Proximální delece 12q s novým pohledem na růstovou retardaci

Abstract

Proximální delece dlouhého raménka chromozomu 12 je vzácná chromozomální abnormalita popsaná asi u 20 pacientů. Známé delece pokrývají oblast od 12q11 do 12q13 a zahrnují geny YAF2, AMIGO2 a NELL2. Tyto geny jsou navrhovány jako kandidátní geny pro klíčové fenotypové znaky, jako je růstová a psychomotorická retardace. Zde prezentujeme případ s intersticiální delecí o velikosti 3,1 Mb v oblasti 12q12q13.11. Klinická pozorování našeho pacienta se překrývají s hlavními společnými nálezy u publikovaných případů. Delece zjištěná u našeho pacienta nezahrnuje dříve navrhované kandidátní geny YAF2 a AMIGO2. Souvislost mezi proximální delecí 12q a deficitem ARID2 vyvozujeme porovnáním pacientů nesoucích hrubé delece se skupinou pacientů nesoucích malé intragenové delece ARID2 a také s pacienty s jednonukleotidovými variantami (SNV) v ARID2. Růstová retardace ARID2. SNV ARID2 však nekorelují s těžkou růstovou retardací.

© 2020 Autor(é): Vydal(i): S. Karger AG, Basilej

Delece chromozomu 12q jsou heterogenní skupinou genetických stavů, které lze rozdělit do 3 hlavních podskupin: (i) proximální delece s body zlomu v oblasti 12q11q13; (ii) intermediální delece s body zlomu v oblasti 12q15q21 a (iii) distální delece s body zlomu v oblasti 12q22q24. Kromě toho byl v literatuře popsán definovaný syndrom mikrodelece 12q14 . U většiny publikovaných případů byl zaznamenán různý stupeň vývojového opoždění i intelektuálního postižení. Tato skutečnost je v souladu s obecným pozorováním, že většina chromozomálních přestaveb je spojena s vývojovou a intelektovou retardací a také se širokým spektrem dysmorfismů.

Proximální delece dlouhého raménka chromozomu 12 byly popsány asi u 20 pacientů. Pět z nich sdílí dobře definovaný fenotyp charakterizovaný opožděným vývojem s kognitivními poruchami, růstovou retardací a zmenšeným obvodem hlavy, jakož i širokým čelem, velkýma nízko posazenýma ušima, širokým nosním mostem a/nebo nosem, dlouhým philtrum a široce rozkročenými bradavkami . Všichni tito pacienti mají překrývající se deletovanou oblast na 12q12, kde byly jako kandidátní geny pro růst a psychomotorickou retardaci navrženy YAF2, AMIGO2 a NELL2. Nebyla však prokázána žádná silná korelace ani experimentální důkaz, že by tyto geny souvisely s uvedenými fenotypovými abnormalitami.

V této studii uvádíme pacienta s delecí 3,1 Mb v oblasti 12q12q13.11, který přispěl do kohorty pacientů s proximálními delecemi v oblasti 12q. Tato delece nepokrývá dříve navrhované kandidátní geny YAF2 a AMIGO2. Místo toho vymezuje minimální kritickou oblast pro středně těžkou až těžkou růstovou retardaci s kandidátním genem ARID2. Tuto kohortu také porovnáváme s pacienty nesoucími narušení genu ARID2 a poprvé navrhujeme ARID2 jako kandidátní gen pro středně těžkou až těžkou růstovou retardaci (<-2 SD). Všimli jsme si, že jednonukleotidové varianty (SNV) genu ARID2 nekorelují s těžkou růstovou retardací, což může naznačovat různorodý vliv různých typů genetických variant na funkci proteinu ARID2.

Prezentace případu

Pacient mužského pohlaví se narodil v termínu po bezproblémovém těhotenství a porodu; Apgarové skóre bylo 9-10-10 bodů. Porodní hmotnost byla 3210 g (15. centil/-1 SD) a délka 47 cm (<10. centil/ -2 SD). Měl potíže s kojením a nepřibíral na váze tak rychle, jak se očekávalo. Chlapec se dostal do lékařské péče kvůli neprospívání. Ačkoli jeho cílová výška je přibližně 1,80 m (±0 SD), rostl na -3 SD do délky, o něco méně než -2 SD na váhu a měl obvod hlavy -1 SD (obr. 1A). Již v raném věku vykazoval známky vývojového opoždění, zejména pokud jde o orální motoriku a expresivní vývoj řeči. Ve věku 6 let slintá a stále jí kašovitou stravu. V 18 měsících začal chodit bez opory a stále má určité potíže s jemnou motorikou. Podle rodičů se ve 3 letech podobal spíše dvouletému dítěti. Na toaletu se naučil ve 3,5 letech a v 6,5 letech nosí na noc pleny.

