ANALISI MUTAZIONALE DI UNA VASTA COLLEZIONE DI PAZIENTI CON CROMATINOPATIE HA PERMESSO DI RIDEFINIRE LA PREVALENZA DELLA SINDROME KABUKI

Chromatinopathies are a group of disease caused by mutations in genes that are essential in the regulation of the structure and the function of chromatin. The chromatin is regulated through epigenetic mechanisms (such as the methylation of DNA, the genomic imprinting and the modification of the condensation of chromatin) which are important in order to manage the correct functioning of a cell, and thus regulate the gene expression, development and many other cell functions. Chromatinopathies are caused by mutations in one of four components of epigenetic machinery: writers, erasers, readers and remodelers. Generally, these diseases have common features such as: neurological dysfunction (among these the most frequent is the intellectual disability), autism, congenital heart disease or cancer. Learn more about functioning of epigenetics can be fundamental in order to understand how it regulates chromatin and related diseases. One of the more studied Chromatinopathies is the Kabuki syndrome. The Kabuki Syndrome is a genetic disease that leads to multiple congenital anomalies with typical facial features including arched eyebrows, long eyelashes, long openings of the eyelids (long palpebral fissures) with the lower lids turned out (everted) at the outside edges, broadened tip of the nose, large protruding earlobes but also other clinical signs like skeletal anomalies, mild-moderate cognitive disability and postnatal growth deficit. The KS syndrome is caused by mutations in KMT2D and KDM6A genes, the first gene provides instructions for making a lysine-specific methyltransferase 2D, while KDM6A encodes a lysine-specific demethylase 6A. The prevalence of Kabuki Syndrome is estimated to 1:32.000 in Japan (Niikawa et al., 1988). In my thesis the main goal is to estimate the prevalence of Kabuki Syndrome, through a series of bioinformatics analysis, in order to update the prevalence of this rare genetic disease, which can turn be fundamental for the diagnosis. Moreover, I performed a genetic screening of patients clinically diagnosticated with KS. Finally, a Sanger analysis was also performed for patients with suspected Chromatinopathies, previously analysed with NGS, in order to confirm the mutations identified with the New Generation Sequencing methodology, and therefore to confirm the presence of the suspected pathology.

Le Cromatinopatie sono un gruppo di malattie causate da mutazioni nei geni essenziali nella regolazione della struttura e della funzione della cromatina. La cromatina è regolata attraverso meccanismi epigenetici (come la metilazione del DNA, l'imprinting genomico e la modifica della condensazione della cromatina) che sono importanti per gestire il corretto funzionamento della cellula e quindi regolare l'espressione genica, lo sviluppo e molte altre funzioni cellulari. Le Cromatinopatie sono causate da mutazioni in uno dei quattro componenti del macchinario epigenetico: writers, erasers, readers e remodelers. Generalmente, queste malattie hanno caratteristiche comuni come: disfunzione neurologica (tra queste la più frequente è la disabilità intellettuale), autismo, cardiopatia congenita o cancro. Ulteriori informazioni sul funzionamento dell'epigenetica possono essere fondamentali per comprendere come essa regola la cromatina e le malattie correlate. Una delle Cromatinopatie più studiate è la sindrome Kabuki. La sindrome Kabuki è una malattia genetica che porta ad anomalie congenite multiple con caratteristiche facciali tipiche tra cui sopracciglia arcuate, ciglia lunghe, lunghe aperture delle palpebre (lunghe ragadi palpebrali) con le palpebre inferiori rivolte (rovesciate) ai bordi esterni, punta allargata del naso, grandi lobi delle orecchie sporgenti ma anche altri segni clinici come anomalie scheletriche, disabilità cognitiva lieve-moderata e deficit di crescita postnatale. La sindrome KS è causata da mutazioni nei geni KMT2D e KDM6A, il primo gene fornisce istruzioni per la realizzazione di un metiltransferasi 2D specifica per la lisina, mentre KDM6A codifica per una demetilasi 6A specifica per la lisina. La prevalenza della sindrome di Kabuki è stimata in Giappone in 1: 32.000 (Niikawa et al., 1988). Nella mia tesi, l'obiettivo principale è stimare la prevalenza della sindrome di Kabuki, attraverso una serie di analisi bioinformatiche, al fine di aggiornare la prevalenza di questa rara malattia genetica, che può diventare fondamentale per la diagnosi. Inoltre, ho eseguito uno screening genetico di pazienti diagnosticati clinicamente con KS. Infine, è stata eseguita anche un'analisi di Sanger per pazienti con sospetta Cromatinopatia, precedentemente analizzati con NGS, al fine di confermare le mutazioni identificate con la metodologia di New Generation Sequencing e quindi confermare la presenza della patologia sospettata.