Rejestr pacjentów neurogenetyki

Pacjenci zgłaszający się do kliniki neurogenetyki z klinicznym fenotypem lub rodowodem potwierdzającym chorobę genetyczną zostaną uwzględnieni w badaniu. Dziedziczenie autosomalne recesywne zostanie zasugerowane przez co najmniej dwoje dotkniętych chorobą rodzeństwa ze zdrowymi rodzicami, którzy mogą mieć również inne zdrowe dzieci. Dziedziczenie autosomalne dominujące będzie sugerowane przez wielu dotkniętych chorobą członków rodziny w wielu pokoleniach. Brak wywiadu rodzinnego może sugerować dziedziczenie autosomalne recesywne lub dziedziczenie autosomalne dominujące de novo.

Świadoma zgoda zostanie wyrażona przed wszelkimi procedurami badawczymi lub testami genetycznymi. Pacjenci przyjmowani w klinice neurogenetyki zostaną poproszeni o udział w badaniu Neurogenetics podczas ich rutynowej wizyty w klinice. Rodzice pacjentów pediatrycznych przyjmowanych w poradni zostaną poproszeni o wyrażenie świadomej pisemnej zgody. Po uzyskaniu świadomej zgody, zanonimizowane informacje o pacjencie zostaną wprowadzone do bazy danych przez członka zespołu badawczego. W przypadku wyrażenia zgody na udział w biorepozytorium, wówczas dostępne przechowywane okazy zostaną zdeidentyfikowane i umieszczone w określonych laboratoriach lub w laboratorium współpracującym

W przypadku znanego pacjenta Neurogenetics, który zmarł, można zwrócić się do prawnie upoważnionego przedstawiciela (lub najbliższego krewnego) zmarłego pacjenta w celu wyrażenia zgody na włączenie danych badawczych i przechowywanych próbek do tego badania. Ponownie, ich chronione informacje zdrowotne (w tym wszelkie próbki, które zostały klinicznie uzyskane z biopsji lub sekcji zwłok) zostaną zabezpieczone i pozbawione elementów umożliwiających identyfikację na potrzeby ich udziału.

Zostaną zbadani członkowie najbliższej rodziny (osoba dotknięta chorobą, rodzeństwo dotknięte i zdrowe oraz rodzice) w celu zbadania co najmniej rodziny w trio (matka, ojciec, dziecko dotknięte chorobą). W niektórych przypadkach rodzina może mieć zmarłą osobę z dostępnym DNA w banku. Jeśli rodzina jest zainteresowana włączeniem tych próbek, należy uzyskać pisemną zgodę najbliższych krewnych zmarłego lub wykonawców testamentu zmarłego.

Wywiad rodzinny wskazujący na chorobę genetyczną niezdiagnozowaną dostępnymi metodami diagnostycznymi zostanie uwzględniony w badaniu po przeprowadzeniu szczegółowej oceny genetycznej. Do badania zostaną wzięte pod uwagę osoby dotknięte chorobą oraz ich dotknięte chorobą i zdrowe rodzeństwo oraz oboje rodziców.

Osoby badane będą widziane przez członka zespołu badawczego w celu omówienia protokołu badania i uzyskania świadomej zgody. Zostaną również zobaczeni w klinice, gdy będziemy mieli ostateczne wyniki badań dla poradni genetycznej i omówimy wyniki. W razie potrzeby będą przyjmowani w klinice z innych powodów klinicznych niezwiązanych z badaniami.

Metodologia:

Dla Celu 1: Utworzono klinikę neurogenetyczną z 2 neurologami klinicznymi dziecięcymi i doradcą genetycznym, gdzie niezdiagnozowani pacjenci z potencjalną chorobą neurogenetyczną zostaną poddani ocenie i zlecone zostaną odpowiednie badania kliniczne. Pacjenci ze zdiagnozowanymi zaburzeniami neurogenetycznymi będą również obserwowani pod kątem długoterminowej opieki i ponownej oceny, jeśli to konieczne.