Z důvodu mírného šilhání je sledován oftalmologem. Sluch je uváděn jako normální. Psychologické vyšetření provedené v 6 letech dospělo k závěru opoždění expresivní řeči, potíže s přechody a změnami režimu. Celkově bylo uzavřeno, že vykazuje narušenou schopnost sociální vzájemnosti a komunikace, která byla vyhodnocena jako klinicky významná funkční porucha. Nebyly však zjištěny žádné jasné známky toho, že by vykazoval stereotypní, omezené nebo opakující se zájmy, a proto splňoval diagnostická kritéria pro atypický autismus podle MKN-10.

Při vyšetření si všimneme malého chlapce se skafocefalickým tvarem hlavy, dlouhým obličejem, vystouplým čelem, mírným strabismem, širokým nosem a nosním mostem, dlouhým philtrum, tenkým horním rtem, vysoko vyklenutým patrem zúženým ventrálně, široce rozloženými bradavkami, široce založenými prsty a hypoplastickými nehty na nohou (obr. 1B-F). Má snížený svalový tonus. Podrobný klinický popis viz tabulka 1.

Metoda a výsledky

Vzhledem k růstové retardaci byl ve věku 3,4 roku proveden hormonální screening. Funkční vyšetření štítné žlázy bylo v normě (TSH 1,77 (0,7-6,0) mlE/l, FT4 16,4 (12,3-23) pmol/l, FT3 5,7 (3,7-8,5) pmol/l), stejně jako inzulínový růstový faktor 1 (IGF-1, 38 (27-172) ug/l a 58 ug/l ve věku 3,5 let).

Pacient byl odeslán na genetické vyšetření kvůli opoždění vývoje a dysmorfismu. Chromozomální mikroarray analýza byla provedena pomocí přístroje CytoScan HD (Thermo Fisher) podle pokynů výrobce. Analýza identifikovala intersticiální deleci o velikosti 3,1 Mb v dlouhém raménku chromozomu 12, arr 12q12q13.11(43889138_47011108)x1. Analýza FISH byla provedena na metafázových roztocích z kultivovaných krevních lymfocytů pomocí sondy BAC RCPI-11 95K16 (Empire Genomics) umístěné v deleční oblasti a standardních technik. Jako kontrolní sonda byla použita TelVysion 12q (Abbot), která se nachází v subtelomerické oblasti 12q. Analýza FISH v metafázi rodičů nedokázala detekovat žádnou deleci ani jinou přestavbu jmenované oblasti (data nejsou uvedena).

Diskuse

V této studii popisujeme de novo deleci v oblasti 12q12q13. Deletovaná oblast u našeho pacienta se částečně překrývá s dříve popsanými delecemi v 5 nezávislých případech (obr. 2) . Čtyři případy, včetně našeho pacienta, se vyznačovaly opožděním psychomotorického vývoje, nízkým vzrůstem, zmenšeným obvodem hlavy a také velkými nízko posazenými ušima, strabismem, širokými nosními můstky a/nebo nosy, dlouhými filtry, sklopenými ústními koutky a široce roztaženými bradavkami (tabulka 1). Pacient popsaný Carlsenem a kol. vykazoval většinu výše uvedených klinických znaků, ačkoli měl malé uši, široká ústa a spíše zvětšený obvod hlavy. Při klinickém vyšetření ve věku 10 let byla jeho výška a hmotnost v normě (10. centil).

Klinodaktylie pátého prstu a také malé ruce a/nebo nohy byly společné znaky přítomné u všech 5 dříve popsaných případů, u našeho pacienta však nebyly přítomny. Hypoplastické nehty na nohou i široce založené prsty byly pozorovány u našeho pacienta, ale u ostatních pacientů nebyly zaznamenány. Kromě toho byl u jednoho pacienta přítomen vrozený defekt síňového septa, o kterém referovali Weng a kol. a u jednoho pacienta ve věku 21 měsíců byl zjištěn rozšířený kořen aorty a mírně zesílené komorové septum, o čemž referovali Carlsen a kol.

