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a deficiência Intelectual (DI) é definida como grave atentado cognitivas e funções adaptativas com início na infância e tem uma prevalência estimada de 1,5%-2.0%.O rápido desenvolvimento de novas tecnologias, incluindo a sequenciação da próxima geração, permitiu elucidar um grande número de desordens mendelianas não diagnosticadas nos últimos anos. Isto aplica-se especialmente a crianças com formas dismórficas ou dismórficas aparentemente esporádicas, não-sindrómicas ou moderadas de Incapacidade intelectual e/ou atraso global no desenvolvimento (ID/GDD) que não podiam ser analisadas sistematicamente a nível do genoma antes do advento de microarrays cromossómicos e sequenciação de todo-Exoma ou genoma. Na verdade, estudos recentes identificaram mutações de novo patogénicas num número de indivíduos com ID/GDD em rápido crescimento e, assim, estabeleceram o poder da sequenciação de todo-Exoma do trio-Progenitor proband, em particular.2-4

aqui, relatamos cinco indivíduos não relacionados, três homens e duas mulheres, com ID / GDD, deficiência grave da fala, e semelhantes (embora sutis) dismorfismos Faciais (Tabela 1; Figura 1). Em todos os cinco indivíduos, o trio sequenciamento de Exoma completo identificou mutações causativas de novo frameshift ou nonsense em CHAMP1 (alinhamento cromossómico-manutenção da fosfoproteína 1; também chamado CAMP, ZNF828, ou C13orf8). CHAMP1 (GenBank: NM_032436. 2; MIM: 616327) codifica uma proteína dedo-zinco, que está envolvida na manutenção da ligação cinetocore-microtúbulo durante a mitose e na regulação da segregação cromossômica precisa,5 ambos conhecidos por serem cruciais para o desenvolvimento cortical e mental.6 Todas as amostras biológicas e imagens foram obtidas após consentimento informado por escrito dos pais dos indivíduos afetados. O estudo foi realizado de acordo com a Declaração dos protocolos de Helsinque e aprovado pelos Comitês de Ética das respectivas instituições.

O primeiro proband (individual II-1 da família) é o primeiro filho de saudável não relacionados pais de ascendência Europeia. Ele nasceu depois de uma gravidez sem complicações com 40 semanas de gestação, com peso e comprimento normais de nascimento e uma circunferência frontal occipitofrontal (OFC) de 33 cm (-2 SD). Dificuldades de alimentação, vômitos e perda de peso caracterizaram o período pós-natal precoce. Atraso no desenvolvimento, hipotonia muscular e Estrabismo tornaram-se evidentes pela primeira vez com a idade de 3 meses. A hiperopia foi diagnosticada aos 9 meses de idade. Todos os marcos do desenvolvimento motor foram adiados; ele estava rolando em 12 meses, sentado em 12 meses, rastejando em 30 meses, e caminhando em 4 anos. Com a idade de quatro anos, ele mostrou um grave atraso no desenvolvimento com microcefalia (OFC-2.2 SD) e hipotonia truncal e orofacial. Seu andar era ligeiramente atáxico, e ele exibia movimentos estereotipados, incluindo movimentos de mão frequentes e jactização. O comportamento dele era muito amigável e de mente aberta. Além de hipermobilidade articular e a uma hérnia umbilical, leve dysmorphic características foram observadas, incluindo achatada occiput, de rosto comprido, nariz curto com anteversão narinas, curto philtrum, fino e tendas do lábio superior, lábio inferior evertido, apontou o queixo, de alta palato arqueado, e displásicas dentes (Figura 1A). O desenvolvimento da linguagem foi significativamente atrasado e limitado a três palavras com a idade de 4 anos. Seus pais também observaram diminuição da sensação de dor. Um cérebro de ressonância magnética, realizado na idade de 4 anos, revelou leve generalizada atrofia do cérebro, uma simplificado gyral padrão, e leve cerebelar displasia cortical assemelhando-se a uma forma leve de parcial rhombencephalosynapsis com fundida superior posterior hemisférios cerebelosos, mas separados inferior anterior hemisférios cerebelosos (Figura S1). Análise de cromossomas convencionais de linfócitos, hibridização por interfase in situ (FISH) em células bucais de esfregaço, hibridização genómica comparativa (CGH), análise de metilação SNRPN-locus (MIM: 182279), e sequenciamento direto de ARX (MIM: 300382) foram realizados, todos os quais deram resultados normais. Isso nos levou a realizar sequenciamento em trio com amostras de DNA de ambos os pais saudáveis e do proband, como descrito anteriormente.Em resumo, fragmentos de DNA codificados foram enriquecidos com um Sureselect humano todo Exon 50Mb V5 Kit (Agilent), e a sequenciação foi realizada em um sistema HiSeq2500 (Illumina). As leituras foram alinhadas com o genoma humano hg19 (UCSC Genome Browser) com o Burrows-Wheeler Aligner (BWA, v. 0.5.87.5), e a detecção da variação genética foi realizada com SAMtools (v. 0.1.18), PINDEL (v. 0.2.4 t), e ExomeDepth (v. 1.0.0). A filtragem Bioinformática não detectou variantes candidatas raras (frequência alélica menor < 0,01) após um modo recessivo autossômico-recessivo ou X-ligado de herança. No entanto, identificámos uma única alteração na sequência de novo, não anotada, com um impacto grave na estrutura proteica (tabela S1A). Prevê-se que esta supressão de 2 bp na posição cDNA 1.866 bp (C. 1866_1867delCA) em CHAMP1 altere o quadro de leitura e induza um codão de paragem prematura no aminoácido 629 (P. Asp622Glufs∗8). A sequenciação de Sanger confirmou a mutação heterozigótica C. 1866_1867delCA no proband (figura S2) e a sua ausência do ADN sanguíneo de ambos os pais.o segundo proband (indivíduo II-3 da família B) é o terceiro filho de pais neerlandeses não consanguíneos. O rapaz nasceu depois de uma gravidez normal às 39 semanas de gestação. O seu peso à nascença era normal. No período neonatal, ele teve dificuldades de alimentação e foi alimentado por tubo por seis semanas. Um atraso no desenvolvimento e visão prejudicada foi observado no primeiro mês de sua vida. Uma ressonância magnética cerebral aos 3 meses de idade mostrou uma mielinação ligeiramente atrasada. Ele foi afetado por hipotonia grave, que melhorou com o tempo. Além disso, ele sofreu de infecções recorrentes do trato respiratório superior e pneumonias de aspiração. Com a idade de 2 anos, um exame revelou várias características dismórficas, incluindo braquicefalia, uma linha de cabelo frontal baixa, hipertelorismo, pregas epicanticas e uma ponte nasal larga. Sua altura era de -2,2 SD, enquanto seu peso e sua OFC estavam dentro do alcance normal. Ele foi capaz de ficar com algum apoio com a idade de 2 anos.5 anos e caminhar alguns passos sem apoio, mas com insuficiente equilíbrio da cabeça com a idade de 3 anos. Ele mostrou um comportamento estereotípico caracterizado por girar, torcer os movimentos dos braços e mãos, suspirar e tremer de seu corpo. A epilepsia frontotemporal nocturna, provavelmente causadora de apneia do sono, foi tratada com sucesso com carbamazepina. Apesar de ter uma visão baixa com um potencial evocado suboptimal visual e um electroretinograma normal, a causa de sua deficiência visual ainda é desconhecida. Com a idade de 5 anos, um re-exame mostrou um menino muito alegre com estereótipos, como descrito acima, sem fala e um upseep frontal do cabelo, olhos em forma de amêndoa, um palato alto, dentes pequenos e diastema, além das características dismórficas mencionadas anteriormente (figura 1B). Ele também desenvolveu uma hérnia umbilical. Ao longo do tempo, os estudos metabólicos básicos, a análise de sequências de ATRX (MIM: 300032), a matriz SNP e os estudos de metilação para a síndrome de Prader-Willi (MIM: 176270) produziram resultados normais. Portanto, realizamos sequenciação trio-Exoma com amostras de DNA dos pais e do proband, como descrito anteriormente.Em resumo, a sequenciação Exoma foi realizada com uma máquina sólida de 5500XL (tecnologias de vida) após enriquecimento com o Agilent SureSelectXT humano todo Exon 50Mb Kit (Agilent). Os dados foram analisados com software LifeScope (Biossistemas aplicados, tecnologias de vida). Foi realizada uma análise de novo com os pais e o ADN do proband, identificando uma única