Vrozené chromozomální abnormality 5.r. seminář RNDr Z.Polívková

CHA = hlavní příčina mentální retardace fetálních ztrát Klinická cytogenetika CHA u: 1/150 živě narozených 50 % abortů v I.trimestru 20% abortů v II.trimestru 4,5% všech poznaných těhotenství > 50% všech vzniklých lidských zygot CHA = hlavní příčina mentální retardace fetálních ztrát významná příčina morbidity a mortality

Downův syndrom – volná trizomie 21 (47,XX,+ 21)

DS s translokační formou trizomie - Robertsonská translokace 21/14 46,XX,der(14;21)(q10;q10),+21

Nosič balancované Robertsonské tranlokace 14/21 45,XX,der(14;21)(q10;q10)

DS s translokační formou trizomie (homologní Robertsonská translokace 21/21) 46,XX,der(21;21)(q10;q10)+21

47,XX, +18 – Edwardsův syndrom

47,XX +13 – Patauův syndrom

45,X - Turnerův syndrom

46,X,i(Xq) - izochromozom X u TS- fertilita možná

47,XXY – Klinefelterův syndrom

Terminální delece Xp – malý vzrůst, cubiti valgi ve 3 generacích žen

Termiální delece Xq- amenorrhea, gonadální dysgenese

Ring chromosom X- v mozaice s 45,X u TS

Terminální delece 4p - Wolf- Hirschhornův sy

Terminální delece 4p PMR, dysmorfické rysy, mikrocefalie, mikrognacie, rozštěp patra, srdeční vada, hypospadie

Terminální delece 6p

Terminální delece 6p dysmorfické rysy, rozštěp, dystrofie rohovky,PMR

Intersticiální delece 3p

Intersticiální delece 3p hypotonie, atypický pláč, opičí rýha, pedes calcaneovalgi, retardace

Intersticiální duplikace 2q

Intersticiální duplikace 2q mírná faciální dysmorfie, nepravidelný chrup, široký krk, oligofrenie

Abnormální chromosom 6 – z mateřské reciproké translokace(4;6) dysmorfie, hydrocefalus, mikroftalmie, dextrokardie, zakřivené prsty, chybění reflexů,PMR

Balancovaná reciproká translokace t(4;6) u matky

Reciproká translokace 8q/22q - balancovaná

Reciproká translokace 8q/22q 2 x SA, úmrtí dítěte se srdeční vadou

Reciproká translokace 6p/18p - balancovaná 4 x SA, malformace u fétu (hydrops fetalis)

Abnormální-rekombinantní chromosom 2 (z mateřské inverze)

pericentrická inverze chromozomu 2 - balancovaná

Pericentrická inverze 2 Rekombinantní chromosom 2 V AMC pro anencefalus

Rekombinantní chromosom 6

Pericentrická inverze chromosomu 6-balancovaná

Pericentrická inverze 6 Rekombinantní chromosom 6 PMR, hyperdolichocefalus, epikantus, hypertelorismus, opičí rýha, klinikem diagnostikován jako DS

Paracentrická inverze chromosomu 15

Paracentrická inverze 15 2 x SA

Inzerce části 14q do 10q- balancovaná CHA 46,XX,ins(10;14)(q221;q112;q131)

Inzerce části 14q do 10q PMR, faciální dysmorfie

Nosička balancované komplexní přestavby 1,8,18

Komplexní balanc. přestavba 1,8,18

Derivovaný chromozom 18 z mateřské komplexní přestavby MR, kraniofaciální dysmorfie, hypertelorismus, epikantus, široký krk, retrognacie

Komplexní balancovaná přestavba chrom.1,6,14,18

Částečný karyotyp – CCR(1,6,14,18) Dysmorfické rysy: dolichocefalie, malý nos a mandibula, nízko posazené uši, krátký krk, konické prsty, hypospadie

Komplexní strukturní přastavba chromosomů 3, 8, 10 – FISH balancovaný karyotyp matky

Fenotyp dítěte s nebalancovanou formou aberace der(8),der(10)t(3;8;10)mat

Indikace k cytogenetickému vyšetření (postnatálnímu): Známá nebo suspektní chromozomální abnormalita (susp. DS, ES…) Mnohočetné vady, růstová a mentální retardace, dysmorfické rysy Poruchy sexuálního vývoje (amenorrhea, opoždění puberty…), malý vzrůst u dívek, edémy u novorozenců Mentální retardace, X vázaná MR (susp.fraX) Dysfertilita (opakované spontánní aborty - 2 a více , sterilita) Vybrané monogenní syndromy (mikrodeleční sy, sy spojené se zvýšenou lomivostí chromozomů) Vybrané hematologické malignity Výskyt strukturní chromozomální aberace v rodině, vyšetření příbuzných

