Study of SNRPN genetic and epigenetic mutations in Prader-Willi and Angelman patients

Abstract

Prader-Willi (PWS) and Angelman (AS) syndromes are two clinically distinct genetic diseases associated with multiple physical and cognitive abnormalities. The genetic cause of PWS and AS is the alteration in the 15q11.2-q13 chromosomal region; expression of genes in this region is subject to genome imprinting. Aim. To analyse of the frequency of 15q11.2-q13 rearrangements and epigenetic alterations in the group of Ukrainian patients with PWS and AS. Methods. The methylation status of the SNRPN gene was analyzed by methylation-specific PCR (MS-PCR). Results. The absence of unmethylated CpGs in the SNRPN gene promoter was detected in 25 patients (42 %) with the PWS phenotype. In the AS group, the frequency of SNRPN mutations (absence of the hypermethylated CpGs) was observed in 28% of the cases. In the PWS, group we observed a significant prevalence of males (70 %), but the frequency of the confirmed diagnosis was higher in females (56% vs. 36%). A lower than expected detection rate in the PWS and AS groups could be due to both clinical and method limitations. Conclusions. Analysis of the SRNPN gene region by MS-PCR could be used for the PWS and AS molecular diagnostics. This test can rule out the clinical diagnosis of PWS in ~ 60 % of Ukrainian patients with suspected PWS and confirm AS in ~30% of patients.

Синдроми Прадера-Віллі (СПВ) та Ангельмана (СА) – це різні за клінічними ознаками генетичні захворювання, які супроводжуються фізичними та когнітивними розладами. Генетичною причиною СПВ та СА є пошкодження в хромосомній ділянці 15q11.2-q13, експресія генів якої підлягає геномному імпринтингу. Мета. Оцінка частоти геномних перебудов та епігенетичних порушень в 15q11.2-q13 у групі пацієнтів з України, які мали фенотипові прояви СПВ та СА. Методи. Для одночасної детекції як генетичних, так і епігенетичних порушень, які призводять до СПВ та СА, аналізувався статус метилування гена SNRPN з використанням метил-специфічної ПЛР (МС-ПЛР). Результати. Порушення, яке призводить до СПВ – відсутність неметильованого гена SNRPN – було виявлено у 25 (42 %)хворих з фенотипом СПВ. В групі з СА частота мутацій SNRPN (відсутність гіпометильваного гена) виявлена у 28 % хворих. В групі з СПВ відмічено достовірне переважання пацієнтів чоловічої статі. Проте частка жінок з підтвердженим діагнозом в цій групі була вищою – 56 % проти 36 %. Менший за очікуваний відсоток підтвердження СПВ та СА може бути наслідком як помилок клінічної діагностики, так і методичних обмежень. Висновки. Аналіз ділянки гена SRNPN з використанням МС-ПЛР може бути запропонований для молекулярної діагностики СПВ та СА. Прогнозується, що використання цього методу тестування дозволяє виключити діагноз СПВ у приблизно 60 % хворих з клінічними ознаками цього синдрому, у 30 % пацієнтів з ознаками СА – підтвердити захворювання.

Синдромы Прадера-Вилли (СПВ) и Ангельмана (СА) – это разные по клиническим признакам генетические заболевания, которые сопровождаются физическими и когнитивными расстройствами. Генетической причиной СПВ и СА является повреждение в хромосомной области 15q11.2-q13, экспрессия генов которой подлежит геномному импринтинуг. Цель. Оценка частоты геномных перестроек и эпигенетических нарушений в 15q11.2-q13 в группе пациентов с Украины с фенотипическими проявлениями СПВ и СА. Методы. Для одновременной детекций как генетических, так и эпигенетических нарушений, которые приводят к СПВ и СА, анализировался статус метилирования гена SNRPN с использованием метил-специфической ПЦР (МС-ПЦР). Результаты. Нарушение, которое приводит к СПВ – отсутствие неметильованого гена SNRPN – было обнаружено у 25 (42 %) больных с фенотипом СПВ. В группе с СА частота мутаций SNRPN (отсутствие гипометильваного гена) выявлено у 28% больных. В группе с СПВ отмечено достоверное преобладание пациентов мужского пола. Однако доля женщин с подтвержденным диагнозом в этой группе была выше – 56 % против 36 %. Меньший ожидаемого процент подтверждения СПВ и СА может быть следствием как ошибок клинической диагностики, так и методических ограничений. Выводы. Анализ участка гена SRNPN с использованием МС-ПЦР может быть предложен для молекулярной диагностики СПВ и СА. Прогнозируется, что использование этого метода тестирования позволяет исключить диагноз СПВ у примерно 60 % больных с клиническими признаками этого синдрома, у 30 % пациентов с признаками СА – подтвердить заболевания.