Dört major ALS geni dışlanmış "ailesel amiyotrofik lateral skleroz olgularında" tüm ekzom dizileme yöntemi ile patojenik varyasyonların araştırılması
Investigation of pathogenic variations by whole exome sequencing in familial amyotrophic lateral sclerosis cases excluding four major ALS genes
Yazar: VİLDAN ÇİFTÇİ
Danışman: PROF. DR. SİBEL KARAÜZÜM ; PROF. DR. AYŞE NAZLI BAŞAK
Akdeniz Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Genetik = Genetics ; Nöroloji = Neurology ; Tıbbi Biyoloji = Medical Biology

Özet:
Amaç: Konvansiyonel dizileme analiziyle, Amiyotrofik Lateral Skleroz (ALS) hastalığı ile en sık ilişkilendirilen C9ORF72, SOD1, TARDBP ve FUS genlerinde genomik değişim saptanmayan sekiz ailesel ALS olgusunun tüm ekzom dizileme (WES) yöntemiyle genetik profillerinin çözülmesi amaçlanmıştır.
Yöntem: ALS-ilişkili olup olgudaki klinik fenotip ile uyumlu görülen nadir varyantlar WES analizi ile tanımlandı. Biyoinformatik algoritmalar aracılığıyla varyantların protein üzerindeki patojenik etkileri belirlendi. Bu varyantlar olguda ve aile bireylerinde PCR-temelli Sanger dizileme yöntemiyle analiz edildi.
Bulgular: Olguların ikisinde otozomal resesif geçişli OPTN c.1400A>C: p.Gln467Pro ve SPG11 c.6759C>G: p.Asp2253Glu gen varyantları homozigot olarak saptandı. Kalan diğer altı olguda ise ALS-ilişkili genlerde dominant kalıtım gösteren genomik değişimler heterozigot olarak tanımlandı. Bir olguda KIF5A c.2738delG: p.Gly913AlafsTer135 ve CAPN3 c.1469G>A: p.Arg490Gln olmak üzere iki ayrı gende aday varyantlar gözlendi. Birbirinden bağımsız iki ailede ANXA11 c.1156C>T: p.Arg386Trp ve c.1211G>A: p.Arg404Gln değişimleri görüldü. Üç olguda ise FIG4 c.318T>G: p.Tyr106Ter, CYLD c.1189C>T: p.Arg397Cys ve HSPB1 c.139G>A: p.Gly47Ser genlerinde varyantlar saptandı.
Sonuç: Anne-baba akrabalığı olan iki hastada OPTN ve SPG11 genlerindeki homozigot varyantların olgulardaki fenotipi açıkladığı görüldü. İki farklı varyantın belirlendiği olgudaki KIF5A gen varyantının ALS'den sorumlu gen olduğu anlaşılırken, CAPN3 varyantının hastalığın seyrine etkisinin ileri araştırma konusu olduğu sonucuna varıldı. ANXA11 ve HSPB1 genlerinde tanımlanan varyantların günümüzdeki bilgiler ışığında hastalık nedeni olarak değerlendirilemeyeceği öngörülmekle birlikte, presemptomatik testlerle varyantı taşıdığı belirlenen asemptomatik aile bireylerinin klinik takibinin faydalı olabileceği düşünülmektedir.

Abstract:
Objective: We aimed to identify using whole exome sequencing (WES) the genetic profiles of eight familial ALS cases in which conventional sequencing analysis revealed no genomic alterations in C9ORF72, SOD1, TARDBP and FUS genes, most commonly associated with Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS).
Method: Rare ALS-associated variants consistent with the clinical phenotype of the patient were identified by WES analysis. Bioinformatics algorithms were used to determine the pathogenic effects of the variants on the proteins. The variants were validated by PCR-based Sanger sequencing in the index patient and his/her family members.
Results: OPTN c.1400A>C: p.Gln467Pro and SPG11 c.6759C>G: p.Asp2253Glu gene variants with autosomal recessive inheritance were found in two of the families under investigation. In the remaining six cases, heterozygous genomic alterations in ALS-associated genes (dominant inheritance) were identified. Candidate variants in two different genes, KIF5A c.2738delG: p.Gly913AlafsTer135 and CAPN3 c.1469G>A: p.Arg490Gln were observed in the same patient. ANXA11 variants (c.1156C>T: p.Arg386Trp and c.1211G>A: p.Arg404Gln) were detected in two unrelated families. Variants in the FIG4 c.318T>G: p.Tyr106Ter, CYLD c.1189C>T: p.Arg397Cys and HSPB1 c.139G>A: p.Gly47Ser genes were detected in three independent cases.
Conclusion: Homozygous variants in OPTN and SPG11 genes explained the phenotype in two patients with consanguineous parents. In one patient, a KIF5A gene variant was found to be responsible for ALS, while the effect of the pathogenic CAPN3 variant in the same patient, is subject for further research. Although the variants determined in the ANXA11 and HSPB1 genes cannot be considered the definite cause of ALS in the light of our current knowledge, clinical follow-up of asymptomatic individuals carrying the variant in the family through presymptomatic tests may be useful.