Estudo citogenômico e avaliação da expressão gênica em pacientes com deleção 22q112

Estudo citogenômico e avaliação da expressão gênica em pacientes com deleção 22q112

Author Dantas, Anelisa Gollo Autor UNIFESP Google Scholar
Advisor Melaragno, Maria Isabel de Souza Aranha Melaragno Autor UNIFESP Google Scholar
Institution Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Graduate program Biologia Estrutural e Funcional
Abstract Introduction: 22q11.2 deletion syndrome results from a hemizygous deletion of chromosome 22 usually flanked by low copy repeat (LCR) regions, the 3 and 1.5 Mb deletions being the most frequent. The phenotype may be variable in patients with similar deletions, and similar phenotypes may also be observed in patients with different size deletions in the 22q11.2 region, even without overlap. Objective: Cytogenomic investigation of the presence of deletion in patients with the 22q11.2 deletion syndrome clinical spectrum. In patients where the deletion was detected, determination of deletion size, of gene expression, and analysis of gene interactions and enriched biological processes. Methods: Karyotyping and MLPA was performed in 53 patients with a phenotype suggestive of 22q11.2 deletion syndrome, for deletion screening, from which six patients were found to have deletion. These were added to 24 previously deletion detected patients, totaling 30 for the study. From these, 29 patients had the size of deletion assessed by genomic microarray and 14 were evaluated for gene expression relative to their respective controls, who were matched for age and sex. Interactions between genes and evaluation of enriched biological processes were conducted by GeneMania and Enrichr software. Results: Karyotypes were normal in most patients, with only one showing a translocation involving chromosomes 6 and 22, resulting in 22q11.2 deletion. MLPA revealed deletions in six patients out of 53 patients with phenotype suggestive of 22q11.2 deletion syndrome. The deletions found in the sample of 30 patients were: 3 Mb (22 patients), 1.5 Mb (4 patients) and atypical deletions (4 patients). Variable breakpoints among the deletions were revealed by genomic microarray. The study of gene expression by microarray identified reduced expression of 48 transcripts corresponding to genes of the 22q deleted region, and also of genes flanking the deleted region or genes located in other chromosomes. Conclusions: Most patients had normal karyotypes, and only one had a translocation. The MLPA detected deletions in patients, both typical and atypical, providing an advantage over FISH, which does not identify atypical deletions. Deletions had their size refined by genomic microarray, confirming breakpoint variations among deletions. In addition to the reduced expression of the hemizygous genes, there was a reduction in the expression of genes flanking the deletion, and also of genes of other chromosomes. These data indicate a position effect and the chromatin repositioning in the nucleus, mechanisms possibly related to the altered expression of these genes. The coexpression evaluation showed a relationship between the genes of the deleted region and those adjacent to it, between the genes of 1.5 and 3 Mb deletions regions, and between genes of chromosome 22 and of other genomic regions. These data revealed a possible biological relationship, which could explain the phenotypic similarity between patients with different size deletions. This study contributes to the understanding of the molecular mechanisms involved in the complex network of gene regulation, which is responsible for the characteristic phenotype of the 22q11.2 deletion syndrome.

Introdução: A síndrome da deleção 22q11.2 é decorrente de perdas de segmentos de DNA do cromossomo 22, delimitadas na maioria das vezes por regiões com low copy repeats (LCRs), sendo mais frequentes as deleções de 3 e 1,5 Mb. O fenótipo pode ser variável em pacientes com deleções de extensões semelhantes, podendo também ser observados fenótipos similares em pacientes com deleções distintas na região 22q11.2, mesmo não sobrepostas. Objetivos: Investigação citogenômica de pacientes com o espectro clínico da síndrome da deleção 22q11.2 quanto à presença da deleção. Determinar a extensão das deleções identificadas. Avaliar a expressão gênica global. Analisar as interações entre genes diferencialmente expressos e processos biológicos enriquecidos. Casuística e Métodos: Uma amostra de 53 pacientes com o fenótipo sugestivo da síndrome da deleção 22q11.2 foi analisada quanto ao cariótipo e MLPA (Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification). Dentre esses, seis apresentaram deleção. A esse grupo foram incluídos 24 pacientes com deleção previamente detectada, totalizando uma amostra de 30 pacientes. Em 29 pacientes, a extensão da deleção foi refinada por microarray genômico, e em 14, a expressão gênica foi avaliada em relação aos seus respectivos controles, pareados por idade e sexo. As interações entre genes e os processos biológicos enriquecidos foram investigados pelos softwares GeneMania e Enrichr. Resultados: Todos os pacientes apresentaram cariótipos normais, com exceção de uma que apresentou translocação não equilibrada t(6;22), resultando em deleção 22q11.2. A MLPA revelou deleções em seis dentre os 53 pacientes com fenótipo sugestivo da síndrome da deleção 22q11.2. As deleções encontradas na amostra de 30 pacientes foram de 3 Mb (22 pacientes), de 1,5 Mb (4 pacientes) e deleções atípicas (4 pacientes). Os microarrays genômicos revelaram variação dos pontos de quebra entre as deleções. O estudo da expressão gênica por microarray identificou redução da expressão de 48 transcritos, correspondentes tanto a genes da região deletada, quanto a genes das regiões que flanqueiam a região da deleção, e de outros cromossomos. Conclusões: A MLPA identificou deleções tanto típicas como atípicas. A redução da expressão de genes da região deletada, mas também de genes flanqueadores da deleção e de genes de outros cromossomos, indicam que mecanismos relacionados a um efeito de posição e ao reposicionamento da cromatina no núcleo devem estar relacionados à alteração da expressão desses genes. A avaliação da coexpressão mostrou uma relação entre os genes da região deletada e aqueles adjacentes a ela, entre genes das regiões das deleções de 1,5 e 3 Mb, bem como entre genes do cromossomo 22 e de outras regiões genômicas, revelando uma possível relação biológica, que poderia esclarecer a similaridade fenotípica entre pacientes com diferentes deleções. Dessa forma, este estudo contribuiu para uma melhor compreensão tanto dos mecanismos moleculares quanto da participação de genes na complexa rede de regulação gênica responsável pelo fenótipo característico da síndrome da deleção 22q11.
Keywords deletion syndrome
gene expression
copy number variation
síndrome da deleção 22q11
expressão gênica
variações do número de cópias de dna
Language Portuguese
Date 2015-02-26
Published in DANTAS, Anelisa Gollo. Estudo citogenômico e avaliação da expressão gênica em pacientes com deleção 22q112. 2015. 141 f. Dissertação (Mestrado) - Escola Paulista de Medicina, Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), São Paulo, 2015.
Research area Biologia geral
Knowledge area Ciências biológicas
Publisher Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Extent 141 p.
Origin https://sucupira.capes.gov.br/sucupira/public/consultas/coleta/trabalhoConclusao/viewTrabalhoConclusao.jsf?popup=true&id_trabalho=2075824
Access rights Closed access
Type Dissertation
URI http://repositorio.unifesp.br/handle/11600/46603

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