Origin and clinical relevance of rarechromosomal trisomies detected bygenome-wide NIPS- a case report ontrisomy 15 rescue

Dott.ssa Luigia De Falco, Napoli, 18-10-19

✓I test di screening prenatali non invasivi, basati sul DNA fetale, rappresentano ad oggiuno dei maggiori progressi della medicina genomica nella diagnosi prenatale;

✓il NIPT ha un elevata sensibilità e specificità per la trisomia 21, 18 e 13;

✓diversi studi riportano l’utilizzo del NIPT per la valutazione delle altre anomalie cromosomiche;

✓il test non è diagnostico e si verificano risultati discordanti.

Test prenatale non invasivo- NIPT

La frazione fetale di cfDNA provieneprincipalmente dall'apoptosi dellostrato trofoblasto dei villi coriali e nondal feto

Trofoblasto

Mosaicismo confinato alla placenta (CPM)

✓Il mosaicismo confinato alla placenta (CPM) è un fenomeno biologico per il qualel’ anomalia cromosomica è presente nella placenta e non nel feto;

✓Il mosaicismo cromosomico è la presenza nello stesso individuo di due o più lineecellulari con cariotipo differente:

2. Rescue o lag anafasico successivi alla non disgiunzione meiotica

1. Non disgiunzione mitotica2. Rescue o lag anafasico successivi alla non

disgiunzione meiotica

Trisomie rare degli autosomi (RAT)

✓Positività per RAT 0.32% (0.12-1.03%);

✓Le trisomie più frequenti riguardano i cromosomi 7, 15, 16, 22 (>10%);

Benn P, et al., 2019

Van Opstal D., et al 2018

Diversi studi hanno riportato l’associazione delle RAT a complicazioni della gravidanza, comel’aborto, TFM (mosaicismo fetale), UDP (disomia uniparentale), IUGR (ritardo di crescitaintrauterino).

Significato clinico delle RAT

95% dei casi non avevano complicazioni della gravidanza

42924 NIPT (popolazione generale)

CASO CLINICONIPT POSITIVO PER TRISOMIA 15

✓Età gestante: 37 anni

✓Precedente gravidanza interrotta per trisomia 21 libera

✓NT 1.7 mm

✓Valori biometrici nella norma per età gestazionale

✓NIPT eseguito alla 15° W su tutti i cromosomi

NIPT positivo per trisomia 15

Consulenza genetica post-test

✓ E’ un CPM? ✓ E’ un reale mosaicismo del feto? ✓ Il feto è trisomico o a mosaico? ✓ Il feto è normale?

➢La trisomia 15 omogenea (presente cioè in tutte le cellule dell’organismo) è un’anomaliacromosomica non compatibile con la vitalità fetale. In questi casi la gravidanza esita in abortospontaneo precoce;

➢La trisomia 15 a mosaico, presente cioè in una parte delle cellule fetali, è invece compatibilecon la sopravvivenza fetale e può associarsi ad un aumento del rischio malformativo e dipatologia del neurosviluppo;

➢In presenza di un sospetto di trisomia 15 sulla base del cariotipo su villi coriali, la situazione digran lunga più probabile è che si tratti di un’anomalia confinata alla placenta, non confermataall’esame del cariotipo su liquido amniotico.

AMNIOCENTESI

Risultati

✓Test rapido (QF-PCR) per aneuploidie dei cromosomi 13, 18, 21 e pannelloaggiuntivo per 15, 16 e 22 →presenza di assetto trisomico a mosaico di bassogrado del cromosoma 15;

✓Cariotipo su liquido amnitotico→ cariotipo maschile normale in tutte le 24colonie analizzate;

✓ Analisi di segregazione del cromosoma 15→ presenza di disomia uniparentalematerna per il cromosoma 15.

Sindrome di Prader- Willi(20-30% associata a disomia uniparentale materna-UDP)

Lo zigote trisomico, verosimilmente a causa di un evento di non disgiunzionemeiotica, ha perso in una fase precoce dello sviluppo embrionale un cromosoma15 in eccesso→“trisomic rescue”

Allargare il test NIPT alle altre trisomie?

Positività del test cfDNA per RAT

✓falsi positivi (CPM);✓procedure invasive di conferma;✓correlazione genotipo-fenotipo.

Conclusioni

Niptpositivo per RAT

Consulenza genetica-rischio TFM

-incerta correlazione genotipo-fenotipo

Cariotipo normale

Cariotipo a mosaico

Amniocentesi

▪Bassi livelli di mosaicismo▪Disomia uniparentale

▪Correlazione genotipo fenotipo incerta per i grado di mosaicismo e distribuzione delle cellule anomale nei vari tessuti▪TFM non indica necessaraimente un feto con alterazioni

CPM, RAT e complicazioni della gravidanza: c’è una correlazione ?

