Computational and statistical analysis of copy number variants in normal and cancer genomes

AbstractAlthough the genomes from any two human individuals are more than 99.99% identical at the sequence level, some structural variation can be observed. Differences between genomes include single nucleotide polymorphism (SNP), inversion and copy number changes (gain or loss of DNA). The latter can range from submicroscopic events (CNVs, at least 1kb in size) to complete chromosomal aneuploidies. Small copy number variations have often no (lethal) consequences to the cell, but a few were associated to disease susceptibility and phenotypic variations. Larger re-arrangements (i.e. complete chromosome gain) are frequently associated with more severe consequences on health such as genomic disorders and cancer. High-throughput technologies like DNA microarrays enable the detection of CNVs in a genome-wide fashion. Since the initial catalogue of CNVs in the human genome in 2006, there has been tremendous interest in CNVs both in the context of population and medical genetics. Understanding CNV patterns within and between human populations is essential to elucidate their possible contribution to disease. But genome analysis is a challenging task; the technology evolves rapidly creating needs for novel, efficient and robust analytical tools which need to be compared with existing ones. Also, while the link between CNV and disease has been established, the relative CNV contribution is not fully understood and the predisposition to disease from CNVs of the general population has not been yet investigated.During my PhD thesis, I worked on several aspects related to CNVs. As l will report in chapter 3, ! was interested in computational methods to detect CNVs from the general population. I had access to the CoLaus dataset, a population-based study with more than 6,000 participants from the Lausanne area. All these individuals were analysed on SNP arrays and extensive clinical information were available. My work explored existing CNV detection methods and I developed a variety of metrics to compare their performance. Since these methods were not producing entirely satisfactory results, I implemented my own method which outperformed two existing methods. I also devised strategies to combine CNVs from different individuals into CNV regions.I was also interested in the clinical impact of CNVs in common disease (chapter 4). Through an international collaboration led by the Centre Hospitalier Universitaire Vaudois (CHUV) and the Imperial College London I was involved as a main data analyst in the investigation of a rare deletion at chromosome 16p11 detected in obese patients. Specifically, we compared 8,456 obese patients and 11,856 individuals from the general population and we found that the deletion was accounting for 0.7% of the morbid obesity cases and was absent in healthy non- obese controls. This highlights the importance of rare variants with strong impact and provides new insights in the design of clinical studies to identify the missing heritability in common disease.Furthermore, I was interested in the detection of somatic copy number alterations (SCNA) and their consequences in cancer (chapter 5). This project was a collaboration initiated by the Ludwig Institute for Cancer Research and involved other groups from the Swiss Institute of Bioinformatics, the CHUV and Universities of Lausanne and Geneva. The focus of my work was to identify genes with altered expression levels within somatic copy number alterations (SCNA) in seven metastatic melanoma ceil lines, using CGH and SNP arrays, RNA-seq, and karyotyping. Very few SCNA genes were shared by even two melanoma samples making it difficult to draw any conclusions at the individual gene level. To overcome this limitation, I used a network-guided analysis to determine whether any pathways, defined by amplified or deleted genes, were common among the samples. Six of the melanoma samples were potentially altered in four pathways and five samples harboured copy-number and expression changes in components of six pathways. In total, this approach identified 28 pathways. Validation with two external, large melanoma datasets confirmed all but three of the detected pathways and demonstrated the utility of network-guided approaches for both large and small datasets analysis.RésuméBien que le génome de