estudios clínicos con array cgh e interpretación en ......indicación niña de 4 años retraso...
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Estudios clínicos con array CGH
e interpretación en citogenómica Olaya Villa Marcos, PhD
25 septiembre 2014
La información que se muestra a continuación
es propiedad de qGenomics y no se puede utilizar
con otras finalidades que no sean educativas
sin el permiso del propietario
Confidencial. Propiedad de qGenomics
“Dos seres humanos cualquiera son 99,9%
idénticos a nivel de la secuencia de su genoma”
Confidencial. Propiedad de Qgenomics
pequeñas diferencias en la
combinación de letras del
genoma generan la
diversidad humana ... Pero
también las enfermedades!!!
Las mutaciones pueden
aparecer a cualquier nivel. ATGCATGTGCATGCATGCATG
CATGCATGCATGCATGCATGC
TACTGATCGATCGATCGCATG
CATCGTAGCTACGTAGCTAGC
TAGCTAGCTAGCTAGCTGATC
GATCGATCGATCGATCGATCG
TACGTAGCTACGTACGATCGA
TCGATCGATCGATCGATCGTA
CGTACGTGTAGCTAGCTAGCA
CCACAGTCAA
ATGCATGTGCATGCATGCATG
CATGCATGCATGCATGCATGC
TACTGATCGATCGATCGCATG
CATCGTAGCTACGTAGCTAGC
TAGCTAGCTAGCTAGGTGATC
GATCGATCGATCGATCGATCG
TACGTAGCTACGTACGATCGA
TCGATCGATCGATCGATCGTA
CGTACGTGTAGCTAGCTAGCA
CCACAGTCAA
ATGCATGTGCATGCATGCATG
CATGCATGCATGCATGCATGC
TACTGATCGATCGATCGCATG
CATCGTAGCTACGTAGCTAGC
TAGCTAGCTAGCTAGCTGATC
GATCGATCGATCGATCG[......
..............]CTACGTACGATC
GATCGATCGATCGATCGATCG
TACGTACGTGTAGCTAGCTAG
CACCACAGTCAA
ATGCATGTGCATGCATGCATG
CATGCATGCATGCATGCATGC
TACTGATCGATCGATCGCATG
CATCGTAGCTACGTAGCTAGC
TAGCTAGCTAGCTAGCTGATC
GATCGATCGATCGATCGATCG
TACGTAGCTACGTACGATCGA
TCGATCGATCGATCGATCGTA
CGTACGTGTAGCTAGCTAGCA
CCACAGTCAA
ATGCATGTGCATGCATGCATG
CATGCATGCATGCATGCATGC
TACTGATCGATCGATCGCATG
CATCGTAGCTACGTAGCTAGC
TAGCTAGCTAGCTAGCTGATC
GATCGATCGATCGATCGATCG
TACGTAGCTACGTACGATCGA
TCGATCGATCGATCGATCGTA
CGTACGTGTAGCTAGCTAGCA
CCACAGTCAA
Confidencial. Propiedad de Qgenomics
Chromosome microarray analysis (CMA)
Confidencial. Propiedad de Qgenomics
• Fragmentos de ADN humano (sondas) sobre un vidrio.
- fragmentos clonados: BAC, PAC, fósmidos, cósmidos (30-200Kb)
- obtenidos per síntesis química: oligonucleótidos (25-85bp)
• Resolución: tamaño de la sonda y distancia entre ellas.
• Diferentes coberturas del genoma.
Chromosome microarray analysis (CMA)
Confidencial. Propiedad de qGenomics
Weise et al. 2012 J Histochem Cytochem 2012 60: 346
Microdeletion and Microduplication Syndromes
Confidencial. Propiedad de qGenomics
Advantages
detect copy number changes below the
level of resolution of standard
chromosome analysis
Automated, robust, reproducible
eliminates the need for cell culture and
decreases the overall turnaround time.
