Pathomechanisms of a CLCN1 Mutation Found in a Russian Family Suffering From Becker's Myotonia

Objective: Myotonia congenita (MC) is a rare muscle disease characterized by sarcolemma over-excitability inducing skeletal muscle stiffness. It can be inherited either as an autosomal dominant (Thomsen's disease) or an autosomal recessive (Becker's disease) trait. Both types are caused by loss-of-function mutations in the CLCN1 gene, encoding for ClC-1 chloride channel. We found a ClC-1 mutation, p.G411C, identified in Russian patients who suffered from a severe form of Becker's disease. The purpose of this study was to provide a solid correlation between G411C dysfunction and clinical symptoms in the affected patient. Methods: We provide clinical and genetic information of the proband kindred. Functional studies include patch-clamp electrophysiology, biotinylation assay, western blot analysis, and confocal imaging of G411C and wild-type ClC-1 channels expressed in HEK293T cells. Results: The G411C mutation dramatically abolished chloride currents in transfected HEK cells. Biochemical experiments revealed that the majority of G411C mutant channels did not reach the plasma membrane but remained trapped in the cytoplasm. Treatment with the proteasome inhibitor MG132 reduced the degradation rate of G411C mutant channels, leading to their expression at the plasma membrane. However, despite an increase in cell surface expression, no significant chloride current was recorded in the G411C-transfected cell treated with MG132, suggesting that this mutation produces non-functional ClC-1 chloride channels. Conclusion: These results suggest that the molecular pathophysiology of G411C is linked to a reduced plasma membrane expression and biophysical dysfunction of mutant channels, likely due to a misfolding defect. Chloride current abolition confirms that the mutation is responsible for the clinical phenotype

Оценка функционального состояния митохондрий мононуклеарных лейкоцитов методом проточной цитометрии у пациентов с хронической сердечной недостаточностью под влиянием убидекаренона

Aim. To evaluate the functional state of mitochondria isolated from peripheral blood mononuclear leukocytes using flow cytometry in patients with chronic heart failure receiving ubidecarenone (coenzyme Q).Materials and methods. The study included 53 patients with chronic heart failure who had experienced myocardial infarction. The patients were divided into two groups: group 1 received optimally chosen standard therapy, while group 2 received optimally chosen standard therapy and ubidecarenone (“Kudevite”). The mitochondrial membrane potential was evaluated by flow cytometry using propidium iodide and 3,3′-dihexyloxacarbocyanine iodide (DiOC6(3)). The levels of coenzyme Q were determined using high-performance liquid chromatography with ultraviolet (UV) detection.Results. A direct correlation was established between the coenzyme Q levels in the blood plasma and the percentage of DiOC6(3)-positive cells (R = 0.39; р < 0.05) in the patients with chronic heart failure. In group 1, no significant differences in the coenzyme Q levels and the percentage of DiOC6(3)-positive and DiOC6(3)-negative cells before and after the therapy were observed. In group 2, a significant increase in the proportion of DiOC6(3)-positive cells and a significant decrease in the percentage of DiOC6(3)-negative cells were revealed.Conclusion. The increase in the functional activity of mitochondria in the patients with chronic heart failure receiving ubidecarenone was identified. Flow cytometry can be used to evaluate the functional state of mitochondria and observe the efficiency of the selected therapy. Цель – оценить функциональное состояние митохондрий мононуклеарных лейкоцитов периферической крови с применением метода проточной цитометрии у пациентов с хронической сердечной недостаточностью на фоне приема препарата убидекаренона (коэнзима Q).Материалы и методы. В исследование включены 53 пациента с хронической сердечной недостаточностью после перенесенного инфаркта миокарда. Пациенты были распределены в две группы: первая группа получала только оптимально подобранную стандартную терапию, вторая группа – дополнительно к оптимально подобранной медикаментозной терапии получала препарат убидекаренона («Кудевита»). Оценка митохондриального мембранного потенциала проводилась методом проточной цитометрии с применением йодистого пропидия и йодид 3,3’-дигексилоксакарбоцианина (DiOC6(3)). Определение содержания коэнзима Q в крови проводилось методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с ультрафиолетовой детекцией.Результаты. Выявлена прямая корреляционная зависимость между содержанием коэнзима Q в плазме крови и процентом DiOC-позитивных клеток (R = 0,39; р < 0,05) у пациентов с хронической сердечной недостаточностью. В группе пациентов, получавших только оптимально подобранную стандартную терапию, не выявлено статистически значимых различий в содержании коэнзима Q и процентном содержании DiOC-позитивных и DiOC-негативных клеток до начала и после терапии. В группе пациентов, получавших дополнительно препарат убидекаренона, после терапии наблюдалось статистически значимое увеличение доли DiOC-позитивных клеток и уменьшение доли DiOC-негативных клеток.Заключение. Установлено повышение функциональной активности митохондрий у пациентов с хронической сердечной недостаточностью на фоне терапии препаратом убидекаренона. Метод проточной цитометрии может быть использован для оценки функционального состояния митохондрий и контроля эффективности применяемой терапии

