Ailevi epilepsilerde tüm genom analizleri
Whole genome analysis in familial epilepsies
Yazar: EMRAH YÜCESAN
Danışman: DOÇ. DR. SİBEL AYLİN UĞUR İŞERİ
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Genetik = Genetics ; Nöroloji = Neurology
Dizin: Aile = Family ; Epilepsi = Epilepsy ; Genetik = Genetics ; Genetik hastalıklar-doğuştan = Genetic diseases-inborn ; Genom = Genome ; Nadir hastalıklar = Rare diseases

Özet:
Ailevi epilepsiler, sendromik zihinsel yetmezlik ile birlikte görülen ve nadir hastalıklar başlığı altında değerlendirilen ciddi bir halk sağlığı sorunudur. Ülkemizde akraba evliliği oranının görece yüksek olması otozomal resesif (OR) kalıtım modelindeki hastalıkların görülme sıklığının artmasına neden olmaktadır. Yeni nesil dizileme teknolojilerindeki gelişime paralel olarak otozomal resesif kalıtım özelliği gösteren pek çok hastalığa neden olan çok sayıda gen belirlenebilmiştir. Tez çalışması kapsamında OR kalıtım modeline uygun ailesel geçiş gösteren ve epilepsinin eşlik ettiği sendromik zihinsel yetmezlik gibi bulguları olan bireylere sahip akraba evliliği yapmış 3 ailede toplam 24 birey incelenmiştir. İncelenen ailelerde tüm genom genotipleme, bağlantı analizi ve ekzom dizileme analizlerinin kombinasyonuyla hastalığa neden olabilecek olası varyantların tespiti amaçlanmıştır. Her ailedeki etkilenmiş bireylerde hastalığa neden olan olası varyantların tespiti amacıyla kullanılan teknikler benzer olsa da yaklaşım ve tekniklerin kombinasyonu her fenotip için farklıdır. Aile 1' de gerçekleştirilen analizler sonucunda, etkilenmiş 3 kardeşte ortak olarak bulunan ve daha önce literatürde bildirilmemiş EEF1D genindeki c.948G>A, p.Trp316Ter patojenik varyantı belirlenmiştir. Tespit edilen varyant normalde 647 amino asit içeren proteinin 316. pozisyonunda bir dur kodonuna neden olmaktadır. Aile 2' de gerçekleştirilen analizler sonucunda, etkilenmiş 2 kardeşte ortak olarak bulunan ve literatürde daha önce bildirilmemiş DUS1L genindeki c.896_897delA, p.298Glu_299Glyfs*97 patojenik varyantı belirlenebilmiştir. Varyant normalde 474 amino asit içeren  proteinin 395. amino asitinde dur kodonuna neden olmaktadır.  Aile 3' te ise birbirinden bağımsız iki klinik tablo bulunmaktadır. İlk klinik tablo epilepsinin bir alt tipi olan ULH' dir. İlk analiz etkilenmiş bireylerdeki genetik alt yapının gösterilmesi ve ailedeki tüm bireylerin analizini içermektedir. İkinci klinik tablo ise motor mental gelişme geriliğidir (MMGG) ve etkilenmiş 2 birey ve ailedeki diğer bireylerin bir arada değerlendirmesi ile hastalığa neden olan genin tespiti amaçlanmıştır. İlk analiz için ULH tanılı bireyin tüm genom genotiplenmesi sonucunda hastalığa neden olduğu bilinen CSTB geninin etrafında homozigotluk göstermesi nedeniyle tüm aile CSTB açısından incelendi. CSTB' nin 5' UTR bölgesindeki tekrar artışı 2 hasta kardeşte ve henüz tanı almamış diğer 2 kardeşte gösterildi. İkinci fenotip olan MMGG analizi sonucunda ise etkilenmiş iki kardeşte ortak olarak bulunan NALCN genindeki c.3056dupT, p.Leu1019Phefs*30 varyantı belirlenmiştir. 
Tüm bu bulgular ışığında yeni nesil dizileme teknolojilerinin uygulanmasıyla, ailesel geçiş gösteren OR kalıtım modelindeki hastalıklara neden olan genlerin tespit edilebileceği ortaya konmuştur.

Abstract:
Familial epilepsies are serious public health issue which involves syndromic intellectual disability considered under the category of rare diseases. High percentage of consanguineous marriages in our country is the reason for increasing frequencies of diseases with autosomal recessive (AR) inheritance models. Next generation sequencing has allowed us to detect gene(s) responsible for recessively inherited diseases. In this study a total of 24 individuals from 3 families with consanguineous marriages were considered for inherited autosomal recessive disease model where syndromic intellectual disabilities were seen accompanied with epilepsy. The aim was to identify candidate disease-causing variants selected from combined analyses - conducted on families under consideration - of whole genome genotyping, linkage analysis and exome sequencing. Even though techniques used for identifying candidate disease-causing variants in affected individuals were similar, varying approaches and combinations of techniques for each phenotype were used. Analyses performed in family 1 revealed c.948G>A, p.Trp316Ter pathogenic variant in EEF1D gene which is novel and shared 3 affected siblings. This variant generates a stop codon in position 316 of the protein which normally consists of 647 amino acids. Analyses performed in family 2 had revealed c.896_897delA, p.298Glu_299Glyfs*97 pathogenic variant in DUS1L gene, which is novel in the literature and shared for 2 affected siblings. This variant generates stop codon in position 395 of a protein which normally consists of 474 amino acids. Family 3 presents two independent clinical features. The first one is ULH which is a sub type of epilepsy. Initial analysis involved the enlightenment of genetic background of affected and healthy individuals within that family. The second clinical feature was motor mental developmental delay (MMDD) and 2 affected individuals and the rest of the family were analyzed in order to detect the gene responsible for the condition. Analysis conducted on individuals diagnosed with ULH had pointed to gene CSTB which is known to cause the condition. The regions flanking this gene were a homozygous in affected individual, so the whole family was analyzed with respect to this gene. Increase in numbers of repeat sequences in 5` UTR region of CSTB was shown in 2 affected and 2 undiagnosed siblings. Analysis of a second phenotype which is MMDD had revealed NALCN gene variant c.3056dupT, p.Leu1019Phefs*30 in two affected siblings.
These findings had proven the applicability of next generation sequencing in identifying disease-causing genes with autosomal recessive inheritance.