Ενδείξεις διενέργειας Μοριακού Καρυότυπου

Εμμανουήλ ΚαναβάκηςΚαθηγητής Ιατρικής Γενετικής Πανεπιστημίου Αθηνών

Aνθρώπινο Γονιδίωμα Το ανθρώπινο γονιδίωμα περιλαμβάνει 3 δισεκατομμύρια

ζεύγη νουκλεοτιδικών βάσεων απλοϊδικού DNA και 16,571 βάσεις μιτοχονδριακου DNA.

• Μέχρι τον Δεκέμβριο του 2011 στη βάση δεδομένων GENCODE έχουν καταγραφεί 53934 γονίδια, εκ των οποίων:» 20110 κωδικοποιούν για πρωτείνες (με βάση την RefSeq

είναι 23660)» 11790 μακρά μη κωδικοποιούντα RNA (long non-coding

RNA)» 8801 μικρά μη κωδικοποιούντα RNA (small non-coding RNA)» 12869 ψευδογονίδια

• Το χρωμόσωμα 1 φέρει τα περισσότερα γονίδια (2363) ενώ το χρωμόσωμα Υ φέρει τα λιγότερα (125).

• Κοινό κατά 99.1% • Το υπόλοιπο 1% ευθύνεται για όλες τις διαφορές από

άτομο σε άτομο και περιλαμβάνει τις πληροφορίες εκείνες που καθορίζουν την προδιάθεση στα χρόνια νοσήματα την ανταπόκριση στα φάρμακα και την ευαισθησία στο περιβάλλον

• Mονονουκλεοτιδικές αλλαγές (SNP) : 1/ kb (μέχρι 1\100-1\300 νουκλεοτίδια)

• Ελλείμματα/προσθήκες νουκλεοτιδίων (<20bp) : 1 /μερικές kb

• Μικροδορυφορικές επαναλήψεις (STR) : 1 / μερικές kb

• Minisatellites : 1 / μερικές kb• Γονίδια που επαναλαμβάνονται : rRNA, ιστόνες• Ποικιλομορφίες αριθμού αντιγράφων (CNVs)

Ευθύνονται για τις φαινοτυπικές

διαφορές

Είναι αίτια κληρονομικών νοσημάτων

Επιτρέπουν την παρακολούθηση της αρχαίας ανθρώπινης

ιστορίας

Ποικιλομορφία αριθμού αντιγράφων DNA (CNV)

Τα CNVs μπορούν να προέλθουν από• Έλλειμμα• Προσθήκη ή Διπλασιασμό με μέγεθος από μερικές

κιλοβάσεις (Kb) έως πολλές μεγαβάσεις (Mb)• Έχουν καταγραφεί (μέχρι το 2010), 506,070 CNVs

καλύπτοντας το 52.4% του γονιδιώματος

• Δεν υπολογίζονται τα παθολογικά CNV

CNVsCNVsΗ ανακάλυψη και η μελέτη των CNVs έχει γίνει εφικτή με την εφαρμογή

τεχνολογικών εξελίξεων που επιτρέπουν τη μετάβαση

από τη χρωμοσωμική ανάλυση με μικροσκόπια, σε τεχνολογίες μοριακής διαγνωστικής

Συγκριτικός Γενωμικός Υβριδισμός (array Comparative Genome Hybridization, aCGH)

Μοριακός Καρυότυπος

Αποκάλυψη και χαρτογράφηση ποικιλομορφιών αριθμού αντιγράφων του DNA

δηλαδή συγκρίνεται ο αριθμός αντιγράφων DNA του γονιδιώματος του ασθενούς, με τον αριθμό αντιγράφων DNA ενός γονιδιώματος το οποίο αποτελεί δείγμα αναφοράς

Συγκριτικός γενωμικός υβριδισμός (array-CGH) ή Μοριακός Καρυότυπος

• Νέα τεχνολογία που βασίζεται στις μικροσυστοιχίες DNA• Εντοπίζει

– Χρωμοσωμικές ανευπλοειδίες– Δομικές ανωμαλίες- αναδιατάξεις

• ελλείμματα• διπλασιασμούς• μεταθέσεις- αναστροφές με ποσοτική αλλαγή• θραύσματα (markers)

• Γεφυρώνει το διαγνωστικό χάσμα μεταξύ της κλασικής κυτταρογενετικής & της μοριακής γενετικής

