Testo principale

La disabilità intellettiva (ID) è definita come compromissione sostanziale delle funzioni cognitive e adattive con esordio nell’infanzia e ha una prevalenza stimata dell ‘ 1,5% -2,0%.1 Il rapido sviluppo di nuove tecnologie, tra cui il sequenziamento di nuova generazione, ha permesso di chiarire un gran numero di disturbi mendeliani precedentemente non diagnosticati negli ultimi anni. Ciò vale soprattutto per i bambini con forme apparentemente sporadiche, non sindromiche o lievi dismorfiche di disabilità intellettiva e/o ritardo dello sviluppo globale (ID / GDD) che non potevano essere analizzati sistematicamente a livello genomico prima dell’avvento dei microarray cromosomici e del sequenziamento dell’intero esoma o del genoma. In effetti, recenti studi hanno identificato mutazioni patogene de novo in un numero in rapida crescita di individui con ID/GDD e quindi hanno stabilito il potere del sequenziamento dell’intero esoma del trio probando-genitore in particolare.2-4

Qui riportiamo cinque individui non correlati, tre maschi e due femmine, con ID/GDD, gravi disturbi del linguaggio e dismorfismi facciali simili (anche se sottili) (Tabella 1; Figura 1). In tutti e cinque gli individui, il sequenziamento dell’intero esoma del trio ha identificato mutazioni causali di frameshift o nonsense in CHAMP1 (fosfoproteina 1 che mantiene l’allineamento cromosomico; chiamato anche CAMP, ZNF828 o C13orf8). CHAMP1 (GenBank: NM_032436. 2; MIM: 616327) codifica una proteina del zinco-dito, che è coinvolta nel mantenimento dell’attaccamento cinetocoro-microtubulo durante la mitosi e nella regolazione della segregazione cromosomica accurata,5 entrambi noti per essere cruciali per lo sviluppo corticale e mentale.6 Tutti i campioni biologici e le immagini sono state ottenute dopo il consenso informato scritto è stato dato dai genitori delle persone colpite. Lo studio è stato eseguito in conformità con la Dichiarazione dei protocolli di Helsinki e approvato dai comitati etici delle rispettive istituzioni.

Il primo probando (individuale II-1 della famiglia) è il primo figlio di una sana estranei genitori di discendenza Europea. È nato dopo una gravidanza senza incidenti a 40 settimane di gestazione con peso e lunghezza alla nascita normali e una circonferenza della testa occipitofrontale borderline (OFC) di 33 cm (-2 SD). Difficoltà di alimentazione, vomito e perdita di peso hanno caratterizzato il primo periodo postnatale. Ritardo dello sviluppo, ipotonia muscolare e strabismo sono diventati evidenti all’età di 3 mesi. L’ipermetropia è stata diagnosticata all’età di 9 mesi. Tutte le pietre miliari dello sviluppo motorio sono state ritardate; stava rotolando a 12 mesi, seduto a 12 mesi, strisciando a 30 mesi e camminando a 4 anni. All’età di quattro anni, ha mostrato un grave ritardo dello sviluppo con microcefalia (OFC -2.2 SD) e ipotonia troncale e orofacciale. La sua andatura era leggermente atassica, e mostrava movimenti stereotipati tra cui frequenti svolazzanti e jactitation. Il suo comportamento era molto amichevole e di mentalità aperta. Oltre all’ipermobilità articolare e all’ernia ombelicale, sono state osservate lievi caratteristiche dismorfiche, tra cui un occipite appiattito, una faccia lunga, un naso corto con narici anteverted, un filtro corto, un labbro superiore sottile e tendente, un labbro inferiore everted, un mento appuntito, un palato ad arco alto e denti displastici (Figura 1A). Lo sviluppo del linguaggio è stato significativamente ritardato e limitato a tre parole all’età di 4 anni. I suoi genitori hanno inoltre osservato una diminuzione della sensazione di dolore. Una risonanza magnetica cerebrale, eseguita all’età di 4 anni, ha rivelato una lieve atrofia generalizzata del cervello, un pattern girale semplificato e una lieve displasia corticale cerebellare simile a una lieve forma di rombencefalosinapsi parziale con emisferi cerebellari posteriori superiori fusi ma emisferi cerebellari anteriori inferiori separati (Figura S1). Analisi cromosomica convenzionale dei linfociti, analisi di ibridazione in situ di fluorescenza interfase (FISH) in cellule tampone buccali, ibridazione genomica comparativa di array (CGH), analisi di metilazione SNRPN-locus (MIM: 182279), e sequenziamento diretto di ARX (MIM: 300382) sono stati eseguiti, ognuno dei quali ha dato risultati normali. Questo ci ha spinto a eseguire il sequenziamento dell’esoma trio con campioni di DNA di entrambi i genitori sani e del probando, come descritto prima.2 In breve, i frammenti di DNA codificanti sono stati arricchiti con un kit SureSelect Human All Exon 50Mb V5 (Agilent) e il sequenziamento è stato eseguito su un sistema hiseq2500 (Illumina). Le letture sono state allineate all’assemblaggio del genoma umano hg19 (UCSC Genome Browser) con l’Aligner Burrows-Wheeler (BWA, v. 0.5.87.5) e il rilevamento della variazione genetica è stato eseguito con SAMtools (v. 0.1.18), PINDEL (v. 0.2.4 t), e ExomeDepth (v. 1.0.0). Il filtraggio bioinformatico non ha rilevato rare varianti candidate (minor allele frequency < 0.01) a seguito di una modalità di ereditarietà autosomica recessiva o X-linked recessive. Tuttavia, abbiamo identificato un singolo cambiamento di sequenza de novo non annotato con un grave impatto sulla struttura delle proteine (Tabella S1A). Questa delezione di 2 bp in posizione cDNA 1,866 bp (c.1866_1867delCA) in CHAMP1 è prevista per cambiare il frame di lettura e indurre un codone di arresto prematuro all’aminoacido 629 (p.Asp622Glufs 8 8). Il sequenziamento di Sanger ha confermato la mutazione eterozigote c.1866_1867delCA nel probando (Figura S2) e la sua assenza dal DNA del sangue di entrambi i genitori.