Jaké je riziko opakování vady v rodině, ve které se narodilo dítě s prostou trizomií 21, na čem toto riziko závisí? Jakým mechanismem vzniká trizomie, jakým monozomie? V rodině se narodilo dítě s translokační formou trizomie 21. Rodiče mají normální karyotyp. Jaké je riziko opakování vady v dalším těhotenství? V rodině se narodilo dítě s translokační formou trizomie 21. Otec je nosič balancované translokace 14/21. Jaké je riziko opakování vady v dalším těhotenství? Bylo by riziko stejné, pokud by nosičkou byla matka? V rodině se narodilo dítě s translokační formou trizomie 21 (homologní translokace 21/21). Matka je nosičkou balancované translokace 21/21. Jaké je riziko opakování vady v dalším těhotenství? Jeden z rodičů je nosičem balancované reciproké translokace. Je riziko nebalancované aberace u dítěte stejné v případě, že je nosičem otec, jako v případě, že je nosičem matka. Pokud ne, proč? Jakým mechanismem vzniká nebalancovaná aberace u plodu, je-li matka nosička balancované pericentrické inverze? Jaké jsou důsledky balancované chromozomální aberace? Co je příčinou strukturních chromozomálních aberací?

Prenatální cytogenetická diagnostika: Indikace: 1. věk matky  35 let (v době porodu) – riziko DS v 35 letech  1:350 2. abnormální hodnoty biochemických markerů (riziko  1:350) „triple test „ : AFP - alfa-fetoprotein hCG - choriový gonadotropin uE3 - nekonjugovaný estriol AFP  = vvv nekryté kůží, defekty neurál trubice AFP  uE3  hCG  = risk of +21 AFP  uE3  hCG  = risk of +18 Vyšetření z krve matky detekuje 60-70 % Downů Ale: vysoké % falešně positivních výsledků (9-14%)

skrínink v I. trimestru: sérový PAPP-A (pregnancy assoc skrínink v I.trimestru: sérový PAPP-A (pregnancy assoc. plasma protein A) volná  podjednotka hCG Kombinovaný skrínink 1.trimestru – PAPP-A, volná  podj. hCG + UZ (nuchal translucency, nosní kůstka) 10.-13.tý (10.-11.tý odběr krve, 12.-13.tý UZ) Výtěžnost 85% (falešná pozitivita FP 3,8-6,8) Integrovaný test: biochemické markery 1.trimestru + UZ + markery 2.trimestru (15.-17.tý) Výtěžnost 94% (FP 0,8-1,2) Serum integrovaný test: biochemické markery 1.+ 2. trimestru Výtěžnost 85% (FP 2,7,-5,2)

3. Patologický nález na UZ: IUGR abnormální množství plodové vody disproporce vývoje, malformace specifické znaky: fetální hydrops/hygroma colli - XO, +21 duodenální atresie - +21 UZ markery: prosáknutí záhlaví (nuchální translucence) nosní kůstka, zkrácení femuru … Kombinace biochem. skríninku (I. a II.trimestru) s UZ markery nejvyšší efektivita, nejnižší falešná pozitivita 4. Balancovaná (vyvážená) chromozomální aberace u jednoho rodiče = riziko nevyvážené vady u plodu 5. Psychologická indikace: předchozí těhotenství s numerickou chromozomální abnormalitou

Gardner, Sutherland: Chromosome abnormalities and genetic counseling, 1996

Metody prenatální cytogenetické diagnostiky AMC – odběr plodové vody – amniocentéza- kultivace amniových buněk Standartní AMC: odběr 14. – 18.týden vysoký stupeň bezpečnosti: fetální ztráty asi O,5% vysoká spolehlivost výsledků - vyšetřují se embryonální buňky kultivace a cytogenetická analýza – výsledek do 14 dnů Časná AMC: odběr 10. – 13.týden vyšší riziko SA v souvislosti s odběrem - 2-3% menší množství plodové vody, méně buněk - delší kultivace Část kolonie kultivovaných amniových buněk

