Ziekteleer: module 2, part 2: genotype

gevolg v veranderingen aan genetisch materiaal

= genetische afwijkingen in geslachtscellen: genetische patholgoie: mutaties

type mutaties

cytogenetische technieken: bestuderen chromosomen op structureel en numeriek niveau

moleculair-genetische technieken: analyseren genetisch materiaal (DNA/RNA) op moleculair niveau

in situ hybridisatie

= techniek gebruikt om specifieke nucleïnezuursequenties (DNA of RNA) in weefsels, cellen of chromosomen te detecteren. dit doen we door gebruik van een speciaal gemarkeerd stukje (DNA of RNA), de probe.

In 4 stappen:

• Gelabelde probe:

  • kort stuk enkelstrengig DNA of RNA dat complementair is aan de te detecteren sequentie

  • probe wordt gelabeld met marker om hybridisatie zichtbaar te maken. mogelijke labels:

    • Radioactieve isotopen (bij klassieke ISH)

    • Fluorescente stoffen (bij FISH)

    • Enzymatische labels (bv. digoxigenine of biotine)

• Denaturatie van DNA

  • zowel target-DNA als probe worden verhif of chemisch behandeld om dubbelstreng te scheiden in enkelstrengen

  • probe kan binden (hybridiseren) aan de complementaire sequentie

• Hybridisatie 

  • gelabelde probe wordt aangebracht op het preparaat (DNA of RNA) en hybridiseert (bindt) specifiek aan de complementaire DNA- of RNA- sequentie

  • onder stringente omstandigheden om te zorgen voor specifieke bindingen en om niet specifieke bindingen te minimaliseren

• Visualisatie van de probe

  • afhv type label v probe worden verschillende methode gebruikt:

    • Fluorescentie (bij FISH): Directe waarneming onder een fluorescentiemicroscoop.

    • Enzymatische detectie: Een enzym (bv. alkaline fosfatase) reageert met een substraat en produceert een gekleurde reactie zichtbaar onder een lichtmicroscoop.

    • Autoradiografie: Bij radioactieve probes wordt de straling vastgelegd op een fotografische film.

karyogram: genoommutaties

• Euploïd = cellen of organismen met een volledig aantal chromosomensets, dat exact veelvoud is vh aantal haploïde aantal (n)

  • Diploïd = 2 sets chromosomen 2n = normale lichaamscellen bij de mens

  • Haploïd = 1 set chromosomen n = geslachtscellen bij de mens

  • Polyploïde aantal chromosomen = meer dan 2 sets chromosomen

• Aneuploïde toestand = Aantal chromosomen niet regelmatig veelvoud van haploïd aantal = te veel/weinig chromosomen aanwezig (geneische afwijking)

  • trisomie: 2n + 1: 1 extra chromosoom (SVD)

  • monosomie: 2n-1: 1 chromosoom te weinig

genoommutaties

= veranderingen in het totale aantal chromosomen v/e cel

kan leiden tot:

• polyploidie = hebben van meer dan 2 volledige sets chomosomen.

  • ontstaat door fout tijdens celdeling (mitose, meiose)

  • geslachtscellen (gameten):

    • abnormale celdeling kan polyploïde gameten veroorzaken = ernstige genetische afwijking bij bevruchting — leidt meestal tot spontane abortus

  • lichaamscellen (somatische cellen):

    • adaptatie aan verhoogde functionele belasting kan leiden tot vormen van reuscellen

• aneuploïde toestand = afwijking in aantal chromosomen: één of meerdere chromosomen te veel (trisomie) of te weinig (monosomie) zijn.

  • ontstaan: non-disjunctie = fout tijdens celdeling waarbij chromosomen of chromatiden niet correct uit elkaar trekken

    • meiose I

    • meiose II

    • mitose

  • waar: autosome cellen of geslachtschromosomen

  • gevolg:

    • geslachtscellen: foetale ontwikkelingsstoornissen

    • in lichaamscellen: neoplasie

      

genoommutaties schema

autosomale genoommutaties

= afwijking in aantal autosomen (mens nrml 22 paar, 44 in totaal) — mutaties meestal door non disjunctie tijdens meiose

• Monosomie (2n-1: 45 chromosomen)

  • zeldzaam

  • niet levensvatbaar: spontane abortus

  • multipele ernstige congenitale afwijkingen ⇨ vroege sterfte

• Trisomie (2n + 1: 47 chromosomen)

  • trisomie 21: Syndroom van Down

  • trisomie 18: Syndroom van Edwards

  • trisomie 13: Syndroom van Patau 

gevolg autosomale genoommutaties

• 10-20% van alle zwangerschappen eindigt in een spontane abortus, vaak in het eerste trimester (de eerste 12 weken).

