Kombinere eksom- og transkriptomdata for å avdekke det genetiske grunnlaget for Lissencephalies

Som nevnt før har lissencefalier en sterk monogenetisk base i motsetning til andre hjernemisdannelser. Omtrent 80 % prosent av lissencefaliene kan diagnostiseres genetisk av standard WES eller WGS.1 I de resterende 20 % prosent av uløste tilfeller kan kvantitativ RNA-sekvensering utgjøre en betydelig forskjell. Ved å identifisere RNA-ekspresjonsmønstre i lissencefalier vil vi forsøke å gi uløste lissencefalitilfeller en genetisk diagnose. En genetisk diagnose er viktig med tanke på å forutsi tilknyttede problemer, oppfølging, prognose og i noen tilfeller familieplanlegging (f. genetisk testing før implantasjon). Denne studien vil også undersøke det ekstra diagnostiske utbyttet av RNA-sekvensering i lissencefalier og i forlengelse i MCD-spekteret. Og, hvis indikert, muligheten for å implementere RNA-sekvensering i standard diagnostisk opparbeidelse.

Høy effektivitet i å identifisere nye patogene varianter og ny genannotering kan forventes på grunn av den sterke monogenetiske basen. Disse nye variantene og genannoteringen er uunnværlige for bedre å forstå opprinnelsen og patofysiologien til lissencephaly-spekteret og nevronal migrasjon.

Den funksjonelle virkningen av nyoppdagede gener kan undersøkes videre ved hjelp av den innovative CRISPR-Cas9-metoden. Denne genredigeringsteknikken lar forskere lage knock-out- eller til og med knock-in-gener, som en mulighet til å undersøke nye kommenterte gener og deres funksjonelle konsekvenser. Selv om det er utenfor rammen av denne studien, er det et interessant element for fremtidige forskningsprosjekter, innenfor vår forskningsgruppe eller i samarbeid med andre. I løpet av denne studien vil også genetisk diagnostiserte lissencefalitilfeller bli utsatt for RNA-sekvensering. Den nåværende klassifiseringen av lissencefalier er basert på patogene varianter og biologiske veier. Endringer i RNA-ekspresjonsmønster kan muligens skinne et nytt lys på denne klassifiseringen.

Denne studien vil også evaluere hvilke prøvetakingsvev som er best egnet for RNA-ekstraksjon og sekvensering. Overveielser å gjøre inkluderer den målrettede kvaliteten til det ekstraherte RNA og forskjeller i vevsspesifikk genuttrykk. Munnbytter, selv om de ikke er invasive, er ikke egnet for RNA-ekstraksjon på grunn av den naturlige orale floraen med flere virus og bakterier (eksogent genetisk materiale). Fibroblast-avledet RNA anses å være av god kvalitet, men en hudbiopsi er nødvendig og anses som relativt invasiv. Fullblod oppnås ved minimalt invasive teknikker, men genuttrykk kan være av dårligere kvalitet sammenlignet med fibroblaster.

Den første delen av studien utføres i en diagnostisk setting i uløste lissencephaly-tilfeller. Fibroblaster vil bli oppnådd ved hudbiopsi (punch). RNA-sekvensdata vil bli ekstrahert fra fibroblaster og blod. Disse RNA-sekvensdataene vil bli analysert i søk etter nye patogene varianter. Når nye patogene varianter identifiseres i RNA-seq-dataene, vil eksisterende WES-data bli analysert på nytt. Om nødvendig vil påfølgende WGS bli utført. Når en genetisk diagnose er oppnådd, vil RNA seq og WES/WGS data overføres til forskningsdelen av studien.

En andre del av studien utføres i en forskningssetting. Lissencefalipasienter med genetisk diagnose vil bli foreslått å donere en hudbiopsi og . RNA-sekvensdata vil bli ekstrahert fra fibroblaster og blod som i det diagnostiske sporet. I RNA-sekvensdataene vil to elementer bli observert. For det første, har RNA-sekvensdata ekstrahert fra fibroblaster en stor fordel fremfor RNA-sekvensdata ekstrahert fra blod når det gjelder variantdeteksjon? For det andre, kan RNA-mønstre identifiseres i vanlige berørte veier?