deux individus soit similaire à plus de 99.99%, des différences de structure peuvent être observées. Ces différences incluent les polymorphismes simples de nucléotides, les inversions et les changements en nombre de copies (gain ou perte d'ADN). Ces derniers varient de petits événements dits sous-microscopiques (moins de 1kb en taille), appelés CNVs (copy number variants) jusqu'à des événements plus large pouvant affecter des chromosomes entiers. Les petites variations sont généralement sans conséquence pour la cellule, toutefois certaines ont été impliquées dans la prédisposition à certaines maladies, et à des variations phénotypiques dans la population générale. Les réarrangements plus grands (par exemple, une copie additionnelle d'un chromosome appelée communément trisomie) ont des répercutions plus grave pour la santé, comme par exemple dans certains syndromes génomiques et dans le cancer. Les technologies à haut-débit telle les puces à ADN permettent la détection de CNVs à l'échelle du génome humain. La cartographie en 2006 des CNV du génome humain, a suscité un fort intérêt en génétique des populations et en génétique médicale. La détection de différences au sein et entre plusieurs populations est un élément clef pour élucider la contribution possible des CNVs dans les maladies. Toutefois l'analyse du génome reste une tâche difficile, la technologie évolue très rapidement créant de nouveaux besoins pour le développement d'outils, l'amélioration des précédents, et la comparaison des différentes méthodes. De plus, si le lien entre CNV et maladie a été établit, leur contribution précise n'est pas encore comprise. De même que les études sur la prédisposition aux maladies par des CNVs détectés dans la population générale n'ont pas encore été réalisées.Pendant mon doctorat, je me suis concentré sur trois axes principaux ayant attrait aux CNV. Dans le chapitre 3, je détaille mes travaux sur les méthodes d'analyses des puces à ADN. J'ai eu accès aux données du projet CoLaus, une étude de la population de Lausanne. Dans cette étude, le génome de plus de 6000 individus a été analysé avec des puces SNP et de nombreuses informations cliniques ont été récoltées. Pendant mes travaux, j'ai utilisé et comparé plusieurs méthodes de détection des CNVs. Les résultats n'étant pas complètement satisfaisant, j'ai implémenté ma propre méthode qui donne de meilleures performances que deux des trois autres méthodes utilisées. Je me suis aussi intéressé aux stratégies pour combiner les CNVs de différents individus en régions.Je me suis aussi intéressé à l'impact clinique des CNVs dans le cas des maladies génétiques communes (chapitre 4). Ce projet fut possible grâce à une étroite collaboration avec le Centre Hospitalier Universitaire Vaudois (CHUV) et l'Impérial College à Londres. Dans ce projet, j'ai été l'un des analystes principaux et j'ai travaillé sur l'impact clinique d'une délétion rare du chromosome 16p11 présente chez des patients atteints d'obésité. Dans cette collaboration multidisciplinaire, nous avons comparés 8'456 patients atteint d'obésité et 11 '856 individus de la population générale. Nous avons trouvés que la délétion était impliquée dans 0.7% des cas d'obésité morbide et était absente chez les contrôles sains (non-atteint d'obésité). Notre étude illustre l'importance des CNVs rares qui peuvent avoir un impact clinique très important. De plus, ceci permet d'envisager une alternative aux études d'associations pour améliorer notre compréhension de l'étiologie des maladies génétiques communes.Egalement, j'ai travaillé sur la détection d'altérations somatiques en nombres de copies (SCNA) et de leurs conséquences pour le cancer (chapitre 5). Ce projet fut une collaboration initiée par l'Institut Ludwig de Recherche contre le Cancer et impliquant l'Institut Suisse de Bioinformatique, le CHUV et les Universités de Lausanne et Genève. Je me suis concentré sur l'identification de gènes affectés par des SCNAs et avec une sur- ou sous-expression dans des lignées cellulaires dérivées de mélanomes métastatiques. Les données utilisées ont été générées par des puces ADN (CGH et SNP) et du séquençage à haut débit du transcriptome. Mes recherches ont montrées que peu de gènes sont récurrents entre les mélanomes, ce qui rend difficile l'interprétation des résultats. Pour contourner ces limitations, j'ai utilisé une analyse de réseaux pour définir si