Mendeliaarsete haiguste ülegenoomne diagnostika: kromosomaalsest mikrokiibi analüüsist järgmise põlvkonna sekveneerimiseni

Väitekirja elektrooniline versioon ei sisalda publikatsiooneHaruldaste pärilike haiguste diagnostika ja ravi keskne paradigma on täpse molekulaarse haiguspõhjuse (mutatsiooni) tuvastamine igal patsiendil. See on aluseks nii patsiendi ravile, perekonna nõustamisele kui ka sünnieelsele diagnostikale. Kui traditsiooniliselt on geneetiliste haiguste diagnostika olnud võimalik vaid üksikute geenide kaupa, siis tänapäevased tehnoloogiad võimaldavad uurida kõiki enam kui 20 000 geeni korraga. Kuigi teaduses on kromosoomiuuringuteks kasutatavad mikrokiibid ja kõigi geenide järjestamist võimaldavad järgmise põlvkonna sekveneerimisanalüüsid juba ennast hästi tõestanud, on kliinilisse kasutusse rakendamisel vajalik neid metoodikaid teaduslikult analüüsida, et leida igale patsiendile parim uuringustrateegia. Käesoleva uuringuga selgitati nii kromosoomikiipidelt sageli leitud ebaselge tähendusega muutuste, homosügootsete alade, kliinilist tähendust. Näidati, et kolmandik sellistest regioonidest on patsientidel korduvad ja seega tõenäoliselt haigust mittepõhjustavad. Samuti leiti, et üksikud homosügootsed alad sisaldavad harva patsiendi haigusega seostatavat geeni, ent kui selline geen tuvastatakse, on väga tõenäoline leida sealt ka geneetilise haiguse põhjus. Teine osa doktoritööst käsitles suurte geenipaneelide sekveneerimise tulemuslikkust tavapärases kliinilises töös. Töö tulemusena selgus, et ligi 5000 pärilike haigustega seostatud geeni paneeli uuringu tulemuslikkus on võrreldav kõikide geenide ehk eksoomi analüüsiga. Uuringusse kaasatud 501 patsiendist leiti kindel geneetiline haiguspõhjus 132-l (26%). Ligi pooled muutused olid varem kirjeldamata. Doktoritöö viimases osas käsitleti kahte haigusjuhtu. Esiteks kirjeldati maailmas teist korda KPTN geeni mutatsioone intellektipuude põhjusena. Teine haigusjuht, kus lihashaigust põdeva poisi haiguspõhjusena tuvastati uudne MYH7 geeni defekt, laiendas MYH7-seoseliste lihashaiguste teadaolevat kliinilist ja geneetilist spektrit.The fundamental paradigm of diagnostics and care of patients with rare inherited disorders is the detection of specific molecular causes (mutations) associated with the disorder in every patient. This makes the best treatment, counselling, and prenatal diagnostics possible. Traditionally, genetic diagnostics relied on single gene testing. Modern technologies, however, make simultaneous investigation of more than 20,000 genes possible. Although chromosomal microarrays and next-generation sequencing of entire genomes have already found their place in the research, implementation of these techniques to clinical diagnostics needs further studies before the most optimal testing strategies can be established for patients. This study clarified the clinical role of homozygous chromosomal regions – findings of unclear significance frequently detected by chromosomal microarrays. It was shown that a third of such findings are recurrent between patients, and thus are likely benign. In addition, identification of a candidate gene matching a patient’s symptoms from a homozygous region is very rare; however, if such a gene was found, the mutation would likely be detected. The second part of the study focused on the clinical utility of sequencing a panel of nearly 5,000 disease-associated genes. The results indicated that the large gene panel has a similar diagnostic yield as whole exome sequencing. Out of 501 cases included in this study, a molecular cause of the disorder was detected in 132 cases (26%). Nearly a half of the detected mutations were previously unreported. The last part of the dissertation reported on two patients – the second report in the medical literature on KPTN¬ gene mutations causing intellectual disability, and a boy with muscle disorder, in whom a novel mutation in the MYH7 gene was detected. This MYH7 mutation was confirmed to cause novel molecular effects on the gene transcript, thus expanding the clinical and genetic spectra of MYH7-related disorders

