Identification and characterisation of novel genes in motor neuron disorders

La neuropatia ereditaria sensitivo-motoria (HMSN), anche denominata malattia di Charcot-Marie-Tooth (MIM118300), costituisce un gruppo eterogeneo di disordini mendeliani che colpiscono il sistema nervoso periferico motorio e sensitivo. Tale malattia è considerata il disordine neuromuscolare ereditario più comune, con una prevalenza stimata di 1 caso su 2500 nella popolazione. I segni clinici distintivi includono una progressiva ipostenia e ipotrofia dei muscoli distali degli arti, un’atrofia peroneale e piede cavo bilaterale. Questo fenotipo clinico è di frequente associato ad altri sintomi, quali la paraparesi spastica, il ritardo mentale, atassia e disturbi urinari. Le neuropatie ereditarie motorie distali (dHMN) costituiscono un sottogruppo delle neuropatie ereditarie sensitive-motorie, caratterizzato da un prevalente coinvolgimento motorio e un minore o assente interessamento sensitivo. Ad oggi, più di 50 geni sono stati associati alle neuropatie ereditarie sensitivo-motorie e 17 alle forme motorie distali, tuttavia molti geni rimangono ancora sconosciuti. Il presente studio si prefigge di identificare e possibilmente caratterizzare dal punto di vista funzionale, nuovi geni causativi di varianti ereditarie di neuropatia periferica. A tale scopo sono state studiate quattro famiglie in cui erano presenti soggetti affetti da HMSN complesse o dHMN e nelle quali erano state escluse le mutazioni nei geni malattia già noti. Al fine di identificare nuovi geni causativi, in questo lavoro è stata adottata una strategia che va ad integrare l’approccio tradizionale di clonaggio posizionale con il sequenziamento next-generation dell’esoma. Nelle quattro famiglie oggetto di studio, mediante SNPs ad alta densità e marcatori microsatelliti, è stata svolta una analisi di linkage genome-wide e si sono identificate regioni candidate; inoltre per le forme recessive si è proceduto con il mappaggio per omozigosità e l’analisi di identità per discendenza (IBD). In una di queste famiglie, data la ridotta estensione della regione candidata, lo screening mutazionale dei geni candidati è avvenuto per mezzo del sequenziamento diretto. Nelle rimanenti tre famiglie, invece, è stato adottato l’approccio di sequenziamento next-generation dell’esoma, al fine di analizzare tutte le varianti presenti negli esoni codificanti delle regioni in linkage. Il vantaggio di avere un’informazione estesa all’intero esoma ha permesso un’analisi genome-wide meno stringente e la ricerca delle varianti nei geni malattia già noti. L’analisi dell’efficienza di copertura delle regioni candidate ha permesso invece di sequenziare gli esoni poco coperti di queste regioni. Un’approfondita e dettagliata analisi di filtraggio e prioritizzazione ha reso possibile valutare la possibile patogenicità delle varianti e di identificare le migliori candidate. A partire da queste, ulteriori validazioni sono state poi ottenute mediante studi in silico, screening di popolazione di controllo, caratterizzazione di pazienti non imparentati e studi funzionali. Tale studio costituisce il primo step fondamentale per identificare nuovi geni causativi e studiare nel dettaglio i meccanismi alla base delle neuropatie distali. A tale scopo screening genetici su coorti di pazienti e studi funzionali potranno far luce sull’effettivo coinvolgimento di questi nuovi geni candidati nelle neuropatie periferiche.