2. CVS – vyšetření buněk choriových klků - odběr: 10. - 11. týden 2. CVS – vyšetření buněk choriových klků - odběr: 10. - 11. týden - přímá metoda – vyšetřují se buňky na povrchu klků –bez kultivace nebo krátká kult. - metoda kultivační – vyšetřují se buňky mezenchymální dřeně klků vyšší riziko fetálních ztrát 1% riziko diskrepance mezi karyotypem buněk klků a buněk plodu - vyšetřuje se extraembryonální tkáň !!! -falešně pozitivní a falešně negativní výsledky patologický nález se musí ověřit dalším vyšetřením jiné tkáně (AMC nebo fetální krev), nebo alespoň kombinovat přímé vyšetření CVS s dlouhodobou kultivací klků - ztráta výhody časné diagnózy

Gardner, Sutherland: Chromosome abnormalities and genetic counseling, 1996

Gardner, Sutherland: Chromosome abnormalities and genetic counseling, 1996

Gardner, Sutherland: Chromosome abnormalities and genetic counseling, 1996

3. Fetální krev – odběr z kličky pupečníku – vyšší riziko ztrát v souvislosti s odběrem 2% -5% (dle zkušenosti) rychlý a spolehlivý výsledek vhodné pro pozdní záchyt defektu na UZ k ověření nejasného nálezu v AMC, patologického nálezu v CVS 4. Placentární biopsie – v pozdním II. nebo v III. trimestru přímé vyšetření nebo krátká kultivace důvody: stejné jako u fetální krve opět menší spolehlivost výsledků jako u CVS 5. „Rychlé karyotypování“ Metody: FISH (fluorescenční in situ hybridizace) QFPCR –kvantitativní fluorescenční PCR na nekultivovaných amniocytech deteguje pouze specifické aneuploidie, neodhalí strukturní aberace

aneuploidie, strukturní chromozomální aberace Chromozomální abnormality zjištěné při prenatálním cytogenetickém vyšetření: aneuploidie, strukturní chromozomální aberace Pravidlo: patologie by měla být ověřena: nálezem ve 2.paralelní kultuře (AMC), kombinací obou CVS metod (přímá + kutivační) odběrem jiné tkáně (př.fetální krve po CVS), průkazem abnormality na UZ Problematické nálezy: Mosaiky: mozaika musí být prokázána v obou paralelních kulturách = pravý mozaicismus = velmi pravděpodobně znamená patologii plodu Pravděpodobně normální fenotyp : je-li mozaika pouze v 1 kultuře =pseudomosaicismus „single cell“ mozaicismus (kultivační artefakt) Mosaicismus v CVS –pravděpodně mozaicismus omezený na placentu – ověřit (vyšetřením jiné tkáně)!!

Pravý mosaicism u trizomie 20 – pochází z buněk ledvin, močového měchýře = somatický mosaicismus - velmi pravděpodobně nebude spojen s patologií plodu ! +i(12p) – izochromosom 12p – vysoké riziko abnormalit, dokonce i v případě pseudomozaicismu (Pallister-Klillian sy)! +i(20p) – pravděpodobně bez patologie plodu

Nadpočetný marker chromozom: vyšetření karyotypu rodičů familiární marker : riziko není zvýšené, pokud rodič-nosič markeru je normální „de novo“ marker – riziko abnormalit, MR nezbytnost detekce původu markeru FISH metodou (centromerické sondy) Obecná rizika pro neurčený marker: 15% pro marker neobsahující satelity 11% pro marker pocházející z akrocentrů (má satelity na obou koncích) Riziko závisí na velikosti markeru, obsahu euchromatinu, satelitů Přesná rizika pro : inv dup (15), i(18p), inv dup(22) – riziko 100% malý marker z chromozomů 15, X,Y – riziko cca 5%

Strukturní balancovaná CHA (neočekávaný nález) Familiární CHA, rodič - nosič je bez klinických příznků → dítě pravděpodobně bude normální CHA“de novo“→ zvýšené riziko abnormalit u dítěte (izolovaná vada nebo MR) Průměrná rizika: pro“de novo“ reciproké translokace 6,1% pro“de novo“ Robertsonské translokace méně než 1% pro“de novo“ inverze 9,4% Obecné riziko abnormalit = 3% Pro X/A translokace – riziko gonadální dysgeneze (zlom v kritické oblasti Xq) riziko XR chorob (je-li žena heterozygotka, má recesivní mutaci na normálním chromozomu a zlom inaktivuje normální alelu )

