estudios clínicos con array cgh e interpretación en ......indicación niña de 4 años retraso...

Estudios clínicos con array CGH

e interpretación en citogenómica Olaya Villa Marcos, PhD

25 septiembre 2014

La información que se muestra a continuación

es propiedad de qGenomics y no se puede utilizar

con otras finalidades que no sean educativas

sin el permiso del propietario

Confidencial. Propiedad de qGenomics

“Dos seres humanos cualquiera son 99,9%

idénticos a nivel de la secuencia de su genoma”

Confidencial. Propiedad de Qgenomics

pequeñas diferencias en la

combinación de letras del

genoma generan la

diversidad humana ... Pero

también las enfermedades!!!

Las mutaciones pueden

aparecer a cualquier nivel. ATGCATGTGCATGCATGCATG

CATGCATGCATGCATGCATGC

TACTGATCGATCGATCGCATG

CATCGTAGCTACGTAGCTAGC

TAGCTAGCTAGCTAGCTGATC

GATCGATCGATCGATCGATCG

TACGTAGCTACGTACGATCGA

TCGATCGATCGATCGATCGTA

CGTACGTGTAGCTAGCTAGCA

CCACAGTCAA

ATGCATGTGCATGCATGCATG

CATGCATGCATGCATGCATGC

TACTGATCGATCGATCGCATG

CATCGTAGCTACGTAGCTAGC

TAGCTAGCTAGCTAGGTGATC

GATCGATCGATCGATCGATCG

TACGTAGCTACGTACGATCGA

TCGATCGATCGATCGATCGTA

CGTACGTGTAGCTAGCTAGCA

CCACAGTCAA

ATGCATGTGCATGCATGCATG

CATGCATGCATGCATGCATGC

TACTGATCGATCGATCGCATG

CATCGTAGCTACGTAGCTAGC

TAGCTAGCTAGCTAGCTGATC

GATCGATCGATCGATCG[......

..............]CTACGTACGATC

GATCGATCGATCGATCGATCG

TACGTACGTGTAGCTAGCTAG

CACCACAGTCAA

ATGCATGTGCATGCATGCATG

CATGCATGCATGCATGCATGC

TACTGATCGATCGATCGCATG

CATCGTAGCTACGTAGCTAGC

TAGCTAGCTAGCTAGCTGATC

GATCGATCGATCGATCGATCG

TACGTAGCTACGTACGATCGA

TCGATCGATCGATCGATCGTA

CGTACGTGTAGCTAGCTAGCA

CCACAGTCAA

ATGCATGTGCATGCATGCATG

CATGCATGCATGCATGCATGC

TACTGATCGATCGATCGCATG

CATCGTAGCTACGTAGCTAGC

TAGCTAGCTAGCTAGCTGATC

GATCGATCGATCGATCGATCG

TACGTAGCTACGTACGATCGA

TCGATCGATCGATCGATCGTA

CGTACGTGTAGCTAGCTAGCA

CCACAGTCAA

Confidencial. Propiedad de Qgenomics

Chromosome microarray analysis (CMA)

Confidencial. Propiedad de Qgenomics

• Fragmentos de ADN humano (sondas) sobre un vidrio.

- fragmentos clonados: BAC, PAC, fósmidos, cósmidos (30-200Kb)

- obtenidos per síntesis química: oligonucleótidos (25-85bp)

• Resolución: tamaño de la sonda y distancia entre ellas.

• Diferentes coberturas del genoma.

Chromosome microarray analysis (CMA)

Confidencial. Propiedad de qGenomics

Weise et al. 2012 J Histochem Cytochem 2012 60: 346

Microdeletion and Microduplication Syndromes

Confidencial. Propiedad de qGenomics

Advantages

detect copy number changes below the

level of resolution of standard

chromosome analysis

Automated, robust, reproducible

eliminates the need for cell culture and

decreases the overall turnaround time.

