Mutațiile în FLNB cauzează displazia boomerang | Journal of Medical Genetics

Displazia boomerang (OMIM #112310) este o displazie scheletală letală caracterizată prin osificarea dezorganizată a scheletului.1 Constatările radiologice caracteristice includ osificarea neregulată a oaselor membrelor și a vertebrelor, subdezvoltarea acetabulului și femururi hipoplastice, în formă de bumerang, de la care tulburarea își trage numele.1 Cel puțin opt cazuri au fost descrise în literatura de specialitate până în prezent.1-8 O displazie scheletală letală similară, displazia Piepkorn,9 a fost propusă ca fiind alelică la displazia bumerang.2,7 Histologia cartilajului demonstrează atât anlagen cartilaginos dezorganizat al osului lung în dezvoltare, cât și condrocite multinucleate frecvente în zona de rezervă a plăcii de creștere.1 Au fost descrise și alte anomalii de dezvoltare dincolo de schelet, inclusiv omfalocel și encefalocel.

Similitudini în constatările radiografice și histologice ale displaziei boomerang și atelosteogenezei I (AOI; OMIM #108720) și III (AOIII; OMIM #108721) au sugerat alelism pentru aceste tulburări.2,10 În toate cele trei entități, constatările radiografice includ osificarea deficitară și neregulată a oaselor și a corpurilor vertebrale cu hipoplazie humerală distală și luxații articulare, pe lângă anomalii cranio-faciale.11 În plus, condrocitele multinucleate au fost observate atât în AOI, cât și în displazia boomerang. Displazia bumerang se distinge de AO pe baza unui defect mai sever de mineralizare, cu absența completă a osificării în unele elemente ale membrelor și segmente vertebrale.3 O preponderență a bărbaților în rândul cazurilor raportate de displazie bumerang7 și unele asemănări fenotipice cu tulburările din spectrul sindromului otopalatodigital cauzate de mutații în gena FLNA12,13 au sugerat pentru unii autori o etiologie legată de X.7

Recent am descris asocierea mutațiilor în gena care codifică proteina citoscheletală Filamin B de 280 kDa cu mai multe tulburări caracterizate prin defecte scheletice și luxații articulare.14 Filamin B este o proteină modulară. Un domeniu de legare a actinei compus din două domenii de homologie a calponinei (CH1 și CH2) este situat la terminalul amino, urmat de un domeniu tijă compus din 24 de repetări omoloage din punct de vedere structural și care se termină cu un domeniu de dimerizare carboxi-terminal.15 Domeniul de legare a actinei din filamina B este similar cu cele întâlnite în alte proteine din citoschelet, cum ar fi β-spectrina, distrofina și α-actinina-4.

Patru afecțiuni distincte au fost atribuite mutațiilor în FLNB: AOI, AOIII, sindromul spondilcarpotarsal moștenit în mod recesiv (OMIM #272460) și o formă dominantă a sindromului Larsen (OMIM #150250). S-a constatat că indivizii cu AOI, AOIII și sindromul Larsen cu moștenire dominantă sunt heterozigoți pentru mutații missense în FLNB.14 Majoritatea mutațiilor care duc la AOI sau AOIII duc la substituții localizate în domeniul CH2 al domeniului de legare a actinei din filamina B. Singura excepție este mutația 2251G→C, localizată în exonul 15, care se preconizează că va duce la substituția G751R în repetiția 6, găsită la un individ cu AOIII.14 În timpul lucrărilor care au identificat grupul de afecțiuni rezultate din mutații în FLNB, un individ cu displazie boomerang a fost evaluat pentru mutații prin secvențiere directă, dar nu a fost identificată nicio mutație.14

Datorită dovezilor radiografice, fenotipice și histologice care sugerează că displazia bumerang este înrudită cu tulburările cauzate de mutații în genele care codifică filaminele, am examinat doi indivizi cu displazie bumerang pentru mutații în FLNA și FLNB folosind analiza prin cromatografie lichidă denaturată de înaltă performanță (DHPLC) ca tehnică de screening.

