Testarea genetică în cardiomiopatia hipertrofică

Cardiomiopatia hipertrofică (CMH) reprezintă o boală genetică frecventă.Studiile epidemiologice au arătat o prevalență în populația generală de 0.2%, dacă luăm în considerare criteriul esențial de diagnostic - hipertrofia inexplicabilă a peretelui ventriculului stâng (VS). Această valoare contrastează cu relativa raritate a acestei entități în serviciile de cardiologie. Aceste studii au arătat de asemenea o prevalență dependentă de vârstă, mult mai redusă la persoane sub 25 de ani. Dacă ne referim strict la populația pediatrică, incidența anuală a CMH este de aproximativ 0.3-0.5 cazuri/100,000. Concluzia care se poate trage din toate aceste date este că CMH este frecvent nediagnosticată, multe persoane afectate rămânând asimptomatice. 

CMH se definește la pacientul adult printr-o hipertrofie a VS care depășește 15 mm ecocardiografic. Valori de 13-14 mm sunt considerate borderline. Asemenea valori pot să fie prezente de exemplu la rude ale probandului, descoperite ca fiind purtătoare de mutații, cu ocazia testării genetice pre-simptomatice. La pacientul pediatric, criteriul specific CMH este reprezentat de hipertrofia VS cu >= 2 deviații standard deasupra mediei corespunzătoare vârstei, sexului și masei corporale. Aceste valori-prag au fost stabilite ținând cont de evaluarea ecocardiografică, însă devine tot mai importantă evaluarea prin rezonanță magnetică nucleară. CMH este o entitate care a primit numeroase nume de-a lungul timpului, cum ar fi de exemplu „stenoză hipertrofică sub-aortică“ sau „cardiomiopatie hipertrofică obstructivă“, și altele. Însă, o treime din pacienții cu CMH nu prezintă obstrucție nici în repaus, nici în condiții de stimulare.  Acesta este unul din motivele pentru care astăzi se evită toți acești termeni, singurul recomandat fiind cel de CMH atât pentru formele obstructive, cât și pentru cele non-obstructive.

Complicațiile CMH depășesc scopul acestui articol. Voi sublinia totuși faptul că moartea subită este probabil complicația cea mai cunoscută a CMH, și cea mai de temut. Aceasta are o incidență de 1-2%/an în rândul pacienților cu CMH.

Mutațiile genelor care codifică proteine ale sarcomerului cardiac – determinantul major al CMH

Până la 60% din pacienții adolescenți și adulți cu CMH au mutații în cel puțin una din genele care codifică proteine ale sarcomerului cardiac. Aproape toate aceste mutații se transmit după modelul autosomal dominant, însă penetranța poate să fie incompletă. De asemenea, expresivitatea poate să fie variabilă. Au existat numeroase încercări pentru stabilirea unor corelații genotip-fenotip. Într-adevăr mutațiile unor gene par a avea efecte mai severe, sau chiar mutații diferite ale aceleiași gene par a avea un efect mai grav decât altele. Acest aspect ar putea avea importanță în special în testarea genetică a rudelor probandului. Ca și în cazul altor mutații care se transmit autosomal dominant, și mutațiile genelor care codifică proteine ale sarcomerului cardiac pot să apară de novo. Riscul ca un pacient cu o mutație dovedită să o transmită la descendenți este de 50% pentru fiecare sarcină în parte. În cele ce urmează voi descrie pe scurt genele care prezintă mutații cel mai frecvent la pacienții cu CMH.

MYH7 (myosin, heavy chain 7)

Gena MYH7 codifică lanțul greu al beta-miozinei cardiace, fiind o proteină-cheie a sarcomerului cardiac, atât din punct de vedere cantitativ, cât și calitativ. Mutațiile MYH7 sunt printre mutațiile cel mai frecvent întâlnite în CMH, fiind prezente la aproximativ 10-40% din pacienți, depinzând de populație. De fapt, mutațiile MYH7 au fost primele descrise în CMH, în anul 1990.

