Využití nových metod analýzy genomu ve studiu molekulární podstaty vzácných geneticky podmíněných onemocnění.

Abstract

Vzácná onemocnění představují heterogenní skupinu více než ~7000 různých onemocnění, která postihují 3,5-5,9 % celosvětové populace. Většina vzácných onemocnění je genetických, ale kauzální geny jsou známy jen u některých z nich. Řada pacientů se vzácným onemocněním zůstává bez diagnózy, která je klíčová pro genetické poradenství, prevenci a léčbu. S rozvojem nových metod analýzy genomu, klesající cenou sekvenování a rostoucími znalostmi o lidském genomu byl nastolen nový koncept identifikace onemocnění podmiňujících genů, založený na porovnávání genetické variability pacienta s genetickou variabilitou běžné populace. Tato disertační práce popisuje nové metody sekvenace genomu (NGS), bioinformatickou analýzu získaných dat a jejich využití ve studiu molekulární podstaty vzácných, geneticky podmíněných onemocnění. Tyto postupy vedly k určení a charakterizaci kauzálních genů a genových mutací u autosomálně dominantního tubulointersticiálního onemocnění ledvin (SEC61A1, MUC1), autosomálně dominantní neuronální ceroidní lipofuscinózy (CLN6, DNAJC5), neurodegenerativního onemocnění neznámé etiologie (VPS15), Akadské varianty Fanconiho syndromu (NDUFAF6) a spinální svalové atrofie (SMN1). Zavedením nových metod analýzy genomu se zvýšila diagnostická výtěžnost vzácných onemocnění z původního 1 % na 50 %....

Rare diseases represent a heterogeneous group of more than ~7000 different diseases, affecting 3,5-5,9% of the global population. Most rare diseases are genetic, but causal genes are known only in some of them. Many patients with rare diseases remain without a diagnosis, which is crucial for genetic counseling, prevention, and treatment. With the development of new methods of genome analysis, decreasing cost of sequencing, and increasing knowledge of the human genome, a new concept for identifying disease-causing genes was established. It is based on comparing the patient's genetic variability with the genetic variability of the general population. This dissertation describes next-generation sequencing technologies (NGS), bioinformatic analysis of acquired data and their applications in the elucidation of molecular underpinnings of rare genetic diseases. These procedures have led to the identification and characterization of causal genes and gene mutations in autosomal dominant tubulointerstitial kidney disease (SEC61A1, MUC1), autosomal dominant neuronal ceroid lipofuscinosis (CLN6, DNAJC5), neurodegenerative disease of unknown etiology (VPS15), Acadian variant of Fanconi syndrome (NDUFAF6) and spinal muscular atrophy (SMN1). The application of novel genome analysis techniques increased the...