•CPM e alterazioni della placenta e complicazioni della gravidanza (IUGR) solo per latrisomia 16;

• Prove contrastanti in letteratura sulle altre trisomie rare legate alla placenta;

• Alcuni studi sono rassicuranti mentre altri riportano un aumento delle complicazionidella gravidanza, principalmente FGR;

• Non è noto se le complicanze della gravidanza siano statisticamente più frequenti nelCPM rispetto al non CPM popolazione.

Non è chiara la corretta gestione delle trisomie rare

Screening NIPT utile nei casi di IUGR e array normale

GRAZIE PER L’ATTENZIONE

• Screening for pregnancy complications through cf-DNA test because a possible association betweenCPM for RATs and pregnancy complications is not yet supported (T16 ONLY is associated with FGR)• No professional society endorse genomewide cfDNA test for RATs• In the last 30 year the detection of CPM or TFM for RATs has always been considered as a limit of CVSanalysis (“….The phenotypic outcome of prenatal mosaicism…..Its prediction is mainly based onpublished cases, but these reports show that a reliable prognosis in an individual is nearlyimpossible…” Eggermann, Kotzot et al, 2014; Gardner et al, 2011)•Genome-wide cfDNA test has deliberately introduced mosaicism of unclear significance as target ofthe screening without any evidence of its clinical utility•Despite insufficient evidence of a clinical utility of screening RATs through cfDNA, this was introducedas screening test in most Countries and clinical decisions are taken based on these results

CONCLUSIONS ON CLINICAL UTILITY OF SCREENING RATs THORUGH CF-DNA

Quale test di conferma utilizzare?CVS (citotrofoblasto, mesenchima) o liquido amniotico?LA CONFERMA ANDREBBE ESEGUITO SU LIQUIDO AMNIOTICO SOPRATTUTTO PER ALCUNE ALTERAZIONI

- Genotype-phenotype correlations are unknown: individual variability of the distribution ofthe abnormal cell line in the different tissues/organs- Counselling should be conducted with extreme caution: a true fetal mosaicism does notnecessarily mean that the individual will be abnormal

Allargare lo screening su DNA fetale a tutti i cromosomi

Il NIPT non può essere considerato un test diagnostico a causa di falsi positivi e perchè l’ origine placentare del DNA fetale libero nel sangue materno può essere influenzata da CPM

La conferma della positività del NIPT dovrebbe essere eseguita sul liquido amniotico per evitare il rischio di CPM

CONSIDERAZIONI

RATs identified in cfDNA are associated with poorly defined risks for miscarriage, growth restriction, orfetal abnormality and no clearly delineated and professional society endorsed steps for optimal patientmanagement• The reported associations with adverse outcomes in cfDNA studies may reflect ascertainment biases(prior ultrasound findings, serum screening, gestational week, laboratory RUO protocols and follow-uptesting)• Genome-wide cf-DNA screening will also potentially lead to the identification of some cases with UPDbut this yield is expected to be very low (<1/12,000 women tested)• Provision of genome-wide cf-DNA testing is fraught with counseling difficulties:• Different possible biological reasons for a positive result• Uncertainties in performances of cfDNA tests• Uncertainties in genotype-phenotype correlations in TFM cases• Absence of data to counsel women

Con un test NIPT positivo (aneuploidia rilevata), sono raccomandati testdiagnostici invasivi, quali l’analisi dei villi coriali o l'amniocentesi, per laconferma.

Perché cfDNA i test vengono frequentemente eseguiti nel primo trimestre,lo è CVSspesso il metodo di procedura invasiva utilizzato in modo che un iniziola diagnosi definitiva può essere raggiunta.

Da notare, se viene identificato un mosaicismoIn CVS, è raccomandata l'amniocentesi per la conferma per l possibilediscordanza dovuta alla presenza di mosaicismo confinato alla placenta(CPM)

L’ analisi citogenetica dei villi coriali è condotta sul citotrofoblasto e sul mesenchima

Frequenza CPM nei villi coriali: 1% - 2%

Metodo diretto: analisi del citotrofoblastoMetodo coltura: analisi del mesenchima

• tipo 1: l’anomalia cromosomica è presente solo nel citotrofoblasto• tipo 2: l’anomalia cromosomica è presente solo nel mesenchima • di tipo 3: l’anomalia cromosomica è presente in ambedue i tessuti

Positive ‘call’ for RAT:

- non-mosaic fetal RAT- placental RAT- maternal constitutional or somatic RAT- including RATs related to possible maternal malignancies- no possibility to reliably derive RAT origin and nature from cfDNA results

"Chiamata" positiva per RAT:- RAT fetale senza mosaico- RAT placentare- RAT costituzionale o somatico materno- compresi i RAT relativi a possibili neoplasie materne- nessuna possibilità di derivare in modo affidabile l'origine e la RAT dai risultati di cfDNA

Il test eseguito, utilizzando le medotiche di seguito descritte, non ha permesso di stabilire l'assetto dei cromosomi 13, 18, 21 e dei cromosomi sessuali. Tuttavia, eseguendo l'analisi con un'ulteriore algoritmo bioinformatico, è stata evidenziata la presenza di una trisomia del cromosoma 15. Si consiglia consulenza genetica.