• KENNISPORTAAL

DNA-DIAGNOSTIEK

Ushersyndroom kent momenteel 10 verschillende genen die elk betrokken zijn bij de productie van een Usher eiwit. De verschillende genen worden onderverdeeld in 3 klinische beelden en met een letter aanduiding wordt het gen aangeduid.

De onderverdeling in de 3 klinische beelden is als volgt:

1kinderen met Ushersyndroom type 1 worden doof geboren en hebben een niet werkend evenwichtsorgaan. Op kinderleeftijd beginnen de eerste verschijnselen van nachtblindheid en een steeds kleiner wordend gezichtsveld.

2kinderen met Ushersyndroom type 2 worden slechthorend geboren en krijgen rond puberleeftijd de eerste verschijnselen van het slechter wordend zicht.

3kinderen met Ushersyndroom type 3 worden goedhorend of slechthorend geboren maar krijgen op kinderleeftijd een steeds slechter gehoor en zicht.

Er zijn ook Usher-genen bekend waarbij mutaties kunnen leiden tot
niet-syndromonaal gehoorverlies. Er zal dan geen  Retinitis Pigmentosa (RP) ontstaan. Deze mutaties worden met name gevonden in USH 1-genen en in het USH2D-gen.

Daarnaast kent het USH2A-gen ook mutaties die de veroorzaker zijn van
niet-syndromale Retinitis Pigmentosa. Deze mensen hebben geen tot nauwelijks last van gehoorverlies.

VEEL VARIATIES

Er is nog steeds veel variatie in de ernst van de ziekte. Deze is afhankelijk van de aard van individuele mutaties en de specifieke combinatie van de USH-mutaties. Het is dus heel goed mogelijk om Ushersyndroom type I te hebben, maar het gehoorverlies en/of stadium van de RP lijkt op iemand met Ushersyndroom type 2. Of je lijkt op iemand met Ushersyndroom type 3, maar je hebt de diagnose Ushersyndroom type 1 gekregen.

2 MUTATIES IN 1 GEN

Mensen worden gediagnosticeerd met Ushersyndroom omdat ze twee mutaties dragen in een Usher-gen (het erfelijk materiaal). Één mutatie van vader en één mutatie van moeder.
Je krijgt geen Ushersyndroom als je bijvoorbeeld een mutatie uit het USH1-gen van je vader erft en een mutatie uit het USH2-gen erft van je moeder. Ushersyndroom komt pas tot uiting als je van zowel vader als moeder twee mutaties erft uit hetzelfde Usher-gen. De twee gevonden mutaties in 1 van de Usher-genen die vanuit vader en moeder worden doorgegeven, kunnen verschillend (heterozygoot) of identiek aan elkaar zijn (homozygoot).

DE GENETISCHE UITSLAG

De genetische uitslag wordt meestal medegedeeld door een oogarts, een KNO-arts of een klinisch geneticus. Maar hoe moet de uitslag gelezen worden? Waar gaat het fout in het DNA en wat betekent dit?

10 USHER-GENEN

Er zijn inmiddels 10 genen bekend die verantwoordelijk zijn voor een bepaald type van het Ushersyndroom.
Op elk Usher-gen zijn heel veel verschillende mutaties bekend. Mutaties zijn veranderingen in het erfelijk materiaal. Alleen in het USH2A-gen zijn al meer dan 500 verschillende mutaties gevonden die allemaal tot gevolg hebben dat het eiwit Usherine niet goed (of te weinig) aangemaakt wordt.

Als je geen mutaties (of 1 mutatie) hebt in het Usher-gen dan maak je het Usher-eiwit wel aan en functioneren je oren en ogen goed.

De Leiden Open Variation Database bevat meer dan 20K varianten van mutaties in de 10 verschillende USH-genen. Door nieuwe screenings-technieken worden nog steeds nieuwe gen-ontdekkingen gedaan en deze worden aan deze database in Leiden toegevoegd.

DNA-ONDERZOEK

Met een uitgebreid onderzoek van de ogen en oren moet worden vastgesteld of er sprake is van (ernstig) gehoorverlies en Retinitis Pigmentosa (netvlies degeneratie RP).
Om de juiste diagnose te stellen is een DNA test nodig. Er zijn namelijk nog meer syndromen bekend (weliswaar zeer zeldzaam) waarbij deze twee zintuigen ook zijn aangedaan.

Voor een DNA test wordt een klein buisje bloed afgenomen en vervolgens gaat men in een speciaal lab zoeken naar veranderingen die een verklaring kunnen geven voor het gehoor- en zichtverlies.
Soms is er ook een buisje bloed nodig van 1 van de ouders om te zien of de veranderingen van een ouder afkomstig zijn of van beide ouders geërfd zijn.

