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Inherited cardiomyopathies are characterized by clinical and genetic heterogeneity that challenge genetic diagnostics. In this study, we examined the diagnostic benefit of exome data compared to targeted gene panel analyses, and we propose new candidate genes. We performed exome sequencing in a cohort of 61 consecutive patients with a diagnosis of cardiomyopathy or primary arrhythmia, and we analyzed the data following a stepwise approach. Overall, in 64% of patients, a variant of interest (VOI) was detected. The detection rate in the main sub-cohort consisting of patients with dilated cardiomyopathy (DCM) was much higher than previously reported (25/36; 69%). The majority of VOIs were found in disease-specific panels, while a further analysis of an extended panel and exome data led to an additional diagnostic yield of 13% and 5%, respectively. Exome data analysis also detected variants in candidate genes whose functional profile suggested a probable pathogenetic role, the strongest candidate being a truncating variant in STK38. In conclusion, although the diagnostic yield of gene panels is acceptable for routine diagnostics, the genetic heterogeneity of cardiomyopathies and the presence of still-unknown causes favor exome sequencing, which enables the detection of interesting phenotype–genotype correlations, as well as the identification of novel candidate genes.
Hereditäre Kardiomyopathien sind durch klinische und genetische Heterogenität gekennzeichnet, welche die Kardiogenetik vor Herausforderungen stellt. In dieser Arbeit wurden manche dieser Herausforderungen angegangen, indem anhand einer Kohorte von 61 Patienten mit Kardiomyopathie bzw. primärer Arrhythmie eine Exom-Diagnostik mit anschließender stufenweiser Datenanalyse vorgenommen wurde.
Ein Ziel der Arbeit war, die aktuellen diagnostischen Detektionsraten zu prüfen sowie zu bewerten, ob eine erweiterte Exom-Diagnostik im Vergleich zur üblichen Genpanel-Analyse einen diagnostischen Zugewinn bringt. Zudem sollten potenzielle Krankheitsgene sowie komplexe Genotypen identifiziert werden.
Die Ergebnisse zeigten, dass bei insgesamt 64% der Patienten eine Variante von Interesse gefunden wurde. Hervorzuheben ist die hohe Detektionsrate in der größten Subkohorte, die aus Patienten mit dilatativer bzw. linksventrikulärer Non-Compaction Kardiomyopathie bestand: 69% und damit höher im Vergleich zur in der Literatur berichteten Detektionsrate von bis zu 50%.
Im Rahmen der stufenweisen Daten-Auswertung zeigte sich zwar, dass die meisten kausalen Varianten in den phänotypspezifischen Panels zu finden waren, die Analyse eines erweiterten Panels mit 79 Genen sowie der Gesamtexom-Daten aber zu einer zusätzlichen Aufklärungsquote von 13% bzw. 5% führte. Durch die Erweiterung der Diagnostik konnten interessante, teilweise neue Assoziationen zwischen Genotyp und Phänotyp sowie neue Kandidatengene identifiziert werden. Das beste Beispiel dafür ist eine trunkierende Variante im STK38-Gen, das an der Phosphorylierung eines Regulators der Expression kardialer Gene beteiligt ist.
Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass, obwohl die Detektionsrate von Genpanels für die Routine-Diagnostik akzeptabel ist, die Anwendung von Exom-Diagnostik einen diagnostischen Zugewinn, die Entdeckung von interessanten Genotyp-Phänotyp-Korrelationen sowie die Identifizierung von Kandidatengenen ermöglicht.