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Malattia di Alzheimer e demenze familiari
LA CONSULENZA GENETICA E I TEST GENETICI NELLA PRATICA CLINICAINDICAZIONI, PERCORSI E INTERPRETAZIONI
Siena, 28 settembre 2009
Emilio Di Maria
Dipartimento di Neuroscienze, Oftalmologia e Genetica
Università di Genova
e
SSD di Genetica Medica
EO Ospedali Galliera di Genova
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After Auguste D.
� Alzheimer, A.: Ueber eine eigenartige Erkrankung der Himrinde. AllgZ Psychiat Med 64: 146-148, 1907.
� Alzheimer, A.: Ueber eigenartige Krankheitsfalle des spateren Alters. Z Ges Neurol Psychiat 4: 356-385, 1911.
� Schottky, J.: Ueber praesenile Verbloedungen.
Z Ges Neurol Psychiat 140: 333-397, 1932.
� familial form of presenile dementia in 4 generations
� Sjogren, T.; Sjogren, H.; Lindgren, A. G. H.: Morbus Alzheimer and morbus Pick: a genetic, clinical and patho-anatomical study.
Acta Psychiat Neurol Scand 82: 1-152, 1952.
� multifactorial inheritance
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after Auguste D…
AD PD
MNDFTD
ataxiasessential tremor
common
rare
sporadic
environm.
early-onset
familial, Mendelian
genetic
FTD-U
FTDP-17FALS
PARKsEOAD
SCAs, FRDA
MSA
DEMENTIA MOVEMENT DISORDER
PSP
CBD
IBMPFD
FXTAS
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AD PD
MNDFTD
ataxiasessential tremor
common
rare
sporadic
environm.
early-onset
familial, Mendelian
genetic
FTD-U
FTDP-17FALS
PARKsEOAD
SCAs, FRDA
MSA
DEMENTIA MOVEMENT DISORDER
PSP
CBD
IBMPFD
FXTAS
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APP mutations
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APP mutations
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APP mutations
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Autosomal dominant AD mutations
Alzheimer Disease & Frontotemporal Dementia Mutation Database
http://www.molgen.ua.ac.be/ADMutations/[last accession: 14.03.08]
455203
3.96%184.93%10PSEN2
79.34%36181.28%165PSEN1
16.70%7613.79%28APP
# Families# MutationsGene
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Autosomal dominant AD: summary
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take-home messages
�Esistono forme genetiche, mendeliane di demenza�geni, mutazioni, effetto biologico noti
� rare
�geneticamente eterogenee
�È possibile effettuare un test genetico per demenza
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G
G
G
AD family?
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AD families
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SporadicAD
[prevalence:~1/10 >65yrs.]
EOADAD
[prevalence: ~ 5/105]
<5%
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SporadicAD
Familial ADEOADAD
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AD families
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take-home messages
�Esistono forme genetiche, mendeliane di demenza�geni, mutazioni, effetto biologico noti
� rare
�geneticamente eterogenee
�È possibile effettuare un test genetico per demenza,
�se clinicamente utile�al paziente
�alla famiglia
�È indicato effettuare una consulenza genetica
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Cui prodest?
Genetic counselling is a communication process which deals with the
human problems associated with the occurrence, or risk of occurrence, of a
genetic disorder in a family. This process involves an attempt by one or more
appropriately trained persons to help the individual or the family to
� comprehend the medical facts, including the diagnosis, the probable course of
the disorder and the available management;
� appreciate the way heredity contributes to the disorder and the risk of
recurrence in specified relatives;
� understand the options for dealing with the risk of recurrence;
� choose the course of action which seems appropriate to them in view of their
risk and their family goals and act in accordance with the decision;
� make the best possible adjustment to the disorder in an affected family
member and/or to the risk of recurrence of that disorder.
Ad hoc committee on genetic counselling. Report to the American Society of Human Genetics, Am. J. Hum. Genet., 1975
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First Law of Socio-Genetics: Celibacy is not hereditary.
Anonymous
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Un test genetico è un test
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Predictive values are function of:
PrevalenceSensitivity = true pos. / (true pos. + false neg.)Specificity = true neg / (true neg. + false pos.)
Positive predictive value = true pos. / (true pos. + false pos.)Negative predictive value = true neg. / (true neg. + false neg.)
Affecteds Non-affecteds
Total
Test + true pos. false pos. true pos.+ false pos.
Test - false neg. true neg. false neg.+ true neg.
Total true pos.+ false neg.
false pos.+ true neg.
