NEFROLOJİDE GENETİK TANI Dr. Ahmet Nayır İstanbul Tıp Fakültesi

Report
NEFROLOJİDE
GENETİK TANI
Dr. Ahmet Nayır
İstanbul Tıp Fakültesi
Çocuk Nefrolojisi
İnsan Genom Projesi
DNA
Dizi analizi
Genetik Test
Mutasyon ve polimorfizm
46,XX
IVS 33 +2T>A
D2S1376
46,XY
Glu39X (Q39X)
Ekson-İntron
Bağlantı Analizi
Kromozom
Gen Klonlanması
Gen
Çevre
Kalıtımla geçen mutasyonlara ve de
dış etkenlere (bakteri, virüs, toksik
madeler) bağlı sonradan gelişen bütün
hastalıkların bir genetik komponenti
vardır.
Trafik kazası dışında genetik
nedenli olmayan hastalık
yoktur!
DNA Yaşam’ın Şifresidir
Dört farklı kimyasal baz
A denine
T hymine
C ytosine
G uanine
T
P
Baz--Şeker--Fosfat
DNA nın yapısı
P
A
T
P
P
G
C
P
P
A
T
P
P
G
C
P
Gen ve Yapısı
Her kromozom üzerinde, kalıtımın fiziksel ve
fonksiyonel ünitesini oluşturan yüzlerce gen
bulunur.
Genler
- Protein yapılarının şifrelendiği özgün DNA
dizilerini içerir.
- Tüm genomun sadece % 2 sini kapsar.
- Yapı bakımından birbirine benzer.
GEN yapısı
promotor
intron
ekson
1
2
3
DNA
kırpılma noktası
ATG
donor site
(verici)
acceptor site
(alıcı) TGA
1
2
3
DNA
Genden Proteine
1
2
3
DNA
transkripsiyon
1
2
3
hnRNA
kırpılma
1
BAŞLAMA kodonu
2
3
mRNA
DUR kodonu
ATG
translasyon
protein
Genetik testlerde kullanılan
temel teknolojiler
Polimeraz Zincir Reaksiyonu Seçilen bir DNA parçasını
(PCR)
birkaç saat içinde milyonlarca
defa çoğaltır
Dizi analizi
DNA daki nükleik asit
dizilimini belirler
İnsan Genetik yapısı
•İnsan genomunda yaklaşık 30,000 to 35,000
arasında gen bulunduğu düşünülüyor.
•Hepsi birbirinden farklı olmakla beraber, bir
gende ortalama 3000 nükleotid var.
•Saptanan genlerin yaklaşık % 50 sinin henüz
fonksiyonları bilinmiyor.
•İki insan arasında nükleotid dizi benzerliği % 99.9
•Monogenik yaklaşık 2000 hastalık geni
tanımlanmıştır.
Hastalıklara neden olan genlerin saptanması
Aday genin
bölgesinin tanımlanması
Bölgenin tüm DNA
klonlarının elde edilmesi
Bölgede tüm
genlerin ayırt edilmesi
Öncelik sırasına göre
mutasyon taraması
Aday genlerin hasta kişilerde
mutasyon açısından incelenmesi
Kalıtım Modelleri
1. Otozomal dominant
1
2. Otozomal resesif
7
2
3
4
5
8
9
10
11
12
13
6
14
15
1
3. X e bağlı
7
16
17
10
11
12
3
13
19
20
2
4
8
9
18
5
6
14
15
16
17
18
19
20
Diğer Kalıtım Modelleri
Non Mendelien kalıtım:
- Mitokondrial kalıtım,imprinting , gonadal mozaisizm
- Markörler ve alleller
1. 2. allele
1
2
D9S100
2
4
D9S200
2
3
D0S300
Mutasyon ve Polimorfizm
• Genetik hastalıklara yol açan DNA
farklılıklarına MUTASYON, yol
açmayanlara POLİMORFİZM denir.
Ancak, araştırmalar polimorfizmlerin
de bazı hastalıklar için yatkınlık
faktörü olduğunu göstermektedir.
Gen Mutasyon Tipleri
Nokta mutasyonları
Delesyonlar ve insersiyonlar
Gen Mutasyon Tipleri
Nokta mutasyonları, substitution
DNA da bir bazın çıkarak yerine başka bir
bazın girmesi.
