Cardiofaciocutaneous Síndrome

NGS Testes em Dysmorphology e Raros Múltiplos Defeitos Congênitos Síndromes

NGS mudou a abordagem raras dismorfismo e multidefects síndromes . NGS é composto por sequenciamento de genoma completo, WES e sequenciamento de painel de genes, sendo uma ferramenta para ambos os campos de diagnóstico e pesquisa. É provável que novos progressos nas técnicas NGS estabeleçam uma ligação mais estreita entre os ensaios genéticos clínicos e de investigação (foi observado um processo semelhante na detecção de aberrações cromossómicas utilizando microarrays).

NGS provou ser uma ferramenta precisa para mutações que causam distúrbios mendelianos. Desde 2012, a descoberta de novos genes em raras Outras síndromes usando NGS técnicas aumentou rapidamente—mais de 250 novos genes envolvidos em doenças raras, incluindo dysmorphic síndromes, foram descobertas dessa maneira e esse número deve crescer .

infelizmente, ainda há uma diferença entre o que foi descoberto e o que está disponível como um teste clínico. Por isso, é necessária uma rede sistemática que abranja uma vasta gama de doenças genéticas raras a nível nacional ou internacional.

os doentes com síndromes dismórficas raras foram dos primeiros beneficiários do teste NGS. Alguns dos primeiros dysmorphic síndromes com uma variante causativa descoberto pelo NGS em 2010 foram Freeman–Sheldon (síndrome de MYH3 gene autossômico dominante de herança), Miller (síndrome de DHODH gênica, herança autossómica recessiva), e Schinzel–Giedion (síndrome de SETBP1 gene autossômico dominante de herança) . Usando a síndrome de Freeman-Sheldon e a síndrome de Miller como prova de conceito, médicos e cientistas demonstraram pela primeira vez que a análise de NGS de um pequeno número de indivíduos afetados não relacionados pode identificar um gene causador de doenças . Outras síndromes dismórficas conhecidas, definidas pela abordagem NGS, incluem síndrome de Weaver (gene EZH2), síndrome de Floating-Harbor (gene SRCAP), síndrome de Hajdu–Cheney (gene NOTCH2), síndrome de Proteus (gene AKT1), e outros . O primeiro relatório de uma aplicação de testes de NGS para descobrir mutações somáticas de novo como causa de uma doença genética foi um caso de síndrome de Proteus . NGS é extremamente útil quando o diagnóstico diferencial inclui várias condições com características fenotípicas sobrepostas (por exemplo, Noonan, Costello, leopardo e síndromes cardiofaciocutâneas) ou quando mutações em qualquer um dos muitos genes podem causar a mesma síndrome ou desordem. Um exemplo clássico é a síndrome de Coffin–Siris, na qual muitos genes identificados como SMARCB1, SMARCA4, SMARCA2, SMARCE1, e ÁRID1A são transmitidos como traços dominantes autossômicos . Mutações em qualquer um destes genes que codificam subunidades de um único complexo são encontradas como causais para a síndrome de Coffin–Siris . As desordens do espectro Noonano, também conhecidas como Rasopatias, são um grupo de síndromes de desenvolvimento caracterizadas por uma extensa heterogeneidade clínica e genética, mas com uma considerável sobreposição fenotípica . As perturbações do espectro noonano são causadas pela desregulação da via sinalizadora da proteína RAS/mitogen activada pela cinase (RAS/MAPK) (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19467855). Foram detectadas treze variantes genéticas em doentes com síndromes Tipo Noonan e Noonan. Dez destes genes (PTPN11, SOS1, RAF1, KRAS, HRAS, SHOC2, BRAF, ARN, MAP2K1, MAP2K1) codificar componentes do RAS/MAPK via de sinalização, enquanto outros três (CBL, KAT6B, e RIT1) codificam proteínas reguladoras para este caminho (https://www.preventiongenetics.com/clinical-dna-testing/test/noonan-spectrum-disordersrasopathies-nextgen-sequencing-ngs-panel/2685). Embora a maioria das mutações causativas nos distúrbios do espectro Noonano ocorram de novo (principalmente missense e indels resultando em alterações no quadro da proteína transcrita), também foram relatados casos familiares, herdados de forma autossómica dominante (https://www.preventiongenetics.com/clinical-dna-testing/test/noonan-spectrum-disordersrasopathies-nextgen-sequencing-ngs-panel/2685).

a síndrome de Noonan (NS) caracteriza-se pelo aparecimento facial dismórfico, estatura curta, defeitos cardíacos congénitos em até 80% dos doentes (estenose da válvula pulmonar, defeito do septo Auricular, defeito do canal atrioventricular e cardiomiopatia hipertrófica) e anomalias musculoesqueléticas (deformidade torácica e pescoço curto). A inteligência é normalmente normal; no entanto, podem ocorrer dificuldades de aprendizagem. A NS é caracterizada por uma extensa heterogeneidade clínica, mesmo entre os membros da mesma família (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/4025385). A NS, em aproximadamente 50% dos casos, é causada por mutações sem sentido no gene PTPN11, resultando num ganho de função da proteína não receptora tirosina fosfatase SHP-2.

