gkjette.minf.begkjette.minf.be/wordpress/wp-content/uploads/2014/11/… · web viewgenetica -...

GENETICA - SAMENVATTING

Hoofdstuk 2-Annotatie gegevens om een gen te definieumlren-20000 proteiumlne coderende genen 6000 RNA coderende genen -Humaan proteoom = complete set van humane eiwitten minstens 100000 verschillende eiwitten -single copy DNA of uniek DNA DNA waarvan de nucleotiden sequentie slechts 1 keer voor komt Hierin vinden we de meeste genen terug -Tandem repeats cluster repeats die in kop-staart formatie geordend liggen -acrocentrische chromosomen 13141521 en 22-cross-over gebeurd in metafase van meiose -menselijke oocyte blijft in profase meiose I tot aan puberteit -segregatie disjunctie van homologe chromosomen tijdens meiose

Hoofdstuk 3-lengte introns meestal vele groter dan lengte exons vb dystrofine gen ( X-chr ) meer dan 2 miljoen bp waarvan minder dan 1 exons ( mutaties kunnen zorgen voor musculaire dystrofie van Duchenne) -gen= een DNA-sequentie in het genoom nodig voor de productie van een functioneel product (mRNA of een andere functionele RNA-molecule) -expressie van genen wordt geregeld op het niveau van transcriptie alternatieve splicing of post-translationele modificaties

Hoofdstuk 4-klinische cytogenetica studie van de chromosomen hun aantal structuur en overerving -chromosomale afwijking door numerieke of structurele afwijkingen 50 van de miskramen in het 1ste trimester zijn te wijten aan chromosomale afwijkingen - chr Afwijking bij 1 van de levendgeborenen en bij 2 van de zwangere vrouwen ouder dan 35-karyotypering bloedstaal afgenomen en onstolbaar gemaakt met heparine WBC worden gecollecteerd in cultuurmedia geplaatst en gestimuleerd tot deling Delende cellen worden in (pro) metafase geblokkeerd met een chemische stoffen die functie van de spoelfiguur inhiberen Na fixatie en kleuring zijn ze klaar voor analyse -materiaal voor chromosoom analyse -perifere lymfocyten in ( navelstreng) bloed -chorion villi ( vlokkentest) -amnionvocht ( vruchtwaterpunctie) -blastomeren bij PGD -andere weefsels -fibroblasten huid -beenmerg -miskraamweefsel -testisbiopt -wangslijmvlies -epitheelcellen urineblaas-indicaties chromosomaal onderzoek -bepaalde fenotypes -problemen bij groei en ontwikkeling -miskramen en neonatale sterfte -fertiliteitsproblemen -familiale voorgeschiedenis -neoplasie -zwangerschap bij oudere moeders

1

- G-banding behandeling met trypsine kleuren met Giemsa-Q-banding kleuring met Quinacrine zichtbaar met violetblauw licht onder fluorescentiemicroscoop

FISH-fluorescentie in situ hybridisation -snel diagnose stellen van een numerieke of structurele afwijking -ook bij cellen in interfase -DNA-probes specifiek voor individuele chromosomen chromosomale regiorsquos of genen -methode dubbelstrengig DNA wordt door verhitting enkelstrengig gemaakt Fluorescent gelabelde probes met complementaire sequentie wordt toegevoegd en bindt Fluorescentie wordt gedetecteerd onder UV-microscoop -paint probes kunnen volledige chromosomen aankleuren Zijn samengesteld uit een groot aantal individuele probes van ongeveer 1 kilobyte die over de lengte van een volledig chr liggen gerangschikt Vooral nuttig om translacties en ring-en markerchromosomen te identificeren -subtelomerische probes om cryptische translocaties ( niet zichtbaar op HRB-crh) op te sporen -in praktijk wordt gekeken naar de meest voorkomende numerieke afwijkingen 131821 X en Y -nadelen slechts info over bepaalde chr Geen info over structuurafwijkingen -voordelen snelle evaluatie van numerieke afwijkingen ( 131821 X en Y) in interfase kernen van diverse weefsels betrouwbare screeningsmethode en identificatie van structuurafwijkingen

CGH-comperative genome hybridization -relatief aantal kopieeumln van een DNA-sequentie tov normaal aantal -deleties en duplicatie van individuele DNA-segmenten korter dan 2 megabyte niet zichtbaar met G-banding -variant van FISH techniek -Controlestaal rood gelabeld patieumlnt staal groen gelabeld beide stalen gehybridiseerd op metafase chromosomen van normale cellen Fluorescentie intensiteit wordt vergeleken tussen rode en groene signaal -vooral gebruikt in tumorgenetica -translocaties en inversies niet gedetecteerd

micro-array-hybridisatie niet op metafase chromosomen maar op DNA-fragmenten Deze fragmenten ( spots) worden met een robot gehecht aan een microscoopglaasje ( array) in bekende volgorde -translocaties en inversie worden niet gedetecteerd

del = deletiei = isochromosoommar= marker chromosoomr= ringchromosoomt= translocatie = scheidt chr gebieden in translocatie() = omvat structureel veranderde chr+ voor symbool = additioneel chr+ na symbool = toename lengte- voor symbool = ontbrekende chromosoom- na symbook = afname lengte

2

numerieke afwijkingen-euploiumld cel die exact meervoud van een haploiumld aantal chromosomen bevat lt-gt aneuploiumld -aneuploiumldie is de meest voorkomende en klinisch belangrijkste chromosomale afwijking -oorzaken non-disjuncitie tijdens meiose of anafase lagging -bij tetraploiumldie wordt XXXY of XYYY niet gezien oorzaak = onvolledige vroege klievingsdeling van zygote -turner 45 X 14000 levende geboren meisjes Vrouwelijk fenotype onvruchtbaarheid pubertair falen kleine gestalte normale intelligentie webbed neck hartafwijkingen en hoefijzernieren Deletie van Xp korte gestalte en congenitale malformaties deletie Xq gonadale dysfunctie -klinefelter 47 XXY bij 18 is er mozaiumlcisme mannelijk fenotype onvruchtbaarheid pubertair falen groot gestalte normale intelligentie vrouwelijk vetdistributie gynaecomastie leermoeilijkheden 11000 levend geboren jongens

Structurele afwijkingen-ontstaan als gevolg van 1 of meerder breuken in betrokken chromosomen Breuken worden niet of op incorrecte wijze hersteld erfelijke informatie gaat verloren of komt op verkeerde plaats -1375 geborenen -gebalanceerd persoon heeft alle erfelijke informatie in juiste hoeveelheid maar niet noodzakelijk op juiste plaats -ongebalanceerd informatie ontbreekt of extra info aanwezig -merkerchromosomen kleine ongeiumldentificeerde chromosomen vaak toegevoegd aanwezig bovenop de normale set chromosomen Identificatie dmv FISH-isochromosomen chromosomen waarvan 1 arm ontbreekt en de andere arm gedupliceerd is spiegelbeeld rond het centromeer partieumlle monosomie en trisomie Meest frequent is isochromosoom van de lange arm van het X ndashchr -reciproke translocaties tussen 2 niet-homologe chromosomen die elk een afgebroken segment uitwisselen 1600 geborenen Meestal niet schadelijk Hoger risico op ongebalanceerde gameten Tijdens meiose wordt een kruisvormig quadrivalent gevormd Segregatie kan volgens verschillende assen ( diagonaal adjacent 1 en 2) 6 typen gameten Na versmelting normale gameet 2 normale fenotypes 4 abnormale -robertiaanse translocaties tussen 2 acrocentrische chromosomen Fusie van beide chromosomen korte armpjes gaan verloren 45 chromosomen en toch gebalanceerd Tijdens meiose wordt een trivalent gevormd Er worden even vaak embryorsquos s met normale als met gebalanceerde gameten gevormd -oorzaken trisomie -94 met ldquoklassiekerdquo trisomie -4 met robertiaanse translocatie- de novo of overgeeumlrfd -2 mozaiumlcisme

-mozaiumlcisme meestal numeriek maar kan ook structureel Veel voorkomende oorzaak non-disjunctie van 2 homologe chromosomen tijdens een van de eerste mitotische delingen na bevruchting Klinisch belang is wisselend en HR onduidelijk -Aneuploiumldie oocyten 26 zaadcellen 8 In embryorsquos 38 na bevruchting 29 bij implantatie -paracentrische inversie herhalingsrisico laag en mogelijk te wijten aan ascertainment bias plusmn3-pericentrische inversie significante toename aan risicorsquos op aneuploiumlde nakomelingen -reciproke translocaties HR wisselnd-robertsoniaanse translocatie HR in functie van de ouder en het type niet afhankelijk van maternale leeftijd