Nelere yol açar ?
- Yanlış anlamlı mutasyonlar, missense
- Anlamsız mutasyonlar, nonsense
- RNA kırpılma mutasyonları, splicing
- Düzenleyici mutasyonları, regulatory
Gen Mutasyon Tipleri
Yanlış anlamlı mutasyonlar, missense
Fonksiyonun değişmesine neden our.
SEN
BİR
ODA
BUL•
SEN
BİR
ADA
BUL•
Genetik hastalıklara neden olan
mutasyonların > % 50 si bu mutasyonlardan
kaynaklanır.
Gen Mutasyon Tipleri
Anlamsız mutasyonlar, nonsense
• Translasyonda erken “dur” kodonu ve premature
protein sentezi olur. Bu proteinler genellikle
stabil değildir ve hücre içinde kısa sürede
yıkıma uğrar.
SEN
SEN
HEM KOŞ
HEM
HEM COŞ•
Dur kodonu
COŞ•
Dur kodonu
?
• Hastalıklara neden olan mutasyonların ~%12 si
bu tip mutasyonlardan kaynaklanır.
Gen Mutasyon Tipleri
RNA kırpılma mutasyonları, splicing
• mRNA nın maturasyonunda önemli olan kırpılma
noktalarını değiştiren mutasyonlardır.
ekson
intron
ekson
A L İ ‘ N İ N ATI
A L İ Ş ‘ İ N ATI
• Hastalıklara neden olan mutasyonların ~%10 u
bu tip mutasyonlardan kaynaklanır.
Genetik Testler ne amaçlar ile
yapılır?
1. Tanı
presemptomatik
semptomatik
2. Genetik riskin saptanması (prediktif)
presemptomatik
predispozisyonel
3. Taşıyıcıların saptanması
Genetik Testler
1. Klinik testler
Tanı, korunma ya da tedavi amaçlı
2. Çalışma testleri
Hastalığın anlaşılması ya da klinik
testin daha geliştirilmesi için
3. Araştırma testleri
Henüz klinik uygulamaya hazır
olmayan testler
Genetik Testler
1. Direk DNA analizi
1. İndirek DNA analizi
bağlantı analizi
Mutasyon saptama ve tarama
testleri
• Bilinmeyen aday genin aranması:
Tarama (scanning)
• Bilinen bir genin olguda aranması:
Arama (screening)
Tarama testleri
• Tüm gen dizileme (complete gene
sequencing)
• Mutasyon tanısı için altın standart
• 10 kB2a kadar olan küçük genler için ideal
• DHPLC (high-performance liquid
chromatography)
• 500 bp büyüklüğündeki PCR ürünlerinde saptama
yapabilir
• Protein-truncation metodu
• Herediter kanser tanısında onkoloji merkezlerinde
Nefrolojide Genetik Testler
nerelerde kullanılıyor?
•
•
•
•
•
Polikistik böbrek hastalıkları
Genetik proteinürik hastalıklar
Genetik hematürik hastalıklar
Genetik glomerülosklerotik hastalıklar
Böbrek ile ilgili lizozomal ve peroksizomal
hastalıklar
• Genetik tubüler hastalıklar
• Genetik geçişli trombotik mikroanjiopatiler
• Renal tümörler ile ilgili genetik hastalıklar
Polikistik böbrek hastalıkları
•
•
•
•
ADPKD
ARPKD
Nefronoftizi
MCKD
ADPKD özellikleri
•
•
•
•
•
•
Sıklık 1/1000
Otozomal dominant
Semptomlar orta yaşlarda çıkar
Büyük polikistik böbrekler
>% 50 böbrek yetersizliği
Multiple organ sistemini
ilgilendirir
• Genetik heterojenite
APKD genetik heterojenite
Gen
Yer
Oran
PKD1
16p13.3
80-90%
PKD2
4q21-23
10-15%
PKD3
?