• Uit onderzoek blijkt dat 50-70% van deze spontane abortussen veroorzaakt wordt door chromosomale afwijkingen.

autosomale genoommutatie: trisomie 13: syndroom van patau (1/20 000)

• Ernstige neurologische en hartafwijkingen.

• Gespleten lip en gehemelte.

• Polydactylie (extra vingers of tenen).

• Levensverwachting is meestal minder dan een jaar.

autosomale genoommutatie: trisomie 18: syndroom van edwards (1/5 000 - 10 000)

• Ernstige groeivertraging en misvormingen.

• Overlappende vingers en klompvoeten.

• Hart- en nierafwijkingen.

• Meeste kinderen overlijden binnen het eerste levensjaar.

syndroom van down

• Trisomie 21

• Incidentie 1/800-1000

• Autosomaal:
  # mannen = # vrouwen

• Risicofactoren:

  • Leeftijd moeder bij geboorte

  • Familiaal

turner syndroom

45, X0

• Korte lengte

• Brede nek

• Onvruchtbaarheid

• Hartafwijkingen

turner syndroom (45, X0)

klinefelter syndroom (47,XXY)

• Tange lichaamslengte

• Kleine testikels

• Vaak verminderd testosterone

  

overzicht genoommutaties geslachtschromosomen

• Afwezigheid van X chromosoom (YO): niet levensvatbaar

• Monosomie X (X0): Syndroom van Turner (1/2500)

• Polysomie X

  • met mannelijk fenotype (XYXn): Syndroom van Klinefelter (1/1000)

  • met vrouwelijk fenotype (XXXn): Trisomie X (1/1000)

• Polysomie Y (XYYn)

  • Jacob syndroom (47,XYY)

    • 1/1000

    • geen kenmerkend fenotype, weinig afwijkingen (80-85% asymptomatisch)
      (grote gestalte, acne, leeerproblemen, ..)

  • XXYY syndroom (48,XXYY)

    • 1/40.000

    • gelijkaardig aan Klinefelter syndroom, + tremor & tandafwijkingen

chromosoommutaties

= afwijkende vorm genotype

• chromosoombreuk: verkeerde splitsing bij disjunctie

• abnormale chromosoomvormen tgv herstelproces na breuk:

  • deletie

  • insertie

  • duplicatie

  • inversie

  • translocatie

cri du chat syndroom

fragiel-X-syndroom

• niet-kleurend gebied op lange arm van X-chromosoom

• abnormale herhaling van repetitieve trinucleotidesekwentie 

• toename in opeenvolgende generaties

• afwijking FMR-I gen

• vooral mannen (1/4000)

• klinisch syndroom

  • grote testis 

  • lang gezicht,
    grote oren

  • mentale retardatie,
    autisme

hybridisatie en blotting

= specifieke DNA-, RNA- of eiwitfragmenten te detecteren en analyseren.

hybridisatie

= complementaire nucleïnezuurstrengen (DNA of RNA) aan elkaar binden via waterstofbruggen. Dit wordt gebruikt om een specifiek genetisch fragment te herkennen en te identificeren.

Principe:

1. Denaturatie: Dubbelstrengs DNA wordt door verhitting of chemische stoffen gescheiden in twee enkelstrengs moleculen.

2. Hybridisatie: Een gelabelde probe (een kort, complementair DNA- of RNA-fragment) bindt specifiek aan de doelsequentie via complementaire baseparing (A-T en G-C).

3. Detectie: De probe is gemerkt met een radioactieve, fluorescente of chemische stof, zodat de gebonden sequentie kan worden opgespoord.

Toepassingen:

• Identificeren van specifieke genen in een DNA-monster.

• Detecteren van mutaties of ziekteveroorzakende genen.

• Onderzoeken van genexpressie via RNA-hybridisatie.

blotting

= groep technieken waarmee je DNA, RNA of eiwitten van een gel op een membraan overbrengt en vervolgens onderzoekt met behulp van hybridisatie.

= gebruikt bij DNA onderzoek (misdaad)

Polymerasekettingreactie (PCR)

= laboratoriumtechniek waarmee kleine hoeveelheden DNA exponentieel worden vermeerderd. 

• Denaturatie (94-98 °C, 20-30 sec):

  • Het dubbelstrengs DNA wordt door verhitting gescheiden in twee enkelstrengs moleculen door het breken van waterstofbruggen tussen complementaire basen

• Annealing (50-65 °C, 20-40 sec):

  • De primers binden zich specifiek aan de complementaire sequenties op het enkelstrengs DNA matrijs

    • temperatuur vd stap is afhv lengte en nucleotide-samenstelling vd primers

• Elongatie (72 °C, 30 sec - 1 min):

  • Taq-polymerase hecht zich aan de primers en bouwt een nieuwe DNA-streng op door nucleotiden toe te voegen. = verlengt de DNA streng. voegt nucleotide dNTP’s toe van 5’ naar 3’ = maakt complementaire kopie vh oorspronkelijke DNA

    • taq-DNA-polymerase = hittebestendig enzym

DNA-sequencering

= proces waarbij de exacte volgorde van nucleotiden (A, T, C, G) in een DNA-molecuul wordt bepaald.

