Friedreich ataksisinde GAA trinükleotid tekrarlarının incelenmesi

Abstract

ÖZET Friedreich Ataksisinde GAA Trinükleotid Tekrarlarının İncelenmesi Friedreich Ataksisi (FA), ilerleyen nörodejenerasyon ile birlikte otozomal resesif kalıtım gösteren bir hastalıktır. Hastalıktan sorumlu olan gen 9. kromozomun q13-q21.1 bölgesine yerleşim gösterir ve X25 (FRDA) olarak ifade edilir. FA hastalarının %96'sında hastalılığın temel sebebi, X25 (FRDA) geninin 1. İntronunda bulunan GAA trinükleotid tekrar sayısının artışı ile ilişkilidir. Çünkü GAA trinükleotid tekrar sayısının artışı frataksin protein ürününü azaltarak mitokondride demir birikimiyle sonuçlanmaktadır. Normal olarak sağlıklı kişilerde GAA trinükleotid tekrar sayısı 7-33 arasında değişir. İlave olarak hastaların %4'ünde gen allellerinin birinde GAA trinükleotid tekrarı 33'ün üzerinde olabilirken diğerinde nokta mutasyonu olabilir (birleşik heterozigotluk). Bu çalışmada, çalışma grubu FA hastalarını içeren 23 Spinoserebellar ataksi (SSA) olgusu ve 5 indeks FA olgusunun 25 aile bireyini içermektedir. Her olgu için öncelikle aile ağacı ve kromozom analizi yapıldı. Bunu takiben GAA trinükleotid tekrar genişlemesinin ölçülmesi için DNA örnekleri PCR tekniğiyle amplifiye edildi. Sitogenetik incelemeler bir hasta ve bu hastanın bazı aile bireylerinde dengeli translokasyon varlığını gösterirken birer hastada delesyon, anöploidi, inversiyon ve heteropiknoz (heterokromatin artışı) göstermiştir. Moleküler incelemeler, birisi klinik olarak şüpheli iki FA hastası ve 11 SSA vakasında 6-14 GAA trinükleotid tekrarı içeren, 475-500 baz çifti PCR ürünü olduğunu göstermiştir ve bunların genotipleri homozigot normal olarak ifade edilmiştir. Klinik olarak ikisi FA diğerlerine SSA olan 7 olguda 675-1300 trinükleotid tekrarı içeren 2500-4400 baz çifti PCR ürünü olduğunu göstermiş ve bunların genotipleri homozigot hasta olarak ifade edilmiştir. Klinik olarak FA hastası olan üç olgunun moleküler temelinde heterozigot olduğu bulunmuş ve bunların birleşik heterozigot olmaları gerektiği sonucuna varılmıştır. Birleşik heterozigot hastalardaki nokta mutasyonları olasılığı, gelecekte yapılacak olan SSCP ve gen sekanslama gibi ileri moleküler tekniklerin kullanılmasıyla araştırılacaktır. Anahtar sözcükler: Friedreich Ataksisi, X25 (FRDA), GAA trinükleotid tekrarı, Frataxin, PCR. IX

ABSTRACT Study of GAA Trinucleotid Repeat Expansion in Friedreich Ataxia Friedreich Ataxia (FA) is a progressive neurodegenerative disorder with an autosomal recessive hereditism. The gene responsible for the disease is located at q13-q21.1 region of the ninth chromosome and designated as X25 (FRDA). The primary cause of the disease in 96% of FA patients is relevant to the GAA trinucleotid repeat expansions in the first intron of X25 (FRDA) gene as the GAA expansions decrease the production of frataxin protein thus resulting in an iron accumulation in mitochondria. The number of trinucleotid repeats normally changes between 7-33 in healthy people and 66-1700 in FA patients In addition, 4% of patients may have point mutations in one copy of the gene while the others having over 33 trinucleotid repeats (compound heterozygosity). In the present study, the study group consisted of 23 Spinocerebellar Ataxia (SSA) cases including FA patients, plus 25 relatives of 5 index FA patients. A chromosome analysis was performed for each case and then DNA samples were amplified with the PCR technique to measure the GAA trinucleotide repeat expansions. Cytogenetic examinations showed a translocation in one patient and some of her family members, an inversion, a heteropycnosis, a deletion and an aneuploidy in one patient each. Molecular examinations indicated that two FA patients, one clinically suspected, and eleven SSA, had 6-14 GAA trinucleotide repeats consisting of 475-500 base pairs (bp), thus their genotypes were determined as homozygous normal. Seven patients, clinically two of them FA others SSA, had 675-1300 GAA trinucleotide repeats consisting of 2500-4400 bp so their genotypes were determined as homozygous patient. The genotypes of three cases who were clinically FA patients were found to be heterozygous on molecular basis, inferring that they should be `compound heterozygous`. Possibility of point mutations in compound heterozygous patients will be investigated in future studies using more sophisticated molecular techniques like SSCP and gene sequencing. Key words: Friedreich Ataxia, X25 (FRDA), GAA trinucleotid Expansion, frataxin, PCR.