Introducere

Ce este atrofia musculara spinală?

Atrofia musculară spinală (SMA) este adesea menționată în asociere cu termeni ca: “boală genetică”, “boală autozomal recesivă”, “boală a neuronului motor” sau “boală neuromusculară”.

SMA este o boală genetică

Termenul de „boală genetică” se referă la faptul că boala se datorează unor erori la nivelul materialului genetic, adică la nivelul instrucțiunilor de formare și funcționare ale organismului. Acestea sunt înscrise într-o structură chimică numită ADN (acid dezoxiribonucleic) și sunt moștenite în egală măsură de la ambii părinți. Asemenea unui text, informația genetică este organizată în „fraze” care în limbaj genetic poartă numele de gene. În SMA, există o eroare (mutație) într-o genă (numită SMN1) care codifică o proteină importantă pentru buna formare și funcționare a mușchilor la nivelul membrelor, abdomenului, capului si gâtului, piept și mușchi respiratori.

SMA este o tulburare autozomal recesivă

Termenul ”autozomal recesiv” se referă la modul în care boala se transmite de la o generație la alta. În SMA, copilul afectat moștenește două copii ale formei mutante a genei SMN1, câte o copie de la fiecare părinte. Este nevoie ca ambele copii ale genei să conțină o mutație pentru ca boala să se manifeste. De aceea părințiii nu sunt afectati de SMA, fiecare având o singură copie a formei mutante a genei SMN1.

SMA este o boală a neuronului motor

Cele mai multe celule ale organismului nostru sunt specializate pentru a îndeplini o anumită funcție sau un set de funcții. Neuronii sunt principalele celule care realizează activitatea nervoasă (de la controlul mișcării la percepția variațiilor de temperatură, durerii, atingerii, până la gândirea superioară). În acest scop, neuronii primesc și integrează semnale de la mai multe părți ale corpului, în concordanță cu structura nervoasă din care fac parte (creier, măduva spinării) și cu funcția lor.

Neuronii motori sunt responsabili de controlul muschilor. Funcția corectă a neuronului motor este esențială nu numai pentru activitatea musculară dar și pentru integritatea fibrelor musculare. În SMA, neuronii motori din măduva spinării conțin cantități insuficiente dintr-o proteină numită SMN. Ca rezultat, acesti neuroni motori nu funcționează normal și pot muri, ducând la slăbiciune musculară și atrofie („topirea” mușchilor).

SMA este o boală neuromusculară

O boală neuromusculară (NMD – NeuroMuscular Disease) este o boală care afectează unul dintre următoarele elemente: sistemul nervos periferic, care include corpul celulei neuronului motor (situat în măduva spinării), axonii neuronilor motori (proiecții de la corpul celulei neuronale la mușchi), joncțiuni neuromusculare (legătura dintre axonii neuronilor motori și a mușchilor) sau mușchii înșiși. Sistemul nervos central include creierul si maduva spinării. Sistemul nervos periferic include totul în afara creierului și măduva spinării. Cele două sisteme comunică între ele și colaborează pentru buna realizare a tuturor activităților aflate sub control nervos (mișcare, respirație, sensibilitate etc).

Introducere in Genetica

Ce este ADN?

Organismul uman este format din milioane de unități invizibile cu ochiul liber, numite celule. Fiecare celulă conține un nucleu în care se găsește ADN. ADN reprezintă prescurtarea de la Acidul DezoxiriboNucleic. Acesta este o structură chimică ce conține „codul” (informația) pentru formarea și funcționarea organismului dar și pentru copierea informației și transmiterea ei la urmași. Datorită informației conținute în ADN și a mecanismelor de copiere a acestuia și de transmitere de la o generație la alta, copiii seamănă cu părinții lor și oamenii se deosebesc de alte specii. Moleculele de ADN sunt formate din piese mai mici numite nucleotide; nucleotidele conțin una dintre cele 4 baze azotate ale ADN: adenină, timină, citozină, guanină. Acestea sunt notate prescurtat cu litere: A (de la adenină), T (de la timină), C (de la citozină) și G (de la guanină). Nucleotidele sunt legate unul de altul prin legături chimice și sunt dispuse în șiruri lungi numite catene. Molecula de ADN este formată din două catene complementare, unite între ele prin alte legături chimice formate între bazele azotate de pe cele două catene; regulile sunt aici foarte stricte, A stabilește legături numai cu T și respectiv C cu G. Datorită formei sale, molecula de ADN a fost supranumită „dublul helix”.