3

Trisomie 21-belangrijkste numerieke afwijking-mentale retadatie ontwikkelingsvertraging typische faciale kenmerken cardiale afwijkingen korte ledematen en gestalte protuderende tong hypotonie brachycefalie korte nek met dikke huidplooi vlakke neusbrughellip -belangrijkste genetische oorzaak van ( matige) mentale retardatie -1800-concordantie bij MZ maar bijna complete discordantie bij dizygote

Trisomie 18-Edwards syndroom-17500-95 spontane abortus-leven zelden langer dan een paar maand -groeivertragingen -multiple interne malformaties -verder ook kleine gestalte hypertonie typische vuistgreep mentale retardatie failure to thrive hellip

Trisomie 13-Patau syndroom-120000-50 sterft in 1ste levensmaand -HR laag Stijgt met gestegen leeftijd -middellijn malformaties van hoofd en gezicht (cylopie holonprosencephaly) -polydactylie-cri du chat syndroom deletie op p-arm chr 5 Gevolgen MR hartafwijkingen microcefalie hypertelorisme epicantale plooien laag ingeplante oren en micrognatie -47 XYY 11000 levend geboren jongens Geen abnormaal fenotype Oorzaak nondisjunctie bij de 2de meiotische deling bij de vader YY spermatozoa worden gevormd Vaak normaal intelligent niet dysmorf normaal fertiel -47 XXX of trisomie X 11000 levend geboren meisjes vaak niet opgemerkt Niet dysmorf normaal fertiel vaak leermoeilijkheden en gedaald IQ 2 X chr worden geiumlnactiveerde Oorzaak meestal maternele nondisjunctie bij meiose I

Hoofdstuk 5-wild type allel variant van een gen die het meest voorkomt in de populatie Andere worden variante of mutante allelen genoemd Als er ten minste 2 veel voorkomende type allelen ( meer dan 1 ) zijn dan spreekt men van polymorfisme-mutatie verandering van DNA sequentie ofwel op een gegeven moment in een bepaalde cel ofwel overgeeumlrfd van de vorige generatie -haplotype geheel van een set allelen die gelegen zijn op een chromosoom en samen overgeeumlrfd worden -genotype set allelen van deze persoon ofwel voor alle loci ofwel voor een bepaalde locus -compound heterozygoot persoon met 2 verschillende mutante allelen op een locus -penetrantie percentage mensen met aangedaan genotype dat om het even welke fenotypische expressie van de aandoening heeft Wanneer sommige met een aangedaan genotype helemaal geen kenmerk van ziekte vertonen dan spreekt men over verminderde penetrantie Penetrantie is een alles of niets procies -variabele expressie als de ernst van de expressie van een fenotype bij individuen met eenzelfde genotype kan varieumlren Vb neurofibromatose type 1

4

-genetische heterogeniciteit - allelische heterogeniciteit meerdere verschillende mutaties thv dezelfde locus kunnen leiden tot zelfde ziektebeeld Vb CFTR gen bij CF -locus heterogeniciteit eenzelfde fenotupe veroorzaakt door mutaties in verschillende genen thv verschillende loci Vb retinitis pigmentosa -fenotypische heterogeniciteit vb bij RET-gen

-Coeumlfficient of inbreeding ( F) drukt de mate van consanguiumlniteit uit De kans dat een kind dat homozygoot is voor een bepaald gen beide allelen op die locus ontvangen heeft van eenzelfde voorouder F komt overeen met het deel van de loci waarvoor een persoon homozygoot is omdat hijzij 2 maal hetzelfde allel heeft gekregen afkomstig van dezelfde ancestrale bron F = deel gemeenscahppelijke genen X 2 Vb broer halfzus= 2e graad verwantschap deel gemeenschapelijk genen= frac14 en F = 18

-gemeenschappelijk genen = (12) verwantschap

onstabiele repeat expansie of dynamische mutaties-expansie van een DNA-segment bestaande uit repeats van 3 of meer nucleotiden -bevindt zich in een gen dat vanaf een bepaald aantal repeats niet goed meer zal werken -wanneer het gen wordt doorgegeven van generatie op generatie kan het aanntal repeats toenemen

-al deze aandoeningen zorgen primair voor neurologische stoornissen -ziekte van Huntington -degeneratie van striatum en van de cortex -motorische afwijkingen zoals chorea en dystonie persoonlijkheidsveranderingen geleidelijk verlies van cognitie en uiteidenelijk dood Ziekteverloop plusmn10 jaar -age at onset is variabel -ziekte begint vroeger elke generatie indien doorgegeven door aangedane vader - CAG repeats normaal 9-35 premutatie 36-39 mutatie gt40 -110000 -beperkte symptomatische behandeling -Fragiele X syndroom -te groot gezicht te grote ogen -eerder X dominant dan recessief maar meisjes hebben soms ook symptomen -14000 jongens penetrantie bij meisjes 50-60 -CGG repeats in eerste exon van FMR1 -normaal tot 60 -premutatie 60-200 -ziekte gt 200 -aantal repeats neemt vooral toe bij maternale meiose -myotone dystrofie -15000-125000 -AD -ziekte van Steinert -myotonie musculaire dystrofie cataract hypogonadisme diabetes veranderingen in EEG -penetrantie is onvolledig klinische expressie en age at onset variabel -CTG repeats in DMPK gen -normaal 5-30 -premutatie 38-54 -ziekte gt50 ernstige vorm gt 2000

5

-Friedrich ataxie -spinocerebellaire ataxie -autosomaal recessief -ongecooumlrdineerde bewegingen van ledematen spraakmoeilijkheden verminderde of afwezige peesreflex verminder proprioceptie en vibratiezinhellip -AAG repeats in intron van frataxine gen -normaal 7-34 -patieumlnten 100-1200

Mitochondriale overerving -37 genen ( 13 mRNA 2 rRNA 22 tRNA)-plusmn16000 bp-aantal mtDNA per mitochondrion 2-10-aantal mtDNA per cel 100000-900000-geen introns -snelle spontane mutatie7-17 x hoger dan nDNA + beperkt herstelsysteem -vooral aandoeningen van musculoskeletaal systeem en centraal zenuwstelsel + multisysteem afwijkingen -replicatieve segregatie kopieumln mtDNA willekeurig verdeel over dochtercellen -homoplasie alleen normaal of allen mutant mtDNA aanwezig in cel -heteroplasie mengeling van mitochondrieumln-bottleneck tgv replicatieve segregatie kan groot aantal mutante mitochondrieumln terechtkomen in oocyt ( bij vrouw met heteroplasie)-HR moeilijk te bepalen -bottleneck bij maturatie oocyt -replicatieve segregatie in weefsels van de foetus -treshold voor fenotypische expressie-vb ziekte Leber opticus atrofie blindheid bij jonge mensen

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------pleiotrope expressie erg uiteenlopende expressie-neurofibromatose AD 50 HR variabele expressie ( fenotypische heterogeniciteit) -NF1 -13500 -cafeacute-au-lait vlekken -axillaire freckling -cutane en plexiforme neurofibromen -lisch nodules in de iris -opticus glioma -pseudo-arthrose van de tibia -17q

-NF2 -135000 -22q -vestibulair Schwannoom -Waardenburg -dominant -130000 -brede neusbrug pigmentstoornissen cochleaire doofheid ziekte van Hirschprung -CF -12500 -longen spijsverteringsstoornissen CBAVD -70 van muco-allelen dezelfde mutatie pF508del =3bp deletie -duizende andere mutaties

6

-DMD -13500 jongens -X-gebonden -hoge frequentie nieuwe mutaties -dragers kunnen symptomatische zijn -fenotypische variabiliteit -symptomen spierzwakte beginnend in kinderjaren hypertrofie kuitspieren lichte MR cardiale aandoeningen verhoogd CKP Gowerrsquos manoever bij opstaan

