Síndromes clíniques de microdeleció i microduplicació · fenotip genotip ....

32
Curs de Formació Continuada 2015-2016 Síndromes clíniques de microdeleció i microduplicació Dr. Ignacio Blanco Coordinador, Programa d’Assessorament i Genètica Clínica Hospital Germans Trias i Pujol

Transcript of Síndromes clíniques de microdeleció i microduplicació · fenotip genotip ....

Page 1: Síndromes clíniques de microdeleció i microduplicació · fenotip genotip . iblanco.germanstrias@gencat.cat DiGeorge 22q11 Deletion 3.5 Mb Miller Dieker 17p13.3 deletion 4.6 Mb

Curs de Formació Continuada 2015-2016

Síndromes clíniques de microdeleció i

microduplicació

Dr. Ignacio Blanco Coordinador,

Programa d’Assessorament i Genètica Clínica

Hospital Germans Trias i Pujol

Page 2: Síndromes clíniques de microdeleció i microduplicació · fenotip genotip . iblanco.germanstrias@gencat.cat DiGeorge 22q11 Deletion 3.5 Mb Miller Dieker 17p13.3 deletion 4.6 Mb

[email protected]

Donat el caràcter i la finalitat exclusivament docent i eminentment

il·lustrativa de les explicacions a classe d'aquesta presentació, l’autor

s’acull a l’article 32 de la Llei de propietat intel·lectual vigent respecte de

l'ús parcial d'obres alienes com ara imatges, gràfics o altre material

contingudes en les diferents diapositives

Totes les imatges presentades s’inclouen com a cites necessàries per il·lustrar les explicacions d’aquesta classe

Page 3: Síndromes clíniques de microdeleció i microduplicació · fenotip genotip . iblanco.germanstrias@gencat.cat DiGeorge 22q11 Deletion 3.5 Mb Miller Dieker 17p13.3 deletion 4.6 Mb

[email protected]

Microdelecions i Microduplicacions

Una microdeleció es defineix com una deleció submicroscòpica que condueix a la monosomia d'un segment cromosòmic massa petit per ser detectat per citogenètica convencional, típicament menys de 5 megabases de tamany.

Una microduplicació es defineix com una duplicació submicroscòpica que condueix a la trisomia d'un segment cromosòmic massa petit per ser detectat per citogenètica convencional, típicament menys de 5 megabases de tamany.

Síndrome

Page 4: Síndromes clíniques de microdeleció i microduplicació · fenotip genotip . iblanco.germanstrias@gencat.cat DiGeorge 22q11 Deletion 3.5 Mb Miller Dieker 17p13.3 deletion 4.6 Mb

[email protected]

La taxa de prevalença de defectes congènits (detectats prenatalment o en els primers dies de vida) de la població se situa en un 3,6% del total de naixements.

Els defectes congènits poden ser causats per una anomalia cromosòmica o per una anomalia monogènica.

Hi ha un petit grup de defectes congènits causats per causes ambientals, no genètiques.

La majoria de malformacions físiques són d’origen multifactorial, es a dir, hi intervenen factors ambientals i genètics.

Microdelecions i Microduplicacions

Page 5: Síndromes clíniques de microdeleció i microduplicació · fenotip genotip . iblanco.germanstrias@gencat.cat DiGeorge 22q11 Deletion 3.5 Mb Miller Dieker 17p13.3 deletion 4.6 Mb

[email protected] https://sccpsy101.files.wordpress.com/2011/06/tjio-levan-1956.jpg

Tjio & Levan (1956)

Els Cromosomes

Page 6: Síndromes clíniques de microdeleció i microduplicació · fenotip genotip . iblanco.germanstrias@gencat.cat DiGeorge 22q11 Deletion 3.5 Mb Miller Dieker 17p13.3 deletion 4.6 Mb

[email protected] http://discovermagazine.com/~/media/Images/Issues/2014/JanFeb/shutterstock_130699232.jpg

fenotip genotip

Page 7: Síndromes clíniques de microdeleció i microduplicació · fenotip genotip . iblanco.germanstrias@gencat.cat DiGeorge 22q11 Deletion 3.5 Mb Miller Dieker 17p13.3 deletion 4.6 Mb