Precum textul unei cărți, ADN este organizat în fraze (gene) formate din unul sau mai multe cuvinte (exoni) și delimitate de semne de punctuație (coduri speciale care marchează începutul și sfârșitul fiecărui cuvânt și al fiecărei fraze, pauzele dintre cuvinte, etc).

Ce este un cromozom?

Genomul uman complet (totalitatea ADN din nucleu) conține 3 miliarde de nucleotide (litere) care ar măsura 5.7 metri dacă ar fi aliniate unul în continuarea celuilalt. Greu de imaginat că tot acest material poate încăpea în nucleul fiecărei celule! Pentru ca acest lucru să fie posibil, ADN este fragmentat în mai multe molecule (46/celulă la om) și în plus este pliat în jurul unor proteine. Un cromozom conține 1 moleculă de ADN și proteinele asociate. Fiecare celulă umană (cu excepția celor germinale) conține 46 molecule de ADN. Cei 46 cromozomi sunt asemănători 2 câte 2; rezultă 23 de perechi de cromozomi: primele 22 de perechi se numesc autozomali și sunt numerotate de la 1 la 22 (un cromozom din fiecare pereche este moștenit de la tată și celălat este moștenit de la mamă); ultima pereche este reprezentată de cromozomii X și Y, care conțin informația pentru determinarea sexului (fetele au 2 cromozomi X iar baieții au 1 cromozom X și un cromozom Y).

Ce este o genă?

O genă este o secvență specifică de ADN, care conține instrucțiunile necesare pentru a produce o anumită proteină. Dacă am compara genomul cu o carte, genele ar fi frazele scrise în această carte. Ca și acestea, genele au „cuvinte” (exoni), semne de punctuație (secvențe cu rol reglator) sau pauze între cuvinte (introni). Unele proteine sunt produse în permanență, altele numai în anumite momente; unele proteine sunt produse în toate tipurile de celule, altele numai în anumite tipuri de celule. O moleculă de ADN conține mai multe gene. În cazul genei SMN1, proteina se numește proteina pentru supraviețuirea neuronului motor, prescurtat (SMN, de la Survival Motor Neuron). Dacă proteina codificată de o genă se produce la un moment dat sau într-o anumită celulă, se spune că gena este exprimată. Dacă o genă este exprimată sau nu într-un anumit moment al dezvoltării individului sau într-un anumit țesut, depinde de anumite secvențe de control localizate în apropierea genei și de prezența anumitor proteine capabile să „citească” aceste secvențe. Proteina SMN este exprimată în numeroase tipuri de celule dar efectele absenței sale sunt mai evidente la nivelul neuronilor motori.

Cum se sintetizează proteinele?

Informațiile conținute în secvența de ADN sunt traduse în proteină printr-un proces complex, foarte strict reglat, care se desfășoară în mai multe etape.
În primul rând, secvența de ADN a genei este copiată într-o moleculă de ARN mesager (un alt tip de acid nucleic), care transportă o copie a textului de la ADN la sistemul capabil să sintetizeze proteine, localizat în citoplasmă. Prin prelucrări ulterioare, molecula de ARN mesager (ARNm) păstrează numai secvența corespunzătoare exonilor, care sunt uniți cap la cap pentru a forma o structură continuă. Pe baza codului din ARNm, se realizează atașarea aminoacizilor (piesele de bază ale proteinelor) unul după altul, pentru a forma o nouă moleculă de proteină. Aceasta este prelucrată ulterior pentru se adapta la rolul ei și pentru a se localiza la nivelul structurilor celulare în care trebuie să-și exercite funcția.
Există 20 aminoacizi diferiți și fiecare aminoacid este codificat printr-o succesiune precisă de 3 nucleotide (codon); tot un cod de 3 nucleotide este utilizat pentru a semnala închieierea sintezei de proteină (echivalentul punctului dintr-o frază). Ordinea în care se găsesc aminoacizii în molecula proteinei este diferit de la o proteină la alta dar anumite segmente pot fi asemănătoare pentru mai multe proteine.