< 1 microgram DNA/ assay
Analyzes entire genome
less labor intensive
Limitations
Inability to detect truly balanced
chromosomal rearrangements
(6% risk of a serious congenital anomaly)
Inability to detect some poliploidies
(69, XXX)
Inability to detect low-level chromosomal
mosaicism (< 20-40%)
Potential risk for findings of uncertain
clinical significance
Molecular karyotyping
From Karyotyping to Array-CGH
Confidencial. Propiedad de qGenomics
Alta resolución
Gran nº regiones inspeccionadas /ensayo
Rápida obtención resultados (3-5 días)
Relación coste/eficiencia vs otras tecnologías
CMA in Postnatal Diagnosis
Primera tecnología a aplicar para estudio genético de
pacientes con:
discapacidad intelectual (ID)
retraso del desarrollo (DD)
anomalías congénitas múltiples (MCA)
trastorno espectro autista (ASD)
(Miller et al. AJHG 2010, Regier et al. AJHG 2010)
Confidencial. Propiedad de qGenomics
Using arrays, an extra 15% of causally related chromosomal
abnormalities are being detected over other conventional
techniques in patients ID/DD, ASD, or MCA, versus the 3% yield of
standard karyotyping
CMA in Postnatal Diagnosis
15% extra rendimiento diagnóstico!!
Confidencial. Propiedad de qGenomics
Requieres extensive review of:
- recent literature
- internal databases
- Several public databases
Interpretation of CNVs
Confidencial. Propiedad de qGenomics
Clasificación variantes
Confidencial. Propiedad de qGenomics
From Karyotyping to Array-CGH in Prenatal Diagnosis
Confidencial. Propiedad de qGenomics
Our experience…
Chromosome microarray analysis (CMA)
Diagnostic yield (vs 3% conventional karyotype):
Postnatal molecular karyotype – 18%
Prenatal molecular karyotype – 8%
Confidencial. Propiedad de qGenomics
Array design - qChip Post / qChip Pre
Confidencial. Propiedad de qGenomics
Chromosome microarray analysis (CMA)
- Oligo-based Agilent targeted microarray (8x60K)
- Average resolution in target regions (100-150Kb)
- Average resolution backbone (500 Kb)
- ~ 6000 samples analyzed
qChip® CM Kit
Distribuído por Palex
Confidencial. Propiedad de qGenomics
Our data: qChip Post
POSTNATAL CASES
Confidencial. Propiedad de qGenomics
Síndrome inv dup(15)
Asociado a la presencia de sSMCs Hipotonía, ID, DD, epilepsia y ASD
Array results: arr 15q11.2q13.2(18,428,539-28,296,417)x3~ 4,15q13.2q13.3(28,296,417-30,230,511)x3
Gain chr15 (~11,8Mb)
Indicación Paciente 4 años con TGD 47,XY, +mar
Array qChipPost
Postnatal case 1
Confidencial. Propiedad de qGenomics
Postnatal case 1
Confidencial. Propiedad de qGenomics
Indicación Niña de 4 años Retraso psicomotor y dismorfia
Cariotipo en sangre y en piel,el MLPA subtelomérico, FISH de síndrome de Williams, MPS, oligos y analítica general normales
Array qChipPost
arr 17q21.31(41,011,330-41,563,954)x1
Deleción 17q21.31 (~553Kb)
microdeleción recurrente 17q21.31
- retraso psicomotor y del desarrollo,
- hipotonía
- rasgos dismórficos característicos
- comportamiento amigable/afable
- En algunos casos, asociada a epilepsia,
defectos cardíacos y renales.
