Diamond-blackfan anemisi bulunan ve etiyolojisi çözülemeyen hastalarda nadir genetik sebeplerin araştırılması
Investigation of rare genetic causes in diamond-blackfan anemia patients with unknown etiology
Yazar: AYŞE GÜREL
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ARDA ÇETİNKAYA
Hacettepe Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Tıbbi Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2023
Konu: Genetik = Genetics

Özet:
Diamond-Blackfan Anemisi (DBA) erken başlangıçlı hipoplastik anemi ve konjenital malformasyonlarla karakterize bir kalıtsal kemik iliği yetmezliği sendromudur (KKİYS). Aynı zamanda bir ribozomopati olan DBA'da en sık (%25) etkilenen gen bir ribozomal proteini (RP) kodlayan RPS19'dur. Son yıllarda RP ilişkisiz nadir otozomal resesif DBA nedenleri (ADA2, HEATR3) tanımlansa da literatürdeki iyi incelenmiş DBA kohortlarında dahi etkilenmiş bireylerin ~%20'sinde genetik etiyoloji aydınlatılamamaktadır. Bu tez çalışmasında, DBA'nın genetik etiyolojisini araştırmak için Türkiye genelinden DBA ön tanısı ile başvuran 30 etkilenmiş birey, öncelikle hastalıkla ilişkili olabilecek RPS19 veya ADA2 varyantları açısından değerlendirilmiş, ardından mikrodizin yöntemi ile kopya sayısı değişiklikleri irdelenmiş ve son olarak tüm ekzom dizileme (WES) analizi ile incelenmiştir. Bu inceleme sonucu 30 etkilenmiş bireyin 12'sinde (%40) DBA ilişkili RP genlerinde (RPS19, RPL5, RPS29, RPS26, RPS24, RPL35A) hastalıkla ilişkili değişiklikler saptanmış, 3 etkilenmiş bireyde (%10) ise bialelik ADA2 mutasyonları bulunmuştur. Tez kohortunda genetik etiyolojinin aydınlatılma oranı %70 olup etiyolojinin ortaya çıkarıldığı 3 bireyde (%10) tanı DBA-dışı bir KKİYS geninde (SLC25A38, TINF2, CDIN1), 3 bireyde ise (%10) başka sendromlara yol açan genlerde (ZNF699, SLC29A3, STXBP1, CRAT) saptanan varyantlarla ilişkilidir. DBA ilişkili varyant saptanan bireyler arasında bir etkilenmiş bireyde RPL5 genini içeren de novo duplikasyon keşfedilmesi sebebiyle DBA'da ilk defa bir RP geni duplikasyonu hastalıkla ilişkilendirilmiştir. Ayrıca, iki etkilenmiş birey bulunan bir ailede RPS29 geninde otozomal resesif kalıtım ile uyumlu olarak DBA fenotipi ile segrege olan nadir bir varyant bulunmuş, böylece RP ilişkili DBA'da otozomal resesif kalıtımın da mümkün olduğu ilk defa gösterilmiştir. Bunlara ek olarak, 1 etkilenmiş bireyde snoRNA'ların (small nucleolar RNA) taşınmasında görevli bir protein kodlayan bir gende heterozigot çerçeve kaymasına yol açan nadir bir de novo mutasyon saptanmış ve DBA için aday gen olarak belirlenmiştir. Ek olarak, Hacettepe DBA kohortunda genotip-fenotip korelasyonu incelenmiş, ilk defa patojenik ADA2 varyantına sahip bireyler ile klasik DBA'lı bireyler arasındaki fenotipik farklılıklar gösterilmiştir. Sonuç olarak, DBA'nın genetik etiyolojisini aydınlatma amacıyla yola çıkılan bu çalışmada DBA'ya neden olan genlerin yanı sıra yeni bir aday gen ve bilinen genlerde yeni genetik özellikler ortaya konulmuştur.

Abstract:
Diamond-Blackfan Anemia (DBA) is an inherited bone marrow failure syndrome (IBMFS) characterized by early-onset anemia and congenital malformations. DBA is also classified as a ribosomopathy, as the most frequently (%25) affected gene is RPS19, encoding a ribosomal protein (RP). Although rare autosomal recessive causes beside RPs (ADA2, HEATR3) have been described in recent years, the genetic etiology cannot be elucidated in ~20% of individuals, even in well-studied DBA cohorts. In this thesis, 30 affected individuals from Turkey who were referred with a suspected diagnosis of DBA has been examined to elucidate the unresolved genetic etiology. These affected individuals were first evaluated for disease-causing RPS19 or ADA2 variants, then copy number variations were examined by microarray and finally whole exome sequencing (WES) analysis was performed. As a result, pathogenic variants were found in DBA-related RP genes (RPS19, RPL5, RPS29, RPS26, RPS24, RPL35A) in 12 (40%) of the 30 affected individuals and biallelic ADA2 mutations were detected in 3 (10%) affected individuals. In the thesis cohort, the diagnostic rate was 70%, including 6 (20%) individuals with a pathogenic variant in a non-DBA gene whose etiology was clarified. Among individuals with DBA-related variants, a de novo duplication containing RPL5 was observed and, for the first time, a RP gene duplication has been associated with DBA. Additionally, in a family with 2 affected individuals a rare variant in RPS29 gene was found to segregate with the DBA phenotype consistent with an autosomal recessive inheritance pattern, unveiling autosomal recessive inheritance as a possible mechanism in RP-related DBA. Furthermore, a rare de novo heterozygous frameshift mutation in a protein-coding gene involved in the transport of snoRNAs was demonstrated in an affected individual, and a potential candidate gene for DBA was identified. In addition, genotype-phenotype correlations within the Hacettepe DBA Cohort was explored, and the phenotypic differences between individuals with pathogenic ADA2 variants and individuals with classical DBA has been demonstrated for the first time. In conclusion, in this thesis, the genetic causes of DBA in Turkey has been investigated in a large cohort, shedding light on the etiology of DBA by uncovering new mechanisms in known RPs and discovering a novel gene candidate.