Anàlisi de variants genètiques mitjançant NGS en pacients amb distròfies de retina. Transcriptoma (RNAseq) diferencial de cèl·lules de retina (RPE) induïdes in vitro amb mutació en el factor de splicing PRPF8

Abstract

Les distròfies de retina (DR) són un grup malalties rares que provoquen una degeneració dels fotoreceptors i posterior pèrdua de visió; dins de les quals, la Retinosis Pigmentària (RP) és la majoritària. Són malalties amb gran heterogeneïtat genètica i les mutacions associades es troben tan a gens específics de retina, com a gens d’expressió ubiqua, com són els factors de splicing o PRPFs, que causen formes de RP autosòmica dominant (adRP). Gràcies a les tècniques de seqüenciació massiva (NGS), s’ha dissenyat un panell propi de 107 gens associats a DR. La validació del panell i utilització de forma rutinària al laboratori, ha permès el diagnòstic molecular de les DR en pacients. Per a la recerca i caracterització de nous gens candidats a ser responsables de adRP en famílies que no es van resoldre mitjançant el panell de DR, es va utilitzar la tècnica de Whole Exome Sequence (WES). Mitjançant WES es va resoldre una de les 4 famílies en estudi. S’han obtingut cèl·lules iPSCs derivades de fibroblasts dèrmics d’un pacient adRP amb mutació en el factor de splicing PRPF8. Aquestes cèl·lules s’han pogut diferenciar a cèl·lules d’endoteli pigmentari retinià (RPE), permetent així la obtenció d’un model cel·lular in vitro per poder estudiar els mecanismes moleculars que provoquen la malaltia. Mitjançant la tecnologia RNA.seq, s’ha pogut observar per primera vegada, diferències significatives en l’expressió de gens e isoformes (especialment amb retenció d’introns) en cèl·lules específiques de retina (RPE) amb PRPF8 mutat. Aquestes diferències no es van observar en altres tipus cel·lulars, com fibroblasts dèrmics; de manera que es mostra per primera vegada, un mecanisme molecular diferencial en cèl·lules de retina, induït per una mutació en el factor de splicing PRPF8, que podria ser la causa de la patologia (adRP) que es produeix únicament en retina.

Retinal dystrophies (RD) are a group of rare diseases that cause photoreceptor degeneration and subsequent loss of vision; in which Retinitis pigmentosa is the most common. These diseases are genetically heterogeneous, with mutations associated in specific retinal genes, but also in ubiquitous expression genes, like PRPF splicing factors, that cause autosomal dominant retinitis pigmentosa (adRP). A panel of 107 genes associated with RD was designed for the molecular diagnosis of DR by next generation sequencing (NGS). This panel was validated and is used in the routine of the laboratory. The Whole Exome Sequence (WES) technique was used in order to characterise new candidate genes to be responsible of adRP in families that were not resolved through the DR panel. By WES one of the four analysed families was resolved. Induced Pluripotent Stem Cells (iPSCs) were obtained from skin fibroblasts of an adRP patient with a mutation in the PRPF8 splicing factor. These cells were differentiated into retinal pigment epithelium (RPE) cells, allowing to generate an in vitro cellular model to study the molecular mechanism that cause the disease. Using RNA.seq technology, it has been possible to observe for the first time significant differences in the expression of genes and isoforms (especially intron retention forms) in specific retinal cells (RPE) with mutated PRPF8. These differences were not observed in other cell types, such as skin fibroblasts. For the first time, a differential molecular mechanism induced by a mutation in the PRPF8, is shown in retinal cells. This mechanism could be related to the development of adRP in the patient.