ERKEKTE OTOZOMAL KROMOZOMAL ANOMALLER TANI VE TEDAVSNDE GNCEL

ERKEKTE OTOZOMAL KROMOZOMAL ANOMALİLER TANI VE TEDAVİSİNDE GÜNCEL YAKLAŞIMLAR Prof. Dr. Barış Altay Ege Üniversitesi Tıp Fakültesi Üroloji Anabilim Dalı

KROMOZOM BOZUKLUKLARI SAYISAL BOZUKLUKLAR Poliploidi Anöploidi Cinsiyet kromozomları anöploidisi Otozomal kromozomların anöploidisi YAPISAL BOZUKLUKLAR Delesyon Duplikasyon İnversiyon İnsersiyon Ring kromozom İzokromozom Mozaisizm Translokasyonlar Robertsonian Resiprokal

KROMOZOM BOZUKLUKLARI YAPISAL BOZUKLUKLAR Delesyon Duplikasyon İnversiyon İnsersiyon Ring kromozom İzokromozom Mozaisizm Translokasyonlar Robertsonian Resiprokal

Yapısal Bozukluklar • Delesyon: Kromozonun küçük bir segmentinin kopmasıdır • İnversiyon: Bir kromozonda meydana gelen 2 kırık arasındaki segmentin kendi etrafına 180 derece dönüp tekrar kaynaması ile oluşur • Duplikasyon: Kırılma sonucu kromozndan kopan bir segment kendi homolog kromozonuna yapışmasıyla oluşur.

Yapısal Bozukluklar

İnversiyon Tek bir kromozom üzerinde meydana gelen iki kırık sonucu bir kromozom parçasının ters yönde oluşmasıdır. – PERİSENTRİK • 9 NOLU? ? ? • Diğerleri sonraki nesilde soruna yol açabilir. – PARASENTRİK İnv 10

Perisentrik-inversiyon

Parasentrik-inversiyon

Translokasyon • Kırılma gösteren 2 ayrı kromozondan birinin kırılan parça üzerine yapışmasına denir. 1. Karşılıklı resiprokal translokasyon 2. Sentriolde birleşme • Sağlam kromozon uçları birbirine yapışmaz. • Yapışmayan kromozon bir sonraki mitozda bölünmeye katılamaz ve ortadan kaybolur.

Translokasyon

TRANSLOKASYON Bir kromozomdan diğer kromozoma genetik materyal geçişidir. Resiprokal (1/500) Toplam kromozom sayısı 46 11 ve 22 arası sıktır Robertsonyan (1/1000) 13 ve 14 arası sık Akrosentrikler arası Toplam kromozom sayısı 45

Görülme Sıklığı İnfertil erkeklerde %15 oranında gözlenen genetik bozukluklar kromozom aberasyonları ve tek gen mutasyonları şeklinde gözlenebilmektedir. Kromozom anomalileri infertil erkeklerde %8, azoospermik erkeklerde ise %15 oranında gözlenmektedir

Görülme Sıklığı • Yenidoğanlarda Robertsonian ve resiprokal translokasyonlar 1/1000 ve 0. 9/1000 oranında görülür. • İnfertil erkeklerde bu görülme sıklığı sırasıyla 7 ve 9 kat artmaktadır.

Görülme Sıklığı • Robertsonian translokasyon, infertil popülasyonda %2 -3 • Yineleyen düşük öyküsü olanlarda %9 oranında gözlenmektedir. Stern et al. Hum Reprod 1999

Resiprokal translokasyon • Resiprokal translokasyon, 2 heterolog kromozom materyelinin yer değiştirmesi şeklinde gerçekleşir; diğer deyişle genetik materyelin miktarı değişmez ancak sırası değişir.

Resiprokal translokasyon

Dengesiz Resiprokal Translokasyon • Dengesiz formdaki resiprokal translokasyonlar genellikle mental retardasyon ve fiziksel sorunlarla eşlik ederken, dengeli resiprokal translokasyonlar taşıyıcılarında fenotipik etkiler görülmezken, sperm sayısına ait (oligospermiazoospermi) sorunlar gözlenebilir

• Translokasyonlarda genetik içerik bir kromozomdan diğerine aktarılır. • Genellikle dengeli translokasyonlarda fenotipte değişiklik, genetik materyelde artış veya azalış gözlenmez. • Ancak mayoz sırasında haploid yapıdaki spermde DNA’da kayıp veya artış gözlenebilir.

