SMN2 Geninin Tam Dizilemesi İçin Yeni Çok Yönlü Yöntem

Yapılan çalışmalar, spinal musküler atrofinin (SMA), 5.000-10.000 canlı doğumda 1 insidans ve dünya çapında 1:51 oranında taşıyıcı sıklığı ile bebeklik ve erken çocukluk döneminin en yaygın ikinci resesif genetik hastalığı olduğunu ortaya koymuştur. SMA hastaları, başlangıç ​​yaşı, klinik ciddiyet ve elde edilen motor kilometre taşlarına göre farklı klinik gruplara ayrılmaktadır. En ağır form olan tip I SMA'da, hastalar 2 yaşından önce asla oturamamakla birlikte genellikle solunum yetmezliğinden ölmektedirler. Orta tip II SMA hastaları oturabilmesine karşın asla yürüyemediklerinden tekerlekli sandalyeye mahkum olmaktadırlar. Tip III hastalar ise yardım almadan yürümelerine rağmen bu yeteneği bebeklik veya ergenlik döneminde kaybedebilmektedirler. Survival motor nöron 1 (SMN1) geninin Bi-allelik yokluğu veya patojenik varyantları SMA'ya neden olmaktadır. Santromerik ve neredeyse özdeş bir paralog olan SMN2, prensip olarak SMN1 ile aynı proteini kodlamakla birlikte, SMN2 geninin ekson 7'si içindeki sessiz bir geçiş, ekson atlamasına neden olmakta ve kesilmiş, işlevsel olmayan bir varyant (SMN-Δ7) ile sonuçlanmaktadır. Bilim insanları, her SMN2 kopyasının, incelenen hücrelere ve dokulara bağlı olarak yalnızca yaklaşık %10 ila %15 işlevsel SMN proteini üretebileceğinin tahmin edildiğini belirtmişlerdir. SMN2 kopyalarının sayısı ve intragenik SMN2 varyantlarının varlığı, SMA hastalığının ciddiyetinin bilinen değiştiricileri olmakla birlikte, çok sayıda çalışma, SMN2 kopya sayısı ne kadar yüksekse ve bu nedenle üretilen tam uzunluktaki SMN proteini miktarı ne kadar büyükse, ilişkili SMA fenotipinin o kadar hafif olduğunu ve bunun tersi olduğunu göstermiştir. Ancak uzmanlar, bu ters korelasyonun mutlak olmadığını belirtmişlerdir. SMN2 kopya sayısının belirlenmesi, SMA hastalarını incelemek için yaygın olarak uygulanmasına rağmen, SMN2 kopyalarının gerçek yapıları ve genomik dizileri genellikle SMA hastalarının karakterizasyonuna dahil edilmemektedir.

SMN2 sekanslarının karakterizasyonu

Yapılan bu çalışmada, uzun menzilli PCR ve yeni nesil dizilemeye (NGS) dayalı olarak tüm SMN2 genini dizilemek için yeni bir yöntem sunulmaktadır. Yöntem, SMN1 bulunmayan SMA hastalarında hastalık modifiye ediciler olarak tarif edilen tüm varyantların belirlenmesine ve ayrıca yeni varyantların ve yapısal değişikliklerin tanımlanmasına izin vermektedir. Ayrıca araştırmacılar tekniğin, en az bir SMN1 kopyası olan heterozigot hastalarda nadir patojenik varyantları belirlemek için uyarlanabileceğini ifade etmişlerdir. Bilim insanları, bu tekniğin SMA hastalarının rutin teşhisine dahil edilmesinin, bireysel genotipefenotip korelasyonlarını iyileştirmesi ve dolayısıyla hastalığın evrimini daha doğru bir şekilde tahmin etmeye yardımcı olmasının beklendiğini belirtmişlerdir. Çalışmada homozigot SMN1 yokluğu olan 53 genetik olarak doğrulanmış SMA hastasını incelenmiş olup, incelenen hastaların büyük çoğunluğunun 3 SMN2 gen kopyasına sahip olmasına karşın kohort sırasıyla her biri 2 ve 4 SMN2 kopyası olan bir hastayı içerdiği bildirilmiştir. Ek olarak, SMN1'e özgü patojenik varyantları tespit etmek ve yöntemin çok yönlülüğünü değerlendirmek için bir SMN1 kopyası taşıyan üç hastadan alınan numuneler üzerinde çalışılmıştır. Tüm analiz edilen numunelerde, ortalama 1720X kapsama derinliği elde edilmiş olmakla birlikte bu yüksek kapsama, her örnekte tespit edilen varyantların alelik frekansını (AB oranı) doğru bir şekilde belirlemeye izin vermiştir. SMN1'in homozigot delesyonu olan hastalarda SMN2 sekanslarının karakterizasyonunun yanı sıra yeni yöntemin uygulanmasının ek bir yararı, en az bir SMN1 kopyasını tutan SMA hastalarında SMN1'i çalışmak için uygulanmasıdır. Bu nedenle araştırmacılar, çok yönlü yöntemin, çoğu SMA tanı laboratuvarında kolayca uygulanabilen SMN1 ve SMN2 derin dizilemeye yaklaşmak için yararlı bir araç olacağını belirtmişlerdir.