3 belangrijke methoden:

human genome project

= internationaal wetenschappelijk onderzoeksproject. Het belangrijkste doel was om het volledige menselijke genoom (de totale genetische informatie in menselijke cellen) te identificeren en te analyseren.

doelen:

Gene-mapping (genetische kaart maken)

• Identificeren van de locatie van genen op de chromosomen.

• Vaststellen welke genen verantwoordelijk zijn voor bepaalde erfelijke eigenschappen en aandoeningen.

2⃣ Gene-sequencing (DNA-volgorde bepalen)

• Bepalen van de exacte volgorde van de nucleotiden (A, T, C, G) in het menselijke DNA.

• Het menselijke genoom bestaat uit ongeveer 3 miljard basenparen verdeeld over 23 paar chromosomen.

genmutaties

= permanente verandering in de DNA-sequentie van een gen. Deze mutaties kunnen het functioneren van een gen beïnvloeden en leiden tot genetische aandoeningen of variatie binnen een populatie.

Puntmutaties

Een puntmutatie is een verandering van één enkel nucleotide (A, T, C of G) in de DNA-sequentie.

Soorten puntmutaties:

• Silent mutatie

  • Beschrijving: De mutatie verandert een codon, maar hetzelfde aminozuur wordt ingebouwd.

  • Gevolg: Geen effect op het eiwit.

• Missense mutatie

  • Beschrijving: De mutatie leidt tot de vervanging van één aminozuur door een ander.

  • Gevolg: Verandering in het eiwit, wat kan leiden tot functieverlies of -verandering.

• Nonsense mutatie

  • Beschrijving: De mutatie verandert een codon in een stopcodon (UAA, UAG, UGA).

  • Gevolg: Vroegtijdige beëindiging van de eiwitsynthese, wat leidt tot een verkort en meestal niet-functioneel eiwit.

• Run-on mutatie (read-through mutatie)

  • Beschrijving: Een normaal stopcodon wordt veranderd in een aminozuur-coderend codon.

  • Gevolg: Het eiwit wordt langer dan normaal.

📌 2. Frameshift mutaties

Een frameshift mutatie ontstaat door invoeging (insertie) of verwijdering (deletie) van nucleotiden in het DNA, die niet een veelvoud van drie zijn. Dit verschuift het leesraam en verandert alle volgende codons.

👉 Soorten frameshift mutaties:

• Insertie

  • Beschrijving: Eén of meerdere nucleotiden worden toegevoegd aan de DNA-sequentie.

  • Gevolg: Verschuiving van het leesraam → abnormaal of niet-functioneel eiwit.

• Deletie

  • Beschrijving: Eén of meerdere nucleotiden worden verwijderd uit de DNA-sequentie.

  • Gevolg: Leesraamverschuiving → verkort of niet-functioneel eiwit.

• Inversie

  • Beschrijving: Een stukje DNA wordt omgekeerd in de sequentie.

  • Gevolg: Kan het leesraam verstoren of genexpressie beïnvloeden.

genmutatie overerving

• Monogene overerving betekent dat een enkel gen verantwoordelijk is voor het bepalen van een bepaald kenmerk of ziekte. Dit kan zowel dominante als recessieve overerving betreffen.

• Dominante overerving: Bij dominante genen is het voldoende dat een nakomeling één exemplaar van het dominante gen van één ouder erft om het kenmerk of de ziekte tot uiting te brengen. Bijvoorbeeld, bij de ziekte van Huntington is het enige dominante gen dat wordt geërfd verantwoordelijk voor het krijgen van de ziekte.

• Recessieve overerving: Bij recessieve genen moet de nakomeling twee exemplaren van het recessieve gen erfen (één van elke ouder) om het kenmerk of de ziekte tot uiting te laten komen. Bijvoorbeeld, cystic fibrosis is een recessieve aandoening.

• Polygenie:

  • Polygenie verwijst naar een situatie waarbij meerdere genen samen bijdragen aan het fenotype (uiterlijke kenmerken) of de kans op een bepaalde aandoening. Vaak gaat het om complexe kenmerken zoals huidskleur, lengte, of intelligentie, waarbij elke gen slechts een klein effect heeft en de gezamenlijke effecten bepalend zijn.