Ce sunt mutațiile?

Întregul organism uman provine dintr-o singură celulă. Pentru a se ajunge la numărul de celule necesar, aceasta se divide iar celulele fiice se divid la rândul lor iar procesul se repetă de un număr foarte mare de ori. Treptat celulele se specializează (diferențiază) și devin celule musculare, epiteliale, sanguine etc. După specializare, unele celule își păstrează capacitatea de diviziune, altele nu. De fiecare dată, înainte de diviziune, molecula de ADN este copiată într-o moleculă nouă, printr-un mecanism foarte complex. Datorită funcției sale importante, mecanismele de copiere ale ADN se află sub control strict, exercitat prin multiple mecanisme.
Erorile apărute în secvența de ADN vor fi copiate în molecula de ARN mesager și vor determina defecte ale proteinei codificate de gena respectivă. Aceste erori de la nivelul secvenței ADN se numesc mutații. Uneori erorile sunt localizate la nivelul secvențelor cu rol de control și se traduc doar la nivelul cantității de proteină produsă și nu prin modificarea secvenței de aminoacizi a proteinei. Alteori, erorile sunt localizate la nivelul „codului” și determină subtituția unui aminoacid cu altul sau „citirea” decalată a secvenței ADN, cu efecte severe la nivelul structurii proteinei.
Din punct de vedere al dimensiunii secvenței ADN afectate de o mutație, aceasta poate varia de la una sau mai multe nucleotide (litere) la unul sau mai mulți exoni, până la întreaga genă.
Mutațiile pot fi de tip:
• substituție (înlocuire) a unui nucleotid cu altul,
• deleție (pierderea unui segment al genei sau al întregii gene);
• duplicație (repetarea unui segment al genei sau al întregii gene).
Substituțiile unui nucleotid cu altul pot avea ca efect înlocuirea unui aminoacid cu altul sau înlocuirea unui aminoacid cu un semnal de terminare prematură a sintezei proteinei. Acesta din urmă determină sinteza unei proteine mai scurte.
Deleția unui număr de nucleotide multiplu de 3 duce la absența aminoacizilor corespunzători din structura proteinei. Deleția unui număr de nucleotide care nu este multiplu de 3 duce la decalarea tuturor secvențelor următoare (alterarea cadrului de citire), cu efect de modificare severă a structurii proteinei.
Duplicațiile pot afecta structura ADN în mod similar delețiilor, doar că în acet caz se realizează o repetare a unei secvențe ADN de dimensiune variabilă.
Afectarea secvențelor de control poate avea consecințe la fel de grave asupra structurii proteinei.
În cazul SMA, deleția exonului 7 al genei SMN1 este mutația cea mai frecventă.

 

Transmiterea ereditară a SMA

Ce este ereditatea?

În acest context, vorbim despre transmiterea materialului genetic de la o generație la alta. Așa cum am menționat mai sus, fiecare individ moștenește jumătate din cromozomi (câte unul din fiecare pereche + 1 cromozom de sex) de la tată (prin spermatozoizi) și jumătate de la mamă (prin ovule). Aceasta deoarece celulele germinale (ovulul și spermatozoizii), care participă la formarea viitorului organism, conțin câte un singur cromozom din fiecare pereche și un singur cromozom de sex (X sau Y). Distribuția fiecărui cromozom al unei perechi în celula germinală se face întâmplător și independent de cromozomii altor perechi. Ovulul fecundat (celula ou), din care provin toate celulele din corpul nostru, cuprinde 22 de perechi de cromozomi autozomali și 2 cromozomi de sex.

O trăsătură genetică poate fi dominantă sau recesivă.