MYBPC3 (myosin-binding protein C)

Gena MYBPC3 codifică o proteină care leagă MYH7 și respectiv titina în sarcomerele cardiace. Mutațiile MYBPC3 sunt probabil pe locul doi ca frecvență (aproximativ 15%) în rândul pacienților cu CMH, după mutațiile MYH7, conform majorității studiilor.

TNNT2 și TNNI3

GeneleTNNT2 și TNNI3 codifică troponinele cardiace T și respectiv I. Mutațiile TNNT2 și TNNI3 au fost descrise cu o frecvență variabilă (între 5 şi 15%) în rândul pacienților cu CMH.

TPM1

Gena TPM1 codifică alfa-tropomiozina. Mutațiile acestei gene caracterizează 5-10% din pacienții cu CMH.

Mutațiile altor gene, cum ar fi: ACTC (actina cardiacă), MYL2 (regulatory myosin light chain), MYL3 (essential myosin light chain) sunt întâlnite fiecare la mai puțin de 5% din pacienții cu CMH, în vreme ce mutațiile TNNC1 (troponina C cardiacă), ACTN2 (alfa-actinina 2), MYOZ2 (miozenina 2), MYH6 (alpha-myosin heavy chain 6), TTN (titina), CSRP3 (muscle LIM protein), TCAP (teletonina), VCL (vinculina), CASQ2 (calsechestrina), JPH2 (junctofilina), NEXN (nelina), CAV3 (caveolina) sunt întâlnite și mai rar la pacienții cu CMH, fiecare cu o frecvență de sub 1% din cazuri.

Este de subliniat faptul că lista genelor codificând proteine sarcomerice implicate în CMH nu este închisă. Probabil că în anii următori vor fi descoperite noi mutații patogenice în genele care codifică proteine sarcomerice.

Alt aspect demn de subliniat este faptul că până la 5% din pacienții cu CMH prezintă mutații în mai mult de o genă care codifică o proteină sarcomerică. Acești pacienți au o evoluție mai agresivă a bolii și deci un prognostic mai prost.

Alte boli genetice care pot evolua cu CMH

Aproximativ 5-10% din pacienții adulți cu CMH prezintă alte boli genetice, din tabloul cărora face parte și hipertrofia VS.

De exemplu, multe boli genetice metabolice evoluează cu hipertrofia VS. Boala Fabry este o boală lisosomală (tezaurismoză) cu transmitere X-linkată recesivă, fiind cauzată de mutații ale genei care codifică alfa-galactozidaza A (GLA). Acest deficit duce la acumularea globotriaozilceramidelor, în special în lisosomii celulelor endoteliale. Pacienții prezintă evenimente vasculare (în special accident vascular cerebral), insuficiență renală cronică, angiokeratoame și acroparestezii. Hipertrofia VS se întâlnește de asemenea la o parte a pacienților.Se estimează că aproximativ 0.5-1% din cazurile adulte de CMH sunt produse de boala Fabry.

Mutațiile LAMP2 (lysosome-associated membrane protein 2), care se transmit X-linkat dominant, produc 0.7-2.7% din cazurile de CMH. Afectarea musulaturii striate și retardul mintal de asemenea pot să definească fenotipul acestei boli, însă severitatea acestora este variabilă.

Mutațiile PRKAG2 (regulatory γ-subunit of AMP-activated protein kinase), care se transmit autosomal dominant, produc CMH prin tezaurizarea glicogenului, însoțită de tulburări de conducere.

Bolile mitocondriale (in special MELAS – Mytochondrial Encephalomyopathy with Lactic Acidosis and Stroke și MERRF – Myoclonic Epilepsy with Ragged Red Fibers) pot produce hipertrofia VS, însă severitatea este variabilă.Aceste boli afectează de asemenea  musculatura striată, ficatul, sistemul nervos și sistemul endocrin.

