SALUTE

Microarray prenatali: una novità controversa

365876497_4ef4d9d85b_zSALUTE – Cariotipo molecolare. A molti queste parole suoneranno oscure, ma sono di sicuro familiari a mamme e papà in attesa di un bimbo. Già, perché si tratta dell’ultima frontiera (o moda?) della diagnosi prenatale. Il punto di partenza è sempre una procedura invasiva – amniocentesi o villocentesi – ma la novità sta nel tipo di analisi dei cromosomi fetali, già pronta – dicono alcuni – a sostituire il cariotipo tradizionale. Ma c’è anche chi frena, sottolineando qualche importante zona d’ombra, e in particolare una certa percentuale di risultati “dubbi”, buoni soltanto a gettare in un’ansia terribile i futuri genitori .

Il cariotipo tradizionale
Per la comunità scientifica internazionale il gold standard, l’esame di riferimento per le procedure invasive, è il cosiddetto cariotipo. Dal liquido amniotico o dal tessuto coriale si prepara una coltura di cellule fetali, che viene fatta crescere per alcuni giorni e dalla quale si parte per la valutazione dei cromosomi fetali, osservati al microscopio dopo colorazione. In questo modo si possono vedere tutte le anomalie nel numero dei cromosomi (per esempio la trisomia 21, responsabile della sindrome di Down, oppure le trisomie 13 o 18) e tutte le anomalie strutturali (delezioni, duplicazioni, inversioni o traslocazioni di frammenti di DNA) che interessano una grossa porzione  di cromosoma, cioè almeno qualche milione di paia di basi. L’esame è indicato quando ci sono precedenti in famiglia di malattie di origine cromosomica, quando l’ecografia mostra anomalie, quando la futura mamma ha più di 35 anni o ha ottenuto da un test combinato un risultato di rischio aumentato per una trisomia.

Il nuovo microarray
Da qualche anno a questa parte, però, ha cominciato a farsi strada una nuova tecnica di analisi dei cromosomi, quella che – con un termine un po’ fantasioso – viene appunto definita cariotipo molecolare. In realtà si parla più correttamente di analisi con microarray e il metodo è completamente diverso. Niente colture cellulari (per questo i tempi sono più brevi: 3 giorni al posto di 15-20). Il DNA fetale viene estratto direttamente dal campione, marcato con un colorante e “fatto reagire”, insieme a un DNA di controllo, con DNA “normale” caricato su un array. Si tratta di una sorta di chip di vetro delle dimensioni di un francobollo, suddiviso in migliaia e migliaia di finestrelle, ognuna delle quali ospita un frammento di DNA “normale”, in modo che l’insieme dei frammenti rappresenti l’intero genoma. Il funzionamento del dispositivo è un po’ complesso, ma quello che importa è che, a seconda del colore che assume ogni finestrella, si può dedurre se una certa porzione di DNA fetale è normale oppure anomala. Questo tipo di analisi dovrebbe vedere all’incirca le stesse cose che vede un cariotipo tradizionale (tranne alcune alterazioni) e cogliere in più delezioni o duplicazioni che riguardano anche poche decine di migliaia di paia di basi.

Laboratori d’assalto?
Per qualche tempo, l’analisi con microarray è rimasta chiusa nei laboratori di ricerca o al massimo è stata proposta come indagine di secondo livello in particolari condizioni, in cui il cariotipo tradizionale non aveva dato indicazioni utili. Ora, però, le cose stanno cambiando rapidamente e c’è già chi propone di sostituire il vecchio cariotipo con la nuova tecnica. La rivoluzione, come spesso accade in questi casi, parte dai laboratori privati e basta contattare qualche laboratorio specializzato in diagnosi prenatale – o fare un giro sulle pagine web – per rendersene conto, tra operatori telefonici che sconsigliano il ricorso al metodo tradizionale (abbiamo fatto la prova, con centri a Roma e a Milano) o pop up a tutta pagina che esaltano la novità. A prezzi superiori rispetto all’indagine tradizionale, ma comunque competitivi: un pacchetto amniocentesi più microarray costa dai 1100 ai 1700-1800 euro, poche centinaia di euro in più del pacchetto amnio più cariotipo. In cambio, dicono, si ottiene velocemente la certezza sull’assetto cromosomico ma anche su una lunga batteria di patologie legate ad alterazioni cromosomiche molto piccole, dalla sindrome di Williams a quella di Prader-Willy, dalla sindrome di Angelman a quella di Di George. E dunque, se tutto va bene, nessuna preoccupazione in più per i futuri genitori. Ma davvero l’array è meglio?

