Βιβλιογραφία Εξέτασης

Μη-συνδρομική βαρηκοΐα (DFNB1, GJB2,GJB6)

Μοριακός έλεγχος της κυριότερης μετάλλαξης 35delG
Εισαγωγή
Η βαρηκοΐα γενικά είναι ένα πολύ σύνθετο γενετικό νόσημα που αφορά ένα μεγάλο αριθμό διαφορετικών χρωμοσωματικών περιοχών-γονιδίων.
Η μη συνδρομική βαρηκοΐα αποτελεί παράδειγμα γενετικής ετερογένειας με περισσότερους από 100 γενετικούς τόπους και 40 πυρηνικά παθογενή γονίδια να έχουν αναφερθεί μέχρι σήμερα.
Περίπου 1 στα 1000 παιδιά πάσχει από βαρηκοΐα σοβαρής ή βαριάς μορφής εκ γενετής ή από την πρώιμη παιδική ηλικία, γεγονός που αναφέρεται ως προομιλητική βαρηκοΐα (Morton, 1991). Τουλάχιστον το 50% των περιπτώσεων στις αναπτυγμένες χώρες οφείλονται σε γενετικά αίτια (Marazita et al., 1995)
Γενετική
Η γενετική της βαρηκοΐας διαχωρίζεται σε συνδρομικές μορφές, στις οποίες η απώλεια ακοής συνδέεται με έναν αριθμό άλλων ανωμαλιών και σε μη συνδρομικές μορφές. Οι συνδρομικές μορφές της βαρηκοΐας υπολογίζεται ότι αντιστοιχούν στο 30% των περιπτώσεων με γενετική αιτιολογία.Την κυριότερη μορφή μη συνδρομικής βαρηκοΐας συνιστά η αυτοσωμική υπολειπόμενη βαρηκοΐα.
Η αυτοσωμική υπολειπόμενη βαρηκοΐα έχει σχετικά μεγάλη συχνότητα φορέων, και περίπου 1/1000 νεογέννητα πάσχουν από τη νόσο. Η βαρηκοΐα γενικά είναι ένα πολύ σύνθετο γενετικό νόσημα που αφορά ένα μεγάλο αριθμό διαφορετικών χρωμοσωματικών περιοχών-γονιδίων. Αιτία του 50% της αυτοσωματικής υπολειπόμενης βαρηκοΐας είναι μεταλλάξεις που βρίσκονται στη γενετική περιοχή DFNB1 που περιέχει τα γονίδια, connexin26 (GJB2) και connexin 30 (GJB6). Η μετάλλαξη 35delG του γονιδίου connexin26 (Cx26) αντιπροσωπεύει ποσοστό ~90% των μεταλλάξεων της νόσου κι έχει συχνότητα φορέων περίπου 3.5% στο γενικό πληθυσμό.
Τα αυτοσωματικά υπολειπόμενα γονίδια ευθύνονται για περίπου το 80% των περιπτώσεων κληρονομούμενης μη συνδρομικής βαρηκοΐας με έναρξη του φαινομένου στην προομιλητική ηλικία.
Ο σημαντικότερος γενετικός τόπος για τη μη συνδρομική, αυτοσωματική υπολειπόμενη βαρηκοΐα, ο DFNB1,
ταυτοποιήθηκε στην περιοχή 13q11 του χρωμοσώματος13. το γονίδιο GJB2 είναι ένας από τους μεγαλύτερους
παράγοντες στη μη συνδρομική, αυτοσωματική υπολειπόμενη, προομιλητική βαρηκοΐα (Zelante et al., 1994, Denoyelle et al., 1997, Scott et al., 1998, Kelley et al., 1998). Οι μεταλλαγές του γονιδίου GJB2 οφείλονται για το 50% των περιπτώσεων μη συνδρομικής βαρηκοΐας υπολειπόμενου τύπου (Rabionet et al., 2000, Kelsell et al., 2001). Μια συγκεκριμένη μεταλλαγή του γονιδίου GJB2, η 35delG, είναι υπεύθυνη για τις περισσότερες περιπτώσεις βαρηκοΐας που οφείλονται σε μεταλλαγές του γονιδίου αυτού στους Καυκάσιους και αποτελεί συγχρόνως μία από τις συχνότερες παθογενείς