RASopatiile sunt boli genetice datorate mutațiilor genelor care codifică proteine implicate în calea de semnalizare RAS/MAPK. Unele dintre aceste boli, cum ar fi: sindromul Noonan, sindromul LEOPARD, sindromul Costello, sindromul CFC (cardio-facio-cutanat) asociază CMH în tabloul lor clinic.

Este de notat că majoritatea acestor boli care pot include CMH în tabloul lor clinic au debutul în copilărie, și că diagnosticul lor se face de regulă pornind de la alte manifestări fenotipice.

Eliminând chiar și această categorie heterogenă de boli genetice complexe (metabolice, mitocondriale, RASopatiile) care pot asocia CMH, peste 30% din cazuri rămân fără mutații demonstrate.

Algoritm de diagnostic genetic în CMH – avantaje și potențiale inconveniente

Testarea genetică în CMH este o problemă „spinoasă“, mai ales în țările ale căror sisteme de sănătate nu acoperă costurile acestei testări. Cum este și cazul României, din păcate. Un panel care presupune analiza integrală a tuturor genelor cunoscute la ora actuală ca fiind asociate cu CMH costă aproximativ 4-5,000 de euro.

Testarea genetică este indicată la probanzi, deoarece identificarea unei mutații patogene permite testarea rudelor, în special a celor de gradul I, țintit pentru mutația respectivă.  Astfel, avem diagnostic molecular de certitudine în ceea ce privește diagnosticul probandului. De asemenea, identificarea altor membri purtători ai unei mutații permite luarea lor în evidență și urmărirea lor, precum și acordarea sfatului genetic.

Aici însă există mai multe aspecte de discutat:

  1. M-aș referi în primul rând la interpretarea rezultatelor testării genetice. Este posibil să fie identificată o variantă într-una din genele analizate, dar nu este obligatoriu ca aceasta să fie patogenă. Pentru patogenicitatea acesteia pledează:
  • varianta respectivă a fost descrisă anterior la alți pacienți cu CMH;
  • aceasta este prezentă doar la persoanele afectate (deci cu HVS) dintr-un pedigree, fiind absentă la persoanele neafectate din pedigree-ul respectiv, și în general la controale sănătoase din populația generală;
  • varianta respectivă prezice o alterare a structurii și/sau funcției proteinei codificate de gena respectivă (este o mutație frameshift, de exemplu);
  • varianta respectivă afectează o regiune conservată a proteinei codificate, ceea ce ar duce la alterări profunde ale structurilor sau funcțiilor în care este implicată proteina respectivă.
  • Dacă varianta respectivă nu satisface cel puțin unul din criteriile de mai sus, ea este menționată în raportul testării genetice ca „variantă cu semnificație incertă“. Această formulare nu are nicio utilitate pentru pacient și familia sa. Ba mai mult, o asemenea formulare ambiguă poate pune în încurcătură și medicul curant al pacientului.
  1. Valoarea predictivă pozitivă a testării este de maxim 70% - 60% în cazul genelor care codifică proteine ale sarcomerului cardiac și încă maxim 10% pentru alte categorii de gene implicate în CMH (după cum am discutat mai sus). Un rezultat negativ al testării (după analiza integrală a tuturor genelor cunoscute a fi asociate cu CMH) nu exclude diagnosticul de CMH. Pur și simplu momentan nu cunoaștem toate genele asociate cu această boală.
  2. Penetranța mutațiilor este uneori incompletă. Aceasta înseamnă că nu întotdeauna prezența unei mutații la un individ va duce la boala clinic manifestă. O penetranță de 30% de exemplu înseamnă că din 10 persoane care poartă o mutație patogenă, doar 3 vor dezvolta CMH.
  3. Câte gene testăm? Le testăm genă după genă până identificăm o mutație într-una din ele? Sau le testăm pe toate din prima (testare extinsă, de tip panel)? Balanța înclină astăzi spre testarea de tip panel (18-20 de gene). Aceasta pentru că tehnicile de tip ­next-generation sequencing permit testarea de tip panel la un cost mai ieftin față de testarea prin secvențare clasică, „genă cu genă“.

