Abstract
La duplicazione del cromosoma 3q è un raro disordine con diversi punti di rottura cromosomica e di conseguenza sintomi. Ancora più raro è l’esito sbilanciato da un inv(3) parentale con conseguente duplicazione di 3q e una delezione di 3p. La cariotipizzazione molecolare dovrebbe aiutare a determinare precisamente la lunghezza e i punti di rottura del 3q+/3p- in modo da capire meglio lo sviluppo e i bisogni futuri di un bambino. Riportiamo un caso di un neonato maschio con una duplicazione di 57,5 Mb da 3q23-qter. Questo paziente ha anche una delezione di accompagnamento di 1.7 Mb di 3p26.3. Il segmento duplicato in questo paziente comprende la regione critica conosciuta di 3q26.3-q27, che è implicata nella sindrome precedentemente segnalata di 3q dup; tuttavia, la delezione accompagnante 3p26.3 è più piccola dei casi precedentemente segnalati. Il fenotipo clinico di questo paziente si riferisce ai casi precedentemente riportati di 3q+ che possono suggerire che la delezione eterozigote di 1.7 Mb di accompagnamento non è clinicamente rilevante. Presi insieme, i nostri dati hanno raffinato la posizione e l’estensione dello squilibrio del cromosoma 3, che aiuterà a comprendere meglio la base molecolare della sindrome 3q.
1. Introduzione
L’analisi genetica dei neonati con anomalie congenite multiple è un aiuto molto importante per capire la prognosi e lo sviluppo futuro del bambino. Le tecnologie microarray stanno diventando sempre più comunemente lo strumento di scelta per determinare con precisione la causa genetica sottostante e il fenotipo risultante.
La duplicazione del cromosoma 3q è una rara malattia genetica che comporta ritardo mentale, convulsioni, naso largo, malformazioni cardiache, renali e genitali. La regione critica del 3q+ è stata definita da Aqua et al. come 3q26.31-q27.3. Al contrario, le delezioni del cromosoma 3p sono associate a ritardo di crescita intrauterina e postnatale con maturazione ossea ritardata, grave ritardo psicomotorio, dismorfismo tra cui ptosi, naso stretto, ponte nasale piatto, clinodattilia, difetti cardiaci e renali e visione alterata. La dimensione della delezione sembra correlare con la severità del fenotipo tale che i pazienti con una grande delezione mostrano gravi malformazioni e ritardo mentale. I breakpoints riportati per la sindrome 3p- sembrano essere variabili, ma il fenotipo 3p- è associato a delezioni nella regione 3pter-3p25.
I casi precedentemente riportati di pazienti che portano una duplicazione a 3q23-ter così come una grande delezione a pter-3p25 hanno un esito fatale. Qui riportiamo un caso in cui il paziente ha una delezione 3p molto più piccola in combinazione con la duplicazione 3q23-ter, e discutiamo se la dimensione della delezione 3p influisce sul fenotipo del paziente e sul risultato.
2. Case Report
Un maschio di un mese ha presentato un grande difetto del setto ventricolare (VSD), una grande fontanella posteriore e anteriore, caratteristiche dismorfiche, una singola piega palmare, testicoli sottosviluppati e convulsioni lievi. Il bambino era il prodotto di una prima gravidanza normale ed è stato consegnato a 41 settimane, 6 giorni con un peso alla nascita di 4,1 kg (9 libbre). Il travaglio è stato complicato dalla sofferenza fetale e il parto è avvenuto con taglio cesareo e il ricovero nell’unità di terapia intensiva neonatale (NICU) il secondo giorno per difficoltà respiratorie.
L’analisi ecografica ha rivelato un corpo calloso sottile e una conseguente risonanza magnetica del cervello e della spina dorsale ha rivelato una piccola emorragia della matrice germinale destra e una lieve sproporzione craniofacciale e una lieve micrognazia. C’era anche una cisti separata della fessura coroideale a sinistra di 9 mm nella dimensione massima. Il corpo calloso era sottile, ma presente.