des réseaux de signalisations enrichis en gènes amplifiés ou perdus, étaient communs aux différents échantillons. En fait, parmi les 28 réseaux détectés, quatre réseaux sont potentiellement dérégulés chez six mélanomes, et six réseaux supplémentaires sont affectés chez cinq mélanomes. La validation de ces résultats avec deux larges jeux de données publiques, a confirmée tous ces réseaux sauf trois. Ceci démontre l'utilité de cette approche pour l'analyse de petits et de larges jeux de données.Résumé grand publicL'avènement de la biologie moléculaire, en particulier ces dix dernières années, a révolutionné la recherche en génétique médicale. Grâce à la disponibilité du génome humain de référence dès 2001, de nouvelles technologies telles que les puces à ADN sont apparues et ont permis d'étudier le génome dans son ensemble avec une résolution dite sous-microscopique jusque-là impossible par les techniques traditionnelles de cytogénétique. Un des exemples les plus importants est l'étude des variations structurales du génome, en particulier l'étude du nombre de copies des gènes. Il était établi dès 1959 avec l'identification de la trisomie 21 par le professeur Jérôme Lejeune que le gain d'un chromosome supplémentaire était à l'origine de syndrome génétique avec des répercussions graves pour la santé du patient. Ces observations ont également été réalisées en oncologie sur les cellules cancéreuses qui accumulent fréquemment des aberrations en nombre de copies (telles que la perte ou le gain d'un ou plusieurs chromosomes). Dès 2004, plusieurs groupes de recherches ont répertorié des changements en nombre de copies dans des individus provenant de la population générale (c'est-à-dire sans symptômes cliniques visibles). En 2006, le Dr. Richard Redon a établi la première carte de variation en nombre de copies dans la population générale. Ces découvertes ont démontrées que les variations dans le génome était fréquentes et que la plupart d'entre elles étaient bénignes, c'est-à-dire sans conséquence clinique pour la santé de l'individu. Ceci a suscité un très grand intérêt pour comprendre les variations naturelles entre individus mais aussi pour mieux appréhender la prédisposition génétique à certaines maladies.Lors de ma thèse, j'ai développé de nouveaux outils informatiques pour l'analyse de puces à ADN dans le but de cartographier ces variations à l'échelle génomique. J'ai utilisé ces outils pour établir les variations dans la population suisse et je me suis consacré par la suite à l'étude de facteurs pouvant expliquer la prédisposition aux maladies telles que l'obésité. Cette étude en collaboration avec le Centre Hospitalier Universitaire Vaudois a permis l'identification d'une délétion sur le chromosome 16 expliquant 0.7% des cas d'obésité morbide. Cette étude a plusieurs répercussions. Tout d'abord elle permet d'effectuer le diagnostique chez les enfants à naître afin de déterminer leur prédisposition à l'obésité. Ensuite ce locus implique une vingtaine de gènes. Ceci permet de formuler de nouvelles hypothèses de travail et d'orienter la recherche afin d'améliorer notre compréhension de la maladie et l'espoir de découvrir un nouveau traitement Enfin notre étude fournit une alternative aux études d'association génétique qui n'ont eu jusqu'à présent qu'un succès mitigé.Dans la dernière partie de ma thèse, je me suis intéressé à l'analyse des aberrations en nombre de copies dans le cancer. Mon choix s'est porté sur l'étude de mélanomes, impliqués dans le cancer de la peau. Le mélanome est une tumeur très agressive, elle est responsable de 80% des décès des cancers de la peau et est souvent résistante aux traitements utilisés en oncologie (chimiothérapie, radiothérapie). Dans le cadre d'une collaboration entre l'Institut Ludwig de Recherche contre le Cancer, l'Institut Suisse de Bioinformatique, le CHUV et les universités de Lausanne et Genève, nous avons séquencés l'exome (les gènes) et le transcriptome (l'expression des gènes) de sept mélanomes métastatiques, effectués des analyses du nombre de copies par des puces à ADN et des caryotypes. Mes travaux ont permis le développement de nouvelles méthodes d'analyses adaptées au cancer, d'établir la liste des réseaux de signalisation cellulaire affectés de façon récurrente chez le mélanome et d'identifier deux cibles thérapeutiques potentielles jusqu'alors ignorées dans les cancers de la peau.