Biallelic MFSD2A variants associated with congenital microcephaly, developmental delay, and recognizable neuroimaging features

Major Facilitator Superfamily Domain containing 2a (MFSD2A) is an essential endothelial lipid transporter at the blood-brain barrier. Biallelic variants affecting function in MFSD2A cause autosomal recessive primary microcephaly 15 (MCPH15, OMIM# 616486). We sought to expand our knowledge of the phenotypic spectrum of MCPH15 and demonstrate the underlying mechanism of inactivation of the MFSD2A transporter. We carried out detailed analysis of the clinical and neuroradiological features of a series of 27 MCPH15 cases, including eight new individuals from seven unrelated families. Genetic investigation was performed through exome sequencing (ES). Structural insights on the human Mfsd2a model and in-vitro biochemical assays were used to investigate the functional impact of the identified variants. All patients had primary microcephaly and severe developmental delay. Brain MRI showed variable degrees of white matter reduction, ventricular enlargement, callosal hypodysgenesis, and pontine and vermian hypoplasia. ES led to the identification of six novel biallelic MFSD2A variants (NG_053084.1, NM_032793.5: c.556+1G>A, c.748G>T; p.(Val250Phe), c.750_753del; p.(Cys251SerfsTer3), c.977G>A; p.(Arg326His), c.1386_1435del; p.(Gln462HisfsTer17), and c.1478C>T; p.(Pro493Leu)) and two recurrent variants (NM_032793.5: c.593C>T; p.(Thr198Met) and c.476C>T; p.(Thr159Met)). All these variants and the previously reported NM_032793.5: c.490C>A; p.(Pro164Thr) resulted in either reduced MFSD2A expression and/or transport activity. Our study further delineates the phenotypic spectrum of MCPH15, refining its clinical and neuroradiological characterization and supporting that MFSD2A deficiency causes early prenatal brain developmental disruption. We also show that poor MFSD2A expression despite normal transporter activity is a relevant pathomechanism in MCPH15

Clinical and genetic characteristics of Charcot–Marie–Tooth disease type 4D (type Lom) in Russia

Introduction. Charcot–Marie–Tooth disease type 4D is a hereditary demyelinating neuropathy, that occurs with the high frequency in patients of Roma origin. It is characterized by early onset at the age of 2–10 years and hearing impairment, manifested by the 3rd decade of life.Aim of the study. To describe the clinical and genetic characteristics of Charcot–Marie–Tooth disease type 4D in Russian patients of Roma origin.Materials and methods. For 14 probands from unrelated families of Roma origin with a clinical diagnosis of Charcot–Marie–Tooth disease, genetic tests for the pathogenic variants c. 442C>T in the NDRG1 gene and c. 3325C>T in the SH3TC2 gene was carried out. For 8 patients with Charcot–Marie–Tooth disease type 4D, detailed clinical and electrophysiological examination was performed.Results. In 11 families of Roma origin, the c. 442C>T pathogenic variant in the NDRG1 gene in a homozygous state was detected, which accounted for 79 % all observed Roma patients with Charcot–Marie–Tooth disease. There are 12 of the 14 tested families live in the European part of Russia, 7 of them are from nearby regions. The average age of onset was 3.3 years. The first symptom in 7 of 8 patients was gait disturbances. At the time of examination (age range 6–19 years), all patients showed marked hypotrophy and weakness of the feet, lower leg, hands muscles, feet deformities, reduction or loss of tendon reflexes.Discussion. Due to the detection of only one pathogenic variant in most Russian patients of Roma origin with Charcot–Marie–Tooth disease, the knowledge of the ethnicity of a proband with early myelinopathy can significantly simplify the confirmation of the diagnosis on the molecular level

Клинико-генетические характеристики первого российского пациента с синдромом черепнолицевых дисморфий-глухоты-аномалий верхних конечностей, обусловленным мутацией в гене PAX3

