Deletions and duplications of the 22q11.2 region in spermatozoa from DiGeorge/velocardiofacial fathers

Altres ajuts: Universitat Autònoma de Barcelona CF-180034 i PIF/2012Background: DiGeorge/velocardiofacial syndrome (DGS/VCFS) is the most common deletion syndrome in humans. Low copy repeats flanking the 22q11.2 region confer a substrate for non-allelic homologous recombination (NAHR) events leading to rearrangements. This study sought to identify DGS/VCFS fathers with increased susceptibility to deletions and duplications at the 22q11.2 region in spermatozoa and to assess the particular contribution of intra-chromatid and/or inter-chromatid NAHR. Semen samples from nine DGS/VCFS fathers were analyzed by triple-color FISH using a probe combination that discriminated between normal, deleted and duplicated genotypes. Microsatellite analysis were performed in the parents and the affected children to determine the parental origin of the deleted chromosome 22. - Results: A significant increase in 22q11.2 deletions was observed in the sperm of two out of nine DGS/VCFS fathers (odds ratio 2.03-fold, P < 0.01), and in both cases the deletion in the offspring was transmitted by the father. Patients with significant increases in sperm anomalies presented a disturbed deletion:duplication 1:1 ratio (P < 0.01). - Conclusions: Altogether, results support that intra-chromatid NAHR is the mechanism responsible for the higher rate of sperm deletions, which is directly related to the transmission of the deleted chromosome 22 to offspring. Accordingly, the screening of sperm anomalies in the 22q11.2 region should be taken into account in the genetic counseling of DGS/VCFS families

An exploratory study of predisposing genetic factors for DiGeorge/velocardiofacial syndrome

DiGeorge/velocardiofacial syndrome (DGS/VCFS) is a disorder caused by a 22q11.2 deletion mediated by non-allelic homologous recombination (NAHR) between low-copy repeats (LCRs). We have evaluated the role of LCR22 genomic architecture and PRDM9 variants as DGS/VCFS predisposing factors. We applied FISH using fosmid probes on chromatin fibers to analyze the number of tandem repeat blocks in LCR22 in two DGS/VCFS fathers-of-origin with proven 22q11.2 NAHR susceptibility. Results revealed copy number variations (CNVs) of L9 and K3 fosmids in these individuals compared to controls. The total number of L9 and K3 copies was also characterized using droplet digital PCR (ddPCR). Although we were unable to confirm variations, we detected an additional L9 amplicon corresponding to a pseudogene. Moreover, none of the eight DGS/VCFS parents-of-origin was heterozygote for the inv(22)(q11.2) haplotype. PRDM9 sequencing showed equivalent allelic distributions between DGS/VCFS parents-oforigin and controls, although a new PRDM9 allele (L50) was identified in one case. Our results support the hypothesis that LCR22s variations influences 22q11.2 NAHR events, however further studies are needed to confirm this association and clarify the contribution of pseudogenes and rare PDRM9 alleles to NAHR susceptibility

Specific NOTCH1 antibody targets DLL4-induced proliferation, migration, and angiogenesis in NOTCH1-mutated CLL cells

Targeting Notch signaling has emerged as a promising therapeutic strategy for chronic lymphocytic leukemia (CLL), particularly in NOTCH1-mutated patients. We provide first evidence that the Notch ligand DLL4 is a potent stimulator of Notch signaling in NOTCH1-mutated CLL cells while increases cell proliferation. Importantly, DLL4 is expressed in histiocytes from the lymph node, both in NOTCH1-mutated and -unmutated cases. We also show that the DLL4-induced activation of the Notch signaling pathway can be efficiently blocked with the specific anti-Notch1 antibody OMP-52M51. Accordingly, OMP-52M51 also reverses Notch-induced MYC, CCND1, and NPM1 gene expression as well as cell proliferation in NOTCH1-mutated CLL cells. In addition, DLL4 stimulation triggers the expression of protumor target genes, such as CXCR4, NRARP, and VEGFA, together with an increase in cell migration and angiogenesis. All these events can be antagonized by OMP-52M51. Collectively, our results emphasize the role of DLL4 stimulation in NOTCH1-mutated CLL and confirm the specific therapeutic targeting of Notch1 as a promising approach for this group of poor prognosis CLL patients

