powrót do listy

Identyfikacja nowych genetycznych przyczyn dyzostoz twarzowych u ludzi z zastosowaniem sekwencjonowania następnej generacji

Identyfikacja nowych genetycznych przyczyn dyzostoz twarzowych u ludzi z zastosowaniem sekwencjonowania następnej generacji

Projekt finansowany przez Uniwersytet Medyczny im. K. Marcinkowskiego w Poznaniu w ramach konkursu Młodzi Naukowcy

Numer projektu: 502-14-11261860-41259

Kierownik projektu: mgr inż. Ewelina Olech

Czas trwania projektu: 2017-2018

 

1. Cel badań

Dyzostozy twarzowe (facial dysostoses; FD) obejmują zróżnicowane rzadkie zespoły dysmorficzne twarzoczaszki, mogące występować zarówno z prawidłowym rozwojem kończyn – dyzostozy żuchwowo-twarzowe (MFD; mandibulofacial dysostoses) jak i nieprawidłowym – dyzostozy kończynowo-twarzowe (AFD; acroacial dysostoses). W obu podgrupach nieprawidłowości w obrębie twarzoczaszki są uwarunkowane zaburzoną migracją komórek grzebienia nerwowego do pierwszego i drugiego łuku oskrzelowego, w wyniku której obserwuje się: hipoplazję okolicy jarzmowej i żuchwy, dysmorfię małżowin usznych z możliwym niedosłuchem oraz dysmorfię szpar powiekowych. Pomimo znacznego rozwoju genetyki medycznej i zidentyfikowania wielu nowych genów i loci odpowiedzialnych m. in. za rozwój zarodkowy twarzoczaszki, w większości przypadków patogeneza wad czaszki, w tym FD, pozostaje nieznana. Dodatkowym utrudnieniem w diagnostyce FD jest niska częstość występowania zespołów, wysoka heterogenność z jednoczesnym nakładaniem się fenotypów, czy zmienna ekspresja mutacji nawet w przypadkach rodzinnych. W związku z powyższym zamierzamy przebadać grupę pacjentów dotkniętych FD w oparciu o skrining, zaprojektowanego na cele doświadczenia, unikatowego panelu ok. 20 genów z wykorzystaniem metody sekwencjonowania następnej generacji (NGS) i zaawansowanej analizy bioinformatycznej.

2. Metoda badawcza

Pojawienie się wysokoprzepustowych technik sekwencjonowania DNA określanych jako sekwencjonowanie następnej generacji (NGS) pozwoliło na analizę całych eksomów lub genomów w kierunku obecności wariantów pojedynczego nukleotydu (SNV) lub małych delecji/duplikacji. Podejście to okazało się skuteczne w wielu badaniach naukowych. W projekcie planujemy wykonać skrining, wytypowanych przez nas, na bazie najnowszej literatury, sekwencji kodujących ok. 35 genów bezpośrednio związanych z dyzostozami twarzowymi, genów kandydackich oraz genów, w obrębie których mutacje zostały opisane jako podłoże zbliżonych fenotypów twarzoczaszki. Zaprojektowany przez nas panel genowy będzie unikatowy i dostępny tylko dla zakwalifikowanych do badań pacjentów. Docelowa liczba pacjentów objętych badaniami to 16-18 przypadków rodzinnych i sporadycznych. Zastosowana technika NGS pozwoli na jednoczasowe, szybkie, czułe i ekonomiczne odczytanie fragmentu genomu pacjenta. Ponieważ, przedstawiona analiza jest celowana, generacja ogromnej, często nieskorelowanej z fenotypem pacjenta, ilości danych, zostanie ograniczona do minimum. Wytypowane zmiany zostaną poddane analizie bioinformatycznej, pozwalającej na ocenę in silico ich patogenności.

3. Wpływ spodziewanych rezultatów na rozwój nauki/cywilizacji

Spodziewamy się zidentyfikować nowe zmiany genetyczne odpowiedzialne za morfogenezę twarzoczaszki, co będzie stanowiło istotny wkład w dziedziny genetyki klinicznej, biologii rozwoju i genetyki rozwoju. Uzyskane wyniki poszerzą wiedzę o wrodzonych wadach rozwojowych człowieka, jak również pozwolą uzyskać wgląd w mechanizmy embriogenezy czaszki człowieka i innych kręgowców. Dzięki wynikom naszych badań, pacjenci z dyzostozami twarzowymi i ich rodziny uzyskają lepszą opiekę medyczną i bardziej wiarygodne poradnictwo genetyczne. Oczekuje się, że wyniki projektu umożliwią opracowanie i wprowadzenie nowych, bardziej kompleksowych testów genetycznych, co poprawi stan diagnostyki genetycznej i poradnictwa, które może być w pełni wiarygodne jedynie wówczas, gdy opiera się na wynikach odpowiednich badań. Podsumowując, lepsze zrozumienie etiologii FD oprócz istotnego wkładu w rozwój nauk podstawowych, bez wątpienia przyczyni się do poprawy stanu opieki genetycznej nad chorymi oraz umożliwi skuteczniejszą diagnostykę, prognozowanie, leczenie i poradnictwo genetyczne w tej heterogennej grupie zaburzeń rozwojowych.