Craniofacial dysmorphia-deafness-anomalies of the upper limbs is a rare autosomal dominant syndrome caused by variants in the PAX3 gene. In contrast to the two main nosological forms – Waardenburg syndrome types 1 and 3, caused by variants in this gene, the syndrome of craniofacial dysmorphias-deafness-anomalies of the upper limbs is not characterized by the presence of hair hypopigmentation and heterochromia of the iris, while congenital contractures of the wrist and interphalangeal joints of the hands. There is a description in the literature of three patients from the same family with a syndrome caused by the c.141C>G(p.Asn47Lys) variant in the PAX3 gene. Aim of the work is to present the clinical and genetic characteristics of the first Russian patient with the syndrome of craniofacial dysmorphia-deafness-anomalies of the upper extremities.Molecular genetic analysis of a 1-year and 10-month-old proband with phenotypic signs of the syndrome of craniofacial dysmorphia-deafness-anomalies of the upper limbs was carried out by direct automatic Sanger sequencing of the entire coding sequence of the PAX3 gene. Genotyping of parents was carried out by direct automatic sequencing according to Sanger. Sequencing was carried out on an ABIPrism3500хI instrument (Applied Biosystems) in accordance with the manufacturer’s protocol; primer sequences were selected according to the reference sequence of the target regions of the PAX3 gene (NM_181459.4).In Russian proband 1 year 10 months-old, the phenotypic characteristics of the syndrome of craniofacial dysmorphia-deafness-anomalies of the upper limbs did not differ from the description of sick family members presented in the literature. A molecular genetic study revealed a heterozygous variant c.141C>G(p.Asn47Lys) in the PAX3 gene in the presented patient.Синдром черепно-лицевых дисморфий-глухоты-аномалий верхних конечностей – редкий аутосомно-доминантный синдром, обусловленный вариантами в гене PAX3. В отличие от 2 основных нозологических форм – синдрома Ваарденбурга 1-го и 3-го типов, обусловленных вариантами в данном гене, для синдрома черепно-лицевых дисморфий-глухоты-аномалий верхних конечностей не характерно наличие гипопигментации волос и гетерохромии радужки, при этом отмечаются врожденные контрактуры лучезапястных и межфаланговых суставов кистей. В литературе имеется описание 3 пациентов из одной семьи с синдромом, обусловленным вариантом c.141C>G(p.Asn47Lys) в гене PAX3.Цель работы – представить клинико-генетические характеристики первого российского пациента с синдромом черепно-лицевых дисморфий-глухоты-аномалий верхних конечностей. Молекулярно-генетический анализ у пробанда в возрасте 1 год 10 мес с фенотипическими признаками синдрома черепно-лицевых дисморфий-глухоты-аномалий верхних конечностей проведен методом прямого автоматического секвенирования по Сэнгеру всей кодирующей последовательности гена PAX3. Генотипирование родителей также осуществляли методом прямого автоматического секвенирования по Сэнгеру. Секвенирование проводили на приборе ABIPrism3500хI (Applied Biosystems) в соответствии с протоколом фирмы-производителя, последовательности праймеров были подобраны согласно референсной последовательности целевых участков гена PAX3 (NM_181459.4). У российского пробанда в возрасте 1 год 10 мес фенотипические характеристики синдрома черепно-лицевых дисморфий-глухоты-аномалий верхних конечностей не отличались от таковых у больных членов семьи, представленных в литературе. Молекулярно-генетическое исследование выявило гетерозиготный вариант c.141C>G(p.Asn47Lys) в генеPAX3 у представленного пациента. На основании анализа особенностей фенотипа наблюдаемого нами пациента и единственного семейного случая синдрома черепно-лицевых дисморфий-глухоты-аномалий верхних конечностей, представленного в литературе, обусловленного вариантом c.141C>G(p.Asn47Lys) в гене PAX3, обозначен спектр клинических симптомов этой нозологической форм

Клинико-генетические характеристики ранней эпилептической энцефалопатии II типа, обусловленной мутациями в гене SCN2A

