PrenatalSafe Karyo e PrenatalSafe KaryoPlus

PrenatalSafe Karyo è il primo test prenatale non invasivo che consente di studiare l’intero cariotipo fetale tramite l’analisi del DNA fetale libero circolante nel sangue materno mentre PrenatalSafe KaryoPlus rappresenta un’evoluzione del test Karyo, in quanto consente di individuare la presenza nel feto anche di 9 tra le più comuni sindromi da microdelezione.

A differenza di altri NIPT (Non Invasive Prenatal Test) che analizzano solo le più frequenti anomalie cromosomiche (21, 18, 13, X e Y), PrenatalSafe Karyo è in grado di rilevare aneuploidie e alterazioni cromosomiche strutturali fetali (delezioni e duplicazioni segmentali) a carico di ogni cromosoma, con risultati sovrapponibili alla determinazione del cariotipo fetale ottenuto mediante tecniche di diagnosi prenatale invasiva.

In particolare evidenzia il 92.6% delle anomalie cromosomiche fetali rilevabili in epoca prenatale, ed il 96.2% di quelle riscontrate alla nascita, raggiungendo un livello di detection rate molto simile a quello del cariotipo fetale tradizionale (96.9%).

Pur rimanendo un test di screening che non sostituisce la diagnosi prenatale invasiva, questo nuovo NIPT si è dimostrato altamente sensibile e specifico (>99.9%) tanto che può essere utilizzato come esame di approfondimento in caso di esito positivo agli screening del primo trimestre, Bi Test in primis.

PrenatalSafe Karyo viene eseguito in Italia e nonostante sia utilizzato solo da pochi mesi (gennaio 2016) i primi casi clinici ne hanno evidenziato l’avanzato livello d’indagine non solo per rilevare aneuploidie su tutti i cromosomi del feto, ma soprattutto per la ricerca di anomalie strutturali,  possibile solo con una tecnologia di ultima generazione e ad altissima risoluzione come quella impiegata in questo test. Lo dimostrano i quattro casi clinici di seguito riportati.

CASO 1 - Gestante di 31 anni esegue PrenatalSafe5 a 12 settimane di gravidanza con risultato negativo. A 20 settimane l’ecografia morfologica riscontra anomalie del cervelletto e ventricolomegalia. PrenatalSafeKaryo rileva una delezione di 34 Mb sul cromosoma 5 del feto.

CASO 2 - Gestante di 32 anni esegue PrenatalSafe5 a 13 settimane di gravidanza con risultato negativo. A 20 settimane  l’ecografia morfologica rileva anomalie multiple fetali: difetto interventricolare, piede torto, intestino iperecogeno, disformismo facciale, arteria ombelicale unica. PrenatalSafeKaryo individua due delezioni (rispettivamente di 3,8 Mb e 21,3 Mb) sul cromosoma 18 del feto.

CASO 3 - Gestante portatrice di una traslocazione reciproca 46, XX,  t(7;9) (p15;q22) in gravidanza ottenuta con PMA si sottopone a PrenatalSafe Karyo. L’esito del test è positivo: “cariotipo fetale con traslocazione bilanciata, presenza di alterazioni cromosomiche strutturali a carico del feto, duplicazione di 15 Mb sul cromosoma 7 e di 107 Mb sul cromosoma 9”. In questi tre casi, l'esito del test PrenatalSafe Karyo è stato confermato dal risultato del cariotipo fetale molecolare ottenuto con tecniche di diagnosi prenatale invasiva.

 CASO 4 - PrenatalSafeKaryo individua un risultato Falso Positivo per trisomia 21, prodotto da un test NIPT (eseguito da altro laboratorio), evitando a una gestante di 40 anni di sottoporsi inutilmente a diagnosi prenatale invasiva. Karyo ha identificato CNV materna Benigna sul cromosoma 21, già evidenziata in letteratura tra le possibili cause di falsi positivi.

Copy-Number Variation and False Positive Prenatal Aneuploidy Screening Results Snyder M.W. et al., N Engl J Med 2015

Commento: i primi due casi hanno in comune un esito negativo all’analisi NIPT sui 5 cromosomi indagati e il riscontro di anomalie fetali all’ecografia morfologica. L’approfondimento delle indagine eseguite sia con test PrenatalSafe Karyo che con Cariotipo Molecolare array-CGH hanno dato risultati sovrapponibili.

Il terzo caso riguarda l’applicazione clinica del test PrenatalSafe Karyo per l’identificazione di sbilanciamenti cromosomici fetali derivanti da una traslocazione cromosomica reciproca (*).