ender
ADPKD genetik inceleme
• Prenatal ve presemptomatik tanı
• Fenotip ve genotip korelasyonu için
• Kist formasyonunun mekanizmalarını
moleküler düzeyde daha iyi anlamak
için
• Canlı donor olabilecek genç kişilerde
ARPKD= PKHD1
• 1:2000 doğumda bir
• 1994 (Gen lokus 6p12.1-p21)
• 2002 (Ward ve ark)
– PKHD1 klonlandı
– 16kb boyutunda 4,074 a.a. reseptöre benzer
protein : fibrocystin (polyductin)
• PKHD1L1 polycystic kidney and hepatic
disease 1 (autosomal recessive)-like 1
– 8 (q23.1-q23.2)
Juvenil nefronoftizi
Klinik
presantasyon
Gen
Exons
Protein
Juvenil form
NPHP1 (2q12-13)
NPHP4 (1p36)
20
30
nephrocystin
nephrocystin-4/
nephroretinin
Adolesan form NPHP3 (3q21-q22)
Senior-Løken
sendromu
NPHP5 (3q)
IQCB1
27
nephrocystin-3
13
nephrocystin-5
16
inversin
Infantil form
NPHP2 (9q22-31)
INVS
İzole juvenil NPH’da ~% 50 büyük
NPHP1 homozigot delesyonlar
PCR ile kolayca saptanabilir
Juvenil nefronoftizi
2
1
3
NPHP1 hom ya
da het delesyon
NPHP1
marker’ler ile
PCR
Mutasyon
tarama: diğer
NPHP genleri
NPHP1
delesyon
yok
Renal biyopsi
Medüller Kistik Böbrek (MCKD)
• Otozomal dominant
• 1q21ve 16q12 de yer alan iki farklı gen
• MCKD2 ve familyal juvenil
hiperürisemik nefropati uromodilini
kodlayan UMOD gen mutasyonu ile
gelişmektedir.
•
•
•
•
•
Polikistik böbrek hastalıkları
Genetik proteinürik hastalıklar
Genetik hematürik hastalıklar
Genetik glomerülosklerotik hastalıklar
Böbrek ile ilgili lizozomal ve
peroksizomal hastalıklar
• Genetik tubüler hastalıklar
• Genetik geçişli trombotik
mikroanjiopatiler
• Renal tümörler ile ilgili genetik
hastalıklar
Ailevi Nefrotik Sendromlar/FSGS
• Otozomal resesif kalıtım
– Fin tipi konjenital NS (NPHS1- 19q13)
– Steroid-resistan NS (NPHS2-1q25-31)
– Pierson sd (LAMB2 - 3p14-p22) – (mikrokoria-konj NS)
• Otozomal dominant kalıtım
–
–
–
–
–
FSGS-1 locus: krom 19q13 (ACTN4)
FSGS-2 locus: krom 11q21-q22 (TRPC6)
FSGS-3 locus : krom 6 (CD2-associated protein)
WT1
Epstein sd : MYH9 (non muscle myosin heavy chain IIA)
• Mitokondriyal sitopati ile birlikte (MELAS sendromu)
– Genellikle sağırlık ve/veya diyabet ve/veya diğer
eksrarenal hastalıklar ile, ancak proteinüri ilk semptom
olabilir. En sık mutasyon: A324G
• Knock-out fare modelleri
– CD2AP - NEPH1 - FAT - ILK
Herediter Nefrotik
Sedromlar (NS)
Cd2ap
Neph1
Fat
Farede NS
TRPC6:
OD - FSGS
NPHS1:
(nephrin)
Konj NS
NPHS2
(podocin)
SRNS
ACTN4,
MYH9
LAMB2:
Pierson send
Normal glomerüler
filtratyon bariyeri
WT1
Frasier ve
Drash sd
LMX1B? NailPatella sendr.
Smarcal 1
Schimke
hastalığı
Kerjaschki ve
ark. 2001
Fin tipi Konjenital nefrotik sendrom
• Otozomal resesif kalıtım
• 1:10, 000 doğum (Finlandiya)
• Doğumda yoğun proteinüri - büyük
plasenta
• Kötü prognoz
• Nephrin proteinini kodlayan NPHS1 gen
mutasyonu
• Finlandiya’da iki sık mutasyon:
– Fin-maj: 121delCT
– Fin-min: R1109X
C
N
* Ruotsalainen ve ark, (1999).
