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Ultima Modifica: 01.10.2021.

Cos'è il DNA?

L'acido desossiribonucleico (DNA) è una sequenza di nucleotidi che costituiscono i geni, composti da più "basi" azotate che si accoppiano in modo specifico. Nell'uomo, il DNA è composto da circa 3 milioni di basi.

Il DNA contiene l'informazione genetica ed è il costituente dei cromosomi. Ciascuna cellula umana contiene 23 coppie di cromosomi omologhi, per un totale di 46 cromosomi. Il DNA contiene le informazioni genetiche che regolano il funzionamento dell'organismo; tali informazioni risiedono nei geni, composti da 4 tipi di basi azotate. Approssimativamente, l'uomo ha un corredo di 20.000-25.000 geni, ognuno dei quali è composto da qualche centinaio fino a 2 milioni di basi.

La maggior parte del DNA e dei geni sono ereditati da ciascuno dei due genitori. L'insieme del patrimonio genetico ereditato da ciascun individuo viene definito genoma. Individui diversi condividono più del 99% del genoma umano.

Il DNA ereditario è contenuto in ciascuna cellula dell'organismo. Con l'avanzare dell'età, le cellule possono subire dei cambiamenti, noti come mutazioni somatiche, che possono alterare la sequenza del DNA. Tuttavia, tali mutazioni modificano solo il DNA contenuto in quelle specifiche cellule, senza alterare il DNA ereditario. 

Poiché il DNA è responsabile del funzionamento delle cellule dell'organismo, la sua analisi è fondamentale per comprendere l'insorgenza di eventuali patologie. La presenza di varianti genetiche (mutazioni) può aumentare il rischio di sviluppare varie patologie ed influenzare la modalità con cui l'organismo risponde ai farmaci. 

Ad eccezione dei gemelli omozigoti, ogni individuo possiede un DNA unico, diverso da tutti gli altri, pertanto è possibile utilizzarlo ai fini identificativi e, in quanto ereditario, per verificare i legami familiari. 

Il ruolo delle analisi del DNA

I test genetici hanno numerose applicazioni. Alcuni esempi di utilizzo delle analisi del DNA nel contesto clinico includono: 

  • Diagnosi dei disordini genetici; patologie caratterizzate dalla presenza di alterazioni (varianti) in specifici geni, che possono essere rilevate tramite analisi del DNA
  • Screening del portatore per i disordini ereditari; sono definiti portatori i soggetti che presentano mutazioni del DNA che possono essere trasmesse alla generazione successiva, aumentando potenzialmente il rischio di generare prole affetta da specifiche patologie ereditarie. I test genetici possono essere utilizzati per determinare lo stato di portatore di un paziente
  • Test genetico predittivo; analogamente allo screening del portatore, i test predittivi o presintomatici contribuiscono ad identificare i soggetti che presentano varianti genetiche che espongono ad un rischio aumentato di sviluppare determinate patologie
  • Screening prenatale; questi test del DNA possono essere effettuati per determinare il rischio per una coppia di generare prole affetta da patologie gravi
  • Farmacogenetica; tali esami permettono di identificare variazioni nella struttura dei geni che compromettono la capacità individuale di metabolizzare e rispondere a determinati farmaci. La farmacogenetica, tramite l'analisi del DNA, contribuisce a selezionare il farmaco più appropriato e/o a ridurre gli effetti collaterali per i singoli pazienti
  • Tipizzazione HLA; questo esame consente di valutare la probabilità di rigetto di un trapianto d'organo o di cellule staminali da parte del sistema immunitario del soggetto ricevente. Questi esami coinvolgono l'identificazione di specifici geni sia del donatore che del ricevente, al fine di verificare la compatibilità trasfusionale e di aumentare le probabilità di successo del trapianto.

I test genetici sopradescritti sono caratterizzati da differenti livelli di validazione e di impiego. Ad oggi, non tutte le varianti genetiche sono finemente caratterizzate. L'analisi del DNA può fornire informazioni circa il rischio di sviluppare determinate condizioni cliniche, ma, talvolta, non è in grado di determinare inconfutabilmente se il paziente svilupperà o meno la malattia. 

Solitamente, l'analisi del DNA viene effettuata a livello di geni che appartengono al genoma ereditario ma, in determinate circostanze, possono essere esaminati anche specifici tessuti che hanno subito mutazioni somatiche nel corso del tempo. Ad esempio, l'analisi genetica delle cellule neoplastiche consente di individuare la presenza di mutazioni a carico del DNA o alterazioni nell'espressione genica che contribuiscono a determinare l'approccio terapeutico più appropriato per ciascun tipo di tumore.

I test genetici possono essere utilizzati per stabilire la diagnosi di diverse condizioni cliniche, per lo screening nella popolazione generale e per fornire informazioni circa l'appropriatezza delle opzioni terapeutiche. Sono tuttora in studio nuovi test genetici ed ulteriori applicazioni in clinica.  

Inoltre, l'analisi del DNA può essere impiegata anche al di fuori del contesto clinico. Alcuni esempi di applicazione includono: 

  • Test di genetica forense per l'identificazione personale: poichè il profilo genetico di ogni individuo è unico, l'analisi del DNA è in grado di fornire l’identificazione univoca di una persona. In ambito forense, questo tipo di analisi permette di determinare l'identità delle vittime e dei colpevoli
  • Test di parentela (consanguineità): poichè i genitori condividono specifiche sequenze di DNA con la prole, l'analisi del DNA può essere utilizzata per accertare la paternità o per identificare eventuali relazioni biologiche con altri soggetti.
Chi dovrebbe sottoporsi al test?

