Konjenital/idiyopatik skolyozlu hastalarda array tabanlı karşılaştırmalı genom hibridizasyonu ile tüm genom analizi

Abstract

Skolyoz yanal omurga eğriliğinden meydana gelmektedir. Bu eğrilik genellikle omurganın düz durması yerine ''s'' veya ''c'' şeklinde görünmesinin nedeni olarak düşünülmektedir. Skolyoz konjenital, idiyopatik ve nöromusküler olarak üç sınıfa ayrılır. Konjenital skolyoz normal omurga gelişiminin kesintiye uğraması sonucu oluşan anormal yan omurga eğriliğidir. Nöromusküler skolyoz serebral palsi, Duchenne musküler distrofi, miyelomeningosel gibi hastalıkları içeren geniş kapsamlı bozukluklardan kaynaklanır. İdiyopatik skolyoz nedeni tespit edilemeyen bozukluk, hastalık anlamına gelmektedir. Array Komperatif Genomik Hibridizasyon (CGH), submikroskobik DNA kopya sayısı değişikliklerini haritalama ve tespit olanağı sağlayan yüksek çözünürlükte yeni bir teknolojidir. Array-CGH düzenli bir sıra ve boyutta genomun çok küçük bölgelerini kapsayan değişimlerin tespitine imkan sağlamaktadır. Biz de, bu amaçla skolyoza özgü yüksek rezolüsyonlu yeni bir array-CGH mikroçipi tasarladık. Dr. Sami Ulus Kadın Doğum ve Çocuk Sağlığı Hastanesi, Genetik Anabilim Dalına başvuran ve skolyoz tanısı konulan, ancak etyolojisinde bilinen herhangi bir kromozomal, metabolik veya moleküler nedenin tespit edilemediği 8 hasta çalışmaya alındı. Tüm genom incelenmesi için ISCA tarafından tasarlanan 44K array-CGH prob grubuna ilave olarak skolyoz ve iskelet displazilerinde tanımlanan 226 gen bölgesine spesifik olmak üzere ekzonik ve intronik alanları da kapsayacak şekilde 14127 adet prob kullanarak yeni bir mikroçip dizaynı yaptık. Tasarladığımız Array-CGH slaytlarından elde edilen verileri CytoGenomics programı kullanarak değerlendirdik. Çalışmaya dahil edilen 8 hastanın 6'sında anlamlı kopya sayısı değişikliği belirlendi. İki hastada herhangi bir değişiklik bulunamadı. Belirlenen bu değişiklikler içerisinde bir vakada tespit edilen kopya sayısı değişikliği, SHOX geni ile ilişkili olabilir.Sonuç olarak, Yeni tasarladığımız bu array-CGH dizayn çalışması; firmalar ya da kuruluşlar tarafından tasarlanmış olan mevcut tüm genom taramalarının oluşturacağı yüksek miktardaki verinin yapılacak analizi komplike etmesi dezavantajından bu şekilde uzaklaşılabileceği ve sadece ilgili lokuslara fokuse olarak daha anlamlı, hassas ve analiz edilebilir veriye ulaşılabileceğini göstermiştir. Bu tasarımın modifiye şekilleriyle konjenital/idiyopatik skolyoz tanı kriterlerinin yeniden belirlenebileceği, yeni alt tiplendirilmelere yol gösterebileceği ve etyolojisi bilinmeyen skolyozun moleküler temellerinin açıklanmasına imkan sağlayabileceği düşünülmektedir.Anahtar Kelimeler: Skolyoz, Konjenital, İdiyopatik, Karşılaştırmalı Genom Hibridizasyonu, Tüm Genom AnaliziBu çalışma, İstanbul Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi tarafından desteklenmiştir. Proje No: 23608

Scoliosis consists of a lateral curvature of the spine. It usually causes the spine to assume an `s` or `c` shape instead of being straight. Scoliosis is divided into three categories congenital, idiopathic and neuromuscular. Congenital scoliosis is an abnormal lateral curvature of the spine, resulting from disruption of normal vertebral development. Neuromuscular scoliosis is caused by a wide variety of disorders which include cerebral palsy, Duchenne muscular dystrophy and myelomeningocele. Idiopathic scoliosis means the identifying cause of the disease/disorder is unknown.Array Comparative Genomic Hybridization (Array-CGH) is a new high resolution technology, which gives an opportunity to map and detect submicroscopic DNA copy number variations throughout the genome.Array-CGH provides easy and understandable detection of small genomic changes. For this purpose, our aim is to design a specific high resolution array-CGH platform for disorders of scoliosis. 8 patients, who applied Dr. Sami Ulus Gynecology and Child Welfare Hospital, Department of Genetics, with the diagnosis of scoliosis, and none of the patients were included into the study if molecular, chromosomal or metabolic etiology were known. We designed an array chip which includes whole genome detectable 44K array-CGH probe group of ISCA and 14217 additional probes for intronic and exonic regions of the all known 226 scoliosis and skeletal dysplasias genes. The obtained data were assayed by the CytoGenomics software. We detected important copy number changes in 6 out of 8 patients. 2 patients had no definitive changes. One case of these copy number changes might be associated with SHOX gene. As a result, This novel array-CGH design provides us with the advantage of overcoming difficulties in the analysis of the big amount of information obtained from current whole genome arrays, by giving us an opportunity to handle less amount, but more meaningful, accurate and clear data by focusing on certain specific loci. We think that custom designed microarray chips would be useful for more accurate definition and diagnostic criteria of the congenital idiopathic scoliosis, and also detecting new molecular mechanisms causing disorders of scoliosis with unknown/less known etiology.Keywords; Scoliosis, Congenital, Idiopathic, Comperative Genome Hybridization, Whole Genome AnalysisThis study is supported by Istanbul University Scientific Research Projects Division Project Number: 23608