Χαρακτηρισμός μεταλλάξεων που προκαλούν την εμφάνιση νωτιαιοπαρεγκεφαλιδικών αταξιών στον άνθρωπο
Creators: name: Βότση, Χριστίνα Μ.
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2013
Subjects: Παρεγκεφαλιδική αταξία
Ανάλυση γενετικής σύνδεσης
Δυναμική μετάλλαξη
Νέα γονιδιακή θέση
Cerebellar ataxia
Genetic linkage analysis
Dynamic mutation
New genetic locus

description: Οι νωτιαιοπαρεγκεφαλιδικές αταξίες αποτελούν μια ετερογενή ομάδα νευρολογικών παθήσεων, που επηρεάζουν κυρίως τη λειτουργία της παρεγκεφαλίδας, του εγκεφαλικού στελέχους και του νωτιαίου μυελού. Διαχωρίζονται στις σποραδικές και στις κληρονομικές μορφές. Στον Κυπριακό πληθυσμό μελετώνται από το 1989 μέχρι σήμερα και η παρούσα εργασία αποτέλεσε τη συνέχεια. Στο παρελθόν ανιχνεύθηκε ένας μεγάλος αριθμός πασχόντων και φορέων της αταξίας του Friedreich, με υπεύθυνη μετάλλαξη την επιμήκυνση της GAA επανάληψης στο γονίδιο FXN η οποία είναι η συχνότερη αιτία της νόσου μέχρι στιγμής στο νησί. Η δεύτερη συχνότερη αιτία, είναι η Κυπριακή μετάλλαξη c.5308_5311delGAGA που βρέθηκε πιο πρόσφατα στο γονίδιο SETX. Δεκατέσσερις οικογένειες και τριάντα-επτά σποραδικοί πάσχοντες που είχαν ήδη αποκλειστεί από την πιο συχνή μετάλλαξη στο FXN και άλλες γνωστές μεταλλάξεις, παρέμεναν αδιάγνωστοι και συμπεριλήφθηκαν στην παρούσα εργασία. Σκοπός ήταν η μελέτη τους σε μοριακό γενετικό επίπεδο. Αρχικά ελέγχθηκε και τελικά αποκλείστηκε σε όλους τους πάσχοντες, η ύπαρξη γνωστών μεταλλάξεων που δεν είχαν ελεχθεί προηγουμένως. Πρόκειται για την πεντανουκλεοτιδική επέκταση στο γονίδιο ATXN10, την Κυπριακή μετάλλαξη στο γονίδιο SETX και τη διαφοροποίηση στις δόσεις των εξονίων των γνωστών γονιδίων APTX, SETX και FXN. Ακολούθως, διερευνήθηκε το ενδεχόμενο ύπαρξης σύνδεσης της νόσου με τους γνωστούς γονιδιακούς τόπους APTX, SETX, POLG, TDP1, SACS, SYNE1, C10orf2, SCAR3 και SCAR7 σε δώδεκα οικογένειες στις οποίες η νόσος κληρονομείται κατά τον υποτελή τρόπο. Από αυτή τη διερεύνηση, αποκλείστηκε τελικά το ενδεχόμενο σύνδεσης της νόσου με όλους τους γονιδιακούς τόπους σε εννιά οικογένειες. Σε δύο οικογένειες υπήρξαν ενδείξεις σύνδεσης με τους τόπους TDP1 και C10orf2 αντίστοιχα, αλλά χρειάζονται περισσότερη μελλοντική διερεύνηση ώστε να διαφανεί αν είναι πραγματικές ή λανθασμένες. Σε μια οικογένεια (903) σημειώθηκε η πιο σημαντική ένδειξη σύνδεσης με το γονιδιακό τόπο APTX, η οποία αποδείχτηκε πραγματική και έτσι ακολούθησε περαιτέρω διερεύνηση. Μετά από εκτεταμένο έλεγχο του γονιδίου APTX αποκλείστηκε οποιαδήποτε πιθανή μετάλλαξη. Ακολούθησαν μελέτες σύνδεσης και ομοζυγωτίας σε όλο το γονιδίωμα με στόχο τη χαρτογράφηση ενός νέου γονιδιακού τόπου. Με τον ίδιο στόχο διερευνήθηκαν επίσης άλλες δύο οικογένειες (908 και 815). Τα αποτελέσματα ήταν καταληκτικά μόνο για την οικογένεια 903. Η νόσος φάνηκε να συνδέεται με τη χρωμοσωματική περιοχή 9p21.1-p13.2 μεγέθους 6.49 Mb, γεγονός που υποδεικνύει την εύρεση ενός νέου γονιδιακού τόπου. Το διάστημα περιέχει 164 υποψήφια γονίδια συμπεριλαμβανομένου και του APTX το οποίο έχει αποκλειστεί. Η εύρεση του νέου υπεύθυνου γονιδίου αποτέλεσε τον επόμενο στόχο και θα ολοκληρωθεί μελλοντικά. Όσον αφορά τις οικογένειες 908 και 815 μετά την αρχική τους ανάλυση σύνδεσης διερευνήθηκαν περαιτέρω οι περιοχές με τις ψηλότερες αρχικές ενδείξεις σύνδεσης. Ωστόσο, δεν υπήρξε καταληκτική σύνδεση με κάποια περιοχή. Παρέμειναν υποψήφιες προς μελλοντική διερεύνηση άλλες περιοχές στις οποίες είχαν σημειωθεί μικρότερες ενδείξεις σύνδεσης αρχικά. Συμπερασματικά, ο Κυπριακός πληθυσμός φαίνεται ότι παρουσιάζει ιδιαιτερότητες όσον αφορά τους γενετικούς παράγοντες που εμπλέκονται στην ανάπτυξη της παρεγκεφαλιδικής αταξίας και το πιθανότερο είναι να ευθύνονται άγνωστες ή σπάνιες μεταλλάξεις που χρειάζεται αρκετή ακόμα διερεύνηση ώστε να ταυτοποιηθούν. Επιπρόσθετα, φαίνεται τελικά να υπάρχει γενετική ετερογένεια στον πληθυσμό παρόλο που αποτελεί μια μικρή κλειστή κοινωνία.
