Transcript 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!