Dla Celu 2: Uzyskana zostanie świadoma zgoda i zapewnione zostanie wstępne badanie poradnictwa genetycznego. Zostaną zlecone odpowiednie badania kliniczne, w tym pobranie krwi, pobranie próbki moczu, pobranie wymazu z policzka oraz, w razie potrzeby, próbki biopsji tkanki. Próbka DNA z powyższych badań, która pozostanie po odpowiednich badaniach klinicznych, zostanie wykorzystana do przechowywania w biorepozytorium i do dalszych odpowiednich badań naukowych. Sekwencjonowanie nowej generacji, jeśli jest to klinicznie właściwe, zostanie zlecone przez dostępne komercyjne laboratoria zatwierdzone przez firmę ubezpieczeniową pacjenta. W przypadku odmowy ubezpieczenia zostaną zlecone testy badawcze po uzyskaniu świadomej zgody i poradnictwie przed badaniem, które zostaną przeprowadzone w naszych współpracujących laboratoriach.

Cel 3: Utrzymywana będzie baza danych pacjentów zawierająca informacje kliniczne pozbawione elementów umożliwiających identyfikację, analizy laboratoryjne, badania obrazowe i badania genetyczne. Biorepozytorium krwi i innych próbek DNA/tkanek będzie utrzymywane w odpowiednim laboratorium klinicznym/współpracującym. Baza danych pacjentów ułatwi identyfikację i rekrutację potencjalnie kwalifikujących się uczestników do udziału w badaniach translacyjnych dotyczących konkretnych pacjentów, aby pomóc lepiej określić stan pacjentów lub pomóc w rozwoju potencjalnej terapii w przyszłości.

Na Uniwersytecie w Pittsburghu zidentyfikowano współpracowników w wielu różnych dziedzinach, którzy pomogą w oferowaniu testów nowej generacji, analiz bioinformatycznych, badaczy zajmujących się naukami podstawowymi, którzy pomogą w analizie funkcjonalnej potencjalnych nowych genów/wariantów o nieznanym znaczeniu. Wizją inicjatywy jest umożliwienie przeniesienia danych z nowatorskich nowych testów genetycznych na niezdiagnozowanych pacjentach na stół w celu charakterystyki funkcjonalnej - z nadzieją, że utoruje to drogę do zmiany przeznaczenia obecnie dostępnych leków do spersonalizowanej opieki nad tymi rzadkimi pacjentami lub pomocy opracowanie nowych metod leczenia w przyszłości.

Podejście eksperymentalne:

Pobieranie krwi zostanie zlecone zgodnie ze wskazaniami klinicznymi z dodatkową probówką pobraną do celów badawczych: do 20 ml pełnej krwi zostanie pobrane do probówek z EDTA. DNA zostanie wyekstrahowane zgodnie ze standardowymi protokołami laboratoryjnymi. W przypadku osób zmarłych będziemy korzystać z bankowego źródła DNA, jeśli będzie dostępne. Najbliżsi podpiszą pełnomocnictwo dla osób zmarłych. Sekwencjonowanie całego egzomu (amplifikacja i sekwencjonowanie egzomu) i/lub sekwencjonowanie całego genomu zostanie przeprowadzone zgodnie z protokołem laboratoryjnym i zostanie wysłane do laboratorium komercyjnego lub laboratorium w porozumieniu z jednym z naszych współpracowników/konsultantów w sprawie tego protokołu. Badanie całego egzomu za pośrednictwem współpracującego laboratorium będzie oferowane pacjentom, których ubezpieczyciele nie pokryją badań klinicznych.

