Magdalena Budisteanu- Genetica in autism

Genetica in autism Magdalena Budisteanu Spitalul Clinic de Psihiatrie “Prof. Dr. Alexandru Obregia”, Bucuresti Institutul National de Cercetare-Dezvoltare în Domeniul Patologiei si Stiintelor Biomedicale “Victor Babes”, Bucuresti Universitatea “Titu Maiorescu” – Facultatea de Medicina, Bucuresti

Tulburările pervazive de dezvoltare (TPD) 

afectiunea neuropsihiatrica cu cel mai mare risc de recurenta;



1977 - Folstein si Rutter au demonstrat etiologia genetică în cadrul unui studiu efectuat pe gemeni ;



Studii de linkage şi ale genelor candidate - identificarea variatiilor specifice ale secvenţelor de ADN implicate în apariţia tulburărilor cu spectru autist.



Cauze genetice ale tulburărilor cu spectru autist: - 10% din cazuri - cauze monogenice: sindromul X fragil, sindromul Rett, scleroza tuberoasa; - 1-3% din cazuri - duplicatii mostenite (origine materna) în regiunea 15q11-q13; - 1% din cazuri - deletii si duplicatii de novo la nivelul regiunii 16p.11.2; - duplicatii la nivelul regiunilor 17p11.2, 7q11.23, 22q11.2; - deletii 2q37, 5p15, Xp22, 22q13.2; - mutatii: SHANK3 (ProSAP2, 22q13); NLGN3 si NLGN4 (gene pentru neuroligine, Xq13.1 respectiv, Xp22.33); NRXN1 (neurexina 1, 2p16); - La acestea, insa, se adauga permanent noi si noi loci / regiuni cromozomale.

Prezentarea studiului 450 copii cu varste intre 3 luni si 17 ani prezentand dizabilitati intelectuale asociate cu aspecte dismorfice, malformatii, etc.; 115 copii au asociat si tulburare de spectru autist.

Metodolologii aplicate:  -

 -

Citogenetica clasica: Cariotip cu bandare GTG; FISH cu sonde comerciale specifice diferitelor zone cromozomiale de interes aCGH (Agilent Technology): izolare ADN – DNAeasy Blood & Tissue Kit (Qiagen) lame 44K Agilent; 105K Agilent analiza datelor: Genomic Workbench v5.0 software (Agilent Technologies).

Sindrom Down 2 copii, un baiat si o fetita  Aspect fenotipic facial caracteristic  Retard psihic moderat  Intarziere in dezvoltarea limbajului  Comportament cu note autiste 

Sindrom Angelman 

17 copii cu fenotip clasic:



Intarziere severa in dezvoltarea psihomotorie Afectare severa a limbajului Tulburare a miscarilor şi echilibrului –ataxie Crize de epilepsie Comportament specific: dispozitie vesela nemotivata, miscari de fluturare a mainilor, episoade de hiperventilatie Dismorfism facial caracteristic; hipopigmentare

   



Sindrom Angelman

Sindrom Williams  2 copii  Dismorfism facial (facies elfin): edem periorbitar, nas bulbos, filtru nazal lung, gura mare, buze groase, dinti mici spatiati, obraji plini, micrognatie  Retard psihomotor sever  Comportament cu note autiste  Dificultati de alimentare cu hipotrofie staturo-ponderala

Sindrom Di George Adolescent, 15 ani  Dismorfism facial  Retard psihic usor  Intarziere in dezvoltarea limbajului  Dificultati de socializare, evita contactul vizual, foarte anxios, tendinta la izolare 

Sindrom Di George Adolescent, 14 ani  Dismorfism facial  Intarziere psihica usoara  Intarziere in dezvoltarea limbajului  Scolioza toracala  Dificultati de socializare, contact vizual dificil, tendinta la retragere sociala 

