Herediter multiple ekzostozis tanısı alan olguların ext1 ve EXT2 gen mutasyonları açısından değerlendirilmesi

Abstract

Herediter multiple ekzostozis (HME) veya diğer adı ile multiple osteokondroma, uzun kemiklerin metafiziyeal bölgesinde, büyüme plaklarını çevreleyen perikondriyum içinde, yani kemiklerin juksta-epifiziyal bölgelerinde, iskelet ve bağ dokusu bozuklukları ile ilişkili glikozaminoglikan biyosentezinde bozulma sonucu malign olmayan kıkırdak kökenli ekzofitik kemik tümörleri gelişimi ile karakterize, nadir bir otozomal dominant hastalıktır. Semptomların başlaması sırasında ortalama yaş aralığı 2-15 yıl arasında değişkenlik gösterir ve büyüme plakları kapandığında yeni ekzostoz oluşmaması hastalığın tipik özelliğidir. Ekzostozlar çoğunlukla iyi huylu olan iskelet çıkıntılarıdır.Hastaların yaklaşık % 0,2-5'inde osteokondromlar malign transformasyon göstererek kemoterapiye veya radyoterapiye dirençli, hayatı tehdit edebilen kondrosarkomlara veya osteosarkomlara dönüşebilir. Herediter multipl ekzostozis, genetik olarak heterojen bir hastalıktır. Exostosin-1 (8q24.11-q24.13'te EXT1) ve Exostosin-2 (11p12-p11'de EXT2) genleri hastalıktan sorumludur. HME vakalarının çoğunluğunun EXT1 veya EXT2'deki heterozigot fonksiyon kaybı mutasyonları ile ilişkili olduğu, mutasyonların çoğunun ailesel ve yaklaşık % 10'unun sporadik olduğunu gösterilmiştir.Çalışmamızda HME hastalarımızda EXT1 ve EXT2 gen mutasyonlarının saptanması, genotip ve fenotip ilişkisinin gösterilmesi amaçlanmıştır. Bu çalışma ile Ülkemizdeki HME hastalarında EXT1 ve EXT2 gen mutasyonlarının değerlendirilmesi, yeni varyantlar belirlenmesi, Türk toplumunda hastalığın, doğası, sıklığı ve dağılımı incelenerek genotip ve fenotip ilişkisi belirlenmesi amaçlanmıştır. Çalışma kapsamında HME öntanılı 26 gönüllüde EXT1 ve EXT2 genleri yeni nesil DNA dizi analizi yöntemi ile incelenmiştir. Olguların fenotipleri ve saptanan genotip bulguları, varyant bilgi bankalarındaki bilgiler ile karşılaştırılmıştır. Her bir olguda saptanan varyantların özellikleri fenotipik bulgularla ilişkileri açısından incelenmiştir. Olguların altısında (%23) kullandığımız yöntem ile varyant saptanamamıştır. Varyant saptanan 20 olguda birbirinden farklı delesyon, insersiyon veya nonsens(stop)/missens etkili tek nükleotid değişiklikleri gözlenmiştir . EXT1 geninde 17 olguda ve EXT2 geninde ise 3 olguda varyant tanımlanmıştır ve bu varyantların tamamı genlerin kodlayıcı ekzon bölgelerinde yerleşiktir. Saptanan 14 varyant hakkında varyant bilgi bankalarında veya literatürde bilgi bulunamamıştır ve bu varyantların ilk defa tanımlanan varyantlar olduğu düşünülmektedir. EXT1 geninde saptadığımız varyantların yedi tanesi nükleotid delesyonu özelliğindedir ve hepsi yeni saptanmış varyantlardır. Delesyonlar genin 5' ve 3' boyunca kodon 11 ve kodon 705 arasında farklı bölgelerde dağınık olarak yerleşiktir. Saptanan dört adet stop kodonu varyantının ikisi daha önce bildirilmiştir ve diğer ikisi yeni saptanan varyantlardandır. Tanımlanan altı missens varyantın ise üç tanesi daha önce bildirilmiştir ancak diğer üçü yeni saptanmıştır. EXT2 geni varyantlarında ise birisi yeni saptanmış missense varyant, ikincisi yeni saptanmış insersiyon varyantı ve üçüncüsü bilinen stop kodonu varyantıdır.Çalışmamız Türkiye'de HME hastalarında yapılan en geniş kapsamlı moleküler genetik çalışmadır. Çalışmamızda bulunan yeni varyantlar literatüre katkısı olacaktır. Bu çalışmadan çıkan sonuçlar, HME hastalarında moleküler genetik tanı, tedavi ve takip yöntemlerinin gelişmesine katkısı olacaktır.

Hereditary multiple exostosis (HME), also known as multiple osteochondroma, is a rare autosomal dominant disease, which contains malfunction in the metaphyseal region of the long bones, within the pericondrium surrounding the growth plates, i.e. in the glucosaminoglycan biosynthesis associated with skeletal and connective tissue disorders and characterized by the development of cartilage-based exophytic bone tumors. The average age range varies between 2-15 years at the onset of symptoms, and the absence of new exostosis when the growth plates are closed is typical of the disease. Exostoses are mostly benign skeletal protrusions. In approximately 0.2-5% of patients, osteochondromas can turn into life-threatening chondrosarcoma or osteosarcoma that are resistant to chemotherapy or radiotherapy by showing malignant transformation.Hereditary multiple exostosis is a genetically heterogeneous disease. Exostosin-1 (EXT1 in 8q24.11-q24.13) and Exostosin-2 (EXT2 in 11p12-p11) genes are responsible for the disease. It's shown that the majority of HME cases are associated with heterozygous dysfunction mutations in EXT1 or EXT2, most of the mutations are familial and about 10% are sporadic.In our study, it was aimed to determine EXT1 and EXT2 gene mutations in HME patients in our country, to determine new variants, to determine the genotype and phenotype relationship by examining the nature, frequency and distribution of the disease in Turkish society. Within the scope of the study, EXT1 and EXT2 genes were investigated in 26 volunteers diagnosed with HME by a new generation DNA sequence analysis method. The phenotypes and genotype findings of the cases were compared with the information in the variant databases. The characteristics of the variants detected in each case were examined in terms of their relationship with the phenotypic findings.In six cases (23%), the variant could not be detected using the method we used. In 20 cases with variants, different single nucleotide changes with deletion, insertion or nonsense (stop) / missens effect were observed. Variant was defined in 17 cases in EXT1 gene and 3 cases in EXT2 gene and all of these variants are located in the coding exon regions of genes. Information on 14 variants detected has not been found in variant databases or literature, and these variants are considered to be the newly detected variants. Seven of the variants we detected in the EXT1 gene are nucleotide deletions and all are newly detected variants. Deletions are located scattered throughout the 5 'and 3' of the gene between codon 11 and codon 705 in different regions. Two of the four stop codon variants detected have been previously reported, and the other two are from the newly detected variants. Three of the six missens variants identified were previously reported, but the other three were newly identified. In EXT2 gene variants, one is the newly detected missense variant, the second is the newly detected insertion variant and the third is the known stop codon variant.Our study is the most comprehensive study of molecular genetics HME patients in Turkey. New variants in our study will contribute to the literature. The results of this study will contribute to the development of molecular genetic diagnosis, treatment and follow-up methods in HME patients.