Introdução: As malformações congênitas (MCs) são a segunda causa de mortes fetais e infantis no Brasil e, em grande parte dos casos, a sua etiologia não é bem definida. Devido às consequências clínicas das MCs, alguns pacientes falecem sem tempo hábil para uma investigação etiológica acurada. Dessa forma, a maioria dos casos permanece sem uma confirmação molecular das suspeitas clínicas, dificultando o aconselhamento genético para as famílias. Objetivos: O presente trabalho utilizou técnicas citogenômicas para caracterizar molecularmente a presença de anormalidades no DNA, desde aneuploidias até a variação do número de cópias gênicas (CNVs) em diferentes tecidos de pacientes falecidos portadores de MC encaminhados ao Serviço de Verificação de Óbitos para avaliação anatomopatológica. Casuística e Métodos: Foram avaliadas amostras de 30 pacientes portadores de MC submetidos à necropsia. O DNA foi extraido de diferentes tecidos (cérebro, coração, fígado, pele e diafragma) previamente conservados em RNA later, formol ou emblocados em parafina. Foram utilizadas as técnicas de Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification (MLPA) com os kits P095, P064 e P070 (MRC-Holland®), Marcadores Microssatélites (MMS) com o kit MiniFiler (Life Technologies®), a Fluorescence in Situ Hybridization (FISH), a técnica de array (Infinium® CytoSNP-850K BeadChip - Illumina) e o Sequenciamento Bidirecional por Sanger. A interpretação dos resultados foi realizada utilizando os softwares GeneMarker, Coffalyser, BlueFuse Multi, Sequencher e com os bancos de dados Database of Genomic Variants (DGV - http://projects.tcag.ca/variation/), Database of Chromosomal Imbalance and Phenotype in Humans Using Ensembl Resources (DECIPHER - http://decipher.sanger.ac.uk/), UCSC Genome Bioinformatics (http://genome.ucsc.edu) e Mutation Taster. Resultados: Dos 30 pacientes avaliados, 13 apresentaram alterações patogênicas. Entre eles, oito apresentaram aneuploidias envolvendo os cromossomos 13, 18, 21, X e Y, sendo dois deles com mosaicismo intratecidual. Quatro pacientes apresentaram microdeleções ou microduplicações envolvendo diferentes genes, sendo um paciente com duplicação do gene TYMS em 18p11.32; um com deleção do gene CHL1 em 3p26.3; um com deleção para o gene HIC1 em 17p13.3 e um paciente com deleção do gene TOM1L2 em 17p11.2; um paciente apresentou mutação de base única, patogênica, g.8535C > G (c.746C > G) no éxon 7 do gene FGFR3 compatível com Displasia Tanatofórica tipo I. Por fim, dois pacientes com doenças do desenvolvimento sexual apresentaram resultados dos testes citogenômicos normais. Discussão: Sugere-se que todas as alterações encontradas estão relacionadas ao fenótipo clínico ou participam na via de sinalização de genes correlatos. As técnicas de MLPA e MMS mostraram viabilidade e eficiência para a detecção de alterações genômicas em tecidos de pacientes falecidos, contudo são dependentes da integridade e quantidade do DNA obtido. Conclusão: O estudo citogenômico post-mortem é importante para a elucidação diagnóstica de casos sem etiologia definida, para o aconselhamento genético familiar, para a caracterização de mosaicismo inter e intratecidual e para a compreensão da patogênese das MCs / Introduction: Congenital malformations (CMs) are the second leading cause of fetal and infant deaths in Brazil and in most cases the etiology is not well defined. Also, the patients remain without a conclusive diagnostic making difficult the genetic counseling. Objectives: This study applied cytogenomics techniques in order to characterize the presence of DNA abnormalities, as well as, aneuploidies and genomic copy number variations (CNVs) in different tissues from deceased patients with CM from \"Serviço de Verificação de Óbitos\". Patients and Methods: We evaluated samples from 30 patients undergoing necropsy. The DNA was extracted from different tissues (brain, heart, liver, skin and diaphragm) stored in RNA later, formaldehyde and embedded in paraffin. We performed Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification (MLPA) with P095 kits, P064 and P070 (MRC-Holland®), microsatellite markers (MMS) with MiniFiler kit (Life