A deficiência intelectual (DI) é definida por limitações da função intelectual e do comportamento adaptativo presente antes dos 22 anos de idade e afeta aproximadamente 2-3% dos indivíduos da população mundial. Há uma frequência significativamente maior de homens afetados por DI moderada a grave do que de mulheres, parte podendo ser explicada pela DI com herança ligada ao X. Desvios extremos de inativação são raros na população feminina adulta, sendo mais frequentes em mulheres portadoras de alterações estruturais do cromossomo X ou de variantes patogênicas em genes localizados no X. O objetivo deste estudo foi identificar variantes causais de DI em genes do cromossomo X, em irmandades selecionadas pelo desvio extremo da inativação do cromossomo X (razão de inativação 95:5) em suas mães, indicativo de serem elas portadoras de variantes em genes do cromossomo X que causam DI em seus filhos. A investigação da inativação do cromossomo X materno realizada anteriormente em 58 irmandades revelou que as genitoras de oito irmandades apresentavam desvios extremos da inativação do cromossomo X, número significativamente maior do que o observado em mulheres adultas da população geral. Em sete propósitos foi realizado sequenciamento do exoma. Em duas irmandades, a variante causal foi identificada anteriormente. Neste estudo, foram analisados os dados de sequenciamento do exoma dos outros cinco probandos, a fim de se identificarem variantes causais de DI. Foram filtradas variantes potencialmente causais de DI nos genes GRIN2A e RERE em dois pacientes e nos genes CDK16 e CDK19, num terceiro paciente. Apenas o gene CDK16 está localizado no cromossomo X. Outra variante possivelmente causal no cromossomo X, no gene UPF3B, presente no paciente com duas variantes candidatas, não atingiu o critério de qualidade deste estudo de read depth 10 e requer validação por sequenciamento de Sanger. O gene GRIN2A foi associado a quadro clínico com herança autossômica dominante, incluindo principalmente epilepsia, distúrbios de fala e DI, sinais presentes no Paciente 3 deste estudo. A variante missense NM_000833.5: c.1499TG p.(Val500Gly) nele detectada foi classificada pelas ferramentas Franklin e Varsome como VUS e tem valor REVEL de 0,58. Essa variante não foi descrita em outros estudos, mas variantes patogênicas foram detectadas ao longo de todo o gene, inclusive no éxon 8. O gene RERE foi associado a quadro clínico com herança autossômica dominante similar aos de microdeleções no cromossomo 1, em 1p36, onde o gene se localiza, incluindo DI, transtorno do espectro autista (TEA), epilepsia, problemas visuais e auditivos e malformações cardíacas. O Paciente 4 deste estudo apresenta apenas DI e TEA. A variante nonsense NM_012102.4: c.3535CT p.(Arg1179*) no éxon 20 foi classificada pelas ferramentas Franklin e Varsome como provavelmente patogênica. O valor de pLI é 0,99. Essa variante não foi descrita em outros estudos, mas, considerando a expressividade variável associada a variantes desse gene, é possível que seja a causa de quadro mais leve, afetando principalmente o sistema nervoso central, como é o do Paciente 4. Três variantes candidatas foram detectadas no Paciente 7, nos genes CDK16, CDK19 e UPF3B. O paciente apresenta DI, comprometimento da fala e epilepsia. O gene CDK16 codifica uma quinase dependente de ciclina com papel em proliferação celular, transporte vesicular e crescimento neuronal. A variante missense NM_006201.5: c.788TC p.(Val263Ala) no éxon 8, foi classificada como VUS pelas ferramentas Varsome e Franklin e o valor REVEL é 0,64. Essa variante não foi descrita em outros estudos, mas variantes missense, nonsense e frameshift nesse gene foram associadas a DI, TEA e espasticidade. O gene CDK19 foi associado a quadro clínico com herança autossômica dominante cujos principais sinais incluem atraso global do desenvolvimento, hipotonia, epilepsia e comprometimento da fala. No Paciente 7, a variante missense NM_015076.5: c.532AG p.(Arg178Gly), localizada no éxon 6, foi classificada como VUS pela ferramenta Franklin, e como possivelmente patogênica pela Varsome. O valor REVEL é 0,77. Essa variante não foi descrita em outros pacientes, mas variantes, inclusive no éxon 6, foram relatadas em pacientes com quadros clínicos similares. É possível que a variante na irmandade seja causal e que os irmãos apresentem um quadro leve de uma doença com alta variabilidade de expressão, tendo epilepsia de início mais tardio, em comparação com os pacientes descritos. Por fim, uma variante no gene UPF3B não atingiu o critério de qualidade deste estudo de read depth 10. Entretanto, a descrição dessa variante como causa de DI em outros dois estudos levou a considerá-la candidata, devendo ser validada por sequenciamento de Sanger. O gene UPF3B foi associado a DI sindrômica e não sindrômica com herança recessiva ligada ao X e grande variabilidade de expressão. A variante nonsense NM_080632.3: c.1288CT p.(Arg430*), localizada no éxon 10, foi classificada pelas ferramentas Franklin e Varsome como patogênica e no banco de dados ClinVar, como provavelmente patogênica/patogênica. O valor de pLI é 0,98. Com relação às variantes autossômicas candidatas detectadas nos genes GRIN2A, RERE e CDK19, não há na literatura indicação de que esses genes possam ter efeito no processo de inativação do cromossomo X.

