The Italian ALS Genetic CollaborativeThe Italian ALS Genetic CollaborativeProject. Project.

FollowFollow--up genetic association study of sporadic up genetic association study of sporadic Italian and American ALS using the Illumina Italian and American ALS using the Illumina

iSelect custom SNP chipiSelect custom SNP chip

Adriano ChiòAdriano ChiòCentro SLACentro SLA

Dipartimento di NeuroscienzeDipartimento di NeuroscienzeUniversità degli Studi di TorinoUniversità degli Studi di Torino

AOU San Giovanni Battista di TorinoAOU San Giovanni Battista di Torino

SLA sporadicaSLA sporadicaStudi di associazione sull’intero Studi di associazione sull’intero

genomagenoma

• Gli studi di associazione sull’intero genoma (Genome-wide association study, GWAS), che si basano su una strategia simile alle tecniche di basano su una strategia simile alle tecniche di linkage, utilizzano grandi numeri di marcatori informativi per identificare l’associazione tra varianti alleliche e malattie. Questo approccio è ideale per malattie come la SLA in cui l’eziologia è in gran parte sconosciuta, poiché non fa assunzioni a priori sulla localizzazione delle varianti di interesse.

Studi di associazione sull’intero Studi di associazione sull’intero genomagenoma

La sclerosi laterale amiotroficaLa sclerosi laterale amiotrofica

• La SLA è una malattia neurodegenerativa dell’età adulta a decorso progressivo e dell’età adulta a decorso progressivo e invariabilmente fatale entro 3-5 anni.

• La sua causa è sconosciuta e non sono note terapie in grado di modificarne significamente il decorso.

Frequenza delle forme a Frequenza delle forme a trasmissione ‘mendeliana’ nella SLAtrasmissione ‘mendeliana’ nella SLA

SLA Sporadica: 95%

? ? ?TDP-43 SOD1

SLA Sporadica: 95%

SLA ereditaria: 5%

di cui:

20% SOD1

10% TDP43

La SLA sporadica è una malattia La SLA sporadica è una malattia genetica complessa?genetica complessa?

• La SLA oggi viene considerata una malattia complessa, caratterizzata dall’interazione fra fattori genetici e fattori ambientali.

Studi di GWA nella SLA Studi di GWA nella SLA sporadicasporadica

276 casi USA, 271 controlli USA, 266 casi

Italiani, 951 controlli italiani

222 casi irlandesi, 217 controlli irlandesi

Altri studi in corso:Italia del nord-est

386 casi USA, 542 controlli USA

FLJ10986

461 casi olandesi, 450 controlli olandesi,

ITPR2, DPP6

TorinoItalia del nord-estInghilterraFrancia

Il progetto ministeriale:Il progetto ministeriale:

Analisi multistadio dell’intero Analisi multistadio dell’intero Analisi multistadio dell’intero Analisi multistadio dell’intero genoma nella SLAgenoma nella SLA

Il progetto ministeriale: unità Il progetto ministeriale: unità operative partecipantioperative partecipanti

• UO 1 - SCDU Neurologia I, ASO San Giovanni Battista e Università di Torino – Adriano Chiò

• UO 2 - SC Neuroriabilitazione 2, Fondazione Salvatore Maugeri, IRCCS – Gabriele MoraSalvatore Maugeri, IRCCS – Gabriele Mora

• UO 3 - Unit of molecular diagnosis, genetics testing and counselling, ASO OIRM-Sant'Anna, Torino – Gabriella Restagno

• UO 4 - Mario Negri Institute for Pharmacological Research – Caterina Bendotti

• UO 5 - Fondazione Santa Lucia IRCCS – Maria Teresa Carrì

Obiettivi dello studioObiettivi dello studio

• (a) Determinare quale dei 7600 SNPs più significativi identificati negli studi di

associazione sull’intero genoma di pazienti con SLA sporadica americani e

italiani sono veramente associati a un aumento di rischio di SLA sporadica

genotipizzando questi SNPs in un’ampia coorte di 2304 casi di SLA

sporadica americani ed europei e 2304 controlli usando il chip di sporadica americani ed europei e 2304 controlli usando il chip di

genotipizzazione Illumina iSelect SNP.

UO 3 -

OIRM

NIH -Bethesda

Selezione pazienti

Prelievo

Estrazione

DNA

UO 1 – TORINO

UO 2 - PAVIA

ITALSGEN

Analisi con Illumina

Obiettivi dello studioObiettivi dello studio

• (b) Eseguire il sequenziamento dei geni identificati nel primo studio WGA (i 4

più significativi geni nelle popolazioni americana e italiana) e nello studio

iSELECT (tutti i geni che sono risultati veramente associati alla SLA).

Sequenziamento

DNA

UO 3 - OIRM

NIH

Analisi fenotipica

Prelievo

UO 1 -TORINO

UO 2 -PAVIA

Obiettivi dello studioObiettivi dello studio

• (c) Valutare nell’intera popolazione di pazienti italiani inclusi nello studio

iSELECT se i geni identificati sono correlati a fattori clinici rilevanti (età

all’esordio, sede di esordio, velocità di progressione, sopravvivenza, altre

caratteristiche fenotipiche).caratteristiche fenotipiche).

