SNaPshot Multiplex Assay for Rapid Detection of Mutations Associated with Hereditary Hearing Loss in Palestine

Abstract

Background: Hearing loss is the most common sensory disorder affecting a high rate of newborns especially in Palestine. Hearing loss incidence increases with the high rate of consanguinity observed in the Palestinian population. It is also a highly heterogeneous trait, which is affected by genetic and environmental factors. There are two types of hereditary hearing loss, syndromic hearing loss that accounts 30% of the cases and nonsyndromic hearing loss that accounts for 70% of the cases. Methods and materials: 29 common sequence variants in 16 different genes associated with hereditary hearing loss were scanned in the Palestinian population. A Snapshot Multiplex assay was used to enable rapid diagnosis for patients especially newborns. Instead of identifying each mutation by using Sanger sequencing method, we can pool all the mutations together in one reaction using multiplex PCR program. The strategy involves the utilization of a single nucleotide primer extension for each mutation and size exclusion using gene scan tool. Results: A diagnostic technique consisting of four panels of Snapshot Multiplex assay was successfully developed; each panel consists of approximately ten sequence variants. The different genotypes can be determined based on the position and the fluorescent color of the peaks in a single electropherogram. Positive control samples been used as references. Conclusion: This study demonstrates a robust, cost effective, time saving and a high level of accuracy diagnostic method that detects common causative variants of hearing loss in Palestinian cohort with relatively heterogeneous ethnic background. This relatively inexpensive assay should accelerate genotyping identification, early diagnosis and essential management of hearing loss patients. فقدان السمع من أكثر الامراض الحسية شيوعا في مجتمعنا الفلسطيني ويصاب به بالعادة الأطفال حديثي الولادة .فقدان السمع هو مرض جيني متنحي يزداد في فلسطين مع زيادة زواج الأقارب. وهو متعدد الأسباب، يتأثر بالعامل الوراثي أيضا البيئي. هناك نوعان من فقدان السمع الوراثي، إما أن يكون فقدان سمع مصحوب بأعراض أخرى ويشكل هذا النوع 30% من الحالات، أو أن يكون فقدان سمع غير مصحوب بأية أعراض أخرى ويشكل هذا النوع 70% من الحالات. في هذه الدراسة تم تحليل 29 طفرة في أكثر من 16 جين مسؤول عن هذه الصفة الوراثية في المجتمع الفلسطيني. لقد تم العمل على تشكيل تقنية جديدة تسمى (Snapshot Multiplex Assay) من أجل تحقيق تشخيص جيني سريع للمرض خاصة للأطفال حديثي الولادة. أيضا من أجل استبدال استخدام تقنيات أخرى مثل (Sanger Sequencing) التي تقوم بفحص كل طفرة لوحدها، بإمكاننا مزج أكثر من طفرة في فحص واحد. يحتوي تقريبا على في نهاية هذه الدراسة تم الحصول على تقنية جديدة تتكون من أربع مجموعات من الفحوص؛ كل فحص عشرة طفرات. تحديد وجود الطفرة يعتمد على موقع الإشارة ولونها. تم استخدام عينات متماثلة للطفرة او حاملات للطفرة أو غير حاملات للطفرة كدالة على النتائج. لقد قامت هذه الدراسة على تطوير تقنية قوية، غير مكلفة، وموفرة للوقت و ذات دقة عالية، من أجل فحص طفرات تؤدي إلى فقدان السمع في المجتمع الفلسطيني ذات أعراق مختلفة وبتكلفة قليلة مقارنة بغيرها. هذه التقنية عملت على تسريع الفحص الجيني ومعرفة السبب الوراثي لفقدان السمع من أجل حسن التعامل مع المرضى وتقديم العالج المناسب.