Studio clinico e molecolare di forme autosomiche recessive di paraparesi spastica ereditaria

Hereditary spastic paraplegias (HSP) are a clinically and genetically heterogeneous group of neurodegenative disorders. The predominant symptom of HSP is the degeneration of upper motoneurons and their corticospinal tract axons. They are classified genetically into autosomal dominant (ADHSP), autosomal recessive (ARHSP), and X-linked HSP forms. The clinical classification may distinguish between pure and complicated forms of HSP based on the presence of neurological or non neurological symptoms associated to spasticity. This study aims at genetic-molecular investigation of families affected by a complicated form of ARHSP with thin corpus callosum (ARHSP-TCC), families affected by a pure form of ARHSP, and apparently sporadic cases. The study of the ARHSP cases with TCC was carried out by linkage analysis. The next geneticmolecular screening of families in linkage with SPG11 locus was based on HRM, CSCE, and direct sequencing techniques. These techniques was also used for the screening of pure and complicated forms and apparently sporadic cases of HSP. In particular we performed a linkage study on 14 ARHSP-TCC families to identify a probably association between HSP and the SPG11 locus. The analysis revealed 5 pedigrees in linkage with SPG11. The next screening of 40 exons of the SPG11 gene on probands of the families revealed 5 mutations; three of these mutations were just reported in literature. After that, the remaining families with ARHSP and the apparently sporadic cases were analyzed for SPG7 and SPG5A genes. Two probands of the families, one of which complicated by TCC, were positive to mutational screening of the gene SPG5A; two identified mutations were novel. On the other hand, the SPG7 analysis has not revealed patogenetic mutations, but only polymorphisms reported in literature. These results confirm data observed in literature according to which the SPG7 gene is not a frequent cause of ARHSP while the SPG5A and SPG11 genes show an high mutational frequency in ARHSP and ARHSP-TCC (respectively 7% and 28%).

Le paraparesi spastiche ereditarie (HSP) sono un gruppo di disordini neurodegenerativi clinicamente e geneticamente eterogeneo, che hanno come fattore comune il danneggiamento dei motoneuroni superiori e delle loro proiezioni assonali. Sulla base del meccanismo di trasmissione genetica le HSP possono essere classificate in autosomiche dominanti (ADHSP), autosomiche recessive (ARHSP) o X-linked. Dal punto di vista clinico, invece, le HSP possono essere suddivise in forme pure e complicate in base alla presenza o meno di sintomi neurologici o non neurologici associati alla spasticità. Il progetto di ricerca svolto prevede tra gli obiettivi l’analisi genetico-molecolare di famiglie affette da una forma complicata di ARHSP con assottigliamento del corpo calloso (ARHSPTCC); famiglie affette da una forma pura di ARHSP e casi apparentemente sporadici puri e complicati. Il gene più frequentemente mutato nei casi di ARHSP-TCC è SPG11 che codifica per la spatacsina, mentre i due geni più comunemente studiati per le forme ARHSP pure e complicate sono SPG5A e SPG7. Lo studio dei casi ARHSP con TCC è stato condotto mediante analisi di linkage. Il successivo screening genetico-molecolare delle famiglie in linkage con il locus SPG11 è stato messo a punto con l’ausilio dell’ High Resolution Melting (HRM), la Conformation Sensitive Capillary Elettrophoresis (CSCE) e del sequenziamento diretto. L’utilizzo di queste tecniche è stato richiesto anche per lo screening genetico-molecolare delle forme pure e complicate di famiglie e casi sporadici ARHSP. Pertanto, è stato condotto uno studio di linkage su 14 famiglie ARHSP-TCC al fine di identificare un’eventuale associazione tra la malattia e il locus SPG11. L’ analisi ha evidenziato 5 famiglie in linkage per SPG11. Il successivo screening dei 40 esoni del gene sui probandi di tali famiglie ha rivelato 5 di mutazioni nel DNA dei pazienti di cui tre riportate in letteratura. In seguito, le restanti famiglie ARHSP e i casi apparentemente sporadici sono stati analizzati per i geni SPG7 e SPG5A. I probandi di due famiglie ARHSP, di cui uno complicato da TCC, sono risultati positivi allo screening mutazionale del gene SPG5A; le due mutazioni identificate ad oggi non sono ancora riportate in letteratura. Contrariamente, l’indagine per il gene SPG7 non ha evidenziato mutazioni patogenetiche, ma solo polimorfismi gia’ noti in letteratura. I risultati di questa tesi confermano dati di letteratura secondo i quali il gene SPG7 risulta poco frequente come causa di ARHSP; mentre, il gene SPG5A ed SPG11 mostrano una frequenza mutazionale più elevata rispettivamente per le forme ARHSP (pure e complicate) e per le ARHSP-TCC (7% e 28%).