Hoofdstuk 6

-Epigentica studie van de genetische modificaties die niet gepaard gaan met een verandering van de DNA-sequentie en toch overgeeumlrfd kunnen worden -belangrijkste mechanisme DNA-methylatie -belangrijkste epiginetische processen X-chr inactivering (lyonisatie) imprinting en kanker -X-chr activering van moeder op dochtercel overerfbaar maar niet van generatie op generatie Niet zichtbaar in stamboom Gebeurd door XIST gen (op q arm van X) zorgt voor grote niet coderende molecule die het inactieve X-chr bedekt Nabij uiteinde p arm X is er pseudo-autosomale regio -gynogenetisch muizen ( 2 maal moeder) -embryo ok maar extraembyonaal weefsel onderontwikkeld -androgenetische muizen ( 2 maal vader) -embryo abnormaal maar extraembryonaal weefsel ok -IGF2 ( GF) actief als van vader -H19 (TSG) actief als van moeder-uniparentale disomie 2 homologe chromosomen zijn afkomstig van eenzelfde ouder door vb trisomis rescue of gamete complementation( chr zijn niet identiek ) Bij sommige chromosomen volledig normale muizen bij andere specifiek klinisch beeld verklaring= imprinting-Een gen op zich is niet materneel of paterneel Imprinting is reversibel -Ziektebeelden tengevolge van verstoring van de imprinting -uniparentale disomie -isodisomie ontdubbeling van eenzelfde chromosoom -microdeletie -mutatie -abnormale methylatie -imprinting normaal proces dat plaatsvindt tijdens de gametogenese maar niet op dezelfde manier bij beide ouders Bij imprinting wordt het DNA gemethyleerd ( cytosine 5 methyl cytosine) op bepaalde plaatsen of worden histoneiwitten vervangen genexpressie veranderd Is reversibel -maternaal geiumlnprint = maternaal gen is inactief-Histonen worden meestal gemethyleerd en geacetyleerd thv lysineresidursquos die uitsteken vanuit de nucleosoomkern Ook fosforylatie ubiquitinilatie en andere modificaties zijn mogelijk histon code -methylatie DNA methylgroep wordt gekleefd aan CpG dinucleotiden via methylase enzym Cytosine steeds aan 5rsquo zijde van guanine repressie van gen activiteit of silencing Belangrijk voor -embryologische ontwikkeling -genoom stabiliteit -lyonisatie -imprinting-Barker hypothese algemene metabole balans ( cardiovasculaire aandoeningen diabetes obesitas) van een individu is grotendeels bepaald door de nutritionele status in het intra-uterien of vroeg embryonaal stadium Adaptatie zou door epigenetische modificaties kunnen gebeuren IFG-2 zou hierin een rol kunnen spelen

7

-Prader-willi -deletie paternale chromosoom of maternale uniparentale disomie -maternaal imprinting chromossom 15 -verminderde foetale beweging hypotoon bij geboorte -amandelvormige ogen -obesitas op oudere leeftijd hebben geen idee van wat ze moeten eten altijd honger -MR -kleine hande voeten -faciaal dysmorfisme -vertraagde ontwikkeling -Angelman syndroom -zeldzamer dan prader willi -deletie op maternale chromosoom -imprinting paternale chromosoom 15 -progressieve ontwikkelings-achterstand spraak taal -microcefalie -epilepsie -ongecontroleerd lachen manier van bewegen -kleine gestalte-Beckwith-Wiedemann syndroom -overgroei syndroom -isodisomie in mozaiumlek -na IVF en ICSI 5-6 x meer kans -Silver-Russel syndroom -kleine gestalte en assymetrieumln

Hoofdstuk 7-consultand persoon die naar de raadpleging is gekomen voor genetic counseling Dit wil niet noodzakelijk zeggen dat deze persoon een genetische ziekte heeft -indexpatieumlnt ( of proband) persoon dei ( vermoedelijk) genetische ziekte heeft -mogelijke oorzaken van genetische ziekten -chromosomale abnormaliteit -monogene aandoening -Autosomaal recessief of dominant -X-gebonden recessief of dominant -y-gebonden -mitochondriale -pseudo autosomale regiorsquos -multifactorieumlle aandoeningen-Chromosomale -verticaal patroon meerdere aangedane generaties -generaties kunnen worden lsquoovergeslagenrsquo -reproductieve problemen -dysmorfismen en mentale gehandicapt -niet alle aangedane individuen binnen 1 familie hebben zelfde ziektekenmerken -Autosomaal recessief -horizontaal patroon -ouders en kinderen aangedane persoon meestal niet aangedaan -ieder volgend kind van kopel met aangedaan kind heeft frac14 kans om aangedaan te zijn -mannen en vrouwen zijn ( meestal) even vaak aangedaan -consanguiumlne huwelijken

8

-Autosomaal dominant -verticaal patroon -elk aangedane persoon heeft minsten 1 aangedane ouder ( niet bij de novo of vermindere penetrantie) -ieder kind van aangedane persoon heeft frac12 kans om aangedaan te zijn -mannen en vrouwen even vaak aangedaan en geven aandoening gem even vaak door -X-gebonden recessief -knightrsquos move patroon aangedane jongens hebben vaak aangedane maternele oom -vaders kunnen aandoening niet doorgeven aan zonen -ouders en kinderen van aangedane persoon zijn meestal niet aangedaan -aangedane mannen in stamboom zijn met elkaar verbonden via vrouwen -kleinzoon aangedane man hebben frac12 kans om ook aangedaan te zijn ( als hun moeder dochter is van aangedanen man ) -ieder volgende zoontje van een koppel dat aangedane zoon heeft heeft frac12 kans om aangedaan te zijn ( wat een kut woord is aangedaan eigenlijk )-X-gebonden dominant -plusmn zelfde patroon als AD -alle dochters van aangedane vader zijn aangedaan zonen van aangedane vader niet -zowel zonen als dochters van aangedanen moeder zijn aangedaan -vaak milder en meer variabel in expressie bij vrouwen -Y-gebonden -zeldzaam -verticaal overervingpatroon alle zonen van aangedane vader zijn aangedaan -vrouwen zijn nooit aangedaan en kunnen aandoening ook niet doorgeven-mitochondriaal -verticaal overervingpatroon kinderen aangedane vader nooit aangedaan kinderen aangedane moeder wel aangedaan -expressie varieert sterk tussen verschillende individuen -autosomale regioorsquos op geslachtschromosomen -zelfde kenmerken als AD of AR -zeer zeldzaam-multifactorieel -onduidelijk overervingpatroon link tussen verschillende aangedane individuen volgt geen vast patroon -oorzaken van afwijkingen in overervingpatroon -onvolledige penetrantie -wisselende expressie - age at onset -genetische heterogeniciteit -mozaiumlcisme germline -De novo -Imprinting -onstabiele repeat expansies-3 vragen bij stamboom Is de link tussen verschillende individuen erg onduidelijk multifactorieel ( generaties overgeslagen via mannen en vrouwen + variatie in de pentrantie)Hebben aangedane personen steeds minstens 1 aangedane ouder dominantVerschillen tussen mannen en vrouwen

9

Hoofdstuk 8-multifactorieumlle of complexe aandoening een combinatie van meerdere afwijkende allelen op verschillende loci samen met externe factoren veroorzaken het ziektebeeld HR is klein want kans dat vadermoeder alle genen doorgeeft is relatief klein -vb -aangeboren -schisis -klompvoet -NBD -op later leeftijd -kanker -diabets millitus -mycordinfarct veneuze trombose-concordantie als beide leden van een tweeling eenzelfde kenmerk vertonen -concordantiepercentage hoe groter het verschil tussen MZ en DZ hoe sterk de invloed van genetische factoren Als aandoening zuiver door genen wordt bepaald is concordantie bij MZ 100-heritabillity mate waarin genetische factoren bepalend zijn voor een fenotype = h2= genotypische variantie fenotypische variantie ( VGVF) of ook ( VG VG + VM) VM = milieuvariantie -meeste kwantitatieve kenmerken volgen gaussverdeling Hoe meer genen bepalend zijn voor een kenmerk hoe meer men naar een Gauss-curve toe evolueert -Polygeen kenmerk -normale verdeling in populatie -verwanten hebben hogere positieve correlatie dan niet-verwanten -Hoe hoger de graad van verwantschap hoe hoger de correlatie -vatbaarheid of liability voor ontwikkelen van een ziekte is normaal verdeeld in de populatie Liability is niet meetbaar -drempelwaarde personen waarvan de liability de drempelwaarde overschrijdt krijgen ziekte mits blootstelling aan bepaalde risicofactoren -Herhalingskans kans dat een aandoening die voorkomt bij 1 of meerder gezinsleden ook aanwezig zal zijn bij een toekomstig kind -bij multifactorieumlle aandoeningen is HR afh van frequentie van de aandoening in de algemene populatie Verder ook van de ernst van de aandoening en van de hoeveelheid verwanten die aangedaan zijn En van hoe veel een aandoening erfelijk bepaald is en van geslacht ( carter) -Carter effect vb pylorusstenose komt veel meer voor bij jongens dan meisjes Als meisje aangedaan is is HR groter -Insulino dependente diabets mellitus ( IDDM) bij MZ heeft concordantie van 30 bij DZ 6 -1ste graads verwanten van NIDDM heeft veel hoger risico om ook diabetes te ontwikkelen -risicofactoren hart- en vaatandoeningen -genetisch hyperlipidemie stollingsstoornissen hypertensie diabetes ( obesitas) -roken eetgewoonten en levenswijze -relatief risico ( RR) verhouding tussen kans om de aandoening te krijgen voor mensen die het betrokken allel bezitten en de kans om de aandoening te krijgen voor mensen met het normale gen

