A genetikai lelet értelmezése monogénes betegségekben

Átírás

1 A genetikai lelet értelmezése monogénes betegségekben Tory Kálmán Semmelweis Egyetem, I. sz. Gyermekklinika

2 A ~20 ezer fehérje-kódoló gén a 23 pár kromoszómán A kromoszómán található bázisok száma: 250M 200M 191M 181M 171M 159M 146M 141M 135M 135M 134M 115M Fehérje-kódoló gének száma: M 107M 102M 90M 81M 78M 59M 63M 48M 51M 59M 0,017M

3 Figure 4-15 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)

4 A monogénes betegségek Egyetlen gén mutációja elegendő a betegség kialakulásához a monogénes betegségek is gyakran genetikailag heterogének ~ monogénes betegség ismert A populáció 1-2%-át érintik Mendeli öröklésmenetet mutatnak: ha egy szülői allél érintettsége már betegséget okoz: a betegség dominánsan ha csak akkor alakul ki, ha egy ép allél sincs: recesszíven öröklődik

5 Autoszomális domináns öröklésmenet Érintett utódai 50% eséllyel öröklik a mutációt PKD1 wtǀwt wtǀq2158* wtǀwt wtǀq2158* wtǀq2158* wtǀwt Lehetségesek-e domináns öröklésmenet esetén ilyen családfák?

6 Autoszomális domináns öröklésmenet Érintett utódai 50% eséllyel öröklik a mutációt PKD1 de novo mutáció (vagy inkomplett penetrancia) esetén wtǀwt wtǀq2158* wtǀwt wtǀq2158* wtǀq2158* wtǀwt Lehetségesek-e domináns öröklésmenet esetén ilyen családfák?

7 Autoszomális domináns öröklésmenet Érintett utódai 50% eséllyel öröklik a mutációt PKD1 de novo mutáció, csírasejt-mozaicizmus esetén wtǀwt wtǀq2158* wtǀwt wtǀq2158* wtǀq2158* wtǀwt Lehetségesek-e domináns öröklésmenet esetén ilyen családfák?

8 Autoszomális domináns öröklésmenet Miért vezet egyetlen allél mutációja betegséghez? Haploinszufficiencia familiaris hypercholesterinaemia Funkciónyerő Huntington, amyloidosis Domináns negatív hatás osteogenesis imperfecta Második szomatikus mutáció következtében ADPKD 50% kevés a kóros fehérje tönkreteszi a sejtet a kóros fehérje tönkreteszi a polimert 2. mutáció után nincs ép fehérje

9 Autoszomális recesszív öröklésmenet Ha a két szülő ugyanabban a génben hordoz mutációt... p.y156* p.y156* p.glu4serfs*3 NPH 625 NPH 626 NPH 627 NPH 628 NPH 630 Összetett heterozigóta (a két allél mutációja különböző) anyai: p.y156*, apai: p.glu4serfs*3 Homozigóta (a két allél mutációja ugyanaz) anyai: p.y156*, apai: p.y156*

10 Autoszomális recesszív öröklésmenet A családi anamnézis negatív. NPH 625 NPH 626 NPH 627 NPH 628 NPH 630 Összetett heterozigóta (a két allél mutációja különböző) Homozigóta (a két allél mutációja ugyanaz) A származási hely lehet azonos, ami távoli vérrokonságot sejtethet.

11 Autoszomális recesszív öröklésmenet, vérrokon házasság édesapa: c.2431 G>A, het édesanya: c.2431 G>A, het első érintett gyermek: c.2431 G>A, hom második érintett gyermek: c.2431 G>A, hom harmadik érintett gyermek: c.2431 G>A, hom kontroll

12 A monogénes betegségekben azonosított gének száma

13 A genetikai lelet értelmezése

14 Melyik szervből származik a DNS-minta? Minta: vérből kivont DNS öröklött, nukleáris DNS-en kódolt mutáció esetében a fehérvérsejt szokott a forrás lenni szomatikus mutációk (daganat) vagy mitokondriális DNS-mutációk esetében fontos!

