Neue Methoden in der Genetik

Transkript

1 Neue Methoden in der Genetik PD Dr. W. Klein

2 Down-Syndrom O

3 Cri-du-chat-Syndrom

4 Cri-du-chat-Syndrom

5 Kleine Deletionen

6 Auflösung des Lichtmikroskops? C.a. 5Mb

7 Mikrodeletionssyndrome Williams-Beuren- Syndrom: Elfen- oder Faungesicht mit betonter Stirn, Hypertelorismus, vollen, hängenden Wangen, kurzer Nase, langem Philtrum, wulstigen Lippen, oft Strabismus und Irisdysplasie Angelman- Syndrom Ataxie, Lachanfälle, Anfallsleiden, fehlende Sprachentwicklung, stark ausgeprägte mentale Retardierung Prader-Willi- Syndrom: Muskuläre Hypotonie und Trinkschwäche im Säuglingsalter, Eßlust, Adipositas, Kleinwuchs, Hypogenitalismus, mentale Retardierung, diskrete akrofaziale Dysmorphie DiGeorge- Syndrom: Hypoparathyreoidismus, Thymusaplasie, Herzfehler, Aortenbogenanomalien, faziale Dysmorphie, Gaumenspalte, Lernschwierigkeiten

8 FISH (Fluoreszenz in situ-hybridisierung) Sonde G A T T T A A C G T G A T T T A A C G T A C C T A A T T G C A C Chromosomale DNA (auf Objektträger)

9 Normalbefund

10 DiGeorge-Syndrom Nur gezielte Untersuchung bei entsprechender Verdachtsdiagnose

11 Fallbeispiel 9 Jahre alt V.a. syndromale Erkrankung bei allgemeiner Entwicklungsverzögerung (spricht etwas, läuft) Herzfehlbildungen (VSD; ASD) Nierenbeckenerweiterung rechts Lidspalte schräg Breiter Nasenrücken, flaches Gesicht Muskuläre Hypotonie

12 Microarray-Analyse Chromosomale DNA C C G A T T T A A C G T A C G A T T T A A C G T A C T A A T T G C A Sonden DNA (auf Träger)

13 Microarray bzw. CHIP Anordnung einer Vielzahl von Sonden auf einem Träger

14 SNP-Array

15 SNP-Array Kontrollmatrix (virtuell) Hybridisierungsmuster des Patienten

16 Auswertung

17 Auswertung

18 Mutation oder Variante?

19 Auswertung

20 Datenbankrecherchen Syndrome Description Clinical: The syndrome is very variable, but common features include: low birthweight (0.4th-9th centile), neonatal hypotonia, poor feeding in infancy (often requiring naso-gastric feeding for a period) and oromotor dyspraxia together with moderate developmental delay/learning disability but friendly/amiable behaviour. Other clincially important features include epilepsy, heart defects (ASD, VSD) and kidney/urological anomalies. Silvery depigmentation of strands of hair have been noted in several patients. With age there is an apparent coarsening of facial features.

21 Auffälliger pränataler Ultraschall Chromosomenanalyse unauffällig und was dann?

22 Abrechnung Nur nach konventioneller Chromosomenanalyse Nur postnatal, pränatal nicht abrechenbar evtl. nach Antragstellung oder als Selbstzahlerleistung

23 Sanger-Sequenzierung

24 Sanger-Sequenzierung

25 Sanger-Sequenzierung

26 Mutationsnachweis

27 Anwendung Gezielte Analyse einzelner Gene je nach klinischer Verdachtsdiagnose Kosten abhängig von Anzahl und Größe der untersuchten Gene Oft Stufendiagnostik (eine Gen nach dem nächsten) lange Untersuchungsdauer