Cardiofaciocutaneous síndrome é caracterizada por uma singular aparência facial, defeitos cardíacos congênitos (estenose pulmonar valvar e defeitos do septo atrial), ectodermal anormalidades (café au lait, eritema, queratose, ictiose, eczema, pouco cabelo, unhas e dystrophy), estatura baixa e achados neurológicos (convulsões, hipotonia, macrocefalia, e vários graus de mental e cognitivo, atraso) (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/3789005).

a síndrome de Noonan com vários lentigines (NSML) é conhecida como síndrome de LEOPARD (vários lentigines, eletrocardiografia-anormalidades de condução, ocular hypertelorism, estenose pulmonar, alteração da genitália, retardo do crescimento, surdez neurossensorial). Outras características menos comuns incluem estatura curta, atraso mental leve e genitália anormal. Esta síndrome é causada por pelo menos 10 defeitos de missense diferentes em PTPN11, representando mais de 90% de todos os casos genotipados, e RAF1 (raramente) . Ao contrário dos NS, as mutações causadoras de NSML no gene PTPN11 actuam através de um efeito negativo dominante, que parece perturbar a função do produto genético de tipo selvagem (proteína SHP2) (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15121796).

a síndrome de Costello (CS) é caracterizada por características faciais grosseiras, pele grossa e solta das mãos e pés, papilomata, defeitos cardíacos (estenose da válvula pulmonar), estatura curta, macrocefalia e atraso mental leve a moderado. A maioria dos casos CS são esporádicos, resultantes de mutações de novo HRAS (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9934987).

vários painéis NGS de 13 genes que foram implicados em NS e distúrbios relacionados estão disponíveis para doentes com características clínicas semelhantes aos NS (https://www.preventiongenetics.com/clinical-dna-testing/test/noonan-spectrum-disordersrasopathies-nextgen-sequencing-ngs-panel/2685/).

Cerca de 25% dos recém-nascidos afetados por holoprosencefalia ter definido monogênica síndrome, incluindo Smith–Lemli–Opitz (síndrome de MIM 270400), Pallister–Hall (síndrome de MIM 146510), e Rubinstein–Taybi syndrome (MIM 180849). Anomalias cromossômicas foram implicadas em 24-45% dos nascimentos vivos, mais frequentemente anomalias numéricas nos cromossomos 13, 18 e 21 e variações estruturais envolvendo 13q, 18p, 7q36, 3p24–pter, 2p21 e 21q22.3 . Mutações intragénicas em vários genes também foram encontradas como aumento da susceptibilidade à holoprosencefalia: DISP1, FGF8, FOXH1, GLI2, NODAL, PTCH1, SHH, SIX3, TDGF1, TGIF1, e ZIC2. Todos, exceto FGF8, são herdados de forma autossômica dominante (http://ltd.aruplab.com/Tests/Pdf/407). Testes pré-natais também é possível. Cerca de 25% dos indivíduos com holoprosencefalia não-induzida têm uma mutação em um destes quatro genes: SHH, ZIC2, 63, ou TGIF1. Porque a penetrância incompleta e expressividade variável são características predominantemente herdada holoprosencefalia, de alta intrafamiliar variabilidade fenotípica ocorre e relativamente normal a aparência facial pode ser visto em indivíduos que têm o causador variante afetadas e parentes de primeiro grau. Assim, a holoprosencefalia, como muitas outras entidades, é uma desordem do espectro caracterizada por traços complexos que não são confiavelmente previstos pela presença de uma única mutação .Os estudos WES permitiram descobrir novas perturbações do crescimento. Deficiência IGSF1 descrita por Sun et al. caracteriza-se por alta estatura, hipotiroidismo central, macroorquidismo e puberdade tardia, e anomalias esqueléticas graves . Hannema et al. relatou o caso de um paciente com gigantismo sem outras características dismórficas, associado com uma nova variante ativadora em NPR2. Além disso , uma nova variante heterozigótica FGFR3 em estatura curta transmitida de forma dominante foi publicada em 2015, bem como um relatório sobre dois irmãos com estatura curta desproporcional causada por uma mutação heterozigótica composta de PAPSS2. Nilsson et al. descobriu um defeito genético AKAN responsável por uma síndrome rara de estatura curta e idade óssea avançada . Além disso, uma nova causa de nanismo primordial (mutação NINEIN) foi relatada por Dauber et al. . Vários outros grupos também usaram WES, por exemplo, Nikkel et al., descobrindo o gene associado com a síndrome de Porto flutuante acima mencionada (mutações SRCAP).