A 14 mesi di età, il probando aveva guadagnato peso nonostante le difficoltà di alimentazione e stava allattando al seno; dopo l’intervento, il bambino mostrava una normale funzione biventricolare senza VSD residuo e nessun soffio udibile; era tachipnoico con una frequenza respiratoria di 60, ma il petto era chiaro. Aveva un filum ispessito e la chirurgia è stata suggerita nell’infanzia per impedire i problemi successivi con sviluppo del piede. Aveva anche un ridotto movimento antigravitario negli arti superiori e inferiori con un ridotto tono centrale, ma un aumento del tono negli arti.
2.1. Analisi citogenetica e microarray
I cromosomi in metafase sono stati preparati da cellule di sangue periferico stimolate secondo i metodi standard e la cariotipizzazione è stata eseguita mediante analisi della metafase a banda G. Questa analisi ha mostrato una grande duplicazione di materiale sul braccio corto del cromosoma 3, che appariva 3q-like (Figura 1).
Cariotipo e ideogramma del cromosoma 3 del probabile. Il pannello A mostra il cariotipo del probando, 46,XY, rec(3)dup(3q)inv(3)(p26.3q23)mat.arr 3p26.3(56,669-1,850,707)x1,3q23q29(141,829,104-199,355,203)x3. Il pannello B mostra i cromosomi 3 normali e derivati, insieme a un ideogramma associato. Il pannello C è un ideogramma riassuntivo delle regioni del cromosoma 3 che sono duplicate e cancellate nel probando.
L’analisi del cariotipo molecolare ad alta risoluzione è stata eseguita per determinare l’estensione della regione 3q+. In breve, il DNA genomico è stato isolato dal sangue periferico utilizzando il kit Gentra Puregene blood secondo le istruzioni del produttore (Qiagen Pty Ltd., MD, USA). 0,1 microgrammi di DNA genomico sono stati etichettati utilizzando il kit di reagenti citogenetici Affymetrix e il DNA etichettato è stato applicato a un Affymetrix Cytogenetics Array (2,7 milioni di sonde) secondo le istruzioni del produttore (Affymetrix Inc, CA, USA). L’array è stato scansionato e i dati sono stati analizzati utilizzando Affymetrix Chromosome Analysis Suite (ChAS; versione 1.0.1) e interpretati con l’aiuto del genome browser UCSC (http://genome.ucsc.edu/; hg18 assembly). Questa analisi ha confermato il cambiamento del numero di copie come una duplicazione terminale di 57,5 Mb da 3q23-qter, insieme a una delezione insospettata di 1,7 Mb a 3p26.3 (Figura 1). La regione cancellata contiene due geni, CNTN6 e CHL1 (Figura 2).
(a)
(b)
(a)
(b)
Schema della regione del cromosoma 3 cancellata nel probando. Il pannello A mostra un ideogramma del cromosoma 3, insieme alla posizione della delezione indicata in rosso. Il pannello B mostra i geni che sono localizzati all’interno della regione cancellata, quelli riportati nel database OMIM (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/omim/) insieme alla posizione e all’estensione delle duplicazioni (indicate in blu) e delle delezioni (indicate in rosso) nei pazienti riportati nel database DECIPHER (http://decipher.sanger.ac.uk/). Le immagini qui presentate sono tratte dal genome browser UCSC (http://genome.ucsc.edu/).
L’analisi parentale ha confermato che questi cambiamenti del cromosoma 3 sono sorti come prodotto sbilanciato di una ricombinazione meiotica nella madre che ha un’inversione pericentrica di un omologo del cromosoma 3 tra p26 e q23 (Figura 3).
Cariotipo e ideogramma dei cromosomi materni. Pannello A mostra il cariotipo della madre 46,XX,inv(3)(p26.3q23). Pannello B mostra i cromosomi 3 normali e strutturalmente riarrangiati, insieme ad un ideogramma associato.
I pazienti con 3p- che sono stati riportati nel database DECIPHER mostrano una gamma di fenotipi (Tabella 1). Le delezioni in questi pazienti variano in lunghezza da 200 kb a 12.5 Mb, incorporando 42 geni noti da 3pter-3p25. In generale, i fenotipi clinici associati di questi pazienti non corrispondono a quelli identificati nel probando che porta una più piccola delezione distale 3p, così come una duplicazione di 3q. I fenotipi che corrispondono come il ritardo mentale/ritardo dello sviluppo, VSD, dismorfismo e convulsioni sono anche sintomi che sono associati alla sindrome 3q+.