28 Ein Krankheitsbild viele Gene Dilatative Kardiomyopathie (ABCC9, ACTC1, ACTN2, BAG3, CSRP3, DES, DMD, DSG2, EYA4, FKTN, GATAD1, LDB3, LMNA, MYBPC3, MYH6, MYH7, NEXN, PLN, PSEN1, PSEN2, RBM20, SCN5A, SDHA, SGCD, TCAP, TMPO, TNNC1, TNNI3, TNNT2, TPM1, TTN, VCL) Retinitis pigmentosa (dominant) (BEST1, CA4, CRX, FSCN2, GUCA1B, IMPDH1, KLHL7, NR2E3, NRL, PRPF3, PRPF31, PRPF4, PRPF6, PRPF8, PRPH2, RDH12, RGR, RHO, ROM1, RP1, RP2, RP9, RPE65, RPGR, SEMA4A, SNRNP200, TOPORS) Idiopathische Epilepsie (ALDH7A1, AMACR, CACNA1A, CACNA1H, CACNB4, CASR, CHRNA2, CHRNA4, CHRNB2, CLCN2, CNTN2, CPA6, DEPDC5, EFHC1, GABRA1, GABRB3, GABRD, GABRG2, GRIN2A, KCNA1, KCNMA1, KCNQ2, KCNQ3, KCNT1, LGI1, ME2, IPA2, PRRT2, RBFOX1, RBFOX3, SCN1A, SCN1B, SCN2A, SCN8A, SCN9A, SLC1A3, SLC2A1, STX1B, TBC1D24, UBR5)

29 NGS (Next Generation Sequencing)

30 Gesamtgenomanalysen Gesamtexomanalysen Basenpaare 1,6 Mio SNPs (Single Nuclotide Polymorphism) 80 unklare Varianten Gesucht: Evtl. eine (bzw. 2) krankheitsverursachende Mutationen

31 Ein Krankheitsbild viele Gene Dilatative Kardiomyopathie (ABCC9, ACTC1, ACTN2, BAG3, CSRP3, DES, DMD, DSG2, EYA4, FKTN, GATAD1, LDB3, LMNA, MYBPC3, MYH6, MYH7, NEXN, PLN, PSEN1, PSEN2, RBM20, SCN5A, SDHA, SGCD, TCAP, TMPO, TNNC1, TNNI3, TNNT2, TPM1, TTN, VCL) Retinitis pigmentosa (dominant) (BEST1, CA4, CRX, FSCN2, GUCA1B, IMPDH1, KLHL7, NR2E3, NRL, PRPF3, PRPF31, PRPF4, PRPF6, PRPF8, PRPH2, RDH12, RGR, RHO, ROM1, RP1, RP2, RP9, RPE65, RPGR, SEMA4A, SNRNP200, TOPORS) Idiopathische Epilepsie (ALDH7A1, AMACR, CACNA1A, CACNA1H, CACNB4, CASR, CHRNA2, CHRNA4, CHRNB2, CLCN2, CNTN2, CPA6, DEPDC5, EFHC1, GABRA1, GABRB3, GABRD, GABRG2, GRIN2A, KCNA1, KCNMA1, KCNQ2, KCNQ3, KCNT1, LGI1, ME2, IPA2, PRRT2, RBFOX1, RBFOX3, SCN1A, SCN1B, SCN2A, SCN8A, SCN9A, SLC1A3, SLC2A1, STX1B, TBC1D24, UBR5)

32 Datenbankrecherchen rs16942 SNP. Original source Variants (including SNPs and indels) imported from dbsnp (mapped to GRCh38) (release 138) [View in dbsnp] Alleles T/C Ancestral: C Ambiguity code: Y MAF: 0.32 (C) Location Chromosome 17: (forward strand) View in location tab Co-located with COSMIC COSM (T/C), COSM (T/C)

33 Interpretation von Sequenzabweichungen Art der Mutation Nonsens (Stop-Codon; Frameshift) Missensmutation (Aminosäureaustausch) Stiller Austausch Cave Splicemutation Datenbankrecherchen

34 Segregationsanalyse

35 Abrechnung Zunächst Sequenzierung von 25 kb kodierende Sequenz Alles weitere Genehmigungspflichtig!

36 Bestimmung fetaler DNA cffdna (cell free fetal DNA) - ca.10% der gesamten freien DNA im mütterlichen Blut - kurze Halbwertszeit - Nachweis der häufigsten Aneuploidien - falsch positiver Ergebnisse möglich - gilt als Test; nicht als Diagnostik

37 Medikamenteneinnahme während der Schwangerschaft PD Dr. W. Klein

38 Contergan

39 Contergan unter dem Handelsnamen Contergan am 1. Oktober 1957 als Schlaf- und Beruhigungsmittel in den Handel gebracht Als besonderer Vorzug wurde die nicht-toxische Wirkung des Schlafmittels gepriesen Im Jahre 1960 wurde erstmals über eine auffallend häufige Korrelation zwischen fehlgebildeten inneren Organen und fehlgebildeten Gliedmaßen bei Neugeborenen berichtet. Die Zusammenhänge zwischen der Einnahme des Medikaments "Contergan" in der Frühschwangerschaft und charakteristischen Fehlbildungen bei Neugeborenen wurden 1961 nachgewiesen. Im November 1961 wurde das Präparat von der Firma Grünenthal vom Markt genommen.