Fibrosarcoma-like lipomatous neoplasm: a reappraisal of so-called spindle cell liposarcoma defining a unique lipomatous tumor unrelated to other liposarcomas

The term "spindle cell liposarcoma" has been applied to liposarcomas (LPSs) composed predominantly or exclusively of spindled cells. These tumors have been considered variants of well-differentiated LPS (WDL), myxoid LPS, and spindle cell lipoma, suggesting that this is a heterogenous group of lesions. Using strict morphologic criteria and molecular and immunohistochemical analyses, we have identified a homogenous group of spindle cell lipomatous tumors, histologically and genetically distinct from other forms of LPS, which we have called "fibrosarcoma-like lipomatous neoplasm." Cases classified as "spindle cell LPS" or "low-grade LPS with spindle cell features" were reviewed. Final selection criteria included: (1) an exclusive low-grade spindle cell component resembling fibrosarcoma; (2) a mixture of bland fibroblastic cells resembling the preadipocyte and early-adipocyte stage of embryonic fat; and (3) molecular-genetic analysis that excluded other forms of lipomatous tumors. Of the initial 25 cases identified, comparative genomic hybridization (CGH) was uninformative in 2 cases; 5 were reclassified as WDL on the basis of molecular data (MDM2 amplification) and 6 as spindle cell lipoma (CGH profiles with a few gains and losses including a constant loss of chromosome 13 and frequent losses of chromosomes 16 and 6). The 12 remaining cases showed flat CGH profiles; of these cases, 11 were negative for DDIT3 gene rearrangements, and 1 result was uninterpretable. Patients ranged in age from 15 to 82 years (mean 50 y); male patients were affected slightly more often (7:5). Tumors arose in the deep (6) and superficial (3) soft tissue of the groin (4), buttock (3), thigh (2), flank (1), shoulder (1), and paratesticular tissue (1) and ranged in size from 2 to 20 cm (mean 7.5 cm). Clinical follow-up in 11 patients (9 mo to 20 y; mean 68 mo) showed no recurrences or metastases. As defined above, "fibrosarcoma-like lipomatous neoplasm" is a unique lipomatous tumor that should be distinguished from WDL/(low-grade) dedifferentiated LPS and myxoid LPS on combined histologic/molecular features because of its better prognosis.

Functional Study of Oncogenic Transcription Factor ERG and its Signaling in Prostate Cancer

TMPRSS2–ERG is the most frequent type of genomic rearrangement present in prostate tumors, in which the 5- prime region of the TMPRSS2 gene is fused to the ERG oncogene. TMPRSS2, containing androgen response elements (AREs), is regulated by androgens in the prostate. The truncated TMPRSS2-ERG fusion transcript is overexpressed in half of the prostate cancer patients. The formation of TMPRSS2-ERG transcript is an early event in prostate carcinogenesis and previous in vivo and in vitro studies have shown ectopic ERG expression to be associated with increased cell invasion. However, the molecular function of ERG and its role in cell signaling is poorly understood. In this study, genomic rearrangement of ERG with TMPRSS2 was studied by using comparative genomic hybridization (CGH) in prostate cancer samples. The biological processes associated with the ERG oncogene expression in prostate epithelial cells were studied, and the results were compared with findings observed in clinical prostate tumor samples. The gene expression data indicated that increased WNT signaling and loss of cell adhesion were a characteristic of TMPRSS2- ERG fusion positive prostate tumor samples. Up- regulation of WNT pathway genes were present in ERG positive prostate tumors, with frizzled receptor 4 (FZD4) presenting with the highest association with ERG overexpression, as verified by quantitative reverse transcription-PCR, immunostaining, and immunoblotting in TMPRSS2-ERG positive VCaP prostate cancer cells. Furthermore, ERG and FZD4 silencing increased cell adhesion by inducing active β1-integrin and E-cadherin expression in VCaP cells. Furthermore, we found a novel inhibitor, 4-(chloromethyl) benzoyl chloride which inhibited the WNT signaling and induced similar phenotypic effects as observed after ERG or FZD4 down regulation in VCaP cells. In conclusion, this work deepens our understanding on the complex oncogenic mechanisms of ERG in prostate cancer that may help in developing drugs against TMPRSS2-ERG positive tumors.

Lesão de isquemia e reperfusão hepáticas em cães: estudos histológicos sobre necrose hepatocítica, conteúdo de glicogênio hepático e contagem tecidual de polimorfonucleares

