Molekularne metody stosowane w diagnostyce zespołu long-QT

• Authors: Ewa Moric-Janiszewska , Marta Głowacka , Ludmiła Węglarz

Title variants

EN

Molecular methods used in diagnosis of long-QT syndrome

• Languages of publication: PL

Abstracts

PL

LQTS (long-QT syndrome) oznacza wrodzony zespół wydłużonego odcinka QT i jest chorobą kanałów jonowych uwarunkowaną genetycznie. U jej podstaw leżą mutacje genów kodujących białka i podjednostki kanałów jonowych błony podstawnej kardiomiocytów, istotne dla prawidłowego ich funkcjonowania. Jej głównymi cechami są: wydłużenie odstępu QT (> 450 ms) widoczne w obrazie EKG, pojawianie się omdleń, zatrzymania akcji serca oraz nagła śmierć sercowa SCD (sudden cardiac death), spowodowana występowaniem wielokształtnego częstoskurczu komorowego typu torsade de pointes (TdP) lub też migotaniem komór. Obecnie zidentyfi kowano 12 odmian zespołu long-QT, które spowodowane są aż 600 mutacjami genów zlokalizowanych w chromosomach: 3, 4, 6, 7, 11, 17, 21. Zależnie od mutacji konkretnego genu, w zespole LQT wyodrębniono podtypy od LQTS1 do LQTS12. Poznanie zaburzeń genetycznych w poszczególnych typach LQTS umożliwiło wprowadzenie terapii zależnej od genotypu. Ze względu na częste niewystępowanie objawów klinicznych aż u 40% nosicieli zmutowanych genów bardzo ważna jest szybka i skuteczna diagnostyka. U pacjentów takich nie zawsze sprawdzają się kliniczne kryteria diagnostyczne i dlatego należy ich diagnozować metodami molekularnymi. W przedstawionej pracy opisano niektóre (SSCP, sekwencjonowanie, ilościowy PCR) najczęściej stosowane, molekularne metody diagnostyki zespołu long-QT.

EN

LQTS (long QT syndrome) is a genetic disorder caused by the mutations of genes adversely aff ecting the ion channel function in the cellular membranes of cardiac myocytes. Prolonged repolarization detected on a ECG as a longer QT interval (> 450 ms) is responsible for syncope, cardiac arrest and sudden cardiac death (SCD), due to transient “torsade de pointes” (TdP) or ventricular fibrillation. Currently, 12 types of long-QT syndrome have been identifi ed, which are caused by 600 mutations of genes located on chromosomes: 3,4,6,7,11,17,21. Depending on the particular gene mutation in the LQT syndrome, subtypes from LQTS1 to LQTS12 were identifi ed. The knowledge of genetic disorders in diff erent types of LQTS has enabled the introduction of genotype-dependent therapy. Due to the frequent absence of clinical signs in 40% of mutant genes carriers, it is very important to develop fast and eff ective diagnostics. These patients do not always suit the clinical diagnostic criteria and therefore they should be diagnosed using molecular methods. In the present study we describe some molecular methods (SSCP, sequencing, quantitative PCR) most commonly used in genetic diagnostics of the long-QT syndrome.

Keywords

EN

analiza molekularna; ion channels; kanały jonowe; long-QT syndrome; molecular analysis; zespół long-QT

Discipline

• MEDICINE: MEDICINE

• Publisher: Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach
• Journal: Annales Academiae Medicae Silesiensis
• Year: 2012
• Volume: 66
• Issue: 4
• Pages: 41–47

Contributors

author

Ewa Moric-Janiszewska

• Katedra i Zakład Biochemii Wydziału Farmaceutycznego z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej w Sosnowcu Śląskiego Uniwersytetu Medycznego w Katowicach ul. Narcyzów 1 41-200 Sosnowiec tel. [phone] e-mail: ejaniszewska@

author

Marta Głowacka

• Katedra i Zakład Biochemii Wydziału Farmaceutycznego z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej w Sosnowcu Śląskiego Uniwersytetu Medycznego w Katowicach

author

Ludmiła Węglarz

• Katedra i Zakład Biochemii Wydziału Farmaceutycznego z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej w Sosnowcu Śląskiego Uniwersytetu Medycznego w Katowicach

