Subkortikal enfarkt ve lökoensefalopati ile giden serebral arteriyopati (cadasıl/carasıl) hastalığı ile ilişkili notch3 ve htra1 gen mutasyonlarının araştırılması
Investigation of the notch3 and htra1 gene mutations in cerebral arteriopathy with subcortical infarcts and leukoencephalopathy (cadasil/ carasil)
Yazar: BURCU RÜSTEMOĞLU
Danışman: PROF. DR. ZEHRA OYA UYGUNER ; DR. GÜVEN TOKSOY
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Genetik = Genetics
Dizin: Demans = Dementia ; Ensefalopati = Encephalopathy ; Fenotip = Phenotype ; Genetik hastalıklar-doğuştan = Genetic diseases-inborn ; Genler = Genes ; Genotip = Genotype ; Mutasyon = Mutation ; Serebral enfarktüs = Cerebral infarction ; İnme = Stroke

Özet:
CADASIL, subkortikal enfarkt ve lökoensefalopati ile giden otozomal dominant (OD) serebral arteriyopati, beyindeki küçük damarların vasküler bir faktör olmaksızın tıkanması sonucu, ak maddenin bozulması ile ortaya çıkan sistemik bir mikroanjiyopati hastalığıdır. Otozomal resesif (OR) formu ise çok daha nadir görülen CARASIL'dir. CADASIL, 19p13.12'de lokalize 33 ekzonlu NOTCH3'deki mutasyonlarla ilişkili olup ekzon 2-6 ve 11'de frekansının yüksek olduğu bildirilmektedir. CARASIL ise 10q25'de lokalize 9 ekzonlu HTRA1'deki mutasyonlarla ilişkilidir. 
Amacımız, CADASIL/CARASIL klinik tanılı olgularda NOTCH3 ile HTRA1 genlerinin incelenmesi, mutasyon sıklıklarımızın belirlenmesi ve moleküler tanı stratejimizin oluşturulmasıdır. Sonuçlarımızın ailelere etkin genetik danışmanlık verilmesine ve tedavi stratejilerine katkı sağlaması beklenmektedir.  
Projede algoritmik bir yaklaşımla 64 olguda NOTCH3 hedef ekzon bölgeleri 2-6 ve 11, Sanger dizileme (SD) ile, NOTCH3 tüm gen yeni nesil dizileme (YND) temelli özgün panel-gen testi ile, panelin kapsamadığı bölgeler ve HTRA1 geni SD ile incelendi.
NOTCH3 hedef bögelerindeki mutasyon sıklıkları laboratuvarımızda yapılan önceki test sonuçlarıyla birlikte retrospektif olarak değerlendirildiğinde mutasyon oranımız % 20.8 idi.  Panel-gen testinin ekzon 19 ve 22'de gösterilen farklı mutasyonlarla tanıya katkısı % 5.5 olarak belirlendi. Panelin kapsamı dışındaki bölgelerde herhangi bir mutasyon saptanmaması, bu bölgelerin tanı gücünün düşük olduğunu gösterdi. Panel-gen uygulamasının büyük kohortlarda birlikte çalışma olanağı sunarak sık ve nadir mutasyonların gösterilmesini sağlaması iş yükü/zaman açısından avantajlı görüldü. 
HTRA1 geninde tek bir olguda mutasyon saptandı. Bu durumun klinik kriterlerin heterojenliği ilişkili olabileceği ya da hastalığın toplumumuzda da nadir olduğunu düşündürdü.
NOTCH3 ve HTRA1 genlerinde mutasyon saptanmayan örneklerin fenotiple ilişkili yeni genlerin araştırılmasına yönelik projelere önemli bir kaynak teşkil etmesi beklenmektedir.

Abstract:
CADASIL, cerebral autosomal dominant arteriopathy with subcortical infarction and leukoencephalopathy, is a systemic microangiopathic disease of the brain caused by impaired circulation of the small vessels. Mutations in NOTCH3 on 19p13.12 are responsible for the phenotype. Of its 33 exons, exons 2-6 and 11 are hot spot regions. Autosomal recessive (AR) form of the disease, CARASIL, is associated with mutations in HTRA1- a nine exon gene on 10q25, and is less common.
Our aim is to screen for NOTCH3 and HTRA1 genes in clinically diagnosed CADASIL / CARASIL patients, to determine the mutation frequencies and to improve molecular diagnostic strategy. We anticipate that our results will provide effective genetic counseling, and contribute to treatment strategies.
In this project, NOTCH3 target regions (exons 2-6 and 11) were Sanger sequenced in 64 cases, as well as applying targeted next generation sequencing (NGS) panel for NOTCH3. Analyses of missed regions of NOTCH3 and HTRA1 were performed by Sanger sequencing.
Mutation frequency of NOTCH3 target regions, evaluated with the previous test results was 20.8%.  NGS panel contributed an additional 5.5% with mutations identified in exons 19 and 22. We observed that NGS decreases work load and time spent in large cohort analysis while easily identifying frequent and rare mutations.
Only one patient had HTRA1 gene mutation which points to the high clinical heterogeneity of the disease, and its rarity in Turkey.
We expect that cases with no mutations in NOTCH3 and HTRA1 genes will be an important resource for the identification of novel genes.