Testare genetică Alzheimer (genele APOE, PSEN1, PSEN2, APP)

Informații generale: Testare genetică Alzheimer (genele APOE, PSEN1, PSEN2, APP)

Context clinic
Gene analizate: APOE, PSEN1, PSEN2, APP.

Boala Alzheimer (BA) este cea mai frecventă cauză de demență la vârstnici, reprezentând o afecțiune neurologică degenerativă progresivă, caracterizată prin pierderea funcției cognitive, tulburări de comportament și atrofie cerebrală difuză. În mod tipic, debutul are loc după vârsta de 60-65 de ani, însă există și forme precoce, cu manifestare înaintea acestei vârste.

Aproximativ 25% dintre cazurile de boală Alzheimer sunt familiale, iar dintre acestea, 95% prezintă un debut tardiv (subtipul 2). Formele cu debut precoce (subtipurile 1, 3 și 4) sunt rare, dar au o componentă genetică semnificativă. Un caz particular este reprezentat de pacienții cu sindrom Down, la care, după vârsta de 40 de ani, boala apare aproape invariabil, din cauza trisomiei cromozomului 21, care include gena responsabilă pentru producerea proteinei precursoare a β-amiloidului.

Clinic, boala debutează insidios, cu tulburări ușoare de memorie, confuzie și dificultăți în luarea deciziilor, evoluând progresiv către afazie, modificări de comportament și de personalitate, dezorientare, agitație, halucinații, iar în stadiile terminale, către pierderea completă a autonomiei. În unele cazuri, pot apărea convulsii, mioclonii, rigiditate musculară și simptome asemănătoare bolii Parkinson. Evoluția este de obicei lentă, cu o durată medie de 8-10 ani, deși sunt posibile variații de la un an la peste două decenii.

Diagnosticul bolii Alzheimer se bazează în primul rând pe criterii clinice și imagistice, susținute de analize de laborator. Investigațiile de neuroimagistică precum RMN sau CT evidențiază atrofie corticală, în timp ce PET-ul arată hipometabolism cerebral difuz. Analiza lichidului cefalorahidian relevă scăderea nivelurilor de β-amiloid și creșterea proteinei tau.

Modificările anatomopatologice caracteristice includ atrofia cerebrală difuză, în special în regiunile frontale, temporale și parietale, cu apariția hidrocefaliei externe și interne. Microscopic sunt evidențiate trei leziuni caracteristice: plăcile senile formate din depozite de β-amiloid, degenerescența neurofibrilară marcată de acumularea de proteine tau anormale și degenerescența granulo-vacuolară observată în citoplasma neuronilor, în special în hipocamp.
Boala Alzheimer se manifestă predominant prin două forme clinice distincte, diferențiate în funcție de vârsta de debut și mecanismele genetice implicate.

Majoritatea cazurilor apar după vârsta de 60–65 de ani, fiind încadrate în subtipul 2, caracterizat în principal printr-o etiologie sporadică, dar cu un procent semnificativ, aproximativ 25%, reprezentând forme familiale cu debut tardiv. Această formă tardivă este strâns asociată cu o serie de factori de risc, care includ vârsta înaintată, obezitatea, hipertensiunea arterială, dislipidemia, rezistența la insulină, inflamația cronică dar și, în special, polimorfismul genei APOE, în special de alela ε4, considerat un factor de risc major. Gena APOE joacă un rol central în transportul colesterolului și metabolismul neuronal. Purtătorii homozigoți ai alelei e4 prezintă un risc crescut și un debut al bolii la o vârstă mai mică comparativ cu heterozigoții. Cu toate acestea, prezența alelei e4 nu este nici necesară, nici suficientă pentru dezvoltarea bolii Alzheimer, iar utilizarea testării genetice în populația asimptomatică rămâne limitată, având un rol adjuvant în diagnosticarea persoanelor simptomatice.

În contrast, formele cu debut precoce, grupate în subtipurile 1, 3 și 4, survin înainte de vârsta de 65 de ani, adesea între 30 și 60 de ani, și sunt în mare parte de natură familială, cu transmitere autozomal dominantă. Aceste forme reprezintă un procent redus din totalul cazurilor, dar se disting prin existența unor variante clar definite în genele APP, PSEN1 și PSEN2, care reglează metabolismul proteinei precursoare a amiloidului (APP) și producerea peptidei Aβ. Variantele respective conduc la creșterea nivelului peptidului neurotoxic Aβ42, facilitând astfel agregarea și toxicitatea neuronală.

Din punct de vedere genetic, formele familiale precoce se împart în trei subtipuri majore:

Subtipul 1, determinat de variante ale genei APP, localizată pe cromozomul 21, care codifică proteina precursoare a β-amiloidului. Această variantă familială debutează, în general, între 40 și 50 de ani și reprezintă între 10 și 15% din cazurile de boala Alzheimer cu debut precoce. Cea mai frecventă variantă este p.Val717Ile. În mod particular, supraîncărcarea genetică a genei APP explică și incidența crescută a bolii Alzheimer la persoanele cu sindrom Down, care dezvoltă semne neuropatologice specifice după vârsta de 40 de ani.