Technologies), Fluorescence In Situ Hybridization (FISH), array technique (Infinium® CytoSNP-850K BeadChip - Illumina) and bidirectional sequencing by Sanger. The results was analyzed using different softwares: GeneMarker, Coffalyser, BlueFuse Multi Sequencher and databases Database of Genomic Variants (DGV - http://projects.tcag.ca/variation/) Database of Chromosomal Imbalance and Phenotype in Humans Using Ensembl Resources (Decipher - http://decipher.sanger.ac.uk/), UCSC Genome Bioinformatics (http://genome.ucsc.edu) and Mutation Taster. Results: The results showed 13 patients with pathogenic CNVs, and among them, eight presented aneuploidies involving chromosomes 13, 18, 21, X and Y. Two of them presented intra-tissue mosaicism. Also four patients showed several different microdeletions or microduplications: duplication of TYMS gene (18p11.32); deletion of CHL1 gene (3p26.3); deletion of HIC1 gene (17p13.3); deletion of TOM1L2 gene (17p11.2 ). One patient showed a pathogenic missense mutation of g.8535C>G (c.746C > G) in exon 7 from FGFR3 gene compatible with Thanatophoric Dysplasia type I. And two patients presented sexual development disorders and normal molecular results. Discussion: We conclude that the genomic abnormalities found in different tissues are pathogenic and associated to clinic manifestations in all patients studied. Besides, the cytogenomic techniques applied were efficient to help in the conclusive diagnostic; however, there are dependent of integrity and quality of DNA. Conclusion: Indeed the post-mortem cytogenomic study is crucial to genetic counseling, to characterize the presence of intra-tissue mosaicism and also to better understand the pathogenesis of congenital malformations

Orientadores: Carmen Silvia Passos Lima, Fernando Ferreira Costa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-19T13:59:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lourenco_GustavoJacob_D.pdf: 4599367 bytes, checksum: 0a02bc7c2e5acd6b81b6cbb948444b69 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Alterações genéticas herdadas, como os polimorfismos gênicos de base única (SNPs) e as variações no número de cópias do DNA (CNVs), foram associadas com o risco de carcinoma de células escamosas (CEC) de base de língua (BL) em poucos estudos. O CEC de BL é um tumor que determina altas taxas de morbidade e mortalidade, no entanto, sua associação com polimorfismos genéticos não está estabelecida. Frente ao exposto, o objetivo deste estudo foi o de avaliar os papéis de SNPs e CNVs no CEC de BL. O DNA genômico foi obtido de amostras de sangue periférico de 49 pacientes com CEC de BL e de 49 controles. Cada amostra foi analisada por meio de lâminas com microarranjos de DNA contendo 500.568 SNPs e 420.000 CNVs (Affymetrix®). A digestão enzimática do DNA, a ligação de adaptadores, a amplificação, a fragmentação, a marcação, a hibridização, as lavagens e a leitura das intensidades dos sinais das sondas foram realizadas de acordo com instruções do fabricante. Os dados obtidos foram analisados utilizando o programa Bioconductor e o algoritmo crlmm. Para os SNPs, as diferenças entre os grupos foram analisadas por meio da regressão logística múltipla. Para as CNVs, os dados obtidos foram analisados por meio do programa Partek®. Regiões de ganhos ou perdas significativas de DNA foram determinadas pelo algoritmo cbs. Os genes de interesse foram escolhidos por meio do programa DAVID. Nós observamos que a frequência de 6.609 SNPs foi distinta entre pacientes com CEC de BL e controles (P< 0,01). Cinquenta e dois SNPs (0,8%) estiveram localizados nas regiões codificantes do DNA, 51 (0,8%) estiveram nas regiões 3' e 5' não traduzidas, 3.461 estiveram em regiões regulatórias de transcrição e 3.045 em íntrons. Os SNPs considerados de interesse estiveram localizados nos genes relacionados ao ciclo celular (ERP29, MCC e PTCH1), à transcrição (IKBKAP e ZNF415) e à adesão celular (COL22A1, LEF1 e LY6K). Nós identificamos regiões do DNA que apresentaram duplicações em genes relacionados com a proliferação celular (ADAM3A, ADAM5P e DDT), apoptose (FAM90A), mecanismo de defesa (DEFB) e metabolismo de carcinógenos (GSTs). Nós também observamos