Concluzie

CMH este o boală genetică frecventă, dar heterogenă din punct de vedere genetic. În ciuda optimismului inițial, testarea genetică în CMH acoperă în cel mai bun caz aproximativ 70% din pacienți. Această testare este indicată la probanzi, pentru a confirma natura genetică a afecțiunii și pentru a permite testarea rudelor probandului pentru mutația identificată la acesta. Însă atât medicul curant, cât și pacientul și familia trebuie să înțeleagă limitele acestei testări, după cum am discutat mai sus. Mai rămâne și problema legată de costurile testării, care sunt destul de ridicate.

Mesajul StetoscopCardio: 
  • Cardiomiopatia hipertrofica este o boală genetică frecventă, însă frecvent asimptomatică.
  • Aproximativ 60% din cazurile de cardiomiopatie hipertrofică se datorează mutațiilor genelor care codifică proteine ale sarcomerului cardiac (MYH7 cel mai frecvent, însă mutația poate fi prezentă în oricare din cele peste 10 asemenea gene identificate); acestea se transmit autosomal dominant.
  • Alte 5-10% din cazuri fac parte din fenotipul unor sindroame genetice complexe (de exemplu boli metabolice, boli mitocondriale, RASopatii).
  • Un rezultat negativ al testării genetice (aproximativ 30% din cazurile care satisfac definiția ecocardiografică) NU exclude diagnosticul de cardiomiopatie hipertrofică.
  • Testarea genetică este utilă pentru stabilirea diagnosticului de certitudine al probandului.
  • De asemenea, testarea genetică, odată cu identificarea unei mutații patogene, permite testarea acesteia la rudele (în special de gradul I) probandului.
  • Identificarea unei mutații patogene la o rudă a probandului nu înseamnă că aceasta va și dezvolta automat cardiomiopatie hipertrofică (datorită penetranței incomplete); și dacă o va dezvolta, nu se poate prezice doar în baza testării genetice cât de severă va fi afectarea (datorită expresivității variabile).
  • Având în vedere importanta heterogenitate genetică întâlnită în cardiomiopatia hipertrofică, testarea genetică ar trebui efectuată prin analiza integrală a tuturor genelor identificate până la ora actuală (spre 20 de gene) – analiză de tip panel pe platformă de tip „next generation sequencing“. 
Bibliografie: 
  1. Elliott PM, Anastasakis A, Borger MA, et al. 2014 ESC Guidelines on diagnosis and management of hypertrophic cardiomyopathy: the Task Force for the Diagnosis and Management of Hypertrophic Cardiomyopathy of the European Society of Cardiology. Eur Heart J. 2014;35(39):2733-79.
  2. Geisterfer-Lowrance AA, Kass S, Tanigawa G, Vosberg HP, McKenna W, Seidman CE, Seidman JG. A molecular basis for familial hypertrophic cardiomyopathy: a beta cardiac myosin heavy chain gene missense mutation.Cell. 1990;62(5):999-1006.
  3. Gersh BJ, Maron BJ, Bonow RO, et al; American College of Cardiology Foundation/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines; American Association for Thoracic Surgery; American Society of Echocardiography; American Society of Nuclear Cardiology; Heart Failure Society of America; Heart Rhythm Society; Society for Cardiovascular Angiography and Interventions; Society of Thoracic Surgeons. 2011 ACCF/AHA guideline for the diagnosis and treatment of hypertrophic cardiomyopathy: executive summary: a report of the American College of Cardiology Foundation/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines.Circulation. 2011;124(24):2761-96.
  4. Maron BJ, Maron MS, Semsarian C. Genetics of hypertrophic cardiomyopathy after 20 years: clinical perspectives. J Am Coll Cardiol. 2012;60(8):705-15.
Autori

Dr. Adrian Trifa

Disciplina de Genetică Medicală, UMF „Iuliu Haţieganu“ Cluj-Napoca