Parkinson genetik etiyogenezinde yeni nesil dizileme (NGS) yöntemi ile saptanan varyantların in-siliko analizi
In-silico analysis of variants that detected by the new generation sequencing (NGS) method in parkinson's genetic etiogenesi̇s
Yazar: AHMET KABLAN
Danışman: PROF. DR. ÖZTÜRK ÖZDEMİR
Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Tıbbi Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2021
Konu: Genetik = Genetics ; Nöroloji = Neurology
Dizin: Dizi analizi = Sequence analysis ; Etyopatogenez = Etiopathogenesis ; Fenotip = Phenotype ; Genetik varyasyon = Genetic variation ; Genetik-medikal = Genetics-medical ; Genler = Genes ; Genotip = Genotype ; Major genler = Major genes ; Nörodejeneratif hastalıklar = Neurodegenerative diseases ; Parkinson hastalığı = Parkinson disease

Özet:
GİRİŞ ve AMAÇ: Parkinson hastalığı sıklıkla ileri yaş popülasyonda görülen substansiya nigra bölgesindeki dopaminerjik nöronların kaybı ile karakterize bir hareket bozukluğu hastalığıdır. Hastalığın %5-15'i genetik yatkınlıkla ilişkilendirilmiştir. Bu çalışmada, moleküler etiyolojik sebeplerin önemli ölçüde heterojenlik gösterdiği parkinsonizmde, Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Tıbbi Genetik Tanı ve Tedavi laboratuvarında yeni nesil DNA dizileme yöntemi ile (NGS) elde edilen çoklu test ve klinik verilerin retrospektif olarak değerlendirilmesi amaçlanmıştır.  

GEREÇ ve YÖNTEM: Bu araştırmada elde edilen veriler, 2018-2019 yılları içerisinde merkezimize başvuran toplam 43 olguya ait aile öyküleri, klinik bilgileri yanısıra güncel literatür tarafından Parkinson hastalığı ile ilişkilendirilmiş toplam 18 gen içeren gen paneli kullanılarak elde edilen laboratuvar verileri retrospektif olarak değerlendirilmiştir. Parkinson hastalığı genetik etiyolojisi açısından erişilebilir güncel literatür değerlendirildiğinde ülkemizde yapılan en geniş gen panelinin kullanıldığı  genetik etiyoloji çalışmasıdır. 

Araştırmada, çalışmaya dahil edilen olgulara ait; anamnezler gözden geçirildi, genetik verileri ve aile ağaçları elde edildi, değerlendirildi. Elde edilen genetik varyantlar doğrultusunda olgulara ait fenotip – genotip ilişkisi güncel literatür ile korele edildi.

BULGULAR: Güncel veritabanları değerlendirmesine tabi tutulan verilerin analizi sonucunda her olguda en az bir olmak üzere toplam 14 vakada klinikle uyumlu olabilecek genetik varyant saptandı. Değerlendirilen 29 olguda klinik olarak anlamlı olabilecek genetik varyant saptanmadı. Parkinson patogenezinde primer olarak bildirilen toplam 3 spesifik  varyant  tanımlanmıştır. Saptanan bu spesifik varyantların (EIF4G1 c.3142A>G (p.Ser1048Gly), ATP13A2 c.2859G>A (p.Thr953=), LRRK2 c.4915delA(p.Arg1639GlyfsTer15)) Parkinsonizm genetik etiyogenezinde önemli ölçüde uyumluluk gösterdikleri değerlendirilmiştir. Olgularımıza ait daha önce bildirilmemiş iki yeni varyant saptanmıştır. 


TARTIŞMA ve SONUÇ: Araştırma sonunda NGS analizlerinde kullanılan veri tabanlarının güncellenmesi ve konu ile ilgili yeni üretilmiş akademik verilerle desteklenmesinin Parkinson hastalarının doğru ve etkin tanı almalarında önemli ölçüde katkı verici olduğu anlaşılmıştır. Bu duruma örnek olarak, aynı genetik verilerin farklı zamanlarda revize edilmiş veri tabanları ile değerlendirildiklerinde farklı klinik önemde değerlendirildiği açıklıkla görülecektir. Sonuç olarak,  moleküler etiyolojik tetikleyicilerin önemli ölçüde heterojenlik gösterdiği Parkinsonizmde doğru ve etkin tanı için NGS yönteminin sağladığı faydanın yanı sıra, elde edilen verilerin Tıbbi Genetik alanında tanı amaçlı kullanılan ileri test ve yöntemlerle korele edilmesi ve seçilmiş olgularda hasta ve varyantların takibi ve belirli aralıklarla tekrardan değerlendirilmesi, bu doğrultuda genetik danışma planlanmasının yararlı olacağı önerilmiştir. Olguların, daha geniş kohortların dahil edildiği, kapsamlı paneller ile çalışılmasının ve bu çalışılan panellerin yine sürekli güncellenen veri tabanları ile değerlendirilmesinin hayati öneme sahip olduğu anlaşılmıştır.

Abstract:
INTRODUCTION and AIM: Parkinson's disease is a movement disorder disorder characterized by the loss of dopaminergic neurons in the substantia nigra region, which is frequently seen in the elderly population. 5-15% of the disease has been associated with genetic predisposition. In this study, it has been aimed to retrospectively evaluate the clinical data and multiple tests data obtained by the new generation DNA sequencing method (NGS) at the Medical Genetic Diagnosis and Therapy Laboratory of Çanakkale Onsekiz Mart University in parkinsonism, where molecular etiological causes show significant heterogeneity.

MATERIALS and METHODS: In this study, family histories and clinical information of 43 cases, as well as the laboratory data obtained by using the gene panel containing a total of 18 genes associated with Parkinson's disease by the current literature were evaluated retrospectively. This has been largest gene panel reported for Parkinson's disease genetic etiology study in our country, considering the current databases available in terms of genetic etiology.

	In the research, anamnesis were reviewed, genetic data and family pedigrees were obtained and evaluated for the cases included in this study. In line with the genetic variants obtained, the phenotype-genotype relationship of the cases was correlated with the current literature. 

RESULTS: As a result of the analysis of the data subjected to the evaluation of current databases, a genetic variant that may be compatible with the clinic was determined in 14 cases, with at least one in each case. No clinically significant genetic variant was detected in the 29 cases. 

	There was two previously unreported novel variants, and  total of  three specific variants that were reported as primary in Parkinson's pathogenesis were identified. These specific variants (EIF4G1 c.3142A> G (p.Ser1048Gly),  ATP13A2 c.2859G> A (p.Thr953 =), LRRK2 c.4915delA (p.Arg1639GlyfsTer15)  were considered to be significantly compatible in Parkinsonism genetic etiogenesis.

DISCUSSION and CONCLUSION: When the data evaluated afterward, it has been stated that updating the databases used in NGS analyzes and supporting them with newly produced academic data on the subject significantly contributed to the correct and effective diagnosis of Parkinson's patients. As an example of this situation, it has clearly seen that the same genetic data are evaluated with different clinical significance when evaluated with databases revised at different times. In conclusion, we have suggested that in addition to the benefit provided by NGS method for accurate and effective diagnosis in Parkinsonism, where molecular etiological triggers show significant heterogeneity, correlation of the obtained data with advanced tests and methods used for diagnosis in the field of Medical Genetics as well as reanalysis of the genetic data in selected cases and planning genetic counseling in this direction will be useful. We have proposed that it is of vital importance to study cases with comprehensive panels, including larger cohorts, and to evaluate these panels with continuously updated databases.