Ανίχνευση φορέων νοτιαίας μυϊκής ατροφίας με ποσοτικό PCR στο γενικό πληθυσμό
Authors: Κωνσταντινίδης Γεώργιος 
Published: September 2021

Η νωτιαία μυϊκή ατροφία (SMA: Spinal Muscular Atrophy, SMA) αποτελεί μία από τις πιο συχνές αιτίες βρεφικής θνησιμότητας οφειλόμενη σε γενετικούς παράγοντες και είναι το δεύτερο σε συχνότητα νόσημα στην Ευρώπη που κληρονομείται με αυτοσωμικό υπολειπόμενο τρόπο, μετά την ινοκυστική νόσο. H νόσος εμφανίζεται στη βιβλιογραφία με συχνότητα ασθενών 1/6000 έως και 1/10000 και συχνότητα φορέων περίπου 1/45. Το νόσημα αποτελεί μια σοβαρή νευρομυϊκή πάθηση που οφείλεται σε εκφυλισμό των προσθίων κεράτων των κινητικών νευρώνων, γεγονός που προκαλεί προοδευτική ατροφία των εγγύς μυών, παράλυση, και αναπνευστική ανεπάρκεια. Οιασθενείς ανάλογα με την ηλικία έναρξης της ασθένειας, την κλινική βαρύτητα και το χρόνο επιβίωσης, κατατάσσονται σε τρεις κατηγορίες: Τον τύπο Ι(Werdnig-Hoffmann, ΜΙΜ: 253300) με την βαρύτερη κλινική εικόνα και με χρόνο επιβίωσης έως και τα δύο έτη, τον τύπο ΙΙ (ΜΙΜ: 253400) με ενδιάμεση βαρύτητα και ηλικία έναρξης μέχρι τους 18 μήνες και το τύπο ΙΙΙ (Kugelberg-Welander, ΜΙΜ: 2534000) με την ηπιότερη εικόνα και ηλικία έναρξης μετά τους 18 μήνες.Οι τρεις κλινικές μορφές της νόσου, οφείλονται στο 95% των περιπτώσεων σε ομόζυγη έλλειψη στο γονίδιο SMN1 (Survival motor Neuron Gene 1, MIM#600354) το οποίο εντοπίζεται στη χρωμοσωμική περιοχή 5q13. Στην ίδιαχρωμοσωμική περιοχή εντοπίζεται το γονίδιο SMN2 (ΜΙΜ# 601627) που διαφέρει από το SMN1 μόνο σε 5 βάσεις από τις οποίες οι 2 εντοπίζονται στο εξώνια 7 και 8 και στις οποίες διαφορές βασίζεται η ανάλυση DNA για το διαχωρισμό των δύο γονιδίων. Οι τεχνικές διάγνωσης της νόσου βασίζονται στην εφαρμογή της αλυσιδωτής αντίδρασης πολυμεράσης (PCR: polymerasechain reaction) και περαιτέρω διάκριση των προϊόντων SMN1 και SMN2 με τη χρήση περιοριστικών ενζύμων. Εξαιτίας της βαρύτητας της νόσου αλλά και της μεγάλης συχνότητας φορέων για ένα γενετικό νόσημα η ανίχνευση φορέων στο γενικό πληθυσμό αποτελεί σημαντικό παράγοντα για την πρόληψη του νοσήματος και τη γενετική καθοδήγηση. Επιπλέον το γεγονό ςότι στην πλειονότητα των περιπτώσεων ανιχνεύεται μία μόνο γονιδιακή μετάλλαξη που είναι η ομόζυγη έλλειψη των εξωνίων 7 και 8 του γονιδίουSMN1, οδήγησε σε προσπάθειες ποσοτικής εκτίμησης των αντιγράφων του γονιδίου. Κάθε ασθενής με SMA διατηρεί όμως και ένα τουλάχιστον ομόλογο αντίγραφο SMN2 γεγονός που δυσκολεύει την ανίχνευση ετεροζυγωτών. Το ομόλογο γονίδιο SMN2, αν και μεταφράζεται, εξαιτίας μιας σημειακής μετάλλαξης στο εξώνιο 7 κωδικοποιεί mRNA με παράλειψη του εξωνίου 7 καιως εκ τούτου η παρουσία του δεν προκαλεί νόσο.