Molecular analysis of the CYP21A2 gene in dried blood spot samples

Congenital adrenal hyperplasia (CAH) is an autosomal recessive disorder due to a deficiency of enzymes involved in cortisol biosynthesis. In more than 90% of cases, CAH is secondary to deleterious mutations in the CYP21A2 gene leading to 21-hydroxilase deficiency (21OHD). The CYP21A2 gene is located on the short arm of chromosome 6 (6p21·3) and encodes the cytochrome P450C21 enzyme. Neonatal screening programs detect the classic forms of CAH-21OHD quantifying 17OH-progesterone in dried blood spots (DBS). This test is very sensitive, but it has a low specificity, requiring a second sample to confirm the result. In these cases, a second-tier test in the same sample may be useful. Our aim was to evaluate a DNA extraction method from DBS and assess the performance of such DNA in the molecular analysis of the CYP21A2 gene mutations. Twelve individuals, who presumably had CAH based on the initial neonatal screening results, were analyzed using DNA extracted from freshly collected blood on EDTA and DBS. The CYP21A2 gene was analyzed by automated sequencing of all exons and intron boundaries and MLPA analysis in DBS. Molecular analysis results from both extraction methods were compared. In this study, we show that DNA extracted from neonatal screening DBS is a useful tool to define CYP21A2 gene mutations in 21-OHD diagnostic confirmation for the newborn screening program and that its results are comparable to traditional genotyping.

La hiperplasia suprarrenal congénita (HSC) es un desorden autosómico recesivo producido por la deficiencia de alguna de las enzimas involucradas en la biosíntesis de cortisol. Más del 90% se debe a mutaciones en el gen CYP21A2 que genera deficiencia de 21 hidroxilasa (21OHD). Este gen se encuentra en el brazo corto del cromosoma 6 (6p21·3) y codifica para la enzima citocromo P450C21. Los programas de pesquisa neonatal detectan la forma clásica de la HSC-21OHD cuantificando 17OH-progesterona en gota de sangre en papel de filtro (GSPF). Este test es muy sensible, pero tiene baja especificidad , por lo que se utiliza una segunda muestra para confirmar el resultado. En estos casos, una segunda determinación en la misma muestra podría ser de utilidad. Nuestro objetivo fue evaluar el método de extracción de ADN y posterior análisis molecular del gen CYP21A2 en muestras de GSPF. Analizamos doce individuos presumiblemente afectados por HSC en la pesquisa neonatal usando ADN extraído de sangre fresca recolectada sobre EDTA y de GSPF. Realizamos el análisis del gen CYP21A2 mediante secuenciación automática de todos los exones y regiones intrónicas flanqueantes y MLPA en GSPF, y comparamos los resultados con ambos métodos de extracción. En este estudio demostramos que el ADN extraído de GSPF es una herramienta muy útil para analizar las mutaciones del gen CYP21A2 en la confirmación diagnóstica de 21-OHD para los programas de pesquisa neonatal y que los resultados son comparables con la genotipificación tradicional.

Tumor ovárico de células de Leydig en una niña de 7 años que se presentó como pubarquia precoz con elevación de 17 hidroxiprogesterona / Ovarian tumor of Leydig cells in a 7-year-old girl who presented as precocious pubarche with elevation of 17 hydroxyprogesterone