• Epistase en hypostase:

  • Epistase is het fenomeen waarbij het effect van één gen de expressie van een ander gen beïnvloedt. Het "epistatische" gen kan de werking van een ander gen onderdrukken of versterken. Een voorbeeld hiervan is het effect van het gen voor albinisme op andere genen die de pigmentatie bepalen.

  • Hypostase verwijst naar het gen dat wordt onderdrukt of gemoduleerd door het epistatische gen. Het hypostatische gen is dus afhankelijk van het epistatische gen voor de uitdrukking van zijn eigen fenotype.

• Genetische heterogeniteit en pleiotropie:

  • Genetische heterogeniteit betekent dat verschillende genetische mutaties in verschillende genen dezelfde ziekte of aandoening kunnen veroorzaken. Bijvoorbeeld, zowel mutaties in het gen voor dystrofine als in het gen voor andere eiwitten kunnen leiden tot spierdystrofie.

  • Pleiotropie verwijst naar het verschijnsel waarbij één gen meerdere, ogenschijnlijk niet-gerelateerde effecten op verschillende kenmerken of systemen heeft. Een voorbeeld is het Marfan-syndroom, waar een mutatie in één gen (FBN1) verschillende lichaamskenmerken zoals lange ledematen, hartproblemen en oogafwijkingen veroorzaakt.

• Penetrantie en expressiviteit:

  • Penetrantie verwijst naar de mate waarin een genetische mutatie tot uiting komt in een individu. Als een gen voor een bepaalde aandoening 100% penetrantie heeft, betekent dit dat alle mensen die dit gen dragen de aandoening zullen ontwikkelen. Bij minder dan 100% penetrantie kan het voorkomen dat een persoon met de genetische mutatie de aandoening niet ontwikkelt.

  • Expressiviteit betreft de mate van ernst of de variatie in de symptomen die een genetische aandoening tot uiting brengt. Twee mensen met hetzelfde gen kunnen de aandoening in verschillende vormen of ernst ervaren. Bijvoorbeeld, twee mensen met het gen voor de ziekte van Huntington kunnen verschillende symptomen ervaren, zelfs als ze dezelfde genetische mutatie hebben.

dominantie vs recessiviteit

• De termen dominant en recessief hebben betrekking op het fenotype, dit is een erfelijke eigenschap of ziektebeeld.

• Dominant:

  • er is dus slechts 1 afwijkend gen noodzakelijk (heterozygote toestand), dat zijn informatie heeft doorgedrukt 

  • Gemuteerde allele komt tot expressie ondanks aanwezigheid van normaal allele op alternatieve locus
    

• Recessief 

  • Er zijn 2 afwijkende genen nodig om de afwijking te zien verschijnen

  • Beide allelen van gen moeten afwijkend zijn om ziekteverschijnselen tot expressie te laten komen

dominante en recessieve lichaams kenmerken

geslachtschromosomaal gebonden aandoeningen door genmutatie

• Door X-chromosomale mutaties dominante overerving

  • mannen niet levensvatbaar

  • vrouwen: Rett syndroom (1/10000)

• Door X-chromosomale mutaties recessieve overerving 

  • expressie vooral bij mannen

  • zelden bij vrouwen

Geslachtschromosomaal gebonden recessieve aandoeningen (X, recessief)

Geslachtschromosomaal gebonden recessieve aandoeningen (X, recessief)

autosomaal recessieve aandoeningen

sikkelcelanemie

= erfelijke bloedziekte waarbij rode bloedcennen een abnormale, sikkelvormige structuur aannemen: pijnlijke crises of bloedarmoede

autosomaal dominante aandoeningen

familiale hypercholesterolemie

marfan syndroom

= erfelijk bindweefselaandoening

• mutatie in het FBN1-gen op chromosoom 15

• lange ledematen, flexibele gewrichten, ernstige risico’s voor hart en aorta

syndroom van ehlers-danlos

= erfelijke bindweefselaandoeningen: verstoorde collageenproductie

• Extreem elastische of rekbare huid

• Dunne, kwetsbare huid die snel blauwe plekken vertoont

• Atrofische littekens (brede, dunne littekens)

• Gewrichtsproblemen:

  • Hypermobiliteit (overstrekbare gewrichten)

  • Gewrichtsontwrichtingen en subluxaties (gedeeltelijke ontwrichting)

  • Chronische gewrichtspijn en vermoeidheid

• Vasculaire complicaties (bij vasculaire EDS):

  • Scheuren van bloedvaten of organen (zoals darmen of baarmoeder)

  • Levensbedreigende interne bloedingen

• Overige symptomen:

  • Chronische vermoeidheid en spierzwakte

  • Problemen met bindweefsel in hart, darmen en longen

  • Scoliose (kromming van de wervelkolom)

osteogenesis imperfecta

= ‘broze botziekte’ = erfelijke bindweefselaandoening

Botgerelateerde symptomen:

• Frequent voorkomende fracturen (zelfs bij klein trauma).

