Molekulární podstata a diagnostika vrozených kožních onemocnění se zaměřením na ichtyózy

Mgr. Hana Nosková, Ph.D.

Doctoral thesis

Molecular basis and diagnostics of congenital skin diseases focusing on ichthyoses

Abstract:

Autosomálně recesivní kongenitální ichtyózy (ARCI) představují heterogenní skupinu onemocnění charakterizovanou poruchami epidermální kornifikace, které mohou být způsobeny mutacemi v jednom z devíti genů doposud popsaných v souvislosti s tímto onemocněním. Cílem disertační práce byla genetická analýza souboru českých pacientů s podezřením na ARCI, korelace genetických a klinických nálezů a dále srovnání našich výsledků s výsledky podobných studií provedených v jiných populacích. V průběhu tří let byly rodiny s onemocněním ARCI vyšetřeny pomocí PCR a klasické sekvenace a/nebo metodou sekvenování nové generace, tzv. Sequence Capture and Targeted Resequencing (SeqCap-TR). Výsledky genetické analýzy byly korelovány s klinickými nálezy a doplněny in silico analýzou missense mutací za použití predikčních programů a homologního modelování založeném na 3D strukturách známých proteinů. Molekulárně genetická analýza byla provedena u 34 českých probandů s ARCI, u 31 z nich byly identifikovány mutace asociované s onemocněním - 11 pacientů (32,4%) neslo mutace v genu ALOX12B, 6 pacientů (17,6%) v ALOXE3, 6 pacientů (17,6%) v NIPAL4, 4 pacienti (11,8%) v CYP4F22, 3 pacienti (8,8%) v TGM1 a 1 pacient (2,9%) v ABCA12. U 3 pacientů (8,8%) nebyly nalezeny žádné mutace, přestože byly analyzovány všechny doposud známé geny asociované s ARCI. Naše výsledky týkající se četnosti výskytu mutací v jednotlivých genech byly srovnány s výsledky podobných studií, především byl sledován poměr mezi počtem mutací nalezených v genech TGM1 a ALOX12B. In silico analýza nalezených missense mutací založená na homologním modelování odhalila různé změny ve strukturách příslušných proteinů, zatímco u známých polymorfismů žádné změny ovlivňující strukturu proteinu identifikovány nebyly. Práce dále uvádí celkové výsledky molekulární analýzy dalších nesyndromatických ichtyóz, které byly v Centru molekulární biologie a genové terapie získány.

Abstract:

Autosomal recessive congenital ichthyosis (ARCI) is a heterogeneous group of disorders of epidermal cornification caused by mutations in one of at least nine genes. The aim of the study was genetic analysis of the set of Czech ARCI families and evaluation of discovered spectra of mutations in correlation with other populations. ARCI families presenting at the Centre of Molecular Biology and Gene Therapy at the University Hospital Brno over a period of 3 years were assessed using PCR-direct sequencing and/or Sequence Capture and Targeted Resequencing (SeqCap-TR). The genetic results were correlated with clinical findings and complemented by analysis of missense mutations using homology modelling on the basis of known 3D protein structures. The genetic analyses were performed in 34 Czech ARCI probands: 11 patients (32.4%) carry mutations in ALOX12B, 6 patients (17.6%) in ALOXE3, 6 patients (17.6%) in NIPAL4, 4 patients (11.8%) in CYP4F22, 3 patients (8.8%) in TGM1, 1 patient (2.9%) in ABCA12, and 3 patients (8.8%) are without causal mutations despite that all known genes up to now associated with ARCI were analysed. Totally, mutations were identified in 31 patients (91.2%). Frequencies of mutations in particular genes were compared with similar studies and it was determined that ALOX12B and TGM1 mutations are in our ARCI population more and less common, respectively. In silico analysis of missense mutations in ALOX12B, ALOXE3, and TGM1 genes revealed various structural defects while no defects were associated with known polymorphisms. Study also presents overall molecular analysis results of other non-syndromic types of ichthyoses done at the Centre of Molecular Biology and Gene Therapy at the University Hospital Brno.

Keywords

ichtyózy, autosomálně recesivní kongenitální ichtyóza, ARCI, metabolismus lipidů v epidermis, ALOX12B, ALOXE3, TGM1, ichthyoses, Autosomal recessive congenital ichthyosis, lipid metabolism in epidermis.

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 27. 5. 2016

Thesis defence

• Date of defence: 9. 9. 2016
• Supervisor: doc. RNDr. Lenka Fajkusová, CSc.
• Reader: RNDr. Iveta Valášková, Ph.D., Ing. Zuzana Dobšáková, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Biochemistry (4-years) / Genomics and Proteomics