Individul 1 a fost cazul examinat anterior prin secvențiere directă. Acest făt de sex masculin a fost primul copil al unor părinți sănătoși, neconsangvinizați. Ecografia din trimestrul al doilea a evidențiat hipoplazia toracică și scurtarea marcată a tuturor membrelor cu osificarea neregulată a mai multor elemente scheletice. Fătul a fost adus pe lume la 22 de săptămâni de gestație. Analiza post-mortem a demonstrat hipoplazia toracică marcată, membrele scurte și dismorfismul facial caracteristic asociat cu displazia bumerang. Nu era prezent niciun encefalocoel sau omfalocoel. Rezultatele radiografice au fost tipice pentru displazia bumerang (fig. 1).

Individul 2 a fost un făt de 17 săptămâni de gestație, raportat anterior în detaliu de Wessels et al.8 Acest făt a prezentat o micromelie severă cu două din cele trei oase tubulare lungi lipsă în toate cele patru membre. La examinarea radiografică, radiusurile rămase aveau formă de bumerang, tibiile erau segmentate, coloana vertebrală era slab osificată, iar toracele era hipoplastic. Din punct de vedere histologic, matricea cartilajului era hipocelulară, cu prezență de condrocite gigantice multinucleate.

Regiunile codificatoare și joncțiunile de racordare intron-exon atât ale FLNA cât și ale FLNB au fost amplificate din ADN genomic obținut de la ambele cazuri folosind primeri intronici descriși anterior13,14 (condițiile de reacție și secvențele de primeri sunt disponibile la cerere). Pentru analiza FLNA, produsele de amplicon au fost vizualizate prin electroforeză pe gel de agaroză și apoi au fost amestecate cu cantități egale de produse amplificate prin PCR de la un control de sex masculin sănătos fără legătură între ele înainte de formarea heteroduplexului. Probele au fost supuse la DHPLC pe un sistem WAVE de analiză a fragmentelor de ADN (Transgenomic Inc.) în conformitate cu instrucțiunile producătorului. Ampliconii care au demonstrat forme de urme anormale au fost re-amplificați și secvențiați prin cicluri pe un secvențiator ABI 3100. Mutațiile identificate au fost confirmate prin digestia cu enzime de restricție a ADN-ului amplificat, iar filiația a fost confirmată, așa cum a fost declarată pentru cazul 1, prin segregarea a șase markeri microsateliți nelegate. Probele parentale nu au fost disponibile pentru cazul 2. Acest studiu a fost aprobat de comitetul de etică din Otago.

Examinarea FLNB (exonii 1-46) a relevat mutații la ambii subiecți. În cazul 1, individul s-a dovedit a fi heterozigot pentru mutația 512T→G, care se preconizează că va duce la substituția L171R. Această mutație creează un situs pentru enzima de restricție HpaII, permițând demonstrarea faptului că aceasta a apărut de novo în această familie (fig. 2), oferind dovezi genetice de patogenitate. În retrospectivă, această mutație a fost prezentă în analiza inițială, dar a fost trecută cu vederea. A doua mutație, 703T→C, a fost găsită în exonul 4 în cazul 2, și prezice substituția S235P (fig. 2). Probele parentale nu au fost disponibile, dar această mutație nu a fost prezentă în 100 de cromozomi de control. Se prezice că ambele mutații modifică reziduurile din regiunea CH2 a domeniului de legare a actinei din filamina B. Aceste reziduuri sunt foarte conservate din punct de vedere evolutiv în rândul filaminelor vertebrate (fig. 3). Mutațiile sugerează că acești aminoacizi joacă un rol critic în funcția domeniului de legare a actinei. Pentru mutația 703T→C, aceeași substituție a fost observată la reziduul analog în ACTN4, o genă care codifică proteina adaptoare a citoscheletului α-actinină-4 (fig. 3), la un pacient cu glomeruloscleroză focală și segmentară. 16