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Case Records IFC/CNR
Recenti Prog Med 2010; 101: 127-130
Identificazione di una nuova mutazione nel gene della lamina A/C
in una famiglia con cardiomiopatia dilatativa e storia di morte improvvisa
Maria Grazia Andreassi1, Nicoletta Botto1, Simona Vittorini1, Silvia Pulignani1, Giovanni Aquaro2, Rosa Sicari3
Riassunto. Mutazioni nel gene della lamina A/C sono responsabili di un gruppo estremamente eterogeneo di patologie denominate laminopatie, tra cui la cardiomiopatia
dilatativa idiopatica spesso associata a difetti del sistema
di conduzione e ad un aumentato rischio di morte improvvisa. Riportiamo il caso di una famiglia con una storia
positiva di morte improvvisa, in cui il probando era affetto
da cardiomiopatia dilatativa e disturbi di conduzione, Lo
screening genetico ha rivelato la presenza nel soggetto di
una nuova mutazione missenso (R189W) nel gene della
lamina A/C.
Summary. A novel lamin A/C mutation in a family with dilated
cardiomyopathy and a strong history of sudden cardiac death.
Diseases related to lamin A/C mutations (laminopathies) are
extremely heterogeneous. The common cardiac phenotype
is idiopathic dilated cardiomyopathy with atrioventricular
block and/or arrhythmias. Moreover, patients with lamin A/C
gene mutations are at increased risk for sudden cardiac death.
Here we present a family with a strong positive history of sudden cardiac death in presence of idiopathic dilated cardiomyopathy and cardiac conduction abnormalities, related
to a novel lamin A/C mutation in exon 3.
Parole chiave. Cardiomiopatia dilatativa, difetti del sistema
di conduzione, gene lamina A/C, morte cardiaca improvvisa, test genetici.
Key words. Cardiac conduction abnormalities, dilated cardiomyopathy, genetic testing, lamin A/C gene, sudden cardiac death.
Introduzione
L’ecocardiografia documentava una frazione di eiezione del 36% con dilatazione del ventricolo sinistro (diametro telediastolico 59 mm) ed un indice di cinetica regionale di 2 (ipocinesia globale). Durante la registrazione Holter, la paziente ha presentato battiti ectopici ventricolari con un’incidenza di 5/h. Non sono state registrate tachiaritmie complesse (tabella 1).
Difetti del gene della lamina A/C (LMNA) sono
responsabili di diversi fenotipi clinici che rientrano in un gruppo di malattie denominate laminopatie. In particolare, mutazioni della LMNA sono
responsabili del 6-8% di tutti i casi di cardiomiopatia dilatativa idiopatica (CMD) e fino al 40%
quando la CMD è associata a disturbi di conduzione atrioventricolare1,2. Le forme di CMD associata
a difetti del gene LMNA sono, in genere, caratterizzate da scompenso cardiaco progressivo, variabile coinvolgimento del muscolo scheletrico, blocco
atrioventricolare e/o aritmie sopraventricolari/ventricolari2. La presenza di difetti nel gene LMNA è
stata, anche, associata ad una prognosi maligna,
con un’elevata incidenza di morte improvvisa e di
forme severe di scompenso cardiaco3,4.
Riportiamo il caso di una paziente affetta da
CMD che presentava una storia familiare positiva
di morte improvvisa, nel quale l’analisi genetica ha
identificato una nuova mutazione missenso nell’esone 3 del gene LMNA.
Descrizione del caso
Presentiamo il caso di una donna di 55 anni giunta al
nostro Dipartimento di Cardiologia per affaticamento,
palpitazioni e dispnea a riposo (classe NYHA IIa).
Tabella 1. Caratteristiche cliniche del probando.
Età di insorgenza (anni)
55
Sesso
F
NYHA
IIa
LVEF (%)
36
LVEDV (cm3)
160
LVEDD (mm)
59
LVFS (%)
17
sCPK (mU/ml)
70
Altre mutazioni
861 t>c (A287A) esone 5
1338 t>c D446D esone 7
1698 c>t H566H esone 10
1UO Ricerca Genetica; 2UOC Risonanza Magnetica; 3UOSVD Ecocardiografia; Istituto di Fisiologia Clinica CNR
e Fondazione G. Monasterio, Regione Toscana, Pisa e Massa.
Pervenuto il 26 febbraio 2010.
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I-2
I-1
II-1
III-1
+/-
II-2
II-4
II-3
+/-
III-8
III-3 III-4 III-5 III-6 III-7
+/+ +/+
+/-
III-2
+/-
Leu Arg >Trp
II-5
II-6
L’anamnesi familiare ha rilevato una storia positiva di
morte improvvisa: in particolare tre fratelli del probando
sono deceduti per morte cardiaca improvvisa all’età di 72,
44 e 22 anni rispettivamente
(figura 1).