* ekstraselüler domain
•
•
•
•
•
Polikistik böbrek hastalıkları
Genetik proteinürik hastalıklar
Genetik hematürik hastalıklar
Genetik glomerülosklerotik hastalıklar
Böbrek ile ilgili lizozomal ve
peroksizomal hastalıklar
• Genetik tubüler hastalıklar
• Genetik geçişli trombotik
mikroanjiopatiler
• Renal tümörler ile ilgili genetik
hastalıklar
Alport sendromu
 Herediter nefropati
-
Sıklık = 1/5000
Hematüri +/- proteinüri
Kronik böbrek yetersizliği
Glomerüler bazal membran değişiklikleri
 Sensorinöral sağırlık
 Oküler lezyonlar
- Anterior lentikonus
- Makülopati
Alport sendromu ve tip IV kollagen
zincirlerinde mutasyona yol açan genler
3’
COL4A2
5’
5’
COL4A1
3’
13q34
COL4A4
COL4A3
2q35 Otozomal
COL4A3 ya da COL4A4 Mutasyonları
- her iki allelde = resesif otozomal AS
- 1 allelde = otosomal dominant AS ya da
familial benign hematüri ya da semptom yok
COL4A6
COL4A5
X-bağlı AS
Xq22
COL4A5 mutasyonu = AS
COL4A5+COL4A6 delesyonları = AS ve difüz
özofageal leiomyomatosis
Dominant geçişli dev trombosit sendromları
Dev trombosit sendromu (DTS) otozomal dominant geçişli ve hematolojik bulgular ile
seyreden heterojen bir gruptur. Bu hastalıklarda:
•makrotrombositopeni
•minor kanama
•granülosit inklüzyon cisimciği
Dev
trombosit
sendromu
Makro
trombosito
peni
Inkluzyon
cisimciği
Yüksek-ton
sağırlık
Nefrit
Katarakt
May-Hegglin
anomalisi
+
+
-
-
-
Sebastian
trombosit
sendromu
+
+
-
-
-
Fechtner
sendromu
+
+
+
+
+
Epstein
sendromu
+
-
+
+
-
Alport-benzer
sendrom
+
-
+
+
+
Alport
sendromu
dev trombosit
inkluzyon cismi
-
-
+
+
+
Hastalar genellikle kronik otoimmün trombositopeni hatalı tanısı ile immunosupresif tedavi (steroid vb.) ve
splenektomi uygulamasına maruz kalırlar.
AS Prenatal Tanı
• X-bağlı resesif: COL4A5 de ya da
komşuluğunda bağlantı analizi ile
polimorfik marker aranması.
• 10-12.haftada korion villus biyopsisi
ya da 16-18.haftada amniosentez
yapılır.
• Otozomal resesif: COL4A3 and
COL4A4 de ya da komşuluğunda
bağlantı analizi ile polimorfik marker
aranması
•
•
•
•
•
Polikistik böbrek hastalıkları
Genetik proteinürik hastalıklar
Genetik hematürik hastalıklar
Genetik glomerülosklerotik hastalıklar
Böbrek ile ilgili lizozomal ve
peroksizomal hastalıklar
• Genetik tubüler hastalıklar
• Genetik geçişli trombotik
mikroanjiopatiler
• Renal tümörler ile ilgili genetik
hastalıklar
Glomerüloskleroz
• WT1
– 11p13 de lokalize
– tümör supresör gen
– nefronogenezde
önemli rol oynar
• Denys-Drash
sendromu
• İnkomplet DenysDrash sendromu
• İzole DMS (difüz
mezangial skleroz)
• Frasier sendromu
Phospholipase C epsilon
•
•
•
•
•
•
•
İntrasellüler iletide görevli bir enzim
Gen sembol: PLCE1
Kromozom bölge: 10q23.24
Kalıtım: Otozomal resesif
Patoloji: DMS ve FSGS
Proteinüri saptanması: 2 ay-9 yaş
Klinik önemi:steroide ya da CyA’ya yanıt
verebilir
•
•
•
•
•
Polikistik böbrek hastalıkları
Genetik proteinürik hastalıklar
Genetik hematürik hastalıklar
Genetik glomerülosklerotik hastalıklar
Böbrek ile ilgili lizozomal ve
peroksizomal hastalıklar
• Genetik tubüler hastalıklar