Om de bijdrage van genen in het ontstaan van multifactorieumlle ziekten te kwantificeren

Hoofdstuk 9-meeste variaties hebben geen klinische gevolgen andere zorgen voor toename in vatbaarheid voor ziektes slechts enkele zullen leiden tot genetische ziekte -mutatie= verandering in nucleotidensequentei of organisatie van het DNA -genomische aantal chromosomen in cel veranderen door non disjunctie of anafase lagging 125 a 30 meiotische delingen -chromosomale structuur van individuele chromosomen vernaderen door translocaties deleties inversie duplicaties en inserties die het gevolg zijn van breuken 11700 -gen in individuele genen verandering in DNA sequentie -algemene mutatierate per celdeling is lt 1 bp

10

-missens replicatie puntmutatie die leidt tot verandering van 1 AZ-nonsens mutatie puntmutatie die leidt tot stopcodon korter eiwit-transitie vervanging purine door purine of pyrimidine door pyrimidine-transversie vervanging van purine door pyrimidine of omgekeerd-frameshift mutatie als bp geen veelvoud van 3 is -contiguous gene syndroom bij grote deleties waar meerdere genen betrokken zijn Vb DiGeorge syndroom ( deletie op chr 22) -SNP = single nucleotide polymorfisme= meest voorkomende en meest eenvoudige vorm van genetisch polymorfisme Meestal slechts 2 allelen die in 1 bp verschillen Gem bij 11000 bp-polymorfisme tgv inserties of deleties ( van 2-100 nucleotiden) In gewoon genoom 100000en InDels -microsatellieten DNA segmenten bestaande uit eenheden van 23 of 4 nucleotiden die zich een aantal keer herhalen = short tandem repeat polymorphism of STRPrsquos-minisatellieten Inserties van een variabel aantal kopieeumln van DNA-sequenties met een lengte van 10 tot 100 bp = Variabel number of tandem repeats= VNTRrsquos-Als de segmenten die herhaald worden groter zijn( 200 bp en meer) dan zijn het copy number polymorphisms of CNPrsquos -germline mutation rate = aantal nieuwe mutaties per locus per generatie Schatting van incidentie van de novo nieuwe sporadische mutaties in AD aandoeningen die volledig penetrant zijn en kort na de geboorte herkenbaar Vb achondroplasie-Bloedgroepen worden bepaald door ene locus op chromosoom 9 -Major Histocompatibility complex -cluster van genen op chr 6 -3 categorieeumln op basis van structurele en functioneel eigenschappen -complex van genen waarvan class I en II de HLA genen vormen rol in presentatie van antigenen aan leucocyten -haplotype wordt meestal als 1 allel doorgeven soms treedt recombinatie op -populatiegenetica studie van ( de verandering) van de frequenties en verdeling van allelen genotypes en fenotypes in populaties Er wordt zowel naar genetische als omgevingsfactoren gekeken -hardy Weinberg formule voorspelt distributie van de genotypes Beschrijft het verband tussen allelenfrequenties en genotypes -allelenfrequentie frequentie waarmee een bepaald allel in een bepaalde populatie op een bepaalde locus voorkomt -genotypefrequentie frequentie waarmee een bepaald genotype in een bepaalde populatie voorkomt -Hardy-Weinberg evenwicht ( HWE) als de allelfrequenties niet veranderen van generatie op generatie zullen ook de genotypes niet veranderen Dus zolang p en q constant blijven blijven ook p2 q2 en 2pq constant Dit geldt alleen als de populatie voldoende groot is en er willikeurig koppels worden gevormd en indien de allelfrequenties constant blijven in de tijd -stratificatie indien een populatie zich weinig mengt met de rest van de populatie ontstaat een kleine populatie op zich -assortative mating mensen hebben de neiging een partner te kiezen die op hen lijkt -genetische drift als een populatie klein is kunnen toevallige evenementen een veel groter impact hebben op de allelfrequenties in die populatie dan wanneer de populatie groot is Als een mutatie voorbeeld toevallig optreedt bij een individu met toegenomen fertiliteit dan kan dit mutant allel in een volgende generatie in frequentie toenemen -heterozygootptrotectie reproductief voordeel voor heterozygoten -genetische flow een bepaald allel sijpelt een populatie binnen waardoor de allelfrequenties in die populatie geleidelijk veranderen Dit proces gebeurt door langzame diffusie over een barriegravere Men spreekt van genetische migratie wanneer een migrant een reproductieve barriegravere oversteekt Vb een aantal hemoglobinepathieeumln zijn binnengesijpeld in de Brusselse populatie ten gevolge van

11

interetnische vermenging

-Founder effect wanneer een kleine subpopulatie afbreekt van een grote populatie zullen de allelfrequenties in de subpopulatie misschien niet dezelfde zijn als in de totale populatie Zo kan een individu inde subpopulatie drager zijn van een relatief zeldzaam allel dat dan een veel hogere frequentie zal krijgen in de subpopulatie Vb choroidemie

Hoodstuk 10-genotypering onderzoek van chromosomen met cytogenetisch technieken en onderzoek van DNA met moleculaire technieken-indicaties voor prenataal onderzoek -leeftijd moeder gt 36 -structuurafwijking bij ouders -afwijkingen op echo -voorgeschiedenis chromosomale afwijkingen-indicaties voor postnataal onderzoek -uiterlijke kenmerken van syndroom (dysmorfisme) -MR MCA -onvruchtbaarheid -herhaalde miskramen -ouders van patieumlnte met gen Aandoening -problemen ivm sexuele ontwikkeling ( klinefelter) -stappen karyotypering -cultuurtechnieken -kleuren van chromosomen ( metafase) tellen plusmn klasseren -banderingstechnieken ( metafase) tellen herkennen klasseren -bandering ( pro-en metafase) structuurafwijkingen vaststellen HR en R- bandering -karyotypering-weefsels die postnataal voor chromosomenonderzoek gebruikt kunnen worden -bloed -huid -beenmerg -miskraamweefsel- prenatale stalen -CVS 1 week -VWP 2-3 weken -NSP 3 dagen -perifeer bloed 3 weken -indicaties voor aCGH -MCAMR ontwikkelingsachterstand met normale karytype -autism spectrum disorders -neuropsychiatrische aandoeningen -psoriasis-nadelen verschillende methodes gebruikt bij PND -g-banding= traag -microarray = duur -FISH = beperkt-qPCR -op cellen uit amnionvocht of CVS zonder kweek -fluorescente PCR van microsatellieten op verschillende chromosomen -PCR is kwantitatief -voordelen snel meer probes mogelijk goedkoop -nadeel niet alle fouten worden gevonden

12

-genetische polymorfismen veranderingen in het DNA die in principe niet leiden tot ziekten Moeten terug te vinden zijn bij 1 van de allelen of 2 van de bevolking Kunnen meerder nucleotiden betreffen ovv van duplicatie of deletie Ontstaan vooral door foute crossing over -vb hemoglobuline polymorfisme -binnen cluster grote homologie tussen de genen -ook pseudogenen duplicaties + inactiverende mutaties -homologie bevordert ongelijke crossing-over en aldus hybride genen -Beta-thalassemie mutaties in -globuline belangrijke postnatale anemie Stapeling van -globine en beschadiging rode bloedcellen Groot aantal ( meestal punt)mutaties -diagnostisch DNA onderzoek -DNA bereiden -DNA amplificeren PCR ( uit alle cellen met een kern) -RNA zuiveren -RNA als bron voor cDNA RT-PCR ( uit cellen waarin voldoende RNA van bepaald gen is)-PCR In vitro amplificatie van een heel specifieke regio van het DNA ( je moet ook pcr reactie kunnen beschrijvenhellip maar dat moet je zelf maar opzoeken p )-DNA analyseren -scheiden van DNA fragmenten -bekomen na knippen van DNA of na PCR - door electroforese agarose plyacrylamide of pulsed field -sequenceren van DNA fragmenten -principe Southern blot -digestie DNA met RE -scheiding op basis van MW ( agarose gel) -Specifiek DNA fragment(en) opsporen met gemerkte probes

