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.