Nefrologia genetica

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Nefrologia genetica

• Unità Operativa di Genetica Medica
• A.O. Bianchi Melacrino Morelli
• Reggio di Calabria

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Glomerulopatie genetiche
 
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Sindrome di Alport
Insufficienza renale a 30 40 anni
infanzia
Microematuria
adolescenza
Progressiva fino ai 40 anni
Sordità neurosensoriale
20-30 anni
Lenticono 13 degli affetti
Progressiva miopia cataratta
4
Sindrome di Alport
80
X-linked (XLAS)
Autosomica Recessiva (ARAS)
15
Autosomica Dominante (ADAS)
5
5
Sindrome di Alport
Because Alport syndrome is predominantly an
X-linked disorder, these manifestations are
typically more severe in affected males. However,
affected females with either XLAS or ARAS may
have severe involvement as well. ADAS is
typically a slowly progressive disorder, so renal
insufficiency and deafness may not develop until
relatively late in life.
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Microematuria
100
Maschi XLAS
Femmine XLAS
90
Soggetti ARAS m/f
100
7
Sordità neurosensoriale
80 90
Maschi XLAS
Femmine XLAS
70 80
Soggetti ARAS m/f
100
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S. Alport X-linked
9
Esame clinico
Esame urine Esame audiologico Esame
oculistico Biopsia cutanea/renale
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Anamnesi familiare
Storia familiare negativa di ematuria o
insufficienza renale in caso di nuova mutazione
(10-15 dei casi ) o in caso di forma autosomica
recessiva (15 dei casi)
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Studio dei familiari
Esame urine nei parenti di 1 2 grado per
ricerca di microematuria I portatori sani di XLAS
ed ARAS presentano micoematuria persistenete o
intermittente nel 50 dei casi
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Geni collageno tipo IV
COL4A5
X-linked
Autosomica Recesiva
COL4A3 COL4A4
Autosomica Dominante
COL4A3 COL4A4
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Mutazioni del DNA
Mutazioni missenso Modificano il significato di
un codone e si ha un aminoacido al posto di un
altro nella proteina codificata Mutazioni di non
senso o di stop Si realizza un codone di stop
(UAA,UAG,UGA) con conseguente proteina
tronca Mutazioni frameshift Si realizza uno
sfasamento della lettura a causa di inserzioni o
delezioni che non siano un multiplo di
3 Mutazioni che alterano lo splicing Alterazione
dellmRNA e di conseguenza della proteina
codificata
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I geni di AS
Trasmissione
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I prodotti genici AS
The gene products of the COL4A3, COL4A4 and
COL4A5 genes are, respectively, the 3, 4 and 5
chains of type IV collagen 3(IV), 4(IV) and
5(IV)
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Patogenesi AS
Basement membranes, the structures that support
epithelial and endothelial cells, are composed of
several glycoprotein. Type IV collagen is
present ubiquitously in basement membranes, where
it is the major collagenous component. Type IV
collagen molecules secreted by endothelial and
epithelial cells self-associate into polygonal
networks, which interact with laminin
networks,proteoglycans, and other glycoproteins,
to form basement membranes.
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Patogenesi AS
It is now clear that the tissue pathology and
clinical features of Alport syndrome result from
abnormalities of basement membrane expression of
the collagen 3, 4, 5, and possibly 6(IV)
chains. These chains are usually absent from or
under-expressed in the basement membranes of
patients with Alport syndrome, so that the
networks they form are absent or, if present,
defective in structure and function.
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Correlazione genotipo-fenotipo AS
Large rearrangements, nonsense mutations, and
frameshift mutations, 50 patiens reaching ESRD
by age 20 years. In patients with splice site
mutations 50 reaching ESRD by age 25 years. In
contrast, missense mutations are associated with
only a 50 probability of ESRD before age 30 years
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Analisi del DNA
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Difficoltà test genetico

• Eterogeneità genetica 3 geni
• Geni molto grandi 51 esoni
• Numero alto di mutazioni, circa 300, per lo più
  private

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Analisi genetica XLAS
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Analisi genetica ARAS
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Analisi di Linkage
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Diagnosi prenatale AS
Prenatal testing may be available for families at
risk of having a child with XLAS when the
specific mutation in an affected family member
has been identified in a clinical laboratory or
by linkage. DNA can be extracted from fetal cells
obtained by amniocentesis at 16-18 weeks'
gestation or chorionic villus sampling (CVS) at
about 10-12 weeks' gestation.
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Diagnosi differenziale AS
Fechtner syndrome.  The eponym Fechtner syndrome
refers to the association of hereditary
nephritis, sensorineural deafness, cataracts, and
the triad (thrombocytopenia, large platelets, and
characteristic leukocyte inclusions . It is
transmitted in an autosomal dominant manner
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Diagnosi differenziale AS
Benign familial hematuria/thin basement membrane
disease (BFH/TBMD).  BFH/TBMD is transmitted as
an autosomal dominant condition. Like Alport
syndrome, BFH/TBMD is an inherited disorder of
glomerular basement membranes (GBM) characterized
clinically by persistent microscopic hematuria
often first observed in childhood. In some
patients microhematuria is intermittent and may
not be detected until adulthood. The hematuria of
BFH/TBMD appears to be life-long.
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Diagnosi differenziale AS
BFH/TBMD differs clinically from Alport syndrome
in several important respects 1) it is only
rarely associated with extrarenal abnormalities
2) proteinuria, hypertension, and progression to
ESRD are unusual Patients with BFH/TBMD exhibit
normal GBM staining for the 3, 4 and 5 chains
of type IV collagen by immunohistochemistry.
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Malattie cistiche renali genetiche
 