Συγκριτικός γενωμικός υβριδισμός (array-CGH) ή Μοριακός Καρυότυπος

ΔΥΝΑΤΟΤΗΤΕΣ• Διάγνωση χρωμοσωμικών ανωμαλιών που δεν είναι ορατές

στον κλασικό καρυότυπο και αφορούν τμήματα μεγέθους < 5-10 μεγαβάσεις (Mb)

• Εντόπιση υπομικροσκοπικών γενομικών ανακατατάξεων

– μεγέθους >10 Kb, – τις θέσεις θραύσεων– των γονιδίων που περιέχονται

• Διευκρίνιση της χρωμοσωμικής προέλευσης των υπεράριθμων χρωμοσωμικών δεικτών (markers)

Sebat et al 2004, Menten et al 2006,Shaffer et al 2006, Redon et al 2006, Aradhya et al 2007, Girirajan et Eichler 2010

Κλασικός καρυότυπος

• Η μικροσκοπική χρωμοσωμική ανάλυση: Κλασική μέθοδος για τη διάγνωση χρωμοσωμικών ανωμαλιών

τμημάτων μεγέθους μεγαλύτερων των 5-10 μεγαβάσεων (Mb)

• Περιορισμοί:δεν είναι δυνατόν να εντοπιστούν αξιόπιστα:

Οι αναδιατάξεις μικρότερων τμημάτων (<5-10Mb)

Η θέση θραύσης των αναδιατάξεων

• Γενικός Πληθυσμός: Χρωμοσωμικές ανωμαλίες: ~0,5% των νεογέννητων

Ανάλυση FISH Ανάλυση MLPA• Στοχευμένη μέθοδος

• Απαιτεί προηγούμενη γνώση– υποψήφιας χρωμοσωμικής

περιοχής– πολλαπλών υποψήφιων

θέσεων

• Δεν ελέγχει όλο το γονιδίωμα• Χρονοβόρα• ↑ τεχνικές δυσκολίες• Αναλυτική ευχέρεια 3-10Μb

• Στοχευμένη μέθοδος• Μικρός αριθμός γενετικών τόπων

που μπορεί να ελέγξει σε μία αντίδραση

• Χρησιμοποιείται όταν υποπτευόμαστε την κλινική διάγνωση

Θέτουν διάγνωση: 10% ασθενών με:

νοητική υστέρηση πολλαπλές συγγενείς ανωμαλίες

Xρωμοσωμικές αναδιατάξεις (προσθήκες, ελλείμματα, διπλασιασμοί)

μπορεί να έχουν τις εξής συνέπειες:

α) Πιθανή επίπτωση στον αριθμό αντιγράφων ενός γονιδίου μεταβολή της σύνθεσης της πρωτεΐνης (gene dosage)

β) Κατάργηση της λειτουργίας γονιδίων

γ) Αλλαγή της δομής γονιδίων

δ) Απορύθμιση της έκφρασης των γονιδίων

Παθολογικός φαινότυπος

Συγκριτικός γενωμικός υβριδισμός (array-CGH) ή Μοριακός Καρυότυπος

• Σημαίνoνται με φωτοευαίσθητη φθορίζουσα χρωστική

– εξεταζόμενο δείγμα: Cy5– δείγμα αναφοράς: Cy3

• ακολουθεί ανάμιξη των 2 δειγμάτων DNA /

υβριδίζονται 40 ώρες με το περιεχόμενο μικροσυστοιχιών (60μερή ολιγονουκλεοτίδια / ανιχνευτές)

• άμεσο σκανάρισμα των πλακιδίων με χρήση λογισμικού

• για τα γονιδία στα γενωμικά τμήματα των ελλειμμάτων και διπλασιασμών, χρησιμοποιούνται οι βάσεις δεδομένων UCSC (http://genome.ucsc.edu/) και Database of Genomic Variants (http://projects.tcag.ca/variation/) (human

genome build 18)

Ελλείμματα αντιγράφων: κόκκινοΔιπλασιασμοί αντιγράφων: πράσινο

Πλεονεκτήματα Μοριακού Καρυοτύπου

• Αυτοματοποιημένη μέθοδος

• ↑ Αξιόπιστια

• Απλή-γρήγορη

• ↑ Επαναληψιμότητα

• Ακριβής χαρτογράφηση των ανακατατάξεων

• Απροσδόκητες γενωμικές ανακατατάξεις

• Δεν χρειάζεται καλλιέργεια

• Πληροφορίες για ΟΛΟ το γονιδίωμα

• Εντοπίζει μωσαϊκισμούς

Shinawi et al 2008, South S et al 2013,Helbig Ι 2014

• περιγραφή νέων συνδρόμων

• προσδιορισμός επαναλαμβανόμενων και μη μικροδιπλασιασμών και μικροελλειμμάτων (γενομικών hotspots) που σχετίζονται με νοσήματα (επιληψία, αυτισμός, κα)