< 1 microgram DNA/ assay

Analyzes entire genome

less labor intensive

Limitations

Inability to detect truly balanced

chromosomal rearrangements

(6% risk of a serious congenital anomaly)

Inability to detect some poliploidies

(69, XXX)

Inability to detect low-level chromosomal

mosaicism (< 20-40%)

Potential risk for findings of uncertain

clinical significance

Molecular karyotyping

From Karyotyping to Array-CGH

Confidencial. Propiedad de qGenomics

Alta resolución

Gran nº regiones inspeccionadas /ensayo

Rápida obtención resultados (3-5 días)

Relación coste/eficiencia vs otras tecnologías

CMA in Postnatal Diagnosis

Primera tecnología a aplicar para estudio genético de

pacientes con:

discapacidad intelectual (ID)

retraso del desarrollo (DD)

anomalías congénitas múltiples (MCA)

trastorno espectro autista (ASD)

(Miller et al. AJHG 2010, Regier et al. AJHG 2010)

Confidencial. Propiedad de qGenomics

Using arrays, an extra 15% of causally related chromosomal

abnormalities are being detected over other conventional

techniques in patients ID/DD, ASD, or MCA, versus the 3% yield of

standard karyotyping

CMA in Postnatal Diagnosis

15% extra rendimiento diagnóstico!!

Confidencial. Propiedad de qGenomics

Requieres extensive review of:

- recent literature

- internal databases

- Several public databases

Interpretation of CNVs

Confidencial. Propiedad de qGenomics

Clasificación variantes

Confidencial. Propiedad de qGenomics

From Karyotyping to Array-CGH in Prenatal Diagnosis

Confidencial. Propiedad de qGenomics

Our experience…

Chromosome microarray analysis (CMA)

Diagnostic yield (vs 3% conventional karyotype):

Postnatal molecular karyotype – 18%

Prenatal molecular karyotype – 8%

Confidencial. Propiedad de qGenomics

Array design - qChip Post / qChip Pre

Confidencial. Propiedad de qGenomics

Chromosome microarray analysis (CMA)

- Oligo-based Agilent targeted microarray (8x60K)

- Average resolution in target regions (100-150Kb)

- Average resolution backbone (500 Kb)

- ~ 6000 samples analyzed

qChip® CM Kit

Distribuído por Palex

Confidencial. Propiedad de qGenomics

Our data: qChip Post

POSTNATAL CASES

Confidencial. Propiedad de qGenomics

Síndrome inv dup(15)

Asociado a la presencia de sSMCs Hipotonía, ID, DD, epilepsia y ASD

Array results: arr 15q11.2q13.2(18,428,539-28,296,417)x3~ 4,15q13.2q13.3(28,296,417-30,230,511)x3

Gain chr15 (~11,8Mb)

Indicación Paciente 4 años con TGD 47,XY, +mar

Array qChipPost

Postnatal case 1

Confidencial. Propiedad de qGenomics

Postnatal case 1

Confidencial. Propiedad de qGenomics

Indicación Niña de 4 años Retraso psicomotor y dismorfia

Cariotipo en sangre y en piel,el MLPA subtelomérico, FISH de síndrome de Williams, MPS, oligos y analítica general normales

Array qChipPost

arr 17q21.31(41,011,330-41,563,954)x1

Deleción 17q21.31 (~553Kb)

microdeleción recurrente 17q21.31

- retraso psicomotor y del desarrollo,

- hipotonía

- rasgos dismórficos característicos

- comportamiento amigable/afable

- En algunos casos, asociada a epilepsia,

defectos cardíacos y renales.