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…for a given late-onset genetic disease:
Prevalence: lowGenetic heterogeneity ~ 0Penetrance ~ 1
Affecteds Non-affecteds
Total
Test + ∼1 ∼0 1
Test - ∼0 ∼1 1
Total 1 1
Positive predictive value = true pos. / (true pos. + false pos.) ~ 1Negative predictive value = true neg. / (true neg. + false neg.) ~ 1
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… or for this late-onset genetic disease:
Prevalence: lowGenetic heterogeneity > 0Penetrance < 1
Affecteds Non-affecteds
Total
Test + 8 2 10
Test - 92 898 990
Total 100 900 1000
Positive predictive value = true pos. / (true pos. + false pos.) = 8/10 = 80%Negative predictive value = true neg. / (true neg. + false neg.) = 92/990 ~ 9%
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… or for any other late-onset genetic disease:
Prevalence: lowGenetic heterogeneity > 0Penetrance < 1
Affecteds Non-affecteds
Total
Test + <1 >0 1
Test - >0 <1 1
Total 1 1
Positive predictive value = true pos. / (true pos. + false pos.) << 1Negative predictive value = true neg. / (true neg. + false neg.) << 1
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… and for any late-onset genetic disease:
Penetrance < 1
Negative predictive value << 1
Genetic heterogeneity > 0
Positive predictive value << 1
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take-home messages
�Esistono forme genetiche, mendeliane di demenza�geni, mutazioni, effetto biologico noti
� rare
�geneticamente eterogenee
�È possibile effettuare un test genetico per demenza,
�se clinicamente utile
� tenendo presente i valori predittivi [bassi]
�È indicato effettuare una consulenza genetica
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Online Mendelian Inheritance in Man
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Apolipoprotein E
� 3 isoforms; E2, E3, E4
� coded by 3 alleles: ε2, ε3, ε4
� allele frequency ~ 0.08 0.75 0.17
� genotype frequency: ε3/ ε4 ~ 0.50
ε4/ ε4 ~ 0.15
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ApoE & AD
� Pericak-Vance, M. A.; Yamaoka, L. H.; Haynes, C. S.; et al.: Genetic linkage
studies in Alzheimer's disease families. Exp. Neurol. 102: 271-279, 1988
� Corder, E. H.; Saunders, A. M.; Strittmatter, W. J.; Schmechel, D. E.; Gaskell, P.
C.; Small, G. W.; Roses, A. D.; Haines, J. L.; Pericak-Vance, M. A.: Gene dose
of apolipoprotein E type 4 allele and the risk of Alzheimer's disease in late
onset families. Science 261: 921-923, 1993
� 2007:
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Apolipoprotein E
� 3 isoforms; E2, E3, E4
� coded by 3 alleles: ε2, ε3, ε4
� allele frequency ~ 0.08 0.75 0.17
� genotype frequency: ε3/ ε4 ~ 0.50
ε4/ ε4 ~ 0.15
� OR (95% CI) ε3/ ε4 = 3.2 (2.8–3.8)
[Bertram et al 2007] ε4/ ε4 = 14.9 (10.8–20.6)
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ApoE testing
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Genetic testing for AD: recommendations
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Genetic testing for dementia: recommendations
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A brief summary
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take-home messages
�Esistono forme genetiche, mendeliane di demenza� geni, mutazioni, effetto biologico noti
� rare
�geneticamente eterogenee
�È possibile effettuare un test genetico per demenza,
� se clinicamente utile
� tenendo presente i valori predittivi [bassi]
�È frequente l’aggregazione familiare
�La componente genetica costituisce un fattore di rischio� variabile all’interno della popolazione
�La genotipizzazione di ApoE non è clinicamente utile�non va effettuata in ambito clinico
�È indicato effettuare una consulenza genetica
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È sempre difficile fare previsioni, ma èimpossibile quando riguardano il futuro.
G.B. Shaw
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Malattia di Alzheimer e demenze familiari
LA CONSULENZA GENETICA E I TEST GENETICI NELLA PRATICA CLINICAINDICAZIONI, PERCORSI E INTERPRETAZIONI
Siena, 28 settembre 2009
Emilio Di Maria
Dipartimento di Neuroscienze, Oftalmologia e Genetica
Università di Genova
e
SSD di Genetica Medica
EO Ospedali Galliera di Genova
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Unicuique suum
AD PD
MNDFTD
ataxiasessential tremor
common
rare
sporadic
environm.
