Kalıtsal retinal distrofilerde genetik etiyolojinin tüm ekzom dizileme yöntemi ile retrospektif araştırılması
Retrospective investigation of genetic etiology in inherited retinal dystrophies by whole exome sequencing
Yazar: ZÜLAL KELEŞ
Danışman: PROF. DR. AYFER ÜLGENALP
Dokuz Eylül Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Tıbbi Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2022
Konu: Genetik = Genetics
Dizin: Ekzom dizileme = Exome sequencing ; Etyoloji = Etiology ; Genetik = Genetics ; Genetik hastalıklar-doğuştan = Genetic diseases-inborn ; Göz = Eye ; Retina = Retina ; Retina hastalıkları = Retinal diseases ; Retrospektif çalışmalar = Retrospective studies

Özet:
Kalıtsal retinal distrofiler (KRD) genetik ve klinik açıdan geniş dağılıma sahip bir hastalık grubudur. Bu zamana kadar 250'den fazla KRD ilişkili gen tanımlanmıştır ve yeni nesil dizileme teknolojilerinin geliştirilmesiyle aday gen ve değişimlerin keşfi hız kazanmıştır. Moleküler tanı klinik açıdan benzer özellik gösterebilen alt grupların kesinleştirilmesi, takip ve olgu yönetimi, genetik danışma, preimplantasyon genetik tanı gibi konularda avantajlar sağlamaktadır. Bunun yanı sıra son yıllarda bu hastalık için gen terapi çalışmalarına ağırlık verilmesi erken dönemde genetik tanının önemini giderek artırmaktadır. Gelişen teknolojilere rağmen KRD'de genetik tanı oranı %50-65 olarak bildirilmektedir. Bu tez çalışmasında klinik olarak KRD tanısıyla izlenen birbirinden bağımsız 15 olgu tüm ekzom dizileme yöntemiyle incelenmiştir. Tüm ekzom dizilemenin bu hasta grubunda tanıya katkısını göstermek, tespit edilen değişimler için genotip-fenotip korelasyonu kurmak,  klinik alt tipler, kalıtım paterni, gen ve varyant dağılımını ortaya çıkarmak amaçlanmıştır. Ayrıca ülkemizde nispeten daha az tanınan bu hastalık için farkındalığı artırmak, bulunan değişimleri önceki çalışmalar eşliğinde tartışmak ve aday gen, varyant, gen-hastalık ilişkisini literatüre kazandırmak hedeflenmiştir. Çalışmada 15 olgunun 11'inde (%73) tüm ekzom dizileme yöntemiyle klinik ve kalıtım paterniyle uyumlu değişim saptanmıştır. Stargardt Hastalığı tanılı bir olguda ABCA4 c.4102C>T muhtemel patojenik, Usher Sendromu tanılı iki olguda sırasıyla USH2A c.12394del ve USH1C c.346del muhtemel patojenik, retinitis pigmentoza tanılı 3 olguda sırasıyla ABCA4 c.1853G>A, PCARE c.3002G>A patojenik ve RPGRIP1 c.2302C>T muhtemel patojenik homozigot değişimleri gözlenmiştir. İki retinoskizis tanılı olguda sırasıyla RS1 c.575C>T, RS1 c.326G>C ve retinitis pigmentoza tanılı bir olguda RP2 c.181_182del muhtemel patojenik hemizigot değişimleri tanımlanmıştır. Bir retinitis pigmentoza ve bir kon distrofi tanılı olguda ise ACMG kriterlerine göre klinik önemi bilinmeyen olarak sınıflandırılan fakat literatürde hastalıkla ilişkili olduğu bildirilen IFT81 c.1969C>T ve KCNV2 c.782C>A homozigot değişimleri sırasıyla saptanmıştır. İskelet bulgularıyla giden fakat izole retinal distrofi kliniğinin de bildirildiği IFT81 geni için geç konuşma öyküsü dışında ek özelliği bulunmayan retinitis pigmentoza tanılı olgu bu çalışmayla tanımlanmıştır. 11 hastada bulunan varyantlardan RP2 c.181_182del daha önce literatürde ve veri tabanlarında bildirilmemiştir. Tanı konulan 11 olguya ek olarak iki olguda sırasıyla patojenik USH2A c.2299del ve muhtemel patojenik CEP78 c.1372G>T heterozigot değişimleri gözlenmiştir. Çalışmada retinitis pigmentoza tanılı olgularda diğer KRD alt gruplarına göre ve en az bir çocukluk çağı başlangıçlı ek sistem etkilenmesi olan grupta izole olgulara göre silier genler anlamlı ölçüde yüksek saptanmıştır. Sonuçlar bu klinik özelliklere sahip olguların tanısında silier genlerin ön planda düşünülmesinin önemini vurgulamaktadır. Tanı konulamayan olgular için aile taramasına, ileri moleküler incelemelere ve bulunan varyantların etkisini öngörebilmek açısından fonksiyonel çalışmalara ihtiyaç duyulmaktadır.

