Registro:
| Documento: | Tesis Doctoral |
| Título: | Defectos genómicos en cardiopatías congénitas |
| Título alternativo: | Genomic defects in congenital heart defects |
| Autor: | Delea, Marisol |
| Editor: | Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales |
| Lugar de trabajo: | Administración Nacional de Laboratorios e Institutos de Salud “Dr. Carlos G. Malbrán” (ANLIS). Centro Nacional de Genética Médica (CeNAGeM)
|
| Publicación en la Web: | 2024-04-19 |
| Fecha de defensa: | 2023-12-19 |
| Fecha en portada: | Octubre 2023 |
| Grado Obtenido: | Doctorado |
| Título Obtenido: | Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias Biológicas |
| Departamento Docente: | Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular |
| Director: | Dain, Liliana Beatriz |
| Consejero: | Iusem, Norberto Daniel |
| Jurado: | López Camelo, Jorge Santiago; Rossetti, Liliana Carmen; Martí, Marcelo Adrián |
| Idioma: | Español |
| Palabras clave: | CARDIOPATIAS CONGENITAS; DELECION 22Q11; VARIANTES DE NUMERO DE COPIA; VARIANTES DE UN SOLO NUCLEOTIDOCONGENITAL HEART DEFECTS; 22Q11 DELETION; COPY NUMBER VARIATIONS; SINGLE NUCLEOTIDE VARIANTS |
| Formato: | PDF |
| Handle: |
http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7450_Delea |
| PDF: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n7450_Delea.pdf |
| Registro: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/tesis/document/tesis_n7450_Delea |
| Ubicación: | BIO 007450 |
| Derechos de Acceso: | Esta obra puede ser leída, grabada y utilizada con fines de estudio, investigación y docencia. Es necesario el reconocimiento de autoría mediante la cita correspondiente. Delea, Marisol. (2023). Defectos genómicos en cardiopatías congénitas. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales). Recuperado de http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7450_Delea |
Resumen:
Es sabido que en la actualidad las enfermedades con base total o parcialmente genética constituyen un problema para la salud pública y ocupan en nuestros días un lugar cada vez más preponderante en la agenda sanitaria mundial y nacional. De hecho, las anomalías congénitas (AC) en nuestro país presentan una prevalencia de 1.82% según datos de la Red Nacional de Anomalías Congénitas (RENAC). En esta prevalencia no se incluyen los impedimentos fisiológicos y mentales de aparición más tardía, aunque se estima que la prevalencia asciende al 8% a los 5 años de edad. Las AC en la Argentina representan la segunda causa de mortalidad infantil y explican el 27.94% de las defunciones al nacimiento. Dentro de las AC, las cardiopatías congénitas (CC) son las más frecuentes y constituyen un tercio de estas entidades. Las CC abarcan un amplio espectro de entidades que poseen anomalías en la estructura del corazón y los grandes vasos, poseen una prevalencia mundial que oscila entre 6 y 9 de cada 1000 nacimientos y se destacan como causa de muerte prenatal, neonatal e infantil y de morbilidad en edad pediátrica. En el periodo comprendido entre 2009 - 2018, fueron reportados al Registro Nacional de Malformaciones Congénitas niños con CC, con una prevalencia de 4.92 de cada 1000 nacimientos. La etiología de la mayor parte de las CC es multifactorial, en donde intervendrán tanto factores ambientales como genéticos. Pueden ocurrir en el contexto de malformaciones múltiples o, como en la mayoría de los casos, de forma aislada y tanto para los casos sindrómicos como para los aislados se ha reportado recurrencia familiar, consistente con la influencia genética en el desarrollo de la patología. La contribución genética a la causalidad de la patología es diversa y abarca desde aneuploidías cromosómicas hasta defectos en genes individuales. En este trabajo nos propusimos la identificación y el análisis de desbalances genómicos y de variantes de secuencias en individuos afectados con CC con el fin de contribuir a la caracterización de nuestra población