Genomica e malattia di Parkinson a esordio precoce: integrazione di tecnologie innovative e approccio multidisciplinare tra pratica clinica e prospettive future

Abstract

Introduzione: Le mutazioni bialleliche del gene PRKN rappresentano la causa più comune di malattia di Parkinson a esordio precoce (EOPD). Sebbene l’evoluzione clinica sia spesso favorevole, l’impatto sulla qualità di vita è significativo: una diagnosi molecolare accurata consente una gestione clinica ottimizzata, una consulenza genetica mirata e un adeguato supporto psicologico ai pazienti e alle loro famiglie. L’approccio multidisciplinare, integrato da tecnologie genomiche avanzate, è cruciale per decifrare i casi complessi, poiché una quota rilevante di pazienti resta geneticamente irrisolta se analizzata con metodiche convenzionali. Obiettivi e metodi: Scopo della tesi è stato caratterizzare, sul piano clinico e molecolare, pazienti affetti da EOPD con fenotipo suggestivo di PRKN-PD, ma risultati negativi alle analisi genetiche standard (CES e MLPA), mediante Whole Genome Sequencing a lettura corta (sr-WGS) e, in casi selezionati, a lettura lunga (lr-WGS). I pazienti sono stati selezionati da un team multidisciplinare (neurologo esperto in disturbi del movimento e genetista medico). Risultati: Su 390 pazienti analizzati, sono stati identificati tre casi (due familiari e uno sporadico) con una rara configurazione di varianti strutturali criptiche in eterozigosi composta, costituite da delezioni e duplicazioni parzialmente sovrapposte a carico di PRKN, non rilevabili con test genetici tradizionali. Nei casi familiari, le varianti co-segregavano con la malattia. L’impiego di lr-WGS ha permesso di ricostruirne con precisione la struttura. Conclusioni: I risultati ottenuti evidenziano il valore aggiunto delle tecniche WGS in ambito diagnostico-molecolare, permettendo di risolvere casi complessi altrimenti non diagnosticabili e di individuare nuovi meccanismi patogenetici. L’integrazione nella pratica clinica di tecnologie genomiche innovative e di un approccio multidisciplinare risulta fondamentale per una gestione più efficace e personalizzata dei pazienti con EOPD.

Introduction: Biallelic mutations in the PRKN gene represent the most common cause of early-onset Parkinson’s disease (EOPD). Although the clinical course is generally favorable, the impact on quality of life can be substantial. An accurate molecular diagnosis enables optimized clinical management, targeted genetic counseling, and appropriate psychological support for patients and their families. A multidisciplinary approach, integrated with advanced genomic technologies, is essential for elucidating complex cases, as a considerable proportion of patients remains genetically unresolved when analyzed using conventional methods. Objectives and methods: This thesis aimed to clinically and molecularly characterize patients affected by EOPD with a phenotype suggestive of PRKN-PD, who tested negative using standard genetic analyses (CES and MLPA), by employing short-read Whole Genome Sequencing (sr-WGS) and, in selected cases, long-read Whole Genome Sequencing (lr-WGS). Patient selection was performed by a multidisciplinary team (movement disorder specialist and clinical geneticist). Results: Among 390 patients analyzed, three cases (two familial and one sporadic) were identified with a rare configuration of cryptic structural variants in a compound heterozygous state, consisting of partially overlapping deletions and duplications in the PRKN gene, undetectable using conventional genetic tests. In the familial cases, the variants co-segregated with the disease. The use of lr-WGS enabled the precise reconstruction of these variant structures. Conclusions: The findings highlight the added value of WGS technologies in the molecular diagnostic setting, allowing the resolution of otherwise undiagnosable cases and the identification of novel pathogenic mechanisms. The integration of innovative genomic technologies and a multidisciplinary approach into clinical practice is crucial for more effective and personalized management of patients with EOPD.