Sequenziamento genico nei disordini genetici: da mutazione a disfunzione proteica a terapia

Conoscere la sequenza DNA di un gene abilita un percorso diretto da variante a meccanismo a trattamento.

Flusso di lavoro

1. Identificazione variante: Confrontare genomi affetti vs non affetti (WES, WGS, pannelli) → trovare SNV, indel, CNV, varianti splicing.
2. Annotazione livello gene: Predire effetto su proteina (missenso, nonsenso, frameshift, splicing, regolatorio). Tool: SIFT, PolyPhen, CADD, REVEL.
3. Impatto proteico: Modellare struttura 3D (AlphaFold, omologia) → valutare stabilità, sito attivo, interfacce proteina-proteina, segnali localizzazione.
4. Validazione funzionale: Assay in vitro (attività enzimatica, conduttanza canali, legame), modelli cellulari (iPSC pazienti, linee CRISPR-editate), modelli animali.
5. Integrazione pathway: Collocare proteina in vie (es. CFTR in trasporto Cl⁻, liquido superficie vie aeree). Identificare conseguenze downstream.
6. Targeting terapeutico:
   • Correttori/potenziatori (modulatori CFTR per fibrosi cistica).
   • Oligonucleotidi antisenso (nusinersen per SMA).
   • Terapia genica (vettori AAV).
   • Piccole molecole stabilizzanti proteina mutante.
7. Medicina personalizzata: Genotipo guida scelta farmaco, dosaggio, monitoraggio.

Esempio: Fibrosi cistica

• Gene CFTR sequenziato → >2000 varianti classificate (F508del più comune).
• F508del → misfolding → ritenzione ER → nessun canale a membrana.
• Correttori (lumacaftor, tezacaftor, elexacaftor) + potenziatore (ivacaftor) → ripristinano funzione.
• Terapia ora genotipo-specifica (es. Trikafta per ≥1 F508del).

Sequenza → struttura → funzione → terapia: il paradigma della medicina di precisione.