Subtipul 3, cea mai frecventă formă familială cu debut precoce, este asociat cu variante în gena PSEN1, situată pe cromozomul 14, și reprezintă de la 30% până la 70% dintre aceste cazuri. Debutul poate apărea încă din decada a treia de viață, iar evoluția clinică este rapidă, cu o durată medie de 6–7 ani. Manifestările includ convulsii, mioclonii, tulburări de vorbire și paraplegie spastică. Presenilina-1, produsul genei PSEN1, face parte din complexul γ-secretază, enzimă esențială pentru clivarea proteinei APP și generarea Aβ42.

Subtipul 4 este determinat de variante în gena PSEN2, situată pe cromozomul 1, fiind mult mai rar, reprezentând sub 5% dintre cazurile familiale. Debutul variază larg între 40 și 80 de ani, iar durata medie a bolii este de aproximativ 11 ani. PSEN2 codifică o proteină similară cu presenilina-1, implicată de asemenea în procesul de formare al peptidului Aβ, dar cu o expresie tisulară diferită.

Recomandări de testare

• pacienți cu istoric familial clar de boală cu debut precoce
• stabilirea diagnosticului la persoanele afectate.

Condiții de recoltare

Pregătire pacient 

nu este necesară.

Specimen recoltat – sânge venos.

Recipient de recoltare – vacutainer ce conține EDTA ca anticoagulant.

Cauze de respingere a probei – folosirea heparinei ca anticoagulant; probe coagulate sau hemolizate; probe refrigerate sau congelate.

Stabilitate probă – 7 zile la 2-8ºC.

Metoda – NGS. Este evaluat un panel de gene asociate bolii Alzheimer pentru identificarea variantelor nucleotidice, variantelor indel mai mici de 21 perechi de baze și variații ale numărului de copii (CNV) cu dimensiunea minima de 1 exon.

Testarea va fi efectuata numai după consimțământul informat al pacienților.

Principiul metodei

ADN-ul este izolat și se efectuează secvențierea tuturor exonilor codificatori și a regiunilor intronice conservate. Sunt identificate modificările unei singure perechi de baze, micile deleții sau duplicații și variațiile numărului de copii (CNV).
Clasificarea variantelor se realizează în conformitate cu ghidurile ACMG/ACGS actuale.

Interpretarea rezultatelor

În urma evaluării și clasificării, vor fi raportate exclusiv variantele cu semnificație clinică patogenă, potențial patogenă sau incertă, respectiv clasele 5 (P – Pathogenic), 4 (LP – Likely Pathogenic) sau 3 (VUS – Variant of Uncertain / Unknown Significance).

• Rezultatul pozitiv: Sunt raportate și descrise variantele identificate din clasele de patogenitate 5 sau 4 care sunt asociate bolii Alzheimer. Aceste variante au probabilitate >90% (clasa 4), respectiv >99% (clasa 5), de a reprezenta cauza genetică a bolii Alzheimer.
• Rezultat negativ: Nu a fost identificată nicio variantă raportabilă care să se coreleze cu boala Alzheimer. Este probabil ca pacientul sa nu fie afectat de boala Alzheimer clasică, dar o cauză genetică nu poate fi exclusă cu certitudine prin acest test.
• Rezultat neconcludent: A fost identificată o variantă de tip VUS, aceasta însemnând ca dovezile din literatura actuala de specialitate sunt insuficiente sau contradictorii, pentru a încadra varianta într-o clasa de patogenitate sau benignitate. Acest tip de variante sunt neacționabile si neinformative, dar sunt raportate in vederea reevaluării periodice a semnificației clinice, fiind recomandata o re-interpretare peste 12 luni la medicul genetician curant, in baza noilor contribuții la literatura de specialitate.
   

Limitări și interferențe

Testul permite analiza exclusiva a genelor incluse in panel.

Metoda nu permite identificarea variantelor structurale (translocații, inversii) la nivelul genelor din panel.

Tehnologia utilizata nu permite detecția variantelor indel cu dimensiuni cuprinse intre 21 perechi de baze si 1 exon.

Referințe

1. KOWALSKA A. Genetic basis of neurodegeneration in familial Alzheimer’s disease. In Pol. J. Pharmacol, 2004, 56, 171–178.
2. Laborator Synevo. Referintele specifice tehnologiei de lucru utilizate 2010. Ref Type: Catalog.
3.Thomas D Bird, MD. Alzheimer Disease Overview. Gene Reviews, 2007. www.ncbi.nlm.nih.gov. Reference Type: Internet Communication.
4. Thomas D Bird, MD. Early Onset Familial Alzheimer Disease Overview, Gene Reviews, 2007. ww.ncbi.nlm.nih.gov. Reference Type: Internet Communication

Vezi tot conținutul

Vezi mai puțin