Sindrom Di George

Segment deletat

ORF

chr.22: Caz 1: 17.403.624-19.713.104 Pacient A: 17.270.848-19.752.539

DGCR6, PRODH, DGCR5, DGCR9, DGCR10, DGCR11, DGCR2, TSSK1A, TSSK2, DGCR14, GCS2, SLC25A1, CLTCL1, RPL34P35, DVL1L1, HIRA, MRPL40, UFD1L, CDC45L, CLDN5, SEPT5, GP1BB, TBX1, RPL7AP70, GNB1L, RPL8P5, TXNRD2, COMT, ARVCF, MIR185, MIR1306, DGCR8, TRMT2A, RANBP1, ZDHHC8, MIR1286, RTN4R, DGCR6L, GGTLC3, TMEM191B1, PI4KAP1, RIMBP2, SUSD2P2, GGTLC5P, USP41, ZNF74, SCARF2, KLHL22, KRT18P5, MED15, SLC9A3P2, FAM108A5, POM121L4P, TMEM191A, PI4KA, SERPIND1, SNAP29, CRKL, AIFM3, LZTR1, THAP7, MGC16703, P2RX6, SLC7A4

chr.X: Pacient A: 6.486.262-8.054.052

DGCR6: presupus receptor de adeziune, ce ar putea functiona in migrarea celulelor crestelor neurale – proces presupus a fi alterat in sindromul DiGeorge

HDHD1A, STS, VCX, MIRN651, PNPLA4

HIRA: chaperon pentru histona H3.3, implicata in silentiere COMT: catechol-Omethyltransferase implicata in metabolismul neurotransmitatorilor

TBX1: factor transcriptional implicat in procese de neurodezvoltare

Sindrom de deletie 8p

- fetita,10 ani; -RM sever - dismorfism facial (fante palpebrale oblice in sus, gura deschisa, cu buza superioara subtire, bolta palatina ogivala, sinofris) - crize epileptice - comportament cu note autiste - stari de agitatie psihomotorie cu heteroagresivitate.

Sindrom de deletie 8p

Cariotip: 46,XX, del(8)(p11p22)

Sindrom de deletie 8p Oligo aCGH : 46,XX, del(8)(p11.21p21.2) - deletie de 16 Mb (25334901-41588735); - ~140 de gene: NRG1 , CHRNA2 ,GNRH1, KCTD9, CDCA2, ADRA1A, CHRNA6, DPYSL2, FGFR1, FZD3 …

Sindrom de deletie 8p NRG1 (neuregulina) -proteina de semnalizare - mediaza interactiunile intercelulare; rol critic in dezvoltarea a numeroase organe si sisteme. - numeroase izoforme – diverse functii (crestere si diferentiere a celulelor epiteliale, gliale, neuronale si a celulelor musculaturii scheletice) - implicata in boli neuropsihiatrice (schizofrenia si boala bipolara (BBP)).

CHRNA2 (cholinergic receptor, nicotinic, alpha 2 (neuronal)) CHRNA6 - subunit. α2, respectiv α6 a proteinelor receptor nicotinic pentru acetilcolina (receptori neuronali implicati in transmiterea sinaptica rapida) - subunit. α2, α6 - exprimate in creier, - mutatii - detectate in epilepsia autozomal dominanta tip 4. ADRA1A, CHRNA2, CHRNA6, DPYSL2, FGFR1, FZD3, NRG1 – raportate in literatura ca fiind implicate in bolile neuropsihiatrice (autism, schizofrenie, BBP), boli neurodegenerative (Boala Parkinson si

Alzheimer), dar si cancere (Tabarés-Seisdedos R, Rubenstein JL, 2009).

Sindrom de deletie 9p Baiat, 7 ani  Dismorfism facial (trigonocefalie, hipertelorism, nas cu baza latita, micrognatie)  Intarziere psihica severa  Comportament din spectru autist  hiperkinezie 

del(9)(p13.1p13.3)

Gene

PRSS3, UBE2R2, UBAP2, SNORD121B, SNORD121A, WDR40A, UBAP1, KIF24, NUDT2, KIAA1161, C9orf24, C9orf24, C9orf25, DNAI1, ENHO, CNTFR, LOC415056, C9orf23, DCTN3, ARID3C, SIGMAR1, GALT, IL11RA, CCL27, CCL19, CCL21, C9orf144B, C9orf144, KIAA1045, DNAJB5, C9orf131, VCP, FANCG, PIGO, STOML2, KIAA1539, UNC13B, LOC158381, RUSC2, FAM166B, TESK1, CD72, SIT1, RMRP, CCDC107, C9orf100, CA9, TPM2, TLN1, CREB3, GBA2, RGP1, MSMP, NPR2, SPAG8, HINT2, C9orf128, C9orf127, LOC92973, OR13J1, HRCT1, LOC158376, OR2S2, RECK, GLIPR2, CCIN, CLTA, GNE, RNF38, MELK, PAX5, ZCCHC7, GRHPR, ZBTB5, POLR1E, FBXO10, TOMM5, FRMPD1, RG9MTD3, EXOSC3, WDR32, MCART1, SHB, ALDH1B1, IGFBPL1

factor de trancriptie implicat in dezvoltarea sistemului nervos – intre alte functii subunitate a dinactinei, proteina implicata in numeroase functii celulare printre care si axonogeneza

proteina receptor considerata a avea un rol important in functiile celulare la nivelul diferitelor tesuturi, printre care si sistemul nervos