CD69 expression potentially predicts response to bendamustine and its modulation by ibrutinib or idelalisib enhances cytotoxic effect in chronic lymphocytic leukemia

Clinical responses to bendamustine in chronic lymphocytic leukemia (CLL) are highly heterogeneous and no specific markers to predict sensitivity to this drug have been reported. In order to identify biomarkers of response, we analyzed the in vitro activity of bendamustine and the gene expression profile in primary CLL cells. We observed that mRNA expression of CD69 (CD69) and ITGAM (CD11b) constitute the most powerful predictor of response to bendamustine. When we interrogated the predictive value of the corresponding cell surface proteins, the expression of the activation marker CD69 was the most reliable predictor of sensitivity to bendamustine. Importantly, a multivariate analysis revealed that the predictive value of CD69 expression was independent from other clinico-biological CLL features. We also showed that when CLL cells were co-cultured with distinct subtypes of stromal cells, an upregulation of CD69 was accompanied by a reduced sensitivity to bendamustine. In agreement with this, tumor cells derived from lymphoid tumor niches harbored higher CD69 expression and were less sensitive to bendamustine than their peripheral blood counterparts. Furthermore, pretreatment of CD69 high CLL cases with the B-cell receptor (BCR) pathway inhibitors ibrutinib and idelalisib decreased CD69 levels and enhanced bendamustine cytotoxic effect. Collectively, our findings indicate that CD69 could be a predictor of bendamustine response in CLL patients and the combination of clinically-tested BCR signaling inhibitors with bendamustine may represent a promising strategy for bendamustine low responsive CLL cases

Jardins per a la salut

Facultat de Farmàcia, Universitat de Barcelona. Ensenyament: Grau de Farmàcia. Assignatura: Botànica farmacèutica. Curs: 2014-2015. Coordinadors: Joan Simon, Cèsar Blanché i Maria Bosch.Els materials que aquí es presenten són el recull de les fitxes botàniques de 128 espècies presents en el Jardí Ferran Soldevila de l’Edifici Històric de la UB. Els treballs han estat realitzats manera individual per part dels estudiants dels grups M-3 i T-1 de l’assignatura Botànica Farmacèutica durant els mesos de febrer a maig del curs 2014-15 com a resultat final del Projecte d’Innovació Docent «Jardins per a la salut: aprenentatge servei a Botànica farmacèutica» (codi 2014PID-UB/054). Tots els treballs s’han dut a terme a través de la plataforma de GoogleDocs i han estat tutoritzats pels professors de l’assignatura. L’objectiu principal de l’activitat ha estat fomentar l’aprenentatge autònom i col·laboratiu en Botànica farmacèutica. També s’ha pretès motivar els estudiants a través del retorn de part del seu esforç a la societat a través d’una experiència d’Aprenentatge-Servei, deixant disponible finalment el treball dels estudiants per a poder ser consultable a través d’una Web pública amb la possibilitat de poder-ho fer in-situ en el propi jardí mitjançant codis QR amb un smartphone

Avaluació dels factors de predisposició a la inestabilitat genòmica de la regió 22q11.2