• Genetik geçişli trombotik
mikroanjiopatiler
• Renal tümörler ile ilgili genetik
hastalıklar
Böbrek ile ilgili lizozomal ve
peroksizomal hastalıklar
• Fabry hastalığı
• Sistinoz
• Hiperoksalüri
Fabry hastalığı
-galactosidase A eksikliğine bağlı Xbağlı geçişli
Akroparestezi, angiokeratoma,
hipohidrozis ya da korneal/lenticular
lezyonlar
Renal, kardiovasküler ve serebral
hastalık
Hasta gen Xq22.1 üzerinde yer alır
İzole renal hastalık:
Proteinüri ve yüksek kan basıncı
Tanı renal biyopsi ile yapılır
200 üzerinde mutasyon
Prenatal tanı +
rekombinant -galactosidase A
Sistinoz: otozomal resesif geçişli, CTNS geninde (17p13)
de mutasyon sonucu lizozomlarda sistin birikimi
İnsidans ~ 1 : 200,000 yenidoğanda
Tüm dünyada ~ 2000 sistinozlu hasta
Böbrek: 200 - 400 x normal
Karaciğer:80 - 1000 x normal
Kas: 40 Beyin:
70 x normal
5 -
20 x normal
Sistinoz
• İnfantil nefropatik, juvenil, adolesan
tipler
• ilk 9 eksonda 65 kb bir delesyon
• Hızlı bir PCR yöntem gelişmiştir
Primer hiperoksalüri
• PH1
– AGXT gen defekti
– Glyoxylate aminotransferase enzim
eksikliği
– Enzim analizi ile tanı konulan olguların
ancak % 47’sinde mutasyon gösterilmiş.
– Prenatal tanı ve taşıyıcılık açısından
değerli
– Kromozom bölge: 2q36-37
• PH2
– GRHPR gen defekti
– Glyoxylate reductase/hydroxypyruvate
reductase enzim eksikliği
– Gen sembolü: GRHPR
– Kromozom bölge: 9cen
•
•
•
•
•
Polikistik böbrek hastalıkları
Genetik proteinürik hastalıklar
Genetik hematürik hastalıklar
Genetik glomerülosklerotik hastalıklar
Böbrek ile ilgili lizozomal ve
peroksizomal hastalıklar
• Genetik tubüler hastalıklar
• Genetik geçişli trombotik
mikroanjiopatiler
• Renal tümörler ile ilgili genetik
hastalıklar
Genetik tubüler hastalıklar
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Bartter sendromu
Gitelman sendromu
Liddle sendromu
Pseudohypoaldosteronism tip 1 (PHA-1)
Herediter Hipomagnezemiler
Ca2+/Mg2+ sensing reseptör (CASR) mutasyonları
Renal tubüler asidoz
Dent hastalığı
Nefrojenik diabetes insipidus
Sistinüri
X-bağlı dominant geçişli hipofosfatemik rahitis
Herediter Hipomagnesemi
• Renal hipomagnesemi ve oküler tutulum:
– Gen Sembol: CLDN19, Kromozom bölge: 1p34.2
Protein adı: Claudin-19
• Hipomagnesemi ile sekonder hipokalsemi (HSH):
– Gen Sembol: TRPM6, Kromozom bölge: 9q22 ,
Protein adı: Transient receptor potential cation channel subfamily M
member 6
• Familial hipomagnesemi ile hiperkalsiüri ve nefrolalsinoz (FHHNC):
– Gen sembol: CLDN16, Kromozom bölge: 3q27-29
Protein adı: Claudin 16 (paracellin-1)
• Renal Hipomagnesemi 2:
– Gen Sembol: FXYD2, Kromozom bölge: 11q23, Protein adı:
Sodyum/potasyum-transporting ATPase gamma zincir
Dominant geçişli
Ca2+/Mg2+ sensing reseptör (CASR)
mutasyonları
• Aktivasyonu
– Kromozom 3p13.3-q21
– Otozomal dominant
hipokalsemi
– Hipokalsemi, hiperkalsiüri,
poliüri, hipomagnezemi
• İnaktivasyonu
– Ailevi hipokalsiürik
hiperkalsemi
– Neonatal ağır hiperparatiroidi
Bartter sendromu
• Antenatal Bartter Sendromu Tip 1
– Gen Sembol: SLC12A1, kromozom bölge: 15q15-q21.1