Από το 1995 που ταυτοποιήθηκε το γονίδιο SMN1 έχουν αναπτυχθεί μια σειρά πρωτοκόλλων για την ανίχνευση φορέων που όμως τα περισσότερα περιλαμβάνουν πολύπλοκα βήματα με πιθανότητα σφάλματος για το καθένα εξ αυτών και ως εκ τούτου απαιτείται η καθιέρωση ενός έγκυρου τρόπου ανίχνευσης φορέων. Πρόσφατα αναφέρονται αυτοματοποιημένη προσέγγιση στην ανίχνευση φορέων (ανίχνευση έλλειψης σε ετεροζυγωτία) με την εφαρμογή σύγχρονων μεθοδολογιών βασισμένα σε αυτοματοποιημένη ανάλυση όπως είναι η τεχνική DHPLC (Denaturing High Performance Liquid Chromatography), Real Time PCR και πρόσφατα η τεχνική MLPA (MultipleLigation-Probe Amplification). Στην προτεινόμενη εργασία εφαρμόστηκαν και συγκρίθηκαν δύο προσεγγίσεις για την ποσοτική εκτίμηση των αντιγράφων SMN α) με τη χρήση ενός εσωτερικού δείγματος ελέγχου που σχεδιάστηκε ειδικά για τη μελέτη με ανάλυση σε αυτόματο αναλυτή και β) εφαρμογή της τεχνικής MLPAσυγκρίνοντας και τα δύο εμπορικά προϊόντα που συστήνονται για την ανίχνευση φορέων στην SMA (P021 και P061, SALSA MRC, Holland). Οι τεχνικές εφαρμόστηκαν σε άτομα υποχρεωτικούς φορείς της νόσου (γονείς που απέκτησαν πάνω από ένα παιδί με νόσο SMA) και στη συνέχεια η τεχνική που επιλέχθηκε εφαρμόστηκε σε 156 άτομα του γενικού πληθυσμού.Τα αποτελέσματα της μελέτης έδειξαν ότι η τεχνική MLPA υπερτερεί του απλού συγκριτικού ελέγχου με ένα εσωτερικό προϊόν το οποίο εμφανίζει ως κυριότερο μειονέκτημα τη μη επαναληπτικότητα, εξαιτίας κυρίως της ευαισθησίας που εμφανίζει ως προς το υπόστρωμα (DNA) που πολλαπλασιάζεται. Επίσης τo εμπορικό σύστημα P021 εμφανίζεται να υπερτερεί του προϊόντος P061, διότι δίνει χρήσιμες πληροφορίες που αφορούν και τον αριθμό των αντιγράφων SMN2 τα οποία επηρεάζουν τη βαρύτητα της νόσου.Η διερεύνηση φορείας στο γενικό πληθυσμό αποκάλυψε 3 φορείς έλλειψης των εξωνίων 7 και 8 σε 156 άτομα μη συγγενικά μεταξύ τους από όλη την Ελλάδα (1,93%), ποσοστό που πλησιάζει τα αντίστοιχα που αναφέρονται στη βιβλιογραφία για τους καυκάσιους πληθυσμούς. Επειδή η ίδια τεχνική εφαρμόστηκε και σε 96 γονείς ασθενών προέκυψε ότι η κατανομή των φορέων είναι τυχαία σε όλη την Ελλάδα με μικρές εξαιρέσεις για τα νησιά της Κεφαλονιάς, Ικαρίας και Κρήτης όπου εμφανίζεται μεγαλύτερη συγκέντρωση φορέων. Από τη μελέτη προέκυψε επίσης ότι το ποσοστό πολλαπλών αντιγράφων για το γονίδιο SMN1 είναι 4,6%, γεγονός που μειώνει την ασφάλεια αποτελέσματος. Από την ανίχνευση φορέων στα δείγματα των γονέων προέκυψαν 2 άτομα σε διαφορετικές οικογένειες, γεγονός που υποδηλώνει ότι σε ποσοστό <2% που αναφέρεται τουλάχιστον στη βιβλιογραφία υπάρχουν και de novo ελλείψεις οι οποίες διαφεύγουν του ελέγχου φορείας (γαμετικός μωσαϊκισμός ή de novo μεταλλάξεις).Επίσης έγινε προσπάθεια για πρώτη φορά στην Ελλάδα μιας πρώτης καταγραφής της συχνότητας των φορέων και του νοσήματος. Με τον τρόπο αυτό αναδεικνύεται η αναγκαιότητα του γενετικού ελέγχου σε ζευγάρια Ελλήνων πριν την τεκνοποίηση, έτσι ώστε ο προληπτικός γενετικός έλεγχος να οδηγήσει στην μείωση της συχνότητας γέννησης παθολογικών παιδιών.Σημειώνεται ότι για την Ελλάδα η νωτιαία μυϊκή ατροφία αποτελεί το τρίτο σε συχνότητα μονογονιδιακό υπολειπόμενο νόσημα και ήδη για τα άλλα δύο, τη μεσογειακή αναιμία και την ινοκυστική νόσο υπάρχει δυνατότητα ελέγχου των φορέων από κρατικές υπηρεσίες υγείας.