Il secondo probando (individuo II-3 della famiglia B) è il terzo figlio di genitori olandesi non consanguinei. Il ragazzo è nato dopo una gravidanza insignificante a 39 settimane di gestazione. Il suo peso alla nascita era normale. Nel periodo neonatale, ha avuto difficoltà di alimentazione ed è stato alimentato a tubo per sei settimane. Uno sviluppo ritardato e una visione alterata sono stati notati nel primo mese della sua vita. Una risonanza magnetica cerebrale all’età di 3 mesi ha mostrato una mielinizzazione leggermente ritardata. Era affetto da una grave ipotonia, che migliorò nel tempo. Inoltre, soffriva di infezioni ricorrenti del tratto respiratorio superiore e di polmonite da aspirazione. All’età di 2 anni, un esame ha rivelato diverse caratteristiche dismorfiche, tra cui brachicefalia, bassa attaccatura dei capelli frontale, ipertelorismo, pieghe epicantiche e un ampio ponte nasale. La sua altezza era a -2.2 SD, mentre il suo peso e il suo OFC erano all’interno del range di normalità. Era in grado di stare con un certo sostegno all’età di 2 anni.5 anni e camminare pochi passi senza supporto ma con insufficiente equilibrio della testa all’età di 3 anni. Ha mostrato un comportamento stereotipato caratterizzato da movimenti di rotazione, torsione delle braccia e delle mani, sospirando e scuotendo il suo corpo. L’epilessia frontotemporale notturna, probabilmente causale dell’apnea notturna, è stata trattata con successo con carbamazepina. Anche se ha ipovisione con un potenziale visivo evocato non ottimale e un elettroretinogramma normale, la causa del suo deficit visivo è ancora sconosciuta. All’età di 5 anni, un riesame ha mostrato un ragazzo molto allegro con stereotipi come descritto sopra, nessuna parola e un sollevamento frontale dei capelli, occhi a mandorla, palato alto, denti piccoli e diastema, oltre alle caratteristiche dismorfiche precedentemente menzionate (Figura 1B). Aveva anche sviluppato un’ernia ombelicale. Nel corso del tempo, studi metabolici di base, analisi di sequenza di ATRX (MIM: 300032), matrice SNP e studi di metilazione per la sindrome di Prader-Willi (MIM: 176270) hanno prodotto risultati normali. Abbiamo quindi eseguito il sequenziamento del trio-esoma con campioni di DNA dei genitori e del probando, come descritto prima.3 In breve, l’exome-sequencing è stato eseguito con una macchina solida 5500XL (Life Technologies) dopo l’arricchimento con il kit Agilent SureSelectXT Human All Exon 50Mb (Agilent). I dati sono stati analizzati con il software LifeScope (Applied Biosystems, Life Technologies). Un’analisi de novo è stata eseguita con i genitori e il DNA di probando, identificando un singolo cambiamento di sequenza de novo non annotato con un grave impatto sulla struttura proteica (Tabella S1B). Questa era la variante a singolo nucleotide (SNV) c.1768C>T in CHAMP1, risultando in una mutazione senza senso all’aminoacido 590 (p.Gln590∗). Il sequenziamento di Sanger ha confermato la mutazione eterozigote c.1768C>T nel probando (Figura S3) e la sua assenza dal DNA del sangue di entrambi i genitori.