Neinvazivní prenatální diagnostika Vyšetření fetální DNA z mateřské krve Původ fetální DNA: apoptóza buněk trofoblastu, fetálních erytrocytů 10-15% DNA v mateřském oběhu v pozdním prvním a časném druhém trimestru je fetálního původu - Použití: k prenatální dg pohlaví plodu, zjištění Rh skupiny plodu u Rh- matek, prenatálnímu určení otcovství Prenatální dg aneuploidií (v 1.trimestru) : na základě relativní četnosti chromozom specifických fragmentů - MPS metoda („massively parallel sequencing“) vypočítává distribuci DNA fragmentů matky a plodu na základě změn poměru alel u známých heterozygotních tandemních jednonukleotidových polymorfismů (SNPs) specifických pro určité chromozomy metoda založena na digitální PCR a kapilární elektroforéze = skríningová metoda, pozitivní nález ověřit CVS nebo AMC !!!

Preimplantační diagnostika: Vyšetřovaný materiál: pólová tělíska 1-2 blastomery z 6-10 buněč. embrya (obvykle z třídenního embrya 1 blastomera z 5ti denního několik blastomer - výsledky do 48 hod) FISH metoda (centromerické,lokus specifické, subtelomerické sondy) schopna detekovat: aneuploidie, pohlaví plodu u X vázaných chorob strukturní aberace: Robertsonské, reciproké translokace, pericentrické inverze

Porovnejte výhody a nevýhody cytogenetického vyšetření buněk plodové vody a buněk choriových klků. Jaká je přibližná doba kultivace amniových buněk? Porovnejte metody standartní a časné amnocentézy Porovnejte přímou metodu vyšetření buněk choriových buněk s metodou kultivace těchto buněk. Jaký je postup při nálezu balancované chromozomální aberace v buňkách plodové vody? Jaký je postup při nálezu nadpočetného marker chromozomu v buňkách plodové vody? Co je příčinou možné diskrepance mezi karyotypem buněk choriových klků a karyotypem plodu? Proč se vyšetření nekultivovaných amniocytů doplňuje vyšetřením karyotypu po kultivaci buněk? Proč je více patologických nálezů při vyšetření choriových klků než při vyšetření amniových buněk? Riziko kterých chromozomálních abnormalit je ovlivněno věkem matky? Je vyšetření volné fetální DNA z krve matky diagnostickým nebo skríninkovým vyšetřením?

CHA a infertilita Spontánní aborty (SA): 10-15% všech poznaných těhotenství se potrácí CHA - 30% všech abortů - 60% časných abortů CHA u SA: trizomie 60% (+16 nejčastější) monozomie 20% polyploidie 15% strukturní CHA 5% efekt věku matky: u všech trizomií, kromě +16 není vliv na vznik 45,X není vliv na vznik polyploidie

Gardner, Sutherland: Chromosome abnormalities and genetic counseling, 1996

Infertilita = neschopnost počít nebo donosit těhotenství Opakované SA – vyšetření chromozomů partnerů: 3 –30% párů – jeden z rodičů nosičem balancované CHA, nebo jiné CHA (gonozomální mozaika) 2 a více SA, sterilita = indikace k cytogenetickému vyšetření obou partnerů!!! Chromozomálně abnormální plod u chromozomálně normálních rodičů = minimální nebo nezvýšené riziko pro další těhotenství !!!

CHA a infertilita: XXY nebo XXY/XY u mužů 45,X u žen XX muži, XY ženy – vzácné strukturní CHA balancovaná – zvl.u mužů velmi často vede ke sterilitě Mužská sterilita: azoospermie – 8-15% mužů má CHA (větš. gonozomální aneuploidie) oligospermie - 4% mužů má CHA (větš. autozomální abnormalita)

Mužská sterilita-genetické příčiny: gonozomální aneuploidie strukturní CHA balancovaná genová mutace nebo delece (DAZ1 gen = deleted in azoospermia na Yq1123) – 10% mužů s azoospermií DAZ1gen kandidát na AZF (azoospermia faktor) DAZ= multigenová rodina mutace CF nebo polymorfismy intronu CFTR U žen trombofilní mutace (Leiden) vztah k opak. SA

Hydatiformní mola Abnormální těhotenství – hyperplazie trofoblastu, degenerativní hydropické změny choriových klků Kompletní mola = pouze otcovský původ všech chromozomů – 2 haploidní otcovské sady (UPD) = diploidní - jádro vajíčka zničeno – nejsou žádné embryonální tkáně projev: krvácení na začátku a konci reprodukčního období ženy malé riziko opakování riziko choriokarcinomu !!!