Intellectual disability (ID) is characterized by limitations in intellectual functioning and adaptive behavior present before the age of 22 years old, and affects approximately 2-3% of individuals in the world population. There is a significantly higher frequency of men than women affected by moderate to severe ID, which can be partly explained by X-linked ID. Extreme X-inactivation skewing is rare in the female adult population, being more frequent in women carrying structural abnormalities of the X chromosome or pathogenic variants in X chromosome genes. The aim of this study was to identify causal variants of ID in X chromosome genes, in sibships with two or more affected brothers selected by the extreme skewing of X chromosome inactivation (inactivation ratio 95:5) in their mothers, indicative of their being carriers of variants in X chromosome genes that cause ID in their children. The investigation of maternal X chromosome inactivation previously performed in 58 sibships revealed that the mothers of eight sibships had extreme X-inactivation skewing, a number significantly higher than that observed in adult women from the general population. Exome sequencing was performed in seven probands. In two sibships, the causal variant was previously identified. In this study, exome sequencing data from the other five probands were analyzed to identify causal variants of ID. Potentially causal variants of ID were filtered in the genes GRIN2A and RERE in two patients and in the CDK16 and CDK19 genes, in a third patient. Only the CDK16 gene maps to the X chromosome. Another possibly causal variant on the X chromosome, in the UPF3B gene, present in the patient with two other candidate variants, did not meet the quality criterion of read depth 10 of the present study, and requires validation by Sanger sequencing. The GRIN2A gene has been associated with a clinical condition with autosomal dominant inheritance, the most common signs being epilepsy, speech disorders and ID, also present in Patient 3 of this study. The detected missense variant NM_000833.5: c.1499TG p.(Val500Gly) was classified by the Franklin and Varsome tools as VUS and has a REVEL value of 0.58. This variant has not been described before, but pathogenic variants have been detected throughout the entire gene, including in exon 8. The RERE gene has been associated with a clinical condition with autosomal dominant inheritance, which is similar to those caused by chromosome 1 microdeletions at 1p36, where the gene is located, including ID, autism spectrum disorder (ASD), epilepsy, visual and auditory problems and heart malformations. Patient 4 of this study presents only ID and ASD. The nonsense variant NM_012102.4: c.3535CT p.(Arg1179*) in exon 20 was classified by the Franklin and Varsome tools as likely pathogenic. The pLI value is 0.99. This variant has not been described in other studies, but, considering the variable expressivity associated with variants in this gene, it is possible that it is the cause of the milder condition, mainly affecting the central nervous system, in Patient 4. Three candidate variants were detected in Patient 7, in the CDK16, CDK19 and UPF3B genes. The patient has ID, speech impairment, and epilepsy. The CDK16 gene encodes a cyclin-dependent kinase with a role in cell proliferation, vesicular transport and neuronal growth. The missense variant NM_006201.5: c.788TC p.(Val263Ala), located in exon 8, was classified as VUS by the Varsome and Franklin tools, and the REVEL value is 0.64. This variant has not been described before, but other missense, nonsense and frameshift variants in this gene have been associated with ID, ASD and spasticity. The CDK19 gene has been associated with a clinical condition with autosomal dominant inheritance, the main signs including global developmental delay, hypotonia, epilepsy and speech impairment. In Patient 7, the missense variant NM_015076.5: c.532AG p.(Arg178Gly), located in exon 6, is classified as VUS by the Franklin tool, and as likely pathogenic by Varsome. The REVEL value is 0.77. This is a novel variant, but other variants have been described, including in exon 6, in patients with similar clinical presentations. It is possible that the variant in Patient 7 is causative, and that the brothers have a mild presentation of a disease with high expression variability, presenting later onset epilepsy, when compared to the patients hereto described. Finally, a variant in the UPF3B gene did not meet the quality criterion of read depth 10, but the description of this variant as a cause of ID in two other studies led to its being considered a candidate, which must be validated by Sani UPF3B gene has been associated with syndromic and non-syndromic X-linked recessive ID with highly variable expression. The nonsense variant NM_080632.3: c.1288CT p.(Arg430*), in exon 10, was classified by the Franklin and Varsome tools as pathogenic, and by ClinVar as likely pathogenic/pathogenic. The pLI value is 0.98. Regarding the candidate autosomal variants detected in the GRIN2A, RERE and CDK19 genes, there is no indication in the literature that these genes have an effect on the X chromosome inactivation process.