Delece zahrnuje 12 protein kódujících genů, z nichž 4, TWF1, TMEM117, NELL2 a ARID2, mají skóre haploinsuficience nižší než 25 % a pravděpodobně tak způsobují ztrátu funkce . Navíc 3 z genů v odstraněné oblasti, ANO6, IRAK4 a ARID2, byly již dříve spojeny se známými klinickými stavy (OMIM morbid). ANO6 je spojen s nedostatečnou aktivitou srážení krevních destiček s názvem Scottův syndrom , což je recesivní stav. IRAK4 se podílí na fungování imunitního systému . Příznaky u našeho pacienta neodpovídají fenotypům popsaným u těchto poruch.

O minimální kritické oblasti a kandidátních genech pro delece na 12q12 se diskutovalo nejméně ve 4 pracích popisujících 4 pacienty s překrývajícími se delecemi (obr. 2) . Miyake et al. navrhli jako možné kandidáty pro fenotypový stav u svých 2 pacientů YAF2 a AMIGO2. Hypotézu o souvislosti YAF2 s růstovou retardací podpořili také Failla et al. . Kromě toho navrhli PRICKLE1 jako příčinu poruchy učení.

Weng et al. stejně jako Carlsen et al. poukázali na význam NELL2 ve fyziologii nervového systému a možnou souvislost s růstovou retardací. Nedávná studie ukázala význam NELL2 v chování při chuti k jídlu u potkanů a snížený příjem potravy po snížení exprese NELL2 v hypotalamu . Celkově byly u pacientů s delecí 12q zaznamenány pouze potíže s krmením bez konkrétní zmínky o zásadně snížené chuti k jídlu. Kromě toho pacient, o němž referují Carlsen et al. , který nese deleci zahrnující NELL2, nevykazuje závažnou růstovou retardaci. Proto předpokládáme, že NELL2 pravděpodobně nemá zásadní vliv na růstovou retardaci popsanou v této kohortě.

ARID2 nebyl dříve považován za silný kandidátský gen pro kohortu pacientů s proximálními hrubými delecemi 12q. ARID2 je však jediným překrývajícím se genem ve 4 dříve popsaných případech, který je spojen s touto poruchou . U pacienta popsaného Carlsenem et al. nebyl ARID2 deletován (obr. 2). Zajímavé je, že u tohoto pacienta se nevyskytovala ani středně těžká, ani těžká růstová retardace (tab. 1); jeho růstové parametry se ve věku 10 let dokonce normalizovaly a má zvětšený obvod hlavy.

ARID2 kóduje protein obsahující DNA-vázající doménu bohatou na AT (ARID), který je nezbytný pro stabilizaci chromatinového remodelačního komplexu SWI/SNF SWI/SNF-B (PBAF), jenž reguluje embryonální buněčné vzorování a řízení buněčného cyklu . Je spojován s malým vzrůstem, mentálním postižením a specifickými dysmorfickými rysy . Bylo však popsáno pouze několik pacientů s deficitem ARID2 . Společnými klinickými příznaky těchto případů jsou malý vzrůst a globální vývojové opoždění s kognitivními poruchami . Mají také společné dysmorfické rysy, jako je hrubý obličej s vystouplým čelem, širokým nosem a dolů směřujícími palpebrálními štěrbinami (tabulka 2). U většiny pacientů byla přítomna mikrognatie, abnormální philtrum a nízko posazené uši otočené dozadu. U většiny pacientů se navíc vyskytovala hypotonie, potíže s krmením a různé poruchy chování.

Obě kohorty s SNV ARID2 a s delecí celého genu (del12q) sdílejí výrazné dysmorfické rysy obličeje, jako je prominující čelo, nízko posazené uši, široký nos, dlouhé/prominentní philtrum a malá ústa. Malé ruce a nohy jsou mnohem častější u pacientů s del12q, zatímco dolů posunuté palpebrální štěrbiny byly přítomny pouze ve 2 případech. Hrubý obličej nebyl typický pro skupinu s del12q, zatímco široce rozložené bradavky nebyly anotovány pro skupinu s ARID2 SNV. Hypotonie a potíže s krmením jsou znaky anotované u většiny pacientů v obou skupinách. Vývojové opoždění bylo pozorováno u všech pacientů.

Těžká růstová retardace (<-3SD) nebyla přítomna ani v kohortě ARID2 SNVs, ani u pacienta od Carlsena a kol. který měl intaktní ARID2. Navíc jeden pacient s intragenovou delecí v ARID2 (DECIPHER 267546) nevykazoval těžkou růstovou retardaci. Místo toho tito pacienti rostli v rozmezí -1 SD až -2,2 SD.