PRNP geeni mutatsiooniga perekondliku Creutzfeldti-Jakobi tõve haigusjuht

Creutzfeldti­Jakobi tõvesse (CJT) haigestumus on keskmiselt üks juht miljoni inimese kohta aastas. Inimestel esineva CJT põhiliste vormidena eristatakse sporaadilist (85%), pärilikku (15%) ja variantset CJTd (< 1%). Hiljuti avaldati ajakirjas Eesti Arst artikkel sporaadilise CJT juhu kohta, käesolevas artiklis on keskendutud päriliku CJT geneetikale TÜ Kliinikumis diagnoositud haigusjuhu näitel. Artiklis on käsitletud 28 aasta vanuse naise haigusjuhtu progresseeruva kognitiivse häire ja ekstrapüramidaalse sündroomiga. Patsiendile tehtud mitmed CJT­le viitavad diagnostilised uuringud olid negatiivsed. Päriliku CJT korral võib haigus kesta aastaid, magnetresonantstomograafiline, elektroentsefalograafiline ega liikvori leid ei pruugi haigusele viidata. Geneetiliselt kinnitati haigusseoseline muutus prioonvalku kodeerivas PRNP geenis inserteerunud 6 oktapeptiidse järjestusega ja modifitseeriva tegurina 129. koodonis Met/Met homosügootsus, mis iseloomustab haiguse varast avaldumist

Pärilik pika QT sündroom

Pärilik pika QT sündroom on geneetilise etioloogiaga südame elektrofüsioloogiline häire, mida iseloomustab EKGs QT-aja pikenemine, T-saki anomaaliad ning ventrikulaarse tahhükardia torsade de pointes’i tüüpi paroksüsmid koos sünkoobiga. Võimalik on ka vatsakeste fibrillatsiooni teke ja seega kardiaalne äkksurm, mis võib olla haiguse esmaavaldumiseks. Vastavalt haigust põhjustavale geenimutatsioonile jaotatakse pärilik pika QT sündroom 13 alavormi. Haiguse diagnoosimise ja riski prognoosimise puhul on oluline lähtuda nii patsiendi kliinilisest leiust (sh EKG), perekonna anamneesist kui ka näidustuse korral molekulaardiagnostikast. Ravi eesmärgiks on kardiaalsete sünkoopide ja äkksurmade ennetamine, milleks tuleb patsiendil rakendada elustiili muutusi, medikamentoosset ravi beetablokaatoritega ning vajaduse korral paigaldada ka implanteeritav kardioverter-defibrillaator. Eesti Arst 2013; 92(1):28–3

Eesti perekondliku hüperkolesteroleemia käsitlusjuhend

Eesti Arst 2023; 102(4):237–24

Monogenic Versus Multifactorial Inheritance in the Development of Isolated Cleft Palate : A Whole Genome Sequencing Study

Funding Information: This project was funded by the Latvian Research Council, Grant no: lzp-2020/2-0374 “Deciphering the genetic mechanisms of the individuals with isolated cleft palate by whole genome sequencing”. SP was supported by an Estonian Research Council grant (MOBTP175). Publisher Copyright: Copyright © 2022 Lace, Pajusalu, Livcane, Grinfelde, Akota, Mauliņa, Barkāne, Stavusis and Inashkina.Craniofacial morphogenesis is highly complex, as is the anatomical region involved. Errors during this process, resulting in orofacial clefts, occur in more than 400 genetic syndromes. Some cases of cleft lip and/or palate (CLP) are caused by mutations in single genes; however, complex interactions between genetic and environmental factors are considered to be responsible for the majority of non-syndromic CLP development. The aim of the current study was to identify genetic risk factors in patients with isolated cleft palate (CP) by whole genome sequencing. Patients with isolated CP (n = 30) recruited from the Riga Cleft Lip and Palate Centre, Institute of Stomatology, Riga, were analyzed by whole genome sequencing. Pathogenic or likely pathogenic variants were discovered in genes associated with CP (TBX22, COL2A1, FBN1, PCGF2, and KMT2D) in five patients; hence, rare disease variants were identified in 17% of patients with non-syndromic isolated CP. Our results were relevant to routine genetic counselling practice and genetic testing recommendations. Based on our data, we propose that all newborns with orofacial clefts should be offered genetic testing, at least for a panel of known CLP genes. Only if the results are negative and there is no suggestive family history or additional clinical symptoms (which would support additional exome or genome-wide investigation), should multifactorial empiric recurrence risk prediction tools be applied for families.publishersversionPeer reviewe

