Fetal dönemde kontraktürlerle seyreden sendromların moleküler etiyopatogenezinin yeni nesil dizileme yöntemleri ile araştırılması
Investigation of molecular etiopathogenesis of syndromes with contractures in fetal period by next generation sequencing methods
Yazar: GÖZDE TUTKU TURGUT
Danışman: DOÇ. DR. GÖZDE YEŞİL SAYIN
İstanbul Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Tıbbi Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2022
Konu: Genetik = Genetics ; Kadın Hastalıkları ve Doğum = Obstetrics and Gynecology ; Moleküler Tıp = Molecular Medicine
Dizin: Artrogripoz = Arthrogryposis ; Dizi analizi = Sequence analysis ; Etyopatogenez = Etiopathogenesis ; Fizik muayene = Physical examination ; Moleküler yapı = Molecular structure ; Prenatal teşhis = Prenatal diagnosis

Özet:
Çoklu konjenital kontraktürler (multiple congenital contractures, MCC); diğer adıyla Artrogripozis multipleks konjenita, iki veya daha fazla vücut bölgesinde bulunan konjenital kontraktürleri niteleyen fenotipik bir tanımlamadır. Tüm ekzom dizileme (TED), bu tip genetik ve fenotipik heterojenite gösteren hastalık gruplarının moleküler etiyolojisinin aydınlatılmasında etkin bir yaklaşım haline gelmiştir. Araştırmamızda, letal MCC spektrumunda değerlendirilen olgularda tüm ekzom dizileme (TED) ile moleküler etiyolojinin belirlenmesi amaçlanmıştır.
Çalışmamıza 11 aileden 15 etkilenmiş fetus dahil edildi. Array-CGH analizi normal sonuçlanmış 11 indeks olguda TED analizi yapıldı. Bütün varyantlar Sanger sekanslama ile doğrulandıktan sonra ailevi segregasyon analizleri gerçekleştirildi. Sekiz ailede COG6, NEB, RAPSN, KIAA1109, DOK7, HSPG2 ve PSAT1 genlerinde bilinen veya novel nitelikte patojenik/olası patojenik varyantlar saptandı. Etiyopatogenezin aydınlatıldığı üç olguda biallelik VPS13B, DNAH9 ve USH2A değişimlerinin saptanması ile olguların ikinci bir tek gen hastalığından etkilendiği gösterildi. Ayrıca, aynı aileden üç benzer etkilenmiş fetusta USP14 geninde çerçeve kaymasına neden olan homozigot bir varyant saptandı. Olgulardaki fenotipin literatürdeki Usp14-mutant fare modelleri ile benzerliği ve çalışmamız kapsamında yapılan RT-qPZR deneyleri, saptadığımız varyantın yeni bir MCC fenotipi ile ilişkisini güçlü bir şekilde destekledi. Böylelikle TED analizi ile kohortun %81,8'inde moleküler etiyoloji belirlenmiş oldu. 
Çalışmamız, tamamı fetal olgulardan oluşan ilk MCC kohort çalışmasıdır. Elde edilen veriler ile; letal MCC fenotiplerinde klinik ve moleküler spektrum genişletilmiş, genotip-fenotip korelasyonuna katkıda bulunulmuş ve USP14-ilişkili ilk insan fenotipi tanımlanmıştır.

Abstract:
Multiple congenital contractures (MCC), alternatively referred to as arthrogryposis multiplex congenita, is a phenotypic descriptor implying congenital contractures in two or more body areas. Whole exome sequencing (WES) provides an effective approach for elucidating the molecular basis, considering the presence of genetic and phenotypic heterogeneity. We aimed to identify the molecular etiology in fetuses within the lethal MCC spectrum, using WES.
15 patients from 11 families displaying MCC were enrolled. WES analysis was performed in 11 index cases that had normal array-CGH results. Sanger sequencing was performed for validation and segregation of the variants. Eight families were shown to harbor known or novel candidate variants in COG6, NEB, RAPSN, KIAA1109, DOK7, HSPG2, and PSAT1. Three patients manifested with blended phenotypes, harboring additional biallelic variants in VPS13B, DNAH9, and USH2A. Moreover, we identified a frameshift variant in USP14 in three similarly affected fetuses. The resemblance of the fetal findings to the previously reported Usp14-/- mouse models and RT-qPCR performed in our study supported that the variant likely led to a novel human MCC phenotype. Overall, molecular etiology was determined in 81.8% of the cohort using WES analysis.
This is the first MCC cohort study conducted entirely on fetuses. Our results provide new insights into the clinical and molecular spectrum of lethal MCC phenotypes, expand the genotype-phenotype correlations, and present the first human phenotype that appears to be attributable to a truncating variant in USP14.