genes deletados relacionados à apoptose (BLC2) e aos receptores do olfato (ORs). Nossos resultados sugerem que SNPs e CNVs em genes relacionados com a origem e a progressão de tumores podem predispor indivíduos ao CEC de BL. No entanto, esses resultados devem ser validados por genotipagens de número maior de indivíduos e por análises funcionais de proteínas codificadas por alelos distintos de genes polimórficos / Abstract: Inherited genetic alterations, such as single nucleotide polymorphisms (SNPs) and copy number variations (CNVs), were described in association with base of tongue (BT) squamous cell carcinoma (SCC) risk in only few reports. BTSCC are tumours with high morbidity and mortality rates; however, the association of SNPs and CNVs and BTSCC risk is still not clarified and, therefore, this was the aim of the present study. DNA was extracted of the peripheral blood samples of 49 BTSCC patients and 49 controls. Each sample was genotyped using DNA high-resolution microarrays containing 500.568 SNPs and 420.000 CNVs (Affymetrix®). Further sample processing, including digestion, adaptor ligation, amplification, fragmentation, labelling, hybridization, washing and scanning was assayed according to the standard protocol. Genotype data were acquired by genotyping calling of samples using the crlmm algorithm provided by Bioconductor software, as per the recommended guidelines. For SNPs, the differences between groups were analysed by the logistic regression model. For CNVs, the patients' and controls' data files were imported into the Partek® Genomic Suite. Common aberration analysis was performed on all samples to identify genomic intervals that had statistically significant aberrations. Significantly different regions were determined using the segmentation algorithm. For SNPs, we observed 6.609 SNPs with distinct frequencies between BTSCC patients and controls (P< 0.01). Fifty two SNPs (0.8%) were located in coding sequence of amino acids, 51 (0.8%) in 3' and 5' untranslated regions, 3.461 (52.4%) in up or downstream regions and 3.045 (46.0%) in introns. The SNPs were clustered to their main function, evidencing those localized in genes related to cell cycle and apoptosis (ERP29, MCC and PTCH1), transcriptional process (IKBKAP and ZNF415) and cell adhesion and metastasis (COL22A1, LEF1 and LY6K). We also identified a consistent number of altered regions including duplicated genes, such as involved in cell proliferation and angiogenesis (ADAM3A, ADAM5P and DDT), apoptosis (FAM90A), defensins proteins (DEFB) and metabolism of carcinogens (GSTs); and deleted genes, such as in olfactory receptors (ORs) and apoptosis (BCL2). Our preliminary results suggest that SNPs and CNVs in genes involved in tumour origin and progression may predispose individuals to BTSCC. However, these results should be confirmed by functional studies of coded proteins and validated by genotyping in larger epidemiological studies / Doutorado / Biologia Estrutural, Celular, Molecular e do Desenvolvimento / Doutor em Fisiopatologia Medica

O genoma humano é composto por diversos tipos de variações estruturais, como por exemplo, as variações no número de cópias (CNVs), que, mesmo sendo muito pequenas, podem gerar diversas alterações clínicas específicas, como as malformações congênitas e o atraso do desenvolvimento neuropsicomotor (MC/ADNPM). Para a detecção destas alterações existem diferentes técnicas citogenômicas dentre elas a FISH (Fluorescent in situ Hibridization) e a MLPA (Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification), que investigam um número limitado de regiões do genoma, como as regiões envolvidas nas síndromes de microdeleções/microduplicações mais comuns e as regiões subteloméricas. Outros métodos como a cariotipagem clássica e o array genômico possibilitam uma análise completa do DNA em uma única reação, aumentando a taxa de detecção de desequilíbrios complexos. Alcançar um diagnóstico inequívoco é fundamental para entender a natureza da doença, fornecendo respostas sobre o prognóstico, sobre os riscos de recorrência e direcionando o paciente à terapia específica, o que pode minimizar o custo financeiro dessas doenças