İdiyopatik jeneralize epilepsi tanısı alan olguların yeni nesil dizileme yöntemi ile genetik etiyolojisinin araştırılması
The investigation of the genetic etiology in idiopathic generalized epileptic disorders by next generation sequencing technique
Yazar: ENGİN ATLI
Danışman: PROF. DR. HAKAN GÜRKAN
Trakya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Genetik = Genetics
Dizin: Moleküler genetik = Molecular genetic

Özet:
Epilepsi, en sık gözlenen kronik nörolojik hastalıklardan birisidir ve epileptik nöbetler oluşturmak için kalıcı yatkınlıkla karakterize bir grup beyin hastalığıdır. Epilepsinin her bir çeşidinin altta yatan beyin fonksiyon bozukluğunu yansıtan çok sayıda nedeni vardır. İdiyopatik epilepsiler içinde, idiyopatik jeneralize epilepsiler, iyi bilinen ve yaygın olarak gözlenen bir gruptur. Genomik teknolojilerin uygulanması, epilepsinin genetik temelinin keşfedilmesinde muazzam bir etkiye sahiptir ve epilepsinin tanı ve tedavisinde çok önemli rol oynaması beklenmektedir. Çalışmamıza idiyopatik jeneralize epilepsi ile ilişkili olduğu düşünülen toplam 18 gen (CHRNA2, CHRNA4, CHRNB2, CLCN2, GABRA1, GABR2, GABRD, KCNQ2, KCNQ3, KCNT1, SCN1A, SCN1B, SCN2A, SCN9A, EFHC1, SLC2A1, SLC4A10, TBC1D24) dahil edildi. Bu genlere özgü tasarlanan primerler ile oluşturulan panel kullanılarak yeni nesil dizi analizi (NGS) teknolojisiyle hastaların genetik etiyolojisi araştırıldı. Trakya Üniversitesi Sağlık Araştırma ve Uygulama Merkezi, Nöroloji Anabilim Dalı Polikliniği'nden idiyopatik jeneralize epilepsi tanısı ile Tıbbi Genetik Anabilim Dalı Genetik Hastalıklar Tanı Merkezi'ne gönderilen 32 hasta çalışmaya dahil edildi. Çalışmaya dahil edilen 32 hastadan JENGS-32 numaralı hastanın nörolojik muayenesinde, Marfan Sendromu şüphesi nedeniyle hastanın bu yönde klinik takibine karar verildi. Çalışmamıza dahil edilen 32 hastada ACMG-2015 kriterlerine göre, birinde olası patojenik (SCN1A geninde bir varyant) ve 8'inde klinik önemi belirsiz (2 tane CLCN2v geninde varyasyon, 2 tane TBC1D24 varyasyonu ve GABBR2, SCN1B, SLC2A1, SLC4A10 genlerinde birer varyasyon) olmak üzere 9 (%28) varyasyon saptandı. Bir hastamızda SCN1A geninde heterozigot, c.560G>A, p.(Arg187Gln) varyasyonu saptandı. Bu varyasyon ile ilişkili yapmış olduğumuz in-siliko analizde ACMG-2015 kriterlerine göre "Olası Patojenik" olarak değerlendirildi. Varyasyona ait segregasyon analizi sonucunda, ilgili varyasyonun babadan (paternal) aktarılmış olduğu saptandı. Hastanın klinik ve fenotipik bilgileri tekrar incelendiğinde bu varyasyon açısından ileri fonksiyonel çalışmalar ile bulgumuzun desteklenmesi gerektigi sonucuna varıldı. İki hastamızda ise CLCN2 geninde 'Klinik önemi bilinmeyen' olarak değerlendirilen c.2481T>G, p.(Ile827Met) ve c.1603A>G, p.(Met535Val) varyasyonları saptandı. Her iki varyasyon için de sırasıyla paternal ve maternal olmak üzere ailesel aktarım söz konusuydu. Hastalar değerlendirme formlarına göre tekrar incelendiğinde ilgili varyasyonların patojenik etkisi olmadığı görüşüne varıldı. İdiyopatik epilepsilerde çoğunlukla kompleks kalıtım rol oynamaktadır. Kompleks kalıtımda genler ile çevresel faktörlerin etkileşimi görülmektedir. Ayrıca idiyopatik epilepsinin alt gruplarını oluşturan epilepsi sendromlarının hepsinde genetik heterojenite görülmektedir. Çalışmamızın sonuçlarına göre, idiyopatik jeneralize epilepsi hastalarının genetik etiyolojisini araştırmak amacıyla özgün tasarlanmış olan hedefe yönelik çoklu gen panelimizin, panelin gen içeriğinin artırılarak ve örneklem sayısının çoğaltılması ile klinik tanıya önemli katkılar sağlayacağı öngörüsündeyiz.