Částečná mola = triploidie s nadpočetnou otcovskou sadou chrom. (1 mateřská+2 otcovské sady chromozomů) vznik dispermií, nebo fuzí normálního vajíčka a diploidní spermie fokální hyperplasie a hydatiformní změny některých klků, abn.velká placenta projev:“missed abortion”- zamlklý abort CPM = “confined placental mosaicism” = mozaicismus omezený na placentu triploidie (nebo jiná CHA-trizomie) pouze v placentě – fetus chromozomálně normální – (příčina falešně pozitivních výsledků v CVS)

Triploidie s 2 mateřskými sadami chromozomů = nemolární produkt s těžkou růstovou retardací – jen velmi vzácně donošn do porodu (mrtvorozené dítě nebo smrt po porodu) Různé fenotypy u abnormality stejného typu, ale v závislosti na rodičovském původu - způsobeny imprintingem

Jaké jsou chromozomální příčiny sterility u ženy? Jaké jsou chromozomální příčiny sterility u muže? Jaký je karyotyp ovariálního teratomu a jak vzniká? Jak vzniká úplná hydatiformní mola a jak mola částečná? Jaký je rozdíl ve fenotypu triploidie s nadpočetnou sadou otcovských chromozomů a triploidie s nadpočetnou sadou mateřských chromozomů, vysvětlete. Jak se uplatňuje imprinting genů na počátku embryonálního vývoje? Jaké chromozomální abnormality mohou být příčinou opakovaných spontánních abortů?

Co je to dynamická mutace? Co je příčinou mutace fragilního X? Jak a za jakých kultivačních podmínek se cytogeneticky manifestuje fragilní X Co je příčinou anticipace (paradoxu Shermanové) u fragilního X? V které časti genu FMR1 dochází k amplifikaci u fragilního X a co je jejím důsledkem? V které části genu dochází k amplifikaci u Huntingtonovy choroby a co je jejím důsledkem? Jaký je efekt rodičovského původu mutace u fragilního X, u Huntingtonovy choroby? Ve které fázi ontogeneze pravděpodobně dochází k amplifikaci tripletů? Jak se liší premutace a plná mutace u fragilního X? Který triplet je amplifikován u fragilního X, u Huntingtonovy choroby?

Syndrom fragilního X = X vázaná mentální retardace - 1:1500 mužů cytogenetická manifestace –„ fragile site“ Xq27.3 = FRAXA Klinické příznaky: MR, makroorchidismus protáhlý obličej, velká mandibula,velké uši matky postižených mužů = nosičky ale: 30% žen-nosiček mentálně retardovaných 20% fra X mužů mentálně normálních zhoršování příznaků s generace na generaci (paradox Shermanové)

Jorde et al.: Medical Genetics, 2nd ed., 1999 Fra X pacienti

Fra X

FMR 1 gen - opakování tripletů - (CCG/GGC)n normální populace 6-50 kopií premutace (bez MR) 50-200kopií plná mutace (s MR) 200-2000(i více) kopií plná mutace  DNA metylace (oblast promotoru)  zástava transkribce  absence proteinu MR

Premutace = nestabilní změna premutace v plnou mutaci pouze při přenosu ženou (nosičkou) nastává v oogeneze nebo časně v embryonálním vývoji (v oogeneze determinováno) Muž s premutací – délka elementu nezměněna v následné generaci Délka opakování koreluje s cytogenetickou expresí Funkce genu = ? exprimován ve tkáních, vyšší hladiny proteinu v mozku a testikulár.tkáni Postupný vznik mutace = dynamická mutace

