Subsidies van Stichting Michelle voor nieuw onderzoek

Effectiever gen mutaties vinden en cognitie voorspellen

Subsidies van Stichting Michelle

In de vorige twee contactbladen schreven we over St. Michelle en hoe subsidies toegekend worden. In deel 3 van de reeks over de Stichting Michelle gaan we in op de twee onderzoeken die geselecteerd zijn voor financiële ondersteuning. Van beide wordt een beschrijving gegeven van het onderzoek en welke doelen men wil bereiken.

Tekst Francesco Dioguardi en Corinne Kijl

Mark Nellist
Als eerste vroegen we Mark Nellist van het Erasmus MC iets te zeggen over zijn onderzoeksvoorstel van met de titel: High-yield identificatie van DNA-mutaties door middel van gerichte HaloPlex custom capture Next Generation Sequencing. Anders gezegd: Een nieuwe manier om effectiever TSC1 en TSC2 mutaties te vinden.

Niet 100%
De grote variatie in uiterlijk kenmerken van TSC betekent dat het stellen van een definitieve klinische diagnose moeilijk kan zijn, met name bij jonge patiënten. Tubereuze sclerose complex (TSC) wordt veroorzaakt door mutaties in de TSC1- en TSC2-genen, en de identificatie van een TSC1- of TSC2-mutatie is voldoende om TSC te diagnosticeren, zelfs in afwezigheid van duidelijke klinische verschijnselen.

Snelle en efficiënte methoden om TSC1- en TSC2-mutaties te vinden kunnen helpen om vroeg een diagnose te stellen. Een vroege diagnose geeft duidelijkheid en helpt bij het eerder kunnen toepassen van effectieve behandelingen. Helaas slagen de huidige methoden er bij 10 – 25% van de gevallen niet in om een TSC1- of TSC2-mutatie te identificeren. Voor deze personen kan het ontbreken van cruciale genetische gegevens het nemen van besluiten ten aanzien van passende klinische zorg en gezinsplanning bemoeilijken. Daarom willen we nieuwe, nog efficiëntere detectiemethoden ontwikkelen. Voor het nieuwe onderzoek hebben we een groep van ongeveer 50 patiënten met een zekere diagnose TSC verzameld bij wie we géén TSC1- of TSC2-mutatie hebben kunnen vinden.

Next Generation Sequencing
Er zijn mogelijk meerdere redenen voor het niet kunnen detecteren van mutaties bij TSC-patiënten. Sommige mutaties kunnen niet worden gedetecteerd met standaard moleculaire testen, zoals de zogenaamde mozaïekmutaties. Dit zijn mutaties die optreden tijdens de embryonale ontwikkeling en slechts aanwezig zijn in een (klein) aantal van de cellen van de patiënt. Nieuwe technieken om DNA te onderzoeken zijn inmiddels beschikbaar. Deze technieken hebben de verzamelnaam Next Generation Sequencing (NGS). We willen de HaloPlex custom capture NGS techniek toepassen om TSC1 en TSC2 mutaties op te sporen.

HaloPlex NGS heeft de potentie om op twee manieren TSC1 en TSC2 mutaties beter op te sporen dan standaard moleculaire testen. Ten eerste maakt HaloPlex NGS het mogelijk om mozaïekmutaties te vinden, zelfs als deze slechts in een klein deel van de cellen van een persoon aanwezig zijn.
Ten tweede is het mogelijk om het hele gebied rondom een gen te onderzoeken, in plaats van losse kleine stukjes ervan. HaloPlex NGS zou daarom kunnen helpen om onzekerheid te verminderen in het aanzienlijke deel van individuen en families met TSC voor wie de huidige methoden geen uitsluitsel geven.

TSC3-gen?
Doel is om met HaloPlex NGS het DNA van individuen die aan de klinische diagnostische criteria voor TSC voldoen, maar bij wie met de conventionele moleculaire testen geen pathogene TSC1- of TSC2-mutatie gevonden is, veel uitgebreider te screenen. We zullen bepalen of HaloPlex NGS van de gehele TSC1- en TSC2-genen een geschikte methode is om alsnog mutaties te vinden. Als blijkt dat een groep patiënten inderdaad géén afwijkingen van de TSC1- en TSC2-genen heeft, kan het mogelijk zijn dat er een ander gen is wat mogelijk ook TSC veroorzaakt (het zogenaamd “TSC3”-gen).

De specifieke doelstellingen van het project zijn als volgt:
1. Kan HaloPlex NGS TSC1- en TSC2-mutaties identificeren die niet worden gedetecteerd met conventionele moleculaire methoden?
2. Resulteert HaloPlex NGS in een significant hogere opbrengst van geïdentificeerde mutaties, voor een redelijke prijs? Dit is niet alleen een belangrijke vraag voor individuen met TSC, maar zal ook nuttige gegevens opleveren voor vergelijking met andere erfelijke aandoeningen en voor DNA-testen in het algemeen.
3. Detecteert HaloPlex NGS specifieke klassen TSC1- en TSC2-mutaties, en zijn deze te relateren aan specifieke klinische verschijnselen van TSC?
4. Kunnen we een cohort van individuen met TSC identificeren, die geen TSC1- of TSC2-mutaties hebben, om te helpen de vermeende TSC3-locus te identificeren?

