Rasopatilerin moleküler etiyopatogenezinin yeni nesil dizileme ile aydınlatılması
Elucidating the molecular etiopathogenesis of rasopathies with next generation sequencing
Yazar: ESMA NUR KONUR AKBAŞ
Danışman: DOÇ. DR. AYÇA DİLRUBA ASLANGER
İstanbul Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Tıbbi Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2024
Konu: Genetik = Genetics ; Moleküler Tıp = Molecular Medicine

Özet:
RASopatiler; hücre proliferasyonu, sağkalımı, farklılaşması ve metabolizması gibi fizyolojik hücresel süreçlerde görevli RAS/mitojenle aktive edilen protein kinaz (Mitogen-Activated Protein Kinase, MAPK) sinyal yolağı genlerindeki patojenik varyantlar sonucu ortaya çıkan, nöro-kardiyo-fasiyal-kutanöz tutulumların ön planda olduğu bir konjenital malformasyon sendromları grubudur. Tahmini 1/1.000 sıklık ile toplumun büyük bir kısmını etkilediği düşünülmektedir.  Çoğunlukla otozomal dominant kalıtım  gösterir. Klinik olarak Noonan sendromu (NS) ve ilişkili sendromlar, nörofibromatozis tip 1 (NF1) ve ilişkili sendromlar, sistemik olmayan RASopatiler ve mozaik RASopatiler olarak sınıflandırılmaktadır. Hem bu gruptaki sendromlar birbirinin ayırıcı tanısında yer almaktadır hem de gros/submikroskobik kromozom anomalileri ve RAS/MAPK yolağında bulunmayan tek gen hastalıkları RASopatilerin ayırıcı tanısında bulunmaktadır. Yeni nesil dizileme (YND) tabanlı hedefli paneller ve  tüm ekzom dizileme (TED); RASopatilerin tanısına, etiyolojide yer alan yeni genlerin ve varyantların tanımlanmasına, yeni fenotip-gen ilişkilerinin kurulmasına ve ayırıcı tanıda yer alan diğer fenotiplerin belirlenmesine önemli katkı sağlamaktadır.
Çalışmaya, İstanbul Üniversitesi İstanbul Tıp Fakültesi Tıbbi Genetik Anabilim Dalı polikliniğine 2000-2024 yılları arasında başvuran, RASopati tanılı veya ön tanılı retrospektif bulguları ile hedefli YND paneli çalışılmış 44 postnatal olgu ve bu olgular arasından yazılı onamları alınarak TED analizi yapılan altı aile dahil edilmiştir. TED analizleri NS klinik tanılı olguların birinde ikili (duo), dördünde üçlü (trio) ve birinde dörtlü (quad) olarak yürütüldü. Çalışmada RASopati fenotiplerinden NS, NF1, NF1-mikrodelesyon sendromu, Watson sendromu, Nörofibromatozis-Noonan sendromu, gevşek anagen saçlı Noonan benzeri sendrom, Multipl lentijinli Noonan sendromu ve RAS ilişkili lökoproliferatif bozukluk saptandı. Retrospektif moleküler tanılı grupta iki novel NF1 varyantı bildirildi. TED-trio çalışılan olgulardan birinde LZTR1 geninde "klinik önemi belirsiz" homozigot kırpılma bölgesi varyantı saptandı. TED-trio analizi yapılan NS klinik tanılı olgunun maternal kalıtılan NF1 varyantı bildirildi. TED-quad çalışılan olgunun etkilenmiş erkek kardeşi ile AMMECR1 geni ilişkili X'e bağlı Orta Yüz Hipoplazisi, İşitme kaybı, Eliptositoz ve Nefrokalsinozis (MFHIEN) fenotipine sahip olduğu gösterildi. TED-trio analizi yapılan bir olguda RAS/MAPK yolağı ilişkili RAPGEF4 geninde bildirilen varyant, protein modellemesi ile değerlendirildi. 