No transplante hepático, a fisiopatologia da lesão de isquemia e reperfusão do fígado não é completamente conhecida. Várias preparações experimentais têm sido usadas para estudos de tal lesão. Para tal fim, no presente trabalho, um modelo modificado foi proposto e avaliado. Vinte cães mestiços, pesando 15,25 ± 1,21 kg, sob anestesia geral, foram distribuídos em dois grupos de investigação: 1. Grupo Teste (n = 10) - os animais foram submetidos a desvascularização de 70% da massa hepática, por período de noventa minutos, seguida de revascularização do fígado. Durante o período de isquemia, a descompressão venosa esplâncnica foi realizada através dos lobos caudado e lateral direito; 2. Grupo Controle (n = 10) - os cães foram submetidos a operação simulada. Em todos os animais foram realizadas biópsias do fígado. O método foi avaliado através de determinações de Necrose Hepatocítica (NH), Conteúdo de Glicogênio Hepático (CGH) e Contagem Tecidual de Polimorfonucleares (CTPMN), realizadas aos cinco minutos antes da isquemia (To) cinco minutos antes da reperfusão (T1) e uma hora (T2) e cinco horas (T3) após a reperfusão. Os resultados permitiram concluir com uma confiança de 95% que: I. Houve aumento progressivo de intensidade de NH e diminuição do CGH durante os estágios de isquemia e de reperfusão hepáticas; 2. Não foi comprovada diferença significativa na CTPMN entre os grupos investigados. As alterações histológicas verificadas são indicativas de NH efetiva, decorrente de isquemia e reperfusão do fígado.

Genomic alterations detected by comparative genomic hybridization in ovarian endometriomas

Endometriosis is a complex and multifactorial disease. Chromosomal imbalance screening in endometriotic tissue can be used to detect hot-spot regions in the search for a possible genetic marker for endometriosis. The objective of the present study was to detect chromosomal imbalances by comparative genomic hybridization (CGH) in ectopic tissue samples from ovarian endometriomas and eutopic tissue from the same patients. We evaluated 10 ovarian endometriotic tissues and 10 eutopic endometrial tissues by metaphase CGH. CGH was prepared with normal and test DNA enzymatically digested, ligated to adaptors and amplified by PCR. A second PCR was performed for DNA labeling. Equal amounts of both normal and test-labeled DNA were hybridized in human normal metaphases. The Isis FISH Imaging System V 5.0 software was used for chromosome analysis. In both eutopic and ectopic groups, 4/10 samples presented chromosomal alterations, mainly chromosomal gains. CGH identified 11q12.3-q13.1, 17p11.1-p12, 17q25.3-qter, and 19p as critical regions. Genomic imbalances in 11q, 17p, 17q, and 19p were detected in normal eutopic and/or ectopic endometrium from women with ovarian endometriosis. These regions contain genes such as POLR2G, MXRA7 and UBA52 involved in biological processes that may lead to the establishment and maintenance of endometriotic implants. This genomic imbalance may affect genes in which dysregulation impacts both eutopic and ectopic endometrium.

Étude sur le rôle des déséquilibres génomiques dans le Syndrome d’Impatiences Musculaires de l’Éveil

Le Syndrome d’Impatiences Musculaires de l’Éveil (SIME) est une maladie neurologique caractérisée par un besoin urgent de bouger les jambes. C’est également l’une des causes les plus fréquentes d’insomnie. C’est une maladie très répandue, avec une prévalence de presque 15 % dans la population générale. Les maladies multifactorielles comme le SIME sont souvent le résultat de l’évolution d’une composante génétique et d’une composante environnementale. Dans le cadre du SIME, les études d’association génomique ont permis l’identification de 4 variants à effet modéré ou faible. Cependant, ces quatre variants n’expliquent qu’une faible partie de la composante génétique de la maladie, ce qui confirme que plusieurs nouveaux variants sont encore à identifier. Le rôle des déséquilibres génomiques (Copy Number Variations ou CNVs) dans le mécanisme génétique du SIME est à ce jour inconnu. Cependant, les CNVs se sont récemment positionnés comme une source d’intérêt majeur de variation génétique potentiellement responsable des phénotypes. En collaboration avec une équipe de Munich, nous avons réalisé deux études CNVs à échelle génomique (biopuces à SNP et hybridation génomique comparée (CGH)) sur des patients SIME d’ascendance germanique. À l’aide d’une étude cas-contrôle, nous avons pu identifier des régions avec une occurrence de CNVs différentes pour les patients SIME, comparés à différents groupes contrôles. L’une de ces régions est particulièrement intéressante, car elle est concordante à la fois avec des précédentes études familiales ainsi qu’avec les récentes études d’associations génomiques.