Dynamické mutace polymorfismus v počtu tripletů - zmnožení tripletů postupný vznik mutace přes premutaci Obecné rysy: homogenita – není více alel somatická variabilita – různý počet kopiií v různých tkáních efekt rodičovského původu na manifestaci choroby odchylky od mendelovské dědičnosti (nízká penetrance, expresivita) nejsou nové mutace – vznik postupný přes premutaci, familiární ch. expresivita závisí na počtu opakování anticipace = zhoršování klinických příznaků z generace na generaci

postzygotický původ amplifikace na chromozomu určitého postzygotický původ amplifikace na chromozomu určitého rodičovského původu - determinováno v gametogenezi Dvě skupiny mutací amplifikace v nekodující-netranslatované oblasti genu (promotor, intron) ztráta funkce fra X (CCG/GGC), myotonická dysttrofie (CTG), Fridreichova ataxie (GAA) amplifikace v exonu (obvykle CAG)  gen je transkribován  abnormální protein Huntingtonova choroba (HD) - abnormální protein huntingtin- inaktivace asoc.proteinů Spinocerebelární ataxie typ 1

Expanze tripletů závisí na pohlaví přenášejícího rodiče: Fra X, myotonická dystrofie – zvětšení amplifikátu při přenosu matkou HD – expanze při přenosu otcem (časnější nástup choroby)

Co je imprinting genů? Co je podstatou inaktivace alely imprintovaného genu? Jaké znáte důkazy existence imprintingu? Které syndromy jsou spojeny s poruchou imprintingu? Jaké jsou mechanismy vzniku Prader-Willi syndromu? Jaké jsou mechanismy vzniku Angelmanova syndromu? Proč se stejná nebo velmi podobná delece na chromozomu 15 manifestuje jednou jako Prader-Willi syndrom, v jiném případě jako Angelmanův syndrom? Co je přičinou? Jaké jsou mechanismy dysregulace imprintované oblasti IGF2/H19 vedoucí ke vzniku Beckwith-Wiedemanova syndromu? Co je uniparentílní dizomie a jak nejčastěji vzniká? Jak souvisí imprinting se vznikem nádorů? Co znamená polymorfismus imprintingu nádorových supresorových genů?

Imprinting genů = mechanismus regulace genové exprese aktivita některých genů je ovlivněna rodičovským původem  exprese pouze jedné alely imprintovaná alela = inaktivní imprinting spojen s metylací, deacetylací histonů a přestavbou chromatinu do inaktivní podoby

Průkazy existence imprintingu: 1. triploidie dvě otcovské sady chromozomů  částečná mola = hyperplazie trofoblastu dvě mateřské sady chromozomů  placenta malá 2. partenogeneze ovariální teratom – dělení vajíčka bez oplození kompletní mola – dělení pouze samčího pronukleu 3. různá expresivita některých dědič.chorob v závislosti na pohlaví přenášejícího rodiče 4. UPD-uniparentální dizomie – viz PWS x AS 5. chromozomální delece – viz PWS x AS

Imprinting a genetické syndromy Prader-Willi syndrom (PWS) klinické příznaky: obezita, malý vzrůst, malé ruce a nohy, hypotonie, hypogonadismus, mentální retardace Angelman syndrom (AS) „ happy pupet syndrome“ klinické příznaky: dysmorfie obličeje, těžké opoždění vývoje, trhavé pohyby, záchvaty nepatřičného smíchu

Jorde et al.: Medical Genetics, 2nd ed., 1999

UPD = oba chromozomy 15 od jednoho rodiče PWS AS delece 15q11-13 na otcovském chromozomu na mateřském chromozomu UPD (uniparentální dizomie) mateřská otcovská mutace mateřské aktivní alely porucha imprintingu mateřský imprint otcovský imprint na obou chromozomech na obou chromozomech v PWS oblasti v AS oblasti UPD = oba chromozomy 15 od jednoho rodiče

PWS AS funkční nulizomie PWS oblast - aktivní otcovské alely v proximální oblasti 15 chromozomu dvě sousední oblasti genů opačně imprintované PWS oblast - aktivní otcovské alely AS oblast - aktivní mateřské alely ztráta funkce aktivních ztráta funkce aktivních alel v PWS oblasti alel v AS oblasti funkční nulizomie

Imprintované geny na chromozomu č.15 normální stav pat mat } ZNF127 PWS geny SNRPN . . . . } AS gen(y) UBE3A aktivní otcovská alela aktivní mateřská alela „tichá´= imprintovaná otcovská alela „tichá´= imprintovaná mateřská alela

Delece u PWS a AS pat mat pat mat Delece otcovských aktivních alel u PWS Delece mateřské aktivní alely u AS PWS AS

