Nuova tecnica gene identifica cause della malformazione cerebrale precedentemente nascosto

Giugno 23, 2016 Admin Salute 0 5
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Gli scienziati riportano nel 21 Agosto 2014, la questione del New England Journal of Medicine, che hanno usato la tecnica per trovare le mutazioni che causano la malattia in pazienti con malformazioni cerebrali le cui cause genetiche erano sconosciuti, nonostante il test precedente.

Con il sequenziamento centinaia di copie dei geni in un gruppo di geni candidati, gli scienziati guidati da HHMI investigatore Christopher A. Walsh identificate mutazioni somatiche - mutazioni genetiche presenti in alcune, ma non tutte, le cellule - in più di un quarto dei pazienti che potrebbe essere diagnosticata correttamente geneticamente. Walsh e dei suoi colleghi, tra cui Saumya Jamuar, un collega clinico nel laboratorio di Walsh all'ospedale Boston dei bambini, che è ora al KK Donne e l'Ospedale dei bambini a Singapore e Timothy Yu, anche presso l'Ospedale di Boston dei bambini, sono stati gli autori dello studio.




Walsh dice che il suo team è stato sorpreso di scoprire tante mutazioni somatiche in pazienti che avevano già subito test genetici. "Questo ci dice quanto male gli altri metodi eseguono nel rilevare le mutazioni somatiche", dice. «Tu non stai andando a trovare queste cose a meno che non si va in cerca di loro -. A meno che non si dispone di un test clinico che è impostato per individuarli in modo sensibile"

Mutazioni somatiche non sono ereditate dai genitori, ma, invece, sorgono poco dopo la fecondazione. Essi sono più spesso visto in alcune forme di cancro, in cui le differenze genetiche tra cellule tumorali e il resto della crescita tumorale e metastasi corpo rigido. Ma che sono stati implicati in altre malattie, come pure.

"Mutazioni somatiche sono state scoperte per causare forme più lievi di una vasta gamma di malattie, soprattutto quelle neuropsichiatrici", dice Walsh, citando ad esempio la sindrome di Rett e la sclerosi tuberosa, due disturbi che causano convulsioni e ritardo mentale. Nel suo laboratorio, aveva scoperto che alcuni dei suoi pazienti con sindrome doppio corteccia, una malformazione del cervello che può causare alcuni degli stessi tipi di problemi neurologici, hanno mutazioni somatiche. E in un nuovo studio pubblicato 21 Agosto 2014, in Reports cellulari, la squadra di Walsh ha analizzato il genoma delle cellule individuali in cervelli sani e malati e ha scoperto che le grandi segmenti di DNA erano stati duplicati o eliminati in maggior parte delle cellule. "No genoma del neurone è incontaminata," dice. "C'è un sacco di variabilità, e alcune di queste mutazioni si sono verificate in una fase in cui sono presenti in più di una cella."

"Riteniamo che queste mutazioni somatiche sono probabilmente più comuni come cause di disabilità intellettiva, e forse anche alcune condizioni psichiatriche, di persone hanno generalmente realizzato." Walsh dice. "E 'davvero il momento di iniziare a indagare che sistematicamente."

Ha deciso di iniziare con i propri pazienti. Una diagnosi genetica è importante per consigliare i pazienti ei loro genitori sui rischi per futuri figli, e può, in alcuni casi, influenzare le decisioni di trattamento. Ma molti pazienti che erano venuti a laboratorio di Walsh con problemi di sviluppo neurologico erano ancora senza risposte. "Ci piacerebbe successo identificato mutazioni patogenetiche in molte famiglie, ma rimaneva un sottoinsieme dove -. Anche dopo 10 o più anni di ricerca -. Siamo stati in grado di identificare i geni responsabili di questo fatto ci chiediamo se ci potrebbe essere un certo tipo di mutazioni non ben scoperto con metodi attuali ", dice. La squadra di Walsh chiesto se avesse perso mutazioni somatiche in quei pazienti, utilizzando metodi tradizionali di test genetici? Sembrava possibile. Tali tecniche non sono progettati per individuare mutazioni che si verificano solo in una piccola frazione di cellule, dice Walsh. "Anche se si sta guardando il gene giusto, si può ancora perdere la mutazione".

