[ca] Les encefalopaties epilèptiques són una condició on les anomalies epileptiformes es postulen com a contribuïdores d'una alteració progressiva de la funció cerebral. Aquest treball se centra específicament en les Encefalopaties Epilèptiques d'Inici Precoç (EIEE), les quals són un grup d'encefalopaties epilèptiques amb inici al primer any de vida. De forma majoritària, són causades per un defecte genètic, que pot afectar a un gran nombre de gens, i no responen a fàrmacs antiepilèptics. Aquest trastorn cobreix un grup de síndromes clínics caracteritzats per un solapament clínic, l'absència de biomarcadors i una alta variabilitat de fenotips. Tot i això, juntament amb l'heterogeneïtat genètica, converteixen el seu diagnòstic en un gran repte. Degut a la seva elevada variabilitat genètica, les noves tècniques de seqüenciació massiva (NGS) es proposen com una bona eina per a l'estudi d'aquest trastorn perquè permet l'anàlisi d'un gran nombre de gens a la vegada. L'objectiu d'aquesta tesi és explorar la utilitat de les NGS com a eines més eficients tant per al diagnòstic com per al descobriment de nous gens relacionats amb la malaltia. Aquest estudi recull una cohort de 80 pacients EIEE, els quals han estat seqüenciats per a obtenir-ne un diagnòstic genètic. Setanta sis d'ells s'han sotmès a seqüenciació de l'exoma complet (WES), junt amb els seus progenitors, en tres centres diferents: CNAG, UCL i CentoGene. Cada un dels centres ha utilitzat la seva pipeline pròpia de processament de les dades i l'anàlisi de variants s'ha realitzat al laboratori de Neurologia Pediàtrica en dos passos. En primer lloc s'han avaluat les variants en gens relacionats amb epilèpsia, seguit per l'anàlisi de la resta de variants de l'exoma complet. Un reanàlisi posterior ha tingut lloc per aquells pacients amb resultat negatiu. Totes les variants seleccionades han estat validades pel mètode Sanger, resultant en una taxa de diagnòstic del 50% entre els pacients WES, i del 52,5% considerant totes les tècniques utilitzades. El diagnòstic de 31 pacients implica variants en gens associats al fenotip: STXBP1, KCNQ2, KCNT1, SCN1A, SCN2A, SCN8A, SLC35A2, SLC13A5, GABRA1, GNAO1, SZT2, SPATA5, RARS2, GRIA2 i ALDH7A1. Tot i això, l'establiment d'una correlació genotip-fenotip entre els gens d'EIEE segueix sent una tasca complicada. L'anàlisi NGS també ha proporcionat variants en 11 nous gens candidats. Per a provar la seva contribució al fenotip s'han dissenyat diferents assaigs funcionals. Per una banda, s'ha intentat desenvolupar un model en peix zebra de sobreexpressió de RNA per a analitzar-ne el potencial efecte in vivo. D'altra banda, altres assaigs in vitro s'han utilitzat per a estudiar la implicació molecular d'una mutació específica sobre el receptor muscarínic d'acetilcolina tipus I. Els resultats estableixen que CHRM1 podria ser un nou gen contribuïdor al fenotip de les epilèpsies. El present treball ha comprovat la utilitat de les tècniques NGS, no només per a millorar el diagnòstic genètic de les EIEE, sinó que també per a identificar nous gens associats a la malaltia. El debut clínic precoç s'associa a una taxa diagnòstica superior. Alhora, l'acurada consideració de les variants en funció d'un profund fenotipat i l'estreta col·laboració entre especialistes clínics i investigadors incrementa la taxa de diagnòstic de les NGS.

[en] Epileptic encephalopathy is a condition in which epileptiform abnormalities are believed to contribute to the progressive disturbance in cerebral function. This work is focused specifically on Early Infantile Epileptic Encephalopathies (EIEE), which are a group of Epileptic Encephalopathies which start within the first year of life. They are mostly caused by a genetic defect, which can affect a great number of different genes, and they are refractory to antiepileptic drugs. This disorder covers a group of clinical syndromes which are characterized by a clinical overlap, an absence of biomarkers and a variability of phenotypes. All this, together with its genetic heterogeneity makes its diagnosis a big challenge. Due to this genetic variability, Next Generation Sequencing (NGS) technology is emerging as a good tool to study this disorder because it allows screening a huge number of genes at the same time. The aim of this thesis is to explore the usefulness NGS as a more efficient tool for both diagnosis and discovery of new genes related to this disease. A cohort of 80 EIEE patients was collected for this study and sequenced in order to get a genetic diagnosis. 76 of them underwent whole exome sequencing (WES) together with their parents, which was performed in three different centers: CNAG, UCL and CentoGene. Each center used its own data processing pipeline and a two-tiered analysis was done in Pediatric Neurology laboratory to filter variants of interest. First, the evaluation of variants placed in epilepsy-related-genes took place, followed by the ones selected from the whole exome. Later, a reanalysis was performed with those patients without a clear diagnosis. All those variants selected as causal or contributing to the disease were validated by Sanger Sequencing, resulting in a 50% of diagnostic rate within patients sequenced by WES, and 52,5% considering all the techniques used in this work. Diagnosis obtained for 31 of the patients consisted of mutations lying in genes already associated with the phenotype: STXBP1, KCNQ2, KCNT1, SCN1A, SCN2A, SCN8A, SLC35A2, SLC13A5, GABRA1, GNAO1, SZT2, SPATA5, RARS2, GRIA2 and ALDH7A1. However, the establishment of a genotype-phenotype correlation for genes involved in EIEE is still a difficult issue. NGS analysis has provided also variants in 11 new candidate genes. To prove their contribution to the phenotype, functional assays were designed. A zebra fish RNA overexpression model was developed in order to screen easily the potential effect of the variant in vivo. Other in vitro assays were used to study molecular involvement of a specific mutation at muscarinic acetylcholine receptor I. Results establish CHRM1 as a strong candidate as new epilepsy-related-gene. The present work examines the usefulness of NGS technologies, not only to improve the genetic diagnosis of EIEE patients, but also to identify new genes associated to EIEE. Early clinical presentation is associated with higher diagnostic rates. Likewise, careful consideration of variants based on deep phenotyping and close collaboration among clinical specialists and researchers does increase the diagnostic rate of NGS.