Deletia 9q34.11-q34.12 Baiat, 12 ani  Dismorfism facial  Sindrom Asperger  Ticuri motorii si vocale 

Rezultat aCGH

Rezultat aCGH 

deletie 9q34.11-q34.12 – 50 GENE: AGM5, CDG1M, TOR1A, ASS1, ABL1 – implicate in autism, dizabilitate intelectuala, epilepsie, tulburari de miscare

Baiat, 16 ani  Dismorfism facial  Retard psihic sever  Retard de limbaj  Crize epileptice  Contact psihic si vizual dificil, stereotipii, joc sarac – atasat de cateva obiecte  Auto- si heteroagresivitate 

Trisomie partiala 4p16 + monosomie partiala 10q26

Fetita, 8 ani  Dismorfism facial  Retard psihic sever  Retard de limbaj  Crize epileptice  Contact psihic si vizual dificil, hiperventilatie, miscari de fluturarea mainilor, joc sarac, stereotip  Heteroagresivitate 

Rezultat aCGH Arr 4p16.3p16.1(72,447-8,373,151)x3, 10q26.3(130,977,858-35,434,178)x1 pat  Duplicatia 4p contine peste 140 de gene, include regiunea critica pentru sindromul Wolf Hirschhorn;. raportata in asociere cu DI si malformatii congenitale.  Deletia 10q contine peste 60 de gene; raportata in asociere cu DI, tulburari de comportament. 

Sindrom de duplicatie MECP2 -baiat, 6 ani;

Examen cariotip (bandare GTG): 46,XY Oligo aCGH : 46,XY, dup(X)(q28)

- RM sever, autism, intarziere severa de limbaj, dismorfism facial si hiperkinezie

- Duplicatie de ~ 437 kb (152824755-153262507)

Sindrom de duplicatie MECP2 - 15 gene: AVPR2, ARHGAP4, ARD1A, RENBP, HCFC1, TMEM187, IRAK1,

MECP2, OPN1LW, OPN1MW, OPN1MW2, TEX28, TKTL1, FLNA, EMD

- Variatii ale numarului de copii EMD, FLNA, IRAK1, OPN1LW, OPN1MW, OPN1MW2, TEX28, TKTL1 – raportate la subiecti sanatosi, atat ca amplificari cat si ca deletii (Database of Genomic Variants (DGV), Copy Number Variation project at Children’s Hospital of Philadelphia (CNV-CHOP)); - dup(X)(q28) au fost raportate in asociere cu trasaturi autiste si RM; - MECP2 - sindromul Rett sau ca fenotip specific (Lugtenberg et al. 2009, Meins et al. 2005).

CONCLUZII   

Factorii genetici joaca un rol important in etiopatogenia tulburarilor din spectru autist (TSA). Exista o varietate larga de rearanjamente cromozomiale identificate la pacientii cu TSA. Pe langa sindroamele asociate in mod clasic cu TSA (sindromul Angelman, sindromul DiGeorge), trebuie avute in vedere si alte sindroame mai rare (sindromul de duplicatie MECP2, sindromul de deletie 9p).

CONCLUZII  



Investigatiile genetice ar trebuie incluse in evaluarea pacientilor cu TSA. Noile tehnologii de investigare genetica (arrayCGH) permit detectarea dezechilibrelor genomice submicroscopice si caracterizarea cu acuratete a aberatiilor cromozomiale vizibile microscopic. Pe langa informatiile referitoare la mecanismele genetice ale TSA, putem obtine si informatii utile in managementul clinic (del 8p - gene implicate in oncogeneza).

CONCLUZII 

TSA – arhitectură genetică complexă (cauze multifactoriale: gene multiple, factori epigenetici) + factorii de mediu  mare variabilitate fenotipică. STRATEGII DE CERCETARE  grupuri mari de pacienti;  studii de înaltă rezolutie la nivelul întregului genom si transcriptom; studii mutationale si epigenetice;  stabilirea de proceduri standardizate – diagnostic precis  imbunatatirea managmentului clinic al pacientului.

VA MULTUMESC!