Il terzo probando (individuo II-2 della famiglia C) è un maschio di 18 anni, il secondo di tre figli nati da genitori olandesi non consanguinei. E “nato alla settimana gestazionale 39 dopo una gravidanza senza incidenti e con un normale peso alla nascita e l” altezza. OFC all’età di 6 settimane era -2.1 SD. I problemi di ipotermia e alimentazione caratterizzavano i primi giorni di vita e si sospettava il reflusso esofageo. Ipotonia e ritardo dello sviluppo sono diventati evidenti nei primi mesi. All’età di 1 anno, ritardo dello sviluppo e problemi di alimentazione associati alla perdita di peso hanno portato ad un ampio lavoro clinico, rivelando risultati normali nell’analisi metabolica, risonanza magnetica del cervello, determinazione dell’età ossea, radiografia del cranio e pH-metria. L’analisi della motilità esofegea ha mostrato movimenti di deglutizione diminuiti, ma ha escluso un’anomalia strutturale. Sono stati diagnosticati exotropia intermittente e alta ipermetropia (+6,25 diottrie (dpt), bilateralmente). L’esame clinico ha rivelato un grave appiattimento dell’occipite e una maggiore spaziatura dei suoi incisivi superiori grandi e prominenti. Alimentazione migliorata nel tempo. Soffriva di ripetute infezioni delle vie aeree superiori e gastrite. Le pietre miliari del motore sono state ritardate, incluso il ribaltamento a 9 mesi, la seduta a 13 mesi e la camminata a 30 mesi. Anche il suo sviluppo del linguaggio è stato significativamente ritardato. Ha pronunciato le prime parole all’età di 3 anni. L’aumento ripetuto dell’acido pipecolico nel siero ha indotto un ampio workup metabolico, inclusa l’analisi del fattore stimolante le colonie, del fibroblasto e del tessuto epatico. Risultati normali hanno reso improbabile un difetto perossisomiale. All’ultima visita all’età di 18 anni, il suo peso, la lunghezza e l’OFC erano al di sotto del range normale (peso -2,7 SD; altezza -2,9 SD; OFC -3,1 SD). L’autismo era stato diagnosticato. Ha parlato in frasi brevi con un discorso distorto. Amava la musica e il nuoto ed era in grado di far funzionare bene il suo computer. Il suo comportamento era amichevole. I genitori hanno riportato una diminuzione della sensazione di dolore. L’esame clinico ha rivelato ipotonia muscolare, in particolare ipotonia orofacciale con aspetto a bocca aperta e salivazione, un viso lungo, fessure palpebrali sollevate, un filtro corto, un labbro superiore sottile e un labbro inferiore everted, un mento appuntito e orecchie basse (Figura 1C). Nel corso degli anni, cariotipo, array CGH e test di PESCE e metilazione sulla regione cromosomica 15q11q13, nonché analisi di ARX, VPS13B (MIM: 607817) e UBE3A (MIM: 601623) erano stati eseguiti senza risultati patogeni. Questo ci ha spinto a eseguire il sequenziamento diagnostico dell’esoma trio con campioni di DNA del probando e di entrambi i genitori. Gli exomi sono stati arricchiti con il kit SureSelect XT Human All Exon V5 (Agilent) e sequenziati in modalità rapid run sul sistema di sequenziamento HiSeq2500 (Illumina). Le letture sono state allineate a hg19 con il BWA (BWA-MEM v. 0.7.5 a) e le varianti sono state chiamate con il Genome Analysis Toolkit haplotype caller (v. 2.7-2). Le varianti rilevate sono state annotate, filtrate e prioritarie con la piattaforma Bench Lab NGS (Cartagenia). L’analisi delle mutazioni De novo, filtrando tutte le varianti rilevate rispetto alle varianti parentali e di popolazione, ha identificato un singolo cambiamento di sequenza de novo non annotato con un grave impatto sulla struttura proteica (Tabella S1C). Questo era il CHAMP1 SNV c.1192C > T risultante in una mutazione senza senso all’aminoacido 398 (p.Arg398∗). La mutazione eterozigote c.1192C>T è stata convalidata e dimostrata de novo dal sequenziamento di Sanger (dati non mostrati).

