Phd in HUMAN BIOLOGY AND MEDICAL GENETICS

Thesis title: Emoglobinopatie: caratterizzazione genetica molecolare e flussi migratori in una regione non endemica.

Le emoglobinopatie sono le malattie monogeniche più comuni al mondo. L’Umbria è una regione considerata storicamente non endemica, tuttavia negli ultimi anni a causa dei flussi migratori la casistica di pazienti affetti è in continua crescita. Precedenti studi hanno suggerito come diversi determinanti genetici influenzano i fenotipi clinici tra i pazienti che ereditano mutazioni identiche del gene della β-globina. È stato eseguito uno studio pilota su 53 pazienti affetti da emoglobinopatie (15 beta-talassemia, 10 HbS/Beta tal, 20 HbS/HbS, 8 eterozigoti composti per varianti emoglobiniche qualitative) provenienti da sedici diversi paesi. Sono stati studiati alterazioni dei geni globinici (HBB, HBA1, HBA2), polimorfismi nucleari (HBG2,rs7482144; BCL11A,rs1427407 e rs10189857; HBS1L-MYB, rs28384513 e rs939913, C/EBPE, rs45496295) e le informazioni derivanti dalla regione di controllo mitocondriale (tra i siti 15877 e 259). Tale studio ha permesso di correlare alterazioni nucleari e mitocondriali e di ottenere una rappresentazione filogeografica degli stessi. L’analisi filogenetica ha permesso di identificare una netta separazione tra pazienti africani ed europei sia nelle variazioni nucleari che in quelle mitocondriali. In particolare, individuando la struttura filogeografica degli individui affetti, si potrebbe avere una sempre più accurata stratificazione genetica che potrebbe aiutare ad ottimizzare l'algoritmo diagnostico per i pazienti con origine incerta o sconosciuta. Questo studio pilota basato sulle varianti di marcatori uniparentali e dei geni dell’emoglobina potrebbe quindi rappresentare uno strumento integrato e potente per delineare meglio le tante sfacciature tipiche delle emoglobinopatie. Inoltre per meglio eseguire una caratterizzazione molecolare dei pazienti affetti ed individuare una possibile correlazione genotipo-fenotipo e nuovi potenziali geni modificatori è stato sviluppato e validato un pannello di Next Generation Sequencing, nel Laboratorio di Genetica Molecolare Università degli Studi di Perugia in collaborazione con la ditta SOPHiA GENETICS, che permette l’analisi di 75 geni, di cui otto geni associati ad Emoglobinopatie, undici coinvolti nel metabolismo del ferro ed i restanti legati a patologie ematologiche. Sono stati analizzati mediante tale strumento due fratelli affetti da Beta Talassemia Major con identico genotipo beta -29 A>G/cod8 (-AA) e geni alfa normali con diversa espressività fenotipica, che si esprime in termini di diverso: supporto trasfusionale, profilo di sovraccarico marziale T2* e differente risposta alla ferrochelazione. Sono state identificate 17 variazioni specifiche per il paziente 3 e 19 mutazioni specifiche per il paziente 4 mentre 19 varianti risultano comuni ma presentavano un diverso assetto genotipico. Indagini di varianti mitocondriali e nucleari condotte su una più ampia coorte di pazienti e su famiglie opportunamente selezionate, associate a studi di modellistica computazionale ed a studi funzionali in vitro ed in vivo, permetteranno di effettuare una stratificazione sempre più dettagliata di tale patologie che rappresenta un requisito necessario sia ai fini diagnostici che per la gestione clinica del paziente.