Mutation spectrum in sarcomeric protein genes and their phenotypic features in Belarusian patients with hypertrophic cardiomyopathy

Abstract

Введение. Гипертрофическая кардиомиопатия (ГКМП) относится к наследственной патологии, основной причиной которой являются мутации в генах, кодирующих белковые компоненты миофибрильного аппарата кардиомиоцитов, при этом спектр этих генетических изменений имеет популяционные особенности. Целью данного исследования являлось определение спектра мутаций в генах, кодирующих саркомерные белки, у пациентов с ГКМП из Беларуси, а также изучение взаимосвязей между генотипом и фенотипическими проявлениями заболевания. Материалы и методы. В исследование были включены 340 неродственных пациентов с ГКМП, проживающих в Беларуси. Обнаружение мутаций в кодирующих последовательностях генов ACTC1, MYBPC3, MYH7, MYL2, MYL3, TNNI3, TNNT2, TNNС1 и TPM1 у 89 пациентов проводили методом высокопроизводительного секвенирования (NGS). Направленный поиск выявленных методом NGS генетических дефектов осуществлялся методом автоматического секвенирования по Сэнгеру, а также с использованием ПЦР-ПДРФ анализа. Результаты. У 51,7% пациентов методом NGS обнаружены мутации в генах: MYBPC3 (20,2%), MYH7 (16,9%), TPM1 (3,4%), ACTC1 (2,3%), MYL2 (1,1%) и TNNC1 (1,1%). У 6,7% индивидуумов встречались две (5,6%) или три (1,1%) замены. Обнаружены новые мутации p.Ala49Asn, p.Val1407Phe в гене MYH7; р.Tyr501Ser, р.Trp1007fs, р.Tyr1043*, р.Pro1066Arg, p.Arg1138fs, р.Pro1181Gln, р.Cys1202Arg в гене MYBPC3. Установлены часто встречающиеся мутации: р.Gln1233*, р.Ser871Alafs, комбинация р.Glu1265Val+р.Cys1266Arg, р.Gln401* и р.Trp1214Arg в гене MYBPC3, p.Arg403Trp, p.Arg663Cys, p.Arg663His, p.Ala729Pro, p.Glu924Lys и p.Glu1356Lys в гене MYH7. По данным ЭхоКГ-исследования носители мутаций в генах белков саркомера, особенно обладатели миссенс-мутаций в гене MYBPC3, имели более выраженную гипертрофию миокарда и раннюю манифестацию заболевания по сравнению с пациентами без мутаций в этих генах. Для носителей наиболее распространенной среди белорусских пациентов мутации р.Gln1233* характерны позднее начало заболевания, умеренная гипертрофия миокарда левого желудочка, частое развитие фибрилляции предсердий. Выводы. Распределение встречаемости мутаций в генах, кодирующих саркомерные белки, у пациентов с ГКМП из Беларуси не отличалось от других европейских популяций. 84,9% обнаруженных мутаций локализовано в генах MYBPC3 и MYH7. Background. Hypertrophic cardiomyopathy (HCM) is a hereditary pathology, the main cause of which is mutations in the genes encoding the protein components of the myofibril apparatus of cardiomyocytes, and the spectrum of these genetic changes has population features. The aim of the study was to determine the spectrum of mutations in the genes encoding sarcomeric proteins in patients with HCM from Belarus, as well as to study the association between the genotype and the phenotypic manifestations of the disease. Materials and methods. The study included 340 unrelated patients with HCM from Belarus. Mutation detection in the coding sequences of ACTC1, MYBPC3, MYH7, MYL2, MYL3, TNNI3, TNNT2, TNNС1 и TPM1 genes was performed by next generation sequencing (NGS) in 89 patients. The directed search for genetic defects detected by the NGS method was carried out by the automatic sequencing method using Sanger and PCR-RFLP analysis. Results. The NGS method allowed to detect mutations in the genes of 51,7% of patients: MYBPC3 (20,2%), MYH7 (16,9%), TPM1 (3,4%), ACTC1 (2,3%), MYL2 (1,1 %) and TNNC1 (1,1%). In 6,7% of individuals two (5,6%) or three (1,1%) substitutions were observed. New mutations were found: p.Ala49Asn, p.Val1407Phe in the MYH7 gene; p.Tyr501Ser, p.Trp1007fs, p.Tyr1043*, p.Pro1066Arg, p.Arg1138fs, p.Pro1181Gln, р.Cys1202Arg in the MYBPC3 gene. The most frequently occurring mutations were identified: p.Gln1233*, p.Ser871Alafs, the combination of the р.Glu1265Val + p.Cys1266Arg, R.Gln401*, and Trp1214Arg in the MYBPC3 gene, p.Glu924Lys and p.Glu1356Lys in the MYH7 gene. According to the ECG study, carriers of mutations in sarcomere protein genes, especially with missense mutations in the MYBPC3 gene, had more severe myocardial hypertrophy and early disease manifestation then patients without mutations in those genes. The p.Gln1233* mutation was the most common among Belarusian patients and characterized by late onset of the disease, mild left ventricular myocardial hypertrophy and the more frequent development of atrial fibrillation. Conclusions. In general, the distribution of mutations in the genes encoding sarcomeric proteins in patients with HCM from Belarus didn’t differ from other European populations. 84,9% of the detected mutations were localized in MYBPC3 and MYH7 genes.

Hypertrophic Cardiomyopathy in Underrepresented Populations: Clinical and Genetic Landscape Based on a Russian Single-Center Cohort Study

“…Another variant found in two of our patients (1.1%), p.A729P in MYH7, is also suspected to have a founder effect in the Russian population. The p.A729P variant has only been identified in Russian [48] and Belarusian HCM patients [49] with a prevalence of 1.2-2.6%, and has not been reported in other populations.…”

“…There were no homozygous or compound heterozygous patients with two truncating variants (Figure 1). Compared to patients with a single P/LP/VUS-LP variant (n = 70), patients with two rare variants (n = 10) had a significantly higher SCD risk score (5.9 [3.5-7.3] vs. 2.9 [1.9-4.0], p = 0.011), larger left atrium (52 [43][44][45][46][47][48][49][50][51][52][53][54][55][56][57] vs. 43 [39][40][41][42][43][44][45][46][47][48][49][50] mm, p = 0.017), more frequent high systolic pulmonary artery pressure (63 vs. 14%, p = 0.004), and a trend toward more frequent severe NYHA class III/IV (38 vs. 11%, p = 0.07). The clinical course of HCM was highly variable, ranging from mild symptoms to severe HF progression and SCD in middle age.…”