early-onset
familial, Mendelian
genetic
FTD-U
FTDP-17FALS
PARKsEOAD
SCAs, FRDA
MSA
DEMENTIA MOVEMENT DISORDER
PSP
CBD
IBMPFD
FXTAS
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FTDP-17
University of Genova
Gene MAPT (17q21): mutazioni
� Identificazione del locus associato a FTDP
� Identificazione di mutazioni del gene MAPT� esoni 9, 10, 11, 12, 13:
• ∆K280, 248L, L266V, G272V, N279K, N296N, N296H, delN296, P301L, P301S, S305N, S320F, V337M, R406W
� introne 10: • +3, +13, +14, +16
� esone 1: • R5H
131211109
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Autosomal dominant FTDP-17 mutations
Alzheimer Disease & Frontotemporal Dementia Mutation Databasehttp://www.molgen.ua.ac.be/ADMutations/[last accession: 30.05.08]
41%12541%42MAPT
# Families# MutationsGene
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FTD linked to chr. 17 - tau negative, MAPT negative
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FTD-U
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FTD linked to chr. 17 – FTD-U
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FTD-U pathology
Baker et al., Nature 2006
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FTD-U clinics
Cruts & Van Broeckoven, TIGS 2008
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GRN mutations
Alzheimer Disease & Frontotemporal Dementia Mutation Databasehttp://www.molgen.ua.ac.be/ADMutations/[last accession: 30.05.08]
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Autosomal dominant FTD mutations
47%15549%56GRN
38%12540%42MAPT
# Families# MutationsGene
Alzheimer Disease & Frontotemporal Dementia Mutation Databasehttp://www.molgen.ua.ac.be/ADMutations/[last accession: 30.05.08]
Cruts & Van Broeckoven, TIGS 2008
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Unicuique suum
AD PD
MNDFTD
ataxiasessential tremor
common
rare
sporadic
environm.
early-onset
familial, Mendelian
genetic
FTD-U
FTDP-17FALS
PARKsEOAD
SCAs, FRDA
MSA
DEMENTIA MOVEMENT DISORDER
PSP
CBD
IBMPFD
FXTAS
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VCP exon 5 c.464G>A
R155H
II:2II:1
III:2 III:4 III:5III:3
IV:3
III:1
IV:1 IV:2
I:2I:1
II:3 II:6 II:8 II:10 II:12II:4
III:7 III:8
2
IV:4
II:5
III:10 III:12 III:13 III:14III:9
IV:5
III:11
IV:7 IV:8IV:6
V:1
III:15
IV:9
II:7
III:17 III:18III:16
IV:10
III:19
IV:11
II:9
III:20
II:11
III:21
2 3 2 2 2
6 2
III:6
FTD + myopathy
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Malattia di Alzheimer e demenze familiari
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Università di Genova
e
SSD di Genetica Medica
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Progetto pilota per la sperimentazione di un
protocollo di consulenza genetica integrata
per le demenze familiari.
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55 - 10:25Progetto pilota per la sperimentazione di un protocollo di consulenza genetica integrata per le demenze familiari - EVIDENCE
Genetic testing for familial dementiaReference literature
�Recommendations and guidelines:�McConnell LM, Koenig BA, Greely HT, RaffinTA. Genetic testing and Alzheimer disease: recommendations of the Stanford Programs in Genomics, Ethics, and Society. Genet Test 3:3-12, 1999.
�Williamson J, LaRusse S. Genetics and Genetic Counseling: Recommendations for Alzheimer's Disease, Frontotemporal Dementia, and Creutzfeldt-Jakob Disease. Curr Neurol NeurosciRep 4:351-357, 2004.
�Waldemar G, Dubois B, Emre M, et al. Recommendations for the diagnosis and management of Alzheimer's disease and other disorders associated with dementia: EFNS guideline. Eur J Neurol 14:21-26, 2007.
� Other selected literature relevant to the problem:� Tibben A, Stevens M, de-Wert GM et al. Preparing forpresymptomatic DNA testing for early onset Alzheimer's disease/cerebral haemorrhage and hereditary Pickdisease. J Med Genet 34:63-72, 1997.
� Liddell MB, Lovestone S, Owen MJ. Genetic risk of Alzheimer's disease: advising relatives. Br J Psychiatry178:7-11, 2001.
� Amadori S, Gigola L, Di Maria E, et al. Relevant issues in genetic counseling for familial dementia: a study on attitudes towards testing in at-risk relatives. Eur J HumGenet 10(S1):313, 2002.
Lessons from Huntington’s disease
�Specific guidelines were published soon after the availability of direct testing [International Huntington Association (IHA) and the World Federation of Neurology (WFN) Research Group on Huntington's Chorea. Guidelines for the molecular genetics predictive test in Huntington's disease 1994].
�Very low incidence (<1%) of catastrophic events [Almqvist 1999].
�Pre-test psychological measures are the best predictors of post-test distress [Decrunayenaere1999].
�Mean anxiety and depression levels decrease one year after a good test result, do not significantly change in the case of a bad test result [Decrunayenaere 1996].
Lacking evidence:
� No specific criteria were recommended for clinical diagnostic testing on affected individuals.
� The real impact of the predictive test over a long-term period may have been underestimated [Timman 2004].