• προσδιορισμός νέων γονιδίων

• ευρύτερο φάσμα χαρακτηριστικών για τα ήδη γνωστά

– ετερογένεια στο φαινότυπο

όρια όρια DEL:DEL:ελλείμματοςελλείμματοςDUPDUP:διπλασιασμού:διπλασιασμού

Συγκριτικός γενωμικός υβριδισμός (array-CGH) ή Μοριακός Καρυότυπος

• Ανιχνεύει μικροελλείμματα ή μικροδιπλασιασμούς σε όλο το μήκος του DNA

• Η ερμηνεία και η αξιολόγηση των ευρημάτων στηρίζεται σε διεθνείς βάσεις δεδομένων

• Παθολογικά CNVs ανιχνεύονται σε ~10 έως 40 % των ατόμων με

– συγγενείς ανωμαλίες

ή/και

– νοητική υστέρηση / αναπτυξιακή καθυστέρηση / διαταραχές αυτιστικού φάσματος (ΔΑΦ)

που έχουν φυσιολογικό κλασικό καρυότυπο

(: 3-5πλάσιος αριθμός σε σχέση με όσα ανιχνεύονται με καρυότυπο / FISH)

Sebat et al 2004, Menten et al 2006, Shaffer et al 2006, Redon et al 2006, Aradhya et al 2007, Girirajan et Eichler 2010

Κλινική χρησιμότητα Μοριακού Καρυοτύπου

Ασθενείς με φυσιολογικό καρυότυπο, ή ″ισοζυγισμένη″ μετάθεση και

– Νοητική υστέρηση – Πολλαπλές συγγενείς ανωμαλίες– Διαταραχές Αυτιστικού Φάσματος ή Αυτισμό– Δυσμορφικά χαρακτηριστικά

Ελπιδοφόρα στοιχεία στον καρκίνο:– Έρευνα– Διάγνωση– Κατηγοριοποίηση– Πρόγνωση

Περιορισμοί Μοριακού Καρυοτύπου

Δεν ανιχνεύονται:

-ισοζυγισμένες μεταθέσεις

-σημειακές μεταλλάξεις

-UPD (Uniparental Disomy: Moνογονεϊκή Δισωμία) (δεν ισχύει με την χρήση CNV + SNP array)

Αναπτυξιακή Καθυστέρηση (<5 ετών) Νοητική Υστέρηση (>5 ετών)

± Πολλαπλές Συγγενείς Ανωμαλίες / Δυσμορφικά Χαρακτηριστικά

1-3% του πληθυσμού

Διάγνωση• Κλασικός Καρυότυπος: 3,7%

• Ανάλυση FISH: 2,5-7%

• Μοριακός Καρυότυπος: 20-33%

και «ισοζυγισμένη» χρωμοσωμική μετάθεσηκαι «ισοζυγισμένη» χρωμοσωμική μετάθεση • Μοριακός Καρυότυπος: 30-35%

ΗΗochstenbach et al, Ann NY Acad Sciochstenbach et al, Ann NY Acad Sci, 2009, , 2009, Sismani et al, Molec Cytogenet,Sismani et al, Molec Cytogenet, 200 20088, Battaglia, Battaglia A et al 2013, Bartnik M Bartnik M et al et al 20142014, ,

Αυτισμός / Διάχυτες Αναπτυξιακές Διαταραχές (ΔΑΔ)ή με δυσμορφικά χαρακτηριστικά,

μικροκεφαλία ή/και δομικές ανωμαλίες εγκεφάλου

• Κλασικός Καρυότυπος• Μοριακός έλεγχος

– Εύθραυστο Χ– Rett

• Έλεγχος μεταλλάξεων: SHANK3, NLGN3, NLGN4• Μεταβολικός έλεγχος

• Μοριακός Καρυότυπος:~ 33%

Sebat et al,Sebat et al, 200 2007, 7, Wiśniowiecka-Kowalnik BWiśniowiecka-Kowalnik B et al 2013, et al 2013, BattagliaBattaglia A et al 2013A et al 2013