• Misvormingen van botten (bijv. gebogen benen, scoliose).

• Vertraagde groei of kleine lichaamslengte.

2. Bindweefselafwijkingen:

• Blauwe sclerae (blauw doorschijnend oogwit, vooral bij Type I).

• Hyperlaxiteit van gewrichten (overstrekbare gewrichten).

• Broze tanden (dentinogenesis imperfecta).

3. Andere symptomen:

• Gehoorverlies (meestal vanaf adolescentie of volwassenheid).

• Ademhalingsproblemen door misvormde ribbenkast bij ernstige vormen.

codominantie

= heterozygoot fenotype resulteert uit expressie v beide allele

vb: ABO bloedgroepen

• ABO gen codeert voor cel oppervlakte eiwit

  • I^A allele produceert A eiwit

  • I^B allele produceert B eiwit

  • i (I^O) allele heeft geen oppervlakte eiwit

• Allelen I^A & I^B zijn codominant, en beide zijn dominant tov i

polygenie

= invloed v meerdere genen op expressie van 1 kenmerk of eigenschap (tegengestelde van monogene overerving)

verschillende genen op verschillende loci

• cumulatieve polygenie: effect van meerdere genen additief: hoe meer "actieve" of "bijdragende" allelen aanwezig zijn, hoe sterker de uiting van de eigenschap. Elk gen draagt in kleine mate bij aan het uiteindelijke fenotype.

  • Hoe meer "bijdragende" allelen, hoe sterker de expressie.

  • Continue variatie: Eigenschappen vertonen een geleidelijke overgang zonder duidelijke categorieën.

  • Hoe meer genen betrokken zijn, hoe groter de variatie in het fenotype.

    vb:

    • Lengte: Hoe meer genen bijdragen aan groei, hoe langer iemand is.

    • Huidskleur: Afhankelijk van het aantal actieve pigmentgenen.

    • Intelligentie: Beïnvloed door meerdere genen en omgevingsfactoren.

• drempelpolygenie: bepaald aantal bijdragende allelen (de drempel) nodig voordat de eigenschap zich manifesteert. Totdat die drempel is bereikt, is er geen zichtbaar effect.

  • Discontinue variatie: Eigenschap is aanwezig of afwezig.

  • Zodra de genetische drempelwaarde is overschreden, verschijnt het fenotype.

  • Vaak geassocieerd met multifactoriële aandoeningen waarbij zowel genetische als omgevingsfactoren een rol spelen.

epistase en hypostase

epistase = gen dat expressei v ander gen onderdrukt

hypostase = gen dat wordt beïnvloed of gemaskeerd door epistatische genen

= Modificerende genen onderdrukken fenotypische uiting van bepaald gen

genetische heterogeniteit en pleiotropie

• Genetische heterogeniteit : verschillende genafwijkingen (in zelfde of verschillende allelenparen) veroorzaken éénzelfde effect

  • allelische heterogeniteit = dezelfde aandoening veroorzaakt door verschillende mutaties in hetzelfde gen

  • locusheterogeniteit = dezelfde aandoening veroorzaakt door mutaties in verschillende genen

• Pleiotrofie: 1 genencombinatie leidt tot uiteenlopende symptomen (‘syndroom’)

penetrantie en expressiviteit

= beschrijven hoe genetische mutaties zich uiten bij individuen

• Penetrantie

  • mate waarin afwijkende gen (= mutatie) de ziekteverschijnselen induceert (= daadwerkelijk tot ziekteverschijnselen lijdt)

• Expressie

  • ernst ziekteverschijnselen per getroffen individu

    • Variabele expressie: De ziekte kan zich bij sommige mensen mild uiten en bij anderen ernstig.

    • Expressie kan beïnvloed worden door:

      • Omgevingsfactoren (zoals dieet of leefstijl).

      • Modificerende genen (andere genen die de mutatie beïnvloeden).

Cystische Fibrose of mucoviscidose

= monogenetische, autosomaal recessieve aandoening

Monogenetisch

• Betekenis: Cystische fibrose wordt veroorzaakt door een mutatie in één enkel gen: het CFTR-gen.

• Het CFTR-gen codeert voor het Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator-eiwit, dat zorgt voor het transport van chloride-ionen door celmembranen.

👉 2. Chromosomale Locatie

• Chromosoom: 7q32 (lange arm van chromosoom 7).

👉 3. Autosomaal Recessief

• Overervingspatroon: Beide ouders moeten drager zijn van een gemuteerd CFTR-allel om de ziekte door te geven.