Il quarto probando (individuo II-2 della famiglia D) è un gemello dicorionico diamniotico di origine olandese. La madre rimase incinta dopo la fecondazione in vitro (IVF) mediante iniezione intracitoplasmatica di sperma (ICSI) a causa dell’oligoastenospermia paterna. La gravidanza è stata complicata dalla preeclampsia. La ragazza è nata a 37 settimane e 2 giorni di gestazione e consegnata con taglio cesareo. Il suo peso alla nascita e la lunghezza erano normali, ma il suo OFC era al di sotto del terzo centile. Subito dopo la nascita, sono stati notati un lieve rialzo delle fessure palpebrali, un collo corto con una piega nucale e piccole labbra gonfie. Era leggermente ipotonica. Difficoltà di alimentazione e reflusso esofageo erano presenti durante le prime settimane di vita, e lei è stato tubo-alimentato per 10 giorni. L’aneuploidia per i cromosomi X, Y, 13, 18 e 21 è stata esclusa dalla PCR fluorescente quantitativa (qfPCR) e l’array CGH ha dato risultati normali. La risonanza magnetica cerebrale ha mostrato per la prima volta una ridotta girazione e un’ampia sulci, sebbene non sia stato possibile stabilire la diagnosi di pattern girale semplificato. Tuttavia, la risonanza magnetica cerebrale a 3 mesi di età è stata riportata come normale. La spettroscopia di risonanza magnetica non ha mostrato anomalie di colina, creatina, N-acetilaspartato (NAA), inositolo, glutammato/glutammina o lattato. Non sono state osservate anomalie cardiache o renali. Il suo sviluppo motorio è stato ritardato. Ha iniziato a camminare all’età di 18 mesi. Bayley Scale of Infant Development (BSID-III) test a 2 anni e 4 mesi ha rivelato un ritardo dello sviluppo di 12 mesi; le sue capacità motorie e lo sviluppo del linguaggio sono stati ritardati. Il suo linguaggio ricettivo era più sviluppato del suo linguaggio espressivo. Soffriva di infezioni ricorrenti del tratto respiratorio superiore e di un’otite media cronica. Inoltre, sono stati diagnosticati alta ipermetropia (+7 dpt) e astigmatismo. Il suo sonno era notevolmente disturbato e non vi era alcun miglioramento nel trattamento con melatonina. Un EEG del sonno non ha mostrato anomalie, tuttavia i genitori hanno riferito di fissare incantesimi durante i quali non è reattiva. Il suo comportamento è molto aperto e amichevole e ha una diminuzione della sensazione di dolore. Ha mostrato stereotipi della mano, ipersensibilità tattile e auto-stimolazione sessuale. Le difficoltà di alimentazione erano ancora presenti, specialmente nella deglutizione di alcuni cibi solidi. L’esame clinico all’età di 3 anni ha mostrato lievi caratteristiche dismorfiche, tra cui sopracciglia piene, pieghe epicantiche, un ampio ponte nasale, leggera eversione laterale delle palpebre inferiori, un breve filtro, ipotonia orofacciale con aspetto a bocca aperta, un labbro superiore sottile e tendente, un labbro inferiore prominente, un palato ad arco alto, piccoli denti e diastema (Figura 1D). La sua andatura era goffa e leggermente ampia. Abbiamo eseguito il sequenziamento dell’esoma trio con campioni di DNA dei genitori e del probando, come descritto sopra per l’individuo II-3 della famiglia B, che ha identificato un singolo cambiamento di sequenza de novo non annotato (Tabella S1D). Questa delezione di 1 bp in posizione cDNA 635 (c. 635delC) in CHAMP1 è prevista per cambiare il frame di lettura e indurre un codone di arresto prematuro all’aminoacido 218 (p.Pro212Leufs 7 7). Il sequenziamento di Sanger ha confermato la mutazione eterozigote c.635delC nel probando (dati non mostrati) e la sua assenza dal DNA del sangue di entrambi i genitori.