Évaluation du caryotype moléculaire en tant qu’outil diagnostique chez les enfants avec déficience intellectuelle et/ou malformations congénitales

Le caryotype moléculaire permet d’identifier un CNV chez 10-14% des individus atteints de déficience intellectuelle et/ou de malformations congénitales. C’est pourquoi il s’agit maintenant de l’analyse de première intention chez ces patients. Toutefois, le rendement diagnostique n’est pas aussi bien défini en contexte prénatal et l’identification de CNVs de signification clinique incertaine y est particulièrement problématique à cause du risque d’interruption de grossesse. Nous avons donc testé 49 fœtus avec malformations majeures et un caryotype conventionnel normal avec une micropuce CGH pangénomique, et obtenu un diagnostic dans 8,2% des cas. Par ailleurs, des micropuces à très haute résolution combinant le caryotype moléculaire et le génotypage de SNPs ont récemment été introduites sur le marché. En plus d’identifier les CNVs, ces plateformes détectent les LOHs, qui peuvent indiquer la présence d’une mutation homozygote ou de disomie uniparentale. Ces anomalies pouvant être associées à la déficience intellectuelle ou à des malformations, leur détection est particulièrement intéressante pour les patients dont le phénotype reste inexpliqué. Cependant, le rendement diagnostique de ces plateformes n’est pas confirmé, et l’utilité clinique réelle des LOHs n’est toujours pas établie. Nous avons donc testé 21 enfants atteints de déficience intellectuelle pour qui les méthodes standards d’analyse génétique n’avaient pas résulté en un diagnostic, et avons pu faire passer le rendement diagnostique de 14,3% à 28,6% grâce à l’information fournie par les LOHs. Cette étude démontre l’utilité clinique d’une micropuce CGH pangénomique chez des fœtus avec malformations, de même que celle d’une micropuce SNP chez des enfants avec déficience intellectuelle.

Uso de la Hibridación Genómica Comparativa-Array (HGC-a) en pacientes con retraso global del desarrollo y fenotipo particular. Revisión sistemática de la literatura

Introducción: la hibridación genómica comparativa en una técnica que permite la exploración de las anormalidades cromosómicas. Su utilidad en la aproximación de los pacientes con retraso global del desarrollo o fenotipo dismórfico, sin embargo, no ha sido explorada mediante una revisión sistemática de la literatura. Metodología: realizó una revisión sistemática de la literatura. Se incluyeron estudios controlados, cuasi-experimentales, de cohortes, de casos y controles, transversales y descriptivos publicados en idiomas inglés y español entre los años 2000 y 2013. Se realizó un análisis de la evidencia con un enfoque cualitativo y cuantitativo. Se realizó un análisis del riesgo de sesgo de los estudios incluidos. Resultados: se incluyeron 4 estudios que cumplieron con los criterios de inclusión. La prevalencia de alteraciones cromosómicas en los niños con retraso global del desarrollo fue de entre el 6 y 13%. El uso de la técnica permitió identificar alteraciones que no fueron detectadas mediante el cariotipo. Conclusiones: la hibridación genómica comparativa es una técnica útil en la aproximación diagnóstica de los niños con retraso global del desarrollo y del fenotipo dismórfico y permite una mayor detección de alteraciones comparada con el cariotipo.

Aplicación de la Teoría de Restricciones en la gestión de la seguridad del paciente

La seguridad del paciente constituye una prioridad y un reto para los organismos Gubernamentales y para las instituciones de salud tanto a nivel nacional como internacional (Sescam, 2007), quienes han emprendido una búsqueda de soluciones por medio de diferentes metodologías y estrategias que permitan reducir al máximo los riesgos de la atención de salud para el paciente (Ministerio de Sanidad y Consumo, 2002). Aunque se cuenta con mejores sistemas o metodología de análisis y sistemas de notificación la persistencia del fenómeno es constante. ( Requena, Aranaz, Gea, Limón, Miralles, & Vitaller , 2010). En esta tesis se plantea una nueva alternativa de gestión en la seguridad del paciente a través de la Teoría de Restricciones (TOC) para emprender acciones que permitan analizar el sistema bajo esta nueva metodología, intervenir de manera oportuna, impactar y estimular al personal de salud a trabajar en la búsqueda del mejoramiento continuo para el establecimiento de un sistema efectivo de gestión de la seguridad del paciente y una cultura de seguridad de los trabajadores de la institución de salud.