Transmiterea autosomal dominantă se referă la o trăsătură/caracter care este este exprimată chiar dacă numai una dintre cele două copii moștenite ale genei responsabile are o mutație. În aceste cazuri, caracterul va putea fi observat în fiecare generație, la copii de ambele sexe.

Transmiterea autozomal recesivă se referă la o trăsătură care se exprimă doar dacă ambele copii ale genei conțin o mutație. Această mutație poate fi identică pe ambele copii sau diferită. De cele mai multe ori, în aceste cazuri, ambii părinți sunt purtători de mutație (au o genă mutantă) dar nu fac boala deoarece a doua copie este neafectată. În cazuri extrem de rare, doar unul dintre cei 2 părinți are o copie mutantă a genei, a doua mutație apărând pe cealaltă copie pentru prima oară la copilul afectat.

Amiotrofia spinală este o boală autozomal recesivă. A se vedea figura 4 (pagina următoare).
Transmiterea legată de X – deși cromozomul X este asociat cu stabilirea sexului, el conține și o serie de gene importante pentru alte funcții ale organismului. Mutațiile la nivelul acestor gene determină afecțiuni care se transmit la urmași legat de cromozomul X, fie dominant, fie recesiv.

Cum se transmite amiotrofia spinală de la o generație la alta?

Amiotrofia spinală (SMA) este o boală autozomal recesivă cauzată de mutații ale genei SMN1 (Survival Motor Neuron 1 sau gena de supraviețuire a neuronului motor, 1), localizată pe brațul lung al cromozomului 5 (de unde și numele 5q). Pentru a dezvolta SMA, un individ trebuie să moștenească două gene SMN1 mutante, câte una de la fiecare părinte.
Deoarece părinții unui copil afectat au, de obicei, câte o singură genă SMN1 mutantă fiecare, ei nu prezintă semne clinice de boală (nu sunt afectați). În cazul lor, singura genă SMN1 cu structură normală poate asigura producția unei cantități suficiente de proteină SMN1. Această persoană este descrisă ca purtător (carrier). În 98% din cazuri, ambii părinți ai unui copil cu SMA sunt purtători. În aproximativ 2% din cazuri numai unul dintre ei este purtător. Se estimează că aproximativ 1 din 40 de oameni din întreaga lume sunt purtători de mutație în gena SMN1.

Broken

Figura 4. Transmiterea ereditară a SMA. SMA este o boală genetică autozomal recesivă, ceea ce înseamnă că un individ afectat trebuie să aibă două copii mutante ale genei SMN1 pentru a fi afectat. Fiecare părinte transmite copilului câte o copie a genei mutante. Acest scenariu este ilustrat aici. N desemnează o genă SMN1 normală si SMA o gena SMN1 mutantă. (a) Părinții unui individ afectat sunt de obicei purtătorii unei copii mutante a genei SMN1 și nu sunt afectati de boala. (b) Distribuția întâmplătoare a cromozomilor perechii cu nr. 5, care conțin gena SMN1, face ca descendenții unui cuplu să poată fi: afectați (SMA ; SMA), purtători neafectați SMA (SMA ; N), sau neafectați și nepurtători (N ; N). Într-o familie în care ambii părinți sunt purtători (SMA ; N), există un risc de 25% ca fiecare dintre copiii lor să aibă două gene SMN1 mutante și să fie afectați de SMA, un risc de 50% pentru fiecare dintre copii de a fi purtători sănătoși si o șansă de 25% să aibă ambele gene SMN1 normale și să fie sănătoși. Aceste riscuri se aplică pentru fiecare sarcină în parte și nu depind de sexul copilului.

Un copil afectat de SMA poate proveni dintr-o sarcină apărută între doi purtători de mutație în gena SMN1 sau între un purtător de mutație și o persoană care este afectată de SMA (o formă mai ușoară). Doi părinți purtători pot avea copii afectați, purtători sau nepurtători. Diagrama de mai sus (Figura 4) arată combinațiile posibile ale variantelor genei SMN1 care s-ar putea întâlni la orice copil al unor părinți purtători de mutație în gena SMN1.
Fiecare sarcină are:
• 25% risc de a produce un copil care ar putea fi afectat de SMA,
• risc de 50% de a produce un copil purtător de mutație și
• 25% șanse de a produce un copil care nu ar avea SMA și nu ar fi purtător de mutație.