Un’alterazione indipendente deleteria de novo CHAMP1 è stata precedentemente identificata in uno studio sistematico di sequenziamento a tre esomi di 51 individui con grave ID non sindromica.2 Questa alterazione CHAMP1 è una delle 87 varianti de novo nel gruppo proband riportate senza una descrizione clinica dettagliata nel materiale supplementare. A causa della mancanza di ulteriori individui affetti, la patogenicità di questa variante è rimasta poco chiara in quel momento. In particolare, questa era la mutazione nonsense identica (c.1192C>T; p. Arg398 Arg; Figura S4) che abbiamo anche identificato qui nell’individuo II – 2 della famiglia C. Questo quinto probando (individuo II-2 della famiglia E) è una bambina di nove anni, la seconda figlia di genitori tedeschi sani non consanguinei. Sua madre sviluppò un tumore di Wilms all’età di 24 anni; un’ulteriore storia familiare era insignificante. Il probando è nato per estrazione sotto vuoto dopo 40 settimane di gestazione con peso e lunghezza alla nascita normali. OFC alla nascita non è noto, anche se era nel range di normalità all ” età di quattro settimane. Il ritardo dello sviluppo psicomotorio è diventato evidente nel secondo anno di vita. Ha iniziato a gattonare all’età di 11 mesi e camminare all’età di 20 mesi. Denver scale testing all’età di 36 mesi ha rivelato un ritardo in tutte le funzioni, in particolare nello sviluppo del linguaggio. In effetti, lo sviluppo del linguaggio è stato notevolmente ritardato e ha appena pronunciato dieci parole all’età di 4 anni e 8 mesi. Le sue abilità linguistiche ricettive erano migliori in confronto, ma ancora in ritardo per la sua età. Studi metabolici di base, EEG e una risonanza magnetica cerebrale all’età di 3 anni hanno dato risultati normali. L’esame neurologico all’età di 4 anni ha rivelato ipotonia orofacciale. I genitori hanno descritto una diminuzione della sensazione di dolore. All’esame all’età di 4 anni e 8 mesi, la sua lunghezza corporea e OFC erano all’interno del range di normalità, ma era sovrappeso (BMI 19.8, +3 SD). Ha mostrato lievi caratteristiche facciali dismorfiche tra cui fessure palpebrali ascendenti, pieghe epicantiche, orecchie basse, un naso prominente, un filtro corto, un aspetto a bocca aperta con un labbro superiore sottile e tendente, un labbro inferiore prominente e un palato ad arco alto (Figura 1E). La sua andatura era goffa. Il suo comportamento era molto amichevole e di mentalità aperta. All’ultimo esame a 8 anni e 11 mesi, la sua lunghezza e OFC sono rimasti nel range normale, ma l’obesità era aumentata (BMI 23.3, +3.3 SD). Il suo discorso è stato slurred e ha parlato in un massimo di tre parole frasi e inoltre usato segni di mano. L’ipotonia orofacciale era ancora presente. I genitori hanno anche riportato ipotonia troncale. Nel frattempo, sono stati diagnosticati ipermetropia (destra, +4,50 dpt; sinistra, +3,50 dpt) e astigmatismo bilaterale. Prima dell’inclusione nello studio trio exome-sequencing, cariotipo, test FISH sulla regione cromosomica 15q11q13 per Prader-Willi e Angelman (MIM: 105839) sindromi, analisi X fragile (MIM: 300624), MLPA P245 (sindromi microdeletion-1, MRC Holland) e analisi array-CGH avevano dato risultati normali.

Presi insieme, tutti e cinque gli individui con una mutazione de novo deleteria CHAMP1 sono affetti da ID e ritardo nello sviluppo motorio con un ritardo particolarmente grave nello sviluppo del linguaggio. Mentre lo sviluppo motorio è migliorato nel tempo, i disturbi del linguaggio sono rimasti. Tutti gli individui soffrivano di ipotonia muscolare, in particolare troncale. Ipotonia orofacciale è stata osservata in quattro probandi. Simili caratteristiche dismorfiche, tra cui un breve filtro, il labbro superiore tendente e il labbro inferiore everted sono stati osservati in tutti gli individui. Tre individui presentavano fessure palpebrali ascendenti, orecchie basse e un viso lungo e mento appuntito. Un comportamento amichevole è stato descritto in tutti gli individui. Diminuzione della sensazione di dolore, difficoltà di alimentazione durante il periodo neonatale, ipermetropia e palato ad arco alto sono stati notati in quattro individui. Tre individui mostravano movimenti stereotipati. Tre individui hanno mostrato microcefalia. Prima di identificare le mutazioni causali CHAMP1, erano stati eseguiti diversi test genetici specifici. Le diagnosi differenziali genetiche più importanti erano le sindromi di Prader-Willi (PWS) e Angelman (AS). PWS è stato sospettato in tre probandi a causa di difficoltà di alimentazione. All’età del bambino, lo sviluppo del linguaggio gravemente ritardato, la microcefalia e l’andatura atassica hanno reso la sindrome di Angelman un’importante diagnosi differenziale, che è stata testata in tre probandi. L’analisi ARX è stata eseguita a causa dell’ID e del ritardo del linguaggio in due probandi maschi.