Delece 15q11-13 Wysis katalog 1996/97

UPD - Uniparentální disomie u PWS a AS mat mat pat pat Uniparentální dizomie mateřská u PWS otcovská u AS PWS AS UPD

Mutace u AS mutovaná aktivní mateřská alela u AS AS

Chybný imprint pat mat pat mat mateřský imprint PWS genů na obou chromozomech u PWS otcovský imprint AS genu na obou chromozomech u AS PWS AS delece IC mutace IC pat PWSIC mat ASIC

UPD  abnormality vývoje pokud jsou přítomny imprintované geny UPD = uniparentální dizomie = přítomnost dvou homologních chromozomů od jednoho rodiče Hlavní mechanizmus vzniku: ztráta 1 chromozomu z trizomické zygoty (toho chromozomu, který je z hlediska rodičovského původu zasoupen jednou) Důkazy :- trizomie 15 zjištěná při vyšetření CVS, normální karyotyp ve fetální krvi  porod dítěte s PWS a UPD - přenos hemofilie z otce na syna (zygota XXY a ztráta mateřského X) - vyšší věk rodičů-matky u UPD UPD  abnormality vývoje pokud jsou přítomny imprintované geny

Původ uniparentální dizomie z trizomické zygoty trizomická zygota ztráta chromozomu ztráta chromozomu uniparentální dizomie normální stav

Imprinting a Beckwith-Wiedeman syndrom EMG sy - exomphalos-macroglossia-gigantism Klinické příznaky: makroglosie, omfalokéla, visceromegalie, nadměrný vzrůst, hypoglykémie v neonat.období riziko nádorů (Wilmsův tu aj.) imprintované geny na 11p15 –(2 imprint. oblasti): oblast blíže tel: IGF2 –růstový faktor- exprese z otcovské alely dysregulován v mnoha nádorech H19 – netranslatovaná mRNA - exprese z mateřské alely

Další imprintovaná doména (blíže cen) IPL – mateřská exprese CDKN1C = Cdk inhibitor (p57KIP2) overexprese = zástava cyklu v G1 redukce exprese (mutace, LOI = loss of imprinting) → nadměrný růst (BWS) transkripce z mateřské alely, ale polymorfismus imprintingu tkáňový a interindividuální KCNQ1 – K kanál – mateřská exprese

pat mat pat mat 1. otcovská duplikace normální stav BWS oblast 11p15 Oblast IGF2/H19 pat mat pat mat IGF2 IGF2 IGF2 H19 H19 H19 IGF2 H19 normální stav BWS oblast 11p15 1. otcovská duplikace aktivní a neaktivní otcovské alely aktivní a neaktivní mateřské alely

bialelická exprese IGF2 pat pat pat mat IGF2 IGF2 H19 3. del,transl.,mutace mateř.alely H19, exprese mateř.IGF2 2. otcovská UPD pat mat IGF2 bialelická exprese IGF2 H19 4. chybný imprint

BWS - změny v oblasti IGF2/H19 1. otcovská duplikace 11p (2 x IGF2) 2. otcovská UPD (2 x IGF2) 3. delece, translokace mateřské aktivní alely H19 → aktivace mateřské alely IGF2 (geny IGF2 a H19 využívají společný “enhancer“, která aktivuje jen jeden z genů) 4. chybný imprint = bialelická exprese IGF2 patogeneze choroby - nadměrná dávka IGF2 produktu (růstový faktor), ev. chybění produktu H19?, deficience CDKN1C, KCNQ1

Imprinting a nádory příčiny nádorů: zděděné nebo indukované mutace - ireversibilní změny- protoonkogenů, nádorových supresorových genů epigenetické změny = změny v metylaci (imprintingu) těchto genů imprintované protoonkogeny - porucha imprintingu → aktivace imprintované alely (bialelické exprese) = onkogeny imprintované tumor supresorové geny - vyšší vnímavost k nádorům - stačí ztráta 1 alely = ztráta funkce genu

Polymorfismus imprintingu někt. genů v populaci př. nádorové supresorové geny WT1(11p13), IGF2R (receptor pro intracelulár. degradaci IGF2 na 6q26-inaktivován v různých nádorech) většina lidí bialelická exprese ale u některých lidí exprese monoalelická (geny imprintovány) imprinting těchto lokusů = predispozice k nádoru metylace je reverzibilní - možnost terapie nádorů způsobených aberantní metylací??