El genoma humà està format en un 5% per low-copy repeats (LCR); segments de DNA d’entre 1 i 500 Kb que es repeteixen dues o més vegades al llarg del genoma i que comparteixen una homologia superior al 90%. L’aparellament no al·lèlic d’aquestes seqüències durant la meiosi promou la generació d’esdeveniments de recombinació homòloga no al·lèlica (NAHR) que donen lloc a reorganitzacions cromosòmiques heretables que originen un conjunt de malalties anomenades trastorns genòmics. La deleció de la regió 22q11.2, originada per la NAHR entre els LCR22, causa la síndrome de DiGeorge/velocardiofacial (SDG/VCF), un dels trastorns genòmics més freqüents en els humans. L’objectiu principal d’aquesta tesi doctoral va ser l’avaluació de les característiques genètiques que modulen la susceptibilitat a la NAHR en individus transmissors de la SDG/VCF. Es va caracteritzar la susceptibilitat a la NAHR en 8 homes amb descendència afectada per la SDG/VCF. Aquest estudi es va dur a terme a través de l’anàlisi de la freqüència d’espermatozoides portadors de delecions i duplicacions de la regió 22q11.2, i d’altres regions crítiques amb una arquitectura genòmica similar, mitjançant la hibridació in situ fluorescent (FISH) en nuclis descondensats d’espermatozoides. Els resultats obtinguts van demostrar que 2 pares transmissors de la SDG/VCF presentaven increments significatius d’espermatozoides portadors de la deleció 22q11.2 que es van atribuir a un increment de la NAHR intra-cromàtide focalitzada a la regió 22q11.2. En aquests individus, també es van analitzar els blocs de seqüències en tàndem dels LCR22-2 i LCR22-4 mitjançant la tècnica de la FISH en fibres de cromatina (fiber-FISH) obtingudes de leucòcits. Els resultats de l’anàlisi van mostrar variacions respecte la població control dels blocs de seqüències en tàndem corresponents als fòsmids L9 i K3. Aquestes variacions podrien constituir un factor de predisposició a la NAHR. Per tal de validar els resultats obtinguts mitjançant fiber-FISH, es van analitzar les variacions de seqüències paràlogues en els LCR22 cobertes pels fòsmids L9 i K3 mitjançant la reacció en cadena de la polimerasa de tipus droplet digital (ddPCR). No es van observar diferències significatives entre les poblacions d’individus transmissors de la SDG/VCF i de controls analitzades. Tot i així, els resultats van suggerir una disminució de còpies del pseudogen de AK129567 en els individus transmissors. D’altra banda, també es va analitzar la freqüència de la inversió 22q11.2 mitjançant la FISH interfàsica en limfòcits. No es va detectar cap haplotip d’inversió 22q11.2 en individus transmissors ni en controls. Així doncs, es va confirmar la inexistència d’aquest polimorfisme i es va excloure la seva implicació com a factor de predisposició per la SDG/VCF. Per últim, es va determinar el genotip de PRDM9 mitjançant PCR i seqüenciació Sanger. La comparació de les freqüències al·lèliques entre els individus transmissors i la població control no va mostrar diferències significatives. Tot i així, es va descriure un al·lel nou de PRDM9, que es va denominar L50, en un pare transmissor de la SDG/VCF que havia mostrat increments de delecions 22q11.2 en espermatozoides. Aquest resultat va suggerir que certs al·lels rars de PRDM9 podrien actuar com a factor de predisposició per la NAHR a la regió 22q11.2. En conjunt, l’avaluació dels factors de predisposició a la inestabilitat genòmica de la regió 22q11.2 va reflectir que el risc a la NAHR en aquesta regió és complex i atribuïble a la confluència de diferents característiques genètiques.The 5% of the human genome is constituted by low copy repeats (LCRs). LCRs are DNA fragments from 1 to 500 kb in size, with at least two copies across the genome that share a high level of sequence identity (> 90%). The non-allelic alignment of these sequences during meiosis promotes non-allelic homologous recombination events (NAHR) that could lead to chromosome reorganizations which can be transmitted to the offspring. These reorganizations originate a group of diseases called genomic disorders. Deletions of the 22q11.2 region, caused by NAHR between LCR22, result in the DiGeorge/velocardiofacial syndrome (DGS/VCFS) which is one of the most frequent genomic disorder in humans. The main objective of this thesis was to evaluate the genetic features that could modulate the NAHR susceptibility in DGS/VCFS transmitting individuals. NAHR susceptibility was analysed in a total of eight men with DGS/VCFS affected progeny. This study was achieved by analysing the frequency of deletions and duplications of the 22q11.2 region, and other critical regions with a similar genomic architecture, using fluorescence in situ hybridization (FISH) in decondensed sperm nuclei. Results demonstrated that two transmitting fathers showed statistical significant increases of 22q11.2 deletions in sperm. This abnormality was attributed to an abnormal intra-chromatid NAHR activity focused on the 22q11.2 region. By applying FISH on chromatin fibers obtained from leucocytes (fiber-FISH), the blocks of tandem repeats within LCR22-2 and LCR22-4 were also evaluated for these individuals. With respect to the control population, SDG/VCF transmitting fathers showed copy number variations on tandem sequence blocks corresponding to the L9 and K3 fosmid sequences that could constitute a predisposing factor for NAHR. In order to validate fiber-FISH data, variations of paralogous sequences covered by L9 and K3 fosmids were analysed by using droplet digital polymerase chain reaction (ddPCR). Although differences between the population of DGS/VCFS transmitting parents and control individuals were not observed, the results suggested a decrease of the AK129567 pseudogene copy number in transmitting parents. The frequency of 22q11.2 inversions was also studied by applying interphase FISH in lymphocytes. The inversion haplotype was not detected in any transmitting or control individuals. Therefore, the absence of the 22q11.2 inversion polymorphism was confirmed and this genetic feature was excluded as a possible predisposing factor for DGS/VCFS. Finally, PRDM9 genotype was assessed by using PCR and Sanger sequencing. Allelic frequencies of control and DGS/VCFS transmitting individuals did not show differences. Nevertheless, we described a novel PRDM9 allele, L50, in a DGS/VCFS transmitting father with increased rates of 22q11.2 deletions in sperm. This observation suggested that certain rare alleles of PRDM9 might be a predisposing factor for NAHR at 22q11.2 region. In summary, the evaluation of predisposing factors for the genomic instability at 22q11.2 showed that the NAHR risk in this region is complex and could be attributed to a confluence of different genetic features