Eficacia del diagnóstico prenatal no invasivo por células fetales libres en sangre materna 1990-2014. Revisión sistemática

ANTECEDENTES: El aislamiento de células fetales libres o ADN fetal en sangre materna abre una ventana de posibilidades diagnósticas no invasivas para patologías monogénicas y cromosómicas, además de permitir la identificación del sexo y del RH fetal. Actualmente existen múltiples estudios que evalúan la eficacia de estos métodos, mostrando resultados costo-efectivos y de menor riesgo que el estándar de oro. Este trabajo describe la evidencia encontrada acerca del diagnóstico prenatal no invasivo luego de realizar una revisión sistemática de la literatura. OBJETIVOS: El objetivo de este estudio fue reunir la evidencia que cumpla con los criterios de búsqueda, en el tema del diagnóstico fetal no invasivo por células fetales libres en sangre materna para determinar su utilidad diagnóstica.  MÉTODOS: Se realizó una revisión sistemática de la literatura con el fin de determinar si el diagnóstico prenatal no invasivo por células fetales libres en sangre materna es efectivo como método de diagnóstico.  RESULTADOS: Se encontraron 5,893 artículos que cumplían con los criterios de búsqueda; 67 cumplieron los criterios de inclusión: 49.3% (33/67) correspondieron a estudios de corte transversal, 38,8% (26/67) a estudios de cohortes y el 11.9% (8/67) a estudios casos y controles. Se obtuvieron resultados de sensibilidad, especificidad y tipo de prueba. CONCLUSIÓN: En la presente revisión sistemática, se evidencia como el diagnóstico prenatal no invasivo es una técnica feasible, reproducible y sensible para el diagnóstico fetal, evitando el riesgo de un diagnóstico invasivo.

Epidemic multidrug-resistant (MDR-AmpC) Salmonella enterica serovar Newport strains contain three phage regions and a MDR resistance plasmid

Multidrug-resistant (MDR-AmpC) Salmonella enterica serovar Newport has caused serious disease in animals and humans in North America, whereas in the UK S. enterica serovar Newport is not associated with severe disease and usually sensitive to antibiotics; MDR S. Newport (not AmpC) strains have only been isolated from poultry. We found that UK poultry strains belonged to MLST type ST166 and were distinct from cattle isolates for being able to utilize D-tagotose and when compared by pulsed-field gel electrophoresis (PFGE), comparative genomic hybridization (CGH) and diversity arrays technology (DArT). Cattle strains belonged to the ST45 complex differing from ST166 at all seven loci. PFGE showed that 19 out of 27 cattle isolates were more than 85% similar to each other and some UK and US strains were indistinguishable. Both CGH and DArT identified genes (including phage-related ones) that were uniquely present in the US isolates and two such genes identified by DArT showed sequence similarities with the pertussis-like (artAB) toxin. This work demonstrates that MDR-AmpC S. Newport from the USA are genetically closely related to pan-susceptible strains from the UK, but contained three extra phage regions and a MDR plasmid.

Identification of genetic and phenotypic differences associated with prevalent and non-prevalent Salmonella Enteritidis phage types: analysis of variation in amino acid transport

In this study, differences at the genetic level of 37 Salmonella Enteritidis strains from five phage types (PTs) were compared using comparative genomic hybridization (CGH) to assess differences between PTs. There were approximately 400 genes that differentiated prevalent (4, 6, 8 and 13a) and sporadic (11) PTs, of which 35 were unique to prevalent PTs, including six plasmid-borne genes, pefA, B, C, D, srgC and rck, and four chromosomal genes encoding putative amino acid transporters. Phenotype array studies also demonstrated that strains from prevalent PTs were less susceptible to urea stress and utilized L-histidine, L-glutamine, L-proline, L-aspartic acid, gly-asn and gly-gln more efficiently than PT11 strains. Complementation of a PT11 strain with the transporter genes from PT4 resulted in a significant increase in utilization of the amino acids and reduced susceptibility to urea stress. In epithelial cell association assays, PT11 strains were less invasive than other prevalent PTs. Most strains from prevalent PTs were better biofilm formers at 37 degrees C than at 28 degrees C, whilst the converse was true for PT11 strains. Collectively, the results indicate that genetic and corresponding phenotypic differences exist between strains of the prevalent PTs 4, 6, 8 and 13a and non-prevalent PT11 strains that are likely to provide a selective advantage for strains from the former PTs and could help them to enter the food chain and cause salmonellosis.

