596 Multidisciplinary in-depth investigation in a young athlete suffering from syncope caused by myocardial bridge

Abstract Aims Laboratory medicine along with genetic investigations are taking on an increasingly important role in monitoring athlete’s health conditions. Acute or intense exercise can lead to metabolic imbalances, muscle injuries, or can point up cardiovascular disorders. Methods and results This study aimed to monitor the health status of a basketball player, through an integrated approach including biochemical and genetic investigations and advanced imaging techniques, to shed light on the causes of recurrent syncope he experienced during exercise. Biochemical analyses showed that the athlete had abnormal iron, ferritin, and bilirubin levels. Coronary computed tomographic angiography highlighted the presence of an intramyocardial bridge, suggesting this may be the cause of the observed syncopes. The athlete was excluded from competitive activity. To understand if this cardiac malformation could be caused by an inherited genetic condition, both array-CGH and whole exome sequencing were performed. Array-CGH showed two intronic deletions involving MACROD2 and COMMD10 genes, which could be related to the congenital heart defect; the whole exome sequencing highlighted the genotype compatible with the Gilbert syndrome. However, no clear pathogenic mutations related to the patient’s cardiological phenotype were detected, even after applying machine learning methods. Conclusions This case highlights the importance and the need to provide exhaustive personalized diagnostic work-up for the athletes to cover the cause of their malaise, safeguarding their health. This multidisciplinary approach can be useful to create ad personam training and treatments, thus avoiding the appearance of diseases and injuries which, if underestimated, can become irreversible disorders and sometimes can lead to the death of the athlete.

Download Full-text

Multidisciplinary In-Depth Investigation in a Young Athlete Suffering from Syncope Caused by Myocardial Bridge

Diagnostics ◽

10.3390/diagnostics11112144 ◽

2021 ◽

Vol 11 (11) ◽

pp. 2144

Author(s):

Mariarita Brancaccio ◽

Cristina Mennitti ◽

Arturo Cesaro ◽

Emanuele Monda ◽

Valeria D’Argenio ◽

...

Keyword(s):

Exome Sequencing ◽

Whole Exome Sequencing ◽

Sports Medicine ◽

Array Cgh ◽

Imaging Techniques ◽

Young Athlete ◽

Integrated Approach ◽

Basketball Player ◽

Muscle Injuries ◽

Whole Exome

Laboratory medicine, along with genetic investigations in sports medicine, is taking on an increasingly important role in monitoring athletes’ health conditions. Acute or intense exercise can result in metabolic imbalances, muscle injuries or reveal cardiovascular disorders. This study aimed to monitor the health status of a basketball player with an integrated approach, including biochemical and genetic investigations and advanced imaging techniques, to shed light on the causes of recurrent syncope he experienced during exercise. Biochemical analyses showed that the athlete had abnormal iron, ferritin and bilirubin levels. Coronary Computed Tomographic Angiography highlighted the presence of an intramyocardial bridge, suggesting this may be the cause of the observed syncopes. The athlete was excluded from competitive activity. In order to understand if this cardiac malformation could be caused by an inherited genetic condition, both array-CGH and whole exome sequencing were performed. Array-CGH showed two intronic deletions involving MACROD2 and COMMD10 genes, which could be related to a congenital heart defect; whole exome sequencing highlighted the genotype compatible with Gilbert syndrome. However, no clear pathogenic mutations related to the patient’s cardiological phenotype were detected, even after applying machine learning methods. This case report highlights the importance and the need to provide exhaustive personalized diagnostic work up for the athletes in order to cover the cause of their malaise and for safeguarding their health. This multidisciplinary approach can be useful to create ad personam training and treatments, thus avoiding the appearance of diseases and injuries which, if underestimated, can become irreversible disorders and sometimes can result in the death of the athlete.

Download Full-text

Coexistence of a Homozygous Chromosome 4q35.2 Deletion and Hidden IQSEC2 Pathogenic Variant in a Child with Intellectual Disability

Cytogenetic and Genome Research ◽

10.1159/000515368 ◽

2021 ◽

pp. 1-7

Author(s):

Tuğba Karaman Mercan ◽

Ozden Altiok Clark ◽

Ozgur Erkal ◽

Banu Nur ◽

Ercan Mihci ◽

...