ONDERZOEK NAAR ERFELIJKHEID

‘Next Generation Sequencing Technology’ is onderzoek dat zich richt op de moleculaire diagnose van Ushersyndroom naar nog niet-gelokaliseerde Usher-mutaties op zowel exonen als intronen  bij type 1, 2 en 3.
Exonen en intronen zijn kleine onderdelen van een gen dat uiteindelijk de informatie bevat voor het maken van een juist eiwit.

De enorme verscheidenheid aan Usher-genen, de grootte van deze genen en de verschillende mutaties maakt dat de ontrafeling van het Ushersyndroom erg complex is.
Er zijn vele uitdagingen in het onderzoek naar Ushersyndroom.

VAN DNA NAAR EIWIT

Het erfelijk materiaal van ieder mens is opgeslagen in ons DNA.
Het DNA bestaat uit vele genen. Elk gen bevat de code voor het aanmaken van een eiwit.
Eiwitten zijn de bouwstenen van ons lichaam.

Het aflezen van die code voor de vorming van een eiwit is een ingewikkeld proces.

NETWERKEN

Onderzoekers hebben uitgebreid bestudeerd hoe de verschillende USH eiwitten aan elkaar binden en functionele netwerken in de haarcellen en fotoreceptoren vormen. Men denkt deze netwerken voor USH 1, USH 2 en USH 3 volledig te kennen en daarmee ook alle bijbehorende eiwitten.

In deze netwerken zit slechts 1 eiwit wat momenteel geen USH eiwit is. Dat is PDZD7, wat onderdeel is van de netwerken van USH2 eiwitten. Mutaties in dit eiwit lijken enkel doofheid te veroorzaken. Men vermoedt dat Whirlin de functie van PDZD7 in het oog kan compenseren maar niet in het oor. Deze twee eiwitten lijken namelijk enorm sterk op elkaar.

Op basis van gelijkenis in ziekteverloop zijn er nog 4 genen die mogelijk met USH geassocieerd kunnen zijn: PDZD7, HARS/USH3B, CEP250 en C2orf71.
De interpretatie wil nog wel eens verschillen per lab, zo is er literatuur die USH3B als USH gen accepteert en literatuur die slechts spreekt van een mogelijke associatie.

Voor USH1E, 1H en 1K zijn genomische regio’s beschreven, maar in deze regio’s zijn nooit genen met oorzakelijke mutaties gevonden. Men verwacht dat aanvullende genetische analyse zal aantonen dat deze mensen toch mutaties hebben in een van de al bekende USH1 genen.

In Nederland baseert men bij voorkeur op het werk van Jose Millan uit Valencia. Hij is de autoriteit op het gebied van USH genetica in Europa. Voor een volledige lijst van de USH genen en mutaties die momenteel bekend zijn kun je hier kijken. Deze lijst is afkomstig van het online platform OMIM (Mendelian Inheritance in Man), Dit is een publiekelijk toegankelijk platform.

Het Usher-eiwitnetwerk. Rood: associatie met Ushersyndroom, Blauw: associatie met geïsoleerde RP en Zwart: associatie met geïsoleerde doofheid. Credits Erwin van Wijk

EXOME SEQUENCING

Exome Sequencing is een techniek waarmee alle 20.000 genen van één persoon tegelijkertijd in kaart gebracht kunnen worden. Deze techniek wordt ook wel Whole Exome Sequencing (WES) genoemd. Het onderzoeken van meerdere genen tegelijkertijd vergroot de kans dat de oorzaak van Ushersyndroom opgespoord kan worden. Er wordt eerst gekeken naar de veranderingen in genen waarvan ze weten dat ze Ushersyndroom kunnen veroorzaken. Als er geen afwijkingen gevonden worden, worden de overige genen verder onderzocht mits hiervoor toestemming is gegeven.

  • WES-onderzoek: Bij een WES-onderzoek (‘Whole Exome Sequencing’) kan naar alle 20.000 genen worden gekeken. Krijgt een kind een WES-onderzoek, dan wordt meestal ook het DNA van de ouders onderzocht (‘Trio-WES’). Dit is om de genen van de ouders te kunnen vergelijken met de genen van het kind.
  • Bij WGS (‘Whole Genome Sequencing’) wordt behalve naar de genen ook naar het DNA tussen de genen gekeken. Dit gebeurt nu meestal bij wetenschappelijk onderzoek.