Defeitos de redução de membros: diagnósticos diferenciais e análise de variantes nos genes ESCO2, SALL4 E TBX5

Abstract

A tragédia da talidomida na década de 60 colocou em evidência as malformações do tipo defeitos de redução de membros. Estes podem ser definidos como a ausência ou hipoplasia de osso longos, metacarpais, metatarsais ou falanges. Estes possuem uma variedade de etiologias, desde desordens genéticas até exposição ambiental e causas mecânicas, como ruptura prematura das membranas amnióticas. A embriopatia por Talidomida (TE) é uma síndrome de origem teratogênica cuja característica principal são defeitos de redução de membros, e é fenocópia de outras síndromes genéticas como as Síndromes de Roberts, Holt-Oram e Okihiro, que já foram inclusive confundidas como TE antes da identificação de sua base molecular. Essa similaridade dificulta o diagnóstico diferencial entre essas síndromes e o aconselhamento genético. Com isso, no primeiro artigo desenvolvido nesse projeto, realizamos uma análise fenotípica comparativa e detalhada das anomalias registradas no banco de dados HPO – Human Phenotype Ontology para a Síndrome de Roberts, Holt-Oram, Okihiro e outras com semelhança fenotípica: Anemia de Fanconi, Síndromes acro-renal-ocular, Baller-Gerold, Cornelia de Lange, Rapadilino, SC-Focomelia, TAR – Trombocitopenia e ausência de rádio, Townes-Brocks tipo 1 e associação VACTERL. Em seguida comparamos as anomalias encontradas nessas síndromes com as encontradas na TE e identificamos quais se sobrepõe entre elas e quais são diferenciais. Os resultados principais foram as características encontradas unicamente na TE, especialmente as da cintura escapular, tais como ombro deslocável, hipoplasia do glenóide, ombro pontiagudo devido a projeção da junção acrômio-clavicular. Em seguida, realizamos a descrição clínica e molecular de uma série de casos de defeitos de redução de membros. Oito pacientes com hipóteses diagnósticas de #OMIM 612447 (1), TAR (3), Acro-renal-ocular (1), monodactilia tetramélica (1), Síndrome de Roberts (1), e um paciente sem hipótese diagnóstica definida, tiverem os genes ESCO2, SALL4, e TBX5 causadores da síndrome de Roberts, Okihiro e Holt-Oram, sequenciados através de painel NGS. O único paciente com diagnóstico molecular confirmado tinha síndrome de Roberts, com 12 uma deleção c.683_696delCGTCACTGGGACGC em homozigose em ESCO2. O paciente com hipótese diagnóstica de Acro-renal-ocular (síndrome alélica de Okihiro) ganhou nova hipótese diagnóstica de S. Cornelia de Lange, após nenhuma variante patogênica ser encontrada em SALL4. O paciente sem hipótese diagnóstica não teve nenhuma variante patogênica identificada, mas sua impressionante semelhança com TE e local de nascimento com alta distribuição de talidomida, nos levou à considerar que esse caso possa se tratar de um novo caso de TE no Brasil. Entretanto, a ingestão de talidomida pela mãe, não foi confirmada. Ainda nesse caso, identificamos a VUS c.*71_*74delTATT em ESCO2 que possui frequência alélica raríssima na população brasileira, e que já foi anteriormente identifica em pacientes com TE em outra pesquisa do nosso grupo. Com isso, levantamos a hipótese de se tratar de uma variante de suscetibilidade a TE ou defeitos de redução de membros. Nosso estudo mostra a complexidade de diagnosticar pacientes com defeitos de redução de membros devido à grande similaridade fenotípica e complexidade molecular. Incentivamos novas pesquisas na área a fim de melhorar o diagnóstico diferencial entre essas síndromes, bem como o aconselhamento genético.

The thalidomide tragedy in the 1960s highlighted the limb defects as sentinel for environmental teratogens. Limb reduction defects are defined as the absence or hypoplasia of long bones, metacarpal, metatarsal or phalanges. Its etiology ranges from genetic disorders to environmental exposure and mechanical causes, such as premature rupture of the amniotic membranes. Thalidomide Embryopathy (TE)’s main characteristics are limb reduction defects and is a phenocopy of other genetic syndromes such as Roberts, Holt-Oram, and Okihiro which have already been mistakenly diagnosed as TE in the past. This similarity is important for the differential diagnosis and genetic counseling. Thus, in the first manuscript included in this dissertation, we carried out a comparative and detailed phenotypic analysis of the anomalies recorded in the HPO - Human Phenotype Ontology database for syndromes with overlapping phenotypes with limb reduction defects: Roberts, Holt-Oram, Okihiro, Fanconi anemia, Acro-renal-ocular syndromes, Baller-Gerold, Cornelia de Lange, Rapadilino, SC-Phocomelia, TAR - Thrombocytopenia and absence of radius, Townes-Brocks types 1 and 2 and VACTERL association. Then we compared the anomalies observed in these syndromes with those of TE and looking for overlapping and uniqueness. Characteristics found only in TE, were those of the shoulder girdle, such as displaceable shoulder, glenoid hypoplasia and pointed shoulder due to the projection of the acromioclavicular joint. Therefore, these anomalies are considered important for differential diagnosis of TE. In the second manuscript, it was performed the clinical and molecular description of a cases series of limb reduction defects: Eight patients with diagnostic hypotheses of #OMIM 612447 (1), TAR (3), Acro-renal-ocular (1), tetramelic monodactyly (1), Roberts Syndrome (1), and one patient with no specific diagnostic hypothesis, had the ESCO2, SALL4, and TBX5 (Roberts, Okihiro/ Acro-renal-ocular and Holt-Oram syndromes) sequenced through a NGS panel. The only patient with confirmed molecular diagnosis was a case of Roberts syndrome, with a c.683_696delCGTCACTGGGACGC deletion in homozygosity in ESCO2. The patient with a diagnostic hypothesis of Acro-renal-ocular was negative for variants 14 in SALL4, but clinically was reclassified as possible a case of Cornelia-de-Lange syndrome. The patient without a diagnostic hypothesis had no identified pathogenic variant, but its striking similarity to TE and birthplace with a high distribution of thalidomide, led us to consider that this case may be a new case of TE in Brazil, although the mother's intake of thalidomide couldn’t be confirmed. Still, in this case, we identified VUS c.*71_*74delTATT in ESCO2, which has a very rare allelic frequency in the Brazilian population, and which has been previously identified in patients with TE in another study in our group. With that, we raised the hypothesis that it is a variant of susceptibility to TE or defects in limb reduction. Our study shows the complexity of diagnosing patients with defects in limb reduction due to the great phenotypic similarity and molecular complexity. We encourage further research in the area in order to improve the differential diagnosis between these syndromes, as well as genetic counseling.