Keyword(s):

Intellectual Disability ◽

Exome Sequencing ◽

Whole Exome Sequencing ◽

Array Cgh ◽

De Novo ◽

Homozygous Deletion ◽

Clinical Findings ◽

Chromosome 4 ◽

Heterozygous Deletion ◽

Whole Exome

Terminal deletions in the long arm of chromosome 4 are an uncommon event, with a worldwide incidence of approximately 0.001%. The majority of these deletions occur de novo. Terminal deletion cases are usually accompanied by clinical findings that include facial and cardiac anomalies, as well as intellectual disability. In this study, we describe the case of a 2-year-old girl, the fourth child born to consanguineous parents. While her karyotype was normal, a homozygous deletion was identified in the chromosome 4q35.2 region by subtelomeric FISH. A heterozygous deletion of the chromosome 4q35.2 region was observed in both parents. According to the literature, this is the first report of a case that has inherited a homozygous deletion of chromosome 4qter from carrier parents. Subsequent array-CGH analyses were performed on both the case and her parents. Whole-exome sequencing was also carried out to determine potential variants. We detected a NM_001111125.3:c.2329G>T (p.Glu777Ter) nonsense variant of the <i>IQSEC2</i> gene in the girl, a variant that is related to X-linked intellectual disability.

Download Full-text

Unravelling the genetic causes of multiple malformation syndromes: A whole exome sequencing study of the Cypriot population

PLoS ONE ◽

10.1371/journal.pone.0253562 ◽

2021 ◽

Vol 16 (7) ◽

pp. e0253562

Author(s):

Evie Kritioti ◽

Athina Theodosiou ◽

Thibaud Parpaite ◽

Angelos Alexandrou ◽

Nayia Nicolaou ◽

...

Keyword(s):

Exome Sequencing ◽

Whole Exome Sequencing ◽

Array Cgh ◽

De Novo ◽

Genetic Diagnosis ◽

High Detection Rate ◽

Whole Exome ◽

Multiple Malformation ◽

Family Based ◽

Malformation Syndromes

Multiple malformation syndromes (MMS) belong to a group of genetic disorders characterised by neurodevelopmental anomalies and congenital malformations. Here we explore for the first time the genetic aetiology of MMS using whole-exome sequencing (WES) in undiagnosed patients from the Greek-Cypriot population after prior extensive diagnostics workup including karyotype and array-CGH. A total of 100 individuals (37 affected), from 32 families were recruited and family-based WES was applied to detect causative single-nucleotide variants (SNVs) and indels. A genetic diagnosis was reported for 16 MMS patients (43.2%), with 10/17 (58.8%) of the findings being novel. All autosomal dominant findings occurred de novo. Functional studies were also performed to elucidate the molecular mechanism relevant to the abnormal phenotypes, in cases where the clinical significance of the findings was unclear. The 17 variants identified in our cohort were located in 14 genes (PCNT, UBE3A, KAT6A, SPR, POMGNT1, PIEZO2, PXDN, KDM6A, PHIP, HECW2, TFAP2A, CNOT3, AGTPBP1 and GAMT). This study has highlighted the efficacy of WES through the high detection rate (43.2%) achieved for a challenging category of undiagnosed patients with MMS compared to other conventional diagnostic testing methods (10–20% for array-CGH and ~3% for G-banding karyotype analysis). As a result, family-based WES could potentially be considered as a first-tier cost effective diagnostic test for patients with MMS that facilitates better patient management, prognosis and offer accurate recurrence risks to the families.

