Identyfikacja i charakterystyka wariantów genomu związanych z zespołem Gillesa de la Tourette'a.

Projekt realizowany w ramach konsorcjum naukowego Liderem projektu jest Instytut Medycyny Doświadczalnej i Klinicznej im. Mirosława Mossakowskiego Polskiej Akademii Nauk natomiast Partnerem Warszawski Uniwersytet Medyczny, I Wydział Lekarski.
Zespół Gillesa de la Tourette'a (GTS) jest schorzeniem neuropsychiatrycznym dzieci i dorosłych o nieznanej przyczynie, którego głównymi objawami są tiki i zaburzenia psychiczne. Nasilenie tików zmniejsza się po 15 rż. Jedynie u 1/5 osób tiki utrzymują się w stopniu ciężkim w wieku dorosłym. Przyczyna ustępowania tików u niektórych tylko osób jest nieznana. Nie istnieje obecnie test diagnostyczny potwierdzający kliniczną diagnozę GTS. W patogenezie choroby główną rolę odgrywają czynniki genetyczne.. Autyzm jest wczesnodziecięcym zaburzeniem rozwojowym, które powoduje zaburzenia funkcjonowania społecznego, zaburzenia mowy i stereotypie ruchowe. U części chorych z GTS występują cechy autystyczne a oba schorzenia wykazują objawy wspólne. Podłoże biologiczne autyzmu nie jest ustalone. Celem badania jest określenie podłoża genetycznego choroby w wyselekcjonowanych trzech grupach: 1. w rodzinach z GTS o bardzo wyraźnym wywiadzie rodzinnym choroby; 2. w rodzinach, w których GTS i autyzm występuje u blisko spokrewnionych osób; oraz 3. w grupie osób dorosłych z GTS i ciężkim tikami (co może wskazywać na obecność dodatkowego czynnika genetycznego). W badaniach planujemy wykorzystać nie stosowaną dotychczas w badaniu podłoża GTS metodę analizy sekwencji całego genomu (whole genome sequencing, WGS), dzięki czemu w uzyskanych surowych wynikach sekwencjonowania możliwe będzie wyszukiwanie zmienności liczby kopii DNA (copy number variants, CNV), regionów utraty heterozygotyczności (loss of heterozygosity, LOH), rzadkich wariantów genetycznych (mutacji) oraz zidentyfikowanie mutacji sprawczych poprzez zastosowanie najnowszych algorytmów bioinformatycznych, porównywanie sekwencji genomów zdrowych i chorych członków rodziny oraz pacjentów z różnymi fenotypami klinicznymi GTS (m.in. postać ciężka GTS dorosłych vs postać łagodna dziecięca).
W badaniach zostaną wykorzystane trzy grupy: 1. osiem rodzin, z których w każdej występuje co najmniej 5 osób z rozpoznaniem GTS lub innymi tikami (badaniu poddanych zostanie 40 osób z każdej z rodzin: 3 osoby chore + 2 osoby zdrowe, najczęściej rodzice); 2. cztery rodziny z współwystępowaniem GTS oraz autyzmu (badaniu poddanych zostanie 20 osób: 4 osoby z GTS, 4 osoby z autyzmem oraz 12 zdrowych członków rodziny); oraz 3. grupa dorosłych pacjentów z GTS i ciężkim tikami (30 osób). Całkowita grupa badana obejmowała będzie 90 osób. Ponieważ populacja dzieci z GTS w Polsce sięga 60.000 osób, a dorosłych ok. 3.500 osób, liczebności grup badanych są reprezentatywne i dają szansę na określenie podłoża genetycznego choroby, zwłaszcza że grupy 1. i 2. dotyczą postaci rodzinnych, a grupa 3. ciężkiej postaci GTS. W badaniach planujemy wykorzystać nie stosowaną dotychczas w badaniach nad GTS metodę sekwencjonowania całego genomu (WGS). W uzyskanych surowych odczytach genomu wyszukiwane będą zarówno warianty ilości kopii (CNV), jak i zmiany punktowe sekwencji DNA. Otrzymana lista wariantów poddana będzie dalszej, dogłębnej analizie bioinformatycznej z zastosowaniem najnowszych algorytmów i dostępnych narzędzi. Analiza będzie miała na celu zidentyfikowanie wariantów potencjalnie sprawczych, zwłaszcza tych, które mogą wpływać na strukturę produktów białkowych.
Analiza bioinformatyczna każdorazowo obejmowała będzie porównanie genomów osób chorych i zdrowych w obrębie rodziny, osób chorych pomiędzy rodzinami oraz osób chorych z sekwencjami zgromadzonymi w publicznych bazach danych. W analizie zostanie dodatkowo wykorzystana przygotowana przez nas w ramach realizacji innego projektu baza sekwencji całego eksomu >100 osób z populacji polskiej.
Wyselekcjonowane warianty genomowe zostaną potwierdzone metodą sekwencjonowania sangerowskiego lub MLPA (Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification), a ich występowanie sprawdzone będzie jak najszerzej w rodzinach probandów.
Projekt jest pierwszą w Polsce próbą poznania genetycznego podłoża GTS oraz ustalenia możliwych zależności pomiędzy genotypem a fenotypem klinicznym choroby. Unikalność badania polega na wykorzystaniu nowoczesnej metody sekwencjonowania całego genomu (WGS) i zaawansowanych metod bioinformatycznych z wykorzystaniem danych uzyskanych z jednorodnych pod względem pochodzenia etnicznego i w pełni klinicznie opisanych grupach pacjentów i osób zdrowych. W jednym badaniu analizowane będą zarówno szeroko pojęte rearanżacje genomu, jak zmiany punktowe sekwencji DNA, a zwłaszcza mutacje sprawcze. Spodziewamy się, że realizacja projektu doprowadzi do zidentyfikowania nowych genów i/lub loci związanych z GTS, określenia wspólnych genów/loci dla chorób neuropsychiatrycznych takich jak autyzm i GTS, ustalenie podłoża genetycznego warunkującego zmienny przebieg GTS, wskazania szlaków biochemicznych i/lub sygnałowych na poziomie komórkowym, a także umożliwi wyznaczenie markerów genomowych choroby a w przyszłości opracowania nowych metod leczenia GTS.