UO 1 – TORINO

UO 2 – PAVIA

ITALSGEN

UO 1 -TORINO

Analisi dei dati

Follow-up pazienti

Raccolta informazioni

Obiettivi dello studioObiettivi dello studio

• (d) Verificare in modelli cellulari e animali di degenerazione di motoneuroni se

e come I geni di suscettibilità possono interagire con la SOD1 mutante

(caratteristiche fenotipiche quali esordio, progressione, morte e caratteristiche

morfologiche).

Geni identificati

UO 4 – Mario Negri di Milano

UO 5 – Fondazione Santa Lucia – Roma

Geni identificati

Studio iSELECT

Modelli animali

Modelli cellulari

STADIO 1GENOME SCAN

P<0,005

553 casi sporadici di SLA2.222 controlli normali

545.066 SNPs

STADIO 2iSELECT

2.160 casi sporadici di SLA3.008 controlli normali

7.600 SNPs

Stadio 1 Stadio 1 –– Genome Scan:Genome Scan:lo studio Bethesdalo studio Bethesda--TorinoTorino

• 276 pazienti USA e 277 pazienti italiani (Torino e Pavia)

• Nessun gene identificato come significativo dopo correzione di Bonferroni

• Studio di potenza ridotta

Stadio 2 Stadio 2 -- iSELECTiSELECT

• 7600 SNPs studiati– 2533 SNPs più significativi nella coorte USA– 2533 SNPs più significativi nella coorte italiana– 2534 SNPs più significativi nella due coorti

combinatecombinate

• 2160 casi– 963 casi sporadici USA– 631 casi sporadici italiani– 566 casi sporadici tedeschi

• 4532 controlli USA, italiani e tedeschi

Stadio 2 Stadio 2 -- Studio iSelectStudio iSelectIl ruolo dell’ItaliaIl ruolo dell’Italia

• Collaborazione fra 10 centri SLA

ToTo

MoMo

PvPv

ITALSGENITALSGEN

10 centri SLA italiani

• Raccolta di 631casi di SLA sporadica

MoMo

GeGe PiPi

RmRm

PaPa

BoBo

NaNa

SiSi

Risultati preliminari dello studio Risultati preliminari dello studio iSELECTiSELECTiSELECTiSELECT

Analisi di regressione logisticaAnalisi di regressione logistica

SUNC1

N = 2.160 casi e 4.532 controlli

SUNC1SUNC1

• Cromosoma 7p12• Proteina connessa con la membrana

nucleare che interagisce con la dineina e i microtubulimicrotubuli

Raph et al, Curr Biol 1999

RingraziamentiRingraziamentiSTUDIO iSELECT • Jennifer Schymick• Hon-Chung Fung• Sonja Scholz• Linda Lai• Michael Nalls• Dena Hernandez• Andrew Singleton• Dalia Kasperaviciute (UCL, UK)• Elizabeth Fisher (UCL, UK)• Michael Sendnter (Wurtzberg,

Germany)• Marcus Beck (Wurtzberg,

Germany)• Erik Pioro (Cleveland, USA)

Finanziamenti• Packard Center for ALS

Research• ALS Association• NINDS• NIA Intramural program• Ministero della Salute, Istituto

CONSORZIO ITALSGEN • Gabriella Restagno• Gabriele Mora• Andrea Calvo• Federica Lombardo• Stefania Battistini• Fabio Giannini• Claudia Caponnetto• Gianluigi Mancardi• Vincenzo La Bella• Francesca Valentino• Maria Rosaria Monsurrò• Gioacchino Tedeschi• Kalliopi Marinou

• Erik Pioro (Cleveland, USA)• Jeffrey Rothstein (Hopkins)• KORO (Germany)• Fabio Macciardi (Milan, Italy)• Zach Simmons (Penn State, USA)• James Connor (Penn State, USA)• Stephen Chanock/ CGEMS (NCI)• Kurt Fischbeck (NINDS)• Katrina Gwinn-Hardy

(NINDS/Coriell)• Ron Corriveau (Coriell)• ALS Research Group• Travis Dunckley (TGEN)• Dietrich Stephan (TGEN)• Kevin Talbot (Oxford, UK)• Richard Orrell (UK)

• Ministero della Salute, Istituto Superiore di Sanità, Fondazione Vialli e Mauro, Regione Piemonte

• Kalliopi Marinou• Mario Sabatelli• Amelia Conte• Jessica Mandrioli• Patrizia Sola• Fabrizio Salvi• Ilaria Bartolomei• Gabgriele Siciliano• Cecilia Carlesi

FINALIZZATA MINISTERIALE• Caterina Bendotti• Maria Tersa Carrì

European ALS Young

Investigators Meeting

Torino

May 22-24, 2009

Grazie per l’attenzione!Grazie per l’attenzione!Grazie per l’attenzione!Grazie per l’attenzione!