(*) La traslocazione reciproca consiste in uno scambio bidirezionale di materiale genetico tra due cromosomi non omologhi e avviene sempre in seguito a rotture del DNA, in seguito alle quali si formano dei frammenti di cromosoma liberi che per errori nel processo di riparazione, sono saldati in maniera errata ad un altro cromosoma non omologo, dando così origine, a due cromosomi derivati. In questo caso si tratta di traslocazioni bilanciate.

Il quarto caso, invece, evidenzia l’importanza di utilizzare una tecnica NIPT altamente sofisticata che consente di rilevare anomalie cromosomiche strutturali sull’intero genoma fetale, per ridurre il rischio di incorrere in risultati falsi positivi a causa della presenza, nel cariotipo della gestante, di variazioni del numero di copie di piccole porzioni di DNA (CNV - Copy-Number Variation) (**).

(**) Il Progetto Genoma Umano (Human Genome Project) oltre a fornire una dettagliata mappa fisica del genoma umano ha permesso lo sviluppo delle moderne tecnologie di microarray mediante le quali è stato possibile identificare piccole delezioni o duplicazioni che portano ad un cambiamento del numero di copie di una specifica regione cromosomica. Queste varianti strutturali, dette copy numbers variants o CNVs,  in alcune regioni del genoma non hanno alcuna conseguenza fenotipica, mentre in altre possono causare malattie genetiche. Si stima che circa il 12% del genoma sia coperto da CNVs e più del 41% di tutte le CNVs identificate si sovrappongano a geni noti. La presenza di un numero inaspettatamente grande di varianti strutturali, di dimensioni intermedie (1Kb-3Mb) anche nel genoma di individui sani, ha sottolineato che le CNVs costituiscono una grande fonte di variabilità fenotipica nell’uomo e quindi molto probabilmente contribuiscono in modo preponderante alla diversità umana: si stima che due genomi scelti casualmente differiscano almeno dell’1% e che la maggior parte di queste differenze siano dovute alle CNVs. Quando presenti in emizigosi in individui sani, questi sbilanciamenti sono considerati “benigni” e cioè che non hanno un grande effetto fenotipico sullo sviluppo umano. Le CNVs possono essere distinte in ereditarie o de novo a seconda che esse siano o meno state trasmesse da almeno uno dei genitori.

I casi clinici descritti dimostrano l’utilità e l’importanza dello studio non invasivo del cariotipo fetale tramite un test prenatale di alta tecnologia come PrenatalSafe Karyo. Allo stato attuale, nessun altro NIPT oggi disponibile offre un livello d’indagine così avanzato per lo screening nell’ambito della diagnosi prenatale.

Da fine aprile 2016, è stata introdotta nella pratica clinica un versione più avanzata di questo test.

PrenatalSafe KaryoPlus rappresenta un’evoluzione del test PrenatalSafe Karyo, in quanto consente di individuare la presenza nel feto anche di 9 tra le più comuni sindromi da microdelezione. Tali sindromi presentano un’importanza clinica variabile a seconda del cromosoma coinvolto, della regione cromosomica interessata e delle relative dimensioni.

Gli aspetti tecnici innovativi del testPrenatalSafe KaryoPlussono rappresentati, quindi, da una maggiore risoluzione (60 Milioni di reads vs 30 Milioni) e una maggiore capacità di evidenziare le alterazioni cromosomiche strutturali submicroscopiche (>7 Mb vs >10 Mb) come le microdelezioni.

Il test, nel suo complesso,consente di rilevare il 95.5% delle anomalie cromosomiche evidenziabili in gravidanza e il 99.1% di quelle riscontrate alla nascita, raggiungendo un livello di detection rate molto simile a quello del cariotipo fetale tradizionale (96.9%) ottenuto mediante tecniche di diagnosi prenatale invasiva

PrenatalSafe KaryoPluspuò essere eseguito da tutte le donne in gravidanza che non intendono sottoporsi a diagnosi prenatale invasiva, in quanto rappresenta il massimo livello di approfondimento d’indagine oggi disponibile per i test prenatali non invasivi su DNA libero circolante nel sangue materno. Come il Test Karyo, anche il KaryoPlus è eseguibile sia in caso di gravidanze spontanee che in gravidanze ottenute da fecondazione assistita autologa o eterologa e nelle gravidanze gemellari.

Nella pratica clinica è tuttavia consigliabile ricorrere all’utilizzo del NIPT KaryoPlus solo in determinati contesti clinici, quali dubbi ecografici suggestivi di sindrome da microdelezione cromosomica per i quali risulta giustificato un approfondimento diagnostico di secondo livello.