Clinical case: a girl of 7 ½ years who consulted for early pubarche without thelark, with a percentile size of 75 for a genetic target size in the 10th percentile, overweight with a 90th percentile BMI, and normal blood pressure. The biochemical study showed high levels of androgens: testosterone: 7.2 ng/dL, androstenedione of 5.1 ng / ml, 17OHP: 15 ng / dL with low normal DHEAS (0.26 ug/ml), Plasma Renin Activity normal low: 0.22 ng/mL/h. Initial imaging study showed a bone age of 10 years 6 months and normal abdominal and pelvic ultrasound. Molecular study showed no pathogenic variants in the CYP21A2 gene (21 Hydroxylase). With a probable diagnosis of non-classical congenital adrenal hyperplasia (HSRNC) and no known mutation, he started treatment with hydrocortisone (12 mg/m2). At 8.7 years, pubertal development begins and braking begins with LHRH analogues, which are administered for 18 months. Despite the treatment, signs of virilization and elevation of androgens (testosterone up to 130 ng/ml) are progressively accentuated, which do not diminish when trying different corticosteroid schemes. MRI of the abdomen and pelvis shows the normal adrenal glands and a solid nodular image of 2.1 x 1.6 cm in the right ovary (Figure 2), later demonstrated with pelvic ultrasound (Figure 2). Right laparoscopic oophorectomy was performed, whose biopsy demonstrated a Leydig cell tumor. One month after surgery, all androgenic levels were normalized, so the gradual suspension of corticosteroids began. Conclusion: Although HSRNC is the most frequent pathological cause of early pubarche, when it is associated with progressive clinical and biochemical hyperandrogenism despite adequate treatment and without pathogenic variants in the CYP21A2 gene, even with high levels of 17OHP, other causes should be considered, specifically, androgen producing tumors.

Caso clínico: niña de 7½ años que consulta por pubarquia precoz sin telarquia, con talla en percentil 75 para una talla objetivo genético en percentil 10, sobrepeso con IMC percentil 90 y presión arterial normal. El estudio bioquímico mostró niveles elevados de andrógenos: testosterona: 7,2 ng/dL, androstenediona de 5,1 ng/ml, 17OHP: 15 ng/dL con DHEAS normal baja (0,26 ug/ml), Actividad de Renina Plasmática normal baja: 0.22 ng/ mL/h. Estudio de imágenes inicial mostró una edad ósea de 10 años 6 meses y ecografía abdominal y pelviana normales. Estudio molecular no mostró variantes patogénicas en el gen CYP21A2 (21 Hidroxilasa). Con diagnosticó probable de hiperplasia suprarrenal congénita no clásica (HSRNC) y sin mutación conocida,inició el tratamiento con hidrocortisona (12 mg/m2). A los 8.7 años comienza desarrollo puberal y se inicia frenación con análogos de LHRH, los cuales se administran por 18 meses. A pesar del tratamiento se acentúan progresivamente los signos de virilización y hayelevación de los andrógenos (testosterona hasta 130 ng/ml), que no disminuyen intentando diferentes esquemas de corticoides. Se realiza RM de abdomen y pelvis que muestra las glándulas suprarrenales normales y una imagen nodular sólida de 2.1 x 1.6 cm en el ovario derecho (Figura 2), demostrada posteriormente con Ecografía pelviana (Figura 2). Se realiza ooforectomía derecha por vía laparoscópica, cuya biopsia demostró un tumor de células de Leydig. Un mes después de la cirugía, se normalizan todos los niveles androgénicos por lo que se inició la suspensión gradual de los corticoides. Conclusión: Aunque la HSRNC es la causa patológica más frecuente de la pubarquia precoz, cuando se asocia con un hiperandrogenismo clínico y bioquímico progresivo a pesar de un tratamiento adecuado y sin variantes patógenicas en el gen CYP21A2, incluso con niveles elevados de 17OHP, otras causas deben ser consideradas, específicamente tumores productores de andrógenos.

