Estudio molecular de la Aniridia y otras malformaciones oculares congénitas : Búsqueda de nuevos mecanismos genéticos
Author
Tarilonte Misas, MaríaEntity
UAM. Departamento de Biología; Fundación Jiménez DíazDate
2020-01-16Funded by
Esta investigación ha sido posible gracias a las siguientes ayudas de investigación: - Contrato predoctoral concedido por la “Fundación Conchita Rábago de Jiménez Díaz” (periodo 2016-2019). - Proyectos de Investigación del Instituto de Salud Carlos III - (Fondo Europeo de Desarrollo Regional FEDER) (PI17/01164 y CP12/03256). - Proyecto Retos del MINECO (SAF2013-46943-R). - III Convocatoria de ayudas a la investigación de la Fundación FEDER para la investigación en Enfermedades Raras - Proyecto de Investigación 2014 de la Fundación Mutua MadrileñaSubjects
Diagnóstico molecular - Tesis doctorales; Ojos - Enfermedades y defectos; Biología y Biomedicina / BiologíaNote
Tesis doctoral inédita leida en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Ciencias, Departamento de Biología. Fecha de lectura: 16-01-2020Esta tesis tiene embargado el acceso al texto completo hasta el 16-07-2021
Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.
Abstract
The genetic cause of aniridia was first described nearly three decades ago, being
PAX6 the main gene involved until the present day. However, the routine genetic
diagnostic tools has only allowed us to obtain conclusive results in less than 75% of the
patients in a cohort recruited in the University Hospital-Fundacion Jimenez Diaz.
Considering these data, it is suspected that there are still other causes or genetic
mechanisms to be unraveled in the“Negative-PAX6” cases. Further genetic analysis of
these cases constituted the main objective of this Doctoral Thesis.
In this work, thanks to the development of new customized technologies of Next
Generation Sequencing and arrays CHG, we have expanded the genetic study to other
regions of the PAX6 locus, usually not covered with the conventional approaches,
including UTRs regions, introns and enhancers, as well as other overlapping
phenotypes associated genes. Identification of microdeletions affecting PAX6
enhancers has allowed us to delimit a new critical region involved in its transcriptional
regulation. Additionally, variants in the 5’UTR region of PAX6 have been identified.
Moreover, pathogenic variants in other genes, as FOXC1 and PITX2, have been found in
the 4% of the cases of our cohort.
Furthermore, the implication of variants of unknown significance in PAX6 identified
in our cohort was deeply analyzed. This work is focused on the study of non-coding
variants, mainly located in the 5’UTR region, in non-canonical splice sites and
synonymous variant. For that purpose, we carried out in vitro functional studies using
minigenes to evaluate potential alterations in the splicing mechanism, which has
allowed us to prove the pathogenicity of 10 variants in PAX6.
Finally, it has been demonstrated that parental mosaicism in PAX6 causes intrafamilial
variability in four families with aniridia and/or other phenotypes associated to
PAX6 mutations, which has substantial implications for genetic counseling in
congenital aniridia and it has not been previously reported.
In conclusion, this Doctoral Thesis has allow us to identify new genetic mechanisms
involved in aniridia, resulting in an increase of the diagnostic yield by 20%, reaching up
to a 84% of the cases carring a pathogenic variant. Hace casi tres décadas se identificó la causa genética de la aniridia, siendo PAX6 el
principal gen implicado hasta el día de hoy. Sin embargo, los estudios rutinarios de
diagnóstico genético solo permiten obtener resultados concluyentes en <75% de los
pacientes de una cohorte recopilada en el Hospital Universitario Fundación Jiménez
Díaz. A la vista de estos datos se sospecha que puedan existir otras causas o
mecanismos genéticos todavía sin identificar entre los casos considerados “PAX6
negativos”, lo que ha constituido el principal objetivo de esta Tesis Doctoral.
Gracias al desarrollo de nuevas tecnologías personalizadas de secuenciación masiva
y arrays de CHG, en este trabajo hemos ampliado el estudio genético a otras regiones
del locus de PAX6 habitualmente no estudiadas de forma rutinaria, incluyendo UTRs,
intrones y enhancers, así como otros genes asociados a formas fenotípicas solapantes.
Se han detectado microdeleciones afectando los enhancers de PAX6, lo que ha
permitido acotar una región crítica para su regulación transcripcional. Asimismo, se
han detectado variantes en el 5’UTR de PAX6. También hemos podido detectar
variantes patogénicas en otros genes, FOXC1 y PITX2, en el 4% de la cohorte.
Por otro lado, hemos profundizado en la implicación de las variantes de significado
clínico incierto en PAX6 identificadas en nuestra cohorte. Nos hemos centrado en el
estudio de variantes no codificantes, principalmente localizadas en el 5’UTR, en sitios
no canónicos de splicing y variantes sinónimas. Para ello, se han realizado estudios de
modelización in vitro utilizando minigenes para valorar posibles alteraciones del
splicing, lo que ha permitido la reclasificación patogénicas de 10 variantes.
Por último, este trabajo ha confirmado por primera vez la existencia de mosaicismo
gonosomal de origen parental como causa de un patrón de trasmisión inusual y/o
variabilidad fenotípica en 4 familias con aniridia u otros fenotipos asociados a PAX6, lo
cual tiene importantes implicaciones en el consejo genético.
Finalmente, este estudio de Tesis Doctoral ha permitido la detección de nuevos
mecanismos genéticos implicados en la aniridia con un consiguiente aumento del
rendimiento de diagnóstico genético en un 20%, llegando así al 84% de casos en los
que se ha podido identificar una variante claramente patogénica.
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