Bitişik (adjacent) segregasyon

Alternatif (alternate) segregasyon

Resiprokal Translokasyon Taşıyıcıları • Resiprokal translokasyonda yer alan kromozonlar farklı yapıda kompleksler oluşturarak, alternatif, ardışık-1, 2, 3: 1 ve 4: 0 şeklinde segreagasyonlarla 32 dengelenmiş veya dengelenmemiş farklı gamet oluşumuna yol açar. Ko et al. Am J Med Genet 2010 • Erkeklerde en sık alternatif (alternate) segregasyon gözlenmektedir. • Yine bitişik (adjacent) segregasyon-1 ve -2 kadınlarda daha az sıklıkla gözlenmektedir. Lledo et al. Hum Reprod 2010

Robertsonian Translokasyon • Yapısal reorganizasyonlar %20 de-novo ve %80 ailesel olarak karşımıza çıkmaktadır. • Robertsonian translokasyonlar %65 maternal kökenliyken, de-novo yapısal yeniden düzenlemeler %84 paternal kökenlidir. • Çoğu de-novo yapısal yeniden düzenleme dengeli olarak karşımıza çıkar ve yaşam şansları kromozomal olarak normal olan gebeliklerden farksızdır.

• Ailesel reorganizasyonlarda az veya çok duplikasyonlar ve eksiklikler mayoz sırasında kromozonun davranışına göre gözlenebilir. • Bu durum özellikle morfoloji, kromozom kırıklarının uzunluğu, heterokromatin yapının agregasyonuna bağlıdır.

Robertsonian tip translokasyonlar • Robertsonian tip translokasyonlar iki akrosentrik kromozonun füzyonuna (kromozomlar 13, 14, 15, 21 ve 22) bağlı gelişir. • Kromozomun uzun kolu aynı kalırken, kısa kolda kayıp gözlenebilir ve 45 kromozon ile sonlanabilir. • Genellikle bu tip translokasyonlar dengeli haldedir ve fenotipik değişiklikler gözlenmez, spermatogenetik değişiklikler ve kadınlarda hamilelik kayıpları ile karşımıza çıkar.

Ejakülat ile inceleme • Ejakülattan yapılan incelemelerde spermatozoadaki DNA fragmantasyonları, kaspaz aktivasyonları ve ultrastrüktürel değişiklikler sonrasında hücrelerdeki programlı hücre ölümüne benzerlik göstermektedir.

Ejakülat ile inceleme • Bu görüşten yol çıkarak TUNEL yöntemi ile yapılan çalışmalarda Robertsonian translokasyon gösteren erkeklerde sperm sayı, hareket ve morfolojisinin, fertil erkeklere göre daha düşük olduğu gösterilmiştir • DNA fragmantasyonun daha yüksek olduğu, immatür hücre sayısının daha fazla olduğu gösterilmiştir. • Buna göre Robertsonian translokasyon tanımlanan erkeklerde kaspaza bağlı apoptozis spermatogenez üzerine olumsuz etkileri olduğu görüşü desteklenmektedir. Brugnon et al. Hum Reprod 2010

Robertsonian tip translokasyonlar

ROBERTSONİAN TRANSLOKASYON Translokasyon tipi Down Sendrom 46, XY, -14, +t(14 q 21 q)

Translokasyon tipi Down sendromu (trizomi 21) • Fazla olan 21 nolu kromozom diğer kromozom üzerine eklenir. • 2 akrosentrik kromozomun uzun kollarının birbiri üzerine translokasyonu söz konusudur. • Sentromerde yapışma şeklinde ortaya çıkar.

• Erkek taşıyıcılarda oligospermi sıklıkla gözlenmektedir. Bunun nedeni olarak da mayoz bölünme sırasındaki kontrol noktalarında hücrenin bölünme işlemini sürdüremeyerek apoptozise uğramasıdır. • Hücre bölünme sürecini tamamlayabilirse, bu kez de anöploid veya diplod spermatozoa gelişimi söz konusudur. • En sık gözlenen rob(13; 14) ve rob(14; 21) translokasyonlarıdır.

• Anormal segregasyona bağlı yeniden düzenlenmelerde komplet trizomi 14 (yaşamla bağdaşmaz), trizomi 13 (yaşam şansı %2. 8) ve trizomi 21 (yaşam şansı %22. 1) şeklinde kliniğe yansımaktadır. • Down sendromu (21 -trizomi) 1/800 • 13 -trizomi ise doğumda görülmektedir. 1/20. 000 canlı

DOWN SENDROMU Trizomi 21İnsanlarda ensık rastlanılan kromozom anomalisi

Trizomi 13 Patau sendromu

Trizomi 18 Edwards sendromu

Karyotip Analizi • Otozomal kromozomal anomalilerin rutin tanısında kullanılan yöntemdir. • Klinik gerekliliklerde rezolüsyonu daha yüksek yöntemlerden yararlanılmaktadır.

Karyotip Analizi • Karyotipler mayotik ve mitotik kromozomlara dayanır ve kromozom bantlama yöntemleri ile detaylı analiz yapılabilir. • Kromozomlar genelde en büyükten en küçüğe doğru sıralanır.