μεταλλαγές του ανθρώπου που έχουν αναγνωριστεί μέχρι σήμερα (Denoyelle et al.,1997, Estivill et al., 1998). Η συχνότητα φορέων της μεταλλαγής 35delG είναι πολύ υψηλή στη Νότια Ευρώπη, φτάνοντας ακόμα και το 4% στην Ιταλία, κάτι που υποδηλώνει ότι η βαρηκοΐα που οφείλεται σε ομοζυγωτία της μεταλλαγής αυτής απαντάται σε 1 στα 2500 νεογνά σε αυτόν τον πληθυσμό (Estivill et al., 1998). Η 35delG οφείλεται σε έλλειψη μίας βάσης γουανίνης (G) σε αλληλουχία έξι γουανινών που καταλαμβάνουν τις θέσεις 30 – 35 της κωδικής περιοχής του δεύτερου εξωνίου του γονιδίου GJB2. Η έλλειψη της βάσης αυτής προκαλεί αλλαγή στο πλαίσιο ανάγνωσης της αλυσίδας του DNA, κάτι που έχει ως αποτέλεσμα τη δημιουργία πρώιμου κωδικωνίου λήξης της πρωτεΐνοσύνθεσης στο νουκλεοτίδιο 38 της κωδικής περιοχής (Zelante et al., 1997, Denoyelle et al., 1997).
Τα ελληνικά δεδομένα
Στον Ελληνικό πληθυσμό, η συχνότητα φορέων της μεταλλαγής 35delG ανέρχεται στο 3,5% ή ένα στα 28 υγιή άτομα με φυσιολογική ακοή (Antoniadi et al., 2001). Το γεγονός αυτό καθιστά τη συγκεκριμένη μεταλλαγή το ίδιο συχνή με τη μεταλλαγή ΔF508 της κυστικής ίνωσης (συχνότητα φορέων ~4%) και περίπου συχνή όσο η κοινή μεταλλαγή IVS1-10G>A του γονιδίου της β-σφαιρίνης που προκαλεί β-θαλασσαιμία στον Ελληνικό πληθυσμό (Kanavakis et al., 1997). Με τη συχνότητα της προ-ομιλητικής βαρηκοΐας να ανέρχεται σε ένα στα 1000 παιδιά, η μοριακή διρεύνηση της ύπαρξης ή όχι της μετάλλαξης 35delG, στην κυοφορούσα μητέρα γίνεται σαφές ότι θα έπρεπε να ενταχθεί στον προγενετικό έλεγχο ρουτίνας. Υπολογίζεται ότι η ομοζυγωτία για τη μεταλλαγή 35delG αναμένεται να απαντά στο 30% όλων των περιπτώσεων στον Ελληνικό πληθυσμό (Iliades et al., 2002).
Στην Ελλάδα έχουν καταγραφεί πολλές περιπτώσεις όπου ακούοντες γονείς απέκτησαν ένα παιδί με βαρηκοΐα. Εν συνεχεία, ζήτησαν προγεννητικό έλεγχο για να αποφύγουν την απόκτηση δεύτερου παιδιού με βαρηκοΐα Antoniadi et al., 1999). Η απόκτηση πάχοντος παιδιού θα μπορούσε να είχε αποφευχθεί αν η ανίχνευση για την παρουσία της συγκεκριμένης μετάλλαξης είχε γίνει στη μητέρα σε επίπεδο προγενετικού ελέγχου. Με τη σωστή ενημέρωση από τον θεράποντα ιατρό, είναι αναγκαίος ο γενετικός έλεγχος, σε προγεννετικό επίπεδο για την προομιλητική βαρηκοΐα. Το πως οι διάφοροι άνθρωποι εκτιμούν τη σοβαρότητα της κατάστασης εξαρτάται από το βιοτικό, οικονομικό και κοινωνικό τους επίπεδο, τη θρησκεία και την προσωπική εμπειρία αλλά η σωστή γενετική συμβουλευτική είναι θεμελιώδης για την απόκτηση ενός υγιούς παιδιού.
Ενδεικτική βιβλιογραφία
ACMG statement. Genetics Evaluation Guidelines for the Etiologic Diagnosis of Congenital Hearing Loss. Genet Med

2002;4(3)162–71.