Hoofdstuk 11-recombinatie frequentie bepaalt afstand tussen genetische loci -= recombinatie fractie ligt tussen 0 ( geen recombinatie) en 05 ( onafhankelijke recombinatie) -cM genetische lengte waarover 1 cross-over per meiose gebeurt -linkage en linkage disequilibrium mate waarin loci dicht bij elkaar liggen en niet gescheiden kunnen worden door recombinatie -LOD score ( score of logarithm of the odds) bepalen -bepaal recombinanten in 1 familie -bereken probabiliteit dat dit voorkomt voor verschillende -bereken de probabiliteit dat dit voorkomt bij = 05 ( geen linkage) -bepaal de verhouding tussen beiden -neem log 10 van berekende probabiliteiten = LOD score Z - waarbij Z het hoogst is = meest waarschijnlijk -Z gt 0 linkage waarschijnlijk -LOD score gt of = 3 definitief bewijs van linkage linkage 1000 x waarschijnlijker dan geen linkage

Hoofstuk 12-loss of function meeste mutaties (deels) verlies van functie van het gen Meestal recessieve aandoeningen 90 van deze mutaties hebben geen effect op gezondheid Bij 10 is er sprake van haplo-insufficieumlntie dit betekend dat een halve dosis genproduct onvoldoende is voor het normaal functioneren ( wanneer er precieze hoeveelheid of zeer grote hoeveelheid nodig is) -gain of function nieuwe of toegenomen functie meestal dominante aandoeningen Vb achondroplasie mutatie in een FGFR3 -sommige mutaties hebben geen enkel effect op eiwitfunctie geen ziekte-dominant negatief bepaalde mutaties werken de normale functie van het wild type alle tegen Bij mutaties van eiwitten die als polymeren functioneren Vb collageen I ( osteogenesis imperfecta)

13

-genetische mutatie door verlies specifiek gen verlies specifiek eiwit -indeling in klassen van eiwitten enzymen transportproteiumlen receptorproteiumlnen structurele proteiumlnen -Houskeeping proteiumlnen komen tot expressie in zowat alle cellen van ons lichaam Ze hebben onmisbare rol in het onderhouden van de basis celstructuur en ndashfunctie 90 Mutaties tasten niet alle weefsels aan waarin ze tot expressie komen maar slechts 1 of enkele weefsels genetic redundancy ( overlappende biologische activiteit door andere genen) -specialty proteiumlnen in beperkt aantal celtypes Hun expressie zorgt ervoor dat celtypes zich onderscheiden van andere cellen 10 mutaties leiden meestal tot ziekten die zich manifesteren in de weefsels waarin deze proteiumlnen tot expressie komen ( uitz Fenylketonurie) enzymopathieeumln-Enzymen zorgen voor efficieumlnte omzetting van een substraat in een product -in het humaan genoom meer dan 5000 genen voor enzymen - enzymopatheieumln kunnen verder onderverdeeld worden in -Aminoacidopathieeumln enzymen betrokken bij AZ metabolisme Vb fenylketonurie PAH gen is gemuteerd ( zorgt voor omzetting van fenylalanine in tyrosine) neurologische schade ( AR) -Lysosomale stapelingsziekten in lysosomen zijn er hydrolytische enzymen die betrokken zijn bij afbraak van macromoleculen Dysfunctie leidt tot opstapeling van hun substraten in lysosomen cellulaire dysfunctie celdood Ziekte is geleidelijk Vaak niet behandelbaar Vb Tay-Sachs mutatie Hex A gen ( zorgt voor afbraak GM2

ganglioside) -post-translationele modificatie defecten -defecten mbt cofactoren vb homocystinurie MR lensluxatie osteoporose lange bottenhellip fenotype lijkt op syndroom van Marfan Heeft verschillende genetische oorzaken -enzym-inhibitor mutaties Vb elastase en 1- antitrypsine Elastase breekt elastine af 1 antitrypsine inhibeert elastase -defecten in de regulatie van de genexpressie -bijna altijd recessief -klinisch beeld twa opstapeling van het substraat van een dysfunctioneel enzym en of een tekort van het product van dit enzym

Defecten in receptorproteiumlnen-familiale hypercholsterolemie dysfunctie van de LDL-receptor plasmaconcentratie LDL toegenomen AD variabele expressie 1500 is heterozygoot met een plasma LDL concentratie die 2-3 maal hoger ligt

Defecten in transportproteiumlnen-CF AR 12500 heeft ziekte 125 is drager Mutatie van CFTR-gen ( reguleert transport van chloorionen over de apicale membraan van epitheliale cellen) Symptomen thv longen exocriene pancreas darmen hepatobilaire kanalen en genitale tractus -Brugada sundroom bij 20 van de patieumlnten te wijten aan een mutatie in het SCN5A gen ( codeert voor een natriumkanaal thv het myocard) hartritmestoornissen

Defecten in structurele proteiumlnen-Dystrofine gen = grootste gekende gen ( 2300 kb) ligt op X codeert voor proteiumlne dat extracellulaire matrix ( laminine) verbindt aan het cytoskelet ( actine) Zeer hoge frequentie aan de nove mutatie -ziekte van Duchenne ( DMD) - X-gebonden recessief

14

-13500 jongens -lijken normaal 1ste 2 jaar -vanaf 3 jaar progressieve spierzwakte -vanaf 12 jaar rolstoel -hypertrofie van de kuiten -meestal overlijden voor 20ste aan respiratoire spierzwakte en hartfalen -CK sterk gestegen -ziekte van Becker ( BMD) -minder ernstig als de jongens nog kunnen lopen tot 16de Becker -mutaties die het reading frame van eiwit grotendeels bewaren -osteogenesis imperfecta -AD 115000 individuen -gestoorde vorming collageen type I -zeer grote variatie in ernst van het klinische beeld

Defecten in proteiumlnen met ongekende functie-Alzheimer -14 van de bevolking -tussen 6de en 9de decade -HR voor 1ste graads verwanten 38 -progressieve achteruitgann geheugen en cognitieve functies en gedragsstoornissen -degeneratie van neuronen thv de cerebrale cortex en hippocampus -4 genen belangrijk -- amyloiumld precursos proteiumlne ( APP) -Presenilin 1 Early-onset familiale AD Alzheimer -Presnilin 2 Apolipoproteiumlne E ( APOE) risicofacter late-onset AD Alzheimer -pathologisch kenmerk en neerslag van Beta amyloiumld peptide en Tau proteiumlne -A wordt afgesplitst van APP door 2 enzymen en secretase Katalitisch centrum van dit enzym wordt gecodeerd door PSEN1 en PSEN2

Hoofdstuk 13-het doel van de huidige behandelingen van een genetische aandoening is het elimineren of verbeteren van de gevolgen van de aandoening zowel voor de patieumlnt als voor zijnhaar familie behandeling zo goed als nooit oorzakelijk -Bij multifoctorieumlle aandoeningen waarbij een oorzakelijk verband kan aangetoond worden met een omgevingsfactor bestaat er dikwijls de mogelijkheid om de blootstelling aan deze factor te beperken De behandeling is vaak niet genetisch maar bestaat uit andere medische en chirurgische therapieumln Vb operatie van schisis congenitale hartafwijkingen en pylorusstenos insuline bij diabetes mellitus type 1-Behandeling van monogene aandoeningen vaak weinig effectief doordat -gen niet gekend of pathogenese niet goed begrepen -prediagnostische foetale schade -ernstige fenotypes Prenatale medische en of chirurgische behandeling kan dan aangewezen zijn Belangrijk om aandacht te hebben voor effect op lange termijn -initieel 100 succesvolle behandeling gaat later gepaard met subtiele imperfecties vb leermoeilijkheden bij fenylketonurie ( hoewel IQ zo goed als normaal door dieet) -onverwachte problemen in andere weefsels bij langer leven van patieumlnt vb bij galactosemie vaak ovarieel falen -behandeling kan neveneffecten geven op lange termijn vb toediening stollingsfactor bij hemofilie AL tegen stollingsfactor kunnen gevormd worden

15

Behandelingsstrategieumln-kan op verschillende niveaus ( evt tegelijkertijd) -gericht op klinisch fenotype chirurgische en medische interventies die niet altijd uitsluitende bij genetische aandoeningen nuttig zijn Vb bloed-transfussie bij thalassemie -metabool niveau ( meest succesvolle ziekte-specifieke behandeling) -dieumltaire restrictie -vervangen van essentieumlle metabolieten cofactoren of hormonen -deviatietherapie alternatieve pathways om concentratie van een schadelijke metaboliet te verminderen -familiale hypercholesterolemie met statines behandelen ( Inhiberen enzym) -depletie directe verwijdering van opgestapelde schadelijke stoffen

