Mental retardasyonlu olgularda kromozomal anomalilerin array temelli karşılaştırmalı genomik hibridizasyon (ACGH) tekniği ile araştırılması

Abstract

Mental retardasyon (MR) insanın yaşamı boyunca engelli olmasına yol açan, öğrenme veadaptasyon güçlüğü ile karakterize bir durumdur. MR'lerin nedenleri çok çeşitlidir.Genetik, metabolik, çevresel etmenler ve santral sinir sisteminin yapısal anomalileribunların başlıcalarıdır. MR'li olguların ayrıntılı olarak incelenebildiği gelişmiş batıülkelerinde bile spesifik tanıya varma oranı % 40-60 arasındadır ve genelliklepopulasyonun % 0.3'ünü ağır MR'lu olgular oluşturmaktadır.Klasik yöntemlerle sitogenetik tanısı kesinleşemeyen özellikle MR'li olgularda kromozomanomalilerinin daha detaylı aydınlatılması amacı ile ek ileri düzey incelemeler yapılmasıgerekmektedir. FISH (fluoresan in situ hibridizasyon) tekniği kullanılarak yapılanincelemelerde araştırılacak aday gen/kromozom bölgelerinin klinik ya da sitogenetikyöntemler ile önceden belirlenmiş olması gerekmektedir. Oysa, kromozomların bazıbölgeleri (sentromer, telomer gibi) non-spesifik bant kalıbında olduğundan, bu bölgelerinaraştırılması standart ve Yüksek Çözünürlüklü Bantlama Teknikleri (HRB Tekniği) iledeğerlendirilememekte FISH tekniği de her zaman yeterli olamamaktadır. Son yıllarda,temeli FISH tekniğine dayanan, farklı fluoresan boyalar ile boyanmış test (hasta) vereferans DNA örneklerinin normal kromozomlara bağlanması ile elde edilen fluoresan renkfarklılıklarını gösteren bir moleküler sitogenetik yöntem olan karşılaştırmalı genomikhibridizasyon tekniği (CGH) bütün genomun dengesiz kromozomal materyalinin analizineolanak sağlayan bir teknik olarak geliştirilmiştir.CGH, genom boyunca DNA dizisindeki kopya sayısı değişimlerini inceleyen bir molekülersitogenetik tekniktir. Belirli bir genomun tamamındaki dengesiz kromozomal materyalindetaylı ve doğru analizi için, daha spesifik olarak da özellikle dengeli genomdan incesapmalar olduğu zaman CGH tekniği gerekli olmakta ve özellikle array temelli CGHtekniği sayesinde klasik yöntemlerle sitogenetik tanısı kesinleşemeyen kromozomanomalilerinin daha detaylı araştırılması mümkün olmaktadır. Bu çalışmada, GTGBantlama tekniğiyle 500-550 bant düzeyinde herhangi bir kromozom anomalisisaptanmayan 8 ağır MR'lu erkek birey ile bunların akrabası olan 12 ve olmayan 2 normalfenotipe sahip bireyden oluşan toplam 22 olguda array temelli CGH tekniği kullanılaraktüm genom boyunca DNA dizisindeki kopya sayısı değişimleri incelenmiştir. Analizlersonucunda mental retardasyonlu 8 erkek olgumuz ve bunlarla akrabalığı olan 3 kadınolgumuzda X kromozomunun p11.22 bölgesinde 52210273-52745818 aralığında 535,5Kb'lık (535545 bç) bir genomik bölgede farklı boyutlarda kazanç saptanmıştır.Anahtar Kelimeler: array Temelli Karşılaştırmalı Genomik Hibridizasyon,Konvansiyonel Sitogenetik, Mental Retardasyon

Mental Retardation (MR) is a condition characterized by learning and adaptation disabilitywhich causes lifetime disability. There is a diverse range of causes of MR. Genetic,Metabolic, Environmental Factors and structural anomalies of the central nervous systemare among the main causes. Even in western countries where detailed examination of MRcould be done, rate of specific diagnosis is between 40-60% and the MR cases usuallyconsist of 0.3% of the population.When classical cytogenetic methods cannot confirm the diagnosis, advanced analysisshould be performed to clarify the chromosomal abnormalities ,especially in cases withMR. The use of FISH ( fluorescent in situ hybridization) method in such detailed analysisrequires predetermination of the candidate gene/chromosomal region either by clinicalfindings or cytogenetic methods. However some of the chromosomal (centromere,telomere) regions with nonspecific band pattern cannot be analyzed with standard andHigh Resolution Banding and the FISH technique cannot be always sufficient enough toanalyze. In recent years, a molecular cytogenetic technique which is based on FISHMethod where Test (Patient) and Reference DNA samples labelled with differentfluorescent dyes hybridizing to normal chromosomes, enabling detection ofunbalanced chromosomal abnormalities of the whole genome by calculating thedifferences in between fluorescent signal intensities is developed and named ascomparative genomic hybridization.CGH is a molecular cytogenetic technique, which examines copy number variations acrossthe whole genome DNA sequence. For accurate and detailed analysis of unbalancedchromosomal abnormalities across the whole genome especially in case of smalldeviations from a balanced genome, CGH is needed and by means of array based CGHmethod, it is possible to analyze thoroughly the chromosome anomalies whose cytogeneticdiagnosis cannot be confirmed by classical methods.In the framework of this study, whole genome-wide DNA copy number variation analysiswas performed on a total of 22 individuals using array-CGH technique. 8 of the individualsincluded in the study were males with severe MR. All individuals were previouslynalyzed by GTG banding technique, which showed no chromosomal abnormality at thelevel of 500-550 bands. The remaining 14 individuals were phenotypically normal, and 12of them were relatives of the 8 MR patients. We detected variable size of gains at Xp11.22etween 52210273-52745818 bp, within 535,5 Kb (535545 bp)- long genomic region, in 8male patients plus their 3 female relatives with normal phenotype.Keywords: array Comparative Genomic Hybridization, Conventional Cytogenetic, MentalRetardation.