[email protected]

Avantatges:

Estudi cromosòmic

complert (nombre i

estructura)

Limitacions:

Resolució (5-10 Mb)

Cariotip convencional

Page 8: Síndromes clíniques de microdeleció i microduplicació · fenotip genotip . iblanco.germanstrias@gencat.cat DiGeorge 22q11 Deletion 3.5 Mb Miller Dieker 17p13.3 deletion 4.6 Mb

[email protected] http://pediatricsatbest.weebly.com/uploads/5/9/2/0/59203753/6157069_orig.jpg?1449347092

http://www.thelancet.com/cms/attachment/2000990403/2003650026/gr1.jpg

fenotip genotip

Page 9: Síndromes clíniques de microdeleció i microduplicació · fenotip genotip . iblanco.germanstrias@gencat.cat DiGeorge 22q11 Deletion 3.5 Mb Miller Dieker 17p13.3 deletion 4.6 Mb

[email protected]

DiGeorge 22q11 Deletion 3.5 Mb

Miller Dieker 17p13.3 deletion 4.6 Mb

Prader Willi 15q11-13 deletion 4 Mb

Smith Magenis 17p11.2 deletion 5 Mb

Wolf Hirschhorn 4p16.3 deletion 1.9 Mb

Williams-Beuren 7q11.23Deletion 1.5 Mb

Microdelecions i Microduplicacions

http://www.williams-syndrome.ch/imgs/Flyer_Bild_1.jpg

http://wolfhirschhorn.org/wp-content/uploads/2012/08/Kendall-5-Years-Old-2.jpg

http://a.abcnews.go.com/images/Health/ht_craig_frey_101115_wmain.jpg

http://a.abcnews.go.com/images/Health/HT_hannah_wilkinson_jef_140814_12x5_1600.jpg

http://nethealthbook.com/wp-content/uploads/2014/10/shutterstock_98693015.jpg

http://www.thelancet.com/cms/attachment/2000990403/2003650026/gr1.jpg

Page 10: Síndromes clíniques de microdeleció i microduplicació · fenotip genotip . iblanco.germanstrias@gencat.cat DiGeorge 22q11 Deletion 3.5 Mb Miller Dieker 17p13.3 deletion 4.6 Mb

[email protected]

Growing numbers of publication per year found by searching for the terms

microdeletion syndrome new and microduplication syndrome new in Pub

Med (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed).

Anja Weise et al. J Histochem Cytochem 2012;60:346-358

Copyright © by The Histochemical Society

Page 12: Síndromes clíniques de microdeleció i microduplicació · fenotip genotip . iblanco.germanstrias@gencat.cat DiGeorge 22q11 Deletion 3.5 Mb Miller Dieker 17p13.3 deletion 4.6 Mb

[email protected]

Anàlisi Cromosòmic

Cariotip Alta Resolució -- Array CGH / array SNPs Resolució (0,1-0,5 Mb)

Page 13: Síndromes clíniques de microdeleció i microduplicació · fenotip genotip . iblanco.germanstrias@gencat.cat DiGeorge 22q11 Deletion 3.5 Mb Miller Dieker 17p13.3 deletion 4.6 Mb

[email protected]

fenotip genotip

genotip fenotip

Page 14: Síndromes clíniques de microdeleció i microduplicació · fenotip genotip . iblanco.germanstrias@gencat.cat DiGeorge 22q11 Deletion 3.5 Mb Miller Dieker 17p13.3 deletion 4.6 Mb

[email protected] http://shariyantes.com/wp-content/uploads/2015/06/challenge.jpg

Page 15: Síndromes clíniques de microdeleció i microduplicació · fenotip genotip . iblanco.germanstrias@gencat.cat DiGeorge 22q11 Deletion 3.5 Mb Miller Dieker 17p13.3 deletion 4.6 Mb

[email protected]

Chromosomal microdeletions and microduplications make up a fraction of

copy-number variants (CNVs).

CNVs are defined as either the gain or loss of a stretch of DNA as

compared with the reference human genome; they may range in size

from a kilobase to several megabases or even an entire chromosome

(trisomies and monosomies).