L’ultimo studio
Dal punto di vista puramente scientifico, il punto in discussione è la sua performance rispetto al cariotipo tradizionale. L’ultimo studio in proposito è stato pubblicato pochi giorni fa sul New England Journal of Medicine da un gruppo di clinici di diversi centri degli Stati Uniti, guidati dal pioniere della tecnica Ronald Wapner. Lo studio ha coinvolto 4406 donne in gravidanza, che per varie ragioni avevano deciso di ottenere un cariotipo fetale e per le quali è stata eseguita in contemporanea anche un’analisi microarray. In sintesi: l’array ha visto tutte le alterazioni evidenziate dal cariotipo, eccetto i riarrangiamenti cosiddetti bilanciati e i casi di triplodia (in cui sono presenti tre serie di cromosomi anziché due). In tutto parliamo dell’1,3% circa di alterazioni evidenti con l’analisi microscopica dei cromosomi ma non con la nuova tecnica. La quale, però, ha individuato in 96 campioni con cariotipo normale (il 2,5% del totale) piccole alterazioni – microdelezioni o microduplicazioni – che i ricercatori hanno valutato di “rilevanza clinica”. Il maggior numero di queste alterazioni è stato individuato in feti per i quali l’ecografia aveva già registrato qualche anomalia strutturale.

Sembra un risultato decisamente positivo – l’array vede qualcosina in meno, ma vede anche qualcosa in più – al punto che Wapner e colleghi si spingono a concludere che, in caso di conferma del dato, sarebbe appropriato proporre alle donne in gravidanza questo tipo di indagine come test di prima linea. Però c’è un però, anzi più di uno.

Limiti e perplessità
Primo: quelle piccole alterazioni “di rilevanza clinica” individuate in più dall’analisi con microarray non comprendono solo anomalie cromosomiche sicuramente associate a una patologia nota, ma anche anomalie che indicano semplice suscettibilità, magari a una malattia a insorgenza tardiva. «Per esempio, l’analisi può indicare una suscettibilità a sviluppare schizofrenia in età adulta. In altre parole significa che, da adulto o addirittura da anziano, quel bambino potrebbe sviluppare schizofrenia. Ma potrebbe anche non svilupparla affatto: non c’è nessuna certezza» spiega Antonio Novelli, responsabile del laboratorio di citogenetica dell’Istituto Css-Mendel di Roma e coordinatore del gruppo di lavoro di citogenetica della Società italiana di genetica umana (Sigu).

Secondo: lo studio ha mostrato che, oltre alle alterazioni di “rilevanza clinica”, il microarray individua anche una certa percentuale di alterazioni di significato incerto (circa l’1,5%). Per le quali, insomma, non sappiamo affatto che cosa significhino: se siano benigne o patologiche, se associate a una sindrome grave o a una condizione minore. In questo caso il messaggio per i genitori suona all’incirca così: vostro figlio ha un’alterazione cromosomica, ma non sappiamo che cosa voglia dire. Altro che nessuna preoccupazione in più: qui il rischio, specie se l’esame è eseguito con un po’ di leggerezza, è gettare mamme e papà in attesa in un vortice di ansia. «Anzi, qui il rischio è di interrompere gravidanze che potrebbero essere del tutto normali» avverte Franca Dagna Bricarelli, coordinatrice del Dipartimento ligure di genetica e già presidentessa Sigu dal 2005 al 2009. E anche senza arrivare a questi estremi, rimane il fatto che i genitori potrebbero vivere nel timore perenne che prima o poi il figlio manifesti una  malattia.

