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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.17.2023.tde-08022024-113301
Document
Author
Full name
Bianca Mara Alves de Andrade
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2023
Supervisor
Committee
Júnior, Wilson Marques (President)
Santos, Diogo Fernandes dos
Silva Junior, Wilson Araújo da
Sobreira, Claudia Ferreira da Rosa
Title in Portuguese
Screening mutacional de pacientes brasileiros adultos com a doença Charcot-Marie-Tooth axonal através da utilização do sequenciamento de nova geração
Keywords in Portuguese
Charcot-Marie-Tooth axonal
CMT adulto
Screening mutacional
Sequenciamento de nova geração
Abstract in Portuguese
A doença de Charcot Marie Tooth (CMT) é um tipo de neuropatia sensitivo motora hereditária (HMSN) que atinge o nervo periférico humano e que afeta tanto os neurônios motores como os sensoriais. A idade de início da CMT pode ser desde o nascimento à velhice e apresenta sintomatologia heterogênea quanto aos padrões da eletrofisiologia, neuropatia e transmissão genética. Ela pode ser classificada conforme a velocidade de condução dos nervos motores nas formas CMT1 (desmielinizante), CMT2 (axonal) e CMTI (intermediário), quanto ao padrão de herança (autossômico dominante, autossômico recessivo, ligado ao X e herança materna) e mutação/locus gênico. Vários exames complementares, diversas vezes desnecessários e de alto custo, são executados na tentativa de um diagnóstico definitivo e isto gera em um alto custo pessoal, familiar e social, mesmo sendo um grupo de doenças raras. O teste genético possibilita um diagnóstico definitivo e através da introdução das tecnologias de sequenciamento de nova geração permitiu um avanço na descoberta da vasta heterogeneidade genética da CMT, com mais de 130 genes causadores de mutações descritas até o momento. Mesmo com esse avanço, 60% das mutações dos pacientes com CMT2 permanecem desconhecidas, necessitando um diagnóstico molecular definitivo. A definição desses genes que causam CMT2 é importante porque esses podem identificar caminhos moleculares envolvidos na degeneração axonal e permitir o desenvolvimento de terapias para esses e a compreensão das desordens relacionadas com a CMT. O objetivo desse estudo foi realizar um rastreamento mutacional de pacientes brasileiros adultos (com a idade igual ou superior a 21 anos) com a doença Charcot-Marie-Tooth do tipo axonal através do sequenciamento de nova geração (painel multigênico e sequenciamento de todo exoma). Foram selecionados 26 pacientes com diagnóstico cliníco-eletrofisiológico indicativo de Charcot-Marie-Tooth axonal com idade igual ou superior a 21 anos, atendidos no Ambulatório de Neurogenética (ANGE) do Hospital das Clínicas de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo (HCFMRP/USP). O diagnóstico molecular foi através da utilização do sequenciamento de nova geração (painel multigênico e exoma) seguidamente, as variantes encontradas foram confirmadas por Sanger. O diagnóstico molecular foi alcançado em 38,5% dos pacientes (10/26) considerando apenas as variantes patogênicas e provavelmente patogênicas. Apenas quatro pacientes tiveram as variantes de significado incerto (VUS) (15,4%) e doze pacientes não tiveram variantes candidatas (46,1%). O gene mais frequente foi o AARS com duas variantes em dois pacientes. Os dez pacientes com diagnóstico molecular apresentaram variantes em alguns genes menos comuns, sendo eles, PDK3, IGHMBP2, HSBP1, MORC2, DNM2, TRPV4, PDHA1, MME, AARS, mostrando assim a heterogeinidade genética nesse estudo. Ademais,foram encontrados oito novas variantes, sendo elas, 1 patogênica, 3 provavelmente patogênicas, 4 variantes de significado incerto, que não foram descritas na literatura em genes já conhecidos e que acrescentam para o quadro genético do CMT2. Concluímos em nosso estudo, que foi possível alcançar o diagnóstico molecular definitivo a 10 dos pacientes adultos com CMT2 através dastecnologias NGS, especialmente WES. Foram identificadas variantes patogênicas conhecidas e variantes novas patogênicas/provavelmente patogênicas, ampliando a lista de variantes no quadro genético de CMT2. Destaca-se aqui, a variante encontrada no gene PDK3, que co-segregou em todos os indivíduos afetados da família. Ademais, a presente tese contribui para a ampliaçãodo espectro fenotípico de CMT2 a partir da associação da variante encontrada em homozigose no gene MME ao desenvolvimento de CMT2 tardio e mais leve da doença. Esses resultados são importantes à medida que contribuem com o entendimento da correlação entre genótipo e fenótipo dos pacientes com CMT2.
