INTERPRETAZIONE DELLE MUTAZIONI MISSENSO

Come vanno interpretate le mutazioni missenso, cioè le variazioni nucleotidiche che introducono un cambiamento aminoacidico?

Bisogna subito precisare che ogni cambiamento della catena aminoacidica è solamente una pura predizione di quello che si immagina avvenga realmente in vivo. In altri termini, noi prediciamo, sulla base della mutazione nucleotidica rilevata al sequenziamento (e che rappresenta effettivamente l'unico dato oggettivo), che a livello aminoacidico si verifichi un certo evento (in questo caso una mutazione missenso, cioè la sostituzione di un aminoacido con un altro). A meno di fare studi funzionali su mRNA e proteine, non possiamo infatti sapere cosa accade realmente in vivo. Ed è per questo che identificare una mutazione a livello proteico (con la sigla p.) è una pura convenzione. Tornando al significato biologico delle mutazioni missenso (e ricordando che per ulteriori approfondimenti su come interpretare ogni tipo di mutazione potete LEGGERE QUI), possiamo subito fare qualche distinzione maggiore:

1. Mutazioni missenso precedentemente descritte in letteratura come patogeniche: nella maggior parte dei casi queste mutazioni possono ritenersi confermate e la loro rilevazione (specialmente in un paziente con quadro clinico suggestivo) può consentire di confermare la diagnosi genetica. È tuttavia altamente raccomandato verificare che, se più d'una, tutte le pubblicazioni (o almeno le più recenti) concordino nel confermare il significato patogenico della mutazione missenso in questione. Dopo la pubblicazione dei risultati dello studio 1000 Genomes, infatti, non poche mutazioni missenso precedentemente riportate come patogeniche in uno o più articoli scientifici, sono state riclassificate come semplici polimorfismi di significato neutrale. Per alcuni geni (ad esempio PKD1/PKD2 e CYP21A2) esistono dei database mutazionali aggiornati e liberamente accessibili, mentre per tutti gli altri geni si può fare riferimento a Human Genome Mutation Database (HGMD) versione Professional (a pagamento). In HGMD, ad esempio, per ogni mutazione vengono riportati gli estremi di tutti gli articoli scientifici pubblicati con una breve nota (ad esempio: 'patogenic' o 'reported in 24 over 110 normal controls' o ancora 'reported as rare benign polymorphism' eccetera). In questi casi è bene controllare tutte le note e capire se davvero non sia meglio riportare la mutazione rilevata nel paziente come essere di significato per lo meno incerto più che patogenico confermato. Sempre HGMD è in molto casi il primo a evidenziare le mutazioni che sono state riclassificate come incerte attraverso la sigla DM? (disease-causing mutation?) al posto di DM (disease-causing mutation).

2. Mutazioni missenso riportate in dbSNP: quando ad una mutazione missenso è associata una sigla rs (ad esempio rs1073123) significa che la variante è stata rilevata in studi di popolazione i cui dati sono riportati nel database NCBI dedicato ai polimorfismi di singolo nucleotide (dbSNP). Quando si è particolarmente fortunati, la variante appare come studiata in popolazioni di diversa (e a volte specificata) etnia, non di rado costituite da numerosi individui. Più cospicui sono i dati di popolazione e più verosimile è la frequenza allelica riportata (sia quella media, identificata come MAF - minor allele frequency -, sia quella di singole popolazioni). La frequenza allelica è certamente il primo e forse più importante dato a cui guardare. Solo in una minoranza di geni le mutazioni malattia possono essere così frequenti da raggiungere frequenze alleliche polimorfiche (cioè superiori all'1%; si veda ad esempio le mutazioni del gene CFTR o del gene ABCA4 o, in alcune popolazioni, del gene CBS). Nella maggior parte dei casi le mutazioni malattia sono molto rare. Ad esempio, nel caso rs1073123 sopra riportato (vedi figura 1) si tratta di un polimorfismo del gene TSC1, le cui mutazioni-malattia causano notariamente la sclerosi tuberosa. La sclerosi tuberosa è una rara e grave malattia multisistemica, nella stragrande maggioranza dei casi dovuta a mutazioni de novo, con un'incidenza stimata di 1 su 5.800 neonati (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK1220/). Il polimorfismo rs1073123 è predetto portare alla sostitzione di una metionionina con una treonina al codone 322 (p.Met322Thr). Si tratta dunque di una mutazione (o variante) missenso, destinata cioè ad alterare la sequenza della proteina finale e forse a modificarne la funzione. Già ad un primo sguardo della relativa dbSNP, tuttavia, appare che la frequenza allelica di questa variante è chiaramente polimorfica (MAF = 0.136, ossia 13,6%). Se questa variante fosse patogenica, il 13,6% della popolayione generale sarebbe affetta da sclerosi tuberosa! è perciò lampante che la variante p.Met322Thr non è altro che un polimorfismo innocuo rispetto alla patogensi della sclerosi tuberosa.

Figura 1: schermata NCBI dbSNP relativa al polimorfismo rs1073123 (p.Met322Thr) del gene TSC1.

A volte, tuttavia, la frequenza allelica non è riportata in dbSNP. Oppure è riportata una frequenza molto bassa, che potrebbe quindi essere compatibile con una natura patogenica della mutazione. Il messaggio è: non tutte le varianti riportate in dbSNP sono neutrali. Anche se il nome del database inganna (dbSNP: database of Single Nucletoide Polymorphism - database di polimorfismi di singolo nucleotide), non tutte le varianti qui descritte (che non sono soltanto missenso, ma includono anche mutazioni introniche, piccole inserzioni, delezioni e mutazioni nonsenso) sono semplici, innocui polimorfismi. Alcune varianti sono decisamente patogeniche. In genere, è bene insospettirsi quando la variante è molto rara o quando la frequenza allelica non è disponibile (è tuttavia bene ricordare che la frequenza allelica può essere dedotta non soltanto dal parametro MAF, ma anche da altre fonti riportate nella entry; per maggiori informazioni LEGGI QUI).

3. Nuove mutazioni missenso (non precedentemente descritte in letteratura né riportate in dbSNP): in questo caso la mutazione può considerarsi di significato incerto, con alcune eccezioni. Ad esempio: nel caso in cui la mutazione affligga un codone dove un'altra mutazione missenso sia già stata descritta come patogenica, allora è molto probabile che anche la nuova mutazione sia causa di malattia. Supponiamo cioè di rilvare una variante Arg>Phe al codone 101 e che in HGMD sia già riportata come patogenica la variante Arg>Tyr: in tal caso anche Arg>Phe avrà un'elevata probabilità di essere patogenica.