Download Full-text

Η γενετική αρχιτεκτονική των εκ γενετής ανατομικών και νευρο-αναπτυξιακών διαταραχών

10.12681/eadd/50657 ◽

2021 ◽

Author(s):

Γεώργιος Κελλάρης

Keyword(s):

Exome Sequencing ◽

Whole Exome Sequencing ◽

Danio Rerio ◽

Array Cgh ◽

Loss Of Function ◽

Whole Exome

Εισαγωγή: Οι νευρο-αναπτυξιακές ασθένειες, αποτελούν μια γενική κατηγορία ασθενειών οι οποίες σχετίζονταιμε την διαταραχή της ανάπτυξης και εύρυθμης λειτουργίας του εγκεφάλου και έχουν αρνητικές επιπτώσεις στηνοητική και συμπεριφορική λειτουργία των ασθενών. Οι ασθένειες αυτές εμφανίζουν μεγάλη κλινική και γενετικήετερογένεια καθώς περιλαμβάνουν συνδρομικές και μη συνδρομικές μορφές, συχνά δυσδιάκριτες που καθιστούνδύσκολη τη κλινική γενετική εκτίμηση και διάγνωση. Κατά συνέπεια, πολλές από αυτές τις περιπτώσειςπαραμένουν αδιάγνωστες και απαιτούν περαιτέρω διερεύνηση. Η αξιοποίηση των νέων τεχνολογιών όπως οΜοριακός Καρυότυπος (array-CGH) αλλά και η αλληλούχιση επόμενης γενιάς έχουν συμβάλει στην ανίχνευσηυποχρωμοσωμικών γενωμικών αναδιατάξεων και σημειακών παραλλαγών και στη ταυτοποίηση νέων γονιδίωνκαι παραλλαγών που μπορεί να συμβάλουν στο παρατηρούμενο φαινότυπο. Ταυτόχρονα, η αξιοποίησηπειραματικών ζωικών μοντέλων, όπως το zebrafish, έχει δειχθεί ότι μπορεί να συμβάλλει σημαντικά στηπροσπάθεια για τη κατανόηση των μοριακών και κυτταρικών διαδικασιών που σχετίζονται με την εμφάνισησυγκεκριμένων φαινοτύπων και το χαρακτηρισμό της παθογένειας των παραλλαγών που ανιχνεύονται στουςασθενείς.Σκοπός της μελέτης: Η παρούσα μελέτη επικεντρώνεται στη γενετική διερεύνηση ασθενών μενευροαναπτυξιακά και συγγενή νοσήματα, με αξιοποίηση των τεχνολογιών όπως ο Μοριακός Καρυότυπος(array-CGH) και η αλληλούχιση επόμενης γενιάς (Whole Exome Sequencing). Ταυτόχρονα, σε συνεργασία μεδιεθνώς αναγνωρισμένα Πανεπιστήμια του εξωτερικού αξιοποιήθηκε το πειραματικό ζωικό μοντέλο zebrafishγια τη μοντελοποίηση σπάνιων περιπτώσεων ασθενών με νευροαναπτυξιακά νοσήματα.Υλικό και μέθοδος: Υλικό του πρώτου μέρους της μελέτης, αποτέλεσε μια κοόρτη 97 ασθενών με σύνθετανευρο-αναπτυξιακά και συγγενή νοσήματα, όπως αλλαγές στο μέγεθος της κεφαλής (μικροκεφαλία, ήμακροκεφαλία), σε συνδυασμό με άλλα νευρο-αναπτυξιακά συμπτώματα. Για το πρώτο μέρος της μελέτηςαξιοποιήθηκαν o Μοριακός Καρυότυπος (array-CGH) και η αλληλούχιση