STRESZCZENIE
Transkrypt
STRESZCZENIE
MGR BARBARA W IŚNIOWIECKA-KOWALNIK TYTUŁ PRACY: ZNACZENIE SUBMIKROSKOPOWYCH NIEZRÓWNOWAŻEŃ GENOMU W ETIOPATOGENEZIE CHORÓB ZE SPEKTRUM ZABURZEŃ AUTYSTYCZNYCH. BADANIA METODĄ ACGH MIEJSCE WYKONYWANIA PRACY: ZAKŁAD GENETYKI MEDYCZNEJ, INSTYTUT MATKI I DZIECKA W W ARSZAWIE STRESZCZENIE Zaburzenia ze spektrum autyzmu (ASDs, ang. autism spectrum disorders) są jedną z najczęściej występujących grup zaburzeń neurorozwojowych, których przyczyny nie zostały jeszcze w pełni poznane. Badania dowodzą, że w etiologii ASDs istotną rolę odgrywają czynniki genetyczne, które są przyczyną tej patologii u ~ 25-35% chorych. Badania wykorzystujące metodę porównawczej hybrydyzacji genomowej do mikromacierzy (aCGH, ang. array comparative genome hybridization) wykazały, że submikroskopowe aberracje chromosomowe, niewykrywane w standardowym badaniu kariotypu, są istotnym czynnikiem etiologicznym ASDs. Szacuje się, że zmiany liczby kopii fragmentów DNA (CNVs, ang. copy-number variations) są przyczyną zaburzeń ze spektrum autyzmu u ~ 5-13% chorych z ASDs. Ze względu na wielogenowe uwarunkowanie ASDs, w badaniach etiopatogenezy tych zaburzeń powinny być stosowane metody analizy całego genomu o dużej rozdzielczości. Warunki te spełnia metoda porównawczej hybrydyzacji genomowej do mikromacierzy. W świetle tych danych uzasadnione było podjęcie badań z wykorzystaniem metody aCGH zmierzających do oceny jej przydatności do identyfikacji i charakterystyki CNVs występujących u pacjentów z ASDs. Celem przeprowadzonych badań była również próba określenia częstości i znaczenia CNVs u tych chorych oraz identyfikacji genów odpowiedzialnych za zaburzenia ze spektrum autyzmu. Podjęta została także próba opracowania algorytmu diagnostycznego w przypadkach zaburzeń ze spektrum autyzmu. Badaniami objęto grupę 148 osób z ASDs, wśród których u 45 chorych stwierdzono także niepełnosprawność intelektualną (NI, ang. intellectual disability), natomiast u 31 pacjentów nie można było wykluczyć współwystępowania NI. Analiza genomu pacjentów została wykonana z zastosowaniem całogenomowej mikromacierzy oligonukleotydowej zaprojektowanej w Medical Genetics Laboratories w Baylor College of Medicine w Houston, USA we współpracy z głównymi wykonawcami projektu badawczego nr R 13 0005 04 z Zakładu Genetyki Medycznej Instytutu Matki i Dziecka i wyprodukowanej przez firmę Agilent Technologies (wersja 8.0 i 8.1). Zastosowana mikromacierz zawierała około 180 tysięcy sond oligonukleotydowych i pokrywała cały genom człowieka ze średnią rozdzielczością 30 kpz. Gęściej pokryte sondami były regiony genomu warunkujące znane zespoły mikrodelecji i mikroduplikacji oraz regiony okołocentromerowe i subtelomerowe chromosomów. Dodatkowo mikromacierz była celowana na eksony ponad 1,700 wybranych genów, znanych lub mogących odgrywać istotną rolę w patogenezie niepełnosprawności intelektualnej, ASDs, padaczki oraz wad serca. Omówione w tej pracy wyniki badań wykazały dużą skuteczność metody aCGH w identyfikacji submikroskopowych aberracji chromosomowych, a zatem jej przydatność diagnostyczną w przypadkach zaburzeń ze spektrum autyzmu. Obecność CNVs stwierdzono u 15 spośród 148 (10,1%) pacjentów. U ponad połowy (5,4%) CNVs miały charakter atogenny lub potencjalnie patogenny. Zmiany liczby kopii fragmentów DNA o nieznanym znaczeniu klinicznym stwierdzono u 5,4% pacjentów. Wszystkie spośród stwierdzonych CNVs miały wielkość submikroskopową (od 146 kpz do 4,54 Mpz), a więc nie mogły być stwierdzone standardową metodą oceny kariotypu. Częstość aberracji była znacznie większa u pacjentów, u których zaburzeniom ze spektrum autyzmu towarzyszyła NI. W tej grupie chorych CNVs stwierdzono u 20% osób podczas gdy u osób tylko z ASDs ich częstość wynosiła 5,5%. Ponadto submikroskopowe niezrównoważenia genomu stwierdzono u 6,4% pacjentów, u których nie można było wykluczyć występowania NI. Badania z zastosowaniem metody aCGH potwierdziły duży potencjał poznawczy metody w zakresie wyjaśnienia etiologii i patomechanizmu zaburzeń ze spektrum autyzmu. Świadczyć o tym może identyfikacja 2 genów: ARHGAP24 i SLC16A7 nieopisywanych dotąd u pacjentów z zaburzeniami autystycznymi oraz 2 genów: SNX19 i PIGN kandydujących do odpowiedzialności za powstawanie ASDs. Wyniki naszych badań wskazują, że u pacjentów z idiopatycznymi zaburzeniami ze spektrum autyzmu, w związku z dużą heterogennością zmian, najczęściej submikroskopowych, stwierdzanych w genomie osób z tymi zaburzeniami, aCGH należy stosować jako metodę z wyboru w procesie diagnostyki cytogenetycznej. W pracy przedstawiono propozycję algorytmu diagnostycznego u pacjentów z rozpoznaniem ASDs.