In particolare, nessuna delle quattro alterazioni CHAMP1 identificate nel nostro studio era presente nel dbSNP136, nel database ExAC o nei dati sui genomi 1000, indicando che sono molto rari nella popolazione e improbabile che siano alterazioni non correlate alla malattia. Ulteriori prove di conferma della natura patogena delle mutazioni CHAMP1 nei nostri probandi provengono da un recentissimo studio di sequenziamento su larga scala (Decifrazione dei disturbi dello sviluppo) in complessivamente 1.133 individui con ID e ritardo dello sviluppo. In questo studio, sono state riportate alterazioni deleterie de novo CHAMP1 in due individui indipendenti. Il primo probando era un ragazzo che portava il SNV c.1002G > A predetto per provocare la variante nonsense all’aminoacido 334 (p.Trp334∗) e che è stato segnalato per mostrare ID, apnea ostruttiva del sonno, capezzoli soprannumerari e plagiocefalia. Il secondo probando era una ragazza che portava il SNV c.1489C > T, risultando in una variante senza senso all’aminoacido 497 (p. Arg497∗) e che mostrava GDD, ipermobilità articolare, anomalie del sistema di raccolta renale e del SNC, incoordinazione e diastasi recti. Gli autori hanno classificato CHAMP1 come un ” gene romanzo con prove convincenti per un ruolo nei disturbi dello sviluppo.”4

I risultati in complessivamente sette individui indipendenti confermano quindi che le mutazioni in CHAMP1 sono una causa monogenica di ID/GDD. In linea con questa ipotesi, non esiste una singola variante CHAMP1 a perdita di funzione depositata nel database ExAC, inclusi più di 110.000 alleli sequenziati in questo locus, il che sostiene fortemente un effetto deleterio delle mutazioni CHAMP1. In particolare, il punteggio RVI (Residual Variation Intolerance), che quantifica l’intolleranza genica alle mutazioni funzionali7 di CHAMP1, è -0.75 (13.71 th percentile) e quindi anche inferiore al punteggio RVI medio per i geni coinvolti nei disturbi dello sviluppo (0.56; 19.54 th percentile). Ciò suggerisce che il grado di intolleranza alle varianti deleterie di CHAMP1 è significativamente più pronunciato rispetto al grado medio di intolleranza alle varianti deleterie dei geni noti per avere mutazioni che causano disturbi dello sviluppo.

CHAMP1 si trova sul cromosoma 13q34 e contiene un singolo esone codificante (oltre a due esoni non tradotti da 5′) che codifica per una proteina a dito di zinco di 812 aminoacidi. CHAMP1 ha dimostrato di interagire con la proteina di controllo mitotica MAD2L2 ed è necessaria per la sua localizzazione del mandrino. CHAMP1 si localizza ai cromosomi e al fuso mitotico e regola la localizzazione di CENPE e CENPF ai cinetocori. Inoltre, regola l’attaccamento cinetocoro-microtubulo e quindi il corretto allineamento cromosomico.5 Mutazioni che interessano i geni che codificano per le proteine che regolano l’allineamento cromosomico e / o l’assemblaggio del mandrino sono una causa ben consolidata di una varietà di disturbi dello sviluppo sindromici e non sindromici. Gli esempi includono POGZ (MIM: 614787),4KIF2A (MIM: 602591), TUBG1 (MIM: 191135),6KIF4A (MIM: 300521) e KIF5C (MIM: 604593),8CENPE (MIM: 117143),9 e BUB1B (MIM: 602860).10 Pertanto, CHAMP1 rappresenta un gene candidato funzionale attraente per un disturbo dello sviluppo. È interessante notare che è stato dimostrato che la localizzazione di CHAMP1 ai cromosomi e al fuso mitotico è regolata dalla sua regione C-terminale contenente domini di dita di zinco. Questi ultimi sono stati ulteriormente dimostrati necessari per un corretto allineamento cromosomico.5 In particolare, si prevede che tutte le mutazioni de novo deleterie così identificate, se risultanti in una proteina stabile, portino alla perdita di questo dominio C-terminale funzionalmente importante (Figura 2).