os cientistas começaram a compreender a complexidade de algumas doenças genéticas e defeitos congênitos . As doenças genéticas parecem ser bastante (com poucas exceções) espalhadas aleatoriamente entre diferentes genes envolvidos em vias semelhantes. Esta heterogeneidade desafia diretamente muitos estudos tentando entender e correlacionar genótipo com fenótipo. Muitas condições genéticas podem ser suspeitadas através de uma combinação de características clínicas, incluindo aparência física e história familiar. Por exemplo, na síndrome de Holt–Oram, chamada síndrome de mão–cardíaca, mutações no TBX5 causam malformações congénitas no coração e nos membros . Existem várias explicações possíveis para a presença de um conjunto de achados em um paciente com síndrome genética. Uma razão comum é a pleiotropia dos múltiplos efeitos de uma única variante em diferentes órgãos ou tecidos. Outra possível explicação para a presença de um conjunto de achados é que o paciente tem uma síndrome do gene contíguo (supressões ou duplicações envolvendo uma determinada parte de um cromossomo). Como todos os genes nas regiões alteradas são afetados, o envolvimento de muitos genes pode resultar em um quadro clínico complicado. Um exemplo bem conhecido de uma síndrome do gene contíguo é a síndrome de deleção 22q11.2 . Além disso, um único locus pode ser responsável por múltiplos fenótipos, e distúrbios diferentes podem resultar de mutações no mesmo gene. Vários estudos baseados em NGS descobriram genes novos envolvidos na etiologia de uma síndrome congênita com o mesmo fenótipo ou similar, bem como genes únicos associados a diferentes fenótipos ou com uma forma atípica de uma síndrome bem conhecida delineada como uma nova síndrome . Por exemplo, Rubinstein–Taybi síndrome é causada por mutações no CREBBP e EP300 genes (ambos os genes funcionam como transcricional coativadores na regulação da expressão gênica através de várias vias de transdução de sinal e ambos são potentes histona acetyltransferases). Por outro lado, as mutações do gene COL4A1 são responsáveis por distúrbios da migração neuronal, bem como cataratas e outras síndromes oftalmológicas e muitas doenças associadas ao colágeno tipo IV. As dificuldades de diagnóstico nas condições acima mencionadas apontam fortemente para um papel proeminente para as tecnologias NGS como uma ferramenta de diagnóstico potente na dismorfologia. A tecnologia NGS nos ajuda a entender a patogênese de distúrbios conhecidos através da delineação de caminhos responsáveis por sua patogênese. Por exemplo, o NGS permitiu a implicação da via AKT/PI3K/mTOR em síndromes de crescimento excessivo, tais como Proteus, malformação megalencefálica–capilar e síndrome megalencefalia–polimicrogiria–polidactilia–hidrocefalia, bem como a modelagem cromatina da via SWI/SNF na síndrome de Coffin–Siris e a via RAS/MAPK nas Rasopatias .

a investigação baseada em NGS tem um potencial adicional para identificar novas terapias . Beaulieu et al. publicou uma revisão discutindo algumas questões relacionadas com novas abordagens terapêuticas em doenças raras . Por exemplo, a identificação de mutações nos genes do transportador riboflavina (SLC52A2 e SLC52A3) que causam surdez sensorineural precoce e paralisia pontobulbar proporciona uma oportunidade de usar riboflavina como agente terapêutico . Adicionalmente, numa doença de início de movimento infantil causada por um novo gene causador de doença (gene SLC18A2) que codifica o transportador de monoamina vesiculosa, a dopamina citosólica e a serotonina acumulando-se em vesículas sinápticas implica agonistas de monoamina como agentes terapêuticos .

NGS provavelmente se tornará parte da avaliação padrão para a maioria das síndromes dismórficas raras, uma vez que facilita espectacularmente, acelera e encurta o processo de diagnóstico . Um bom exemplo é o processo de diagnóstico em pacientes com deficiência intelectual com ou sem características dismórficas (ver capítulo sequenciamento da próxima geração em neurologia e psiquiatria). Hoje em dia, existe uma infinidade de empresas de diagnóstico, oferecendo diagnóstico NGS painéis de genes conhecidos para ser causal e potencialmente importante para um grupo heterogêneo de distúrbios tais como a deficiência intelectual, autismo, epilepsia (de epilepsia encefalopatia), esquizofrenia e transtornos bipolares, a surdez, a leucoencefalopatia, e peroxisomal defeitos, bem como ataxia, distrofia macular, ciliopathies, cardiomiopatia, miopatia e neuropatia, displasia esquelética síndromes e tecido conjuntivo e síndromes, RASopathies, distúrbios metabólicos, etc. (ver capítulos respectivos). Além disso, os painéis podem ser personalizados mediante pedido (www.genetests.com). o projecto EuroGentest (www.eurogentest.org) preparou Diretrizes de utilidade clínica que abrangem abordagens diagnósticas NGS . Informações estruturadas de fornecedores de NGS (cerca de 30 laboratórios) incluem o nome do painel (cerca de 1000 testes) e variantes testadas (cerca de 3000 genes), coletadas e ligadas a várias condições (3460).