Care este baza genetică a SMA 5q?

În 1992, studiul transmiterii genetice a bolii în familiile cu antecedente de SMA a permis cercetătorilor să localizeze regiunea care conține gena responsabilă pe brațul lung al cromozomului 5. În 1995 echipa dr. Judith Melki a identificat și gena ale cărei mutații determină SMA, respectiv gena SMN1.
Pe același cromozom există o altă genă, aproape identică cu gena SMN1, numită SMN2 (a se vedea figura 5a). Cele două gene diferă prin câteva nucleotide la nivelul exonului 7: gena SMN1 are o citozină (C) în aceeași poziție în care gena SMN2 conține o timină (T), așa cum se arată în fig. 5b). Această secvență are rol de semnalizare a includerii exonului 7 în structura ARN mesager (ARNm). Astfel, dintre cele două gene cu structură în mare măsură asemănătoare, numai gena SMN1 produce o proteină cu structură integră. Prezența exonului 7 este critică pentru producția proteinei SMN funcționale și stabile. Gena SMN2 determină producerea unei molecule de ARNm din care lipsește secvența corespunzătoare exonului 7 și respectiv a unei proteine mai scurte din care lipsesc aminoacizii codificați de acest exon. Datorită unor mecanisme complexe de reglare, gena SMN2 produce și o cantitate minimă (mai puțin de 10%) de proteină SMN de lungime integrală, fapt important pentru evoluția bolii. Un individ poate avea 0, 1, 2, 3 sau mai multe copii ale genei SMN2. Proteina SMN este importantă și pentru funcționarea altor tipuri celulare decât neuronii motori din coarnele anterioare ale măduvei spinării, aceasta fiind una dintre explicatiile posibile ale altor manifestări asociate SMA.

Broken

Mutațiile SMN1

Majoritatea mutațiilor responsabile de apariția amiotrofiei spinale sunt deleții ale exonului 7 sau conversii genice. A se vedea figura 6.
• O deleție implică pierderea parțială sau completă a genei SMN1 (Figura 6a).
• Într-o conversie genică, gena SMN1 este “convertită” într-o genă SMN2 deoarece “C” în exonul 7 este transformat într-un “T” (Figura 6b).
În ambele cazuri, deleție și conversie genică, pacienților cu SMA le lipsește exonul 7 de la nivelul ambelor copii ale genei SMN1; se spune despre acești pacienți că prezintă deleția homozigotă a exonului 7 al genei SMN1. Prin urmare, pacienții cu SMA produc cantități insuficiente de proteină SMN integrală (care conține și exonul 7).
Restul mutațiilor sunt mutatii punctiforme, care afectează doar unul sau câteva nucleotide ale genei SMN1. Aceste mutații determină sinteza unei proteine SMN nefuncționale sau instabile. (Figura 6c).
Deoarece delețiile și conversia genică sunt foarte frecvente în timp ce mutațiile punctiforme sunt foarte rare, aproximativ 95% dintre pacienții cu SMA prezintă deleția homozigotă a exonului 7 al genei SMN1.
Pacienții care prezintă câte o mutație punctiformă pe fiecare dintre cele două copii ale genei SMN1 sunt cel mai frecvent heterozigoți compuși (fiecare copie a genei SMN1 conține o mutație diferită de cealaltă). Tot heterozigoți compuși sunt și cei care au o deleție a exonului 7 la nivelul uneia dintre cele două copii ale genei și o mutație punctiformă la nivelul celeilalte.