É consigliabile rivolgersi ad un genetista per discutere in merito alle varie opzioni disponibili e per capire i rischi e i benefici dei vari test genetici, così da operare una scelta consapevole. Inoltre, la consulenza genetica contribuisce a comprendere i risultati degli esami che, nel caso in cui rilevino alterazioni geniche, sono associati ad implicazioni critiche.

Tipologie di test

L'analisi del DNA può essere effettuata con diverse metodologie. Alcuni test sono in grado di esaminare soltanto singole porzioni del genoma alla ricerca di mutazioni specifiche, mentre altri analizzano simultaneamente diversi geni; tecniche più avanzate consentono di esaminare ampie sequenze di DNA o anche l'intero genoma

Sono disponibili diverse tecniche molecolari in relazione alla porzione di DNA che si vuole analizzare ed all'obiettivo del test. L'interpretazione dei risultati può variare in base al metodo analitico utilizzato.

Le seguenti tabelle riportano esempi di test genetici che possono essere utilizzati per stabilire la diagnosi di specifici disordini genetici e per identificare i soggetti a rischio di sviluppare una patologia o di trasmetterla alla prole:

ESAMI CORRELATI A DISORDINI GENETICI, RISCHIO DI PATOLOGIE E/O STATO DI PORTATORE
Patologia Analisi Genetica
Fibrosi cistica Mutazioni nel gene CFTR (Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator)
Anemia falciforme Mutazioni nel gene dell'emoglobina
Malattia di Tay-Sachs Mutazioni nel gene HEXA 
Malattia di Huntington Mutazione CAG a carico del gene HTT/HD
Emocromatosi ereditaria Mutazioni nel gene HFE
Sindrome dei tumori ereditari di mammella e ovaio Varianti del gene BRCA1 e BRCA2
Sindrome di Lynch Ricerca di varianti in un singolo gene o in geni multipli

Lo screening prenatale analizza il DNA fetale per rilevare eventuali alterazioni genetiche:

ESAMI CORRELATI ALLO SCREENING PRENATALE
Patologia Analisi Genetica
Sindrome di Down (trisomia 21) Identificazione di una copia aggiuntiva del cromosoma 21 
Sindrome di Edwards (trisomia 18) Identificazione di una copia aggiuntiva del cromosoma 18
Sindrome di Patau (trisomia 13) Identificazione di una copia aggiuntiva del cromosoma 13

Alcuni esempi di test farmacogenetici che contribuiscono a predire la risposta del paziente a determinate terapie includono:

ESAMI CORRELATI CON FARMACOGENOMICA
Farmaco Patologia/e Analisi Genetica
Warfarin Trombofilia Varianti genetiche nei geni CYP2C9 e VKORC1
Tiopurine Disordini del sistema immunitario ed alcuni tipi di cancro Mutazioni nel gene TPMT
Clopidogrel Trombofilia Mutazione nel gene CYP2C19
Irinotecan Cancro del colon retto Mutazione nel gene UGT1A1
Abacavir HIV Mutazione nel gene HLA-B*5701 
Carbamazepina, fenitoina Epilessia ed altri disturbi psichiatrici Mutazione nel gene HLA-A*3101 o HLA-B*1502

Nei pazienti neoplastici, l'analisi genetica del tumore permette di identificare eventuali alterazioni a carico del DNA delle cellule tumorali (mutazioni somatiche). Sono disponibili terapie mirate dirette contro specifiche varianti genetiche; alcuni esempi includono: 

ESAMI CORRELATI A VARIANTI GENICHE NELLE CELLULE TUMORALI
Tipo di Tumore Analisi Genetica
Tumore mammario Aumentata espressione della proteina HER2/neu
Leucemia mieloide cronica (LMC)  Fusione genica BCR-ABL
Carcinoma polmonare non a piccole cellule Mutazioni a carico dei geni EGFRALKKRAS e ROS1;  espressione aumentata della proteina PDL1
Neoplasie mieloproliferative Mutazioni nel gene JAK2

La tipizzazione degli antigeni leucocitari umani (HLA) viene comunemente eseguita in caso di trapianto d'organo o di cellule staminali. I geni HLA sono coinvolti nella risposta immunitaria; pertanto, la compatibilità HLA tra donatore e ricevente contribuisce ad aumentare le probabilità di successo del trapianto.

Ulteriori test genetici, relativi all'identificazione personale e all'accertamento della parentela, possono essere eseguiti tramite differenti metodologie analitiche in base all'obiettivo dello specifico test.

Informazioni sul test

La maggior parte dei test genetici richiede un campione di sangue prelevato da una vena del braccio o un campione di saliva. Occorre discutere con il medico in merito ai rischi e benefici associati ai test genetici e per comprendere i risultati degli esami (consulenza pre-test). In Italia i test genetici non possono essere prescritti dal medico di medicina generale ma solo da un genetista o dallo specialista della specifica patologia – ed es. endocrinologo).

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RevisoreFederica de Liso – Laboratorio Analisi – Fondazione IRCCS Ca’ Granda Ospedale Maggiore Policlinico - Milano