15 Az X gén kódoló exonjait és a hasítási helyeit szekvenáltuk

16 Egy exon és a hozzá tartozó hasítási helyek: előtte és utána bázis

17 A kódoló szekvencia start stop

18 A kódoló szekvencia Hol kezdődik és zárul a kódoló rész?

19 A fehérje-átírás kezdete, a start kodon: ATG

20 A stop kodonok: TAG, TAA, TGA

21 Milyen mutáció-típusokat különítünk el?

22 Nonszensz mutáció a mutáció következtében stop kodon alakul ki c.468c>g het., p.y156* c. = kódoló szekvenciában a bázis száma g. = a kromoszómán a bázis száma p. = protein szekvenciában az aminosav száma (harmada a c. számnak) Glu Tyr Val Stop

23 Deléció c.489delt mihez vezet ez fehérje-szinten? p.f163lfs*19

24 Eredmény: c.10delg, p.glu4serfs*3 Az out of frame deléciók Normál szekvencia: A T G C G A T T A G A G T A C A T A A C G G G G Met Arg Leu Glu Tyr Ile Thr Gly In-frame deléció (3 bázis vagy annak többszöröse) A T G C G A T T A G A G T A C A T A A C G G G G Met Arg Leu Glu Tyr Ile Thr Gly A T G C G A T T A T A C A T A A C G G G G Met Arg Leu Tyr Ile Thr Gly Out of frame deléció (3-mal nem osztható számú bázis kiesése) A T G C G A T T A G A G T A C A T A A C G G G G Met Arg Leu Glu Tyr Ile Thr Gly A T G C G A T T A A G T A C A T A A C G G G G A Met Arg Leu Ser Thr Stop

25 Misszensz mutáció egyetlen aminosav-változással járó mutáció beteg c.179g>a, het p.g60d (p.gly60asp) kontroll Asp Gly Leu Asp

26 ismert, mint SNP? A magyarázat - Biztos, hogy a talált báziseltérés egy mutáció? vagy mint mutáció? patogén? megváltoztatja az aminosavsorrendet? együtt öröklődik a betegséggel a családban? evolúciósan konzervált aminosavat érint? predikciós programok szerint patogén? megtalálható-e azonos etnikumú kontroll populációban?

27 Szükséges-e szülői minta? Összetett heterozigóta állapot autoszomális recesszív betegségben a két mutáció valóban magyarázza a betegséget Domináns betegségben azonosított mutáció ha a családi anamnézis pozitív: hordozzák-e az érintett rokonok a mutációt? ha a családi anamnézis negatív: de novo alakult ki vagy inkomplett a penetrancia? Pozitív eredmény esetén mindig szükséges. Érdemes ezért mindig küldeni szülői mintát, már az első vizsgálat kérésekor. a két mutáció nem magyarázza a betegséget

28 A negatív genetikai lelet értelmezése Többféle mutációt nehéz szekvenálással azonosítani: a promoterben, az intronokban lévőt, vagy egy nagyobb deléciót Ezért egy negatív genetikai lelet nem zárja ki, csak csökkenti egy gén kóroki szerepének lehetőségét. Csak a pozitív genetikai lelet biztos.

29 Összefoglalás A monogénes betegségekért felelős gének azonosítása gyorsan halad, genetikai lelettel ezért egyre gyakrabban fogunk találkozni. A nonszensz és a kereteltolódással járó mutációk a kódolt fehérje megrövidüléséhez vezetnek, egyértelműen patogének. A misszensz mutációk kóroki szerepét vizsgálni kell a genetikusnak. A negatív genetikai lelet nem zárja ki, csak csökkenti a kóroki gén szerepének lehetőségét.

30

31 AR öröklésmenet - rizikóbecslés cisztás fibrózis: prevalencia: q 2 =1/2500, q=2%, p=98%, hordozóállapot: 2pq ~ 4% hordozó-állapot valószínűsége 50% ~100% érintett állapot valószínűsége ⅔ 2pq ⅔ x 2pq x 0,25 = 0,7% az unokaöcs érintettségének esélye