
FEMMINE
• SANA E NON
PORTATRICE
– ENTRAMBE LE X PORTATO
IL GENE NORMALE
• SANA E PORTATRICE
– UNA X PORTA IL GENE
SANO E L’ALTRA IL
MUTATO
• MALATO
– EMIZIGOTE PER IL GENE
MUTATO
• MALATA
– TUTTE E DUE LE X
PORTANO IL GENE MUTATO
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MASCHIO SANO
• Ricevere la X portatrice del gene normale
da :
– Una madre sana non portatrice
– UNA MADRE CARRIER (“PORTATRICE”),
cioè eterozigote per il gene mutato
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MASCHIO MALATO
• Deve ricevere una X portatrice del gene
mutato da :
– Una madre malata
– UNA MADRE CARRIER (“PORTATRICE”),
cioè eterozigote per il gene mutato
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FEMMINA SANA
• Ricevere le due X portatrici del gene
normale da :
– UN PADRE SANO
– Una madre sana e non portatrice
– UNA MADRE CARRIER (“PORTATRICE”),
cioè eterozigote per il gene mutato
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FEMMINA “CARRIER”
• Deriva :
– Da una madre malata
– DA UNA MADRE
“CARRIER” (PORTATRICE)
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FEMMINA MALATA
• Una femmina malata deriva sempre :
– DA UN PADRE MALATO,
– Da una madre
• Malata
• CARRIER (“PORTATRICE”)
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CARATTERISTICHE DI UN PEDIGREE
X LINKED RECESSIVO
•
•
•
•
•
•
•
•
I malati sono soprattutto maschi, con una frequenza che è generalmente 10
volte superiore a quella delle femmine. Se il carattere è raro, i malati possono
essere solo maschi
Un maschio, figlio di una femmina portatrice, ha il 50% di probabilità di
essere malato
Ogni figlia femmina di un maschio malato è portatrice
Un maschio malato non può trasmettere la malattia ai figli maschi
I maschi malati hanno una progenie normale: Tutte le femmine sono però
portatrici
Un maschio non malato non può trasmettere la malattia ad alcun discendente
Femmine malate possono comparire solo quando un maschio malato
procrea una figlia con una femmina portatrice
Normalmente i maschi malati hanno genitori normali, in quanto la
maggioranza nasce da madri portatrici
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Autosomica dominante
Legata alla X dominante
Autosomica recessiva
Legata alla X recessiva
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ESPRESSIONE
• INATTIVAZIONE FUNZIONALE DEL
CROMOSOMA X NELLE FEMMINE
– Nella femmina, un solo cromosoma X è funzionante
– L’altro cromosoma X è inattivato molto precocemente,
nello stadio di zigote.
– LA FEMMINA, QUINDI, E’ STRUTTURALMENTE
DISOMICA, MA FUNZIONALMENTE
MONOSOMICA.
– Codifica perciò anche essa come EMIZIGOTE
FUNZIONALE
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FENOTIPI vs X INATTIVATION
FENOTIPI
• SANA E NON
PORTATRICE
GENI ESPRESSI
• XN
– ENTRAMBE LE X PORTANO
IL GENE NORMALE
• SANA E PORTATRICE
– UNA X PORTA IL GENE
SANO E L’ALTRA IL
MUTATO
• XN / XM
• MALATA
– ENTRAMBE LE X PORTANO
IL GENE MUTATO
• XM
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INATTIVAZIONE DELLA X
• L’inattivazione della X è :
– Casuale
– Clonale
– Non completa
– Irreversibile nelle cellule somatiche
– Reversibili nelle cellule germinali
– Da un punto di vista fenotipico, la FEMMINA
E’ MOSAICO (“CHIMERA”)
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EMOFILIA A E INBREEDING
• Non ci sono dati che mettono in relazione
l’incidenza dell’emofilia A nel cane e il
coefficiente di consanguineità (F)
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CONTROLLO
• INCIDENZA DELLA MALATTIA
– FREQUENZA DEL GENE MUTATO
– EVENTUALE VANTAGGIO
RIPRODUTTIVO DEL GENE MUTATO
• INBREEDING
• VANTAGGIO SELETTIVO DELLE
PORTATRICI
• RIPRODUZIONE DEI CANI MALATI
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INDAGINE EPIZOOLOGICA
METODO DI ACCERTAMENTO
(= SELEZIONE)
• SELEZIONE COMPLETA
– selezione delle famiglie attraverso un genitore
affetto
• SELEZIONE INCOMPLETA
– selezione delle famiglie sulla base dei figli malati
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SELEZIONE INCOMPLETA
• “PROBANDO” (“PROPOSITO”)
– individuo malato che permette di individuare la
famiglia segregante per la malattia
– LA MADRE E’ SEMPRE CARRIER (PORTATRICE)
• FAMIGLIE :
– SEGREGANTI
– NON SEGREGANTI
• Geneticamente non segreganti
• Potenzialmente segreganti
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SELEZIONE INCOMPLETA
SINGOLA (π ≈ 0)
TRONCATA (π = 1)
MULTIPLA (1> π>0)
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PREVENZIONE
• IDENTIFICAZAIONE DELLA MUTAZIONE
CAUSALE
• ELIMINAZIONE DALLA RIPRODUZIONE
DEI CANI MALATI
• INDIVIDUAZIONE DELLE FEMMINE
“CARRIER” (PORTATRICI)
• ELIMINAZIONE DALLA RIPRODUZIONE
DELLE FEMMINE IDENTIFICATE COME
“CARRIER” (PORTATRICI)
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INDIVIDUAZIONE DELLE
FEMMINE
“CARRIER” (PORTATRICI)
• FEMMINE MOSAICO
– “factor activities between 40% and 60%
(Boudreaux, 2002)
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TEST GENETICI
“Chapel Hill mutation > HindIII restriction
fragment length polymorphism of F8A
fragments
“HAVANESE dog” genetic test
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HAVANESE DOG GENETIC TEST
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