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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.5.2021.tde-11082021-133209
Document
Author
Full name
Samar Nasser Chehimi
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2021
Supervisor
Committee
Kulikowski, Leslie Domenici (President)
Dutra, Roberta Lelis
Pastorino, Antonio Carlos
Tavares, Vanessa Luiza Romanelli
Title in Portuguese
Caracterização citogenêmica da deleção do braço curto do cromossomo 5
Keywords in Portuguese
Análise de sequência com séries de oligonucleotídeos
Deleção cromossômica
Deleção de genes
Doenças raras
Estabilização citogenômica
Genética humana
Rearranjos genômicos
Síndrome do miado do gato
Testes genéticos
Variações do número de cópias de DNA.
Abstract in Portuguese
A citogenômica é o estudo de alterações estruturais do DNA que revela variações no número de cópias genômicas (CNVs, do inglês, Copy Number Variations), que podem ser responsáveis por quadros clínicos de malformações e consequências fenotípicas aos portadores. A deleção do braço curto do cromossomo 5 (5p-) é uma alteração genômica causadora da Síndrome do 5p-, também conhecida como Sindrome Cri du Chat, caracterizada, principalmente, por atraso no desenvolvimento neuropsicomotor, microcefalia, baixa estatura, hipertelorismo ocular e deficiência intelectual. Neste trabalho, avaliamos trinta (30) amostras de DNA de pacientes com 5p-, previamente diagnosticados por cariótipos com bandamento G, FISH e/ou MLPA, utilizando a técnica de array genômico (Infinium CytoSNP-850K BeadChip ® - Illumina) para delinear o ponto de quebra genômico e caracterizar os rearranjos estruturais relacionados ao fenótipo clínico. Os nossos resultados revelaram alterações estruturais em 5p que incluíam: deleções terminais puras (23), inversão pericêntrica (1), deleção intersticial (1), rearranjo terminal envolvendo uma deleção seguida de duplicação em 5p (1) e deleções e duplicações concomitantes com outros cromossomos (4). Dentre os pacientes com os rearranjos entre dois cromossomos, observamos um caso de novo entre os cromossomos 5 e 9 (arr[GRCh37] 5p15.33p14.1(25328_25351609)x1; 9p24.3p21.3(46587_20642438)x3), uma translocação de novo entre os cromossomos Y e 5 (arr[GRCh37] 5p15.33p15.1(22149_17812007)x1, Yq11.21q12(14852740_59335913)x0), um rearranjo entre os cromossomos 2 e 5 (arr[GRCh37] 2p25.3p24.1 (12770_23337574)x3, 5p15.33p15.1(113576_15713132)x1), e entre os cromossomos 5 e 18 (arr[GRCh37] 5p15.33p14.2(113576_24272820)×1, 18q12.1q23(29782990_78013728)×3). Essa última alteração foi herdada de forma materna por meio de um rearranjo complexo entre os cromossomos 5, 10 e 18, sendo transmitido há, no mínimo, três gerações familiares. A caracterização molecular por array genômico também permitiu avaliar a contribuição da patogenicidade de 197 CNVs detectadas, bem como a alta incidência de sequências do tipo LINE, próximas aos pontos de quebra da deleção, que sugerem rearranjos mediados, principalmente, por NAHR (do inglês, Non-Allelic Homologous Recombination). A correlação entre os pontos de quebra moleculares e o quadro clínico dos pacientes possibilitou inferir uma nova localização genômica terminal em 5p, inédita na literatura, associada ao choro típico da síndrome e à microcefalia. Ainda, compilamos informações fenotípicas clinicamente relevantes dos trinta pacientes avaliados, contribuindo para a formação de um banco de dados brasileiros de portadores de 5p-. A caracterização citogenômica da deleção do braço curto do cromossomo 5 teve um impacto direto no diagnóstico dos pacientes e suas famílias, e ajudou a aprimorar a correlação genótipo-fenótipo nessa síndrome.
Title in English
Cytogenomic characterization of the deletion of the short arm of chromosome 5
Keywords in English
Chromosome deletion
Cri-du-chat syndrome
Cytogenomic stabilization
DNA copy number variations
Gene deletion
Genetic tests
Genomic rearrangements
Human genetics
Oligonucleotide array sequence analysis
Rare diseases
Abstract in English
Cytogenomics is the study of structural changes in DNA that reveals genomic copy number variations (CNVs), which may be responsible for clinical features of malformations and phenotypic consequences for carriers. The deletion of the short arm of chromosome 5 (5p-) is a genomic alteration causative of the 5p- syndrome, also known as Cri du Chat syndrome, mainly characterized by a delay in the neuropsychomotor development, microcephaly, short stature, ocular hypertelorism and intellectual disability. In this work, we evaluated thirty (30) DNA samples from patients with 5p-, previously diagnosed by G-banded karyotypes, FISH and/or MLPA, using the genomic array technique (Infinium CytoSNP-850K BeadChip ® - Illumina) to outline the genomic breakpoint and characterize structural rearrangements related to the clinical phenotype. Our findings revealed structural changes in 5p that included: pure terminal deletions (23), pericentric inversion (1), interstitial deletion (1), terminal rearrangement involving a deletion followed by duplication in 5p (1) and concomitant deletions and duplications with others chromosomes (4). Among the patients with rearrangements between two chromosomes, we observed a de novo case between chromosomes 5 and 9 (arr[GRCh37] 5p15.33p14.1(25328_25351609)x1, 9p24.3p21.3(46587_20642438)x3), a de novo translocation between Y and 5 chromosomes (arr[GRCh37] 5p15.33p15.1(22149_17812007)x1, Yq11.21q12(14852740_59335913)x0), a rearrangement between chromosomes 2 and 5 (arr[GRCh37] 2p25.3p24.1(12770_23337574)x3, 5p15.33p15.1(113576_15713132)x1), and between chromosomes 5 and 18 (arr[GRCh37] 5p15.33p14.2(113576_24272820)x1, 18q12.1q23(29782990_78013728)x3). This last alteration was maternally inherited through a complex rearrangement between chromosomes 5, 10 and 18 that has been transmitted for at least three family generations. The molecular characterization by genomic array also allowed to evaluate the contribution of the pathogenicity of 197 detected CNVs, as well as the high incidence of LINE sequences that surrounded the breakpoints of the deletion, which suggest rearrangements mediated mainly by NAHR (Non-Allelic Homologous Recombination). The correlation between the molecular breakpoints and the clinical features of the patients made it possible to infer a new terminal genomic region in 5p, unprecedented in the literature, associated with the typical cry of the syndrome and microcephaly. We also compiled clinically relevant phenotypic information from the thirty patients evaluated, contributing to the formation of a Brazilian database of 5p patients. The cytogenomic characterization of the deletion of the short arm of chromosome 5 had a direct impact on the diagnosis of patients and their families, and helped to improve the genotype-phenotype correlation in this syndrome.
 
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Publishing Date
2021-08-13
 
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