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Caso indice
Valutazione clinicae anamnestica
eligibileallo studio
Consulenza GeneticaInformativa
Consensoallo studio
Sì
NOstop
PedigreeCartella clinica
eligibileper il test
Consulenza GeneticaFollow-up
Consensoal test
Sì
no CRFs, test psicologici
Consulenza GeneticaPre-test (2 sessioni)
NO test CRFs, test psicologici, dati qualitativi
Sì TEST
Testdiagnostico
CRFs, test psicologici, dati qualitativi
Clinico, Neuropsichiatra, Genetista
Clinico, Neuropsichiatra, Genetista
Clinico, Neuropsichiatra, Genetista
Genetista, Psicologo
Clinico, Neuropsichiatra, Genetista, Psicologo
Genetista
Equipe Documentazione
Genetista, Biologo
Processo:consulenza geneticaintegrata
Esito [atteso]: informazione e adattamento rispetto al rischio genetico di ricorrenza.
Prodotti attesi:
stima relativa della domanda e del bisogno degli utenti;
valutazione di appropriatezza del processo.
Utenti:
Famiglie con ricorrenza di disturbi cognitivi gravi.
EmilioLA CONSULENZA GENETICA E I TEST GENETICI NELLA PRATICA CLINICA - INDICAZIONI, PERCORSI E INTERPRETAZIONI
Siena, 28 Settembre 2009University of Genova Ospedali Galliera
57 - 10:25
Caso indice
Valutazione clinicae anamnestica
eligibileallo studio
Consulenza GeneticaInformativa
Consensoallo studio
Sì
NOstop
PedigreeCartella clinica
eligibileper il test
Consulenza GeneticaFollow-up
Consensoal test
Sì
no CRFs, test psicologici
Consulenza GeneticaPre-test (2 sessioni)
NO testCRFs, test psicologici, dati qualitativi
Sì TEST
Testdiagnostico
CRFs, test psicologici, dati qualitativi
Clinico, Neuropsichiatra, Genetista
Clinico, Neuropsichiatra, Genetista
Clinico, Neuropsichiatra, Genetista
Genetista, Psicologo
Clinico, Neuropsichiatra, Genetista, Psicologo
Genetista
Equipe Documentazione
Genetista, Biologo
EmilioLA CONSULENZA GENETICA E I TEST GENETICI NELLA PRATICA CLINICA - INDICAZIONI, PERCORSI E INTERPRETAZIONI
Siena, 28 Settembre 2009University of Genova Ospedali Galliera
58 - 10:25
Caso indice
Valutazione clinicae anamnestica
eligibileallo studio
Consulenza GeneticaInformativa
Consensoallo studio
Sì
eligibileper il test
Consulenza GeneticaFollow-up
Consensoal test
Sì
Consulenza GeneticaPre-test (2 sessioni)
Sì TEST
Testdiagnostico
Familiare sano a rischio
eligibileal
protocollo
Consensoallo studio
Sì
TEST
Consulenza GeneticaFollow-up
Consensoal test
NO
Consulenza GeneticaPre-test (n sessioni)
Sì TEST
Testpresintomatico
Clinico, Neuropsichiatra, Genetista
Genetista, Psicologo
Clinico, Neuropsichiatra, Genetista, Psicologo
Genetista, Biologo
NO
NONO
Genetista, Psicologo
Equipe
EmilioLA CONSULENZA GENETICA E I TEST GENETICI NELLA PRATICA CLINICA - INDICAZIONI, PERCORSI E INTERPRETAZIONI
Siena, 28 Settembre 2009University of Genova Ospedali Galliera
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Stage 1
� collection of family history and assessment of genetic risk;� information on the genetics of the disease, on test procedures, on the protocol;
� collection of applicant’s data on motivations, autonomy in decision-making, expectations;
� discussion of pros and cons of the possible test outcome.
Stage 2
� Neurological/neuropsychological examination of the applicant.
� assessment and discussion of coping strategies;� assessment of comprehension of the information received;
� Team evaluation of fulfilment of inclusion criteria. � informed consent signature; blood sample collection.
Stage 3
� disclosure of test results;� counselling regarding coping with test results.Early follow-up phone call (one week interval):
� informal assessment of emotional state.Long-term follow-up:
� exploration of long-term psychological impact.
Presymptomatic testing protocol
Pre-test counselling
proceed with the test?
Test disclosure
YES
NOMAYBE
Follow-up
Genetic Test
EmilioLA CONSULENZA GENETICA E I TEST GENETICI NELLA PRATICA CLINICA - INDICAZIONI, PERCORSI E INTERPRETAZIONI
Siena, 28 Settembre 2009University of Genova Ospedali Galliera
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