CNVs can involve multiple, one, or no genes, and although some CNVs

cause disease, many others remain benign variants within the population.

There are two major classes of CNVs: recurrent and nonrecurrent.

Recurrent CNVs generally arise by nonallelic homologous recombination

(NAHR) during meiosis, with breakpoints in the large duplicated blocks

of sequence flanking the CNV event.

Copy-Number Variants. Microdeletions and Microduplications

Page 16: Síndromes clíniques de microdeleció i microduplicació · fenotip genotip . iblanco.germanstrias@gencat.cat DiGeorge 22q11 Deletion 3.5 Mb Miller Dieker 17p13.3 deletion 4.6 Mb

[email protected] https://eichlerlab.gs.washington.edu/images/res.fig1.png

Copy-Number Variants. Microdeletions and Microduplications

nonallelic homologous recombination (NAHR)

Page 17: Síndromes clíniques de microdeleció i microduplicació · fenotip genotip . iblanco.germanstrias@gencat.cat DiGeorge 22q11 Deletion 3.5 Mb Miller Dieker 17p13.3 deletion 4.6 Mb

[email protected] http://www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/dbvar/images/Information_fig1.png

nonallelic homologous recombination (NAHR)

Hereditary neuropathy with liability to pressure palsies (HNPP) Charcot–Marie–Tooth disease type 1A

17p12

Page 18: Síndromes clíniques de microdeleció i microduplicació · fenotip genotip . iblanco.germanstrias@gencat.cat DiGeorge 22q11 Deletion 3.5 Mb Miller Dieker 17p13.3 deletion 4.6 Mb

[email protected]

The size of CNV detected by chromosome microarray technologies depends

largely on the probe density.

Whole genome sequencing using MPS or NGS has the potential to provide a

truly unbiased assay that can identify CNVs ranging in size from a single base

pair to entire chromosomes, simultaneously with a complete assessment of

single-nucleotide sequence changes.

More than 8,000 segmental duplications (SDs) have been described. Analysis

of this SD map identified 169 regions of the human genome that were

predicted to be potential rearrangement hot spots because of the presence

of large blocks of SDs with >95% sequence similarity that were separated by

50 kb–10 Mb of intervening sequence. Interestingly, 24 of these regions had

already been linked to recurrent genetic diseases

Copy-Number Variants. Microdeletions and Microduplications

Page 19: Síndromes clíniques de microdeleció i microduplicació · fenotip genotip . iblanco.germanstrias@gencat.cat DiGeorge 22q11 Deletion 3.5 Mb Miller Dieker 17p13.3 deletion 4.6 Mb

[email protected]

Defining pathogenicity of Copy-Number Variants.

Many criteria can be used to help interpret the clinical relevance of a CNV,

including inheritance, size, gene content, and type.

De novo CNVs are more likely than inherited CNVs to be pathogenic.

Large CNVs are more likely than small CNVs to cause disease.

CNVs that contain many genes or known disease genes are more

likely to be pathogenic than those that contain few genes or genes of

uncertain function.

Deletions result in haploinsufficiency, the consequences of which are

known for some genes. Duplications are more difficult to interpret.

All of these criteria are probabilistic in nature.

Page 20: Síndromes clíniques de microdeleció i microduplicació · fenotip genotip . iblanco.germanstrias@gencat.cat DiGeorge 22q11 Deletion 3.5 Mb Miller Dieker 17p13.3 deletion 4.6 Mb

[email protected]

Growing numbers of publication per year found by searching for the terms

microdeletion syndrome new and microduplication syndrome new in Pub

Med (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed).

Copyright © by The Histochemical Society

In general, pathogenic duplications are less prevalent than deletions in clinically ascertained samples (except for the X chromosome);

Page 21: Síndromes clíniques de microdeleció i microduplicació · fenotip genotip . iblanco.germanstrias@gencat.cat DiGeorge 22q11 Deletion 3.5 Mb Miller Dieker 17p13.3 deletion 4.6 Mb

[email protected]

Theoretically, for every microdeletion syndrome there should be a

reciprocal microduplication syndrome.