Postnatal case 2

Confidencial. Propiedad de qGenomics

Indicación 14 años

RM ligado al cr. X

(2 tíos maternos con RM)

Postnatal case 2

Confidencial. Propiedad de qGenomics

Indicación 14 años RM ligado al cr. X

(2 tíos maternos con RM)

Array qChip 400K

Alteración Disomía segmentaria ~305Kb

arr Xq28(152,721,276-153,026,808)x2

Síndrome duplicación Xq28 (MECP2)

- DI grave

- DD

- hipotonía

- ausencia o limitación del lenguaje

- epilepsia

- infecciones recurrentes

Postnatal case 2

Confidencial. Propiedad de qGenomics

Indicación 14 años RM ligado al cr. X

(2 tíos maternos con RM)

dup(Xq28)

dup(Xq28)

dup(Xq28)

dup(Xq28) dup(Xq28) dup(Xq28)

Deseo reproductivo

Postnatal case 2

Confidencial. Propiedad de qGenomics

Indicación DI y dismorfias

Array qChipPost

microduplicación 15q13.3

Alteración de significado incierto !!!

arr 15q13.3(29,759,738-30,230,511)x3

Duplicación 15q13.3 (~470Kb)

Postnatal case 3

Confidencial. Propiedad de qGenomics

Duplicación de material localizado entre los BP4 y BP5 región síndromes de PWA

Afecta a CHRNA7, relevante en sinapsis neuronal y

asociada a trastornos del desarrollo y psiquiátricos

Deleciones

cuadro fenotípico específico con una expresividad muy variable y factor de riesgo para epilepsia

Duplicaciones - ??? se han descrito asociadas a retrasos en el desarrollo, retraso mental, hipotonía y trastornos

neuropsiquiátricos

(supera el 1 % en población general española).

microduplicación 15q13.3

Postnatal case 3

Confidencial. Propiedad de qGenomics

Our data: qChip Pre Complete

PRENATAL CASES

Confidencial. Propiedad de qGenomics

- Gestación 22 semanas, ecografía normal

- Cariotipos progenitores normales

- 46,XY,add(3)(p26)

Prenatal case 1

Confidencial. Propiedad de qGenomics

Del 3p26.3 (1.9 Mb) Dup 8p23.3 (13.4 Mb)

¿segregación desequilibrada de

translocación equilibrada en

progenitor?

- Gestación 22 semanas, ecografía normal

- Cariotipos progenitores normales

- 46,XY,add(3)(p26)

Prenatal case 1

Confidencial. Propiedad de qGenomics

Prenatal case 1

Comprobada duplicación 8p + deleción 3p

Confidencial. Propiedad de qGenomics

MADRE PADRE

Ninguno de los progenitores presenta t(3;8)

Prenatal case 1

Confidencial. Propiedad de qGenomics

Amniocentesis in FIV-ICSI pregnancy showed an apparently balanced

karyotype: 46,XY, ins(3;1)(q12;q22.2q31.1) dn

Prenatal case 2

Confidencial. Propiedad de qGenomics

Array results: arr 10q21.1q21.2(55,931,364-62,271,707)x1

Loss of 6.4Mb gain (14 genes)

Smaller deletions previously reported were

associated with deafness, DD, dysmorphism

BUT some inherited of normal progenitor

Unpredictable phenotype but probably

pathogenic

Prenatal case 2

Confidencial. Propiedad de qGenomics

Invasive testing performed for congenital diaphragmatic hernia (25 wg) in

a male fetus

arr Xq26.2(132,502,959-132,871,435)x0

370Kb deletion Xq26.2 (GPC3 gene),

Simpson-Golabi-Behmel syndrome

OMIM #31287: Macrosomy, congenital

diaphragmatic hernia, congenital heart defects

BWS phenotype?

P

Prenatal case 3

Confidencial. Propiedad de qGenomics

Invasive testing performed for congenital diaphragmatic hernia (25 wg) in

a male fetus

370Kb deletion Xq26.2 (GPC3),

Simpson-Golabi-Behmel syndrome

OMIM #31287: Macrosomy, congenital diaphragmatic

hernia, congenital heart defects

BWS phenotype?