A process for analysis of microarray comparative genomics hybridisation studies for bacterial genomes

Background: Microarray based comparative genomic hybridisation (CGH) experiments have been used to study numerous biological problems including understanding genome plasticity in pathogenic bacteria. Typically such experiments produce large data sets that are difficult for biologists to handle. Although there are some programmes available for interpretation of bacterial transcriptomics data and CGH microarray data for looking at genetic stability in oncogenes, there are none specifically to understand the mosaic nature of bacterial genomes. Consequently a bottle neck still persists in accurate processing and mathematical analysis of these data. To address this shortfall we have produced a simple and robust CGH microarray data analysis process that may be automated in the future to understand bacterial genomic diversity. Results: The process involves five steps: cleaning, normalisation, estimating gene presence and absence or divergence, validation, and analysis of data from test against three reference strains simultaneously. Each stage of the process is described and we have compared a number of methods available for characterising bacterial genomic diversity, for calculating the cut-off between gene presence and absence or divergence, and shown that a simple dynamic approach using a kernel density estimator performed better than both established, as well as a more sophisticated mixture modelling technique. We have also shown that current methods commonly used for CGH microarray analysis in tumour and cancer cell lines are not appropriate for analysing our data. Conclusion: After carrying out the analysis and validation for three sequenced Escherichia coli strains, CGH microarray data from 19 E. coli O157 pathogenic test strains were used to demonstrate the benefits of applying this simple and robust process to CGH microarray studies using bacterial genomes.

Constitutional Haploinsufficiency of Tumor Suppressor Genes in Mentally Retarded Patients With Microdeletions in 17p13.1

Chromosome microdeletions or duplications are detected in 10-20% of patients with mental impairment and normal karyotypes. A few cases have been reported of mental impairment with microdeletions comprising tumor suppressor genes. By array-CGH we detected 4 mentally impaired individuals carrying de novo microdeletions sharing an overlapping segment of similar to 180 kb in 17p13.1. This segment encompasses 18 genes, including 3 involved in cancer, namely KCTD11/REN, DLG4/PSD95, and GPS2. Furthermore, in 2 of the patients, the deletions also included TP53, the most frequently inactivated gene in human cancers. The 3 tumor suppressor genes KCTD11, DLG4, and GPS2, in addition to the GABARAP gene, have a known or suspected function in neuronal development and are candidates for causing mental impairment in our patients. Among our 4 patients with deletions in 17p13.1, 3 were part of a Brazilian cohort of 300 mentally retarded individuals, suggesting that this segment may be particularly prone to rearrangements and appears to be an important cause (similar to 1%) of mental retardation. Further, the constitutive deletion of tumor suppressor genes in these patients, particularly TP53, probably confers a significantly increased lifetime risk for cancer and warrants careful oncological surveillance of these patients. Constitutional chromosome deletions containing tumor suppressor genes in patients with mental impairment or congenital abnormalities may represent an important mechanism linking abnormal phenotypes with increased risks of cancer. Copyright (C) 2009 S. Karger AG, Basel

Deletion 5q12: Delineation of a Phenotype Including Mental Retardation and Ocular Defects

Array-CGH enables the detection of submicroscopic chromosomal deletions and duplications and leads to an accurate delineation of the imbalances, raising the possibility of correlating genotype to phenotype and mapping minimal critical regions associated with particular patterns of clinical features. We report here on four patients sharing common clinical features (psychomotor retardation, coarse facies and ocular anomalies), with proximal 5q deletions identified by oligo array-CGH. The deletions range from 5.75 to 17.26-Mb in size and occurred de novo. A common 2.63-Mb region between the deletions described here can be defined in 5q12.1 (59,390,122-62,021,754 bp bp from 5pter, hg18) and includes 12 genes. Among them, KIF2A, which encodes a kinesin superfamily protein, is a particularly interesting candidate for the phenotype, as it suppresses the growth of axonal collateral branches and is involved in normal brain development. Ocular defects, albeit unspecific, seem to be common in the 5q12.1 deletion. Identification of additional cases of deletions involving the 5q12.1 region will allow more accurate genotype-phenotype correlations. (C) 2011 Wiley-Liss, Inc.