Analiza bioinformatyczna dostarczona przez współpracowników zostanie wykorzystana do analizy surowych danych z NGS. Analiza standardowa zostanie wykorzystana do poszukiwania wariantów w określonych genach, o których wiadomo, że powodują zaburzenia genetyczne. Wszelkie znalezione warianty sekwencjonowania całego egzomu lub całego genomu zostaną następnie porównane z publicznie dostępnymi egzomami / genomami z bazy danych dbSNP, 1000 Genome Project i NHLBI (http://evs.gs.washington.edu/EVS/) aby wykluczyć powszechne warianty i zostaną porównane z danymi dostępnymi z ClinVar (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/clinvar/) oraz ExAC (ExAC.broadinstitute.org). W analizie zostaną również wykorzystane warianty przewidywania patogenezy przy użyciu dostępnego oprogramowania, takiego jak PolyPhen i SIFT. Porównanie wariantów znalezionych u osoby dotkniętej chorobą z wariantami znalezionymi u każdego z rodziców dodatkowo zmniejsza liczbę wariantów kandydujących. W przypadku zaburzeń autosomalnych dominujących ta strategia może wykryć warianty kodowania de novo, zakładając, że żaden z rodziców nie jest niewyrażającym nosicielem zaburzenia. Natomiast w zaburzeniach recesywnych każdy rodzic powinien być nosicielem jednego z wariantów powodujących chorobę zidentyfikowanych u dotkniętych dzieci. W przypadku zaburzeń sprzężonych z chromosomem X matka powinna być nosicielem choroby, chyba że wystąpiła ona de novo u probanda. Odnotowany zostanie również wynik ochrony, taki jak wynik GERP (Genomic Evolutionary Rate Profiling). Bardziej prawdopodobne jest, że zmiana wysoce konserwatywnej reszty będzie miała znaczenie funkcjonalne. Geny z wieloma transkryptami będą wymagały szczególnej uwagi. W tej sytuacji oszacowanie efektu będzie ograniczone do tych z transkryptów kanonicznych, warianty w genach kandydujących zostaną następnie potwierdzone przez sekwencjonowanie Sangera w laboratorium certyfikowanym przez CLIA.

Ocena istotności fizjologicznej: Opierając się na opublikowanych raportach literaturowych dotyczących podobnych eksperymentów, przewidujemy, że zidentyfikujemy <10 genów kandydujących, a być może tylko jeden. Jeśli zostanie zidentyfikowany więcej niż jeden gen kandydujący, ocenimy prawdopodobne znaczenie fizjologiczne na wiele sposobów. Po pierwsze, zmiany aminokwasów zostaną ocenione pod kątem zachowania w trakcie ewolucji. Bardziej prawdopodobne jest, że zmiana wysoce konserwatywnej reszty będzie miała znaczenie funkcjonalne. Następnie ocenimy przewidywaną ekspresję tkankową poprzez badanie baz danych EST i „wirtualnych blotów północnych”. Przewiduje się, że zmiany aminokwasów znacząco zmieniające strukturę białka będą dalej oceniane poprzez przeprowadzenie badań funkcjonalnych.

Ramy czasowe i kolejne badania: Proponowane badania sekwencjonowania można przeprowadzić stosunkowo szybko po uzyskaniu próbki. Dodatkowy czas będzie potrzebny na analizę bioinformatyczną. Dane uzyskane w ramach tego projektu zostaną wykorzystane przez PI do przygotowania wniosków o granty w celu systematycznego scharakteryzowania leżących u podstaw defektów molekularnych u pacjentów z istotnymi dowodami rodowodowymi zaburzenia genetycznego lub u pacjentów z rozpoznanymi zespołami genetycznymi o nieznanej przyczynie. Wstępne dane uzyskane w ramach tego projektu pozwolą również na złożenie dodatkowych wniosków o dotacje na zbadanie zidentyfikowanej wady.

Pobranie krwi zostanie przeprowadzone u osób dotkniętych chorobą, zdrowych rodziców i zdrowego rodzeństwa w laboratorium upuszczania krwi w Szpitalu Dziecięcym UPMC lub w innych placówkach UPMC, w których pacjenci są przyjmowani przez personel laboratorium. Pobieranie krwi nie powinno zająć więcej niż 5-10 minut. Można dokonać alternatywnych uzgodnień z osobami i ich lokalnym laboratorium upuszczania krwi w celu uzyskania próbek i wysłania ich do badaczy.