Dopo consulenza genetica,
sulla base della storia familiare e delle caratteristiche cliniche della paziente, si è valutata la necessità di uno screening
genetico del gene LMNA.
III-10
III-9
La paziente è stata, inoltre,
sottoposta ad un’ecocardiografia da stress che ha rivelato
una riserva contrattile con normalizzazione della funzione al
picco dello stress.
Al momento la paziente, in
terapia con ACE-inibitori, risulta essere asintomatica per
dispnea (classe NYHA I) e/o
per palpitazioni, l’ecocardiogramma mostra un recupero
della funzione ventricolare con
una frazione di eiezione del
57% e sporadici battiti ectopici
ventricolari alla registrazione
Holter.
Arg
ANALISI GENETICA
Il probando è stato sottoposto a sequenziamento genico
dei 12 esoni codificanti del gene LMNA e delle vicine regioni
introniche coinvolte nel meccanismo di splicing, come descritto precedentemente5.
Figura 1. Albero genealogico della famiglia. Il probando è indicato da una freccia ed i soggetti affetti sono indicati dal simbolo pieno. La presenza (+) o assenza (-) della mutazione è indicata nei soggetti sottoposti ad analisi genetica. Il cromatogramma indica la presenza in eterozigosi della mutazione nel probando.
5’
1
2
3
4
5
R189W
Head
globular head
domain
N-terminale
Coil 1a
6
7
8
9
10
11
R190W
Coil 1b
rod domain
ad -helical
Lamina C
Coil 2
3’
12
Lamina A
Tail
globular tail
domain
C-terminale
Figura 2.Localizzazione della mutazione R189W nel gene e nella proteina della lamina A/C.
La mutazione è localizzata nell’esone 3.
Lo screening genetico ha
portato all’identificazione nel
probando di una mutazione
missenso in condizioni di eterozigosi, a livello del nucleotide 565 nell’esone 3 (sostituzione di una citosina con una
timina). Il cambiamento nucleotidico comporta la sostituzione nel prodotto proteico di
un’arginina (amminoacido basico) con un triptofano (amminoacido idrofobico) in una regione altamente conservata
nel rod domain ad alfa-elica
(figura 2) [GenBank accession
n.NM170707.2].
La mutazione specifica è
stata confermata attraverso
PCR-RFLP (PCR-based restriction fragment lenght polymorphism), ed è stata ricercata in 50 soggetti volontari sani
(età >30 anni).
M.G. Andreassi et al.: Nuova mutazione nel gene della lamina A/C in una famiglia con cardiomiopatia dilatativa e storia di morte improvvisa
Figura 3. Risonanza magnetica cardiaca del soggetto III-10 che
evidenzia un aspetto “spugnoso” e la presenza di trabecolatura
nella parete laterale del ventricolo.
La mutazione R189W non è stata riscontrata in nessuno dei controlli né è stata precedentemente pubblicata come polimorfismo benigno, escludendo la possibilità
che si possa trattare di una variante comune. Nel probando sono state identificate, inoltre, tre diverse mutazioni sinonime, nessuna delle quali causa un cambiamento nella sequenza amminoacidica: si tratta di varianti comuni già descritte in letteratura e prive di significato patogenetico noto (vedi tabella 1 a pagina 127).
Dopo opportuna consulenza genetica, i membri della
famiglia disponibili sono stati sottoposti ad analisi genetica per verificare la presenza della mutazione R189W
e ad una valutazione clinica tramite elettrocardiogramma a 12 derivazioni ed ecocardiografia bidimensionale.
Durante lo screening familiare, la mutazione specifica è stata individuata in tre nipoti del probando (III-1,
37 anni; III-2, 31 anni e III-3, 32 anni) che risultavano,
al momento, asintomatici e con un ECG normale; risultavano, invece, non portatori della mutazione i due figli
(III-5 e III-6).
Il soggetto III-10 (30 anni) è stato anche sottoposto a
RMI per un sospetto ecocardiografico di ventricolo sinistro non-compatto. L’esame ha evidenziato un ventricolo sinistro con aspetto “spugnoso” e la presenza di recessi intertrabecolari soprattutto a localizzazione laterale,
senza, tuttavia, soddisfare i criteri di non compattazione (figura 3).
Il soggetto, al momento, non ha acconsentito ad effettuare screening genetico.
Discussione
La lamina A/C rappresenta il gene più frequentemente associato a cardiomiopatia dilatativa familiare soprattutto in presenza di disturbi di conduzione. Recentemente, mutazioni della LMNA sono state associate ad un aumentato rischio di mor-
te improvvisa, ponendo la possibile indicazione ad
impianto di ICD in questo tipo di pazienti6. Nel
presente studio abbiamo riportato l’identificazione
di una nuova mutazione potenzialmente patogenetica (R189W) in una famiglia con CMD e storia
positiva di morte improvvisa.