επόμενης γενιάς (Whole ExomeSequencing). Υλικό του δεύτερου μέρους της μελέτης, αποτέλεσαν 2 αδέλφια αρσενικού γένους με νοητικήυστέρηση, μακροκεφαλία και πρόβλημα στην άρθρωση. Για το δεύτερο μέρος της μελέτης αξιοποιήθηκε τοπειραματικό ζωικό μοντέλο zebrafish για τη μοντελοποίηση των παραλλαγών που ανιχνεύθηκαν στους δύοασθενείς. Υλικό του τρίτου μέρους της μελέτης, αποτέλεσαν 7 ασθενείς από τρεις διαφορετικές οικογένειες,κλινικά χαρακτηριστικά όπως εντερική δυσλειτουργία και νευρολογικά συμπτώματα που παραπέμπουν σεδιάγνωση μιτοχονδριακής νευρο-εντερικής εγκεφαλο-μυοπάθειας. Για το τρίτο μέρος της μελέτης, αξιοποιήθηκαντο πειραματικό μοντέλο zebrafish και κυτταρολογικές μεθοδολογίες για τη μελέτη της λειτουργικότητας τωνμιτοχονδρίων για τη ταυτοποίηση ενός νέου υποψήφιου γονιδίου που σχετίζεται με την εμφάνιση τωνφαινοτύπων στους ασθενείς.Αποτελέσματα: Στο πρώτο μέρος της μελέτης, η χρωμοσωμική ανάλυση μικρο-συστοιχειών οδήγησε στηνανίχνευση παθολογικών και άγνωστης κλινικής σημασίας CNVs σε 31/75 άτομα που εξετάσθηκαν (41%). Απότο σύνολο των 45 CNVs που ανιχνεύθηκαν τα 29/45 (64%) αφορούσαν ελλείματα (deletions), τα 15/45 (33%)αφορούσαν διπλασιασμούς (duplications), ενώ παρατηρήθηκε και ένας τριπλασιασμός 1/45 (2%). Σε 13/75άτομα (17%) τα CNVs χαρακτηρίστηκαν ως παθογενή και σε 18/75 άτομα (24%) χαρακτηρίστηκαν ως άγνωστηςκλινικής σημασίας και χρήζουν περαιτέρω διερεύνησης. Ταυτόχρονα, η αλληλούχιση επόμενης γενιάς ανίχνευσε παθολογικές ή πιθανώς παθολογικές παραλλαγές σε γονίδια που σχετίζονται με την εμφάνιση κάποιου νευροαναπτυξιακού σύνδρομου, σε 39/95 άτομα (40.43%), ενώ σε 2/95 άτομα (2.13%) παρατηρήθηκανπαραλλαγές που άγνωστης κλινικής σημασίας σε γονίδια που προκαλούν κάποιο νευρο-αναπτυξιακό σύνδρομο. Από την άλλη πλευρά, σε 27/95 άτομα (28.7%) δεν ανιχνεύθηκε παραλλαγή σε κάποιο γονίδιο που έχει καταγραφεί ως τη προετοιμασία της παρούσας εργασίας να οδηγεί σε κάποιο γνωστό νευρο-αναπτυξιακό σύνδρομο και καταγράφηκαν ως αρνητικά (negative).