alteração não anotada da sequência de novo com um impacto grave na estrutura proteica (tabela S1B). Esta foi a variante de nucleótido único (SNV) C. 1768C>T em CHAMP1, resultando numa mutação sem sentido no aminoácido 590 (P. Gln590∗). A sequenciação de Sanger confirmou a mutação heterozigótica C. 1768C>T no proband (figura S3) e a sua ausência do ADN sanguíneo de ambos os progenitores.o terceiro proband (indivíduo II-2 da família C) é um homem de 18 anos, o segundo de três filhos nascidos de pais holandeses não consanguíneos. Ele nasceu na semana 39 gestacional após uma gravidez sem complicações e com um peso e altura de nascimento normais. OFC com 6 semanas de idade foi-2, 1 SD. Hipotermia e problemas de alimentação caracterizaram os primeiros dias de vida e refluxo esofágico foi suspeito. Hipotonia e atraso no desenvolvimento tornaram-se óbvios nos primeiros meses. Com a idade de 1 ano, atraso no desenvolvimento e problemas de alimentação associados com a perda de peso levou a um extenso trabalho clínico, revelando resultados normais na análise metabólica, ressonância magnética do cérebro, determinação da idade Óssea, Raio-X do crânio, e pH-metry. A análise da motilidade esofegaeal mostrou diminuição dos movimentos deglutição, mas excluiu uma anomalia estrutural. Foram diagnosticados exotropia intermitente e hiperopia elevada (+6,25 diopters (dpt), bilateralmente). O exame clínico revelou aplanamento severo do occipital e aumento do espaçamento de seus incisivos superiores grandes e proeminentes. A alimentação melhorou com o tempo. Ele sofria de repetidas infecções nas vias aéreas superiores e gastrite. As etapas motoras foram adiadas, incluindo a rolagem aos 9 meses, sentado aos 13 meses, e caminhando aos 30 meses. Seu desenvolvimento de linguagem também foi significativamente atrasado. Ele disse as primeiras palavras aos 3 anos de idade. A elevação repetida do ácido pipecólico no soro levou a um extenso trabalho metabólico, incluindo análise no fator estimulante de colónias, fibroblastos e tecidos hepáticos. Os resultados normais tornaram um defeito peroxisómico improvável. Na última visita, com a idade de 18 anos, seu peso, comprimento e OFC estavam abaixo do intervalo normal (Peso -2,7 SD; altura -2,9 SD; OFC -3,1 SD). O autismo tinha sido diagnosticado. Ele falou em frases curtas com um discurso arrastado. Ele adorava música e natação e era capaz de operar seu computador bem. O comportamento dele foi amigável. Os pais relataram diminuição da sensação de dor. O exame clínico revelou hipotonia muscular, em particular hipotonia orofacial, com aspecto de boca aberta e salivação, uma face longa, fissuras palpebrais ascendentes, um filtermo curto, um lábio superior fino e um lábio inferior evertido, um queixo pontiagudo e orelhas baixas (figura 1C). Ao longo dos anos, foram realizados testes de kariotipagem, matriz CGH, e teste de peixes e metilação na região cromossômica 15q11q13, bem como análises de ARX, VPS13B (MIM: 607817) e UBE3A (MIM: 601623) sem resultados patogênicos. Isso nos levou a realizar sequenciamento de trio de diagnóstico com amostras de DNA do proband e de ambos os pais. Exomas foram enriquecidos com o Sureselect XT Human All Exon V5 Kit (Agilent) e sequenciados em Modo de execução rápida no sistema sequenciador HiSeq2500 (Illumina). As leituras foram alinhadas com o hg19 com o BWA (BWA-MEM v. 0.7.5 a) e variantes foram chamadas com o genoma Analysis Toolkit haplotype caller (v. 2.7-2). As variantes detectadas foram anotadas, filtradas e priorizadas com a plataforma Bench Lab NGS (Cartagenia). A análise da mutação de novo, através da filtragem de todas as variantes detectadas contra as variantes parental e populacional, identificou uma única alteração não anotada da sequência de novo com um impacto grave na estrutura proteica (quadro S1C). Este foi o CHAMP1 SNV C. 1192C> t resultando numa mutação sem sentido no aminoácido 398 (P. Arg398∗). A mutação heterozigótica C. 1192C>T foi validada e provou ser de novo pela sequenciação de Sanger (dados não apresentados).