Antoniadi T, Rabionet R, Kroupis C, Aperis GA, Economides J, Petmezakis J, Economou-Petersen E, Estivill X, Petersen MB. High prevalence in the Greek population of the 35delG mutation in the connexin 26 gene causing prelingual deafness. Clin Genet 1999; 55(5): 381-2.

Antoniadi T, Pampanos A, Petersen MB. Prenatal diagnosis of prelingual deafness: carrier testing and prenatal diagnosis of the common GJB2 35delG mutation. Prenat Diagn 2001; 21(1): 10-3.

Bravo O, et al. Cochlear 6talterations in deaf and unaffected ubjects carrying the deafness-associated 1555G mutation n the mitochondrial 12S rRNA gene. Biochem Biophys ResCommun 2006;344(2):511–6.

Chaοb H, Lina-Granade G, Guilford P, Plauchu H, Levilliers J, Morgon A, Petit C. A gene responsible for a dominant form of neurosensory non-syndromic deafness maps to the NSRD1 recessive deafness gene interval. Hum Mol Genet 1994; 3(12): 2219-22.

Cryns K, Orzan E, Murgia A, Huygen PL, Moreno F, del Castillo I, Chamberlin GP, Azaiez H, Prasad S, Cucci RA, Leonardi E, Snoeckx RL, Govaerts PJ, Van de Heyning PH, Van de Heyning CM, Smith RJ.

Van Camp G. A genotype-phenotype correlation for GJB2 (connexion 26) deafness. J Med Genet 2004; 41(3): 147-54.

del Castillo FJ, et al. A novel deletion involving the connexin-30 gene, del(GJB6-D13S1854), found in trans with

mutations in the GJB2 gene (connexin-26) in subjects with DFNB1 non-syndromic hearing impairment. J Med Genet

2005;42:588–94.

Denoyelle F, Weil D, Maw MA, Wilcox SA, Lench NJ, Allen-Powell DR, Osborn AH, Dahl HH, Middleton A, Houseman MJ, Dodι C, Marlin S, Boulila-ElGaοed A, Grati M, Ayadi H, BenArab S, Bitoun P, Lina-Granade G, Godet J, Mustapha M, Loiselet J, El-Zir E, Aubois A, Joannard A, Petit C. Prelingual deafness: high prevalence of a

30delG mutation in the connexin 26 gene. Hum Mol Genet 1997; 6(12): 2173-7.

Denoyelle F, Lina-Granade G, Plauchu H, Bruzzone R, Chaοb H, Lιvi- Acobas F, Weil D, Petit C. Connexin 26 gene linked to a dominant deafness. Nature 1998; 393(6683): 319-20.

Estivill X, Fortina P, Surrey S, Rabionet R, Melchionda S, D’Agruma L, Mansfield E, Rappaport E, Govea N, Milΰ M, Zelante L, Gasparini P. Connexin-26 mutations in sporadic and inherited sensorineural deafness. Lancet 1998; 351(9100): 394-8.

Fuse Y, Doi K, Hasegawa T, Sugii A, Hibino H, Kubo T. Three novel connexin26 gene mutations in autosomal recessive non-syndromic deafness. Neuroreport 1999; 10(9): 1853-7.

Gasparini P, Estivill X, Volpini V, Totaro A, Castellvi-Bel S, Govea N, MilaM, Della Monica M, Ventruto V, De Benedetto M, Stanziale P, Zelante L,Mansfield ES, Sandkuijl L, Surrey S, Fortina P. Linkage of DFNB1 to nonsyndromicneurosensory autosomal-recessive deafness in Mediterranean families. Eur J Hum Genet 1997; 5(2): 83-8.