10%

Προγεννητικός έλεγχος

• Κλασικός Καρυότυπος: 2-7%

• Πολλαπλή ενίσχυση ανιχνευτών εξαρτώμενη από την αντίδραση λιγάσης, MLPA: 6,5%

• Μοριακός Καρυότυπος: 8% - 15% ( CNVs: ασαφούς κλινικής σημασίας)

• 9.3-39% : θετικά υπερηχογραφικά ευρήματα

~ αναλυτικής ευχέρειας των μικροσυστοιχειών που χρησιμοποιούμε~ έλεγχος γονέων

χωρίς επιπλέον ρίσκο

Goumy C et al 2010, D’ Amours et al 2011, Saldarriaga W et al 2014

• Προγεννητικός έλεγχος (ειδικές ενδείξεις)

• προηγούμενο παιδί με ιστορικό σαφώς παθολογικού a-CGH

παθολογικά U/S ευρήματα στο έμβρυο φυσιολογικός καρυότυπος καρυότυπος με ″ισοζυγισμένη μετάθεση″

Sahoo et al, 2006Sahoo et al, 2006, , Van den Veyer et al, 2006Van den Veyer et al, 2006, , D’ Amour et al 2011D’ Amour et al 2011

Προγεννητικός Έλεγχος

High-resolution prenatal microarray testing is a reliable technique that increases diagnostic yield by at least 17.3% when compared with conventional karyotyping,without an increase in the frequency of variants of uncertain significance

Αrray CGHH εμπειρία του Εργαστηρίου Ιατρικής Γενετικής

AGILENT 244K ARRAYSAGILENT 244K ARRAYS

ΣεπτέμβριοςΣεπτέμβριος 2008 2008 OOκτώβριος κτώβριος 20142014

AGILENT 4X180K G3 ARRAYSAGILENT 4X180K G3 ARRAYS

•Σύνολο Σύνολο 706 706 ασθενείςασθενείς 2μ-65χρ ( 2μ-65χρ (398398Α / Α / 303088 Θ) & 200 γονείςΘ) & 200 γονείς•330 προγεννητικοί έλεγχοι0 προγεννητικοί έλεγχοι

Κύρια αιτία παραπομπής (1)

- Πολλαπλές ΣΑ - ΝΥ / ΑΚ - Aυτισμός / ΔΑΦ- Ιδιόμορφο προσωπείο- Σπασμοί

Παραπέμποντες ιατροί- Παιδίατροι- Νευρολόγοι- Αναπτυξιολόγοι- Καρδιολόγοι- Ενδοκρινολόγοι

Όλοι οι ασθενείς εξετάστηκαν από κλινικό γενετιστή & είχαν φυσ. Καρυότυπο Όπου υπήρχε ένδειξη αποκλείσθηκαν τα σύνδρομα X-fra, PW-AS, Rett…

Tzetis et al 2012

Τα κλινικά στοιχεία των ασθενών καθώς και τα αποτελέσματα του ελέγχου από τον μοριακό καρυότυπο (array CGH) καταχωρούνται σε βάση δεδομένων στο Εργαστήριο Ιατρικής

Γενετικής

Αποτελέσματα Μοριακού Καρυοτύπου

95/380 (25%): παθολογικά αποτελέσματα 74/95: 1 παθολογικό CNV

56 ελλείμματα (0.03-18.4 Mb)18 διπλασιασμοί (0.071-34.2 Mb)

31 γνωστά σύνδρομα μικροελλειμμάτων- μικροδιπλασιασμών: 1p36, 1q21.1, 1q41q42, 4p16.3p16.1, 7q11.23, 11q23.3q25, 12p, 15q11.2, 17q21.31, 18p, 22q11, 22q13, Xq22.2 και Xq28

21/95: ≥ 2 παθολογικά CNVs (0.025-19.8Mb) 9: συνδυασμός 2 ελλειμμάτων 10: συνδυασμός 1 ελλείμματος-διπλασιασμού 1: συνδυασμός 3 ελλειμμάτων 1: συνδυασμός 1 ελλείμματος- 2 διπλασιασμών

Γονεϊκά δείγματα: 6049 CNVs: de novo6 CNVs: μητρικής προέλευσης 5 CNVs: πατρικής προέλευσης

Tzetis et al 2012

ΑνάλυσηΤα CNVs ταξινομούνται σε κατηγορίες

• Ι: γνωστά κλινικά σύνδρομα μικρό-ελλειμμάτων και μικρό-διπλασιασμών (βιβλιογραφία και βάσεις δεδομένων)