Broken

Figura 6. Principalele tipuri de mutații ale genei SMN1:
(a) deleții (pierderea unei părți a genei sau a întregii gene SMN1) – marcate cu X; (b) conversia genică: gena SMN1 este convertită într-o genă SMN2 (indicată de prezența T în loc de C). Aceste două tipuri de mutații (delețiile și conversiile genice) sunt cele mai frecvente tipuri găsite în SMN1. Aproximativ 95% dintre pacienții cu SMA 5q au aceste două tipuri de mutații, ușor de detectat de către actualul test de diagnostic pentru SMA, deoarece ambele conduc la pierderea exonului 7 din SMN1. (c) Mutații punctiforme – pot fi găsite în gena SMN1, dar la o frecvență mult mai mică decât celelalte două tipuri de mutații. Figura prezintă localizarea mutațiilor punctiforme detectate până în prezent în gena SMN1. Ele sunt notate de la A la T. Aproximativ 5% din pacientii SMA-5q au deleții sau conversie genică pe un cromozom și o mutație punctiformă pe celălalt. Deoarece metodele care detectează delețiile nu pot detecta și mutațiile punctiforme, un individ cu această combinație de mutații (mutație punctiformă + deleție sau conversie genică) va fi diagnosticat doar ca purtător dacă se utilizează doar testele dedicate detectării delețiilor. De aceea, în prezența unui tablou clinic de SMA și a unui rezultat al testului genetic molecular care indică prezența unei singure copii a genei, este necesară completarea investigațiilor cu secvențierea genei SMN.

Testarea genetică

Ce este testarea ADN?

Așa cum am menționat mai sus, ADN conține materialul genetic al individului și se găsește în fiecare celulă a corpului. Atunci când se urmărește detectarea unei modificări genetice ADN este supus unor teste specifice pentru detectarea modificărilor genetice care au dus la apariția bolii la cei afectați. Pentru persoanele neafectate din familia pacienților testele genetice se aplică pentru a stabili dacă acestea sunt sau nu [urtătoare de mutație.
ADN necesar se extrage de cele mai multe ori dintr-o probă de sânge obținută în mod similar ca și pentru o analiză obișnuită.
Pentru diagnosticul prenatal se extrage ADN dintr-o probă de vilozități coriale sau celule din lichidul amniotic (amniocite).

De ce este necesară testarea ADN?

Testarea ADN este relevantă atunci când un membru al familiei a fost diagnosticat cu o afecțiune genetică, când gena responsabilă de afecțiunea respectivă
este cunoscută și mutațiile pot fi detectate. Atunci când această investigație este disponibilă, testarea ADN se face în următoarele scopuri:
•Diagnostic: pentru a determina dacă aveți modificările genetice specifice.
•Testarea pentru stabilirea statutului de purtător de mutație: pentru a determina dacă sunteți purtător de mutație, chiar dacă nu prezentați semnele de boală.
•Diagnostic prenatală: pentru a determina dacă copilul dumneavoastră încă nenăscut a moștenit o modificare genetică.

Care este diferența dintre amniocenteză și biopsia de vilozități coriale?

Probele necesare pentru extracția ADN pentru diagnostic prenatal se pot obține prin 3 metode: biopsia de vilozități coriale, amniocenteza sau cordocenteza. Acestea diferă prin modul în care se realizează prelevarea, materialul biologic prelevat și vârsta de sarcină la care se pot efectua. Acestea nu sunt teste genetice în sine dar furnizează materialul necesar pentru extracția ADN și testele genetice.

Biopsia de vilozități coriale (CVS) se poate efectua în săptămânile 10 – 12 de sarcină. Cu ajutorul unui cateter introdus prin vagin sau un ac foarte subtire introdus prin abdomen se extrag fragmente ale unor structuri numite vilozități coriale. Din acestea se extrage ADN și apoi se determină dacă un făt are o afecțiune genetică, de exemplu SMA. CVS prezintă risc de avort spontan de 1% (1 din 100 de femei ar putea suferi un avort).

Amniocenteza este metoda cea mai frecvent utilizată în diagnosticul prenatal. Aceasta se poate face după săptămâna a 16-a de sarcină și constă în extragerea unei cantități de lichid amniotic cu ajutorul unui ac foarte fin. Lichidul amniotic conține celule fetale (amniocite) care sunt utilizate pentru a extrage ADN și apoi pentru testele genetice, de exemplu pentru detectarea SMA. Amniocenteza are un risc de avort spontan de 0,5 % (una din 200 de femei pot suferi un avort).