In particolare, sono state riportate diverse delezioni cromosomiche che coinvolgono CHAMP1. Le delezioni microscopicamente visibili del cromosoma 13q sono state divise in tre gruppi a seconda della localizzazione delle regioni eliminate. Gli individui del gruppo 3, cioè quelli con breakpoint di delezione distali a 13q32, sono stati segnalati per essere caratterizzati da ID da moderata a grave e, nella maggior parte dei casi, l’assenza di malformazioni importanti e carenze di crescita.11 Rapporti più recenti su individui con eliminazioni di 13q33 – 13q34 hanno ampliato questo spettro clinico. Ad esempio, un individuo è stato segnalato per avere un palatoschisi, microcefalia e ipospadia oltre alla sua ID da moderata a grave con grave ritardo del linguaggio.12 Un altro individuo con ritardo della crescita intrauterina, ipotonia generalizzata, grave ritardo del linguaggio e dismorfismo facciale comprese le pieghe epicantali è segnalato per essere socialmente in uscita, simile agli individui portatori di SNV riportati qui.13 Somiglianze cliniche con gli individui riportati qui esistono anche in individui con delezioni submicroscopiche tra cui CHAMP1 riportato nel database DECIFRARE o pubblicazioni precedenti. 23 individui su 26 che presentano una delezione che interessa solo le bande cromosomiche 13q33 e 13q34 (dimensione massima 13,5 Mb, Tabella S2) sono segnalati per visualizzare ID/GDD. Si può quindi ipotizzare che la cancellazione di CHAMP1 possa essere la causa principale di ID/GDD in individui con CNV di cancellazione del terminale 13q. È interessante notare che diversi altri risultati frequenti nei cinque individui riportati qui sono presenti anche in diversi individui con delezioni di 13q33–13q34, come ipotonia muscolare (n = 5), un palato arcuato stretto o alto (n = 5), ritardo del linguaggio o un labbro superiore arcuato (ciascuno n = 3), così come fessure palpebrali ascendenti o pieghe epicantiche (ciascuno n = 3). Data l’incompletezza delle voci del database, questo ovviamente non dovrebbe essere interpretato in modo eccessivo. Tuttavia, alcuni dei probandi pubblicati mostrano da tre a quattro di queste funzionalità aggiuntive.14 Così, CHAMP1 può almeno in parte essere responsabile di alcune delle caratteristiche cliniche oltre ID in individui con gruppo 3 cromosoma 13q delezioni. Dato che i risultati clinici di individui con mutazioni de novo in CHAMP1 e in probandi con delezioni cromosomiche più grandi che comprendono il gene CHAMP1 completo sembrano paragonabili, si è tentati di ipotizzare che questo possa essere un’indicazione per l’aploinsufficienza come meccanismo eziologico comune.

In sintesi, abbiamo identificato cinque individui affetti da ID portatori di mutazioni deleterie de novo in CHAMP1. I nostri dati stabiliscono quindi mutazioni deleterie in CHAMP1 come causa monogenica di un disturbo dello sviluppo. Inoltre, forniamo la prima descrizione clinica dettagliata di individui con mutazioni CHAMP1, rivelando ID con linguaggio espressivo gravemente compromesso e sviluppo motorio ritardato, ipotonia muscolare, difficoltà di alimentazione neonatale e ipermetropia, nonché caratteristiche dismorfiche lievi simili, come segni clinici comuni. Inoltre, suggeriamo che l’analisi genetica di CHAMP1 dovrebbe essere considerata in individui con forme dismorfiche non classificate, non sindromiche o lievi di ID / GDD, specialmente se sono presenti ipotonia muscolare e grave ritardo del linguaggio e PWS e COME test hanno dato risultati normali. Infine, i nostri dati evidenziano ulteriormente l’importanza dei cinetocori e dell’allineamento cromosomico per il corretto sviluppo e la funzione neuronale umana.