• ΙΙ: πιθανώς παθολογικά CNV • Τι γονίδια περιλαμβάνει η περιοχή και αν μπορούν

να συνδεθούν με τον κλινικό φαινότυπο

• ΙΙΙ: γνωστά πολυμορφικά CNPs• Database of genomic variants

CNV σύνδρομα

• De novo

• Κληρονομούμενα από γονέα που πάσχει ή έχουν παρατηρηθεί και σε πάσχοντα συγγενή

• Σε βάσεις δεδομένων δεν βρίσκονται σε περιοχή που θεωρείται πολυμορφική

• Περιέχουν γονίδια με γνωστό κλινικό φαινότυπο (morbid OMIM genes)

Σύνδρομο Μικροελλείμματος 17q21.31 • Ένα από τα πρώτα νέα σύνδρομα (OMIM 610443) μετά την εφαρμογή a-CGH

• Έχουν περιγραφεί 52 περιπτώσεις στη διεθνή βιβλιογραφία (συχνότητα 1:16.000 γεννήσεις), τα περισσότερα νέες μεταλλάξεις (de novo)

• 1% περιπτώσεων νοητικής υστέρησης

• Μέγεθος ελλείμματος: 0.13 έως 1.95 Mb

• Κλινικά χαρακτηριστικά: Χαρακτηριστικό προσωπείο (100%) Ψυχοκινητική υστέρηση, Νοητική υστέρηση (100%) Υποτονία στη παιδική ηλικία (96%) Φιλική/ευγενική συμπεριφορά (89%) Συγγενείς ανωμαλίες εξωδέρματος (82%) Άλλες συγγενείς ανωμαλίες (73%) Επιληψία (50%)

Show Smith et al 2006, Kirchhoff et al 2007, Koolen et al 2008, Tan et al 2009, Dubourg et al 2010, Kitsiou-Tzeli et al 2012

Σύνδρομο Μικροελλείμματος 17q21.31

• Νοητική Υστέρηση

• Μακροκεφαλία

• Δυσμορφικά χαρακτηριστικά

• Μεγάλα προέχοντα ώτα

• Φιλική / ευγενική συμπεριφορά

• Στερεοτυπίες-Υπερκινητικότητα

• Απομονωμένη συμπεριφορά

• Υπερελαστικότητα αρθρώσεων

• Απουσία προφορικού λόγου

Σύνδρομο Μικροδιπλασιασμού 17q21.31

• 5 περιπτώσεις στη διεθνή βιβλιογραφία (1η το 2007)

• Κλινικά χαρακτηριστικά: Νοητική υστέρηση(100%) Διαταραχές

συμπεριφοράς(100%) Δυσμορφίες προσώπου(80%) Υπερκινητικότητα(75%) Υπερτρίχωση(75%) Υποτονία(75%) Συγγενείς ανωμαλίες

άκρων(25%) Άλλες εκδηλώσεις

Kirchhoff et al 2007, Grisart et al 2009, Dubourg et al 2010, Kitsiou-Tzeli et al 2012

Σύνδρομο Μικροδιπλασιασμού 17q21.31

• Νοητική Υστέρηση

• Παχυσαρκία

• Δυσμορφικά χαρακτηριστικά

• Υπερτρίχωση

Σύνδρομο Μικροελλείμματος/

Μικροδιπλασιασμού 1q21.21q21.2 Μικροκεφαλία (μικροέλλειμμα)

Μακροκεφαλία (μικροδιπλασιασμό)

Αναπτυξιακή Καθυστέρηση

Αυτισμός / Προβλήματα συμπεριφοράς

Συγγενής Καρδιοπάθεια

Σχιζοφρένεια/ Ψυχώσεις

Καταρράκτης

Brunetti-Pierri et al,H. Mefford et al, 2008

Σύνδρομο Μικροελλείμματος 1q21.21q21.2

• Διαταραχές αυτιστικού φάσματος

• Μικροκεφαλία

• Κοντό ανάστημα

• Ήπια δυσμορφικά χαρακτηριστικά

• Ολιγοδοντία

Σύνδρομο Μικροελλείμματος/Μικροδιπλασιασμού 1p361p36 (www.1p36.com)

~1 στα 5000 ζώντα νεογνά Ψυχοκινητική καθυστέρηση/ νοητική

υστέρηση (100%) Υποτονία (100%) Σπασμοί (75%) Καρδιολογικά προβλήματα (40%) Δυσμορφικά χαρακτηριστικά Μικροκεφαλία, κώφωση, ανωμαλίες

άκρων

Συγγενής καταρράκτης Ατρησία ρινικών χοανών

μικροδιπλασιασμό

Giannikou et al 2012

Σύνδρομο μικροελλείμματος 16p11-p12.1

Ψυχοκινητική Καθυστέρηση Διαταραχές συμπεριφοράς

(υπερκινητικότητα- διάσπαση προσοχής)

Διαταραχές αυτιστικού φάσματος Σχιζοφρένεια Επιληψία Παχυσαρκία Άλλες συγγενείς ανωμαλίες (π.χ.