Background. A large number of single gene disorders with seizures in clinical picture has been described. Among them, a special place is held by early-onset epileptic encephalopathies (EEE) – a genetically diverse group of disorders characterized by manifestation of seizures in the first 2 years of life and severe progressing course. Currently, 58 genetic variants of EEE has been identified.The objective is to analyze the incidence, clinical and genetic characteristic of type II EEE in a sample of patients from Russia identified by whole exome sequencing using next generation sequencing.Materials and methods. The patient sample included 67 children (35 boys and 32 girls) with ages varying from 4 months to 10 years. All patients underwent neurological examination using the standard techniques. Monitoring of electroencephalography (EEG) was performed in accordance with the International 10–20 system. For magnetic resonance imaging, tomographs with magnetic induction of 1.5 and 3.0 T were used. The identified changes were confirmed by Sanger sequencing using DNA from the patients and their parents.Results. In total, 67 patients with EEE were diagnosed, 8 of which had causational mutations in the SCN2A gene: p.Leu1611Pro (c.4832T>C), p.Cys728* (c.2184C>A), p.Arg607* (c.1819C>T), p.Val1325Ile (c.623T>C), p.Leu419Met (c.1255T>A), p.Asp1487Glu (c.4461C>A), p.Val208Ala (c.3973G>A), p.Gln1211Lys (c.3631G>A). Analysis of parent DNA had shown that all mutations appeared de novo. At the time of disease onset, all patients had multiregional epileptiform activity per EEG. Focal seizures, myoclonic seizures, and epileptic spasms were the most common types of seizures in the patients. The majority of patients (5/8) had diffuse muscular hypotonia. All patients had pronounced mental deficiency. All patients received more than 2 therapy regimens (including hormonal therapy and ketogenic diet) but full remission wasn’t obtained. In some patients, partial positive dynamic was registered with hormonal therapy and sodium channel blockers. Various mutations in the SCN2A gene caused a similar clinical picture but had different functional significance which determined the effectiveness of anti-epileptic therapy.Conclusion. Identification of the mutated genes causing EEE and further study of their function are important for selection of therapeutic approach to epilepsy treatment.Введение. Описано большое количество моногенных заболеваний, в клинической картине которых наблюдаются судороги. Среди них особое место занимают ранние эпилептические энцефалопатии (РЭЭ) – генетически гетерогенная группа заболеваний, характеризующихся манифестацией судорог до 2-летнего возраста и тяжелым прогрессирующим течением. К настоящему времени идентифицированы 58 генетических вариантов РЭЭ.Цель исследования – анализ частоты встречаемости и клинико-генетических характеристик РЭЭ II типа в выборке больных из популяции России, выявленных в результате секвенирования экзома нового поколения.Материалы и методы. Выборка больных включала 67 детей (35 мальчиков и 32 девочки) в возрасте от 4 мес до 10 лет. Всем больным проводили неврологический осмотр по стандартной методике. Мониторинг видео-электроэнцефалографии (ЭЭГ) осуществляли в соответствии с Международной системой 10–20. Для магнитно-резонансной томографии головного мозга применяли аппараты c индукцией магнитного поля 1,5 и 3,0 Тл. Выявленные замены подтверждали секвенированием по Сэнгеру с использованием ДНК больных и их родителей.Результаты. Были диагностированы 67 пациентов с РЭЭ, 8 из которых имели каузативные мутации в гене SCN2A: p.Leu1611Pro (c.4832T>C), p.Cys728* (c.2184C>A), p.Arg607* (c.1819C>T), p.Val1325Ile (c.623T>C), p.Leu419Met (c.1255T>A), p.Asp1487Glu (c.4461C>A), p.Val208Ala (c.3973G>A), p.Gln1211Lys (c.3631G>A). Анализ родительской ДНК показал, что все мутации возникли de novo. На момент дебюта приступов все пациенты имели мультирегиональную эпилептиформную активность по данным ЭЭГ. Чаще у пациентов отмечались фокальные приступы, миоклонические приступы и эпилептические спазмы. У большинства больных (5/8) наблюдалась диффузная мышечная гипотония. У всех пациентов отмечалась выраженная умственная отсталость. Все пациенты получали более 2 схем терапии (включая гормональную терапию и кетогенную диету), однако полной ремиссии эпилепсии достичь не удалось. У части пациентов зарегистрирована частичная положительная динамика при использовании гормональной терапии и блокаторов натриевых каналов. Разные мутации в гене SCN2A приводят к сходной клинической картине, но имеют различную функциональную значимость, что и определяет разную эффективность противоэпилептической терапии.Заключение. Идентификация гена, мутации в котором приводят к возникновению РЭЭ, и дальнейшее изучение его функции очень важны в выборе терапевтического подхода к лечению эпилепсии

Клинико-генетические характеристики миопатии Нонака (GNE-миопатии) у российских больных

Clinical and genetic characteristics of 9patients with Nonaka myopathy (GNE-myopathy) from Russia are presented. As a result of exom sequencing, 11 different mutations were revealed in the GNE gene, 8 of which were described earlier, and 3 – Сys203Ser, Met263CysfsTer and deletion of the whole gene — were detected for the first time. The peculiarities of clinical manifestation of Russian patients with GNE-myopathy are described.Представлены клинико-генетические характеристики 9 больных с миопатией Нонака (GNE-миопатия) из России. В результате секвенирования экзома зарегистрировано 11 разных мутаций в гене GNE, 8 из которых были описаны ранее, Сys203Ser, Met263CysfsTer и делеция целого гена — выявлены впервые. Описаны особенности клинических проявлений у больных сформированной выборки