Personaalmeditsiini keskuse loomisest Eestis

Eesti Arst 2023; 102(2):76–7

Sinovenoosne tromboos lastel: kirjanduse ülevaade ja kogemus Eestis

Tänu aju piltdiagnostika paranenud võimalustele ning suurenenud teadlikkusele diagnoositakse aju sinovenoosset tromboosi üha sagedamini. Artikli eesmärgiks on anda ülevaade laste sinovenoosse tromboosi esinemisest, sümptomitest, riskiteguritest, diagnoosimisest ja ravist ning kirjeldada Eesti lastel diagnoositud sinovenoosse tromboosi juhte. Sinovenoosset tromboosi esineb nii vastsündinutel kui ka vanematel lastel (vanuses 1 kuu kuni 18 aastat). Väheste epidemioloogiliste uuringute andmetel on sinovenoosse tromboosi haigestumus 0,25–0,67 juhtu 100 000 lapse kohta aastas. Sinovenoosse tromboosi sümptomid on mittespetsiifilised: sagedamini esinevad neuroloogilised üldsümptomid, umbes pooltel haigetest kaasneb ka neuroloogiline koldesümptomaatika. Vastsündinute puhul on sagedasemateks sümptomiteks hingamishäired, krambid, toitmisraskused ja lihashüpotoonia. Enamasti on sinovenoosset tromboosi põhjustav tegur tuvastatav: sagedasemateks põhjusteks on pea- ja kaelainfektsioonid, dehüdratatsioon, omandatud või pärilik trombofiilia; vastsündinute puhul on olulised ka raseduse ja/või sünnitusega seotud tegurid. Aju sinovenoosse tromboosi diagnoosimise valikmeetoditeks on magnetresonantstomograafia koos magnetresonantsvenograafiaga ja kompuutertomograafia (KT) koos KT-venograafiaga. Laste sinovenoosse tromboosi ravi koosneb toetavast sümptomaatilisest ravist ning antikogulantravist. Eestis on aastatel 2005–2011 diagnoositud sinovenoosset tromboosi 5 vastsündinul ja 5 lapsel (keskmine vanus 6,8 aastat). Sümptomid olid valdavalt mittespetsiifilised. Sagedasemateks riskiteguriteks vastsündinueas olid komplitseeritud sünnitus ning kaasasündinud trombofiilia. Lapseea sinovenoosse tromboosi riskiteguriteks olid dehüdratatsioon, mastoidiit, nefrootiline sündroom (omandatud trombofiilia) ja kaasasündinud trombofiilia. 8 juhul 10-st diagnoositi sinovenoosne tromboos nelja päeva jooksul pärast sümptomite tekkimist, kahel juhul diagnoos hilines tunduvalt. Varast antikoagulantravi rakendati 10 patsiendist 6 juhul. Kokkuvõtteks, kuna sinovenoosse tromboosi sümptomid on mittespetsiifi lised, siis tuleb vastsündinute ja laste teadvushäirete ja/või neuroloogiliste sümptomite korral neuroradioloogist uuringut tellides mõelda tromboosi võimalusele aju venoosses süsteemis. Eesti Arst 2012; 91(11):604–60

Genome sequencing identifies a homozygous inversion disrupting QDPR as a cause for dihydropteridine reductase deficiency

Background: Dihydropteridine reductase (DHPR) is one of the key enzymes for maintaining in the organism the supply of tetrahydrobiopterin (BH4 ), an essential cofactor for aromatic amino acid hydroxylases. Its dysfunction causes the condition of hyperphenylalaninemia together with the lack of neurotransmitters. Methods: We report a patient with biochemically diagnosed DHPR deficiency, with extensive molecular investigations undertaken to detect variations in quinoid dihydropteridine reductase (QDPR) gene. Sanger sequencing of QDPR coding regions, exome sequencing, QDPR mRNA PCR, and karyotyping were followed by trio genome sequencing. Results: Short-read genome sequencing revealed a homozygous 9-Mb inversion disrupting QDPR. Structural variant breakpoints in chromosome 4 were located to intron 2 of QDPR at Chr4(GRCh38):g.17505522 and in intron 8 of the ACOX3 gene, Chr4(GRCh38):g.8398067). Both nonrelated parents carried the variant in heterozygous state. The inversion was not present in gnomAD structural variant database. Conclusion: Identification of the exact breakpoints now allows further straightforward molecular genetic testing of potential carriers of the inversion. This study extends the pathogenic variant spectrum of DHPR deficiency and highlights the role of structural variants in recessive metabolic disorders. To our knowledge, this is the first report on a large, canonical (rather than complex) homozygous pathogenic inversion detected by genome sequencing. Keywords: QDPR gene; dihydropteridine reductase deficiency; genome sequencing; inversion; tetrahydrobiopterin deficiencies

Congenital disorder of glycosylation caused by starting site-specific variant in syntaxin-5

Mutations in genes critical for proper intra-Golgi transport can cause human syndromes due to defects in glycosylation of proteins. Here, the authors identify a human variant of Syntaxin-5 that causes fatal multisystem disease and mislocalization of glycosyltransferases due to altered Golgi transport