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| Numeri paziente DECIPHER utilizzati: 256371, 249344, 261155, 256542, 251667, 1876, 253652, 249965 253231, 248772 258577, 248715, 248716, 253820, 251867, 253894, 1372, 1213. Questi dati sono stati presi dal database del Consorzio DECIPHER (http://decipher.sanger.ac.uk/). | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3. Discussione
Il segmento duplicato nel probando descritto qui comprende la regione critica nota di 3q26.3-q27, che è implicata nella sindrome 3q+ precedentemente riportata; il probando mostra il fenotipo della sindrome 3q+. La regione cancellata di accompagnamento a 3pter è piccola e comprende solo due geni, CNTN6 e CHL1. Entrambi questi geni sono implicati nel ritardo psicomotorio, che è un fenotipo esibito dai pazienti con la sindrome 3q+.
Pazienti precedentemente riportati con una delezione 3p più piccola a 3p26.1-3pter e 3p26.3-3pter mostrano un fenotipo lieve senza malattie cardiache e ritardo mentale lieve o assente, suggerendo che queste delezioni più piccole non causano il fenotipo 3p-. Il fenotipo 3p- è stato ben caratterizzato e la maggior parte dei casi riportati hanno una delezione più grande del probando, da 3pter-p25 . Cargile et al. hanno riportato un paziente con una piccola delezione interstiziale a 3p25.3-p26.2 che aveva un fenotipo clinico 3p- di ptosi, microcefalia, ritardo della crescita e ritardo dello sviluppo. Altri casi riportati di fenotipi 3p- sono coerenti con una delezione più grande che incorpora la regione 3p25.3-p26.2 suggerendo che il gene/geni che contribuiscono al fenotipo 3p- sono all’interno di questa regione. Malmgren et al. (2007) hanno riferito di considerare questa regione minima di sovrapposizione tra i casi riportati, che comprende 12 geni, per contenere i candidati per il fenotipo 3p-.
I molti geni riportati come potenziali geni candidati nel fenotipo 3p- includono ATP2B2, CNTN4, ITPR1, LRRN1, SUMF1, e SRGAP3 , che sono presenti nella regione minima di sovrapposizione riportata da Cargile et al. a 3p25.3-p26.2; questa regione non è cancellata nel probando qui descritto. La prova per suggerire che i geni nella regione 3p25.3-p26.2 sono coinvolti nel fenotipo 3p- è supportata da un caso con una traslocazione bilanciata de novo tra i cromosomi 3 e 10 che ha interrotto il gene CNTN4. Questo paziente ha esibito un fenotipo 3p.
La maggior parte dei pazienti segnalati con una delezione/duplicazione del cromosoma 3 hanno una delezione più grande da 3pter-p25 con una duplicazione a 3p21 o 3p23 e hanno un esito molto povero con un quadro clinico di deficit di crescita, ritardo nella maturazione ossea, microcefalia, naso stretto e malformazioni multiple. Il fenotipo clinico del nostro paziente è più coerente con una diagnosi del solo fenotipo della sindrome 3q+. Il paziente aveva un peso elevato alla nascita e un naso largo, che non è coerente con il fenotipo della delezione. L’analisi microarray ha confermato che questo paziente ha una più piccola delezione di accompagnamento di 1.7 Mb da 3pter-p26.3. La dimensione della delezione sembra avere un impatto minimo sul fenotipo di questo paziente e questo è coerente con i casi precedentemente riportati. La conclusione principale, quindi, è che la progressione clinica del paziente dovrebbe seguire un fenotipo di sindrome 3q.
4. Conclusione
Insieme, i nostri dati hanno raffinato la posizione e l’estensione degli squilibri del cromosoma 3. La cariotipizzazione molecolare ha portato ad una migliore comprensione della base molecolare e dell’esito fenotipico nel soggetto qui riportato e dovrebbe essere considerata nei casi futuri per aiutare la prognosi.
Riconoscimenti
Questo studio si avvale dei dati generati dal Consorzio DECIPHER. Una lista completa dei centri che hanno contribuito alla generazione dei dati è disponibile da http://decipher.sanger.ac.uk/ e via e-mail da [email protected].