y a la compresión de los mecanismos involucrados en la patogenia. En total, se reclutaron 334 pacientes de hasta 16 años de edad con CC ya sea en forma aislada o con otras anomalías mayores. En una primera etapa, se incluyó un grupo de pacientes con CC conotroncales (n=80). Avanzando con el trabajo de tesis, ampliamos la inclusión a pacientes que presentaban todo tipo de CC (n=254). Los pacientes incluidos en la primera etapa fueron estudiados mediante técnicas de citogenética clásica, hibridación fluorescente in situ (FISH) para la región 22q11 y un análisis por MLPA (Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification) de regiones genómicas asociadas a CC conotroncales. Aquellos pacientes que no presentaron ninguna anomalía mediante las metodologías anteriores fueron estudiados en búsqueda de variantes de secuencia en el gen NKX2-5 por secuenciación de Sanger. Para el segundo grupo de muestras, y luego de analizar la posible presencia de la deleción 22q11 (Del22q11) en pacientes con CC conotroncales y en pacientes con diagnóstico presuntivo de Síndrome de DiGeorge mediante MLPA, se implementó la búsqueda de desbalances genómicos mediante hibridación genómica comparada (array-CGH) en pacientes con al menos otra anomalía mayor. Finalmente, en un grupo seleccionado de pacientes analizamos la presencia de variantes de secuencia en un conjunto de genes implicados en CC mediante técnicas de secuenciación masiva de nueva generación. Los análisis previamente descritos se realizaron en 236 pacientes del total de pacientes incluidos. Nuestros resultados mostraron la ausencia de anomalías cromosómicas detectables por estudios citogenéticos clásicos en la muestra analizada. Un total de 42 pacientes presentaron desbalances detectado por MLPA: 35 con Del22q11 de 3Mb, 3 con Del22q11 de 1.5 Mb, 2 con duplicaciones en 22q11, 1 con una deleción en TBX1 y 1 con una deleción en 17p13.3. Entre los 44 pacientes analizados por array-CGH, se detectaron 10 anomalías de relevancia clínica en 9 pacientes, 7 deleciones, 2 duplicaciones -en un rango que abarcan entre 0.02 hasta 13 Mb- y 1 trisomía. Los estudios de secuenciación del gen NKX2-5 no revelaron la presencia de variantes patogénicas, si bien se hallaron 3 variantes noveles (NM_004387.4: c.334+618G>A, c.450C>A y c.921G>T) que podrían corresponder a polimorfismos poblacionales. Finalmente, para 17 pacientes se realizó secuenciación masiva, entre los cuales 11 presentaron 12 variantes de significancia clínica o posible relevancia clínica relacionadas a CC. Siete de estas variantes ya habían sido reportadas previamente en la literatura: VEGFA: c.103G>T; MYH7: c.2599G>A; PTPN11: c.1381G>A; c.922A>G y c.181G>A; MYBPC3: c.2176C>T; RAF1: c.770C>T. Los 5 restantes, se describen por primera vez en este trabajo: MYH6: c.5276A>G; MYH11: c.3143-2_3145delAGTGC, EP300: c.7081C>T, KAT6B: c.4572_4573dupTA y MYH7: c.671A>T. En resumen, por medio de estos algoritmos de análisis genético que combina tanto la aproximación clínica como los estudios de laboratorio, hallamos la causa genética de la afección en 61 de los 236 pacientes (25.84%) en los que fue posible realizar algún estudio. Los desbalances en 22q11 se hallaron en el 20.5% de los pacientes con CC conotroncales o con SDG analizados. El porcentaje de resolución de la causalidad genética del array-CGH fue del 20.9% y la de la secuenciación masiva 64.7%. Todos estos resultados contribuyen al conocimiento de las causas moleculares involucradas en la CC a nivel global, pero tiene más relevancia al ser un trabajo pionero en nuestro país al abordar el análisis de la posible contribución genética en la afección en forma integral. Asimismo, se han detectado por primera vez a nivel mundial variantes de secuencia de relevancia clínica que estarían implicadas en las CC en individuos de nuestra población, y se ha avanzado en la implementación de metodologías genómicas en instituciones públicas del país.
