Fasyoskapulohumeral Musküler Distrofi (FSHD) ve Optik Genom Haritalama: Genetik Bozuklukların Yeni Nesil Tanısal Yaklaşımı
Fasyoskapulohumeral musküler distrofi (FSHD), genetik geçişli, ilerleyici
kas erimesiyle karakterize bir kas hastalığıdır. Genellikle yüz (fasyo), omuz (skapulo)
ve üst kol (humeral) kaslarını etkiler ve adını bu etki bölgelerinden alır.
FSHD, dünya genelinde en yaygın kalıtsal kas hastalıklarından biridir ve
prevalansı yaklaşık 1:8000’ dir. Hastalık,
çoğunlukla ergenlik veya erken erişkinlik döneminde başlar ve zamanla
ilerleyerek bireyin motor fonksiyonlarını önemli ölçüde kısıtlar.
FSHD, genetik olarak heterojen bir hastalıktır ve başlıca iki alt tipte
sınıflandırılır: FSHD1 ve FSHD2. FSHD1,
hastaların yaklaşık %95’ini oluşturur ve 4. kromozomun 4q35 bölgesindeki D4Z4
makrosatellit tekrarlarının patolojik düzeyde azalmasıyla ilişkilidir. Normal
bireylerde bu tekrar sayısı genellikle 11-100 arasıdır, ancak FSHD1
hastalarında genellikle bu sayı 1-10 aralığına düşmüştür. Bu kısalma sonucunda
normalde susturulmuş olan DUX4 isimli toksik transkripsiyon
faktörü aberan şekilde ifade olur ve kas hücrelerinde dejeneratif süreçleri
tetikler.
FSHD2 ise farklı bir genetik mekanizmaya sahiptir; SMCHD1, DNMT3B
veya LRIF1 gibi epigenetik düzenleyici genlerdeki mutasyonlar sonucu D4Z4
bölgesinin metilasyon düzeyi düşer ve yine DUX4 ekspresyonu artar. Bu durum,
tekrar sayısı yeterli olsa bile FSHD fenotipine neden olur.
Optik Genom
Haritalama (Optical Genome Mapping - OGM): Yüksek Çözünürlüklü Yapısal Varyant
Analizi
Optik genom haritalama (OGM), DNA üzerindeki büyük yapısal varyantları
yüksek doğrulukla tespit etmeye yarayan, son yıllarda geliştirilen yenilikçi
bir moleküler teknolojidir. Bu yöntem, ultra uzun DNA moleküllerinin floresanla
işaretlenerek nano-kanal sistemleri içinde haritalanması esasına dayanır. DNA,
spesifik tanıma dizileri aracılığıyla floresan problarla işaretlenir ve
ardından nano-kanal sisteminde tek tek gerilerek görüntülenir. Elde edilen
veriler, referans genomla karşılaştırılarak delesyon, duplikasyon, inversiyon,
translokasyon gibi yapısal değişiklikler tespit edilir.
OGM, özellikle klasik karyotipleme, mikrodizin analizi ve kısa okuma tabanlı
dizileme teknikleriyle saptanması zor olan büyük ve kompleks genomik yeniden
düzenlemeleri yüksek hassasiyetle tespit edebilmesiyle öne çıkar. Bu nedenle,
özellikle nöromüsküler hastalıklar gibi yapısal genetik bozukluklarla ilişkili
hastalıkların tanı süreçlerinde güçlü bir tanısal araç haline gelmiştir.
FSHD ve Optik
Genom Haritalama Arasındaki İlişki
FSHD tanısı, özellikle FSHD1 için D4Z4 tekrar sayısının doğru
şekilde belirlenmesini ve 4qA allel varlığının doğrulanmasını gerektirir. Ancak
D4Z4 bölgesi, yüksek derecede tekrar içeren, Genomik olarak karmaşık
bir bölge olduğundan, her ne kadar klasik
PCR, Southern blot, moleküler combing ve hatta kısa okuma tabanlı dizileme
yöntemleriyle analiz edilebilsede OGM teknolojisi ile diğer teknolojilere
nazaran FSHD tanı sürecine devrim niteliğinde bir katkı sağlar.
Klinik ve Tanısal
Uygulamalar
Günümüzde birçok genetik tanı laboratuvarı, FSHD1 şüphesi olan bireylerde
optik genom haritalama yöntemini tercih etmeye başlamıştır. Bunun başlıca
nedenleri:
·
Doğrudan tekrar sayımı yapılabilmesi:
Southern blot gibi eski yöntemlerde elde edilmesi zor olan tekrar sayısı, OGM
ile tek testte hesaplanabilir.
·
Haplotip analizi: 4qA/B ayrımı
yüksek doğrulukla yapılabilir.
·
Yapısal varyantların kapsamlı taranması:
OGM, FSHD’ye fenotipik benzerlik gösteren diğer kas hastalıklarının ayırıcı
tanısında da fayda sağlar.
·
Hızlı ve standardize edilebilir bir test
protokolü sunması.