Genetik olarak etkilenmiş bir çocuğa sahip olma risklerini belirlemek isteyen çiftler için taranabilecek yaklaşık 6000 kalıtsal hastalık bulunmaktadır. 5.000 civarında genin bir veya her iki kopyasında bulunabilecek bir mutasyon veya hastalığa neden olan varyant, sendromik bir hastalığa veya fenotipe sebep olabilir.
Şubat 2022
Kalıtsal hastalıklar özellikle ülkemiz gibi akraba evliliği oranının yüksek olduğu ülkelerde daha sıklıkla ortaya çıkmaktadır. Örneğin, birinci derece kuzenler arasında yapılan akraba evliliklerinde kalıtsal nadir bir genetik hastalık için taşıyıcılık riski % 25'lere kadar yükselmektedir. Kalıtsal hastalıklara neden olan mutasyonların yaklaşık % 85’i ekzonlarda gerçekleşmekte olup WES testi ile tespit edilebilmektedir. WES testinin yeterli olmadığı durumlarda WGS testi kullanılabilir.
Tüm Ekzom Dizileme (Whole Exome Sequencing, WES):
Vücudumuzun ve hücrelerimizin canlılığını sağlayan tüm faaliyetler DNA’mız üzerindeki genler tarafından düzenlenmektedir. Bu genlerin aktif olarak protein sentezinde kullanılan bölgeleri "ekzon" olarak isimlendirilmektedir. DNA’mızdaki tüm ekzonların tamamı ise “ekzom” olarak adlandırılır. Hastalığa sebep olduğu bilinen mutasyonların büyük çoğunluğu ekzonlarda gerçekleştiğinden Ekzom Dizileme hastalığa yol açan mutasyonların belirlenmesinde etkili bir yöntemdir. Tüm Ekzom Dizileme aynı anda 20.000’in üzerindeki genin tüm ekzonlarını analiz eder ve kalıtsal hastalıkların tanısının konulmasında önemli rol oynar. WES’te sadece protein kodlayan gen bölgeleri hedeflendiği için tüm genom sekanslama (WGS) işlemine göre daha düşük bir maliyet ile gerçekleştirilir.
Kimlere yapılır?
1) Kalıtsal hastalıklı çocuğu olan ailelerde bu hastalığa neden olan genetik mutasyonun tespit edilmesi,
2) Kesin tanısı konulamamış kalıtsal hastalıklarda sorumlu genetik mutasyonun tanımlanması,
3) Kardiyomyopati, nöropati, cerebellar ataksi gibi birçok genetik faktöre bağlı oluşabilecek multifaktöriyel hastalıklarda genetik mutasyonların tespiti,
4) Tüp bebekte tekrarlayan uygulamalarda oosit matürasyon defekti, fertilizasyon problemi, embriyo gelişim sorunu olan veya erkek infertilitesi olgularında.
Tüm Genom Dizileme (Whole Genome Sequencing, WGS):
Tüm Genom Dizileme bir bireyin tüm genomunun ileri dizileme teknikleri ile belirlenmesidir. Tüm Ekzom Dizileme (WES)’den farklı olarak; ekzonlar, intronlar (eksonlar arası protein kodlamakta kullanılmayan gen bölgeleri), mitokondride yer alan DNA’lar, intergenik bölgelerin analizi yapılmaktadır. Tüm genom analizinde
Tek nükleotid değişimleri (SNP)
İndeller (Gen bölgesindeki delesyonlar ve insersiyonlar),
Kopya sayısı varyasyonları (CNV) ya da Yapısal Varyasyonlar (SV) gibi yapısal mutasyonlar da tespit edilebilmektedir.
Şekil: İnsan genomunda ekzon ve intronlar.
Gen Dizileme Testlerinin Sınırlılıkları Nelerdir?
WES için örnek seçiminde dikkat edilmesi gereken konulardan bir tanesi, hastalığın kalıtım modelinin yanı sıra beklenen mutasyon çeşididir;
Günümüzde kullanılan WES teknolojisi tüm ekzonların %100’ünü kapsamamaktadır, bu nedenle ilgilenilen ekzon bölgesi şu anda kullanılmakta olan standart insan genom analizinde tespit edilemeyebilir. Böyle bir durumda hastalığa sebep olan ekzon bölgesini tespit edebilmek için kapsamı çok daha geniş olan tüm genom testi (WGS) kullanılması gerekir.
WES Testinin Yapısal Varyasyonlar (SVs), Kopya Sayısı Varyantları (CNVs), İnversiyonlar ve Translokasyonlar için doğrulamaları yapılmamıştır. WES testi yapısal varyasyonların tespit edilebilmesi açısından için düşük hassasiyette bir testtir. İndeller ve Tekrar bölgeleri dahil olmak üzere bazı CNV'ler WES tarafından algılanabilse de, teknik sınırlamalar nedeni ile bir kısmı tespit edilememektedir. Örneğin Huntington Hastalığı yapısal varyasyon (SV) sebebi ile meydana gelir ve tanısı CAG tekrar sayısının ölçülmesi ile konulabilir. CAG tekrarlarının sayısı WES ile etkin bir şekilde tespit edilemez, bu nedenle HTT genindeki CAG tekrarlarını ölçebilecek farklı bir test ile doğrulanma yapılması gerekir. Günümüzde tüm SV’leri tek seferde tespit edebilecek bir yöntem bulunmamaktadır, ancak WGS ya da kromozomal mikroarray (CMA) testleri SV’leri WES’ten daha etkin olarak tespit etmektedirler.
WES Kodlanmayan İntron bölgelerini kapsamamaktadır. Genomun kodlanmayan bazı bölgeleri fonksiyonel varyantlar olup gen ekspresyonlarını düzenleyici görev üstlenebilirler. Bu kodlanmayan gen bölgeleri WES kapsamına dahil olmadıkları için WES ile tespit edilemezler. Örneğin TAR sendromu görülen hastaların büyük bir bölümü RBM8A geninin kodlanan bölgesi ve buna eşlik eden kodlanmayan ancak düzenleyici olarak etki eden bölgedeki değişim ile açıklanabilmektedir. Ekzom analizi ile kodlanmayan bölge hakkında bilgi elde edilemediği için ancak tahmin yürütülebilir, böyle bir durumda kodlanmayan gen bölgelerinin de tarandığı WGS testi kullanılması tanının konulması açısından daha doğru bir seçimdir.
Tablo: WES ve WGS tekniklerinin karşılaştırılması
Biy. Dr. Mehmet Ali TÜFEKÇİ, PhD
Genetik Laboratuvarı