o quarto proband (indivíduo II-2 da família D) é um gémeo dicoriónico diamniótico de origem neerlandesa. A mãe ficou grávida após fertilização in vitro (FIV) por injeção intracitoplasmática de esperma (ICSI) por causa de oligoastenospermia paterna. A gravidez foi complicada pela pré-eclampsia. A menina nasceu em 37 semanas e 2 dias de gestação e foi entregue por cesariana. O seu peso e comprimento de nascimento eram normais, mas a OFC estava abaixo do terceiro centímetro. Imediatamente após o nascimento, um ligeiro aumento das fissuras palpebrais, um pescoço curto com uma prega nucal, e labia minora inchada foram notados. Ela estava ligeiramente hipotónica. As dificuldades de alimentação e refluxo esofágico estiveram presentes durante as primeiras semanas de vida, e ela foi alimentada com tubo durante 10 dias. A aneuploidia para os cromossomas X, Y, 13, 18 e 21 foi excluída pela PCR quantitativa fluorescente (qfPCR), e a matriz CGH produziu resultados normais. A ressonância magnética cerebral mostrou pela primeira vez uma giração reduzida e sulcos amplos, embora o diagnóstico de padrão Giral simplificado não pôde ser estabelecido. No entanto, a ressonância magnética cerebral aos 3 meses de idade foi relatada como normal. A espectroscopia de ressonância magnética não mostrou anomalias na colina, creatina, n-acetilaspartato (NAA), inositol, glutamato/glutamina ou lactato. Não foram observadas anomalias cardíacas ou renais. O seu desenvolvimento motor atrasou-se. Começou a andar aos 18 meses. Bayley Scales of Infant Development (BSID-III) testing at 2 years and 4 months revealed a developmental delay of 12 months; her fine motor skills and speech development were delayed. Sua linguagem receptiva era melhor desenvolvida do que sua linguagem expressiva. Ela sofria de infecções recorrentes do tracto respiratório superior e uma otite média crônica. Além disso, foi diagnosticada hiperopia elevada (+7 dpt) e astigmatismo. O sono dela estava marcadamente perturbado, e não houve melhoria no tratamento com melatonina. Um EEG do sono não mostrou anormalidades, no entanto os pais relataram feitiços durante os quais ela não é sensível. Seu comportamento é muito aberto e amigável e ela tem uma sensação de dor diminuída. Ela mostrou estereótipos de mãos, hipersensibilidade táctil e auto-estimulação sexual. Estavam ainda presentes dificuldades alimentares, especialmente na deglutição de certos alimentos sólidos. Exame clínico com a idade de 3 anos, mostrou leve dysmorphic funcionalidades, incluindo sobrancelhas, epicanthic dobras, uma ampla ponte nasal, ligeira lateral eversão da pálpebra inferior, a uma curta philtrum, orofacial hipotonia com a boca aberta-aparência, uma fina e tendas lábio superior, um proeminente lábio inferior, um alto arco palato, dentes pequenos e diasthema (Figura 1D). O seu andar era desajeitado e ligeiramente largo. Realizamos trio exome sequência, com amostras de DNA dos pais e o proband, como descrito acima para o indivíduo II-3 da família B, que identificou um único não-anotada, de novo sequência de alteração (Tabela S1D). Este 1 bp eliminação de cDNA posição 635 (c.635delC) em CHAMP1 está previsto para alterar a leitura do quadro e para induzir um codão stop prematuro em aminoácidos 218 (p.Pro212Leufs∗7). O sequenciamento Sanger confirmou a heterozigotos c.635delC mutação no proband (dados não apresentados) e a sua ausência de sangue o DNA de ambos os pais.uma alteração deletéria independente de novo CHAMP1 foi previamente identificada num estudo sistemático de sequenciação em trio de 51 indivíduos com ID não-sindromática grave.Esta alteração de CHAMP1 é uma das 87 variantes de novo no grupo proband relatada sem descrição clínica detalhada no material suplementar. Devido à falta de outros indivíduos afetados, a patogenicidade desta variante permaneceu pouco clara na altura. Notavelmente, esta foi a mutação nonsense idêntica (C. 1192C>T; P. Arg398∗; Figura