Gasparini P, Rabionet R, Barbujani G, Melηhionda S, Petersen M, Br_ndum-Nielsen K, Metspalu A, Oitmaa E, Pisano M, Fortina P, Zelante L, Estivill X. High carrier frequency of the 35delG deafness mutation in European populations. Genetic Analysis Consortium of GJB2 35delG. Eur J Hum Genet 2000; 8(1): 19-23.

Guilford P, Ben Arab S, Blanchard S, Levilliers J, Weissenbach J,Belkahia A, Petit C. A non-syndrome form of neurosensory, recessive deafness maps to the pericentromeric region of chromosome 13q. NatGenet 1994; 6(1): 24-8

Heathcote K, Syrris P, Carter ND, Patton MA. A connexin 26 mutation causes a syndrome of sensorineural hearing loss and palmoplantar hyperkeratosis (MIM 148350). J Med Genet 2000; 37(1): 50-1.

Iliades T, Eleftheriades N, Iliadou V, Pampanos A, Voyiatzis N, Economides J, Leotsakos P, Neou P, Tsakanikos M, Antoniadi T, Konstantopoulou I, Yannoukakos D, Grigoriadou M, Skevas A, Petersen MB:

Prelingual Nonsyndromic Hearing Loss in Greece. ORL 2002;64:321-323

Holt JR, Corey DP. Ion channel defects in hereditary hearing loss. Neuron 1999; 22(2): 217-9.

Kanavakis E, Traeger-Synodinos J, Vrettou C, Maragoudaki E, Tzetis M, Kattamis C. Prenatal diagnosis of the thalassaemia syndromes by rapid DNA analytical methods. Mol Hum Reprod 1997; 3(6): 523-8.

Kelley PM, Harris DJ, Comer BC, Askew JW, Fowler T, Smith SD, Kimberling WJ. Novel mutations in the connexin 26 gene (GJB2) that cause autosomal recessive (DFNB1) hearing loss. Am J Hum Genet 1998; 62(4): 792-9.

Kumar NM, Gilula NB. The gap junction communication channel. Cell 1996; 84(3): 381-8.

Kelsell DP, Dunlop J, Stevens HP, Lench NJ, Liang JN, Parry G,Mueller RF, Leigh IM. Connexin 26 mutations in hereditary nonsyndromicsensorineural deafness. Nature 1997; 387(6628): 80-3.

Kelsell DP, Di WL, Houseman MJ. Connexin mutations in skin disease and hearing loss. Am J Hum Genet 2001; 68(3): 559-68.

Maestrini E, Korge BP, Oca_a-Sierra J, Calzolari E, Cambiaghi S,Scudder PM, Hovnanian A, Monaco AP, Munro CS. A missense mutation in connexin26, D66H, causes mutilating keratoderma with sensorineural deafness (Vohwinkel’s syndrome) in three unrelated families. Hum Mol Genet 1999; 8(7): 1237-43.

Marazita ML, Ploughman LM, Rawlings B, Remington E, Arnos KS, Nance WE. Genetic epidemiological studies of early-onset deafness in the U.S. school-age population. Am J Med Genet 1993; 46(5): 486-91.

Gorlin RJ, Toriello HV, Cohen MM. Hereditary hearing loss and its syndromes. Oxford University Press, Oxford, 1995.

Maw MA, Allen-Powell DR, Goodey RJ, Stewart IA, Nancarrow DJ,Hayward NK, Gardner RJ. The contribution of the DFNB1 locus toneurosensory deafness in a Caucasian population. Am J Hum Genet 1995; 57(3): 629-35.

Morton NE. Genetic epidemiology of hearing impairment. Ann N Y Acad Sci 1991; 630: 16-31.

Morell RJ, Kim HJ, Hood LJ, Goforth L, Friderici K, Fisher R, Van Camp G, Berlin CI, Oddoux C, Ostrer H, Keats B, Friedman TB. Mutations in the connexin 26 gene (GJB2) among Ashkenazi Jews with nonsyndromic recessive deafness. N Engl J Med 1998; 339(21): 1500-5.