συριγγομυελία, ανωμαλίες καρδιαγγειακού)

Συγκριτικά χαρακτηριστικά Μικροελλειμμάτων και Μικροδιπλασιασμών

• Τα μικροελλείμματα εμφανίζονται συχνότερα από τους μικροδιπλασιασμούς

• Οι φαινότυποι των διαφόρων χρωμοσωμικών μικροδιπλασιασμών φαίνεται να είναι ηπιότεροι από αυτών των μικροελλειμμάτων

Grisart et al 2009

ΑνάλυσηΤα Τα CNVs CNVs ταξινομούνται σεταξινομούνται σε κατηγορίεςκατηγορίες

• Ι: γνωστά κλινικά σύνδρομα μικρό-ελλειμμάτων και μικρό-διπλασιασμών (βιβλιογραφία και βάσεις δεδομένων)

• ΙΙ: πιθανώς παθολογικά CNV • Τι γονίδια περιλαμβάνει η περιοχή και αν μπορούν

να συνδεθούν με τον κλινικό φαινότυπο

• ΙΙΙ: γνωστά πολυμορφικά CNPs• Database of genomic variants

Μικροδιπλασιασμός Xq28 αύξηση λειτουργίας της αύξηση λειτουργίας της MeCP2MeCP2 πρωτεΐνης πρωτεΐνης

1999: μετάλλαξη στο γονίδιο MECP2 στο χρωμόσωμα Χυπεύθυνη για την εμφάνιση του φυλοσύνδετου νευροαναπτυξιακού

Σύνδρομο Rett

Μειωμένη έκφραση ή υπερέκφραση πρωτεΐνης

MeCP2 οδηγεί σε νευροαναπτυξιακές διαταραχές

array CGHarray CGH → αναγνωρίστηκε το σύνδρομο διπλασιασμού → αναγνωρίστηκε το σύνδρομο διπλασιασμού Xq28Xq28 Μέγεθος : 0.3 και 4 Μέγεθος : 0.3 και 4 MbMb

>100 περιπτώσεις Παρατηρείται κυρίως σε αγόρια και λιγότερο σε ελαφρά πάσχοντα ή

ασυμπτωματικά θήλεα άτομα Θεωρείται σήμερα σαν μία άλλη αιτία συνδρομικού αυτισμού στα αγόρια Μητέρες φορείς και θήλεα = ελαφρύ έως φυσιολογικό φαινότυπο λόγω

υψηλής επιλεκτικότητας του Χ χρωμοσώματος (skewed XCI) υπέρ της αδρανοποίησης του διπλασιασμένου αλληλόμορφου (κατά 85-100%)

Μικροδιπλασιασμός Xq28• Ήπιες μορφολογικές ανωμαλίες προσώπου

(100%)

• Σοβαρή Ν.Υ. με υποτονία (92-99%

• Έλλειψη ανάπτυξης λόγου (88%)

• Δυσκοιλιότητα (76%) / ΓΟΠ (60%)

• Αυτιστικά στοιχεία / αυτισμός (76%)

• Στερεοτυπίες (45%)

• Συχνές λοιμώξεις (74%)

• Διαταραχές αναπνοής (33%)

• Προοδευτική σπαστικότητα (59%)

• Επιληψία (52%)

• ΗΕΓ = διάχυτη διαταραχή λειτουργικότητας εγκεφάλου

Amir et al. 1999, Meins et al. 2005, Clayton- SmithAmir et al. 1999, Meins et al. 2005, Clayton- Smith,,

• Υποτονία

• Μικροκεφαλία

• Ψυχοκινητική Καθυστέρηση

DUP Xq28, 5.03MbDUP Xq28, 5.03Mb

Πρόγνωση / αντιμετώπιση:

• ~ 40% επιβίωση μέχρι 25 χρόνια • Έναρξη βάδισης / ομιλίας 18 μηνών - 4 χρονών• Έλεγχος ανοσίας / παρακολούθηση από πνευμονολόγο