Il gene della LMNA contiene 12 esoni, lo splicing alternativo nell’esone 10 genera due diversi
mRNA che codificano per la pre-lamina A e per la
lamina C, i maggiori componenti della lamina nucleare, una struttura multimerica associata alla
superficie nucleoplasmatica della membrana nucleare interna, che svolge un ruolo essenziale nel
mantenimento della sua integrità strutturale e
nella sua organizzazione spaziale2.
Sono state descritte diverse mutazioni nel gene
LMNA, tra cui una mutazione puntiforme nel codone 190 dell’esone 3 frequentemente associata a
CMD familiare, che suggerisce la possibile presenza di un “hot spot” in questa regione. La mutazione R190W è stata inizialmente descritta da Arbustini et al. in una famiglia italiana con CMD severa e morte cardiaca improvvisa, e successivamente confermata in altre famiglie, associata a disturbi del sistema di conduzione ed a prognosi infausta.1,7-9 La mutazione R190W è localizzata nel dominio coil 1b della proteina, un segmento del rod
domain ad alfa-elica, importante per la dimerizzazione della lamina A/C. Mutazioni in questo dominio possono, quindi, danneggiare la lamina nucleare con conseguente stress meccanico durante
la contrazione muscolare10.
La nuova mutazione descritta in questo studio si
trova localizzata nel codone 189, portando alla medesima sostituzione amminoacidica (R189W) nel
dominio coil 1b della proteina, rafforzando l’ipotesi
di un “hot spot” mutazionale nell’esone 3 (figura 2).
Mutazioni nella LMNA, oltre ad essere la più
frequente causa di CMD familiare, sono state associate ad una prognosi maligna con elevato tasso
di mortalità.3,4 Una recente meta-analisi ha, infatti, mostrato come soggetti portatori abbiano un rischio elevato di sviluppare complicazioni aritmogene, morte improvvisa e forme severe di scompenso cardiaco, con indicazione di classe I all’impianto di defibrillatore3.
L’identificazione della mutazione R189W nel
nostro probando ci ha permesso di identificare, nell’ambito della famiglia, tre individui asintomatici
portatori della mutazione con elevato rischio di insorgenza della malattia, i quali potranno trarre
vantaggio da un regolare follow-up (ecocardiogramma, ECG) e da eventuali trattamenti preventivi. Allo stesso modo, l’esclusione della mutazione
nei due figli della paziente ha permesso al clinico
di focalizzare le indagini strumentali solo su membri familiari effettivamente ad alto rischio.
Queste evidenze rafforzano, quindi, l’utilità di effettuare un test genetico per il gene LMNA nei pazienti con CMD familiare associata a disturbi della
conduzione, allo scopo di meglio stratificare il rischio nei pazienti e di effettuare misure preventive
precoci nei familiari portatori del difetto genetico2,11.
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Il counselling genetico rappresenta, infatti, al
momento, un importante strumento per la gestione clinica di patologie familiari, con particolare attenzione, tuttavia, alla selezione dei probandi da
indirizzare all’esame genetico. In particolare, rappresenta criterio fondamentale l’identificazione
della trasmissione familiare della patologia (almeno 2 parenti di primo grado affetti). Inoltre, nel
caso specifico dell’analisi genetica della LMNA, occorre una corretta diagnosi di CMD “idiopatica”,
con l’esclusione di altre possibili cause di CMD, ed
una particolare attenzione alla presenza di difetti
associati del sistema di conduzione2.
Lo screening genetico è particolarmente importante in quelle famiglie in cui è presente una forma
grave di CMD ereditaria (vale a dire, con un rischio relativamente elevato di morte improvvisa)
per prevenire decessi prematuri. I soggetti sottoposti a screening che risultino positivi per una data mutazione verranno sottoposti a controlli seriati, accompagnati da raccomandazioni sullo stile di
vita che li pongano al riparo dalle manifestazioni
più gravi della malattia.
L’approccio clinico-diagnostico della cardiologia
moderna richiede una stretta collaborazione tra
clinici, genetisti e ricercatori per la migliore gestione possibile di pazienti affetti da cardiomiopatie ereditarie e per la prevenzione di situazioni potenzialmente fatali.
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Indirizzo per la corrispondenza:
Dott. Maria Grazia Andreassi
Consiglio Nazionale delle Ricerche
Istituto di Fisiologia Clinica
UO Ricerca Genetica
Via Aurelia Sud-Montepepe
54100 Massa
E-mail: [email protected]
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