Consensus concept of modern effective therapy for Duchenne muscular dystrophy

Duchenne muscular dystrophy is a genetic orphan neuromuscular disease caused by a mutation in the DMD gene encod‑ ing the protein dystrophin. As a result of developing and progressive muscle damage and atrophy, childrenlose the abil‑ ity to walk, develop respiratory and cardiac disorders. The core elements of good care standards are early diagnosis, prevention and treatment of osteoporosis, daily physical therapy, regular rehabilitation, glucocorticosteroids, and control of heart andlung function. The clinical effect of new targeted pathogenetic therapies for Duchenne muscular dystrophy, restoring synthesis of full or truncated dystrophin, depend on their appropriate combination with existing standards of care. © 2023 ABV-Press Publishing House. All rights reserved

Клинико-генетические характеристики болезни Шарко–Мари–Тута типа 4D (типа Lom) в России

Introduction. Charcot–Marie–Tooth disease type 4D is a hereditary demyelinating neuropathy, that occurs with the high frequency in patients of Roma origin. It is characterized by early onset at the age of 2–10 years and hearing impairment, manifested by the 3rd decade of life.Aim of the study. To describe the clinical and genetic characteristics of Charcot–Marie–Tooth disease type 4D in Russian patients of Roma origin.Materials and methods. For 14 probands from unrelated families of Roma origin with a clinical diagnosis of Charcot–Marie–Tooth disease, genetic tests for the pathogenic variants c. 442C>T in the NDRG1 gene and c. 3325C>T in the SH3TC2 gene was carried out. For 8 patients with Charcot–Marie–Tooth disease type 4D, detailed clinical and electrophysiological examination was performed.Results. In 11 families of Roma origin, the c. 442C>T pathogenic variant in the NDRG1 gene in a homozygous state was detected, which accounted for 79 % all observed Roma patients with Charcot–Marie–Tooth disease. There are 12 of the 14 tested families live in the European part of Russia, 7 of them are from nearby regions. The average age of onset was 3.3 years. The first symptom in 7 of 8 patients was gait disturbances. At the time of examination (age range 6–19 years), all patients showed marked hypotrophy and weakness of the feet, lower leg, hands muscles, feet deformities, reduction or loss of tendon reflexes.Discussion. Due to the detection of only one pathogenic variant in most Russian patients of Roma origin with Charcot–Marie–Tooth disease, the knowledge of the ethnicity of a proband with early myelinopathy can significantly simplify the confirmation of the diagnosis on the molecular level.Введение. Болезнь Шарко–Мари–Тута типа 4D – наследственная демиелинизирующая нейропатия, встречающаяся с наибольшей частотой у пациентов цыганского происхождения и характеризующаяся ранним дебютом в возрасте 2–10 лет и нарушением слуха, проявляющимся к 3-й декаде жизни.Цель исследования – описать клинико-генетические характеристики болезни Шарко–Мари–Тута типа 4D у российских пациентов цыганского происхождения.Материалы и методы. Пробандам из 14 неродственных семей цыганского происхождения с клиническим диагнозом «наследственная моторно-сенсорная нейропатия» проведен поиск патогенных вариантов c. 442C>T в гене NDRG1 и с. 3325C>T в гене SH3TC2. У 8 пациентов с болезнью Шарко–Мари–Тута типа 4D проведена оценка клинического статуса, у 3 пациентов – анализ электронейромиографических данных.Результаты. В 11 семьях цыганского происхождения обнаружен патогенный вариант c. 442C>T в гене NDRG1 в гомозиготном состоянии, что составило 79 % всех обследованных цыган с наследственной моторно-сенсорной нейропатией. Из 14 обследованных семей 12 проживают в европейской части России, 7 из них – в близкорасположенных субъектах Российской Федерации. Возраст дебюта болезни составил в среднем 3,3 года. У 7 из 8 пациентов 1-м симптомом было нарушение походки. На момент осмотра (возраст пациентов от 6 до 19 лет) у всех пациентов выявлены выраженная гипотрофия и слабость мышц стоп, голеней, кистей, деформация стоп, снижение или отсутствие сухожильных рефлексов с ног.Обсуждение. Учитывая выявление одного и того же патогенного варианта у большинства пациентов цыганского происхождения с наследственной моторной сенсорной нейропатией, знание этнической принадлежности пробанда с ранней миелинопатией значительно упрощает поиск молекулярно-генетической причины болезни