e até mesmo possibilitar a inclusão desses indivíduos na sociedade. O projeto teve como objetivo comparar a capacidade diagnóstica destas tecnologias (FISH, MLPA e array) para a elucidação etiológica de pacientes sindrômicos encaminhados para a unidade de genética. A casuística deste trabalho foi composta pela análise dos resultados das técnicas de FISH e/ou MLPA e array, utilizadas no diagnóstico de 78 pacientes com MC/ADNPM. Na técnica de FISH, empregada na análise genômica de 22 pacientes, foram utilizadas sondas locus específicas para as regiões das principais síndromes de microdeleção/microduplicação e para as regiões subteloméricas de cromossomos específicos. Por meio desta metodologia, foram identificados ~18,2% dos pacientes com diferentes alterações. Já a técnica de MLPA, utilizada no diagnóstico dos 78 pacientes, por meio dos kits para as principais síndromes de microdeleção/microduplicação e para as regiões subteloméricas, detectou ~34,6% de pacientes com diversas alterações. A técnica de array, realizada em todos os pacientes utilizando diferentes plataformas (Agilent, Affymetrix ou Illumina) apresentou uma taxa de ~42,3% de detecção de pacientes com pelo menos uma alteração patogênica e ~38,5% de pacientes com alterações benignas ou de significado clínico incerto. Ao avaliar as três técnicas concomitantemente foi verificada uma taxa de ~93,6% de concordância, apesar dos resultados não serem iguais em todos os casos e da técnica de MLPA não detectar ~66,2% das alterações em relação ao array. Os resultados obtidos corroboraram com dados da literatura, mas no geral a taxa de detecção foi superior às taxas descritas, o em que em parte pode ser devido ao critério de seleção dos pacientes, sugerindo fortemente que a hipótese clínica adequada é crucial para o sucesso da detecção de alteração. Embora o array seja a ferramenta mais eficiente para o diagnóstico de pacientes com malformações, seu uso como primeiro teste diagnóstico nem sempre é o mais apropriado devido ao seu custo elevado ou sua limitação em detectar inversões e translocações balanceadas. Portanto todas as técnicas estudadas têm suas vantagens e desvantagens, e poderão ser aplicadas em conjunto para que o diagnóstico molecular seja concluído. Dessa forma, são necessárias uma interação clínico-laboratorial e uma equipe técnica multiprofissional especializada para o direcionamento do diagnóstico molecular mais eficaz em relação ao custo-benefício / The human genome is composed of several types of structural variations, such as copy number variation (CNVs) which, although very small, can generate several specific clinical abnormalities, such as congenital malformations and developmental delay (CM/DD). To detect these changes there are different cytogenomics techniques, among them, FISH (Fluorescent in situ Hybridization) and MLPA (Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification) that can investigate a limited number of genomic regions for example the most common microdeletion/microduplications syndromes and subtelomeric regions. Other methods such as classical karyotyping and array provide a complete DNA analysis in a single reaction, increasing the detection rate of complex imbalances. Acquire an unequivocal diagnosis is critical to understand the nature of the disease, providing answers about the prognosis, risks of recurrence and directing the patients to specific therapy, which can minimize the cost of these diseases and even allow the inclusion of these individuals in society. The objective of this project was to compare the diagnostic ability of these technologies (FISH, MLPA and array) for the etiologic diagnosis of syndromic patients referred to the clinical unit of genetics. The casuistry was composed by the results of analysis of 78 patients with CM/DD using FISH and/or MLPA and array. The FISH technique was utilized in genomic analysis for 22 patients and locus specific probes were used for regions of the microdeletion/microduplication syndromes and the subtelomeric regions of specific chromosomes. By this methodology ~18.2% of the patients were identified with different genomic changes. The MLPA technique was used in the diagnosis