Anscheinend ausgeglichene chromosomale Translokation / Next-Generation-Sequenzierung / geistige Behinderung (ANI)

Scheinbar balancierte Chromosomenumlagerung (ABCR) in Verbindung mit einem abnormalen Phänotyp ist ein seltenes, aber problematisches Ereignis. Es tritt bei 6 % der de novo reziproken Translokationen und 9 % der de novo Inversionen auf. Abnormaler Phänotyp, einschließlich geistiger Behinderung und/oder multipler angeborener Anomalien (ID/MCA), kann entweder durch assoziierte kryptische genomische Ungleichgewichte, die durch Array-CGH nachweisbar sind, oder durch Genunterbrechung am Bruchpunkt erklärt werden. Das Klonen von Bruchpunkten unter Verwendung herkömmlicher Verfahren (d. h. Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung (FISH), Southern Blot) ist jedoch oft mühsam und zeitaufwändig und kann nicht routinemäßig durchgeführt werden. Ohne eine vollständige Untersuchung dieser Umlagerungen ist die genetische Beratung eine echte Herausforderung. Kürzlich zeigten die Forscher und andere, dass die Sequenzierung der nächsten Generation (NGS) eine leistungsstarke und schnelle Technik zur Charakterisierung von ABCR-Bruchpunkten auf molekularer Ebene ist.

Das ANI-Projekt (ABCR NGS ID) zielt darauf ab, ABCR auf molekularer Ebene bei 55 Patienten mit geistiger Behinderung und/oder multiplen angeborenen Anomalien (ID/MCA) mittels NGS zu charakterisieren. Die Forscher stellen die Hypothese auf, dass ABCR für den Phänotyp des Patienten verantwortlich sind, entweder durch Genstörung oder Positionseffekt, da ein genomisches Ungleichgewicht zuvor durch Array-Vergleichende Genom-Hybridisierung (CGH) ausgeschlossen worden wäre.

Das ANI-Projekt ist eine dreijährige Studie, die von einem Konsortium aus 21 Partnern durchgeführt wird, darunter 19 französische Krankenhaus-Zytogenetiklabors, ein Forschungsteam (TIGER) und ein Zellbiotechnologiezentrum. Die Patienten werden von jedem Zytogenetik-Labor rekrutiert. ABCR-Breakpoints werden mittels NGS und einer ersten bioinformatischen Analyse molekular charakterisiert. Die Ergebnisse werden durch Amplifikation von Verbindungsfragmenten durch Polymerase-Kettenreaktion (PCR) verifiziert, gefolgt von Sanger-Sequenzierung, was die Lokalisierung von Bruchstellen auf Basenpaarebene ermöglicht. In einigen komplexen Fällen ist ein FISH-Experiment erforderlich, um die Ergebnisse zu klären. Eine zweite bioinformatische Analyse bestimmt dann die Merkmale der Breakpoints (Sequenz, wiederholte Elemente, Gen und regulatorische Elemente). Schließlich werden für jeden Bruchpunkt Genexpressionsstudien durchgeführt, einschließlich des durch den Bruchpunkt unterbrochenen Gens und zweier benachbarter Gene. Alle diese Daten werden zusammen mit denen, die bereits in der Literatur und in Datenbanken verfügbar sind, integriert, um festzustellen, ob das Gen für den Phänotyp des Patienten verantwortlich sein könnte, was eine angemessene genetische Beratung ermöglicht.

Dieses Projekt wird neue Kandidatengene identifizieren, die an ID- und Entwicklungsanomalien beteiligt sind. Es wird auch zur Entwicklung und Bewertung von NGS als diagnostisches Instrument für ABCR und ID/MCA beitragen. Es wird auch ermöglichen, Mechanismen und funktionelle Konsequenzen von ABCR aufzudecken, insbesondere in Bezug auf Positionseffekte.

Zusammenfassend wird das ANI-Projekt zur Verbesserung des diagnostischen Managements und der genetischen Beratung von Patienten mit ID/MCA und ABCR beitragen. Es wird auch zum Verständnis der ABCR-Physiopathologie und zur Enträtselung von Signalwegen beitragen, die an der Entwicklung und Gehirnfunktion beteiligt sind, wodurch die genetische Beratung für ID/MCA-Patienten im Allgemeinen verbessert wird.