However, there are at present 211 microdeletion syndromes versus

only 79 microduplication syndromes reported.

This is a 2.5:1 ratio for a total of 267 different genomic loci with

MMSs.

Only for 56 of these, loci are reported as reciprocal/colocalizing

MMSs, that is, 21%.

Page 22: Síndromes clíniques de microdeleció i microduplicació · fenotip genotip . iblanco.germanstrias@gencat.cat DiGeorge 22q11 Deletion 3.5 Mb Miller Dieker 17p13.3 deletion 4.6 Mb

[email protected]

In general, pathogenic duplications are less prevalent than deletions in clinically ascertained samples (except for the X chromosome);

they usually confer milder phenotypes than the reciprocal deletions, most are inherited from one parent, and the vast majority are tandem (head-to-tail) in orientation.

The relatively milder phenotype conveyed and transmitted to the next generation are both consistent with less detrimental effects for the organism.

Page 23: Síndromes clíniques de microdeleció i microduplicació · fenotip genotip . iblanco.germanstrias@gencat.cat DiGeorge 22q11 Deletion 3.5 Mb Miller Dieker 17p13.3 deletion 4.6 Mb

[email protected]

Comparison of CNV findings across studies reveals several recurrent

rearrangements that are associated with a wide range and severity of

phenotypes.

Severity of each phenotype associated with these rearrangements can

vary significantly.

The factors underlying such extreme clinical variability are still poorly

understood.

Differences in genetic background

Epigenetic differences and imprinting.

Interaction with environmental or sporadic effects.

Sequence variants in candidate genes within the deleted region.

Incomplete Penetrance and Variable Expressivity of MM Syndromes

Page 24: Síndromes clíniques de microdeleció i microduplicació · fenotip genotip . iblanco.germanstrias@gencat.cat DiGeorge 22q11 Deletion 3.5 Mb Miller Dieker 17p13.3 deletion 4.6 Mb

[email protected]

The complete phenotypic characterization of these syndromes is still in progress.

Incomplete penetrance of genomic duplications and variable expression of

phenotypes observed in these disorders are of considerable importance in the

context of prenatal diagnosis, where families may be faced with difficult

decisions regarding the management of a pregnancy without having a solid

information base upon which to make those decisions.

Page 25: Síndromes clíniques de microdeleció i microduplicació · fenotip genotip . iblanco.germanstrias@gencat.cat DiGeorge 22q11 Deletion 3.5 Mb Miller Dieker 17p13.3 deletion 4.6 Mb

[email protected] http://almeria.nueva-acropolis.es/images/filiales/almeria/161979-150092078379669-6778246-n.jpg

Page 26: Síndromes clíniques de microdeleció i microduplicació · fenotip genotip . iblanco.germanstrias@gencat.cat DiGeorge 22q11 Deletion 3.5 Mb Miller Dieker 17p13.3 deletion 4.6 Mb

[email protected]

www.rarechromo.org

Page 28: Síndromes clíniques de microdeleció i microduplicació · fenotip genotip . iblanco.germanstrias@gencat.cat DiGeorge 22q11 Deletion 3.5 Mb Miller Dieker 17p13.3 deletion 4.6 Mb

[email protected]

Incomplete penetrance of genomic duplications and variable expression of

phenotypes observed in these disorders are of considerable importance in the

context of prenatal diagnosis, where families may be faced with difficult

decisions regarding the management of a pregnancy without having a solid

information base upon which to make those decisions.

Page 29: Síndromes clíniques de microdeleció i microduplicació · fenotip genotip . iblanco.germanstrias@gencat.cat DiGeorge 22q11 Deletion 3.5 Mb Miller Dieker 17p13.3 deletion 4.6 Mb

[email protected]

Just because you can, does not mean you should.

Catherine Russell

Page 32: Síndromes clíniques de microdeleció i microduplicació · fenotip genotip . iblanco.germanstrias@gencat.cat DiGeorge 22q11 Deletion 3.5 Mb Miller Dieker 17p13.3 deletion 4.6 Mb

Moltes gràcies

[email protected]

Programa d’Assessorament i

Genètica Clínica