Deficit ARID2 koreluje také s Coffin-Sirisovým syndromem (CSS; MIM 617808) poukazujícím na globální opoždění vývoje, krátký vzrůst a hrubé rysy obličeje . CSS je způsoben patogenními variantami v různých složkách komplexu SWI/SNF-BAF, včetně ARID1A a ARID1B . Vzhledem k tomu, že ARID2 je součástí podjednotky PBAF komplexu SWI/SNF, koexprese ARID2 s ARID1A a dalšími složkami komplexu BAF naznačuje fenotypové překrývání, jako je intelektuální postižení u CSS a nedostatek ARID2 . Typické znaky CSS, jako je hypertrichóza, řídké ochlupení pokožky hlavy, dlouhé řasy a huňaté obočí, však nejsou přítomny ani u SNV ARID2, ani u skupiny s del12q.

Bílkovinný komplex SWI/SNF-PBAF obsahující ARID2 reguluje tkáňově specifickou genovou expresi. Deplece ARID2 ovlivňuje expresi anabolického růstového faktoru BMP4 a receptoru růstového faktoru FGFR2, který je kritický pro diferenciaci osteoblastů, zejména pro pre-osteoblastickou angažovanost . Stejná studie prokázala negativní vliv deplece ARID2 na fenotyp mineralizace u zrajících osteoblastů. Tyto skutečnosti by mohly vysvětlovat růstové abnormality a kraniofaciální rysy u pacientů nesoucích heterozygotní varianty v ARID2. Kompletně knockoutované myši ARID2 vykazují závažné srdeční defekty se sníženou proliferací kardiomyocytů a embryonální letalitou . Zapojení ARID2 do vývoje srdečního systému by mohlo vysvětlit pozorované srdeční vady u některých pacientů (tabulky 1, 2). U lidí nebyly popsány žádné případy s homozygotní deplecí ARID2.

Pozoruhodné je, že všechny popsané SNV v ARID2 (frameshift a nonsense) mají škodlivý účinek. U varianty c.3411_3412delAG (p.Gly1139Serfs*20) se dokonce předpokládalo, že se na ní podílí nesmyslem zprostředkovaný rozpad RNA (NMD) vedoucí k haploinsuficienci ARID2 . O podobném mechanismu škodlivého účinku lze spekulovat i u dalších SNV. Podrobná analýza fenoménu NMD pro žádný SNV ARID2 však nebyla provedena.

Různý stupeň růstové retardace u dvou skupin pacientů může naznačovat rozdílný vliv SNV nebo intragenových delecí a hrubých delecí na funkční zapojení ARID2 v patogenezi. Analýza umístění SNV a delecí v korelaci se strukturou ARID2 může vrhnout nové světlo na předpověď možných funkčních účinků těchto genetických variant. ARID2 je protein o velikosti 1835 aa obsahující 4 odlišné funkční oblasti (obr. 3). Tři vysoce konzervativní DNA vazebné domény (ARID, RFX a ZNF) spolu s rozpoznávacím motivem jaderného receptoru (LXXLL) zprostředkovávají transkripční aktivaci vybraných genů .

Většina SNV umístěných mezi oblastmi LXXLL a ZNF podle předpokladu způsobuje ztrátu domény ZNF. Výjimkou je varianta p.Arg53Glufs*5 nacházející se v doméně ARID a p.Tyr133* nacházející se hned za doménou ARID. Tito pacienti spolu s pacientem nesoucím variantu p.Gly1139Serfs*20 s předpokládaným účinkem NMD vykazují růstovou retardaci těsně pod -2 SD, která je ve srovnání s pacienty s jinými SNV ARID2 závažnější . Většina publikovaných případů s intragenovou delecí v rámci ARID2 zahrnuje buď pouze doménu ARID (odstraněné exony 3-5), nebo ARID spolu s oblastmi LXXLL a RFX (odstraněné exony 1-16) . U pacienta DECIPHER 267546 však nedochází k závažné růstové retardaci, ačkoli jsou deletovány všechny 4 funkční oblasti (deletované exony 4-21). O růstových parametrech této pacientky během prvního a druhého desetiletí jejího života je známo jen velmi málo. Také nevíme, zda dostávala hormonální léčbu s ohledem na nízký vzrůst. Růstové parametry uvedené v tabulce 2 odpovídají 23 letům, zatímco všichni ostatní pacienti byli vyšetřeni v mladším věku. Připouštíme, že růst je komplexní a dynamický znak, který je ovlivňován jak genetickými faktory, tak faktory prostředí. Pro silnější srovnávací a korelační analýzu by tedy bylo nutné porovnat růstové a vývojové parametry u každého pacienta ve stejném věku. Ukázalo se, že někteří ze zařazených pacientů nesou další genetické varianty, a to jak CNV, tak SNV, které nesouvisejí s oblastí 12q11q13. Tyto varianty byly interpretovány jako pravděpodobně benigní na základě jejich funkčního skóre a/nebo způsobu dědičnosti . Nemůžeme však zcela vyloučit možný funkční dopad těchto nebo jiných genetických variant na růst nebo vývoj.