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Rene Policistico infantile
La malattia renale policistica autosomica
recessiva (ARPKD autosomal recessive polycystic
kidney disease) pur essendo una malattia rara,
140.000 nati vivi, è tra le malattie renali
ereditarie più importanti dell'età
pediatrica.Le cisti renali sono bilaterali, a
livello della giunzione cortico-midollare, con
distribuzione simmetrica. ARPKD è sempre
associata con fibrosi del fegato a livello
portale ed interlobulare, con iperplasia dei
dotti biliari.
30
Rene Policistico AR
31
Rene Policistico infantile

forma perinatale che si presenta con reni
policistici francamente ingranditi, lieve fibrosi
epatica e sopravvivenza per pochi giorni forma
neonatale con reni policistici ingranditi,
fibrosi epatica di media entità e sopravvivenza
per pochi mesi forma infantile con grave
trasformazione cistica renale ed estesa fibrosi
epatica, con sopravvivenza per alcuni anni forma
giovanile caratterizzata da severa fibrosi
epatica ma con solamente un 10 dei tubuli renali
con degenerazione cistica.
32
Rene Policistico infantile
ARPKD non è clinicamente evidente in entrambi i
genitori ciascun discendente di genitori
eterozigoti ha la probabilità di 1 a 4 di
sviluppare clinicamente la malattia The carrier
frequency for the PKHD1 gene in the general
population is estimated to be 170 Zerres,
Rudnik-Schoneborn et al
33
Rene Policistico infantile
All studied kindreds with typical features of
ARPKD have been linked to the PKHD1 locus (6p21).
There is no evidence for genetic heterogeneity
Zerres, Mucher et al 1998.
34
Il gene di ARPKD
35
Il gene di ARPKD

• Normal allelic variants The gene for PKHD1
  contains 66 coding exons.
• Pathologic allelic variants Initial reports have
  demonstrated the presence of multiple different
  mutations throughout the 66 coding exons of the
  PKDH1 gene in affected kindreds.
• Normal gene product The gene product, termed
  fibrocystin (alternatively designated
  polyductin), is a large novel protein with
  receptor-like properties.
• Abnormal gene product Unknown

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Esame di linkage ARPKD

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Diagnosi prenatale ARPKD

La diagnosi prenatale può essere fatta con la
ecografia fetale che dimostra una incrementatata
ecogenicità dei reni ingranditi, a partire dalla
seconda metà della gravidanza. Dopo la mappatura
del locus genetico sul braccio corto del
cromosoma 6 è teoricamente possibile fare una
diagnosi prenatale con studi di biologia
molecolare ("linkage").  
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Diagnosi differenziale ARPKD

• Autosomal dominant polycystic kidney disease
  (ADPKD) PKD1 (OMIM 601313) PKD2 (OMIM 173910).
  ADPKD (previously termed "adult" polycystic
  kidney disease) is a multi-organ system disease
  characterized by cysts in the kidneys, liver,
  pancreas, and ovaries cerebral aneurysms
  cardiovascular abnormalities and
  gastrointestinal diverticula. Although
  individuals with ADPKD typically present in
  adulthood, a small percent of individuals present
  in the neonatal period, often with clinical signs
  and symptoms indistinguishable from those of ARPKD

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Diagnosi differenziale Rene (ARPKD)

• Congenital hepatic fibrosis, an invariant
  component of ARPKD, has been reported rarely in
  ADPKD.
• Renal ultrasound examination of the parents of
  any individual with suspected ARPKD. It should be
  noted, however, that renal ultrasound examination
  may be falsely negative in up to 10 of
  individuals with ADPKD who are under 30 years of
  age .Also approximately 5-10 of individuals with
  ADPKD have a new gene mutation, and thus, do not
  have an affected parent.

40
Rene policistico AD
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Sindrome di Meckel Gruber

• Reni policistici
• Fibrosi epatica
• Encefalocele
• Polidattilia

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(No Transcript)
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Nefronoftsi
La nefronoftiasi giovanile è una malattia
ereditaria autosomica recessiva, presente in
tutte le regioni del mondo, con la prevalenza di
150.000-100.000 nati vivi. Il ritardo della
crescita staturo-ponderale, la presenza di
poliuria con polidipsia, di anemia normocronica e
normocitica, e la evoluzione alla uremia cronica
terminale nelle prime due decadi di vita sono le
caratteristiche cliniche più importanti.
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Nefronoftsi
Il precoce deficit di capacità di concentrazione
delle urine con la prova dell'assetamento e il
test diagnostico più significativo della malattia
. Infatti il difetto renale risiede nel tubulo
contorto distale e consiste nella incapacità a
concentrare le urine. A livello della giunzione
cortico-midollare, bilateralmente, sono presenti
alcune cisti (da 5 a 50) di piccole dimensioni
(diamentro da 1 a 15 mm.), originatesi dai tubuli
contorti distali e dai tubuli collettori le
papille ed i calici appaiono normali
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Sequenza da ostruzione uretrale precoce

• La ostruzione uretrale precoce, prima della 7a-8a
  settimana, impedisce il normale efflusso di urina
  e provoca iperdistensione vescicale e scatena la
  seguente sequenza di eventi
• Idronefrosi
• Iperdistensione parete addominale
• Criptorchidismo
• Ipo-aplasie arti da ostruzione iliaca
• oligoidramnios

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Cistinuria
Trasmessa con modalità autosomica recessiva ( 1
su 7000 nati) è causata dal difettoso
riassorbimento della cistina e di alcuni
aminoacidi dibasici attraverso le cellule
epiteliali del tubulo renale con precipitazione
nellurina sotto forma di cristalli e calcoli (
gene SCL3A1,9 Cr 2 e 19 ) I portatori in
eterozigosi possono presentare aumentati valori
nelle urine di cistina, lisina, ornitina ed
arginina