• Kans op overerving:

  • 25%: Aangetast kind (twee gemuteerde allelen).

  • 50%: Drager zonder symptomen (één gemuteerd allel).

  • 25%: Gezond (geen gemuteerde allelen).

👉 4. Allelische Heterogeniteit

• Betekenis: Verschillende mutaties in hetzelfde CFTR-gen kunnen cystische fibrose veroorzaken.

• >2000 verschillende mutaties zijn geïdentificeerd, variërend in ernst.

werking/fout bij Cystische Fibrose of mucoviscidose

wisselende expressie bij CF

Pleiotroop ziektebeeld van Cystische Fibrose

1. Longpathologie

CF-patiënten ontwikkelen ernstige longproblemen door ophoping van taai slijm, wat infecties bevordert.

• Sinusitis (90%): Chronische ontsteking van de neusbijholten door verstopt slijm, wat leidt tot hoofdpijn, neusverstopping en geurverlies.

• Polyposis (6-32%): Vorming van neuspoliepen (zachte gezwellen) door chronische ontsteking, die ademhalingsmoeilijkheden veroorzaken.

• Allergie: Overgevoeligheidsreacties die ademhalingsklachten kunnen verergeren.

💧 2. "Salt loss" syndroom

CF veroorzaakt een verstoorde ionenbalans door defecte chloridekanalen. Dit leidt tot:

• Overmatig verlies van zout (natrium en chloride) via zweet.

• Risico op uitdroging, vooral bij warm weer of fysieke inspanning.

🩸 3. CF-geassocieerde gewrichtsproblemen

• CF-artropathie: Gewrichtspijn en -zwelling door chronische ontsteking.

• CF-artritis: Specifieke vorm van ontsteking in de gewrichten, intermitterend van aard.

🦴 4. Osteoporose

25% van de CF-patiënten ontwikkelt osteoporose door:

• Slechte opname van vitamine D (door pancreasinsufficiëntie).

• Chronische ontsteking en gebruik van corticosteroïden.

Gevolg: verhoogd risico op botbreuken.

5. Vasculitis

Ontsteking van bloedvaten, die leidt tot:

• Pijn, huiduitslag en soms orgaanschade.

• Geassocieerd met het immuunsysteem dat overactief reageert.

🩺 6. Lever- en galproblemen

• Levercirrose (25%): Beschadiging en verlittekening van de lever door ophoping van dik gal, wat leidt tot leverfalen.

• Cholelithiasis (15-24%): Vorming van galstenen door stroperig gal.

• Leversteatose: Ophoping van vet in de lever, vaak een vroeg teken van leverschade.

🧬 7. Urolithiasis

Vorming van nierstenen door:

• Verstoorde calcium- en oxalaatstofwisseling.

• Chronische uitdroging.

🍽 8. Pancreatische insufficiëntie

• Exocriene disfunctie (85-90%): Onvoldoende enzymproductie, wat leidt tot slechte vet- en eiwitvertering. Symptomen: vettige diarree, gewichtsverlies.

• Endocriene disfunctie (10-30%): Verstoring van insulineproductie, wat CF-gerelateerde diabetes kan veroorzaken.

🫃 9. Gastro-intestinale problemen

• Gastro-oesofageale reflux (GOR) (30%): Terugvloeien van maagzuur naar de slokdarm, wat brandend maagzuur veroorzaakt.

• DIOS (7-15%): Distal Intestinal Obstructive Syndrome – verstopping van de darm door dik slijm en voedselresten.

🧬 10. Obstructieve azoöspermie (98%)

Bijna alle mannelijke CF-patiënten zijn onvruchtbaar door:

• Afwezigheid of verstopping van de zaadleider (congenitale bilaterale vas deferens agenese, CBAVD).

diagnose Cystische Fibrose: DNA mutatie

• vaststellen vh monogenetisch defect op chromosoom 7q32

• Allelische heterogeneïteit van CF gen (>2000 mutations)

• 'beperkte' sensitiviteit of genetic testing (<95%)

  screening voor 70 mutaties

  • 5% v mensen met aandoening, worden niet opgemerkt bij de screening

  • test is op zoek naar specifieke 70 verschillende genetische veranderingen

Mitochondriaal DNA (mtDNA)

= genetisch materiaal dat zich bevindt in de mitochondriën, de energiecentrales van de cel. In tegenstelling tot het DNA in de celkern (nucleair DNA), wordt mitochondriaal DNA geërfd van de moeder (via de eicel) en heeft het een aantal unieke eigenschappen.