Abstract:
It is well documented that diseases with a totally or partially genetic basis constitute a problem for public health and occupy an increasingly and importantly place in the global and national health agenda. In our country, congenital anomalies (CA) have a prevalence of 1.82% according to the National Network of Congenital Anomalies (RENAC). This prevalence may increase up to 8% at 5 years of age if physiological and mental impairments of later onset symptoms are considered. CA represents the second-leading cause of infant mortality and explains 27.94% of deaths at birth. Among CA, congenital heart diseases (CHD) are the most frequent type, representing a third of them. CHD includes a broad spectrum of clinical presentations affecting the structure of the heart and great vessels. With a worldwide prevalence ranging from 6 to 9 out of every 1000 births, CHD stands out as one of the main causes of prenatal, neonatal, and infant death and morbidity in the pediatric age. Between 2009 and 2018, children with CHD were reported to RENAC with a prevalence of 4.92 per 1000 births. The etiology of these defects is widely recognized as multifactorial, involving both environmental and genetic factors. They can occur in the context of multiple malformations or, most commonly, in isolation. Familial recurrence has been reported for both syndromic and isolated cases, consistent with genetic influence in the development of the disease, ranging from chromosomal anomalies to defects in single genes. In this work we aimed to analyze the presence of genomic imbalances and sequence variants in individuals affected with CHD in order to contribute to the characterization of our population and to obtain a better understanding of the mechanisms involved in its pathogenesis. We recruited a total of 334 patients of up to 16 years of age with isolated CHD or with other major abnormalities. In an initial step, we included a group of patients with conotruncal CHD (n=80) for its analysis. Moving forward, we expanded the inclusion criteria to patients who presented all types of CHD (n=254). Patients included in the initial step were analyzed by classical cytogenetic techniques, fluorescence in situ hybridization (FISH) for the 22q11 region, and MLPA (Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification) of genomic regions associated with conotruncal CHD. Samples with negative results were further studied by Sanger sequencing of the NKX2-5 gene. For the second group, patients with at least one other major anomaly were analyzed by array comparative genomic hybridization (array-CGH) after performing MLPA in samples of patients presenting conotruncal CHD or DiGeorge Syndrome. Finally, we analyzed the presence of genetic variants using massive next generation sequencing (NGS) in a selected group of patients. In total, 239 samples were successfully analyzed using the above-mentioned studies. Our results showed the absence of chromosomal abnormalities by classical cytogenetic studies. A total of 42 patients presented imbalances detected by MLPA: 35 have a Del22q11 of 3Mb, 3 presented a shorter Del22q11 of 1.5 Mb, 2 have a 22q11 duplication, 1 has a deletion in TBX1 and 1 has a deletion in 17p13.3. Among the 44 patients analyzed by array- CGH, we detected 10 clinically relevant anomalies in 9 patients, 7 deletions, 2 duplications - ranging from 0.02 to 13 Mb– and a trisomy. Non-pathogenic variants were found after sequencing the NKX2-5 gene. In particular, we described 3 novel variants (NM_004387.4: c.334+618G>A, c.450C>A, c.921G>T) that probably represent population polymorphisms. Finally, massive sequencing was performed for 17 patients, and in 11 of them, we found 11 clinically relevant genetic variants related to CHD. Seven of these genetic variants had already been reported: VEGFA: c.103G>T; MYH7: c.2599G>A; PTPN11: c.1381G>A; c.922A>G y c.181G>A; MYBPC3: c.2176C>T; RAF1: c.770C>T, whereas the other 4 are being described for the first time in this work: MYH6:C.5276A>G; MYH11: c.3143-2_3145delAGTGC, EP300: c.7081C>T, KAT6B: c.4572_4573dupTA y MYH7: c.671A>T. In conclusion, using these algorithms that combine laboratory techniques with clinical and genetic assessment, we determined the genetic contribution to CHD in 61 out of the 236 (23.11%) analyzed patients. Imbalances in 22q11 were found in 20.5% of the patients with conotruncal CHD or with DGS. The resolution yield of array-CGH was 20.9%, while 64.7% of the patients presented a clinically relevant genetic variant after applying NGS. All these results may contribute to the knowledge of the molecular basis involved in CHD, although it becomes more relevant as a pioneering work by addressing the genetic contribution to the disease following an integral approach. Moreover, clinically relevant genetic variants implicated in CHD have been described for the first time worldwide in individuals from our population, and significant progress has been achieved in the implementation of genomic analysis in public institutions in our country.
Citación:
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Delea, Marisol. (2023). Defectos genómicos en cardiopatías congénitas. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7450_Delea
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Delea, Marisol. "Defectos genómicos en cardiopatías congénitas". Tesis Doctoral, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2023.https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7450_Delea
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