Bu çalışmada, RASopati tanılı ve ön tanılı olguların klinik bulguları ve YND analiz sonuçları sunulmuştur. Bildirilen novel varyantlar, NF1 geni NS ilişkisi, MFHIEN fenotipinin RASopati ayırıcı tanısında yer alması ve fenotip ilişkisi bildirilmemiş RAS/MAPK yolağındaki RAPGEF4 geni varyantı ile literatüre katkı sağlanmaktadır. Bu çalışma bulguları sunulan 44 olgu ile, Türkiye'den bildirilen en kapsamlı postnatal RASopati serilerinden biri olma özelliği taşımaktadır.
Anahtar Kelimeler: RASopati, RAS/MAPK yolağı, yeni nesil dizileme, YND, tüm ekzom dizileme, TED

Abstract:
RASopathies are a group of congenital malformation syndromes with predominant neuro-cardio-facial-cutaneous involvement resulting from pathogenic variants in RAS/mitogen-activated protein kinase (MAPK) signaling pathway genes involved in physiological cellular processes such as cell proliferation, survival, differentiation and metabolism. It is considered to affect a large proportion of the general population with an estimated frequency of 1/1.000.  It mostly shows autosomal dominant inheritance. Clinically, RASopathies are classified as Noonan syndrome (NS) and related syndromes, neurofibromatosis type 1 (NF1) and related syndromes, non-systemic RASopathies and mosaic RASopathies. The syndromes in this group are included in the differential diagnosis of each other and gross/submicroscopic chromosomal anomalies and single gene disorders not directly related to RAS/MAPK pathway are included in the differential diagnosis of RASopathies. Next generation sequencing (NGS)-based targeted gene panels and whole exome sequencing (WES) contribute to the diagnosis of RASopathies, identification of novel genes and variants involved in the etiology, establishment of new phenotype-gene associations and identification of other phenotypes in the differential diagnosis.
The study included 44 postnatal patients with a diagnosis or pre-diagnosis of RASopathy who presented to the outpatient clinic of the Department of Medical Genetics, Istanbul University, Istanbul Faculty of Medicine, between 2000 and 2024 and underwent a targeted NGS panel study with retrospective findings, and six families among these cases who underwent WES analysis with written informed consent. WES analyses were conducted as duo in one, trio in four and quad in one of the cases with NS clinical diagnosis. Among the RASopathy phenotypes, NS, NF1, NF1-microdeletion syndrome, Watson syndrome, Neurofibromatosis-Noonan syndrome, Noonan syndrome with loose anagen hair, Noonan syndrome with multiple lentigines and RAS-associated leukoproliferative disorder were detected. Two novel NF1 variants were reported in the retrospective molecular diagnosis group. A homozygous splice-site variant of uncertain clinical significance in the LZTR1 gene was detected in one of the WES-trio studied cases. A maternally inherited NF1 variant was reported in the patient with clinical diagnosis of NS who underwent WES-trio analysis. The WES-quad studied patient was shown to have an AMMECR1 gene-related X-linked Midface Hypoplasia, Hearing loss, Eliptocytosis and Nephrocalcinosis (MFHIEN) phenotype with an affected brother. The variant reported in the RAS/MAPK pathway-associated RAPGEF4 gene in a case with WES-trio analysis was evaluated by protein modeling. 
In this study, clinical findings and results of NGS analysis of RASopathy diagnosed and prediagnosed cases were presented. We contribute to the literature with the novel variants reported, the NS association of the NF1 gene, the inclusion of the MFHIEN phenotype in the differential diagnosis of RASopathies and the RAPGEF4 gene variant in the RAS/MAPK pathway with no reported phenotype association. This study is one of the most comprehensive postnatal RASopathy series reported from Turkey with 44 cases.
Keywords: RASopathy, RAS/MAPK pathway, next generation sequencing, NGS, whole exome sequencing, WES