Morlι L, Bozon M, Alloisio N, Latour P, Vandenberghe A, Plauchu H, Collet L, Edery P, Godet J, Lina-Granade G. A novel C202F mutation in the connexin26 gene (GJB2) associated with autosomal dominant isolated hearing loss. J Med Genet 2000; 37(5): 368-70.

Ohtsuka A, Yuge I, Kimura S, Namba A, Abe S, Van Laer L, Van Camp G, Usami S. GJB2 deafness gene shows a specific spectrum of mutations in Japan, including a frequent founder mutation. Hum Genet 2003; 112(4): 329-33.

Petit C. Genes responsible for human hereditary deafness: symphony of a thousand. Nat Genet 1996; 14(4): 385-91.

Resendes BL, Williamson RE, Morton CC. At the speed of sound: gene discovery in the auditory system. Am J Hum Genet 2001; 69(5): 923-35.

Putcha GV, et al. A multicenter study of the frequency and distribution of GJB2 and GJB6 mutations in a large NorthmAmerican cohort. Genet Med 2007; 9(7)413–26.

Rabionet R, Gasparini P, Estivill X. Molecular genetics of hearing impairment due to mutations in gap junction genes encoding beta connexins. Hum Mutat 2000; 16(3): 190-202.

Richard G, White TW, Smith LE, Bailey RA, Compton JG, Paul DL, Bale SJ. Functional defects of Cx26 resulting from a heterozygous missense mutation in a family with dominant deaf-mutism and palmoplantar keratoderma. Hum Genet 1998; 103(4): 393-9.

Richard G, Rouan F, Willoughby CE, Brown N, Chung P, Ryynδnen M, Jabs EW, Bale SJ, DiGiovanna JJ, Uitto J, Russell L. Missense mutations in GJB2 encoding connexin-26 cause the ectodermal dysplasia keratitis-ichthyosis-deafness syndrome. Am J Hum Genet 2002; 70(5): 1341-8.

Scott DA, Kraft ML, Carmi R, Ramesh A, Elbedour K, Yairi Y, Srisailapathy CR, Rosengren SS, Markham AF, Mueller RF, Lench NJ, Van Camp G, Smith RJ, Sheffield VC. Identification of mutations in the connexin 26 gene that cause autosomal recessive nonsyndromic hearing loss. Hum Mutat 1998; 11(5): 387-94.

Steel KP. Perspectives: biomedicine. The benefits of recycling. Science 1999; 285(5432): 1363-4.

Snoeckx RL, Huygen PL, Feldmann D, et al.,. GJB2 mutations and degree of hearing loss: a multicenter study. Am J

Hum Genet 2005; 77(6): 945-57.

Tekin M, Arnos KS, Xia XJ, Oelrich MK, Liu XZ, Nance WE, Pandya A. W44C mutation in the connexin 26 gene associated with dominant non-syndromic deafness. Clin Genet 2001; 59(4): 269-73.

Van Camp G, Willems PJ, Smith RJ. Nonsyndromic hearing impairment: unparalleled heterogeneity. Am J Hum Genet 1997;60(4): 758-64.

Willems PJ. Genetic hearing loss. New York, Basel: Marcel Dekker, Inc., 2004.

Van Laer L, Coucke P, Mueller RF, Caethoven G, Flothmann K, Prasad SD, Chamberlin GP, Houseman M, Taylor GR, Van de Heyning CM, Fransen E, Rowland J, Cucci RA, Smith RJ, Van Camp G. A common founder for the 35delG GJB2 gene mutation in connexin 26 hearing impairment. J Med Genet 2001; 38(8): 515-8.

Zelante L, Gasparini P, Estivill X, Melchionda S, D’Agruma L, Govea N, Mil_ M, Monica MD, Lutfi J, Shohat M, Mansfield E, Delgrosso K, Rappaport E, Surrey S, Fortina P. Connexin26 mutations associated with the most common form of non- syndromic neurosensory autosomal recessive deafness (DFNB1) in Mediterraneans.Hum Mol Genet 1997; 6(9): 1605-9.