Exome- ja transkriptitietojen yhdistäminen lissencefalien geneettisen perustan selvittämiseksi

Kuten aiemmin mainittiin, lissencefalioilla on vahva monogeneettinen perusta toisin kuin muut aivoepämuodostumat. Noin 80 % lissencefaaliasta voidaan diagnosoida geneettisesti standardin WES:n tai WGS:n avulla.1 Lopuissa 20 %:ssa ratkaisemattomista tapauksista kvantitatiivisella RNA-sekvensoinnilla voi olla huomattava ero. Tunnistamalla RNA:n ilmentymismalleja lissencefalioissa yritämme tarjota ratkaisemattomille lissencefaliatapauksille geneettisen diagnoosin. Geneettinen diagnoosi on tärkeä ongelmien ennustamisen, seurannan, ennusteen ja joissain tapauksissa perhesuunnittelun kannalta (esim. pre-implantaatiota edeltävä geneettinen testaus). Tässä tutkimuksessa tutkitaan myös RNA-sekvensoinnin diagnostista lisäsaantoa lissencefalioissa ja laajentamalla MCD-spektrissä. Ja jos osoitetaan, RNA-sekvensoinnin toteutettavuus standardidiagnostisessa työssä.

Voimakkaan monogeneettisen perustan vuoksi voidaan odottaa suurta tehokkuutta uusien patogeenisten varianttien tunnistamisessa ja uusia geenimerkintöjä. Nämä uudet variantit ja geenimerkinnät ovat välttämättömiä lissencefaliaspektrin ja hermosolujen migraation alkuperän ja patofysiologian ymmärtämiseksi paremmin.

Äskettäin löydettyjen geenien toiminnallisia vaikutuksia voidaan tutkia edelleen innovatiivisella CRISPR-Cas9-menetelmällä. Tämän geeninmuokkaustekniikan avulla tutkijat voivat luoda knock-out- tai jopa knock-in-geenejä tilaisuutena tutkia uusia annotoituja geenejä ja niiden toiminnallisia seurauksia. Vaikka se ei kuulu tämän tutkimuksen piiriin, se on mielenkiintoinen kohde tulevissa yhteisissä tutkimusprojekteissa, tutkimusryhmässämme tai yhteistyössä muiden kanssa. Tämän tutkimuksen aikana myös geneettisesti diagnosoidut lissenkefaliatapaukset altistetaan RNA-sekvensoinnille. Nykyinen lissencefalien luokittelu perustuu patogeenisiin variantteihin ja biologisiin reitteihin. Muutokset RNA-ilmentymiskuviossa voisivat mahdollisesti valaista uutta valoa tälle luokitukselle.

Tässä tutkimuksessa arvioidaan myös, mitkä näytteenottokudokset soveltuvat parhaiten RNA:n uuttamiseen ja sekvensointiin. Tehtäviä huomioita ovat muun muassa uutetun RNA:n kohdennettu laatu ja erot kudosspesifisessä geeniekspressiossa. Suun vaihdot, vaikka ne eivät ole invasiivisia, eivät sovellu RNA:n uuttamiseen, koska suussa on luonnollinen kasvisto, jossa on useita viruksia ja bakteereja (eksogeeninen geneettinen materiaali). Fibroblastiperäistä RNA:ta pidetään hyvälaatuisena, mutta ihobiopsia vaaditaan ja sitä pidetään suhteellisen invasiivisena. Kokoveri saadaan minimaalisilla invasiivisilla tekniikoilla, mutta geeniekspressio voi olla huonompilaatuista verrattuna fibroblasteihin.

Tutkimuksen ensimmäinen osa suoritetaan diagnostisessa ympäristössä ratkaisemattomissa lissencefaliatapauksissa. Fibroblastit saadaan ihobiopsialla (punch). RNA-sekvenssitiedot uutetaan fibroblasteista ja verestä. Nämä RNA-sekvenssitiedot analysoidaan uusien patogeenisten varianttien etsimiseksi. Kun RNA-seq-tiedoissa tunnistetaan uusia patogeenisiä variantteja, olemassa olevat WES-tiedot analysoidaan uudelleen. Tarvittaessa suoritetaan seuraava WGS. Kun geneettinen diagnoosi on saatu, RNA-seq- ja WES/WGS-tiedot siirretään tutkimuksen tutkimusosaan.

Tutkimuksen toinen osa suoritetaan tutkimusympäristössä. Lissencephaly-potilaille, joilla on geneettinen diagnoosi, ehdotetaan ihobiopsian ja . RNA-sekvenssitiedot uutetaan fibroblasteista ja verestä kuten diagnostisessa radassa. RNA-seq-tiedoissa havaitaan kaksi kohdetta. Ensinnäkin, onko fibroblasteista uutetuilla RNA-sekvenssitiedoilla suuri etu verrattuna verestä uutettuihin RNA-sekvenssitietoihin varianttien havaitsemisen kannalta? Toiseksi, voidaanko RNA-kuvioita tunnistaa yleisillä vaikutusreiteillä?