Testarea ADN pentru SMA 5q.

Testele genetice utilizate pentru detectarea mutațiilor genei SMN pot avea ca scop:
• DIAGNOSTICUL persoanelor afectate de SMA, care prezintă atrofie musculară cauzată de degenerarea neuronilor motori.
• Determinarea STATUTULUI DE PURTĂTOR, respectiv a riscului de a transmite mutația genei SMN1 la urmași. Acest test este oferit persoanelor fizice cu un istoric familial de SMA sau la un partener al unui purtător cunoscut de SMA.

Test de diagnostic SMA.

Pentru că exonul 7 lipsește la nivelul ambelor copii ale SMN1 la cele mai multe persoane afectate de SMA, indiferent de mecanismul prin care a apărut această modificare, se poate face un test ADN simplu pentru a detecta prezența sau absența acestui exon al genei SMN1. Dintre metodele disponibile, unele pot detecta absența exonului 7 numai atunci când sunt afectate ambele copii ale genei, altele pot detecta și numărul de copii ale genei SMN1 care prezintă mutația.

Testul care detectează prezența mutației numai la pacienții cu SMA și deleție homozigotă a exonului 7 are o sensibilitate de aproximativ 95%, deoarece aproximativ 95% dintre pacienții cu SMA au acea modificare genetică ce poate fi detectată cu acest test. Aceasta înseamnă că testul de diagnostic al SMA poate detecta 95% dintre pacienții care au 5q-SMA. De aceea un rezultat negativ la acest tip de test nu poate infirma diagnosticul clinic de amiotrofie spinală. Niciunul dintre testele specifice genei SMN1 nu este informativ pentru SMA non-5q.

Aproximativ 5% (1 pacient din 20) dintre pacienții cu SMA-5q au mutații punctiforme, care nu pot fi detectate prin testele menționate mai sus. Cele mai multe dintre aceste persoane au o copie a genei SMN1 în care exonul 7 lipsește și o a doua copie a genei SMN1 cu o mutatie punctiformă rară. În aceste cazuri, este necesară identificarea mutațiilor SMN1 în ambele gene, în scopul de a confirma diagnosticul clinic. Pentru detectarea mutației punctiforme se utilizează o altă metodă de diagnostic molecular, secvențierea ADN. Aceasta permite „citirea” literă cu literă (nucleotid cu nucleotid) a tuturor exonilor genei.

Testul genetic pentru detectarea purtătorilor.

Pentru stabilirea statutului de purtător de mutație în gena SMN1 se utilizează metode asemănătoare celor utilizate pentru detectarea mutațiilor la pacienți, cu condiția ca acestea să permită stabilirea numărului de copii (1 sau 2) ale genei SMN1.
În familiile în care persoana afectată are o mutație punctiformă, este necesară secvențierea genei pentru stabilirea statutului de purtător de mutație. Prezența unei mutații, indiferent de tipul acesteia, pe una dintre cele două copii ale genei, indică un risc crescut pentru persoana respectivă de a avea unul sau mai mulți copii afectați de SMA.

Interpretarea acestor teste este mai complexa în cazul purtătorilor:
• Detectarea unei singure copii ale SMN1 indică statutul de purtător de mutație. Putem fi siguri că un individ neafectat care are o singură copie a genei SMN1 este purtător și are risc de a avea copii cu SMA, deoarece cei mai multi cromozomi 5 au o singură genă SMN1 (aproximativ 95%).

Cât de siguri putem fi că indivizii cu 2 copii ale SMN1 nu sunt purtători?
În populația generală aproximativ 2 până la 3% dintre indivizi au două copii ale genei SMN1 în loc de una pe unul dintre cromozomii 5. Aceasta înseamnă că deși persoana are 2 copii ale genei, există un risc mic de a fi purtătoare de mutație și de a transmite copiilor cromozomul 5 ce conține gena SMN1 mutantă.

