RESUMEN:
La encefalopatía epiléptica y del desarrollo (DEE) es un grupo de afecciones caracterizadas por la aparición conjunta de epilepsia y discapacidad intelectual (ID), típicamente con estancamiento o regresión del desarrollo asociada con actividad epileptiforme frecuente. La causa de DEE sigue siendo desconocida en la mayoría de los casos. Realizamos secuenciación del genoma completo (WGS) en 197 individuos con DEE inexplicables y convulsiones farmacorresistentes, teniendo todos ellos padres no afectados. Centramos nuestra atención en mutaciones de novo (DNM) e identificamos genes candidatos que contienen tales variantes. Intentamos identificar sujetos adicionales con DNM en estos genes mediante la secuenciación dirigida en otra serie de individuos con DEE y extrayendo varios conjuntos de datos de secuenciación. También realizamos metaanálisis para documentar el enriquecimiento de DNM en genes candidatos aprovechando nuestro conjunto de datos WGS con los de varias series DEE e ID. Al combinar estas estrategias, pudimos proporcionar un vínculo causal entre DEE y los siguientes genes: NTRK2, GABRB2, CLTC, DHDDS, NUS1, RAB11A, GABBR2 y SNAP25. En general, establecimos un diagnóstico molecular en 63/197 (32%) individuos en nuestra serie WGS. La causa principal de DEE en estos individuos fueron las mutaciones puntuales de novo (53/63 casos resueltos), seguidas de las mutaciones heredadas (6/63 casos resueltos) y las CNV de novo (4/63 casos resueltos). Las variantes sin sentido de novo explicaron una mayor proporción de individuos en nuestra serie que en otras series que se determinaron principalmente debido a la identificación. Además, estos DNM fueron más frecuentes que los identificados en las series de identificación. Estas observaciones indican que el panorama genético de DEE podría ser diferente del de ID sin epilepsia.
RESULTADOS:
Realizamos WGS en 197 personas con DEE y también a sus padres no afectados. La cobertura promedio de los genomas fue de 37.9 ×, y el 99% de las bases del genoma (GRCh37) estaban cubiertas en ≥ 10 × (Figura S1). El número promedio de SNV e indeles por genoma fue de ∼4,182,490 y ∼23,532, respectivamente (Tabla S4). El número promedio de CNV por sujeto, excluyendo aquellos en regiones segmentadas duplicadas, varió entre 275 (PopSV) y 400 (Bultos). En total, detectamos un promedio de 66 DNM de alta calidad (61 SNV y 5 indeles) que pasaron la inspección IGV (∼75% del total de llamadas de DNM) por individuo, lo que se traduce en una tasa de mutación de ∼1.2 × 10−8 DNM por genoma diploide por generación, que está en el rango reportado por otros estudios de trío WGS24, 30, 31, 32
Luego, centramos nuestra atención en los supuestos DNM que afectan la codificación y las regiones CSS y que pasaron la inspección IGV. Pudimos validar mediante la secuenciación de Sanger el 95%. En total, se validaron 288 DNM (1,46 DNM / trío), lo que representa un promedio de 71,37 SNV de novo y 0,09 indeles por individuo, que está en el rango de lo observado en un estudio WES anterior de tríos DEE (Tabla S5) .No detectamos ningún DNM en las regiones de codificación o CSS de 39 pruebas realizadas (20%) (Figura S2A). De solo los SNV de novo, se predice que 7.8% (variantes sin sentido y CSS) causan una pérdida de función, mientras que se predice que 72% causará un cambio sin sentido (Figura S2B). Comparamos las tasas de SNV de novo observadas en nuestros individuos con DEE con las observadas en hermanos no afectados de individuos con un trastorno del espectro autista (TEA) (66.5% sin sentido y 4.8% LoF) 33 o en individuos con control islandés (82% sin sentido y 2.7% LoF). Encontramos más SNV de LoF en nuestros sujetos con EE que en los exomas de los hermanos de control (p = 0.03, prueba exacta binomial) o genomas islandeses (p = 0.00002, prueba exacta binomial), lo que sugiere que un subconjunto de estas variantes contribuye a la enfermedad
También buscamos las CNV de novo. En total, Lumpy y PopSV llamaron a 12 CNV como de novo, y todos fueron validados con éxito por secuenciación qPCR y / o Sanger. Además, 35 supuestos CNV de novo que abarcan regiones exónicas fueron identificados por uno solo de los algoritmos; seis de estos supuestos CNV fueron confirmados como novo por qPCR, 17 fueron heredados y 12 fueron falsos positivos. En total, 10/18 CNV de novo validados, incluidas cinco deleciones y cinco duplicaciones, afectaron a las regiones exónicas (Tabla S6).
Probables variantes patógenas identificadas en la serie CENet
Para todos los DNM y variantes raras recesivas (hemicigóticas ligadas al cromosoma X y alélicas) que afectan las regiones codificantes o CSS, evaluamos la participación de los genes correspondientes en la epilepsia o trastornos relacionados del desarrollo neurológico mediante la búsqueda en PubMed (nombre del gen y «encefalopatía epiléptica»). «Epilepsia», «convulsión», «retraso mental» o «discapacidad intelectual») y verificar la descripción OMIM del gen. Utilizando las pautas del American College of Medical Genetics and Genomics para interpretar las variantes de secuencia, 34 inicialmente identificamos variantes patogénicas o probablemente patogénicas en 50/197 (25%) sujetos en genes que, cuando mutaron, han demostrado causar DEE y / o ID. De estos, el 88% fueron explicados por DNM, y el 12% fueron causados por mutaciones recesivas heredadas (Tablas 1, S5 y S7).
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