Malattie muscolari ereditarie-immagine: campioni di pelle prelevati da persone con sospetta miopatia genetica sono stati esaminati per confermare la diagnosi. Le macchie marroni mostrano un accumulo anomalo di proteine all’interno dei nuclei cellulari (in viola), tipico di un tipo di miopatia chiamata miopatia oculofaringodistale. Fonte: Garvan Institute
Un test sviluppato dai ricercatori del Garvan Institute of Medical Research ha identificato la causa genetica di una malattia muscolare ereditaria in persone che, dopo anni, a volte decenni, di test standard, non avevano ancora trovato una risposta. Si tratta del primo test di questo tipo al mondo.
Pubblicato su Nature Communications, lo studio ha applicato il test a 53 australiani con malattie muscolari ereditarie note o sospette, tra cui 31 i cui precedenti test genetici non erano riusciti a identificarne la causa. Più di un terzo di questi casi irrisolti ha ricevuto una diagnosi grazie al nuovo test. In media, questi partecipanti avevano vissuto senza risposte ai loro sintomi per 14 anni.
Le malattie muscolari ereditarie, tra cui le distrofie muscolari, colpiscono circa 6.000 australiani. Queste patologie indeboliscono e atrofizzano progressivamente i muscoli, spesso privando le persone della capacità di camminare, deglutire, parlare chiaramente o usare le mani. Possono insorgere nell’infanzia o nell’età adulta, peggiorare nel tempo e al momento non esistono cure.
Il nuovo test utilizza il sequenziamento “nanopore” a lettura lunga, una tecnologia più recente che legge tratti di DNA molto più lunghi rispetto ai metodi standard e può individuare complesse alterazioni genetiche che i test più datati di solito non rilevano. In un singolo esperimento, analizza oltre 300 geni noti per causare malattie muscolari ereditarie e rileva l’intera gamma di alterazioni del DNA che ne sono alla base.
“Per molte malattie muscolari non esiste un test genetico disponibile, e per altre è necessario un test separato per ciascun gene coinvolto”, afferma il Dottor Ira Deveson, responsabile del laboratorio di Garvan e coautore senior dello studio. “Qui abbiamo dimostrato che è possibile testare tutti i geni contemporaneamente, e questo rappresenta una svolta per chi ha dovuto affrontare anni di test inconcludenti”.
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Perché così tante persone non ricevono una diagnosi
I test diagnostici standard per le malattie muscolari ereditarie ricercano un solo tipo di alterazione del DNA alla volta, ma queste patologie possono essere causate da molteplici alterazioni genetiche. Alcune comportano errori di una singola base nel codice del DNA; altre coinvolgono ampie sezioni mancanti o duplicate, espansioni instabili di sequenze ripetute o marcatori chimici “epigenetici” che attivano e disattivano i geni. Fino ad ora, nessun singolo test era in grado di rilevare tutte queste alterazioni contemporaneamente: una lacuna che il sequenziamento a lettura lunga colma.
Vengono continuamente identificate nuove cause genetiche di malattie muscolari, e per ognuna di esse occorre tempo per sviluppare un test clinico accreditato; ciò significa che molte persone affette da patologie riconosciute negli ultimi cinque-dieci anni non possono ricevere una diagnosi. Il nuovo test le copre tutte, rilevando anche varianti note da più tempo.
Cosa rende possibile una diagnosi
Per alcuni partecipanti, il nuovo test ha identificato una variante genetica che nessun test clinico australiano attualmente ricerca. Per altri, ha corretto una diagnosi errata.
“In entrambi i casi, i risultati hanno importanti conseguenze pratiche”, afferma il Professore associato Kishore Kumar, responsabile del gruppo di ricerca presso Garvan, neurologo al Concord Repatriation General Hospital e coautore senior.
“Una diagnosi genetica confermata cambia la consulenza che possiamo offrire alle famiglie, apre l’accesso a forme di sostegno come il National Disability Insurance Scheme, stimola il monitoraggio di complicazioni come i problemi cardiaci e consente alle persone di partecipare a studi clinici che richiedono una causa genetica nota. Senza di essa, molte di queste porte rimangono chiuse. Questo nuovo test pone l’Australia all’avanguardia nella diagnosi genetica e altri Paesi seguiranno l’esempio”.
Il Dottor Dennis Yeow, neurologo e dottorando presso l’Università di Sydney, che ha co-diretto lo studio, afferma che l’impatto sugli individui è spesso sorprendente. “Alcuni pazienti hanno cercato una spiegazione per i loro sintomi per oltre un decennio, sottoponendosi a ripetuti esami, tra cui analisi del sangue, risonanze magnetiche, studi neurofisiologici e persino biopsie muscolari. Poter finalmente dare un nome alla loro condizione è significativo, sia per loro che per le loro famiglie“.
Verso l’uso clinico di routine
Il team sta ora collaborando con il Laboratorio di Medicina Molecolare del NSW Health Pathology presso l’ospedale di Concord per introdurre il test nella pratica clinica di routine. I ricercatori stimano che potrebbe essere disponibile in tutta l’Australia entro circa due anni.
Il Dottor Andre Reis, ricercatore senior presso Garvan e responsabile della bioinformatica per lo studio, ha sviluppato gran parte del quadro analitico che rende il test utilizzabile in un contesto clinico.
“Il sequenziamento a lettura lunga genera un’enorme quantità di informazioni complesse sul DNA di una persona. Noi le abbiamo trasformate in risultati chiari e affidabili su cui un laboratorio diagnostico può agire. È questo che lo trasforma da una tecnica di ricerca in qualcosa che può realmente aiutare le persone”, afferma.
Sebbene lo studio si sia concentrato sulle malattie muscolari, lo stesso approccio di test potrebbe essere applicato ad altre rare patologie ereditarie.
Astratto
“Le varianti genetiche che causano miopatie ereditarie variano ampiamente per tipo, dimensione e contesto di sequenza, comprendendo piccole varianti di sequenza, grandi varianti strutturali, espansioni di ripetizioni ed eventi più complessi, come la contrazione del macrosatellite D4Z4 e l’ipometilazione che causano la distrofia muscolare facioscapuloomerale. Molte di queste sono difficili da caratterizzare utilizzando il sequenziamento di nuova generazione e altre tecnologie molecolari più datate. Per ovviare a questo problema, abbiamo sviluppato un test di sequenziamento a lettura lunga mirato e un framework di analisi bioinformatica che cattura l’intera gamma di geni, varianti e firme epigenetiche attualmente implicate nelle miopatie ereditarie. Applicando questo metodo a una coorte di pazienti affetti da miopatia, dimostriamo la validità analitica del nostro approccio e la sua maggiore accuratezza e risoluzione rispetto ai metodi esistenti. Il nostro test ha portato a nuove diagnosi genetiche nel 35,5% (11/31) dei pazienti che erano rimasti senza diagnosi dopo i test genetici clinici standard. Questa metodologia costituisce un singolo test semplificato per la caratterizzazione genetica ed epigenetica completa delle miopatie ereditarie”.
“La tecnologia di sequenziamento a lettura lunga che abbiamo applicato in questo test è indipendente dalla malattia”, afferma Deveson. “Ciò che abbiamo dimostrato per le malattie muscolari potrebbe, col tempo, essere esteso a molte delle rare patologie genetiche per le quali attualmente le persone impiegano anni a trovare una diagnosi. È in questa direzione che vogliamo arrivare“.
Fonte: Nature Communications