Παρέμβαση

φυσικοθεραπευτική

λογοθεραπευτική

εργοθεραπευτική

• Ψυχολογική υποστήριξη της οικογένειας

• Προγεννητική διάγνωση

θήλεα φορείς = δυνατότητα τεχνητής γονιμοποίησης in vitro

ΑνάλυσηΤα CNVs ταξινομούνται σε κατηγορίες

• Ι: γνωστά κλινικά σύνδρομα μικρό-ελλειμμάτων και μικρό-διπλασιασμών (βιβλιογραφία και βάσεις δεδομένων)

• ΙΙ: πιθανώς παθολογικά CNV • Τι γονίδια περιλαμβάνει η περιοχή και αν μπορούν

να συνδεθούν με τον κλινικό φαινότυπο

• ΙΙΙ: γνωστά πολυμορφικά CNPs• Database of genomic variants

Αποτελέσματα Μοριακού Καρυοτύπου

• Εξήγηση και ταυτοποίηση των συμπτωμάτων του ασθενούς

• Πιθανές θεραπευτικές εφαρμογές

• Παρακολούθηση έναρξης άλλων σχετικών συμπτωμάτων

• Τερματισμός ατελείωτων και δαπανηρών εξετάσεων

• Βελτίωση εναλλακτικών μεθόδων αναπαραγωγής και προγραμματισμός μελλοντικών κυήσεων

• Ακριβής καθοδήγηση για τον κίνδυνο επανεμφάνισης

Μπορεί να διορθωθεί; υπάρχει δυνατότητα (γονιδιακής) θεραπείας;

Πώς πρέπει να αντιμετωπιστεί;

Μπορεί να προβλεφθεί η εξέλιξη του παιδιού; θα μπορεί να παρακολουθεί κανονικό σχολείο; θα διαφέρει από τα άλλα παιδιά μας;

Θα κληρονομήσει το ίδιο πρόβλημα στα δικά του παιδιά;

Πώς θα ενημερωθεί ο γιατρός μας για το αποτέλεσμα;

Τα συχνότερα ερωτήματα των γονέωνμετά το παθολογικό αποτέλεσμα του μοριακού καρυοτύπου

Τακτική του Εργαστηρίου Ιατρικής Γενετικής είναι να προηγείται προσωπική επικοινωνία για το αποτέλεσμα

με τον παραπέμποντα ιατρό, ο οποίος μπορεί να συμμετέχει στη διαδικασία Γενετικής Συμβουλευτικής

όπως αυτή παρέχεται στην οικογένεια από την ομάδα - κλινικών γενετιστών

και - μοριακών γενετιστών

Μοριακός Καρυότυπος Προβληματισμοί και διλήμματα στην κλινική εφαρμογή

• Η ερμηνεία των κληρονομικών CNVs

• Η αξιολόγηση – ιεράρχηση των CNVs όταν είναι πολλαπλά και με επιπρόσθετη κλινική σημασία

• Η μη αναμενόμενη αποκάλυψη CNVs που δεν συσχετίζονται άμεσα με το φαινότυπο, αλλά με σοβαρό νόσημα όψιμης κλινικής εκδήλωσης (: προκλινική διάγνωση)

• Η αξιολόγηση των CNVs όταν αφορούν περιοχές με γονιδιακή αποτύπωση ή επέκταση τρινουκλεοτιδίων (: αναγκαιότητα περαιτέρω ελέγχου)

• Η διενέργεια προγεννητικού ελέγχου με array-CGH (: επιλεκτικά; ή σε όλες τις κυήσεις;)

Μοριακός Καρυότυπος και συγγενείς καρδιοπάθειες

• Συγγενή καρδιοπάθεια είχαν 55/350 ασθενείς(15%)

• Οι ασθενείς αυτοί είχαν μια τουλάχιστον επιπρόσθετη ένδειξη για Μοριακό Καρυότυπο:

26/55 δυσμορφικά χαρακτηριστικά

37/55 άλλες συγγενείς ανωμαλίες (5 ουροποιητικού, 15 σκελετικές, 17 άλλες)

19/55 ψυχοκινητική καθυστέρηση ή μαθησιακές δυσκολίες

32/55 νευρολογική συνδρομή (7 σπασμούς, 10 υποτονία, 15 παθολογική MRI)

• Σε όλους τους ασθενείς είχε προηγηθεί έλεγχος με κλασικό καρυότυπο, ή και άλλες διαγνωστικές εξετάσεις που δεν έδειξαν παθολογικό αποτέλεσμα