S4) que também identificamos aqui no indivíduo II-2 da família C. Este quinto proband (indivíduo II-2 da família e) é uma menina de nove anos, o segundo filho de pais alemães saudáveis e não consanguíneos. Sua mãe desenvolveu um tumor de Wilms com a idade de 24 anos; mais história familiar não foi notável. O proband nasceu por extração a vácuo após 40 semanas de gestação com peso e comprimento normais de nascimento. OFC no nascimento é Desconhecido, embora estivesse dentro do intervalo normal com a idade de quatro semanas. O atraso no desenvolvimento psicomotor tornou-se óbvio no segundo ano de vida. Começou a rastejar aos 11 meses de idade e a andar aos 20 meses de idade. Denver scale testing at the age of 36 months revealed a delay in all functions, particularly in language development. Na verdade, o desenvolvimento da fala foi marcadamente atrasado, e ela acabou de dizer dez palavras com a idade de 4 anos e 8 meses. Suas habilidades de linguagem receptiva foram melhores em comparação, mas ainda atrasada para sua idade. Estudos metabólicos básicos, EEGs, e uma ressonância magnética cerebral com a idade de 3 anos produziram resultados normais. O exame neurológico aos 4 anos revelou hipotonia orofacial. Os pais descreveram uma diminuição da sensação de dor. No exame aos 4 anos e 8 meses de idade, sua duração corporal e OFC estavam dentro do intervalo normal, mas ela estava acima do peso (BMI 19.8, +3 SD). Ela mostrou características faciais dismórficas suaves, incluindo fissuras palpebrais, dobras epicanticas, orelhas de baixo nível, um nariz proeminente, um filltrum curto, uma aparência de boca aberta com um lábio superior fino e amolgado, um lábio inferior proeminente e um palato arqueado elevado (figura 1E). O andar dela era desajeitado. O comportamento dela era muito amigável e de mente aberta. No último exame aos 8 anos e 11 meses, a sua duração e OFC mantiveram-se no intervalo normal, mas a obesidade aumentou (IMC 23,3, +3,3 DP). Seu discurso foi arrastado e ela falou em frases de três palavras e, adicionalmente, usou sinais de mãos. Hipotonia Orofacial ainda estava presente. Os pais também relataram hipotonia truncal. Enquanto isso, hiperopia (direita, +4,50 dpt; esquerda, +3,50 dpt) e astigmatismo bilateral foram diagnosticados. Antes da inclusão no estudo trio de sequenciação de exomas, kariotipagem, teste de peixes na região cromossómica 15q11q13 para Prader-Willi e Angelman (MIM: 105839) síndromes, análise X frágil (MIM: 300624), MLPA P245 (síndromes de microdeleção-1, MRC Holland), e análise array-CGH deram resultados normais.em conjunto, todos os cinco indivíduos com uma mutação deletéria de novo CHAMP1 são afectados pela ID e atraso no desenvolvimento motor, com um atraso particularmente grave no desenvolvimento da fala. Enquanto o desenvolvimento motor melhorou ao longo do tempo, a deficiência da fala permaneceu. Todos os indivíduos sofriam de hipotensão muscular, em particular truncal. Observou-se hipotonia Orofacial em quatro probands. Características dismórficas semelhantes, incluindo um pequeno filtermo, lábio superior amolgado e lábio inferior evertido foram observadas em todos os indivíduos. Três indivíduos apresentaram fissuras palpebrais, orelhas baixas e queixo pontiagudo. Um comportamento amigável foi descrito em todos os indivíduos. Em quatro indivíduos observou-se diminuição da sensação de dor, dificuldades de alimentação durante o período neonatal, hiperopia e um palato arqueado elevado. Três indivíduos apresentaram movimentos estereotipados. Três indivíduos mostraram microcefalia. Antes de identificar as mutações causadoras de CHAMP1, foram realizados vários testes genéticos específicos diferentes. Os diagnósticos diferenciais genéticos mais importantes foram síndromes Prader-Willi (síndrome de Prader-Willi) e Angelman (síndrome de Angelman). Suspeita-se de síndrome de Prader-Willi em três probands devido a problemas de alimentação. Na