Protein adı: Solute carrier family 12 member 1
• Bartter Syndrome Tip 2
– Gen sembol ROMK, kromozom bölge: 11q24
• Bartter Syndrome Tip 3
– Gen Sembol: CLCNKB, kromozom bölge: 1p36,
Protein adı: Chloride channel protein ClC-Kb
• Bartter Sendrom Tip 4
– Gen Sembol: BSND, kromozom bölge: 1p31,
Protein adı: Barttin
Dent Disease
• Düşük moleküler ağırlıklı proteinüri ve nefrokalsinoz
• X-bağlı resesif hipofosfatemik rahitis +/-hiperkalsiüri
• X-bağlı resesif nefrolitiaz
• Gen sembol: CLCN5
• Kromozomal bölge: Xp11.22
• Protein adı: Chloride channel protein 5
• Gen sembol: OCRL
• Kromozomal bölge: Xq26.1
• Protein adı: Inositol polyphosphate 5-phosphatase
OCRL-1
Dent Disease with mutations in OCRL1. Am J Hum Genet (2005) 76: 260-7
•
•
•
•
•
Polikistik böbrek hastalıkları
Genetik proteinürik hastalıklar
Genetik hematürik hastalıklar
Genetik glomerülosklerotik hastalıklar
Böbrek ile ilgili lizozomal ve
peroksizomal hastalıklar
• Genetik tubüler hastalıklar
• Genetik geçişli trombotik
mikroanjiopatiler
• Renal tümörler ile ilgili genetik
hastalıklar
Genetik geçişli trombotik
mikroanjiopatiler
• Hemolitik Üremik Sendrom (HUS)
– C3 konvertaz aktivitesini kontrol eden faktör H
fonksiyonunda azalma HUS ve MPGN II
oluşumunda rol oynar.
– Ailevi ve sporadik HUS vakalarında faktör H
mutasyonları gösterilmiştir.
• Trombotik Trombositopenik Purpura (TTP)
– Von Willebrand-cleaving protease ADAMTS13
eksikliği TTP oluşturur.
– Mutasyon 9q34 bölgesinde ADAMTS13
genindedir.
•
•
•
•
•
Polikistik böbrek hastalıkları
Genetik proteinürik hastalıklar
Genetik hematürik hastalıklar
Genetik glomerülosklerotik hastalıklar
Böbrek ile ilgili lizozomal ve
peroksizomal hastalıklar
• Genetik tubüler hastalıklar
• Genetik geçişli trombotik
mikroanjiopatiler
• Renal tümörler ile ilgili genetik
hastalıklar
Renal tümörler ile ilgili genetik
hastalıklar
• Von Hippel-Lindau (VHL) sendromu
– Otozomal dominant geçişli
– VHL gen tümör supresör etkilidir
– 3q25 yerleşimindeki gende mutasyonlar saptanabilir
• Tuberous Sclerosis Complex (TSC)
– TSC1 9q34.3
protein: Hamartin
– TSC 2 16q13.3
protein: Tuberin
• Ailevi Renal Hücreli Karsinom
– Ailevi renal hücreli karsinomlarda kromozom 3
translokasyonu saptanmıştır.
– Translokasyon sonucu DIRC2 (disrupted in renal
cancer) geni oluşmaktadır
Congenital Anomalies of the Kidney
and Urinary Tract
CAKUT
• Vezikoüreteral reflü: 13q33-34.
Vats KR, Ishwad C, Frederick DR, Vats AN
J Am Soc Nephrol 2006 Apr 17(4):1158-67
• Renal Hipoplazi: 10q24.3-25.1
PAX2
Multifaktöryal Hastalıklar
Birden fazla genin bir arada ve çevre faktörlerinin
etkisiyle ortaya çıkan hastalıklardır.
(Hipertansiyon, taş hastalığı, kanser, metabolik
sendrom, ateroskleroz, diyabet vb.)
Canlı doğumların ~ % 5 sinde görülür.
25 yaş sınırına kadar prevalansı ~ % 5.
Farmakogenetik test
• İlaç yan etkisi
• İlaç yanıtı
• İlaç seçimi
Etik ve kanuni sorunlar
•
•
•
•
•
Özel hayat
Hastalık damgası
İş kaybı
Sağlık kurumlarının giderleri
Herkesin yararlanamaması

similar documents