Sendromik olmayan otizm spektrum bozukluğu tanılı ikisi de etkilenmiş ikiz çocuk ve ergenlerin ve anne-babalarının genomlarının ve transkriptonlarının tüm genom dizileme ve RNA dizileme yöntemi ile analizi
Whole genome analysis of dizygotic twins diagnosed with 'non-syndromic' autism spectrum disorder and their parents
Yazar: PELİN ÜNAL VARIŞ
Danışman: PROF. DR. SUHA MİRAL
Dokuz Eylül Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Çocuk ve Ergen Ruh Sağlığı ve Hastalıkları Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2018
Konu: Psikiyatri = Psychiatry
Dizin: Ana-baba = Parents ; Biyoinformatik = Bioinformatics ; Dizi analizi-DNA = Sequence analysis-DNA ; Dizi analizi-RNA = Sequence analysis-RNA ; Ergenler = Adolescents ; Fenotip = Phenotype ; Genom bilimi = Genomics ; Otistik bozukluklar = Autistic disorder ; Otizm spektrum bozukluğu = Autism spectrum disorder ; Çocuklar = Children

Özet:
Amaç: Otizm Spektrum Bozukluğu (OSB) gibi karmaşık ve heterojen etiyolojiye sahip hastalıkların genetik nedenlerinin araştırılması için, maliyeti gün geçtikçe azalan Yeni Nesil Dizileme (NGS) yöntemlerinin kullanılabilirliği gün geçtikçe artmaktadır. Bu çalışmada multipleks ailelerin genomik ve transkriptomik değerlendirilmesiyle etkilenmiş olgulardaki otizm etiyolojisinin saptanması; ayrıca bozukluğun şiddeti ve bireylerin özellikleri ile bu verilerin sonuçları arasında bağ kurulması amaçlanmaktadır. Bunun yanında ilerideki araştırmalara kaynak oluşturacak yüksek çıktılı verilerin elde edilmesi planlanmaktadır. 
Yöntem: Çalışmaya bilinen bir genetik sendromun eşlik etmediği, DSM-5 tanı ölçütlerine göre OSB tanısı olan ikisi de etkilenmiş 5-18 yaş arası üç çift dizigot ikiz (DZ) çocuk ve ergen ile onların anne-babalarından oluşan toplam 12 birey dahil edilmiştir. OSB'ye eşlik eden tanıların saptanması amacıyla çocukların ailesinden alınan bilgilere dayanarak Okul Çağı Çocukları için Duygulanım Bozuklukları ve Şizofreni Görüşme Çizelgesi-Şimdi ve Yaşam Boyu Şekli (ÇDŞG-ŞY), otizmin şiddetini ölçmek ve tanıyı doğrulamak için ise Çocukluk çağı otizmi değerlendirme ölçeği (ÇODÖ) ve Otizm davranış kontrol listesi (ODKL) uygulanmıştır. Anne-babalara ise DSM-IV için yapılandırılmış klinik görüşme (SCID) ile Geniş Otizm Fenotipi açısından değerlendirmek için Otizm spektrum anketi (OSA) uygulanmıştır. DNA örnekleri Tüm Genom Dizileme (WGS), RNA örnekleri ise Tüm RNA Dizileme (RNA-seq) yöntemi ile dizlendikten sonra elde edilen genomik ve transkriptomik veriler çeşitli biyoinformatik araçlarla olguların ve anne-babalarının özellikleri ve ölçek puanları da dikkate alınarak anlamlandırılmıştır. 
Bulgular: Tüm veriler birlikte değerlendirildiğinde olgular için olası patojenik aday varyantlar belirlenmiştir. Yalnızca bir olguda aday varyant belirgin olarak az tanımlanmış, bu olgunun transkriptomik analizlerde de diğer katılımcılardan farklı konumlanması dikkat çekmiştir. Transkriptomik verilerin fonksiyonel analizinde ise mitokondri ilişkili genlerin rol oynadığı saptanmıştır. 
Sonuç: WGS yöntemi OSB gibi oldukça heterojen ve karmaşık etiyopatogeneze sahip bir bozukluğun genetik etiyolojisini araştırmada oldukça faydalı kapsamlı ve faydalı bir yöntemdir. RNA-seq de gelecekte endofenotip belirlemede ve bozukluğun gidişini öngörmede faydalı bir yöntem adayı olabilir. Bu yöntemlerle elde edilen bu kapsamlı veriler pek çok araştırma için de zengin bir kaynak sağlamaktadır.
Anahtar Kelimeler: Otizm spektrum bozukluğu, Geniş otizm fenotipi, ikiz çalışması, genomiks, transkriptomiks, Tüm genom dizileme, Tüm RNA dizileme, biyoinformatik

Abstract:
Background: The availability of New Generation Sequencing (NGS) methods which cost is getting smaller day by day, have increasing for  the investigation of genetic causes of complex and heterogeneous etiology of some diseases  such as Autism Spectrum Disorder (ASD). In this study, identification of autism etiology in cases affected by genomic and transcriptomic evaluation of multiplex families; as well as the severity of the disorder and the characteristics of the individual and the results of these data. Besides this, it is planned to obtain high output data which will be a source for future researches.
Method: Patients, who are followed at the Dokuz Eylul University School of Child and Adolescent Mental Health Department outpatient clinic, and who are total of 12 people, including 3 dizygotic twins with ASD according to DSM-5 criteria and their parents were included in the study. Patients with any syndrome were excluded. ASD diagnoses in the study of both twins affected the Childhood Autism Rating Scale (CARS) were applied. Autism Behavior Checklist related to the children of parents in the study (ABC) were asked to fill out the scale. Schedule for Affective Disorders and Schizophrenia-Present and Lifetime Version (K-SADS-PL) all children and their families for a semi-structured interview with school age were enrolled in the study shall apply. Structured clinical DSM-IV for parents to assess whether the study is the diagnosis of Schizophrenia (SCID-I: Structured Clinical Interview for the DSM-IV Axis I Disorders) scale will be applied. Autism-Spectrum Quotient (ASQ) of its own self-report questionnaires from parents in the study will be asked to fill out to utilize Broad Autism Spectrum. Patients and parents DNA and RNA obtained from blood, Whole genome sequencing (WGS) and RNA sequencing (RNA-seq) methods were applied. Bioinformatics analysis of data and scale results were interpreted together.
Results: When all the data were evaluated together, possible pathogenic candidate variants were identified for the cases. In only one case, the candidate variant was markedly less defined, and it was noted that transcriptomic analyzes of this phenomenon were also different from other participants. Functional analysis of transcriptomic data revealed that mitochondrial related genes were found to play a role.
Conclusion: WGS is a comprehensive and benefical method of exploring genetic etiology of a disorder with heterogeneous and complex etiopathogenesis such as OSB. RNA-seq may also be useful candidate in future for identification of endogenous phenotypes and fort he prevention of impairment these comprensive data obtained by these methods provide a rich resource for many researches. 
Keywords: Autism spectrum disorder, Broad autism phenotype, twin studies, genomics, transkriptomics, Whole genome sequencing, Whole RNA sequencing, bioinformatics.