The identification of the genetic defects underlying monogenic recessive hearing loss at arab population

Abstract

Els trastorns genètics congènits són importants a tots els nivells assistencials a causa de la seva càrrega important per a les persones i les societats afectades. Poden ser causats per factors genètics o desencadenats per exposicions ambientals. Una elevada prevalença de matrimonis consanguinis és present a moltes comunitats de tot el món, especialment als països de l’Orient Mitjà i el nord d’Àfrica. A causa de les altes taxes de consanguinitat en aquestes poblacions, hi ha un augment de la taxa de trastorns congènits monogènics, inclosa la pèrdua auditiva autosòmica recessiva no síndrome (NSAHL). La condició NSAHL explica molts defectes congènits i discapacitats entre els naixements vius dels Emirats Àrabs Units i els àrabs. Per tant, desentranyar les causes genètiques dels NSAHL és de gran valor per a les famílies i la societat en general. Aquestes troballes conduiran al desenvolupament de proves de cribratge molecular precises i a millorar el consell genètic. Els recents avenços en tecnologies com els marcadors de microsatèl·lits, la seqüenciació d’exomes clínics i la seqüenciació d’exomes sencers van revolucionar la investigació genètica. Han revelat els defectes genètics de moltes afeccions monogèniques i la co-segregació entre els probands familiars. Per tant, pretenem identificar les causes genètiques de NSAHL subjacents a un ampli espectre de condicions congènites en la població àrab. Els pacients van ser reclutats i avaluats clínicament per un genetista expert. Els principals enfocaments van ser: (i) localitzar les regions homozigotes de cada família en particular mitjançant el mapatge de l’homozigosi, (ii) seqüenciar l’exoma clínic i complet de les persones afectades mitjançant una plataforma de seqüenciació de nova generació per revelar totes les variants, incloses les mutacions patògenes, finalment ( iii) realitzar assaigs funcionals per validar o descartar la patogenicitat de les variants identificades. Vam trobar que el LH heretat era elevat en la població àrab a causa del matrimoni consanguíni. Els gens GJB2, CLDN14 i TMC1 es van trobar relacionats amb HL entre les poblacions àrabs. Els nostres resultats proporcionen nous marcadors genètics per a l’assessorament genètic, el diagnòstic prenatal i postnatal de LH en la població àrab.

Los trastornos genéticos congénitos son importantes en todos los niveles de atención médica debido a su importante carga para las personas y sociedades afectadas. Pueden ser causadas por factores genéticos o ser provocadas por exposiciones ambientales. Hay una alta prevalencia de matrimonios consanguíneos en muchas comunidades de todo el mundo, especialmente en los países del Medio Oriente y África del Norte. Debido a las altas tasas de consanguinidad en estas poblaciones, existe una mayor tasa de trastornos monogénicos congénitos, incluida la pérdida auditiva autosómica recesiva no sindrómica (NSAHL). La condición NSAHL representa muchos defectos de nacimiento y discapacidades entre los nacidos vivos en los Emiratos Árabes Unidos y los árabes. Por lo tanto, desentrañar las causas genéticas de los NSAHL es de gran valor para las familias y la sociedad en su conjunto. Estos hallazgos conducirán al desarrollo de pruebas de detección molecular precisas y mejorarán el asesoramiento genético. Los avances recientes en tecnologías como los marcadores de microsatélites, la secuenciación clínica del exoma y la secuenciación del exoma completo revolucionaron la investigación genética. Han revelado los defectos genéticos de muchas condiciones monogénicas y la co-segregación entre los probandos familiares. Por lo tanto, nuestro objetivo es identificar las causas genéticas de NSAHL subyacentes a un amplio espectro de condiciones congénitas en la población árabe. Los pacientes fueron reclutados y evaluados clínicamente por un genetista experto. Los enfoques principales fueron: (i) localizar las regiones homocigotas en cada familia en particular mediante el mapeo de homocigosis, (ii) secuenciar el exoma completo y clínico de los individuos afectados utilizando la plataforma de secuenciación de próxima generación para revelar todas las variantes, incluidas las mutaciones patógenas, finalmente ( iii) realizar ensayos funcionales para validar o descartar la patogenicidad de las variantes identificadas. Descubrimos que el LH heredado era alto en la población árabe debido al matrimonio consanguíneo. Se encontró que los genes GJB2, CLDN14 y TMC1 están relacionados con HL entre las poblaciones árabes. Nuestros hallazgos proporcionan nuevos marcadores genéticos para el asesoramiento genético y el diagnóstico prenatal y posnatal del HL en la población árabe.

Congenital genetic disorders are important at all healthcare levels due to their significant burden on affected individuals and societies. They may be caused by genetic factors or be triggered by environmental exposures. A high prevalence of consanguineous marriages is present in many communities worldwide, especially countries of the Middle East and North Africa. Due to high consanguinity rates in these populations, there is an increased rate of congenital monogenic disorders, including non-syndromic autosomal recessive hearing loss (NSAHL). The NSAHL condition accounts for many birth defects and disabilities among live births in UAE and Arabs. Therefore, unraveling the genetic causes of NSAHLs is of great value for families and society as a whole. These findings will lead to the development of accurate molecular screening tests and improving genetic counseling. The recent advances in technologies such as microsatellite markers, clinical-exome sequencing, and whole-exome sequencing revolutionized genetic research. They have revealed the genetic defects of many monogenic conditions and the co-segregation among the family probands. Therefore, we aim to identify the genetic causes of NSAHL underlying a broad spectrum of congenital conditions in the Arab population. Patients were recruited and clinically evaluated by an expert geneticist. The main approaches were : (i) localize the homozygous regions in each particular family using homozygosity mapping, (ii) sequence the whole- and clinical exome of affected individuals using next-generation sequencing platform to reveal all variants including the pathogenic mutations, finally (iii) perform functional assays to validate or rule out the pathogenicity of the identified variants. We found that the inherited HL was high in the Arab population due to consanguineous marriage. GJB2, CLDN14 and TMC1 genes found to be related with HL among the Arab populations. Our findings provide new genetic markers for genetic counseling, prenatal and postnatal diagnosis of HL in the Arab population.