Στο δεύτερο μέρος της μελέτης, αξιοποίηση της τεχνολογίας αλληλούχισης επόμενης γενιάς (Quad-basedwholeexome sequencing) επέτρεψε την ταυτοποίηση της μη-συνώνυμης παραλλαγής p.R79K στο γονίδιοDDX3X. Η παραλλαγή ανιχνεύθηκε στο δείγμα και των δύο ασθενών, ενώ η γενετική ανάλυση επιβεβαίωσε ότιη παραλλαγή κληρονομήθηκε από την ασυμπτωματική μητέρα (μητρικής προέλευσης), ενώ δεν ταυτοποιήθηκεκάποιο άλλο παθολογικό εύρημα. Στη συνέχεια, για να εξεταστεί η πιθανή συσχέτιση της παραλλαγή με τονφαινότυπο των ασθενών, αξιοποιήσαμε το πειραματικό μοντέλο danio rerio (zebrafish). Μελέτη τηςλειτουργικότητας της DDX3X με το zebrafish έδειξε ότι η παραλλαγή p.R79K οδηγεί σε απώλεια λειτουργίας(Loss of function) και είναι υπομορφική (hypomorphic).Στο τρίτο μέρος της μελέτης συμμετείχαν 7 ασθενείς από τρεις διαφορετικές οικογένειες, με κλινικά ευρήματαόπως εντερική δυσλειτουργία και νευρολογικά συμπτώματα που παραπέμπουν σε διάγνωση μιτοχονδριακήςνευρο-εντερικής εγκεφαλο-μυοπάθειας. Ανάλυση των κωδικών περιοχών του γενωμικού DNA με αλληλούχισηεπόμενης γενιάς (Whole exome sequencing), ανίχνευσε παραλλαγές σε ένα νέο γονίδιο, LIG3, το οποίο δεν έχειχαρακτηριστεί ως υπεύθυνο για την εμφάνιση κάποιας ασθένειας. Αξιοποίηση in vitro μεθοδολογιών με χρήσηκυττάρων απομονωμένα από ασθενείς έδειξε μειωμένα επίπεδα της πρωτεΐνης LIG3 ενώ μειωμένη ήταν και ηενεργότητα της λιγάσης. Παράλληλα, η δυσλειτουργία του LIG3 είχε αρνητική επίδραση στη συντήρηση τουμιτοχονδριακού DNA, με αποτέλεσμα την μείωση των επιπέδων μιτοχονδριακού DNA, χωρίς την παρουσίαπολλαπλών ελλείψεων που είναι χαρακτηριστικό άλλων μιτοχονδριακών ασθενειών. Έτσι, είναι πιθανό ηπαρατηρούμενη μιτοχονδριακή δυσλειτουργία να είναι υπεύθυνη για τη παρατηρούμενη παθολογία στουςασθενείς. In vivo λειτουργικές μελέτες με χρήση του πειραματικού μοντέλου danio rerio (zebrafish) έδειξαν ότι ηδυσλειτουργία του lig3 μπορεί να οδηγήσει σε παθολογικούς φαινοτύπους του εγκεφάλου και του εντέρου, σεαντιστοιχία με αυτούς που παρατηρήθηκαν στους ασθενείς.Συζήτηση/συμπεράσματα: Η αξιοποίηση των σύγχρονων τεχνολογιών όπως o Μοριακός Καρυότυπος και ηαληλούχιση επόμενης γενιάς (Whole Exome Sequencing) επιτρέπουν τη γρήγορη και ακριβέστερή διάγνωση καιτη καλύτερη συσχέτιση φαινοτύπου/γονοτύπου και κατά συνέπεια την ορθότερη και πιο ολοκληρωμένη γενετικήσυμβουλευτική. Όταν είναι δυνατό, η αξιοποίηση in vitro μεθοδολογιών για τη περαιτέρω διερεύνηση τωνμοριακών μηχανισμών που σχετίζονται με το παρατηρούμενο φαινότυπο αλλά και πειραματικών ζωικώνμοντέλων όπως το zebrafish μπορεί να συμβάλλει στη ταυτοποίηση νέων γονιδίων και το χαρακτηρισμό τωνπαραλλαγών που ανιχνεύονται σε αυτά.