Abstract:
Epilepsy is one of the most common chronic neurological diseases and is a group of brain diseases characterized by a permanent predisposition to cause epileptic seizures. Each type of epilepsy has multiple causes that reflect underlying brain dysfunction. Among idiopathic epilepsies, idiopathic generalized epilepsies are a well-known and 
widely observed group. The application of genomic technologies has a tremendous impact in the discovery of the genetic basis of epilepsy and is expected to play a very important role in the diagnosis and treatment of epilepsy. A total of 18 genes thought to be related to idiopathic generalized epilepsy (CHRNA2, CHRNA4, CHRNB2, CLCN2, GABRA1, GABR2, GABRD, KCNQ2, KCNQ3, KCNT1, SCN1A, SCN1B, SCN2A, SCN9A, EFHC1B, SCN2A, SCN9A, EFHC4A1) were 
included in our study. Genetic etiology of the patients was investigated with next generation sequencing (NGS) technology using a panel created with primers designed specifically for these genes. Thirty-two patients who were sent from Trakya University Health Research and Application Center, Department of Neurology Clinic to the Medical 
Genetics Department Genetic Diseases Diagnosis Center with the diagnosis of idiopathic generalized epilepsy were included in the study. In the neurological examination of patient numbered JENGS-32 among 32 patients included in the study, it was decided to follow up the patient in this direction due to the suspicion of Marfan Syndrome.
In 32 patients included in our study, according to ACMG-2015 criteria, one was likely pathogenic in one (a variant in the SCN1A) and the clinical significance was uncertain in 8 (2 CLCN2 variation, 2 TBC1D24 variation and one variation in GABBR2, SCN1B, SLC2A1, SLC4A10 genes) totally 9 (28%) variations were detected. Heterozygous, c.560G>A,p.(Arg187Gln) variation was detected in the SCN1A gene in one of our patients. In the in silico analysis we performed in relation to this variation, it was evaluated as "Likely pathogenic" according to ACMG-2015 criteria. As a result of the segregation analysis of the variation, it was found that the relevant variation 
was inherited as paternal. When the clinical and phenotypic information of the patient were re-examined, it was concluded that this variation should be supported by advanced functional studies. In two of our patients, variations of c.2481T>G,p.(Ile827Met) and c.1603A>G,p.(Met535Val), evaluated as "uncertain clinical significance", were detected in the CLCN2 gene. For both variations, there was familial inheritance, paternal and maternal, respectively. When the patients were re-examined according to the evaluation forms, it was concluded that the relevant variations had no pathogenic effect. Complex inheritance often plays a role in idiopathic epilepsies. Interactions between genes and environmental factors are seen in complex inheritance. In addition, genetic heterogeneity is observed in all epilepsy syndromes that constitute subgroups of idiopathic epilepsy. According to the results of our study, we anticipate that our targeted multi-gene panel, which was designed specifically to investigate the genetic etiology of patients with idiopathic generalized epilepsy, will make significant contributions to clinical diagnosis by increasing the gene content of the panel and increasing the sample 
size.