High throughput and comprehensive resequencing of cardiomyopathy genes by...


Update content

Title High throughput and comprehensive resequencing of cardiomyopathy genes by CHIP based DNA-sequencing technology (CardioCHIP)
Period 03 / 2007 - unknown
Status Completed
Research number OND1326384
Data Supplier Website ZonMw


Current limitations in genetic testing in inherited cardiomyopathies with SCD are due to technology issues and lack of smart protocols. In addition, genetic data are largely incomplete. Rapid genetic diagnosis, accurate prognosis and genome-based personalized health-care will depend on new high-throughput and comprehensive DNA sequencing platforms. In this way the data can be generated to understand the path from genetic constitution (single and multiple gene defects) to clinical symptoms. Our main objective is the application and evaluation of a new CHIP-based resequencing platform to analyze genes involved in inherited cardiomyopathies with SCD. The Cardio-CHIP will contain 26 candidate genes and it has the potential to reduce the time (factor 20), manpower and bench costs (factor 5) required for a genetic diagnosis. It will yield a complete analysis of all genes involved, which is not possible in the current setting of DNA diagnostics. Single or multiple mutations will be detected in patients and can be tested in relatives to determine or exclude an increased risk for becoming affected. A further aim is to determine if a combination of mutations will define the clinical outcome in patients with the same familial mutation, but differences in disease severity. This may enable the characterization of accurate prognostic genetic parameters to select those carriers at high risk of fatal complications more accurately for often highly aggressive and costly preventive therapeutic interventions. The creation of an essential sequencing resource is also an objective. All genetic variants will be collected anonymously in a central database and classified as pathogenic mutations, polymorphisms and unclassified variants. Finally, we aim to develop a DNA-diagnostics protocol for inherited cardiomyopathy, based on resequencing CHIPs. This protocol wil also be valuable for other genetic diseases with similar complexity. Samenvatting Objective(s)/research question: Cardiovascular disease is the primary cause of death in Western societies, in 11% due to heart failure, partly caused by inherited cardiomyopathies. Genetic testing is not straightforward, as phenotype-genotype-based protocols are not feasible and additional mutations modify the outcome of the primary genetic defect. Rapid diagnosis, identification of (asymptomatic) gene carriers and accurate prognosis based on all genetic factors are important for these life-threatening disorders, also to justify aggressive and costly therapeutic interventions. We will evaluate a rapid and comprehensive CHIP-based resequencing platform to screen 26 candidate genes completely for mutations in patients and their relatives. This will lead to the identification of the underlying pathogenic mutation(s) and it will yield an essential database of pathogenic mutations, polymorphisms and unclassified variants, which will be a first step to establish genome-based personalised health-care. Study design: A CardioCHIP will be developed to resequence 26 candidate genes in a group of 250 patients with familial cardiomyopathy (FCM) and sudden cardiac death (SCD). Study population(s)/datasets: 200 patients with FCM and SCD, but no genetic diagnosis, and 10 mutations for 5 patients each, with different symptoms.Intervention: - Outcome measures: 1. A comparison of the CardioCHIP and conventional sequence analysis with respect to speed, call rate and detection rate of mutations. 2. A genetic diagnosis in the majority of families. 3. Combinations of mutations in patients, which might explain differences in clinic. 4. A database with all sequence variants identified. 5. A CardioCHIP based DNA-diagnostics protocol.Power/data analysis: Patients are evaluated individually, but the number of CHIPs will allow discrimination between pathogenic mutations and common polymorphisms. New analysis software GSEQ is freely available from Affymetrix.Economic evaluation: The time to reach a genetic diagnosis may decrease by a factor 20 with a decrease of bench costs of a factor 5. The majority of familial cases will be solved and unnecessary life-time monitoring of non-carriers will be prevented. Costly preventive interventions will rely on a more accurate estimate of the genetic risk in carriers. Time schedule: Mo1-9: The CardioCHIPs with 26 genes will be developed, long range PCR protocols optimized and tested for technical peformance. Mo 9-24: Patients will be tested, results evaluated and a protocol defined.

Abstract (NL)

Cardiovasculaire aandoeningen vormen doodsoorzaak nummer 1 in de Westerse wereld. Elf procent komt door harffalen, gedeeltelijk veroorzaakt door erfelijke cardiomyopathie. Genetisch onderzoek is niet eenvoudig, omdat een specifieke relatie tussen kliniek en gendefect ontbreekt en additionele mutaties de manifestatie van het primaire genetische defect beïnvloeden. Snelle diagnostiek, identificatie van individuen met een genetisch risico en accurate prognoses op basis van alle gendefecten zijn wezenlijk voor deze potentieel fatale aandoeningen en de rechtvaardiging van agressieve behandelingsmethoden. Daarom stellen wij een nieuw CHIPs-platform voor om snel en compleet 26 kandidaatgenen te testen op mutaties. Dit project vormt een eerste stap naar individuele gezondheidszorg op basis van genetische constitutie.Studieopzet: Een Cardio-CHIP wordt ontwikkeld om 26 kandidaatgenen te testen in een groep van 250 patiënten met erfelijke cardiomyopathie en plotse hartdood. Studiepopulatie/databronnen: 200 patiënten met een erfelijke cardiomyopathie, maar zonder DNA-diagnose, 10 mutaties met elk 5 dragers met verschillende kliniek. Interventie: - Uitkomstmaten: 1. Een vergelijking van de CardioCHIP met conventionele sequentie-analyse m.b.t. kwaliteit, snelheid, call rate", detectieniveau en aantal gedetecteerde mutaties. 2. Een genetische diagnose in de meerderheid van de patiënten. 3.Combinaties van mutaties, die mogelijk gerelateerd kunnen worden aan de ernst van de aandoening. 4. Een database met alle geïdentificeerde sequentievarianten in cardiomyopathiegenen. 5. Een DNA-diagnostiekprotocol gebaseerd op de CardioCHIP.Power-/data-analyse: Patiënten worden individueel geëvalueerd, maar het aantal van 200 CHIPs maakt onderscheid mogelijk tussen pathogene mutaties en frequente polymorfismen. Nieuwe gratis analysesoftware GSEQ is door Affymetrix ontwikkeld. Economische evaluatie: De tijd om een genetische diagnose te stellen zal met een factor 20 afnemen met een reductie van materiaalkosten van een factor 5. Hiermee wordt de meerderheid van de families opgelost en wordt onnodige controle van niet-dragers voorkomen. Kostbare therapeutische interventies zullen afgestemd worden op de combinatie van mutaties in een individu. Tijdplanning: Maand 1-9: Ontwikkeling CardioCHIP met 26 genen, optimalisatie "long-range" PCR-protocollen en technische test. Maand 9-24: Het testen van patiënten, evaluatie van resultaten en opstelling van een protocol.

Related organisations

Secretariat Section Clinical Genetics (UM)
Financier ZonMw

Related people

Project leader Prof.dr. H.J.M. Smeets


D21400 Genetics
D23220 Internal medicine

Go to page top
Go back to contents
Go back to site navigation