DNA methylation profiling by bisulfite sequencing in facioscapulohumeral muscular dystrophy (FSHD)
Fasiyoskapulohumeral musküler distrofi (FSHD)'de bisülfit dizilemesi ile DNA metilasyon profillemesi
- Tez No: 977724
- Danışmanlar: PROF. DR. HÜLYA KAYSERİLİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Moleküler Tıp, Genetik, Molecular Medicine, Genetics
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Sağlık Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Tıbbi Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Fasiyoskapulohumeral Kas Distrofisi (FSHD), normalde somatik hücrelerde epigenetik olarak susturulmuş olan DUX4 geninin anormal ekspresyonu sonucu ortaya çıkan ilerleyici bir nöromüsküler hastalıktır. Bu anormal ekspresyon, hastalık patogenezinde kritik bir rol oynayan ve önemli bir epigenetik değişiklik olan, kromozom 4q35'teki D4Z4 makrosatelit tekrar bölgesinin hipometilasyonu ile doğrudan ilişkilidir. FSHD iki alt tipe ayrılır: FSHD1, D4Z4 dizisinin 11-150 tekrar biriminden 1-10 tekrar birimine kısalması sonucu oluşur; FSHD2 ise SMCHD1, DNMT3B ve LRIF1 gibi epigenetik düzenleyicilerdeki patojenik varyantlarla ilişkilidir. Genetik kökenleri farklı olsa da, her iki form da D4Z4 bölgesinde belirgin bir DNA metilasyon kaybı gösterir ve bu durum DUX4'ün aktifleşmesine ve kas dejenerasyonuna yol açar. Bu çalışma, sitozin metilasyon paternlerini değerlendirmek için yüksek çözünürlüklü ve tek baz duyarlılığına sahip bir yöntem olan PCR tabanlı bisülfit dizileme metodunu uygulamak ve optimize etmek, böylece FSHD hastalarında D4Z4 metilasyon profillerini karakterize etmek, tanısal doğruluğu artırmak ve CpG profil analizini hastalık şiddetinin bir biyobelirteci olarak değerlendirmeyi amaçlamıştır. 112 bireyden oluşan daha geniş bir kohorttan seçilen 33 hasta, D4Z4 tekrar uzunluğu ve klinik alt tipe göre gruplandırılarak ayrıntılı metilasyon analizine dahil edilmiştir. Altı sağlıklı birey de kontrol grubu olarak çalışmaya alınmıştır. Metilasyon durumu DR1 ve DR2 bölgelerinde değerlendirilmiş, özellikle CpG yoğunluğu ve klinik ile genetik arka planla ilişkisi üzerinde durulmuştur. Elde ettiğimiz bulgular, 17 FSHD1 ve 6 FSHD2 hastasının kontrollerle karşılaştırıldığında anlamlı derecede azalmış metilasyon seviyelerine sahip olduğunu göstermiştir. Diğer yandan, 10 hasta ise sınırda veya normal metilasyon düzeylerine sahipti. Bu sonuçlar, metilasyon profil analizinin FSHD alt tiplerinin ayrımında ve genetik olarak belirsiz olguların netleştirilmesinde değerli bir araç olduğunu desteklemektedir. Ayrıca, seçilmiş hasta grubuna ait yeni nesil dizileme (NGS) verilerinin entegrasyonu, potansiyel genetik değiştirici (modifier) faktörlerin araştırılmasını da mümkün kılmıştır. FSHD'de metilasyon analizi oldukça kritiktir; çünkü bu analiz, anormal DUX4 ekspresyonuna neden olan epigenetik değişiklikleri ortaya koyarak, FSHD alt tipleri arasında hassas ayrım yapılmasına ve tanının daha doğru konulmasına olanak sağlar. Çalışmamız, bisülfit dizilemenin yalnızca tanısal hassasiyeti artıran bir yöntem olmakla kalmayıp, aynı zamanda FSHD'nin epigenetik yapısını daha iyi anlamaya katkı sağlayarak, hasta yönetimini yönlendiren ve potansiyel tedavi stratejilerine ışık tutan tamamlayıcı bir klinik ve araştırma aracı olduğunu vurgulamaktadır.
Özet (Çeviri)
Facioscapulohumeral Muscular Dystrophy (FSHD) is a progressive neuromuscular disorder caused by the aberrant expression of the DUX4 gene, which is normally epigenetically silenced in somatic cells. This aberrant expression is directly linked to hypomethylation of the D4Z4 macrosatellite repeat region at chromosome 4q35, a key epigenetic alteration that plays a critical role in disease pathogenesis. FSHD is classified into two subtypes: FSHD1, which results from contraction of the D4Z4 array from 11-150 repeat units down to 1-10 repeat units, and FSHD2, which is associated with pathogenic variants in epigenetic regulators such as SMCHD1, DNMT3B, and LRIF1. Despite their distinct genetic origins, both forms exhibit a significant loss of DNA methylation at the D4Z4 locus, leading to DUX4 activation and muscle degeneration. This study aimed to implement and optimize PCR-based bisulfite sequencing, a high-resolution, single-base method for assessing cytosine methylation patterns, in order to characterize D4Z4 methylation profiles in FSHD patients, enhance diagnostic accuracy, and evaluate CpG profiling as a biomarker for disease severity. A subset of 33 patients from a larger cohort of 112 individuals was selected for detailed methylation analysis, stratified by D4Z4 repeat size and clinical subtype. Six healthy individuals were included as controls. Methylation status was evaluated in the DR1 and DR2 regions, with special focus on CpG density and correlation to clinical and genetic backgrounds. Our findings showed that 17 FSHD1 and 6 FSHD2 patients exhibited significantly reduced methylation compared to controls, while 10 patients had borderline or normal methylation levels. These results support the utility of methylation profiling in distinguishing between FSHD subtypes and clarifying cases with ambiguous genetic findings. Additionally, integration of next-generation sequencing (NGS) data from a selected group of patients enabled further investigation into potential genetic modifiers. Methylation analysis in FSHD is crucial, as it reveals the epigenetic alterations that drive aberrant DUX4 expression, enabling precise differentiation between FSHD subtypes and enhancing diagnostic accuracy. Our study highlights the value of bisulfite sequencing as a complementary clinical and research tool that not only improves diagnostic precision but also contributes to a deeper understanding of the epigenetic landscape in FSHD, thereby informing targeted patient management and guiding potential therapeutic interventions.
Benzer Tezler
- Pik demiri ve karbon çeliğinin sulu çözeltiler içindeki korozyon hızının tayini
Determination of the rate of corrosion of the cast iran and carbon steel in the aqueous solutions
EMİNE NAZAN ÜNAL
- Çekirdeksiz kuru üzümde uygulanan politikanın Ege Bölgesinde üretim ve üretici açısından sonuçlarının değerlendirilmesi
Başlık çevirisi yok
GÜVEN ÖZERİN
- Fransız tarağında tiftik çalışması ve kempi azaltma olanaklarının araştırılması
Başlık çevirisi yok
ABDÜLKADİR BİLİŞİK
- Rana ridibunda (anura-ranidae) kompleksi üzerinde morfolojik, serolojik ve ekolojik araştırmalar
Başlık çevirisi yok
HÜSEYİN ARIKAN
