Molecular diagnosis approach through the use of whole exome sequencing in limb-girdle muscular dystrophies

Revista de la Facultad de Medicina

Gil, María Teresa³  Posso-Gómez, Leidy Johanna¹  Rodríguez-Cruz, Oscar³  Collado, Carmen³  Castillo, Andrés⁴  Pachajoa, Harry¹  Lois, Sergio³  Quiñones, Jairo Alonso²  Fernández-Pedrosa, Victoria³  Ramírez-Botero, Andrés Felipe¹ 

[1] Universidad Icesi, Cali, Colombia;Fundación Clínica Valle del Lili, Cali, Colombia;Sistemas genómicos, Valencia, España;Universidad del Valle, Cali, Colombia

关键词: Genetics;    Muscular Dystrophies;    Cardiomyopathy;    Dilated;    Polymorphism;    Single Nucleotide;    Exome (MeSH).;   

DOI  :  10.15446/revfacmed.v64n1.53037

学科分类：医学（综合）

来源: Universidad Nacional de Colombia * Facultad de Medicina

【 摘 要 】

Antecedentes. La distrofia muscular cintura-cadera tipo 1B es una enfermedad con herencia autosómica dominante y secundaria a una mutación en el gen LMNA. Esta enfermedad se caracteriza por su afectación a nivel neuromuscular y cardiaco. Objetivo. Realizar diagnóstico clínico y confirmatorio molecular en una paciente con debilidad muscular proximal y sintomatología cardíaca a través de secuenciación exómica. Materiales y métodos. Se presenta el caso de una paciente de 57 años de edad con cuadro de debilidad muscular proximal progresiva principalmente en extremidades y posterior afectación cardíaca; adicionalmente, la paciente tiene múltiples familiares con la misma sintomatología. Se realizó estudio de secuenciación exómica con confirmación, por método de Sanger, de la mutación hallada y posteriormente el análisis bioinformático de esta. Resultados. La detección de la mutación R377L en el gen LMNA por secuenciación exómica con confirmación por Sanger, junto con la sintomatología clínica de la paciente y el análisis bioinformático de la mutación hallada, permitió realizar diagnóstico confirmatorio de distrofia muscular cintura-cadera tipo 1B. Conclusión. Es difícil realizar un diagnóstico clínico debido a la heterogeneidad genética del fenotipo de distrofias musculares cintura-cadera. La aproximación diagnóstica es compleja y requiere clasificar las distrofias musculares según el patrón de afectación y el patrón de herencia de la enfermedad. Adicionalmente, debido a los múltiples genes que pueden generar clínica semejante a las diferentes distrofias musculares, se recomienda realizar secuenciación exómica solicitando especial énfasis en los genes candidatos de distrofias musculares cintura-cadera. Palabras clave: Genética; Distrofias musculares; Cardiomiopatía dilatada; Polimorfismo de nucleótido simple; Exoma (DeCS).Ramírez-Botero AF, Posso-Gómez LJ, Castillo A, Collado C, Fernández V, Rodríguez-Cruz O, et al. Enfoque diagnóstico molecular utilizando secuenciación exómica en las distrofias musculares cintura-cadera. Rev. Fac. Med. 2016;64(1):159-64. Spanish. doi: http://dx.doi.org/10.15446/revfacmed.v64n1.53037.Summary Background. Limb-girdle muscular dystrophy type 1B has a dominant autosomal inheritance pattern and is caused by a mutation in the LMNA gene. This disease has a major neuromuscular and cardiac compromise; furthermore, it belongs to the limb-girdle muscular dystrophies. Objective. To make a clinical and molecular confirmatory diagnosis in a patient with proximal muscular weakness and cardiac symptoms using whole exome sequencing. Materials and Methods. This is the case of a 57 year old patient with a slowly progressive proximal muscular weakness and cardiac compromise; furthermore, the patient has many relatives with the same clinical history. Whole exome sequencing with Sanger confirmation and bioinformatics analysis was performed on the found mutation. Results. The detection of mutation R377L in the LMNA gen by whole exome sequencing with Sanger confirmation, the bioinformatic analysis of the mutation and the symptoms exhibited by the patient allowed the confirmatory diagnosis of limb-girdle muscular dystrophy type 1b. Conclusion. Due to genetic heterogeneity in the phenotype of limb-girdle muscular dystrophies it is difficult to make a clinical diagnosis. The diagnostic approach is complex and requires classification of the muscular dystrophies according to the pattern of muscular weakness and to identify the disease inheritance pattern. Additionally, due to the multiple genes that can generate similar symptoms in the different muscular dystrophies, the authors recommend the use of whole exome sequencing with a special emphasis on the candidate genes for limb-girdle muscular dystrophies. Keywords: Genetics; Muscular Dystrophies; Cardiomyopathy, Dilated; Polymorphism, Single Nucleotide; Exome (MeSH).Ramírez-Botero AF, Posso-Gómez LJ, Castillo A, Collado C, Fernández V, Rodríguez-Cruz O, et al. [Molecular diagnosis approach through the use of whole exome sequencing in limb-girdle muscular dystrophies]. Rev. Fac. Med. 2016;64(1):159-64. Spanish. doi: http://dx.doi.org/10.15446/revfacmed.v64n1.53037.Introducción Las distrofias musculares están conformadas por un grupo diverso y heterogéneo de enfermedades que afectan al sistema musculoesquelético; debido a esto, es común determinar el patrón de debilidad muscular para clasificarlos en grupos más específicos: cintura-cadera, compromiso distal, humero-fibular, entre otras (1). El término distrofia muscular cintura-cadera (por su nombre en inglés Limb-girdle muscular dystrophy LGMD) fue introducido por primera vez por Stevenson (2) en 1953 y ampliado luego por Walton & Nattrasss (3), quienes hacían referencia a un grupo de distrofias cuya manifestación más temprana era debilidad de los músculos de la cintura escapular y pélvica; desde estas descripciones tempranas de la enfermedad se reconocía la variabilidad clínica en la historia natural de este grupo de enfermedades. Debido a la heterogeneidad genética, la clasificación fenotípica de las LGMD ha mostrado limitaciones, y en 1995 se propuso una clasificación de acuerdo al patrón de herencia: las de tipo 1 son aquellas con un patrón de herencia autosómico dominante, mientras que las de tipo 2 son aquellas con un patrón de herencia autosómico recesivo (4). Dentro del grupo de las LGMD tipo 1 se encuentra la distrofia muscular cintura-cadera tipo 1B (LGMD1B; OMIM 159001); esta es una enfermedad lentamente progresiva de herencia autosómica dominante, secundaria a una mutación en el gen LMNA que codifica para la proteína laminina A (5). La LGMD1B se caracteriza por presentar debilidad en los músculos de la cintura escapular y pélvica y posterior afectación cardíaca. Usualmente los primeros síntomas se presentan alrededor de los 20 años con debilidad de cadera, que en ocasiones es tan leve que pasa desapercibida, posteriormente debilidad de hombros y más tardíamente desórdenes de la conducción atrioventricular, bradicardia, cardiomiopatía dilatada y muerte cardíaca súbita. Es importante destacar que cursa rigidez articular leve con preservación de la movilidad en los codos; adicionalmente, la biopsia muscular muestra distrofia leve, la electromiografía muestra cambios de miopatía y puede haber aumento de creatina fosfoquinasa (5-7). Es importante conocer que el gen LMNA está ubicado en el cromosoma 1q21-22 y está compuesto por 12 exones (5); por medio del splicing alternativo, este codifica las lamininas tipo A y tipo C (5). Las anteriores, junto con las lamininas tipo B —codificadas por el gen LMNB1— y las proteínas asociadas a la envoltura nuclear, forman la lámina nuclear, que es una red subyacente a la membrana nuclear interna. Además, también se encuentran distribuidas en el nucleoplasma donde cumplen funciones por asociación a cromatina, histonas nucleares y varios factores de transcripción, dando así soporte estructural al núcleo y encargándose del mantenimiento de la arquitectura nuclear, migración nuclear y apoptosis. Por último, forman parte en la transcripción, regulación del ciclo celular, desarrollo y diferenciación celular (8-10). Para este estudio se presenta el caso de una paciente de 57 años, quien desde alrededor de los 20 años inicia un cuadro de debilidad muscular progresiva principalmente en las extremidades, y a quien a los 42 años se le diagnosticó cardiomiopatía dilatada; además, la paciente cuenta con múltiples familiares en primer, segundo, tercer y cuarto grado de consanguinidad con la misma sintomatología (Figura 1). FIGURA 1 Se consideró que la paciente presentaba clínica compatible con el grupo de LGMD; sin embargo, debido al compromiso cardíaco también era necesario descartar otras condiciones genéticas como la distrofia muscular Emery-Dreiffus autosómica dominante (EDMD2; OMIM 181350), la cardiomiopatía dilatada tipo 1A (CMD1A; OMIM 115200) y la enfermedad Charcot-Marie-Tooth tipo 2B1 (ECMT2B1; OMIM 605588). Por lo tanto, se realizó una secuenciación del exoma (SE) como método de identificación de la causa genética debido al gran número de genes que podrían generar un fenotipo compatible con la clínica de la paciente, siendo esta una estrategia diagnóstica más costo-efectiva (1,11). Materiales y mé

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