Download Full-text

A Novel Strategy Combining Array-CGH, Whole-exome Sequencing and In Utero Electroporation in Rodents to Identify Causative Genes for Brain Malformations

Journal of Visualized Experiments ◽

10.3791/53570 ◽

2017 ◽

Author(s):

Valerio Conti ◽

Aurelie Carabalona ◽

Emilie Pallesi-Pocachard ◽

Richard J. Leventer ◽

Fabienne Schaller ◽

...

Keyword(s):

Exome Sequencing ◽

Whole Exome Sequencing ◽

Array Cgh ◽

In Utero ◽

Whole Exome ◽

Brain Malformations ◽

Novel Strategy

Download Full-text

Identification of de novo mutations for ARID1B haploinsufficiency associated with Coffin–Siris syndrome 1 in three Chinese families via array-CGH and whole exome sequencing

BMC Medical Genomics ◽

10.1186/s12920-021-01119-2 ◽

2021 ◽

Vol 14 (1) ◽

Author(s):

Guanting Lu ◽

Qiongling Peng ◽

Lianying Wu ◽

Jian Zhang ◽

Liya Ma

Keyword(s):

Intellectual Disability ◽

Exome Sequencing ◽

Whole Exome Sequencing ◽

Array Cgh ◽

De Novo ◽

Current Knowledge ◽

Comparative Genomic ◽

De Novo Mutations ◽

Single Nucleotide Variants ◽

Whole Exome

Abstract Background Coffin–Siris syndrome (CSS) is a multiple malformation syndrome characterized by intellectual disability associated with coarse facial features, hirsutism, sparse scalp hair, and hypoplastic or absent fifth fingernails or toenails. CSS represents a small group of intellectual disability, and could be caused by at least twelve genes. The genetic background is quite heterogenous, making it difficult for clinicians and genetic consultors to pinpoint the exact disease types. Methods Array-Comparative Genomic Hybridization (array-CGH) and whole exome sequencing (WES) were applied for three trios affected with intellectual disability and clinical features similar with those of Coffin–Siris syndrome. Sanger sequencing was used to verify the detected single-nucleotide variants (SNVs). Results All of the three cases were female with normal karyotypes of 46, XX, born of healthy, non-consanguineous parents. A 6q25 microdeletion (arr[hg19]6q25.3(155,966,487–158,803,979) × 1) (2.84 Mb) (case 1) and two loss-of-function (LoF) mutations of ARID1B [c.2332 + 1G > A in case 2 and c.4741C > T (p.Q1581X) in case 3] were identified. All of the three pathogenic abnormalities were de novo, not inherited from their parents. After comparison of publicly available microdeletions containing ARID1B, four types of microdeletions leading to insufficient production of ARID1B were identified, namely deletions covering the whole region of ARID1B, deletions covering the promoter region, deletions covering the termination region or deletions covering enhancer regions. Conclusion Here we identified de novo ARID1B mutations in three Chinese trios. Four types of microdeletions covering ARID1B were identified. This study broadens current knowledge of ARID1B mutations for clinicians and genetic consultors.

Download Full-text

Compound Phenotype Due to Recessive Variants in LARP7 and OTOG Genes Disclosed by an Integrated Approach of SNP-Array and Whole Exome Sequencing

Genes ◽

10.3390/genes11040379 ◽

2020 ◽

Vol 11 (4) ◽

pp. 379

Author(s):

Pietro Palumbo ◽

Orazio Palumbo ◽

Maria Pia Leone ◽

Ester di Muro ◽

Stefano Castellana ◽

...

Keyword(s):

Exome Sequencing ◽

Whole Exome Sequencing ◽

Neurodevelopmental Disorders ◽

Snp Array ◽

Integrated Approach ◽

Medical Genetics ◽

Global Developmental Delay ◽

Facial Dysmorphism ◽

Whole Exome ◽

Number Of Patients

Neurodevelopmental disorders are a challenge in medical genetics due to genetic heterogeneity and complex genotype-phenotype correlations. For this reason, the resolution of single cases not belonging to well-defined syndromes often requires an integrated approach of multiple whole-genome technologies. Such an approach has also unexpectedly revealed a complex molecular basis in an increasing number of patients, for whom the original suspect of a pleiotropic syndrome has been resolved as the summation effect of multiple genes. We describe a 10-year-old boy, the third son of first-cousin parents, with global developmental delay, facial dysmorphism, and bilateral deafness. SNP-array analysis revealed regions of homozygosity (ROHs) in multiple chromosome regions. Whole-exome sequencing prioritized on gene-mapping into the ROHs showed homozygosity for the likely pathogenic c.1097_1098delAG p. (Arg366Thrfs*2) frameshift substitution in LARP7 and the likely pathogenic c.5743C>T p.(Arg1915*) nonsense variant in OTOG. Recessive variants in LARP7 cause Alazami syndrome, while variants in OTOG cause an extremely rare autosomal recessive form of neurosensorial deafness. Previously unreported features were acrocyanosis and palmoplantar hyperhidrosis. This case highlights the utility of encouraging technological updates in medical genetics laboratories involved in the study of neurodevelopmental disorders and integrating laboratory outputs with the competencies of next-generation clinicians.

Download Full-text