Postnatal case 2
Confidencial. Propiedad de qGenomics
Indicación 14 años
RM ligado al cr. X
(2 tíos maternos con RM)
Postnatal case 2
Confidencial. Propiedad de qGenomics
Indicación 14 años RM ligado al cr. X
(2 tíos maternos con RM)
Array qChip 400K
Alteración Disomía segmentaria ~305Kb
arr Xq28(152,721,276-153,026,808)x2
Síndrome duplicación Xq28 (MECP2)
- DI grave
- DD
- hipotonía
- ausencia o limitación del lenguaje
- epilepsia
- infecciones recurrentes
Postnatal case 2
Confidencial. Propiedad de qGenomics
Indicación 14 años RM ligado al cr. X
(2 tíos maternos con RM)
dup(Xq28)
dup(Xq28)
dup(Xq28)
dup(Xq28) dup(Xq28) dup(Xq28)
Deseo reproductivo
Postnatal case 2
Confidencial. Propiedad de qGenomics
Indicación DI y dismorfias
Array qChipPost
microduplicación 15q13.3
Alteración de significado incierto !!!
arr 15q13.3(29,759,738-30,230,511)x3
Duplicación 15q13.3 (~470Kb)
Postnatal case 3
Confidencial. Propiedad de qGenomics
Duplicación de material localizado entre los BP4 y BP5 región síndromes de PWA
Afecta a CHRNA7, relevante en sinapsis neuronal y
asociada a trastornos del desarrollo y psiquiátricos
Deleciones
cuadro fenotípico específico con una expresividad muy variable y factor de riesgo para epilepsia
Duplicaciones - ??? se han descrito asociadas a retrasos en el desarrollo, retraso mental, hipotonía y trastornos
neuropsiquiátricos
(supera el 1 % en población general española).
microduplicación 15q13.3
Postnatal case 3
Confidencial. Propiedad de qGenomics
Our data: qChip Pre Complete
PRENATAL CASES
Confidencial. Propiedad de qGenomics
- Gestación 22 semanas, ecografía normal
- Cariotipos progenitores normales
- 46,XY,add(3)(p26)
Prenatal case 1
Confidencial. Propiedad de qGenomics
Del 3p26.3 (1.9 Mb) Dup 8p23.3 (13.4 Mb)
¿segregación desequilibrada de
translocación equilibrada en
progenitor?
- Gestación 22 semanas, ecografía normal
- Cariotipos progenitores normales
- 46,XY,add(3)(p26)
Prenatal case 1
Confidencial. Propiedad de qGenomics
Prenatal case 1
Comprobada duplicación 8p + deleción 3p
Confidencial. Propiedad de qGenomics
MADRE PADRE
Ninguno de los progenitores presenta t(3;8)
Prenatal case 1
Confidencial. Propiedad de qGenomics
Amniocentesis in FIV-ICSI pregnancy showed an apparently balanced
karyotype: 46,XY, ins(3;1)(q12;q22.2q31.1) dn
Prenatal case 2
Confidencial. Propiedad de qGenomics
Array results: arr 10q21.1q21.2(55,931,364-62,271,707)x1
Loss of 6.4Mb gain (14 genes)
Smaller deletions previously reported were
associated with deafness, DD, dysmorphism
BUT some inherited of normal progenitor
Unpredictable phenotype but probably
pathogenic
Prenatal case 2
Confidencial. Propiedad de qGenomics
Invasive testing performed for congenital diaphragmatic hernia (25 wg) in
a male fetus
arr Xq26.2(132,502,959-132,871,435)x0
370Kb deletion Xq26.2 (GPC3 gene),
Simpson-Golabi-Behmel syndrome
OMIM #31287: Macrosomy, congenital
diaphragmatic hernia, congenital heart defects
BWS phenotype?
P
Prenatal case 3
Confidencial. Propiedad de qGenomics
Invasive testing performed for congenital diaphragmatic hernia (25 wg) in
a male fetus
370Kb deletion Xq26.2 (GPC3),
Simpson-Golabi-Behmel syndrome
OMIM #31287: Macrosomy, congenital diaphragmatic
hernia, congenital heart defects
BWS phenotype?