Terzo: non dimentichiamo che molte alterazioni cromosomiche osservate dal microarray potrebbero essere ereditarie. Dunque all’improvviso mamma o papà verrebbero a scoprire di essere loro stessi portatori di un’alterazione che magari li predispone a sviluppare qualche patologia. E l’ansia si moltiplica.

L’inevitabile questione economica
Wapner e colleghi sono consapevoli di questi limiti, ma è chiaro che – nonostante le cautele del caso – le loro conclusioni aprono nuove prospettive per l’uso clinico dei microarray e in qualche modo ne costituiscono un endorsment potente per chi sta già puntando sulla nuova tecnica. «Di fatto, a un laboratorio ormai a regime un cariotipo molecolare costa meno di uno tradizionale» sottolinea Dagna Bricarelli. «Però dobbiamo riflettere sul fatto che ospedali e centri di ricerca pubblici continuano a preferire il vecchio cariotipo come test di prima linea, utilizzando il microarray solo in casi selezionati. Perché, se davvero l’array è così efficiente ed economico?». Tra l’altro, forse vale la pena segnalare che 11 tra i 25 autori del lavoro apparso sul Nejm dichiarano un conflitto di interesse, avendo ricevuto qualche forma di finanziamento da aziende  coinvolte nella produzione di microarray, in particolare Agilent e Affimetrix, che per altro hanno donato tutti i chip e i reagenti usati nell’indagine.

Cum grano salis
Attenzione, però. Qui nessuno demonizza la nuova tecnica. È potente, efficace e in futuro potrebbe davvero sostituire lo standard: quando avremo acquisito abbastanza conoscenze sul nostro genoma da non avere più così tanti dubbi su alcune alterazioni. Per il momento, però, va usata con saggezza. «Mai al posto del cariotipo tradizionale e mai come screening generale a tappeto per tutte le gravidanze» recita il position statement della Sigu sull’uso dei microarray in diagnosi prenatale, pubblicato lo scorso aprile. «Ogni utilizzo clinico di una tecnica così fine e innovativa non può avvenire a caso, ma deve seguire un’indicazione precisa» sostiene Dagna Bricarelli. Fa eco Novelli:  «Non esiste il test prenatale migliore in assoluto, esiste il test appropriato per ogni particolare condizione. Da individuare, sempre e comunque, dopo un attento percorso di consulenza genetica».
Per la Sigu, le condizioni nelle quali è opportuno effettuare un microarray non sono poi molte: in presenza di anomalie ecografiche o quando un cariotipo tradizionale ha già individuato particolari alterazioni, che si vogliono analizzare meglio. Tutto il resto, allo stato attuale delle conoscenze, appare ancora un azzardo.

Immagine di Suncana / Flickr

Valentina Murelli
Giornalista scientifica, science writer, editor freelance

2 Commenti

  1. Ottimo confronto e analisi.. la cosa “divertente” è che sei i costi per il sequenziamento continuano a decrescere così celermente, i microarray rischiano di passare direttamente da sperimentali a superati. Come ben scrive Kevin Davies sul suo libro “$1,000 genome” (peccato non mi risulti disponibile in italiano) a breve con meno di 1000 dollari potremo avere sequenziato un intero esoma e quindi avere molte informazioni in più rispetto ai chip. Questo pone ovviamente il problema di come gestire tutte queste informazioni che riceviamo ma, almeno nel mio caso, mi genera più ansia non sapere che avere tante informazioni. Certo c’è la necessità di capire cosa sia la suscettibilità e la differenza tra medicina preventiva e predittiva… però questa può essere una buona occasione per favorire la crescita culturale di tutti e rappresentare una interessante sfida per la comunità scientifica.

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