Numerosi studi genetici hanno stabilito che, oltre alle varianti a singolo nucleotide (SNV) ed alle piccole inserzioni e delezioni (InDels), anche le varianti del numero di copie (CNV) possono causare epilessia o conferire un rischio genetico, svolgendo dunque un ruolo riconosciuto nell'eziologia di questa patologia. Questo studio ha preso in esame una coorte di 172 pazienti affetti da epilessia, reclutati presso l’IRCCS Istituto delle Scienze Neurologiche di Bologna nell’ambito del progetto Epi25 Collaborative. Sui campioni ematici della coorte è stata eseguita l’analisi delle CNV, sia da dati di genotipizzazione su SNP-array (tecnica gold standard per l’identificazione delle CNV), sia da dati di Whole Exome Sequencing (WES), quest’ultimi analizzati attraverso il software miXer, un tool bioinformatico di ultima generazione, il quale sfrutta la profondità di lettura dei dati NGS ed integra il Machine Learning. Attraverso un’annotazione approfondita, le CNV rilevate nella coorte sono state valutate in termini di distribuzione genomica, tipologia, dimensione e potenziale significato clinico. Nella coorte sono state identificate 12 CNV (6,9%) in altrettanti individui, di cui 5 sovrapponibili e 7 co-regionali alle alterazioni ricorrenti associate ad epilessia riportate in ampie meta-analisi. La quasi totalità di queste varianti è stata classificata dal sistema di annotazione come patogenetica, con un chiaro arricchimento di delezioni rispetto alle duplicazioni, come atteso. Inoltre i dati clinici disponibili suggeriscono una corrispondenza con il fenotipo alterazione-correlato. Analizzando le CNV di maggiori dimensioni, è emersa inoltre la ricorrenza di CNV che coinvolgono geni il cui ruolo nell’eccitabilità neuronale e nello sviluppo del sistema nervoso centrale è ben documentato in letteratura. Infine la capacità del software miXer di individuare CNV è risultata sovrapponibile a quella della metodica SNP-array. La prospettiva di integrare miXer in pipeline diagnostiche validate basate su WES rappresenta un importante passo verso un approccio one-test che consenta l’identificazione simultanea di SNV e CNV a partire da dati NGS.

IDENTIFICAZIONE DI COPY NUMBER VARIANTS (CNVs) MEDIANTE ANALISI BIOINFORMATICA DI DATI GENERATI CON WHOLE EXOME SEQUENCING (WES): STUDIO DI UNA COORTE DI PAZIENTI AFFETTI DA EPILESSIA

GASPARI, TOMMASO FRANCESCO
2022/2023

Abstract

Numerosi studi genetici hanno stabilito che, oltre alle varianti a singolo nucleotide (SNV) ed alle piccole inserzioni e delezioni (InDels), anche le varianti del numero di copie (CNV) possono causare epilessia o conferire un rischio genetico, svolgendo dunque un ruolo riconosciuto nell'eziologia di questa patologia. Questo studio ha preso in esame una coorte di 172 pazienti affetti da epilessia, reclutati presso l’IRCCS Istituto delle Scienze Neurologiche di Bologna nell’ambito del progetto Epi25 Collaborative. Sui campioni ematici della coorte è stata eseguita l’analisi delle CNV, sia da dati di genotipizzazione su SNP-array (tecnica gold standard per l’identificazione delle CNV), sia da dati di Whole Exome Sequencing (WES), quest’ultimi analizzati attraverso il software miXer, un tool bioinformatico di ultima generazione, il quale sfrutta la profondità di lettura dei dati NGS ed integra il Machine Learning. Attraverso un’annotazione approfondita, le CNV rilevate nella coorte sono state valutate in termini di distribuzione genomica, tipologia, dimensione e potenziale significato clinico. Nella coorte sono state identificate 12 CNV (6,9%) in altrettanti individui, di cui 5 sovrapponibili e 7 co-regionali alle alterazioni ricorrenti associate ad epilessia riportate in ampie meta-analisi. La quasi totalità di queste varianti è stata classificata dal sistema di annotazione come patogenetica, con un chiaro arricchimento di delezioni rispetto alle duplicazioni, come atteso. Inoltre i dati clinici disponibili suggeriscono una corrispondenza con il fenotipo alterazione-correlato. Analizzando le CNV di maggiori dimensioni, è emersa inoltre la ricorrenza di CNV che coinvolgono geni il cui ruolo nell’eccitabilità neuronale e nello sviluppo del sistema nervoso centrale è ben documentato in letteratura. Infine la capacità del software miXer di individuare CNV è risultata sovrapponibile a quella della metodica SNP-array. La prospettiva di integrare miXer in pipeline diagnostiche validate basate su WES rappresenta un importante passo verso un approccio one-test che consenta l’identificazione simultanea di SNV e CNV a partire da dati NGS.
2022
Identification of Copy Number Variants (CNVs) through bioinformatic analysis of Whole Exome Sequencing (WES) data: a study on a cohort of patients with epilepsy.
CNV
bioinformatica
WES
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