Syrmou et al 2012, Pediatric Research

Παρούσα μελέτη - Αποτελέσματα

37/55 (20 αγόρια/ 17 κορίτσια) ασθενείς με ΣΚ σημαντικές γενωμικές ανακατατάξεις (CNVs): 76%

29/37 ασθενείς η ΣΚ αποδόθηκε σε γονίδια σημαντικά για καρδιοπάθειες: 78,3%

Στους υπόλοιπους 8/37 ασθενείς εντοπίστηκαν CNVs που δεν περιλαμβάνονταν γνωστά γονίδια συσχετιζόμενα με καρδιοπάθεια: 21,62%

22/37 ασθενείς είχαν περισσότερα του ενός CNVs: 59,4%

Το μέγεθος των CNVs ήταν από 0.008 Mb έως 19.01 Mb

Σε 5/37 ασθενείς με παθολογικά CNVs επεκτάθηκε ο έλεγχος στους γονείς μητρικής προέλευσης σε 2 περιπτώσεις και de novo στις υπόλοιπες 3

Syrmou et al 2012, Pediatric Research

Γνωστά σύνδρομα που εντοπίστηκαν:

Σύνδρομο Di George (σε 3 ασθενείς) TBX1, DGCR8

Σύνδρομο μικροελλείμματος 1p36 (σε 3 ασθενείς) DVL1, CHRD

Σύνδρομο υποτελομεριδιακού μικροδιπλασιασμού 9q (σε 3 ασθενείς) CACNA1B, EHMT1, NOTCH1

Σύνδρομο Williams (σε 2 ασθενείς) ELN

Σύνδρομο CHARGE (σε 1 ασθενή) IGLL3

Σύνδρομο μικροδιπλασιασμόυ 17q21-31 (σε 1 ασθενή)

Σύνδρομο Jacobsen ( del 11q23.3-q25) (σε 1 ασθενή) ETS1, KCNJ5, SCN3B

Syrmou et al 2012, Pediatric Research

Συμπέρασμα

• Νέα τεχνολογία

• Μεγαλύτερη δυνατότητα διάγνωσης

• Διάγνωση μικρών χρωμοσωμικών ανωμαλιών έως 40Kb

• Αναγνώριση - περιγραφή νέων συνδρόμων (συσχέτιση φαινότυπου-γονότυπου)

• Κατανόηση παθογενετικών μηχανισμών νοσημάτων

• Τέλος διαγνωστικής Οδύσσειας

• Καθορισμός πρόγνωσης

• Συστηματική μακροχρόνια στοχευόμενη παρακολούθηση

• Γενετική συμβουλευτική στα υπόλοιπα μέλη των οικογενειών και στους ίδιους τους ασθενείς όταν φθάσουν στην αναπαραγωγική ηλικία

Η εισαγωγή του Μοριακού Καρυοτύπου στην κλινική πράξη έχει οδηγήσει στην ταχύτερη κλινική διάγνωση ασθενών με NY / αυτισμό και /ή πολλαπλές συγγενείς ανωμαλίες

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΓΕΝΕΤΙΚΗΣ Ιατρική Σχολή Πανεπιστημίου Αθηνών

ΟΜΑΔΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΜΟΡΙΑΚΟΥ ΚΑΡΥΟΤΥΠΟΥ

Τζέτη Μαρία

Γιαννίκου Κρινιω

Οικονομάκης

Βασίλης

Κίτσιου-Τζέλη Σοφία

Φρυσίρα Ελένη

Κοσμά Κωνσταντίνα

Σύρμου Αρετή

Ευχαριστώ

Η χρησιμότητα του μοριακού καρυοτύπου είναι ανεκτίμητη

ιδιαίτερα σε περιπτώσεις με σύνθετο φαινότυπο

εντόπιση νέων CNVs

και συμβολή στη συσχέτιση γονότυπου – φαινότυπου

Η σύγκριση περισσότερων ασθενών με του ίδιου μεγέθους CNVs

καθιστά δυνατό τον καθορισμό παθογόνων γονιδίων

ακριβέστερος ο καθορισμός της πρόγνωσης του ασθενούς

Η καταγραφή περισσότερων περιπτώσεων είναι απαραίτητη

και η αναφορά τους στις βάσεις δεδομένων DECHIPER και ECARUCA

επίλυση διαγνωστικών προβλημάτων

που ακόμη αντιμετωπίζουν διεθνώς εργαστήρια και κλινικές