References

• 1. Szczeklik A., Tendera M. Kardiologia Tom I. Kraków: Medycyna Praktyczna 2009: 447–450.
• 2. Moric E., Herbert E., Mazurek U. i wsp. Gene is not a common target for mutations in patient with various heart pathologies. J. Appl. Genet. 2002; 43: 245–254.
• 3. Goldenberg I., Zaręba W., Moss A.J. Long QT Syndrome. Curr. Probl. Cardiol. 2008; 33: 629–694.
• 4. Markiewicz-Łoskot G., Moric-Janiszewska E., Mazurek U. The risk of cardiac events and genotype-based management of LQTS patients. Ann. Noninvasive Electrocardiol. 2009; 14: 86–92.
• 5. Crotti A., Celano G., Degradi F., Schwartz P.J. Congenital long QT syndrome. Orphanet J. Rare Dis. 2008; 3: 18.
• 6. Zieńciuk A., Lubiński A. Zespół wydłużonego QT – diagnostyka i leczenie. Chor. Serca Naczyń 2006; 3: 41–46.
• 7. Markiewicz-Łoskot G., Moric-Janiszewska E., Łoskot M., Szydłowski L. Wrodzony zespół wydłużonego QT – aspekty diagnostyczne. Folia Cardiol. 2005; 6: 403–411.
• 8. Napolitano C., Priori S.G., Schwartz P.J. i wsp. Genetic testing in the long QT syndrome: development and validation of an effi cient approach to genotyping in clinical practice. JAMA 2005; 294: 2975–2980.
• 9. Słomski R. Analiza DNA – teoria i praktyka. W: Kaczmarek M., Hoppe-Gołębiewska J. Wykrywanie mutacji punktowych i polimorfi zmu DNA metodą SSCP. Poznań: Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego 2008: 195–202.
• 10. Walker J.M., Rapley R. Medical Biomethods Handbook. W: Vorechovsky I. Single-strand conformation polymorphism (SSCP) analysis. Humana Press 2005: 73–77.
• 11. Potter N.T. Methods in Molecular Biology. Vol. 217 Neurogenetics – Methods and Protocols. W: Scoggan K.A., Bulman D.E. Single-strand conformational polymorphism analysis (SSCP) and sequencing for ion channel gene mutations. Humana Press 2003: 143–151.
• 12. Moric-Janiszewska E., Herbert E., Cholewa K., Filipecki A., Trusz-Gluza M., Wilczok T. Mutational screening of SCN5A linked disorders in Polish patients and their family members. J. Appl. Genet. 2004; 45: 383–390.
• 13. Moric-Janiszewska E., Węglarz L., Markiewicz-Łoskot G., Szydłowski L. Przydatność technik przesiewowych SSCP i DGGE w identyfi kacji mutacji w zespole long-QT. Farm. Przegl. Nauk. 2010; 9: 29–37.
• 14. Kapa S., Tester, D.J., Salisbury B.A. i wsp. Testing for long-QT syndrome: distinguishing pathogenic mutations from benign variants. Circulation 2009; 120: 1752–1760.
• 15. Wedekind H., Smits J.P.P., Schulze-Bahr E. i wsp. De Novo Mutation in the SCN5A Gene Associated With Early Onset of Sudden Infant Death. Circulation 2001; 104: 1158–1164.
• 16. Lupoglazoff J.M., Cheav T., Baroudi G. i wsp. Homozygous SCN5A Mutation in Long-QT Syndrome With Functional Twoto- One Atrioventricular Block. Circ. Res. 2001; 89: e16–e21.
• 17. Makita N., Horie M., Nakamura T. i wsp. Mutation Drug-Induced Long-QT Syndrome Associated With a Subclinical SCN5A. Circulation 2002; 106: 1269–1274.