Puntos de corte de 17-hidroxiprogesterona en la detección de Hiperplasia Suprarrenal Congénita / Cut offs levels of 17-hydroxyprogesterone in screening of Congenital Adrenal Hyperplasia / Pontos de corte da 17-hidroxiprogesterona na detecção de Hiperplasia Adrenal Congênita

El presente estudio investiga la utilidad de determinar puntos de corte ajustados según la edad gestacional y el peso al nacer de neonatos (2-100 días) en la cuantificación de 17-hidroxiprogesterona en muestras de sangre seca en papel de filtro. Se analizaron los resultados de 6.266 determinaciones realizadas en el marco del Programa Nacional de Fortalecimiento de la Detección Precoz de Enfermedades Congénitas. Los datos se dividieron en cuatro grupos; Grupo 1: recién nacido pretérmino con bajo peso; Grupo 2: recién nacido pretérmino con peso normal; Grupo 3: recién nacido a término con bajo peso y Grupo 4: recién nacido a término con peso normal. Se establecieron puntos de corte diferentes a partir del cálculo del percentilo 99 de la distribución de frecuencias. Basado en este análisis se realizó la comparación de la tasa de resultados falsos positivos que se obtuvieron según el punto de corte establecido por el fabricante y los obtenidos en el estudio. Los nuevos puntos de corte obtenidos fueron: 217,72 nmol/L, 102,14 nmol/L, 61,62 nmol/L y 82,38 nmol/L para los grupos 1, 2, 3 y 4 respectivamente. Se evidenció una tasa total de falsos positivos del 1% con los nuevos puntos de corte, significativamente menor a la tasa del 6,2% obtenida al utilizar el punto de corte del fabricante. Esto puso en evidencia que el uso de puntos de corte adecuadamente establecidos para la población en estudio reduce significativamente las complicaciones derivadas de las repeticiones de análisis y eventualmente la tasa de recitaciones, lo cual es una importante contribución a la Salud Pública.

The present work studies the usefulness of determining adjusted cut-offs for the quantification of 17-hydroxyprogesterone in dried blood samples on filter paper, taking into account the gestational age and weight of the neonates. The results of 6266 determinations made within the framework of the National Program of Strengthening Early Detection of Congenital Disease were analysed. Data were divided into groups, Group 1: early established from the calculation of the 99 percentiles of the frequency distribution. New cutoff points were: 217.72 nmol/L, 102.14 nmol/L, 61.62 nmol/L and 82.38 nmol/L for groups 1, 2, 3 and 4 respectively. It showed a total rate of 1% false positives with the new cut-off points, which was significantly lower than the rate of 6.2% obtained using the manufacturer's cutoff. This revealed that the use of properly established cut-offs for the study of population reduces significantly the complications derived fromn analysis repetitions and eventually the recitation rate, which is an important contribution to Public Health.

O presente estudo investiga a utilidade de determinar pontos de corte estabelecidos conforme a idade gestacional e o peso ao nascer de neonatos (2-100 dias) na quantificação da 17-hidroxiprogesterona em amostras de sangue seco em papel filtro. Foram analisados os resultados de 6.266 determinações feitas no âmbito do Programa Nacional de Fortalecimento da Detecção Precoce de Doenças Congênitas. Os dados foram divididos em quatro grupos; Grupo 1: recém-nascido pré-termo com baixo peso, Grupo 2: recém-nascido pré-termo com peso normal, Grupo 3: recém-nascido a termo com baixo peso e Grupo 4: recém-nascido a termo com peso normal e foram estabelecidos pontos de corte diferentes a partir do cálculo do percentil 99 da distribuição de frequências. Com base nesta análise foi realizada a comparação da taxa de resultados falsos positivos obtidos conforme o ponto de corte estabelecido pelo fabricante e os obtidos no estudo. Os novos pontos de corte obtidos foram: 217,72 nmol/L, 102,14 nmol/L, 61,62 nmol/L e 82,38 nmol/L para os grupos 1, 2, 3 e 4, respectivamente. Tornou-se evidente uma taxa total de 1% de falsos positivos, com os novos pontos de corte significativamente menor do que a taxa de 6,2% obtida utilizando o ponto de corte do fabricante. Isto revelou que o uso de pontos de corte de forma adequada estabelecidos para a população em estudo reduz significativamente as complicações decorrentes das repetições de análises e eventualmente a taxa de repetição de novos encontros, o que é uma importante contribuição para a saúde pública.