Più test diagnostici gene viene fatto sequenziamento geni specifici utilizzando una tecnica tradizionale sequenziamento del DNA noto come metodo Sanger. Quando questa strategia fallisce, la ricerca di mutazioni a volte è ampliata a tutte le regioni codificanti proteine ​​del genoma - la exome - o ulteriori, per l'intero genoma. Entrambi gli approcci hanno dei limiti, dice Walsh.

"Whole-exome sequencing tende ad assaggiare il genoma di circa 30 o 50 volte," spiega. "Ma se una mutazione è solo cinque o 10 per cento delle cellule, allora è solo sarà in una piccola frazione dei dati, ed è difficile separare dal rumore Lo stesso vale Sanger sequenziamento:. Ha non è stato ottimizzato per rilevare una mutazione che è presente in una piccola frazione della legge ".

Per trovare il tipo di mutazioni che stavano cercando, la squadra di Walsh sapevano che avrebbero dovuto approfondire la loro ricerca. Hanno messo a punto una strategia in cui avrebbero utilizzare la tecnologia di sequenziamento di prossima generazione per sequenziare un gruppo di geni noti o sospetti di essere associato con malformazioni cerebrali. "Abbiamo detto che avremmo sparare per sequenziare loro mille volte", dice Walsh. "Anche se una mutazione è presente solo in cinque per cento delle cellule, sarà evidente che si tratta di una mutazione, perché vedremo che la mutazione 50 volte."

Jamuar istituito un test per lo screening campioni di sangue di 158 pazienti di cui malformazioni del cervello rimasto inspiegabile. Per ogni paziente, un pannello di 14 o 54 geni (a seconda delle condizioni del paziente) è stato sequenziato centinaia o migliaia di volte. Il disegno del pannello e sequenziamento voluti circa 2-3 mesi per svolgere. Ha poi messo a punto algoritmi di bioinformatica esistenti per la ricerca di mutazioni somatiche nelle sequenze. Anche se la sequenza iniziale era veloce, convalida il follow-up di potenziali mutazioni somatiche sono voluti mesi aggiuntivi perché rimane alta intensità di lavoro.

In questo modo, la squadra scoperto mutazioni che possono causare malattie - o perché il loro ruolo era già noto o perché interrotte funzione proteica - in 27 dei 158 pazienti nel loro studio. Otto di questi erano mutazioni somatiche, presenti in appena cinque al 35 per cento del DNA sequenziato. Jamuar confermato questi risultati sequenziamento con esperimenti di laboratorio in cui il DNA dei pazienti è stato replicato nelle cellule batteriche e analizzati da Sanger sequenziamento.

"Abbiamo una diagnosi genetica. Questo termina l'odissea diagnostica per queste otto persone", dice Jamuar.

Cinque degli otto mutazioni somatiche che hanno identificato avrebbero mai sono stati trovati con i metodi di sequenziamento tradizionali, dicono gli scienziati. "Tutte le mutazioni che erano presenti a meno di circa il 15 per cento della legge erano completamente inosservabile da Sanger sequenziamento", spiega Walsh. "Uno di loro era stato perso da tutto-exome sequencing, pure."

"Il gold standard della diagnosi clinica è Sanger sequenziamento", Jamuar aggiunge. "Ma vi state perdendo una grossa fetta di pazienti con mutazioni in questi geni, perché si sta utilizzando un test che non è stato progettato per cercare per loro."

Ora che hanno dimostrato la sensibilità del loro metodo di rilevazione di mutazioni somatiche, Walsh e Jamuar dicono genetisti medici dovrebbero considerare l'utilizzo di un approccio prima di dedicarsi al più costoso intero-exome sequencing. Né offre una soluzione unica per tutti i pazienti, ma i loro punti di forza complementari danno genetisti un insieme più completo di strumenti. "Sguardo profondo, e si può trovare la risposta", dice Jamuar.

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