Știm, de asemenea, că la 2% dintre pacienții cu SMA se detectează mutații noi (“de novo”). Aceste mutații nu sunt moștenite de la părinți ci apar pentru prima oară în familie la copilul afectat.
• Un părinte cu o mutație la nivelul celulelor germinale (ovule, spermatozoizi) nu va fi detectat ca purtător deoarece la nivelul celulelor sanguine există 2 copii ale SMN1. În schimb el va avea risc de a avea un copil cu SMA daca această celulă germinală care conține mutația este cea care va participa la formarea viitorului organism.

Din cauza existenței a 2 gene SMN1 pe un cromozom, mutațiilor punctiforme și a celor „de novo”, sensibilitatea testului cantitativ pentru detectarea purtătorilor nu este 100%. Testul cantitativ poate detecta aproximativ 90% din purtătorii din populația generală.

Trebuie să facem un test ADN?

Decizia unei persoane de a face sau nu un test ADN sau de a accepta depozitarea ADN într-o bancă de ADN, este una personală. În funcție de boală și de modelul de transmitere al acesteia, rezultatul testului genetic poate fi util și poate afecta mai mulți membri ai familiei.
Pentru a cunoaște dacă vă numărați printre membrii familiei care sunt sunt la risc de a fi purtători sau afectați, vă puteți adresa unui medic genetician care vă poate indica testul genetic, pe baza informațiilor despre familie și prezența mutației. Este indicat ca stabilirea stării de purtător să se facă înainte de apariția unei sarcini, pentru a permite realizarea diagnosticului prenatal în condiții optime.

Ce sunt băncile ADN și care este rolul lor?

În cazul în care nu este disponibil un test genetic specific pentru afecțiunea de cauză genetică existentă în familie, se poate stoca o probă de ADN pentru a fi analizat atunci când testul ADN specific devine disponibil. Acest lucru este deosebit de relevant pentru cazurile de SMA – non-5q. ADN poate fi extras din sânge și poate fi depozitat timp de mulți ani.

Gena SMN2 ca modificatoare a bolii.

Numărul de copii ale genei SMN2 variază în cadrul populației. S-a observat că numărul de copii ale genei SMN2 influențează severitatea amiotrofiei spinale: prezența mai multor copii ale genei SMN2 la un individ afectat de SMA = formă de boală mai puțin severă. Fiecare persoană cu SMA care trăiește are cel puțin o copie a genei SMN2, deoarece fiecare tip de celulă din corpul uman necesită o anumită cantitate minimă de proteină SMN pentru pentru a supraviețui.
Corelația observată între numărul de copii SMN2 și severitatea SMA conduce la ideea că identificarea unui medicament care ar determina creșterea cantității de SMN integrală produsă prin activitatea genei SMN2 ar putea ameliora boala. Fiecare pacient SMA fiecare are cel puțin o gena SMN2 iar o genă SMN2 poate produce o cantitate de aprox 10% de proteină normală SMN. Prin urmare, gena SMN2 poate fi privită ca un back-up al organismului pentru pierderea SMN1 la pacienții cu SMA. Scopul unui posibil tratament este de a crește cantitatea de proteină SMN integrală produsă de gena SMN2, iar acest lucru poate fi realizat în mai multe moduri:
I – Activarea suplimentară a promotorului genei SMN2, pentru a produce mai mult ARNm
și consecutiv mai multă proteină SMN.
II – Corectarea procesului de matisare al ARNm al SMN2.
III – Identificarea unor medicamente care să stabilizeze proteina produsă de gena SMN2.

Modelele celulare de SMA au arătat că o serie de compuși ca: butiratul de sodiu, 4-fenilbutiratul, valproatul, hidroxiureea, aminoglicozidele și aclarubicina cresc nivelul de proteină SMN sintetizată pornind de la gena SMN2. Câteva dintre acestea (valproatul, fenilbutiratul și hidroxiureea) au fost aprobate de FDA pentru utilizarea în alte boli și sunt evaluate activ în studiile clinice pentru SMA. Să sperăm că situația specială a amiotrofiei spinale, în care o altă genă, SMN2, poate funcționa ca back-up pentru gena mutantă, va permite în viitor dezvoltarea unor terapii eficiente pentru această boală.