Title in English
Mutational screening of adult Brazilian patients with axonal Charcot-Marie-Tooth disease using next-generation sequencing
Keywords in English
Adult CMT
Charcot-Marie-Tooth axonal
Mutational screening
Next-generation sequencing
Abstract in English
Charcot Marie Tooth disease (CMT) is a type of hereditary sensory motor neuropathy (HMSN) affecting the human peripheral nerve that affects both motor and sensory neurons. The age of onset of CMT can be from birth to old age and presents heterogeneous symptomatology as to patterns of electrophysiology, neuropathy, and genetic transmission. It can be classified according to motor nerve conduction velocity into CMT1 (demyelinating), CMT2 (axonal), and CMTI (intermediate) forms, as to the pattern of inheritance (autosomal dominant, autosomal recessive, X-linked, and maternal inheritance) and mutation/gene locus. Several complementary exams, often unnecessary and expensive, are performed to reach a definitive diagnosis, generating a high personal, family, and social cost, even though it is a group of rare diseases. Genetic testing enables a definitive diagnosis and, by introducing next-generation sequencing technologies, has allowed a significant advance in the discovery of the vast genetic heterogeneity of CMT, with more than 130 genes causing mutations described to date. Even with this advance, 60% of the mutations in CMT2 patients remain unknown, needing a definitive molecular diagnosis. The definition of these CMT2-causing genes is important because these may identify molecular pathways involved in axonal degeneration and allow the development of therapies for these andthe understanding of CMT-related disorders. This study aimed to perform a mutational screening of adult Brazilian patients (age 21 years or older) with Charcot-Marie-Tooth disease of the axonal type through next-generation sequencing (multigenic panel and whole exome sequencing). Twenty-six patients with clinical-electrophysiological diagnosis indicative of axonal Charcot-Marie-Tooth disease aged 21 years or older, seen at the Neurogenetics Outpatient Clinic (ANGE) of the Hospital das Clínicas de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo (HCFMRP/USP), were selected. Molecular diagnosis was made using next-generation sequencing (multigenic panel and exome), and then the variants found were confirmed by Sanger. The molecular diagnosis was reached in 38.5% of patients (10/26), considering only the pathogenic and probably pathogenic variants. Only four patients had variants of uncertain significance (VUS) (15.4%), and twelve patients had no candidate variants (46.1%). The most frequent gene was AARS, with two variants in two patients. The ten patients with a molecular diagnosis had variants in some less common genes PDK3, IGHMBP2, HSBP1, MORC2, DNM2, TRPV4, PDHA1, MME, and AARS, thus showing the genetic heterogeneity in this study. Furthermore, eight new variants were found, including one pathogenic, three probably pathogenic, and four variants of uncertain significance, which have not been described in the literature in genes already known and which add to the genetic picture of CMT2. Our study concluded that it was possible to achieve a definitive molecular diagnosis for ten adult CMT2 patients using NGS technologies, especially WES. Known and novel pathogenic/probably pathogenic variants were identified, expanding the list of variants in the genetic picture of CMT2. Noteworthy here is the variant found in the PDK3 gene, which is co-segregated in all affected individuals in the family. Moreover, this thesis contributes to broadening the phenotypic spectrum of CMT2 by associating the variant found in homozygosity in the MME gene with the development of late and milder CMT2 disease. These results are significant as they contribute to understanding the correlation between the genotype and phenotype of patients with CMT2.
 
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Publishing Date
2024-03-12
 
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