Samenvatting
Kortom, wij zullen een nieuwe doelgerichte NGS benadering gebruiken om TSC1 en TSC2 te screenen in individuen die aan de klinische diagnostische criteria voor TSC voldoen en bij wie conventionele moleculaire methoden geen TSC1- of TSC2-mutatie hebben opgeleverd. We willen vaststellen of gerichte HaloPlex NGS een geschikte methode is om meer mutaties in de TSC patiëntenpopulatie te kunnen ontdekken. Bovendien is deze groep waarbij conventionele moleculaire testen geen TSC1- of TSC2-mutatie heeft opgeleverd, een goede groep om naar andere genetische oorzaken van TSC te zoeken. Dit project zal helpen om moleculair testen voor TSC te verbeteren en biedt de betreffende personen en hun familie relevante informatie over hun ziektestatus en de daarmee verbonden risico’s.

Marie-Claire de Witt
Het tweede onderzoeksvoorstel is van Marie-Claire de Wit, ENCORE, TSC poli, MC Erasmus, met als titel: EEG gebruiken om cognitieve ontwikkeling beter te meten en voorspellen. Aan haar ook de vraag om haar voorstel toe te lichten

Cognitie verbetering
Kinderen met TSC hebben vaak problemen in de cognitieve ontwikkeling. Dat wil zeggen dat ze problemen hebben met leren van taal, rekenen, ruimtelijk inzicht, redeneren en organiseren. Het hebben van een verstandelijke beperking en gedragsproblemen zijn vaak bepalend voor hun toekomst. Voor ouders van jonge kinderen met TSC geeft dit veel onzekerheid. Je kunt de cognitieve ontwikkeling meten met een IQ-test, maar zo’n IQ test lukt meestal pas wanneer een kind een ontwikkelingsleeftijd van 4 tot 6 jaar heeft.

Het verbeteren van de cognitieve ontwikkeling is beperkt mogelijk op dit moment, maar duidelijk is dat goede behandeling van epilepsie, kinderpsychiatrische interventies en ondersteuning op school zinvol zijn. Daarnaast vindt onderzoek plaats om te zien of mTOR remmende medicijnen een gunstig effect zouden kunnen hebben. Het is best moeilijk om te bewijzen of een behandeling of therapie de cognitie verbetert, omdat het veel tijd kost om een verbetering te zien en omdat je een grote groep kinderen nodig hebt om onderscheid te kunnen maken tussen het normale ouder worden en een echte verbetering in de hersenfunctie. Bij kinderen die te jong zijn of te ver achter lopen voor een IQ-test is het helemaal moeilijk. En dat terwijl je een behandeling juist op jonge leeftijd al zou willen geven, als een kind achter dreigt te gaan lopen.

Wat gaan we onderzoeken?
We willen weten of je door een nieuwe manier van kijken naar een EEG kan meten hoe ver de hersenontwikkeling is en of je al op jonge leeftijd kan voorspellen hoe een kind het zal doen later op school. Een EEG kan je op elke leeftijd doen, het is volledig ongevaarlijk en een kind hoeft niet heel veel mee te kunnen werken.

Waarom willen we dat doen?
Als je met EEG inderdaad meer dan nu kan zeggen over de hersenontwikkeling, dan kun je veranderingen daarin ook meten. Zo kun je bijvoorbeeld na het starten met medicijnen of een andere behandeling meten of het beter gaat en zijn we niet meer alleen afhankelijk van een IQ test. Ook willen we ouders van jonge kinderen eerder en beter kunnen vertellen wat ze te wachten staat.

Hoe gaan we het precies doen?
In samenwerking met het VUMC van de Vrije Universiteit Amsterdam, gaan we aan de EEG’s een netwerkanalyse doen en dat correleren aan de resultaten van de neuropsychologische testen. De hersenen werken als een netwerk waarin de zenuwcellen signalen aan elkaar doorgeven. De optelsom van elektrische stroompjes kun je meten met EEG-plakkers op de hoofdhuid. Je kunt dan golven zien waaraan je bijvoorbeeld kan zien of iemand wakker is of slaapt. Ook kun je epileptische ontladingen zien. Dit gebeurt door naar het EEG te kijken. We gaan nu met speciale software rekenen aan de gegevens van het EEG om te kijken hoe de golven in verschillende gebieden met elkaar samenhangen. Hiermee kun je beoordelen hoe goed de kwaliteit en snelheid van het netwerk is. Daarna gaan we kijken hoe goed deze resultaten verband houden met het functioneren van het kind in het dagelijks leven.

Beide onderzoeken zullen door Stichting Michelle en de STSN met grote belangstelling gevolgd worden. Zodra er resultaten van deze onderzoeken bekend zijn zullen wij u hierover informeren.

Geplaatst in Dossiers, Lopende onderzoeken, Onderzoeken, Poli's, Rotterdam.