Souhrnně naše pozorování potvrzují, že hrubé delece v oblasti 12q11q13 představují samostatnou klinickou podskupinu genetických abnormalit. Popsané delece zahrnují různé geny a některé klinické varianty jsou stejné nebo se u různých pacientů liší. Růstová retardace (<-2 SD) je přítomna u 5 ze 6 pacientů, což naznačuje kritickou oblast pro tento klinický rys s ARID2 jako možným kandidátním genem. Tato studie je prvním pokusem o vyvození souvislosti mezi hrubými delecemi v oblasti 12q12q13 a deficitem ARID2. Srovnávací analýza fenotypů pro obě skupiny ARID2 SNV a del12q ukazuje na kraniofaciální, kosterní a centrální nervové abnormality s vysokou podobností mezi oběma kohortami. Zdá se však, že růstová retardace <-2 SD je přítomna především u pacientů s hrubými delecemi, které částečně nebo zcela pokrývají gen ARID2. Další charakterizace vlivu výše popsaných genetických variant na expresi a strukturu proteinu ARID2 by nám přinesla lepší pochopení patogeneze u pacientů nesoucích proximální delece 12q11q13.

Poděkování

Jsme velmi vděčni rodině účastnící se studie.

Etické prohlášení

Tato studie byla schválena etickou komisí. Byl získán písemný souhlas rodičů.

Prohlášení o zveřejnění informací

Autoři nemají žádný střet zájmů, který by museli deklarovat.

Zdroje financování

M.S., A.C.T. a C.S.Z. byli podpořeni z finančních prostředků Arbetslivsfonden (ALF).

Příspěvky autorů

M.S. sestavil studii. C.S.Z. a N.P. vyšetřili a popsali pacienta. M.S. a A.C.T. analyzovali výsledky genetického testování. M.S., A.C.T. a C.S.Z. napsali rukopis.

Kontakty na autora

Podrobnosti článku / publikace

Open Access License / Drug Dosage / Disclaimer

Tento článek je licencován pod licencí Creative Commons Uveďte autora-Neužívejte dílo komerčně-Nezpracovávejte dílo 4.0 International License (CC BY-NC-ND). Použití a šíření pro komerční účely, stejně jako jakékoli šíření upraveného materiálu, vyžaduje písemný souhlas. Dávkování léků: Autoři a vydavatel vynaložili veškeré úsilí, aby výběr a dávkování léků uvedené v tomto textu byly v souladu s aktuálními doporučeními a praxí v době vydání. Vzhledem k probíhajícímu výzkumu, změnám ve vládních nařízeních a neustálému přísunu informací týkajících se farmakoterapie a reakcí na léky však čtenáře vyzýváme, aby si u každého léku zkontroloval příbalový leták, zda nedošlo ke změnám v indikacích a dávkování a zda nejsou doplněna varování a bezpečnostní opatření. To je zvláště důležité, pokud je doporučovaný přípravek novým a/nebo zřídka užívaným lékem. Prohlášení o vyloučení odpovědnosti: Prohlášení, názory a údaje obsažené v této publikaci jsou výhradně výroky jednotlivých autorů a přispěvatelů, nikoliv vydavatele a editora (editorů). Výskyt reklamy a/nebo odkazů na produkty v publikaci neznamená záruku, podporu nebo schválení inzerovaných produktů či služeb nebo jejich účinnosti, kvality či bezpečnosti. Vydavatel a redaktor(é) se zříkají odpovědnosti za jakoukoli újmu na zdraví osob nebo majetku, která by vznikla v důsledku myšlenek, metod, návodů nebo výrobků uvedených v obsahu nebo v reklamách.

.