Un solo esame per raccogliere le informazioni che oggi richiedono più test e rendere meno complesso il percorso diagnostico di alcune malattie genetiche rare. È la prospettiva aperta da uno studio pilota coordinato dalle Università di Torino e Verona e dalla Città della Salute e della Scienza di Torino. La ricerca ha sperimentato tecnologie di sequenziamento del Dna di terza generazione su tre pazienti con spettro di Beckwith-Wiedemann, riconoscendo in tutti i casi le alterazioni responsabili della condizione. Un risultato promettente, ancora da verificare su numeri più ampi prima dell’impiego clinico di routine.

Pubblicato sulla rivista ‘Scientific Reports’, il lavoro coinvolge Massimo Delledonne, del dipartimento di Biotecnologie dell’ateneo veronese, e Alfredo Brusco, del dipartimento di Neuroscienze dell’Università di Torino. Al centro c’è una questione per pazienti e laboratori: ricostruire con maggiore precisione difetti genetici ed epigenetici che possono sfuggire a una singola analisi e rendere necessario un percorso composto da diversi accertamenti.

Lo spettro di Beckwith-Wiedemann è la più frequente fra le malattie da imprinting, condizioni rare legate al funzionamento di particolari meccanismi di regolazione dei geni. Può manifestarsi con crescita corporea eccessiva, ingrossamento della lingua, chiamato macroglossia, e un aumento del rischio di tumori in età pediatrica. Identificare l’alterazione alla base della malattia è quindi un passaggio importante dell’inquadramento diagnostico. La ricerca riguarda questo passaggio, senza proporre una nuova terapia.

Per comprendere la novità bisogna guardare oltre la sequenza del Dna. L’attività dei geni dipende anche da segnali chimici che ne regolano l’espressione senza cambiare le lettere del codice genetico. Fra questi c’è la metilazione, una modifica della citosina, una delle quattro basi del Dna, che può contribuire a silenziare un gene. Nell’imprinting genomico alcuni geni funzionano attraverso la sola copia ereditata da uno dei genitori, mentre l’altra viene normalmente disattivata. Se questo equilibrio si altera, possono comparire le malattie.

Oggi la diagnosi richiede di combinare l’analisi della metilazione, la ricerca di variazioni nel numero di copie del Dna e il sequenziamento mirato. A complicare il quadro può esserci il mosaicismo: l’alterazione è presente soltanto in una parte delle cellule, risultando più difficile da individuare. La necessità di incrociare più esami comporta tempi e costi, mentre i casi più complessi possono andare incontro a ritardi diagnostici.

La tecnologia studiata, sviluppata da Oxford Nanopore Technologies, fa passare il Dna attraverso un minuscolo poro molecolare e ne legge migliaia di lettere consecutive. Queste letture lunghe, definite ‘long-read’, consentono di osservare insieme la sequenza, le variazioni nel numero di copie, la metilazione e l’origine materna o paterna delle varianti. La metilazione viene rilevata direttamente, evitando il trattamento chimico che può danneggiare il campione. Con la tecnica ‘adaptive sampling’ l’analisi si concentra sulle regioni di interesse senza amplificare il Dna tramite Pcr, preservandone il segnale naturale di metilazione.

I ricercatori hanno confrontato tre configurazioni: due analisi selettive, una su dispositivo portatile Minion e l’altra sulla piattaforma ad alta capacità Promethion p2, e il sequenziamento dell’intero genoma su quest’ultima. I tre pazienti avevano già una diagnosi nota: il test doveva quindi verificare la capacità di ritrovare difetti identificati in precedenza. Sono stati confermati due casi di disomia uniparentale paterna in mosaico e un caso di perdita di metilazione della regione di controllo Ic2. La configurazione migliore ha letto le regioni di interesse in media 169 volte.

«Il sequenziamento mediante nanopori rappresenta un cambio di paradigma: permette di analizzare direttamente, in un’unica lettura, lunghi frammenti di Dna e le loro modificazioni epigenetiche, superando molti dei limiti delle tecnologie tradizionali», spiega Delledonne. «Questa capacità potrà rendere la diagnosi delle malattie genetiche più rapida, completa e personalizzata».

Un’analisi successiva suggerisce che la quantità di sequenziamento possa essere più che dimezzata senza perdere accuratezza nei casi studiati, con possibili risparmi. Anche il dispositivo portatile ha superato la soglia di copertura raccomandata per la diagnostica genetica. La prospettiva è rendere l’approccio accessibile a laboratori con risorse più limitate. Resta però necessaria una validazione su più pazienti, con il confronto fra il nuovo metodo e i test tradizionali: i risultati ottenuti su tre casi costituiscono un primo passo, non ancora la prova di un esame pronto a sostituire quelli attuali.