Czy mozaikowość organizmu może stanowić przeszkodę w interpretacji wyników komercyjnych testów diagnostycznych wykonywanych na życzenie pacjentów?

Mozaikowość polega na tym, że u danej osoby występują ≥2 linie komórkowe różniące się składem genetycznym. Różnica może dotyczyć liczby chromosomów i od lat taką mozaikowość znamy na przykład w zespole Turnera czy Klinefeltera, ale cały szereg innych chromosomowych aberracji może mieć formę mozaiki. Można się spotkać z mozaikowością związaną z wariantami genetycznymi, a więc z mutacją, wariantami polimorfizmów pojedynczego nukleotydu (SNV) czy z liczbą powtórzeń kopii DNA (CNV). Wyróżniono 3 typy mozaikowości:

• germinalna (występuje w komórkach rozrodczych [gametach]),

• somatyczna (w komórkach somatycznych),

• gosomalna (w obu typach komórek).

Mozaikowość somatyczna, której dotyczy pytanie, powstaje postzygotycznie i występuje we wszystkich komórkach potomnych pochodzących z komórki, w której pojawił się wariant genetyczny. Jeżeli mutacja wystąpi bardzo wcześnie w rozwoju ontogenetycznym, przed gastrulacją, wtedy jest obecna we wszystkich listkach zarodkowych. W takim przypadku materiałem, z którego pozyskuje się DNA do identyfikacji mozaikowości, może być praktycznie każda tkanka (najczęściej krew, ślina, szpik kostny, fibroblasty). Jeżeli mutacja pojawia się później, po zakończeniu neurulacji, to może być obecna tylko w tkance nerwowej, co może stwarzać problemy przy jej identyfikacji. W miarę upływu czasu niektóre z tych defektów mogą znikać, więc uzyskany wynik zależy od tego, w jakim okresie przeprowadza się badanie.

W przypadku kariotypu, jeżeli podejrzewamy mozaikowość, to powinniśmy zbadać ≥2 linie komórkowe. W tym przypadku zwykle określamy kariotyp z krwi, a dodatkowo na badanie pobiera się szpik lub fibroblasty, a następnie po namnożeniu ich w hodowli porównuje te linie komórkowe. Większy problem stwarza badanie genomu metodą sekwencjonowania następnej generacji (NGS – next generation sequencing) wykonane na przykład w ramach komercyjnych testów diagnostycznych wykonywanych na życzenie pacjentów (DTC – direct to consumer tests). Bada się tylko krew lub ślinę, dlatego mozaikowość można przeoczyć, jeżeli dotyczy na przykład komórek, które znajdują się poza krwią lub komórkami nabłonka. Jeżeli stosuje się na przykład tylko sam test WES o małym stopniu pokrycia, a częstość wariantu występującego w formie mozaiki jest niewielka, badanie może nie wykryć mozaikowości. Największą skuteczność w wykrywaniu mozaikowości uzyskuje się w badaniu za pomocą sekwencjonowania eksonowego o wysokim pokryciu (>500 razy) i dotyczącego wybranego panelu genów.

Obecnie coraz częściej zmienność fenotypowa (inaczej oligoheterogenność kliniczna) chorób wiąże się właśnie z mozaikowością. Jednym z głównych czynników odpowiedzialnych za sytuację, że ten sam gen może powodować różne postaci danej choroby, a nawet różne choroby, jest właśnie mozaikowość, a nie tylko kwestia rodzaju mutacji. Istotna mozaikowość dotyczy neuronów, które mają niesamowity potencjał dzielenia się. Uważa się, że we wczesnym okresie ciąży może dochodzić nawet do około 105 podziałów na minutę, a badania wskazują, że częstość mutacji somatycznych podczas neurogenezy wynosi około 5 SNV/podział komórki/24 h. Przy tak dużej liczbie mitoz istnieje spore ryzyko zaburzeń w zakresie segregacji wariantów genetycznych do komórek potomnych, co może skutkować mozaikowością. W tej chwili poznajemy coraz więcej chorób, których etiologia łączy się nie tylko z mutacją pojedynczego genu, a fenotypowe warianty choroby mogą być związane z mozaikowością somatyczną. Przykładem takiej choroby jest gładkomózgowie (lizencefalia), za którą odpowiada gen LIS, a także zespół Retta, czy zaburzenia ze spektrum autyzmu (ASD). Klasycznie mozaikowość stwierdza się w chorobie McCune’a i Albrighta oraz nerwiakowłókniakowatości. Rozpoznanie mozaikowości ułatwia w tych przypadkach występowanie zmian w obrębie skóry. Mozaikowatość stała się „gorącym” tematem w genetyce klinicznej szczególnie od momentu wprowadzenia bardziej czułych metod diagnostycznych w erze NGS.

Piśmiennictwo

1. Cao Y., Tokita M.J., Chen E.S. i wsp.: A clinical survey of mosaic single nucleotide variants in disease-causing genes detected by exome sequencing. Genome Med., 2019; 11 (1): 48
2. Cook C.B., Armstrong L., Boerkoel C.F. i wsp.: Somatic mosaicism detected by genome-wide sequencing in 500 parent–child trios with suspected genetic disease: clinical and genetic counseling implications. Cold Spring Harb. Mol. Case Stud., 2021; 7: a006125
3. D’Gama A.M.: Somatic mosaicism and autism spectrum disorder. Genes (Basel), 2021; 12 (11): 1699
4. Jourdon A., Fasching L., Scuderi S. i wsp.: The role of somatic mosaicism in brain disease. Curr. Opin. Genet. Dev., 2020; 65: 84–90
5. Mefford H.C.: Mosaicism in clinical genetics. Cold Spring Harb. Mol. Case Stud., 2021; 7 (6): a006162
6. Miller C.R., Lee K., Pfau R.B. i wsp.: Disease-associated mosaic variation in clinical exome sequencing: a two-year pediatric tertiary care experience. Cold Spring Harb. Mol. Case Stud., 2020; 6 (3): a005231