Gentherapie -methodes -liposomen kunnen fusioneren met de celmembraan en zo hun inhoud in cel vrijstellen -membraanreceptoren sommige internaliseren hun ligand waaraan we DNA kunnen koppelen -Elektroporese tijdelijke porieumln vormen in celmembraan waarlangs DNA uit extracellulair milieu wordt opgenomen -virussen keuze afhankelijk van -capaciteit hoeveel genetisch materiaal kan virus transporteren -tropisme sommige virussen infecteren prefentieel bepaalde celtypes -vermogen niet-delende cellen te infecteren -integrerende vectoren ( vb retrovirus) integreren het binnengebrachte gen in een chromosoom van de gastheercel alle dochtercellen dragen kopie van dit gen -doel -binnenbrengen van een werkend gen in een cel waar dit gen ontbreekt bij loss of function Of nieuw gen introduceren bv om cel kwetsbaar te maken voor een bep Therapie -expressie van een gen onderdrukken bij gain of function -foutje corrigeren in een gen ipv gen onderdrukken of vervangen

Celtherapie-beschadigde of afgestorven cellen vervangen -belangrijke obstakels -beperkte levensduur en delingsvermogen van de meeste cellen -afstoten van vreemde cellen gedeeltelijke oplossing stamcellen Met therapeutisch klonen zou men in theorie embryonale stamcellen kunnen vormen die hetzelfde genotype hebben als de patieumlnt

Hoofdstuk 14 Pre-natale genetische diagnose-indicaties - maternale leeftijd -toegenomen risico volgens screening -genetische antecedenten bij vorig kind -genetische aandoening in de familie -bewezen dragerschap van een genetische aandoening bij 1 of beide ouders -risico op multifactorieumlle aandoeningen -hellip -niet-invasieve testen worden gebruikt voor screening van NBD aneuploiumldiehellip -maternaal serum alfa-fetoproteiumlne -1ste en 2de ndashtrimester maternaal serum screening 1ste semester meten van pregnacy

16

assosiated plasma protein A ( PAPP-A) en chorion gonadotrofine ( hCG) 2de semester AFP-gehalte vrij -hCG ongeconjugeerd oestriol ( uE3) en inhibine A -echo -isolatie van foetus cellen uit maternaal bloed -doel screening voor aneuploiumldie -doelgrope zelfde als voor CVS VWP NSP -principe diagnostische genetische analyse -waarde foetaal DNA veel belovend resultaat bijkomende studies afwachten -invasieve testen -CVS = vlokkentest Ondereechografische begeleiding (transcervicaal of transabdominaal) een biopsie van het chorion tussen 10de en 12de week snel resultaat na 3 dagen kweek na 1 week AFP kan niet gemeten worden 05-1 kans op miskraam mogelijkheid om karyotype te onderzoeken -VWP = amniocentese ondere echografische begeleiding met een naald in VWzak prikken en amnionvocht aspireren Vanaf 10 a 14 weken Daarna kweek van foetale cellen 1200 tot 1500 kans op miskraam ook alfa-foeto-proteiumlne meten mogelijkheid om karyotype te onderzoeken -cordoncentesis -PGD aantal embryorsquos die gevormd zijn na IVF ( meestal 10-tal) Wanneer deze 8-cellig stadium bereikt hebben neemt men 1 of 2 cellen weg voor genetische analyse Men kan zowel kijken naar de chromosomen als naar het DNA Men kan ook bij specifieke gevallen kijken naar de poollichaampjes van embryonale cellen -doelgroep vooral koppels met antecedenten genetisch probleem ( infertiliteit vroege TOP en problemen met abortus) -procedure -ovarieumlle stimulatie -spermastaal verkrijgen -wachten op diagnose -transfert van embryorsquos -echo na 67 weken -controle prenatale diagnose -zwangerschap FU -baby FU -indicaties voor invasieve testen ( bij elke echografische afwijking) -verdikte nekplooi -groeiretardatie -olighydramnios -hellip

Hoofdstuk 15-screening toegepast op een volledige populatie ( lt-gt testen) Grote cohorte groep mensen meestal gedefinieerd door een gemeenschappelijk kenmerk ( leeftijd etnische groep reproductieve statushellip) Screening gebeurt op niet-invasieve wijze-er moeten etnische overwegingen gebeuren -meestal resulteert het niet in een finale diagnose maar selecteren een bepaalde groep patieumlnten met een hoger risico -ook sister chromatide exchange ( maar voor opgelopen genetische schade van werknemers in hun werkomgeving)-Vb screening AFP-gehalte in materneel serum op 16 weken voor nagaan NBD ( noch 100

17

specifiek noch 100 gevoelig)

-sensetiviteit verhouding aangedane foetussen die worden opgespoord op het totaal aantal aangedanen Hoe gevoeliger de test hoe minder vals negatieven -specificiteit verhouding opgespoorde normale foetussen tov totale aantal normale foetussen Hoe specifieker de test hoe minder vals positieven -positieve predictieve waarde verhouding aangedane individuen binnen de positieven -relatief risico risico na een positieve test in vergelijking met algemene populatie -screening meestal 1-malige test -cascadescreening bijzondere vorm van screening gezien de doelgroep specifiek en beperkt is aanbod onderzoek wordt gedaan aan familieleden van een proband onderscheid te maken met aandoeningen waarbij behandelingsopties voor familieleden zouden bestaan -timing van screening -prenataal vb donw CF -neonataal phenylketonurie -volwassen sickle cell Tay Sachs -overwegingen -kan persoon informed consent geven -hoe gemakkelijk kan de te testen groep bereikt worden -Hoe relevant is de informatie op moment van screening -Wat zijn praktische en ethische gevolgen van abnormaal resultaat -Kosten en rechtvaardigen de voordelen de kosten -elke doelgroep stelt specifieke problemen -doelgroep ook afhankelijk van sensitiviteit-Voorwaarden screeningstest -voorlichting alle mogelijke voordelen en nadelen moeten toegelicht worden -Er moet reeumlel beeld van de aandoening gegeven worden -belangrijk ernstig frequent -behandelbaar -preventiemogelijkheden vb lifestyle -Testen geen morele schade -Geldige test -opsporing makkelijk betrouwbaar limieten Positieve predictieve waarde -Betaalbaar Kostebaten UK National screening comittee criteria -de ziekte -belangrijk gezondheidsprobleem -epidemiology en natuurlijk verloop moet gekend en begrepen zijn en er moet een detecteerbare risk factor ziekte marker latente periode of vroeg symptomatisch stadium zijn -de test -simpele veilige precieze en gevalideerde test -distributie van de test waarden moet gekend zijn -moet acceptabel zijn voor de populatie -overeengekomen beleid over de verdere diagnostische interventies van individuen met een positieve test en mogelijke keuzes voor deze personen -de behandeling -er moet een effectieve behandeling of interventie zijn voor patieumlnten -screening programma -er moet bewezen worden dat de screening effectief is in het verminderen van de mortaliteit en morbiditeit -het moet klinisch sociaal en ethisch accepteerbaar zijn -hellip

18

-voor neonatale screening worden metabolieten opgespoord via een Guthriekaart vb voor congenitale hypothyroiumldie fenylketonuriehellipHoofdstuk 16 -farmocogenetica het bestuderen van de verschillen in respons op farmaca die te wijten zijn aan allelische variatie voor genen die een invloed hebben op opname transport metabolisatie excretie effectiviteit en toxiciteit van farmaca -vb van farmaca met nevenwerkingen -warfarin overmatig bloed bij mensen met lage CYP2C9 -Isoniazide risico op polyneuropathie in trage acetyleerders -cytochroom P450 enzymen spelen rol in 1ste fase van de metabolisatie van geneesmiddelen behoren tot grote familie van 56 verschillende functionele enzymen die elk coderen voor CYP gen Elk enzym bevat een heemgrope met daarin een ijzeratoom dat redoxreacties mogelijk maakt Kunnen verder ingedeeld worden in 20 subfamilies Voor CYP1 2 en 3 zijn belangrijk Belangrijk voor fase 1 CYP1A1 CYP1A2 CYP2C9 CYP2C19 CYP2D6 CYP3A4 CYP3A4 is verantwoordelijk voor 40 van de GM Voor vele CYP-genen bestaat er een genetisch polymorfisme Sommige allelen leiden tot snellere tragere of niet-werkende enzymen Voor CYP2D6-gen bestaan er 26 verschillende allelen waardoor 3 fenotypes ontstaan normale snelle trage Soms speelt P450 een rol bij activeren van farmaca ( codeiumlne morfine) -Ook in fase 2 bestaat er grote farmacokinetische variatie snelle en trage allelen voor glucuronyltransferase acetyltransferasen methyltransferasenhellip-farmacodynamische variatie allelische variatie in de receptoren enzymen of metabole pathways Variabele respons op een farmacon voor een gegeven concentratie zowel qua effectiviteit als qua toxiciteit Vb glucose-6-fosfoot-dehydrogenase X-gebonden gen codeert voor het meest voorkomende ziekte-producerende enzymdefect plusmn4000000 mensen zijn aangetast 400 varianten Wss evolutionair voordeel voor heterozygoten Homozygoten hemolyse tgv NADPH-tekort NADPH beschermt RBC tegen oxidatieve schade Primaquine hemolyseFarmacogenomica volledig genoom bestuderen om impact van veel voorkomende genetische varianten op de werking van een farmacon te onderzoeken Zo kan men trachten allelensets te identificeren die het risico op toxiciteit van een bepaald gm doen toenemen zonder te hoeven weten waarom de toxiciteit toeneemt