description: Spinocerebellar ataxias encompass a heterogeneous group of neurological diseases that affect the cerebellum, the brainstem and the spinal cord. They are divided into the sporadic and the hereditary forms. Ιn the Cypriot population they have been studied since 1989. The present study is a continuation of previous studies which had lead to the identification of a large number of Friedreich’s ataxia patients and carriers of the GAA repeat expansion in the FXN gene. This is the most frequent mutation thus far identified in the population. The second most frequent mutation is the Cypriot mutation c.5308_5311delGAGA recently identified in the SETX gene. Fourteen families and thirty-seven sporadic patients that had been previously excluded for the most frequent mutation of the FXN gene and from other known mutations, remained undiagnosed and were included in this project. The aim was their molecular genetic characterization. Initially, possible known mutations that had not been tested before were investigated and these were finally excluded all the patients. These include the pentanucleotide repeat expansion in the ATXN10 gene, the Cypriot SETX gene mutation and possible exon dosage mutations of the APTX, SETX and FXN genes. Then, possible linkage of all the recessive families at the known loci APTX, SETX, POLG, TDP1, SACS, SYNE1, C10orf2, SCAR3 and SCAR7, was investigated. Results excluded nine families from all the tested loci. Two families showed evidence of linkage at the TDP1 and C10orf2 loci respectively and were not excluded following further analysis. Future investigation will clarify if the indications are true or false positive. A consanguineous family (903) had shown the most significant evidence for linkage at the APTX locus. Extensive investigations of the APTX gene lead to exclusion of any possible mutation type. Further investigation for the identification of a new locus included whole genome linkage analysis and homozygosity mapping. Two other families (908 and 815) were also investigated with the same goal. The results were conclusive only for family 903 where the single chromosomal region 9p21.1-p13.2 responding to 6.49 Mb was finally mapped. This reveals a new locus for ataxias. The genomic interval contains 164 genes including the APTX gene which had been already excluded. Identification of the new gene became the next goal and needs further future investigation. For families 908 and 815 regions with the most significant indications for linkage, selected from the initial scan, were further investigated. No linkage with one of these regions was confirmed. Additional candidate regions showing less significant indications through the initial scan exist in both families for future investigation. In conclusion, these results point out the fact that the Cypriot SCA patients prove to be genetically different than other populations and that ataxias are possibly caused by unknown or rare mutations. Further investigation is necessary for their characterization. Furthermore, the population is characterized by genetic heterogeneity even though it represents a small society.