40 Bilanz Durch die Einnahme von Contergan in einem frühen Stadium der Schwangerschaft kam es in den Jahren 1958 bis 1961 weltweit zu geschätzten 5,000 bis Geburten mit schwerwiegenden Fehlbildungen, davon allein 4,000 in Deutschland. c.a. die Hälfte der exponierten Kinder zeigten keine Fehlbildungen

41 Die teratogene Wirkung eines Medikaments hängt ab von: Der verabreichten Dosis Dem Entwicklungsstadium (Schwangerschaftswoche) des Embryos / Feten während der Einnahme Dem Genotyp der Mutter / des Kinds Unterschiedlicher Arzneimittelmetabolismus Unterschiedlicher Übertritt in die Plazenta

42 Schwangerschaftsalter

43 Konsequenzen für Arzneimittel Neue Wirkstoffe werden vor Ihrer Zulassung auf Teratogenität getestet (z.b. Tierversuche) Nach der Zulassung werden Verläufe von Schwangerschaften dokumentiert Erfahrungen mit einzelnen Wirkstoffen sind sehr unterschiedlich Der Warnhinweis während der Schwangerschaft kontra-indiziert bedeutet nicht, dass das Medikament teratogen ist! Eingruppierung in der Roten Liste

44 Gibt es unbedenkliche Arzneimittel? Die meisten Einnahmen von Medikamenten während der Schwangerschaft führen nicht zu einer Schädigung des Kinds Auf die Einnahme von Medikamenten sollte während der Schwangerschaft (wenn möglich) verzichtet werden

45 Behandlung mit Antiepileptika Fehlbildungsrate um den Faktor 3-4 erhöht (unter 10%) Gesichtsdysmorphien Wachstumsretardierung Herzfehlbildungen Bei einigen Antiepileptika erhöhte Rate von Spina bifida Kombinationstherapie potenziert Fehlbildungsrate Fehlbildungen auch durch die Grunderkrankung bedingt Absetzen der Therapie bzw. Umstellung kann zu Anfällen führen (Gefahr für Mutter und Kind) Oft langfristige Therapie erforderlich Fehlbildungsrate scheint von der Bildung bzw. Abbau von Metaboliten (Epoxiden) abhängig zu sein

46 Warum werden Medikamente in der Schwangerschaft eingenommen? Die Schwangerschaft war noch nicht bekannt Es liegt eine schwerwiegende Erkrankung der Mutter vor (z.b. Epilepsie, schwere Infektion, Bluthochdruck etc.) Unbehandelte Erkrankungen können auch schädlich für das Kind sein (z.b. Diabetes mellitus)

47 Grundsätze bei der Verordnung von Medikamenten Wenn noch keine Schwangerschaft besteht Bei Verordnung nach einer Schwangerschaft fragen Auf Teratogenität aufmerksam machen (nicht nur Frauen) auf hinreichende Empfängnisverhütung hinweisen

48 Grundsätze bei der Verordnung von Medikamenten Bei bestehender bzw. geplanter Schwangerschaft Möglichst niedrige Dosis (evtl. Blutspiegelbestimmung) Möglichst wenig Wirkstoffe (Monotherapie), falls möglich entsprechende Umstellung Auf Präparate, für die umfangreiche Erfahrungen vorliegen, zurückgreifen Ggf. Rücksprache mit einer Beratungsstelle (z.b. Beratungszentrum für Embryonaltoxikologie Berlin) nehmen

49 Beratungsstellen Benötigte Informationen: Welche Arzneimittel? Grund der Einnahme? Welche Dosis (Tagesdosis; Dauer der Einnahme)? In welchen Schwangerschaftswochen? Weitere Teratogene (Alkohol; Nikotin)? Schwangerschaften werden nach verfolgt

50 Pränatale Diagnostik Amniozentese: Chromosmenanalyse nicht indiziert evtl. AFP- bzw. ACHE-Bestimmung Hochauflösende Ultraschalluntersuchung