• circulair

• klein aantal genen

• menselijk DNA: 16.500 basenparen: bevat 37 genen die essentieel zijn voor productie v ATP in mitochondriën

afwijking mitochondriaal DNA

• enkel doorgegeven via eicel = maternale overerving

  • maternale overerving = genetisch materiaal/eigenschappen v moeder worden doorgegeven aan nageslacht

• stoornis treft vooral zuurstof-afhankelijke weefsels: hart,
  skeletspieren, hersenweefsel:

  • mitochondriale myopathie = spieren worden aangetast door disfunctie (= te weinig energie) van de mitochondriën. Dit leidt tot spierzwakte, spierpijn, en vermoeidheid, vooral bij fysieke inspanning.

  • optische neuropathie = schade aan de oogzenuw, wat leidt tot verminderd gezichtsvermogen en in sommige gevallen tot blindheid.

  • myoclonische epilepsie = neurologische aandoening die wordt gekarakteriseerd door onwillekeurige spiercontracties (myoclonus) en epileptische aanvallen. Het kan samen gaan met andere symptomen zoals ataxie (coördinatieproblemen) en spierzwakte.

• stoornis pas te voorschijn op oudere leeftijd

  

kearns-sayre syndroom

= progressieve spierzwakte, oogproblemen en hartafwijkingen tgv afwijkingen in mitochondriaal DNA

= heteroplasmie = aanwezigheid van meer dan één type mitochondriaal DNA (mtDNA) in een cel of weefsel.

preventie mitochondriale disfunctie

• Ooplasmic transfer

  • cytoplasma v gezonde eicel v andere vrouw wordt overgebracht naar eicel = bevat gezonde mitochondriën

hoe detecteren v genetische ziekten: indicatie

• Individueel: vermoeden genetische aandoening

  • onverklaarde mentale retardatie

  • ambigu geslacht, abnormale geslachtsontwikkeling

  • vermoeden spierziekten, neuromusculaire aandoening

  • familiaal voorkomen genetische aandoening

  • herhaalde miskramen, (onverklaarde) doodgeboorte

  • inteelt

  • screening naar dragerschap

X-gebonden pathologie, autosomaal recessieve pathologie, presymptomatische diagnostiek (bij dominante pathologie)

• Bevolkingsonderzoek

  • enkel nuttig bij frekwent voorkomende mutatie en beschikbaarheid van goedkope betrouwbare test

  • "genetische check-up" nog niet mogelijk op grote schaal op dit moment

hoe detecteren v genetische ziekten: methodiek

• aanvullende diagnostiek: beperkt tot 400-tal aandoeningen

• verzamelen van familiegegevens, stamboomanalyse

• klinisch onderzoek, evtl post-mortem onderzoek

• opsporen van eiwitdefect: biochemische analyse

  • indirect aantonen enzymedeficiëntie of tekort structureel eiwit

  • afhankelijk van activatie eiwit:

    • in elk celtype → sampling van serum of urine

    • in bepaald celtype afkomstig van orgaan met ziekteverschijnselen → sampling van specifiek celmateriaal

• opsporen van DNA-defect: moleculaire genetica

  • aantonen direct DNA defect dmv specifieke probes

  • in alle celtypes (ook niet-delende cellen)

  • aard mutatie soms zeer heterogeen → minder geschikt voor screening

• opsporen van chromosomaal defect: cytogenetica

  • enkel microscopisch zichtbare afwijkingen

  • cellen/weefsel dat instaat is te delen (witte bloedcellen, huidcellen, ..)

  • karyogram

Prenatale en pre-implantatie diagnostiek

• indicatie

  • zwangeren > 36 jr

  • genetische pathologie bij vorige ZWS

  • abnl. onderzoek van foetus

  • ouder(s) drager van genetische pathologie

  • familaal voorkomen genetische pathologie

  • behandeling tijdens ZWS met mogelijk nadelig effect

• technieken

  • Bloed (NIPT) of weefselstaal

  • pre-implantatie genetische diagnostiek bij IVF

  • tijdens ZWS

    • beeldvorming: echografie foetus

    • amniocentese (vruchtwateronderzoek)

    • chorionvillusbiopsie (vlokkentest)

    • cordocentese (navelstrengpunctie)

    • bij pasgeborene

amniocentese

= medische procedure waarbij kleine hoeveelheid vruchtwater wordt afgenomen uit de amniotische zak die de baby in de baarmoeder omhult. Het vruchtwater bevat cellen van de baby, en de procedure wordt vaak uitgevoerd om genetische aandoeningen of andere medische problemen bij de baby te diagnosticeren. Amniocentese wordt meestal uitgevoerd tussen de 15e en 20e week van de zwangerschap.

doel test amniocentese

tijdig ontdekken van:

• Chromosomale afwijkingen: Amniocentese wordt vaak gebruikt om te testen op chromosomale aandoeningen zoals Downsyndroom (trisomie 21), trisomie 18, of trisomie 13.