Chromosome size, morphology, and gene density determine bivalent positioning in metaphase i human spermatocytes

Objective To determine whether there is a preferential bivalent distribution pattern in metaphase I human spermatocytes and to analyze whether this positioning is influenced by chiasmata count, chromosome size, gene density, acrocentric morphology, and heterochromatic blocks. Design Proximity frequencies of bivalents were evaluated with the analysis of meiotic preparations combining sequentially standard techniques and multiplex fluorescence in situ hybridization. Setting University. Patient(s) Twenty-five men consulting for fertility problems. Intervention(s) Unilateral testicular biopsies. Main Outcome Measure(s) Proximity analyses were performed for each bivalent considering as nearby bivalents those that were part of the first ring around the bivalent studied. Data were analyzed using Poisson regression models, multidimensional scaling, and cluster analysis. Result(s) Some bivalents have a preferential relative position. Significant associations among bivalents related to chromosome size, high gene density, and acrocentric morphology were observed. Chiasmata count and heterochromatic blocks were nonconditioning parameters of the bivalent organization. Conclusion(s) This study demonstrates that distribution in metaphase I is nonrandom and influenced by chromosome size, gene density, and acrocentric chromosome morphology. Results support that some features defining chromosome territories are maintained during meiosis

Altered bivalent positioning in metaphase I human spermatocytes from Robertsonian translocation carriers

Purpose: The study aims to determine whether there is an altered bivalent positioning in metaphase I human spermatocytes from Robertsonian translocation carriers. Methods: Metaphase I human spermatocytes from three 45,XY,der(13;14)(q10;q10) individuals and a 45,XY,der(14;15)(q10;q10) individual were analyzed. Proximity relationships of bivalents were established by analyzing meiotic preparations combining Leishman staining and multiplex-FISH procedures. Poisson regression model was used to determine proximity frequencies between bivalents and to assess associations with chromosome size, gene density, acrocentric morphology, and chromosomes with heterochromatic blocks. The hierarchical cluster Ward method was used to characterize the groups of bivalents with preferred proximities in a cluster analysis. Bivalent groups obtained were individually compared with those obtained in normal karyotype individuals evaluated in a previous study. Results: A total of 1288 bivalents were examined, giving a total of 2289 proximity data. Only four positive significant proximities were detected for each type of Robertsonian translocation. Significant bivalent associations were only observed by small-size chromosomes for MI,22,XY,III(13q14q). These results were clearly divergent from 46,XY individuals. Moreover, cluster analysis revealed that about 30 % of the bivalents showed changes in their proximity relationships in metaphase I. Conclusions: The territorial organization of bivalents in metaphase I human spermatocytes changes in the presence of a Robertsonian translocation