P
del(Xq26.2)
Prenatal case 3
Confidencial. Propiedad de qGenomics
Feto 19 sg con tetralogía de Fallot. 46,XY,del(18)(p?)
Prenatal case 4
Confidencial. Propiedad de qGenomics
Feto 19 sg con tetralogía de Fallot. 46,XY,del(18)(p?)
deleción terminal 18p (4.5Mb)
- síndrome de deleción 18p (OMIM #146390)
deleción intersticial proximal en 18q12 (10.9Mb)
deleción terminal en 18q (14.1Mb)
-síndrome de deleción terminal 18q (OMIM #601808)
Dosis alterada de más de 100 genes
Prenatal case 4
Confidencial. Propiedad de qGenomics
Prenatal case 5
Feto 12 sg con fusión dismorfia facial, fusión plexos coroideos,
holoprosencefalia. Array en BVC.
arr[hg18] 2p21(45,023,924-45,104,053)x1
deleción 2p21 (80 Kb)
Genes SIX2, SIX3
Mutaciones y deleciones en SIX3: Holoprosencefalia
tipo 2 (OMIM #157170)
Alteración de línea media con expresividad variable y
penetrancia incompleta
Confidencial. Propiedad de qGenomics
Prenatal case 5
Feto 12 sg con fusión dismorfia facial, fusión plexos coroideos,
holoprosencefalia.
arr[hg18] 2p21(45,023,924-45,104,053)x1
Array CGH en padres: origen de novo
FISH en progenitores descarta inserción equilibrada
en otro locus Caso
índice
Padre
Vs madre
padre madre
Confidencial. Propiedad de qGenomics
Our data
MOSAIC CASES
Confidencial. Propiedad de qGenomics
Mosaic case 1: prenatal
Feto 23 sg con RCIU. Array en LA
arr(16)x2~3
Trisomía cromosoma 16 en mosaico (~20%)
Fenotipos variables, principalmente por posible
Insuficiencia placentaria: RCIU, preeclampsia, parto
prematuro, defectos cardiacos, retraso desarrollo…
Confidencial. Propiedad de qGenomics
Mosaic case 2: postnatal
Niño de 1 año con retraso psicomotor, rasgos dismórficos, hipotonía
arr 18q21.1q23(45,661,504-76,111,164)x1~2
Deleción terminal de 30.44 Mb en mosaico (~20%)
Más de 100 genes, destaca TCF4 (sd. Pitt-Hopkins,
OMIM #610954)
Retraso del desarrollo, discapacidad intelectual, retraso del
lenguaje, ataxia, autismo, rasgos dismórficos
Confidencial. Propiedad de qGenomics
1970+ 2010+
~10-15 síndromes
????????
200+ síndromes
Confidencial. Propiedad de qGenomics
Is Additional Conventional Karyotyping Still
Needed?
- In case an imbalance is detected by array, conventional karyotyping or
FISH on metaphases may be helpful to unravel the underlying
mechanism of the aberration and thus reveal information that is
important for recurrence risk.
However, parental analysis should be performed to rule out a balanced
translocation or insertion for an accurate estimation of the recurrence
risk.
- The chance of finding a de novo balanced rearrangement that causes
the ultrasound abnormalities by disrupting by disrupting or otherwise
influencing the expression of a gene is extremely low.
CMA vs conventional karyotype
Confidencial. Propiedad de qGenomics
Sonia Cano Dra. Cristina Hernando Dr. Luís Pérez-Jurado Dr. Xavier Estivill Dr. Lluís Armengol Mª Jesús Rodríguez Dra. Olaya Villa Manel García Xavier Armengol Dr. Benjamín Rodríguez Dra. Sílvia Carbonell Neus Fornés Heidi Mattlin Dra. Esther Llagostera Santiago Sempere Dra. Sole Romero www.qgenomics.com
Confidencial. Propiedad de qGenomics