Hoofdstuk 17-neoplasie verzamelnaam voor aandoeningen die gekenmerkt worden door ongecontroleerde celgroei leidend tot een tumor -kanker wanneer groei niet langer gecontroleerd wordt en wanneer de tumor naburige weefsels kan invaderen enof kan zich verspreiden op afstand door vorming van metastasen Is een genetische aandoening die onstaat door mutaties in genen die essentieel zijn voor een normaal gedrag van de cel dit zijn de ( proto) oncogenen tumorsuppressor genen en DNA repair genen 3 grote groepen -sacromeren ( mesenchymale oorsprong bot spier zenuw) -carcinomen epitheel weefsels darm bronchi borstklier -hematopoiumletische en lymphoide neoplasieumln-oncogenen genen die een celgroei of celtransformerend effect hebben als gevolg van mutaties meestal verworven mutaties Ongemuteerde vorm is aanwezig in ons lichaam = proto-oncogen Normaal coderen ze voor eiwitten die een fundamentele rol spelen bij groeiregulatie van de cel Transformerende oncogenen zijn dominant op het niveau van de cel Meestal translocatie -tumorsuppressorgenen normale functie remming van de celgroei en apoptose Mutatie schakelt deze functie uit Enkele erfelijke kankers ( vb retionblastoom) dragen mutaties in deze genen Zijn recessief 2 mutaties zijn nodig -gatekeeper TS genen regulatoren van cell-cycli checkpoints en mediatoren van apoptose

19

-caretaker TS genen opsporing en herstel mutaties rol in normale disjunctie tijdens mitose en rol in apoptose -DNA-repair genen controleren de integriteit van het DNA tijdens de replicatie Ze verhogen de kans op mutatie en spelen een belangrijke rol bij erfelijke kanker -BRCA1 en BRCA 2 -HNPCC -Xeroderma pigmentosum -Ataxia teleangiextasia DNA beschadiging -spontane schade oa tijdens replicatie -omgevingsfactoren UV ndash en ioniserende stralen chemische stoffen en infecties -minstens 4 a 6 mutaties nodig in eenzelfde cel vooraleer deze cel een kankercel wordt -vrijwel alle tumoren zijn van clonale oorsprong ze ontstaan uit 1 enkele cel -genen gemuteerd in een kanker zijn niet specifiek en zijn niet meer gevoelig voor mutaties dan andere genen -Bij de verschillende stappen in de carcinogenese zijn verschillende genen betrokken en is er sprake van toenemende genetische instabiliteit

mechanisme van activatie van proto-oncogene-punt mutaties gain of function vb RET proto-oncogen -Amplificatie tandem repeat copies van oncogenen soms klein extra chromosoom soms als een duplicatie in een chromosoom vb MYC oncogen-Chromosomale rearangements kunnen exons samen brengen die op afstand liggen en een chimerisch gen veroorzaken vb philidephia chromosoom -chromosomale rearangements kunnen ook up-regulatie geven van de expressie van een oncogen door het te verplaatsten naar een regio met hogere transcriptie activiteit Vb Burkitt lymfoom -retrovirale insertie virus dat cel infecteert draagt oncogen-telomerase geen bewezen rechtstreekse oorzaak van kanker maar 1 van de vervolg stappen

DNA schade herstelmechanismen ( repair genen)

1 Base-excisie repair belangrijkste chemisch gemodifieerde nucleotiden worden hersteld 2 Nucleotide excisie repair (NER) vb pyrimidine dimeren verwijderen 3Mismatch repair herstelt basen die tijdens replicatie foutief werden geiumlncorpereerd4 Recombinatie homologe recombinatie vereist het bij elkaar brengen van zusterchromatiden

-Erfelijke kankers -Mendeliaanse overerving ( meestal AD) -3 of meer aangedane -meerdere tumoren bilaterale tumoren jonge leeftijd-Familiale kankers -+ familie anamnese -3-tal gevallen niet mendeliaans -geen van de andere karakteristieken -Erfelijk of zelfde omgeving -1ste mutatie in kiemcel 2de in lichaamscel-Sporadische kankers -Niet familiaal noch erfelijk -1- malig doorgaans niet erfelijk-BRAC1 - tumor suppressor gen op chr 17 -AD -eiwit heeft rol in genoom stabiliteit -~500 verschillende mutaties

20

-borstkanker ( 50-85 ) -second primary breast cancer ( 40-60) -ovarieumlle kanker ( 15-45 ) -mogelijk verhoogd risico op andere kankers-BRAC2 -tumor suppressor gen op chr 13 -AD -eiwit heeft rol in genoom stabiliteit -~300 verschillende mutaties gekend -borst kanker ( 50-85 ) -ovarieeumlle kanker ( 10-20) -mannelijke borstkanker ( 6) -verhoogd risico op prastaat laryngeale en pancreas kanker Colorectal caner ( CRC) voorbeschiktheid -leeftijd -persoonlijke geschiedenis van CRC of adenomas - High-fat low-fiber dieet -familiale geschiedenis van CRC -herditary colon cancer syndromes

Hoofdstuk 18DysmorfologieDavid W Smith (1960rsquos)diagnoserdquo gebaseerd op uiterlijke kenmerkenKlinische tak die zich bezighoudt met stoornissen in de ontwikkeling(abnormale morfogenese)

Belang voor diagnostiek Begin van optimale behandeling begeleiding correcte counseling Gericht cytogenetisch moleculair onderzoek

Maximum bij de helft van de mensen met MCA (multiple congenitalanomalies) wordt een diagnose gesteldMajeure congenitale afwijking

Ontwikkelingsstoornis met weerslagop functioneren sociale acceptabiliteit van drager ervan Noodzaak tot medische heelkundigebehandeling 2 agrave 4 van pasgeborenen

Mineure congenitale afwijking Zonder effect op functioneren sociale acceptabiliteit van drager +- 15 van pasgeborenen min 1 minor

Zeldenhellip is eacuteeacuten kenmerk pathognomonisch voor een syndroom is een bepaald symptoom aanwezig bij alle patieumlnten met het syndroom zijn bij eacuteeacuten patieumlnt alle symptomen Aanwezig

Congenitale afwijkingen zijn van alle TijdenOntwikkeling3 grote stadia

implantatie stadium conceptie - 3 w embryonaal stadium 4w - 7w foetaal stadium 8w ndash geboorte

Vroege embryonale fase vorming van weefsels organen en struktuur proliferatie deficieumlntie differentiatie hamartoma migratie pigmentstoornis celdood syndactylie fusie gespleten lip

21

Congenitale afwijking1 Deformatie2 Disruptie3 Dysplasie4 Malformatie

1 Deformatie Normale structuren worden veranderd door inwerkende mechanische krachten Oorzaken kunnen foetaal of extrafoetaal zijn

- primigravida nauw bekken uterus bicornis- oligohydramnios foetale hypokinesie

Plagiocefalie- Sinds invoering ruglig ter preventie wiegendood- helmtherapie

2 Disruptie Vernietiging van normaal weefsel Oorzaak kan mechanisch zijn maar ook ischemie bloeding

3 Dysplasie Abnormale cellulaire organizatie of funktie in een specifiek weefsel bvb stapelingsziektes skeletdysplasieeumln ectodermale dysplasieeumln vaak progressief verloop

4 Malformatie Intrinsieke afwijking in de embryologische ontwikkeling Vroege ontwikkeling van een weefsel orgaan wordt gestoptvertraagd verloopt verkeerd

Congenitale aandoeningen1 Eeacuten systeem defect2 Associatie3 Sequentie4 Complex5 Syndroom

1 Eeacuten systeem defect 1 lichaamsstreek of orgaan meest voorkomend bvb gespleten lip klompvoet cardiopathie

2 Associatie Een aantal afwijkingen komen meacuteeacuter samen voor dan men zou verwachten op basis van

toeval hoge klinische variabiliteit oorzaak

1048698 V ertebrae1048698 A nale atresie1048698 C ardiale afwijkingen1048698 T racheo-Esofageale fistel1048698 E1048698 R enale afwijkingen1048698 L edematen3 Sequentie