idade de criança, o grave atraso no desenvolvimento da fala, a microcefalia e o andar atáxico fizeram da síndrome de Angelman um importante diagnóstico diferencial, que foi testado em três probands. A análise de ARX foi realizada por causa do atraso de identificação e fala em duas varandas masculinas.notavelmente, nenhuma das quatro alterações de CHAMP1 identificadas no nosso estudo esteve presente na dbSNP136, na Base de dados Exacs, ou nos dados de 1000 genomas, indicando que são muito raras na população e que é improvável que sejam alterações não relacionadas com a doença. A evidência adicional de confirmação da natureza patogênica das mutações CHAMP1 em nossos probands vem de um estudo de sequenciação em larga escala muito recente (Decifrando distúrbios de desenvolvimento) em um total de 1133 indivíduos com ID e atraso de desenvolvimento. Neste estudo, foram notificadas alterações deletérias de novo CHAMP1 em dois indivíduos independentes. O primeiro proband era um menino de rolamento o SNV c.1002G>Uma previsto para resultar no absurdo variante de aminoácidos 334 (p.Trp334∗) e que foi relatado para mostrar a IDENTIFICAÇÃO, a apnéia obstrutiva do sono, supranumerário mamilos, e plagiocephaly. O segundo proband era uma menina de rolamento o SNV c.1489C>T, resultando em um absurdo variante de aminoácidos 497 (p.Arg497∗) e que mostrou GDD, hipermobilidade articular, anormalidades da função renal, sistema de coleta e o CNS, incoordenação, e diástase retos. Os autores classificaram CHAMP1 como um ” gene novo com evidência convincente para um papel em distúrbios de desenvolvimento.”4

os resultados no total de sete indivíduos independentes confirmam assim que as mutações em CHAMP1 são uma causa monogénica de ID/GDD. Em linha com esta suposição, não há uma única variante de perda de função CHAMP1 depositada na Base de dados exacta, incluindo mais de 110 000 alelos sequenciados neste locus, que argumenta fortemente para um efeito deletério das mutações CHAMP1. Nomeadamente, o Residual Variação de Intolerância (RVI) pontuação, que quantifica o gene da intolerância funcional mutations7 de CHAMP1, é -0.75 (13.71 ésimo percentil) e, portanto, menor ainda que a média de RVI pontuação para genes envolvidos em distúrbios de desenvolvimento (de 0,56; 19.54 ésimo percentil). Isto sugere que o grau de intolerância a variantes deletérias de CHAMP1 é significativamente mais pronunciado do que o grau médio de intolerância a variantes deletérias de genes conhecidos por terem mutações que causam distúrbios do desenvolvimento.

CHAMP1 está localizado no cromossoma 13q34 e contém um único código de exon (bem como dois exões 5′-não traduzidos) que codificam uma proteína de dedo de zinco de 812 aminoácidos. CHAMP1 demonstrou interagir com a proteína de controlo mitótico MAD2L2 e é necessário para a sua localização do fuso. CHAMP1 localiza-se nos cromossomas e no fuso mitótico e regula a localização do CENPE e do CENPF para cinetóforos. Além disso, regula a ligação cinetocore-microtúbulo e, portanto, o alinhamento cromossómico adequado.5 mutações que afetam genes codificados para proteínas que regulam o alinhamento cromossômico e / ou montagem do fuso são uma causa bem estabelecida de uma variedade de distúrbios de desenvolvimento sindrômicos e não-sindrômicos. Exemplos incluem 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 portanto, CHAMP1 representa um gene candidato funcional atraente para um distúrbio de desenvolvimento. Curiosamente, tem sido mostrado que a localização de CHAMP1 para cromossomos e o fuso mitótico é regulada por sua região C-terminal contendo domínios de dedo de zinco. Estes últimos mostraram – se ainda necessários para o alinhamento cromossómico adequado.5 notavelmente, prevê-se que todas as mutações deletérias de novo identificadas até à data, se resultarem numa proteína estável, conduzam à perda deste importante domínio C-terminal funcionalmente (Figura 2).