AMPLIFICAZIONE NON METILATA NEI MASCHI "HIGH FUNCTIONING"

Cristiana Lo Nigro, Marina Grasso.

Il gene FMR1 (Fragile X Mental Retardation 1) è stato isolato nel 1991 e la sua struttura caratterizzata nel 1993. Nel primo esone contiene una sequenza ripetuta CGG, che viene trascritta ma non tradotta in proteina. La maggior parte delle mutazioni responsabili della Sindrome dell' X Fragile consistono nell’amplificazione di tale sequenza ripetuta. A seconda del numero di triplette ripetute si ha una condizione di normalità (6-55 triplette), di premutazione (maschi "trasmettitori" e femmine "portatrici" con 56-200 triplette) e di mutazione completa (>200 triplette), caratterizzata quest’ultima da una completa espressione clinica e citogenetica.

Il promotore di un gene 0 una sequenza importante nella sua regolazione, che non fa parte del gene strutturale stesso, si trova a monte della regione trascritta e rappresenta il sito a cui si lega l’enzima (RNA polimerasi) che trascrive il gene. Se il promotore è attivato si hanno i successivi passaggi di trascrizione e di traduzione per ottenere il prodotto proteico finale, con la sua specifica funzione. Se il promotore è represso, non si ha produzione di proteina. La metilazione delle citosine a livello della CpG island nel promotore è una particolare miodificazione del DNA che blocca il promotore e quindi impedisce la produzione di proteina.

Nel caso del gene FMR1, gli alleli normali e le premutazioni hanno il promotore attivato e quindi producono proteina FMRP (Fragile Mental Retardation Protein). Se il numero di triplette è >200, il promotore viene invece metilato, non si ha la produzione di proteina e compare il fenotipo dinico della sindrome.

Quindi si può concludere che la mutazione FRAXA è il risultato di due eventi indipendenti:

- l’espansione della sequenza ripetuta CGG nel primo esone del gene FMR1

- la metilezione a livello del promotore del gene.

Non sempre però la situazione risulta così definita; vi sono infatti individui in cui coesistono due o più popolazioni di cellule, con genotipi diversi, per i quali si parla di mosaicismo. In particolare, si parla di mosaicismo di metilazione quando espansioni >200 CGG sono metilate solo parzialmente o non lo sono affatto. In questi ultimi casi, alleli con espansioni >200 CGG presentano un promotore che non è metilato o lo è solo parzialmente, per cui producono proteina FMRP.

Il livello di proteina prodotta è variabile (dal 10% al 60% rispetto ad un allele normale) in relazione al grade del mosaicismo di metilazione, cioè al rapporto tra le cellule in cui il promotore è metilato e quelle in cui non è metilato. Nel caso in cui il grado di metilazione sia <10% o, più raramente, in cui il promotore sia completamente non metilato, il livello di proteina FMRP prodotta sembra essere sufficiente per un normale sviluppo intellettivo. A tali individui ci si riferisce con il termine di maschi "high functioning", in quante presentano una funzione intellettiva nella norma (Ql>70).

Questi soggetti possono comunque presentare alcune caratteristiche fisiche e di comportamento tipiche della sindrome, suggerendo che la diminuzione di proteina prodotta influenzi in parte il fenotipo. Si può dire che maschi "high functioning abbiano un fenotipo simile a quello di femmine etrerozigoti per la mutazione completa.

Non bisogna comunque dimenticare che normalmente l'analisi in Southern blot viene condotta su DNA estratto da leucociti di sangue periferico e che il mosaicismo rivelato nei leucociti, e quindi il grado di metilazione e la produzione di FMRP, potrebbe essere diverso a quello presente nel cervello.

Dallo studio di maschi "high functioning" si possono trarre due tipi di conclusioni. Il primo può essere un aiuto alla comprensione dei meccanismi di amplificazione della sequenza ripetuta e di metilazione del promotore; il secondo è un invito all’analisi molecolare dei fratelli dei soggetti affetti, anche se non presentano ritardo mentale, al fine di fomire loro una corretta consulenza genetica.

Possiamo affermare che l'esistenza di maschi "high functioning sia una prova a favore del fatto che amplificazione e metilazione sono due eventi indipendenti e che l’amplificazione avviene prima della metilazione. La metilazione ha un ruolo fondamentale nel controllo della trascrizione, in quanto alleli con >200 CGG sono normalmente trscritti se il promotore non è metilato. Parallelamente la lunghezza della sequenza ripetuta sembra influenzare la traduzione, in quanto alleli con >200 CGG sono tradotti con minore efficienza.

Per quanto riguarda la consulenza genetica, è importante innanzi tutto considerare la frequenza di questi casi: i soggetti con mosaicismo di metilazione rappresentano il 3% dei maschi con mutazione e, se guardiamo quelli con una metilazione <10%, sono stati descritti fino ad oggi una decina di maschi "high functioning".

E' stato dimostrato che questi maschi sono portatori, nei loro spermatozoi, di una premutazione e quindi hanno lo stesso rischio procreativo dei maschi "trasmettitori": tutte le figlie femmine sono eterozigoti per la mutazione e a rischio di avere figli affetti.