Cascade effect tgv primair probleem Renale agenesie - geen urine - oligohydramnios - ldquocompressie van de foetusrdquo -

gezichtsafwijkingen contracturen van ledematen - onvolledige longontwikkeling

4 Complex ldquodevelopmental field complexrdquo

22

invloed op een bepaald gebied in het ontwikkelende embryo waardoor verschillende strukturen aangetast kunnen zijn

limb-bodywall complex Poland5 Syndroom

Patroon van afwijkingen die herhaaldelijk samen voorkomen zegt niets over oorzaak

Dysmorfologisch onderzoek Congenitale afwijkingen Groeiproblemen Mentale retardatie

Hoofstuk 19 -GC proces waarbij genetisch aangedane individuen en of hun familieleden geholpen en geiumlnformeerd worden Het gaat hierbij om de gevolgen van de genetische aandoening de kans dat men de aandoening ontwikkelt of doorgeeft aan een volgende generatie de mogelijkheden tot behandeling en of preventie - niet directief -afgestemd op patieumlnt -familiaal ( privacy patieumlnt) processen bij GC -intake -diagnose -anamnese + stamboom -lichamelijk onderzoek + fotorsquos -bijkomend onderzoek -onderzoek van patieumlnt en familieleden -opvragen van genetische andere resultaten -etiologie -nadien genetic counseling -informatie geven over aard en verloop aandoening -aangeborengenetischerfelijk -natuurlijk verloop zeldzame aandoening slecht gekend -moeilijk te voorspellen door grote variabiliteit -bespreking van de verschillende behandelings- begeleidinsopties -oorzakelijke therapie nog beperkt -meestal symptomatische therapie -soms geen behandeling mogelijk ( actieve stimulatie extra begeleidingondersteuning multidisciplinaire aanpak preventieve maatregelen -uitleg geven over HR en keuzemogelijkheden -in theorie van 0-100 praktijk tussen 1-50 -hoe meer info hoe preciezer -nooit absoluut zeker door valkuilen -begeleiden bij maken van keuze tot preventieinterventie

Kinderwens -Koppel met reeds kindje met een aandoening -koppel met zelf een erfelijke aandoening of drager van erfelijke aandoening -koppel met risico op genetische aandoening -risico ergens in familie -toegenomen maternele leeftijd

23

-+ resultaat na prenatale screening - verwante ouders -infertiliteit multiple miskramen -blootstelling aan teratogene factoren-Koppels die zich wensen te informeren omtrent mogelijkheden ivm prenatale diagnose om een maximale preventie te doen en de risicorsquos in beperken -mogelijkheden bij verhoogd risico bij kinderwens -afzien van kinderwens -zwanger worden met gekend risico -gebruik maken van donorgameten -prenatale diagnostiek -pre-implantatie genetische diagnostiek -adoptie

Eigen gezondheid -persoon die zelf een verhoogd risico heeft op een genetische aandoening -familieleden met mogelijk erfelijk aandoening -positief resultaat na screening bij pasgeborenen ( ouders komen voor hun kind)

Hoofstuk 20-ethische hoofdprincipes bij GC -respect voor autonomie van patieumlnt -weldadigheid er naar streven steeds het lsquogoedrsquo te doen -primum non nocere ernaar streven geen lsquokwaadrsquo te doen -rechtvaardigheid alle individuen rechtvaardig en gelijk behandelen -informed consent -nodig voor ieder medisch onderzoek -vrijwillig akkoord van de patieumlnt met genetisch onderzoek op basis van adequate informatie

-duidelijk -correct -voldoende -patieumlnt weegt zelf voor en nadelen af -autonomie van patieumlnt wordt gevrijwaard-non- directiviteit -geheimhoudingsplicht kan als familiaal recht beschouwd worden Wanneer mag het verbroken worden -geen toestemming van consultand ondanks meerdere pogingen -gewetensnood arts bij niet schenden -groot risico op schadeleed bij niet inlichten van betrokkenen -beperking schade door informeren betrokkenen vrijwel zeker -enkel nodige informatie wordt gegeven -consultand wordt op hoogt gebracht van schending zwijgplicht-Waarom geen lijst van aandoeningen die in aanmerking komen voor PND -aantal erfelijke aandoeningen dat door PND aantoonbaar is neemt constant toe -lijst houdt geen rekening met draagkracht van gezin -kan leiden tot stigmatisatie van mensen met aandoening die op lijst staat -vooral voor aandoening die op latere leeftijd tot uiting komen bestaat controverse

24

- G-banding behandeling met trypsine kleuren met Giemsa-Q-banding kleuring met Quinacrine zichtbaar met violetblauw licht onder fluorescentiemicroscoop

FISH-fluorescentie in situ hybridisation -snel diagnose stellen van een numerieke of structurele afwijking -ook bij cellen in interfase -DNA-probes specifiek voor individuele chromosomen chromosomale regiorsquos of genen -methode dubbelstrengig DNA wordt door verhitting enkelstrengig gemaakt Fluorescent gelabelde probes met complementaire sequentie wordt toegevoegd en bindt Fluorescentie wordt gedetecteerd onder UV-microscoop -paint probes kunnen volledige chromosomen aankleuren Zijn samengesteld uit een groot aantal individuele probes van ongeveer 1 kilobyte die over de lengte van een volledig chr liggen gerangschikt Vooral nuttig om translacties en ring-en markerchromosomen te identificeren -subtelomerische probes om cryptische translocaties ( niet zichtbaar op HRB-crh) op te sporen -in praktijk wordt gekeken naar de meest voorkomende numerieke afwijkingen 131821 X en Y -nadelen slechts info over bepaalde chr Geen info over structuurafwijkingen -voordelen snelle evaluatie van numerieke afwijkingen ( 131821 X en Y) in interfase kernen van diverse weefsels betrouwbare screeningsmethode en identificatie van structuurafwijkingen

CGH-comperative genome hybridization -relatief aantal kopieeumln van een DNA-sequentie tov normaal aantal -deleties en duplicatie van individuele DNA-segmenten korter dan 2 megabyte niet zichtbaar met G-banding -variant van FISH techniek -Controlestaal rood gelabeld patieumlnt staal groen gelabeld beide stalen gehybridiseerd op metafase chromosomen van normale cellen Fluorescentie intensiteit wordt vergeleken tussen rode en groene signaal -vooral gebruikt in tumorgenetica -translocaties en inversies niet gedetecteerd

micro-array-hybridisatie niet op metafase chromosomen maar op DNA-fragmenten Deze fragmenten ( spots) worden met een robot gehecht aan een microscoopglaasje ( array) in bekende volgorde -translocaties en inversie worden niet gedetecteerd

del = deletiei = isochromosoommar= marker chromosoomr= ringchromosoomt= translocatie = scheidt chr gebieden in translocatie() = omvat structureel veranderde chr+ voor symbool = additioneel chr+ na symbool = toename lengte- voor symbool = ontbrekende chromosoom- na symbook = afname lengte

2




3





4






5





6


Hoofdstuk 6


7



8


9




10


11




12




13






14




15





16



17



18



19






20











21
















22







23





24




3





4






5





6


Hoofdstuk 6


7



8


9




10


11




12




13






14




15





16



17



18



19






20











21
















22







23





24





4






5





6


Hoofdstuk 6


7



8


9




10


11




12




13






14




15





16



17



18



19






20











21
















22







23





24






5





6


Hoofdstuk 6


7



8


9




10


11




12




13






14




15





16



17



18



19






20











21
















22







23





24





6


Hoofdstuk 6


7



8


9




10


11




12




13






14




15





16



17



18



19






20











21
















22







23





24


Hoofdstuk 6


7



8


9




10


11




12




13






14




15





16



17



18



19






20











21
















22







23





24



8


9




10


11




12




13






14




15





16



17



18



19






20











21
















22







23





24


9




10


11




12




13






14




15





16



17



18



19






20











21
















22







23





24




10


11




12




13






14




15





16



17



18



19






20











21
















22







23





24


11




12




13






14




15





16



17



18



19






20











21
















22







23





24




12




13






14




15





16



17



18



19






20











21
















22







23





24




13






14




15





16



17



18



19






20











21
















22







23





24






14




15





16



17



18



19






20











21
















22







23





24




15





16



17



18



19






20











21
















22







23





24





16



17



18



19






20











21
















22







23





24



17



18



19






20











21
















22







23





24



18



19






20











21
















22







23





24



19






20











21
















22







23





24






20











21
















22







23





24











21
















22







23





24
















22







23





24







23





24





24

gkjette.minf.begkjette.minf.be/wordpress/wp-content/uploads/2014/11/… · web viewgenetica -...

Documents