Abstract:
Inherited retinal dystrophies are a group of diseases which have a wide genetic and clinical spectrum. So far more than 250 clinically relevant genes have been identified, and the discovery of candidate genes and mutations has accelerated with the development of next-generation sequencing technologies. Molecular diagnosis provides advantages such as confirmation of clinically overlapping subgroups, case management and follow-up, genetic counseling, and preimplantation genetic diagnosis. Moreover, the emphasis on gene therapy studies for this disorders in recent years has gradually increased the importance of genetic diagnosis in the early period of disease. Despite increasing technologies, the rate of genetic diagnosis in inherited retinal dystrophies is reported to be 50-65%. In this study, 15 unrelated cases which have one of the hereditary retinal dystrophy subgroups were analyzed by whole exome sequencing. It is aimed to indicate the contribution of whole exome sequencing to the diagnosis in this patient group, to determine a genotype-phenotype correlation for the detected changes, to reveal clinical subtypes, inheritance pattern, gene and variant distribution. In addition, it is aimed to raise awareness about this relatively less known disease in our country, to discuss the variants we have detected in the light of previous studies, and to bring the candidate gene, variant, gene-disease relationship to the literature. In this research, we detected variants which consistent with the clinical and inheritance pattern in 11 of the 15 cases (73%) by whole-exome sequencing method. The ABCA4 c.4102C>T likely pathogenic homozygous variant was detected in a patient with Stargardt Disease. USH2A c.12394del and USH1C c.346del homozygous likely pathogenic changes were observed respectively in two patients diagnosed with Usher Syndrome. ABCA4 c.1853G>A pathogenic, PCARE c.3002G>A pathogenic and RPGRIP1 c.2302C>T likely pathogenic homozygous changes were detected in 3 cases diagnosed with retinitis pigmentosa, respectively. Morover, we observed a RP2 c.181_182del likely pathogenic hemizygous variant, which has not been reported in databases and literature before, in a patient with a diagnosis of retinitis pigmentosa. In addition, RS1 c.575C>T and c.326G>C hemizygous likely pathogenic changes were observed in two patients with retinoschisis, respectively. We found IFT81 c.1969C>T and KCNV2 c.782C>A homozygous changes in one retinitis pigmentosa and one cone dystrophy patient, respectively, classified as clinically unknown according to ACMG criteria, but previously reported to be associated with the disease in the literature. In this study, a case of retinitis pigmentosa with no additional features other than late speech history in the IFT81 gene, which is associated with skeletal ciliopathies or isolated retinal dystrophy, was described. In addition to 11 patients, pathogenic USH2A c.2299del and likely pathogenic CEP78 c.1372G>T heterozygous changes were observed in two cases, respectively. In the study, ciliary genes were found to be significantly higher in patients diagnosed with retinitis pigmentosa compared to the other IRD subgroups and in the cases with at least one childhood-onset additional system involvement compared to isolated cases. The results highlight the importance of regarding ciliary genes for the genetic diagnosis of patients with these clinical features. For undiagnosed cases, segregation analysis, further molecular studies and functional researches are needed.