Avaluació dels factors de predisposició a la inestabilitat genòmica de la regió 22q11.2

El genoma humà està format en un 5% per low-copy repeats (LCR); segments de DNA d'entre 1 i 500 Kb que es repeteixen dues o més vegades al llarg del genoma i que comparteixen una homologia superior al 90%. L'aparellament no al·lèlic d'aquestes seqüències durant la meiosi promou la generació d'esdeveniments de recombinació homòloga no al·lèlica (NAHR) que donen lloc a reorganitzacions cromosòmiques heretables que originen un conjunt de malalties anomenades trastorns genòmics. La deleció de la regió 22q11.2, originada per la NAHR entre els LCR22, causa la síndrome de DiGeorge/velocardiofacial (SDG/VCF), un dels trastorns genòmics més freqüents en els humans. L'objectiu principal d'aquesta tesi doctoral va ser l'avaluació de les característiques genètiques que modulen la susceptibilitat a la NAHR en individus transmissors de la SDG/VCF. Es va caracteritzar la susceptibilitat a la NAHR en 8 homes amb descendència afectada per la SDG/VCF. Aquest estudi es va dur a terme a través de l'anàlisi de la freqüència d'espermatozoides portadors de delecions i duplicacions de la regió 22q11.2, i d'altres regions crítiques amb una arquitectura genòmica similar, mitjançant la hibridació in situ fluorescent (FISH) en nuclis descondensats d'espermatozoides. Els resultats obtinguts van demostrar que 2 pares transmissors de la SDG/VCF presentaven increments significatius d'espermatozoides portadors de la deleció 22q11.2 que es van atribuir a un increment de la NAHR intra-cromàtide focalitzada a la regió 22q11.2. En aquests individus, també es van analitzar els blocs de seqüències en tàndem dels LCR22-2 i LCR22-4 mitjançant la tècnica de la FISH en fibres de cromatina (fiber-FISH) obtingudes de leucòcits. Els resultats de l'anàlisi van mostrar variacions respecte la població control dels blocs de seqüències en tàndem corresponents als fòsmids L9 i K3. Aquestes variacions podrien constituir un factor de predisposició a la NAHR. Per tal de validar els resultats obtinguts mitjançant fiber-FISH, es van analitzar les variacions de seqüències paràlogues en els LCR22 cobertes pels fòsmids L9 i K3 mitjançant la reacció en cadena de la polimerasa de tipus droplet digital (ddPCR). No es van observar diferències significatives entre les poblacions d'individus transmissors de la SDG/VCF i de controls analitzades. Tot i així, els resultats van suggerir una disminució de còpies del pseudogen de AK129567 en els individus transmissors. D'altra banda, també es va analitzar la freqüència de la inversió 22q11.2 mitjançant la FISH interfàsica en limfòcits. No es va detectar cap haplotip d'inversió 22q11.2 en individus transmissors ni en controls. Així doncs, es va confirmar la inexistència d'aquest polimorfisme i es va excloure la seva implicació com a factor de predisposició per la SDG/VCF. Per últim, es va determinar el genotip de PRDM9 mitjançant PCR i seqüenciació Sanger. La comparació de les freqüències al·lèliques entre els individus transmissors i la població control no va mostrar diferències significatives. Tot i així, es va descriure un al·lel nou de PRDM9, que es va denominar L50, en un pare transmissor de la SDG/VCF que havia mostrat increments de delecions 22q11.2 en espermatozoides. Aquest resultat va suggerir que certs al·lels rars de PRDM9 podrien actuar com a factor de predisposició per la NAHR a la regió 22q11.2. En conjunt, l'avaluació dels factors de predisposició a la inestabilitat genòmica de la regió 22q11.2 va reflectir que el risc a la NAHR en aquesta regió és complex i atribuïble a la confluència de diferents característiques genètiques