Analýza epigenetického profilu u pacientů s neurovývojovým onemocněním

Abstract

Neurodevelopmental disorders (NDDs) are diseases characterized by abnormal development of the central nervous system and brain. Simultaneously, the NDDs may also be associated with specific changes in DNA methylation. The rapid development of sequencing techniques, particularly whole genome sequencing (WGS) and whole exome sequencing (WES), has helped to uncover a number of genes associated with NDDs. Determining the pathogenicity of the variants found remains a challenge in the diagnosis of patients with NDDs. Finding the DNA methylation patterns by microarray or methylation sequencing in patients with NDDs carrying a variant of uncertain significance (VUS) may provide valuable information to address this problem. This thesis demonstrates the feasibility of using these approaches to functionally classify found variants in the KDM5C, ARID1B, ATRX, and BRWD3 genes. The aim was to determine whether there are changes in the DNA methylation patterns of patients with NDDs compared to probands and healthy controls, which could be used to confirm the diagnosis. Key words: DNA methylation patterns, DNA methylation, histone modifications, NDDs, KDM5C, ARID1B, ATRX, BRWD3

Neurovývojová onemocnění (NDD) jsou onemocnění charakterizována abnormálním vývojem centrálního nervového systému a mozku, zároveň mohou být spojena se specifickou změnou metylace DNA. Rychlý rozvoj sekvenačních technik především celogenomového (whole genome sequencing; WGS) a celoexomového sekvenování (whole exome sequencing, WES) napomohl k odhalení celé řady genů spojených s NDD. Problémem v diagnostice pacientů s NDD zůstává určení patogenity nalezených variant. Analýza metylačních profilů pomocí mikročipů nebo metylačního sekvenování u pacientů s NDD nesoucí variantu nejasného významu (variant of uncertain signifikance, VUS) může poskytnout cenné informace k řešení tohoto problému. V této diplomové práci je ukázána možnost využití těchto přístupů k funkční klasifikaci nalezených variant v genech KDM5C, ARID1B, ATRX, BRWD3 a KDM5C. Cílem bylo zjistit, zda u pacientů s NDD v porovnání s dalšími probandy a zdravými kontrolami dochází ke změnám v epigenetickém profilu, na jehož základě by mohla být potvrzena diagnóza. Klíčová slova: epigenetický profil, DNA metylace, histonová modifikace, NDD, KDM5C, ARID1B, ATRX, BRWD3