P

del(Xq26.2)

Prenatal case 3

Confidencial. Propiedad de qGenomics

Feto 19 sg con tetralogía de Fallot. 46,XY,del(18)(p?)

Prenatal case 4

Confidencial. Propiedad de qGenomics

Feto 19 sg con tetralogía de Fallot. 46,XY,del(18)(p?)

deleción terminal 18p (4.5Mb)

- síndrome de deleción 18p (OMIM #146390)

deleción intersticial proximal en 18q12 (10.9Mb)

deleción terminal en 18q (14.1Mb)

-síndrome de deleción terminal 18q (OMIM #601808)

Dosis alterada de más de 100 genes

Prenatal case 4

Confidencial. Propiedad de qGenomics

Prenatal case 5

Feto 12 sg con fusión dismorfia facial, fusión plexos coroideos,

holoprosencefalia. Array en BVC.

arr[hg18] 2p21(45,023,924-45,104,053)x1

deleción 2p21 (80 Kb)

Genes SIX2, SIX3

Mutaciones y deleciones en SIX3: Holoprosencefalia

tipo 2 (OMIM #157170)

Alteración de línea media con expresividad variable y

penetrancia incompleta

Confidencial. Propiedad de qGenomics

Prenatal case 5

Feto 12 sg con fusión dismorfia facial, fusión plexos coroideos,

holoprosencefalia.

arr[hg18] 2p21(45,023,924-45,104,053)x1

Array CGH en padres: origen de novo

FISH en progenitores descarta inserción equilibrada

en otro locus Caso

índice

Padre

Vs madre

padre madre

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Our data

MOSAIC CASES

Confidencial. Propiedad de qGenomics

Mosaic case 1: prenatal

Feto 23 sg con RCIU. Array en LA

arr(16)x2~3

Trisomía cromosoma 16 en mosaico (~20%)

Fenotipos variables, principalmente por posible

Insuficiencia placentaria: RCIU, preeclampsia, parto

prematuro, defectos cardiacos, retraso desarrollo…

Confidencial. Propiedad de qGenomics

Mosaic case 2: postnatal

Niño de 1 año con retraso psicomotor, rasgos dismórficos, hipotonía

arr 18q21.1q23(45,661,504-76,111,164)x1~2

Deleción terminal de 30.44 Mb en mosaico (~20%)

Más de 100 genes, destaca TCF4 (sd. Pitt-Hopkins,

OMIM #610954)

Retraso del desarrollo, discapacidad intelectual, retraso del

lenguaje, ataxia, autismo, rasgos dismórficos

Confidencial. Propiedad de qGenomics

1970+ 2010+

~10-15 síndromes

????????

200+ síndromes

Confidencial. Propiedad de qGenomics

Is Additional Conventional Karyotyping Still

Needed?

- In case an imbalance is detected by array, conventional karyotyping or

FISH on metaphases may be helpful to unravel the underlying

mechanism of the aberration and thus reveal information that is

important for recurrence risk.

However, parental analysis should be performed to rule out a balanced

translocation or insertion for an accurate estimation of the recurrence

risk.

- The chance of finding a de novo balanced rearrangement that causes

the ultrasound abnormalities by disrupting by disrupting or otherwise

influencing the expression of a gene is extremely low.

CMA vs conventional karyotype

Confidencial. Propiedad de qGenomics

Sonia Cano Dra. Cristina Hernando Dr. Luís Pérez-Jurado Dr. Xavier Estivill Dr. Lluís Armengol Mª Jesús Rodríguez Dra. Olaya Villa Manel García Xavier Armengol Dr. Benjamín Rodríguez Dra. Sílvia Carbonell Neus Fornés Heidi Mattlin Dra. Esther Llagostera Santiago Sempere Dra. Sole Romero www.qgenomics.com

Olaya.villa@qgenomics.com

Confidencial. Propiedad de qGenomics