of 78 patients, with microdeletion/microduplication syndrome and subtelomeric regions, and detected ~34.6% of patients with several changes. The array technique was performed in all patients using different platforms (Agilent, Illumina or Affymetrix) and shows a rate of ~42.3% of detection at least one pathogenic change and ~38.5% of patients with benign or uncertain clinical significance changes. In assessment of the three techniques concomitantly was observed a rate of ~93.6% of concordance, although the results are not the same in all cases and the MLPA technique to detect ~ 66.2% of the changes in relation to the array. The results obtained corroborated with literature data, but the overall detection rate was higher than the rates described in the literature, due in part to the criteria selection of patients. Our results strongly suggesting that appropriate clinical hypothesis is crucial for successful change detection. Although the array is the most efficient tool for the diagnosis of patients with abnormalities, using this test as a first diagnostic approach is not always the most suitable tool because of the high cost or the limitation to detect inversions and balanced translocations. Therefore, all techniques studied have their advantages and disadvantages, and could be applied together for the completed molecular diagnosis. Thus, a clinical laboratory interaction and multidisciplinary skilled technicians is required for targeting the most effective molecular diagnosis in relation to cost-benefit

O genoma humano é composto por diversos tipos de variações estruturais, como por exemplo, as variações no número de cópias (CNVs), que, mesmo sendo muito pequenas, podem gerar diversas alterações clínicas específicas, como as malformações congênitas e o atraso do desenvolvimento neuropsicomotor (MC/ADNPM). Para a detecção destas alterações existem diferentes técnicas citogenômicas dentre elas a FISH (Fluorescent in situ Hibridization) e a MLPA (Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification), que investigam um número limitado de regiões do genoma, como as regiões envolvidas nas síndromes de microdeleções/microduplicações mais comuns e as regiões subteloméricas. Outros métodos como a cariotipagem clássica e o array genômico possibilitam uma análise completa do DNA em uma única reação, aumentando a taxa de detecção de desequilíbrios complexos. Alcançar um diagnóstico inequívoco é fundamental para entender a natureza da doença, fornecendo respostas sobre o prognóstico, sobre os riscos de recorrência e direcionando o paciente à terapia específica, o que pode minimizar o custo financeiro dessas doenças e até mesmo possibilitar a inclusão desses indivíduos na sociedade. O projeto teve como objetivo comparar a capacidade diagnóstica destas tecnologias (FISH, MLPA e array) para a elucidação etiológica de pacientes sindrômicos encaminhados para a unidade de genética. A casuística deste trabalho foi composta pela análise dos resultados das técnicas de FISH e/ou MLPA e array, utilizadas no diagnóstico de 78 pacientes com MC/ADNPM. Na técnica de FISH, empregada na análise genômica de 22 pacientes, foram utilizadas sondas locus específicas para as regiões das principais síndromes de microdeleção/microduplicação e para as regiões subteloméricas de cromossomos específicos. Por meio desta metodologia, foram identificados ~18,2% dos pacientes com diferentes alterações. Já a técnica de MLPA, utilizada no diagnóstico dos 78 pacientes, por meio dos kits para as principais síndromes de microdeleção/microduplicação e para as regiões subteloméricas, detectou ~34,6% de pacientes com diversas alterações. A técnica de array, realizada em todos os pacientes utilizando diferentes plataformas (Agilent, Affymetrix ou Illumina) apresentou uma taxa de ~42,3% de detecção de pacientes com pelo menos uma alteração patogênica e ~38,5% de pacientes com alterações benignas ou de significado clínico incerto. Ao avaliar as três técnicas concomitantemente foi verificada uma taxa de ~93,6% de concordância, apesar dos resultados não serem iguais em todos os casos e da técnica de MLPA não detectar ~66,2% das alterações em relação ao array. Os