• Genetische aandoeningen: Het kan ook worden gebruikt om te testen op genetische aandoeningen zoals cystische fibrose, spinale spieratrofie, en sikkelcelanemie.

• Mitochondriale ziekten: In sommige gevallen kan amniocentese ook worden gebruikt om mitochondriale ziekten te onderzoeken, afhankelijk van de voorgeschiedenis van de familie.

• Infecties:

  • Amniocentese kan helpen bij het detecteren van bepaalde infecties die de baby kunnen beïnvloeden, zoals toxoplasmose of bacteriële infecties.

• Lungrijping:

  • In sommige gevallen kan amniocentese worden uitgevoerd om te testen op de rijpheid van de longen van de baby, vooral als er zorgen zijn over de mogelijkheid van een vroeggeboorte. Het testen van het vruchtwater kan helpen te bepalen of de longen van de baby voldoende ontwikkeld zijn voor de geboorte.

• Zwangere complicaties:

  • Amniocentese kan ook worden gebruikt om complicaties zoals polyhydramnion (teveel vruchtwater) of oligohydramnion (te weinig vruchtwater) te onderzoeken, die verband kunnen houden met de gezondheid van de baby of de placenta.

chorionvillusbiopsie

= prenatale diagnostische test, waarbij weefselmonsters vd chorionvlokken (= deel placenta) worden genomen en genetische testen worden op uitgevoerd

• genetische afwijkingen/ziekten identificeren

cordocentese

= prenatale diagnostische procedure waarbij bloedmonsters worden afgenomen uit de navelstreng van de baby om genetische aandoeningen of bloedziekten te testen.

• detecteren van infecties, bloedziekten, andere genetische afwijkingen

waaruit bestaat genetische therapie?

1. genetische manipulatie van cellen of dieren 

2. gericht op genetisch profiel individu

3. cell-gebaseerde technieken

   • reproductief klonen

   • therapeutisch klonen

4. gentherapie

DNA-rekombinant technologie

= genetisch materiaal van organismen kunnen manipuleren, combineren, en modificeren. Deze technologie maakt het mogelijk om nieuw genetisch materiaal te creëren door delen van DNA uit verschillende bronnen samen te voegen.

wordt gedaan door isolatie, knippen, verbinden van DNA en overdracht naar cel, selectie en expressie

gentherapie

• germline gentherapie (van geslachtscellen)

  • CRISPR-Cas9 technologie = technologie om genen te bewerken

  • genetische modificatie v geslachtscellen of embryo’s = verandering van DNA + overerfbaar naar toekomstige generaties

• gentherapie van somatische cellen = behandeling/aanpassingen in gen zijn niet overerfbaar

  • methodologie: vaak toegepast in cellen zoals bloedcellen, spiercellen, huidcellen of longcellen, afhankelijk van de aandoening.

  • uitvoering

• in situ gentherapie   = rechtstreeks toendienen v genetisch materiaal (DNA, RNA, genen) op plaats vd ziekte in het lichaam

  • doel: direct in doelcellen v lichaam therapeutische gen inbrengen

• ex vivo gentherapie = cellen uit lichaam v P gehaald, genetisch gemodificeerd, terug in lichaam geïntroduceerd (vb: bloedziekte)

• in vivo gentherapie = direct inbrengen v genetisch materiaal in lichaamscellen v P zonder cellen uit lichaam P verwijderen

• problemen van veiligheid en efficiëntie

  • immuunrespons

  • onbedoelde genetische veranderingen

  • landurige effecten v therapie zijn vaak onbekend

  • efficiëntieproblemen

    • levering genetisch materiaal naar juiste cellen

    • kosten

    • beperking in doelwitcellen = sommige cellen moeilijker te behandelen

transgene dieren

= dieren die genetisch zijn gemodificeerd door het inbrengen van foreign DNA (vreemd DNA) in hun genoom, meestal om specifieke eigenschappen of genen van interesse te onderzoeken of te verbeteren. Deze genetische modificatie kan bestaan uit het toevoegen van nieuwe genen, het uitschakelen van bestaande genen, of het veranderen van de werking van bepaalde genen in het dier.

therapeutisch klonen

genetisch identieke cellen of weefsels te creëren, meestal met als doel het behandelen of genezen van ziekten, zonder dat de gekloonde cellen tot een volledig organisme worden ontwikkeld. Het doel van therapeutisch klonen is het produceren van embryonale stamcellen die genetisch identiek zijn aan die van een patiënt, zodat deze cellen gebruikt kunnen worden voor medische behandelingen, zoals regeneratie van weefsels of organen, of het behandelen van bepaalde ziektes. (bv diabetes)