Bir insan karyotipi

FISH ile Tanı • Günümüzde flöresan in situ hibridizasyon (FISH), embriyodaki dengelenmemiş kromozom değişikliklerini tanımlamada kullanılan yöntemdir.

Kromozom tanımlama

Avantajları • Hızlı sonuç • Yüksek verimlilik • Yüksek sensitivite ve spesifisite • Bölünmeyen veya bölünemeyen hücrelerde sitogenetik veri • Kötü örneklerden sitogenetik veri

Dezavantajları • Tespit edilen anomaliler problar ile sınırlı • Sadece bir veya çok az anomali birlikte incelenebilme • Parafin kesitlerde veya solid doku frozen kesitlerinde daha zor sonuç elde edebilme • Karanlık ortam, Flöresan mikroskop ve image analiz sistemi gerekliliği

Prob Centromerik Prob “a” satellit tekrar probları Anöploidi tanısı Tüm kromozom probu Yeni düzenlemelerin tanısı Lokus spesifik prob Mikrodelesyon tanısı Subtelomerik prob İdiopatik mental retardasyonlarda kriptik delesyon Telomerik prob Telomerlerdeki delesyon, translokasyon, inversiyon

Uygulamalar • Mikrodelesyon • Delesyon • Kromozomların tanımlanması • Subtelomerik delesyon • Telomerik delesyon ve yeni düzenleme • Rapid FISH • Onkoloji

PGD için kromozomların FISH ile tanımlanması

PGD • Geçmişte preimplantasyon genetik taramalarda maternal orijinli translokasyonlarda polar cisimlere uygulanan kromozom boyayan problar kullanılmaktaydı. • Yakın zamanda FISH metoduna alternatif olarak PCR destekli PGD ile hem resiprokal hem de Robertsonian translokasyonlar değerlendirilebilmektedir.

PGD • Rob. Translokasyon olanlarda (tekrarlayan düşük veya infertilite sorunu nedeniyle karyotip tayini yapılmamış) spontan hamilelik şansı değerlendirilmelidir. • Tekrarlayan düşüklere bağlı psikolojik olarak sorunlar oluşan çiftlerde ve spontan gebelik için yaklaşık 2 yıl gibi bir süreç beklemek istemeyenler dikkate alınmalıdır Keymolen et al. Hum Reprod 2009

PGD • Tekrarlayan düşüklere bağlı karyoptip tayini yaptıran taşıyıcılar PGD’e ait eve bebek götürme oranlarında artışla ilgili bilgilendirilmelidir. • Bu konuda daha erken çocuk sahibi olma isteğinde olanlarda işlemin YÜT ile gerçekleştiği bilgisi verilmelidir. Keymolen et al. Hum Reprod 2009

PGD • İnfertilite sorunu nedeniyle karyotip tayini yaptıranlarda, PGD ile daha yüksek eve bebek götürme oranları hakkında bilgilendirme yapılmalı • Aynı şekilde infertilite nedeniyle uygulanacak ICSI tedavisine ek olarak PGD de programa alınmalıdır. Keymolen et al. Hum Reprod 2009

PGD etkinliği • PGD ile ilk hamilelikte eve bebek götürme oranı %71. 9, PGD uygulanmayanlarda ise %7. 9 olarak verilmektedir Keymolen et al. Hum Reprod 2009 • Resiprokal veya Rob. Translokasyon taşıyıcılarında aynı oranlar PGD ile %81. 4 ve PGD olmaksızın %11. 5 olarak bildirilmektedir Verlinsky et al. Reprod Bio. Med Online 2005

KROMOZOM BOZUKLUKLARI SAYISAL BOZUKLUKLAR Poliploidi Anöploidi Cinsiyet kromozomları anöploidisi Otozomal kromozomların anöploidisi

Poliploidi Her kromozom için iki kopyadan (öploidi) daha fazla kromozom olması durumu Triploidi 3 n Tetraploidi 4 n Pentaploidi 5 n Hegzaploidi 6 n n: 23 monoploidi (69) (92) (115) (138)

MONOPLOİDİ VE POLİPLOİDİLER YAŞAMLA BAĞDAŞMAZ Triploidi

CİNSİYET KROMOZOMU ANÖPLOİDİLERİ 45, X 0 Turner 47, XXX, 48, XXXX Süper dişi? 47, XXY, 48, XXXY. . . Klinefelter 47, XYY, 48, XXYY

OTOZOMAL ANÖPLOİDİ OTOZOMAL KROMOZOM ÇİFTİNİN VEYA ÇİFTLERİNİN İKİDEN EKSİK VEYA FAZLA SAYIDA OLMASIDIR. MONOZOMİ 14 Monozomiler yaşamla Bağdaşmaz Trizomilerden 13, 18 ve 21 canlı doğar