La sindrome di Martin-Bell o del cromosoma X fragile (FRAX) è la forma più comune di ritardo mentale dopo la sindrome di Down, in quanto interessa 1:1250 maschi e 1:2000 femmine.
Si tratta di una malattia ereditaria causata dall'alterazione di un gene situato nel cromosoma X .
Il nome "X fragile" deriva dal fatto che queste alterazioni provocano delle modificazioni nella struttura del cromosoma, che al microscopio presenta una strozzatura in un punto preciso (quello in cui è situato il gene).
La FRAX colpisce molto più frequentemente i maschi rispetto alle femmine, dato che queste ultime possiedono 2 copie del cromosoma X. Lo sviluppo mentale delle persone affette da FRAX è molto vario. Alcune mostrano capacità cognitive quasi normali, altre un lieve ritardo mentale, altre ancora un ritardo mentale più grave.
Nel 1991 è stato identificato un gene (chiamato FMR1 - Fragile X Mental Retardation-1) situato sul braccio lungo del cromosoma X, di cui non è ancora chiara la funzione. E' noto però che nella maggior parte dei casi di FRAX, l'alterazione responsabile della sindrome è l'espansione, attraverso le generazioni, di un tratto di DNA di questo gene (sito fragile FRAXA), composto da tre basi nucleotidiche ripetute (CGG). Mentre nelle persone normali queste basi sono ripetute in un numero variabile da 6 a 45 volte, nelle persone malate sono ripetute più di 200 volte. Questa espansione, insieme ad altri fenomeni, provoca il mancato funzionamento del gene FMR1, e si chiama mutazione completa.
Quasi tutti i maschi con la mutazione completa presentano i sintomi della malattia, mentre circa la metà delle femmine presentano ritardo mentale di grado variabile (da lieve a grave) e tratti fisici caratteristici.
Alcune persone possiedono un numero di ripetizioni intermedie all'interno del gene FMR1 (da 50 a 200) che non provocano alcun effetto. Questa alterazione intermedia è detta pre-mutazione, e gli individui che la possiedono sono portatori sani, perché nelle generazioni successive le ripetizioni possono aumentare causando la mutazione completa.
Attualmente non é chiaro il confine tra il limite superiore del genotipo normale ed il limite inferiore del genotipo premutato. Per questa ragione la comunità scientifica ha convenzionalmente definito una cosiddetta zona grigia di premutazione (gray zone), nella quale ha raggruppato gli alleli costituiti da un numero di ripetizioni della tripletta nucleotidica che varia da 45 a 60. Infattti, alcuni di questi alleli sono instabili e tendono ad espandere da generazione in generazione; altri sono stabili e non tendono ad espandersi nelle successive generazioni.
Fino agli anni ‘90 la diagnosi si è basata su tecniche citogenetiche, cioè sulla ricerca del sito fragile sul cromosoma X al microscopio con particolari tecniche. Attualmente questa indagine è stata sostituita da un esame più sensibile, quello molecolare (esame diretto del DNA), che permette di mettere in evidenza direttamente il difetto genetico.
Data l'elevata frequenza della sindrome, si può sospettarne la presenza ogni qualvolta un soggetto presenti ritardo psicomotorio e del linguaggio, in particolare se esistono più individui affetti nell'ambito familiare.
La modalità di trasmissione della sindrome di Martin-Bell presenta alcune caratteristiche peculiari.
Maschi e femmine che portano la premutazione non mostrano alcun sintomo. I maschi che portano la premutazione la trasmettono a tutte le loro figlie senza che avvengano variazioni (a nessuno dei figli maschi verrà trasmessa la premutazione). Le figlie quindi saranno portatrici della premutazione senza avere alcun sintomo, ma rischiano di avere figli malati, perché durante la formazione dell'ovulo materno può avvenire l'espansione delle ripetizioni nel gene FMR1. Quasi tutti i maschi con la mutazione completa presentano i sintomi della malattia, mentre circa la metà delle femmine presentano ritardo mentale di grado variabile (da lieve a grave) e tratti fisici caratteristici.
Di recente é stato identificato un nuovo sito fragile FRAXE (gene FMR2) situato poco distante da FRAXA, anch’esso caratterizzato dalla possibile espansione della tripletta "GCC". I soggetti normali, in questo gene, presentano da 6 a 25 ripetizioni della tripletta GCC, mentre i soggetti con più di 200 ripetizioni, come per il gene FMR-1, manifestano il ritardo mentale.
Lo stato di premutazione é caratterizzato dalla presenza di un numero di triplette che varia da 50 a 200.
Ricorrendo al test del DNA é oggi possibile individuare sia la premutazione sia la mutazione completa attraverso indagini di genetica molecolare, che permettono un'identificazione accurata dei soggetti affetti e dei portatori. Grazie a questa analisi molecolare è quindi possibile individuare le famiglie a rischio e lo specialista potrà offrire loro un'adeguata consulenza genetica. L'indagine prenatale, eseguibile fin dal primo trimestre di gravidanza, sui sui villi coriali o sul liquido amniotico, permette di stabilire se il feto ha ereditato l'alterazione genetica, riuscendo ad individuare, già in utero, i soggetti affetti dalla mutazione completa (Full Mutation), non solo per il gene più noto (FRAX-A) ma anche per altri siti genetici recentemente scoperti e più rari (FRAX-E).

DESCRIZIONE TECNICA DELL'ANALISI

L’analisi è stata condotta operando una reazione enzimatica di amplificazione del DNA, conosciuta come Polymerase Chain Reaction (PCR), che consente di amplificare in vitro una regione specifica della molecola, copiandola in varie fasi successive fino ad ottenerne milioni di copie.

Mediante questa metodica vengono amplificate le regioni dei geni FMR-1 ed FMR-2 contenenti, rispettivamente, i siti fragili FRAXA e FRAXE.

La determinazione del numero di ripetizioni delle triplette nucleotidiche (genotipizzazione) viene effettuata mediante corsa elettroforetica  in analizzatore genetico automatizzato ABI PRISM 310 .

La classificazione genotipica in base al numero delle ripetizione della tripletta nucleotidica viene effettuata secondo la seguente tabella:

Limiti della Metodica: la valutazione dell’espansione delle triplette nucleotidiche ripetute  nei siti fragili FRAXA e FRAXE mediante Polymerase Chain Reaction (PCR), per i limiti intrinseci della metodica, potrebbe non evidenziare la presenza di espansioni di triplette di grosse dimensioni.

Quindi, in caso pazienti di sesso femminile nelle quali viene evidenziato un genotipo omozigote, la PCR potrebbe non aver amplificato un allele con un espansione di grosse dimensioni, e quindi trattarsi di un falso omozigote.

In caso di pazienti di sesso maschile, la mancata amplificazione dell’espansione di grosse dimensioni non permetterebbe di ottenere un prodotto di PCR evidenziabile e quindi, di conseguenza, una genotipizzazione, indicando una possibile permutazione o mutazione completa. In tal caso è consigliabile confermare la diagnosi mediante metodica Southern Blot.

 Riepilogo informazioni sulla patologia:

Campioni biologici su cui è possibile eseguire il test: