Genomic imbalances in patients with intellectual disability

Abstract

Development delay/Intellectual disability (DD/ID) is a serious and life-long condition which represents a challenge for families and public health services. It is characterized by suboptimal functioning of the central nervous system resulting in limitations both in intellectual functioning and in adaptive behavior, and it is observed in approximately 2-3% of the population worldwide. Establishing the disease etiology is important for clinical management, genetic counseling and coping strategies of the families. Array-based comparative genomic hybridization technique (aCGH), also called molecular karyotyping (MC), allows us to directly measure genomic copy number variations between the patient and a control DNA. The whole genome of an individual is represented in a high-resolution “virtual karyotype”, allowing the detection of submicroscopic alterations, undetectable by standard or highresolution karyotyping techniques. In Portugal, the guidelines for testing patients with DD/ID indicate the Gbanding karyotyping in first place and, whenever the result is normal, testing for the most common single gene disorders (Fragile X, for instance), for subtelomeric rearrangements and with specific FISH probes. However, the latter technologies are not suitable for whole genome scans in routine diagnosis, both because of the lower resolution levels (the case of conventional karyotyping), the extensive time consumption and high costs (the FISH case). The introduction of aCGH should contribute to the etiological classification of a large proportion of the DD/ID patients as well as to conclude about the utility of using these technologies for diagnosis of idiopathic DD/ID in the clinical context.

O atraso mental (AM) é uma doença que apresenta desafios para a vida tanto nas famílias como na sociedade. É caracterizada por um funcionamento subóptimo do sistema nervoso central que manifesta limitações quer ao nível da capacidade intelectual quer do comportamento adaptativo e tem uma incidência de aproximadamente 2-3% de nados vivos em todo o mundo. A determinação da causa da doença é importante para o correcto encaminhamento clínico, aconselhamento genético e estratégias de coping a desenvolver pela família. A técnica de hibridação genómica comparativa (aCGH), também designada de cariótipo molecular (CM), permite medir variações no número de cópias entre o genoma do doente e de um controlo. A totalidade do genoma de um indivíduo é representado num cariótipo virtual de alta resolução, permitindo assim a detecção de alterações submicroscópicas indetectáveis por métodos de cariotipaem standard ou de alta resolução. Em Portugal, as recomendações para os testes genéticos a realizar num doente com AM indicam o cariótipo tradicional de bandas G como primeira abordagem e, sempre que o resultado seja negativo, a pesquisa relativa às patologias unigénicas mais comuns (Síndrome de X frágil, por exemplo), rearranjos subteloméricos e sondas de FISH específicas. No entanto, estas tecnologias não são aplicáveis para análise de todo o genoma no contexto de diagnóstico de rotina, tanto pela sua baixa resolução (caso do cariítpo convencional) como pela elevada laboriosidade e/ou custos monetários (caso do FISH). A introdução de aCGH pretende contribuir para a classificação etiológica de grande parte dos doentes com AM, assim como, concluir acerca da utilidade desta tecnologia para o diagnóstico de AM idiopático no contexto clínico.