• 18. Larsen L.A, Andersen P.S, Kanters J. i wsp. Screening for mutations and polymorphisms in the genes KCNH2 and KCNE2 encoding the cardiac HERG/ MiRP1 ion channel: implications for acquired and congenital long-QT syndrome. Clin. Chem. 2001; 47(8): 1390–1395.
• 19. Słomski R. Analiza DNA – teoria i praktyka. W: Lipiński D., Pławski A., Słomski R. Przygotowanie produktów PCR do sekwencjonowania. Poznań: Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego 2008: 399–404.
• 20. Haack B., Kupka S., Ebauer M. i wsp. Analysis of candidate genes for genotypic diagnosis in the long QT syndrome. J. Appl. Genet. 2004; 45: 375–381.
• 21. Wenling L., Dayi H., Cuilan L. i wsp. Mutation analysis of potassium channel genes KCNQ1 and KCNH2 in patients with long QT syndrome. Chinese Med. J. 2003; 116: 1333–1335.
• 22. Miller T.E., You L., Myerburg R.J., Benke P.J., Bishopric N.H. Whole blood RNA off ers a rapid, comprehensive approach to genetic diagnosis of cardiovascular diseases. Genet. Med. 2007; 9: 23–33.
• 23. Chen S., Zhang L., Bryandt R.M. i wsp. KCNQ1 mutations in patients with a family history of lethal cardiac arrhythmias and sudden death. Clin. Genet. 2003; 63: 273–282.
• 24. Koo S.H., Ho W.F., Lee E.J.D. Genetic polymorphisms in KCNQ1, HERG, KCNE1 and KCNE2 genes in the Chinese, Malay and Indian populations of Singapore. Br. J. Clin. Pharmacol. 2005; 61: 301–308.
• 25. Wyczałkowska-Tomasik A., Żegarska J. Łańcuchowa reakcja polimerazy w czasie rzeczywistym – zastosowanie w badaniach naukowych i diagnostyce medycznej. Prz. Lek. 2009; 66: 4.
• 26. Valasek M.A, Repa J.J. The power of real-time PCR. Adv. Physiol. Educ. 2005; 29: 151–159.
• 27. Luo X., Xiao J., Lin H., Lu Y., Yang B., Wang Z. Genomic structure, transcriptional control, and tissue distribution of HERG1 and KCNQ1 genes. Am. J. Physiol. Heart. Circ. Physiol. 2008; 294: H1371–H1380.
• 28. Finley M.R., Li Y., Hua F. i wsp. Expression and coassociation of ERG1, KCNQ1, and KCNE1 potassium channel proteins in horse heart. Am. J. Physiol. Heart. Circ. Physiol. 2002; 283: H126–H138.
• 29. Moric-Janiszewska E., Głogowska-Ligus J., Paul-Samojedny M., Węglarz L., Markiewicz-Łoskot G., Szydłowski L. Ageand sex-dependent mRNA expression of KCNQ1 and HERG in patients of Long-QT syndrome Type 1 and Type 2. Arch. Med. Sci. 2011; 31: 941–947.
• 30. Moric-Janiszewska E., Głogowska-Ligus J., Paul-Samojedny M. i wsp. Expression of genes KCNQ1 and HERG enco-ding potassium ion channels Ikr, Iks in Long-QT syndrome. Kardiol. Pol. 2011; 65: 1–30.
• 31. Wu L., Archacki S.R., Zhang T., Wang Q.K. Induction of high STAT1 expression in transgenic mice with LQTS and heart failure. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2007; 358: 449–454.
• 32. Zhang T., Moss A., Cong P. i wsp. LQTS Gene LOVD Database. Hum. Mutat. 2010; 31: E1801–E1810.
• 33. Zaręba W. Counting mRNA in blood of LQTS – new direction? Kardiol. Pol. 2011; 69; 5: 430.
• 34. Tomás M., Napolitano C., De Giuli L. i wsp. Polymorphisms in the NOS1AP gene modulate QT interwal duration and risk of arrhythmias in the long QT syndrome. J. Am. Coll. Cardiol. 2010; 55: 2745–2752.

• Document Type: article