resultados obtidos corroboraram com dados da literatura, mas no geral a taxa de detecção foi superior às taxas descritas, o em que em parte pode ser devido ao critério de seleção dos pacientes, sugerindo fortemente que a hipótese clínica adequada é crucial para o sucesso da detecção de alteração. Embora o array seja a ferramenta mais eficiente para o diagnóstico de pacientes com malformações, seu uso como primeiro teste diagnóstico nem sempre é o mais apropriado devido ao seu custo elevado ou sua limitação em detectar inversões e translocações balanceadas. Portanto todas as técnicas estudadas têm suas vantagens e desvantagens, e poderão ser aplicadas em conjunto para que o diagnóstico molecular seja concluído. Dessa forma, são necessárias uma interação clínico-laboratorial e uma equipe técnica multiprofissional especializada para o direcionamento do diagnóstico molecular mais eficaz em relação ao custo-benefício / The human genome is composed of several types of structural variations, such as copy number variation (CNVs) which, although very small, can generate several specific clinical abnormalities, such as congenital malformations and developmental delay (CM/DD). To detect these changes there are different cytogenomics techniques, among them, FISH (Fluorescent in situ Hybridization) and MLPA (Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification) that can investigate a limited number of genomic regions for example the most common microdeletion/microduplications syndromes and subtelomeric regions. Other methods such as classical karyotyping and array provide a complete DNA analysis in a single reaction, increasing the detection rate of complex imbalances. Acquire an unequivocal diagnosis is critical to understand the nature of the disease, providing answers about the prognosis, risks of recurrence and directing the patients to specific therapy, which can minimize the cost of these diseases and even allow the inclusion of these individuals in society. The objective of this project was to compare the diagnostic ability of these technologies (FISH, MLPA and array) for the etiologic diagnosis of syndromic patients referred to the clinical unit of genetics. The casuistry was composed by the results of analysis of 78 patients with CM/DD using FISH and/or MLPA and array. The FISH technique was utilized in genomic analysis for 22 patients and locus specific probes were used for regions of the microdeletion/microduplication syndromes and the subtelomeric regions of specific chromosomes. By this methodology ~18.2% of the patients were identified with different genomic changes. The MLPA technique was used in the diagnosis of 78 patients, with microdeletion/microduplication syndrome and subtelomeric regions, and detected ~34.6% of patients with several changes. The array technique was performed in all patients using different platforms (Agilent, Illumina or Affymetrix) and shows a rate of ~42.3% of detection at least one pathogenic change and ~38.5% of patients with benign or uncertain clinical significance changes. In assessment of the three techniques concomitantly was observed a rate of ~93.6% of concordance, although the results are not the same in all cases and the MLPA technique to detect ~ 66.2% of the changes in relation to the array. The results obtained corroborated with literature data, but the overall detection rate was higher than the rates described in the literature, due in part to the criteria selection of patients. Our results strongly suggesting that appropriate clinical hypothesis is crucial for successful change detection. Although the array is the most efficient tool for the diagnosis of patients with abnormalities, using this test as a first diagnostic approach is not always the most suitable tool because of the high cost or the limitation to detect inversions and balanced translocations. Therefore, all techniques studied have their advantages and disadvantages, and could be applied together for the completed molecular diagnosis. Thus, a clinical laboratory interaction and multidisciplinary skilled technicians is required for targeting the most effective molecular diagnosis in relation to cost-benefit