Two novel heterozygous missense variations within the GLI2 gene in two unrelated argentine patients / Two novel heterozygous missense variations within the GLI2 gene in two unrelated Argentine patients

Several heterozygous GLI2 gene mutations have been reported in patients with isolated GH deficiency (IGHD) or multiple pituitary hormone deficiency (MPHD) with or without other malformations. The primary aim of this study was to analyze the presence of GLI2 gene alterations in a cohort of patients with IGHD or MPHD and ectopic/absent posterior pituitary. The coding sequence and flanking intronic regions of GLI2 gene were amplified and directly sequenced from gDNA of 18 affected subjects and relatives. In silico tools were applied to identify the functional impact of newly found variants (Polyphen2, SIFT, Mutation Taster). We identified two novel heterozygous missense variations in two unrelated patients, p.Arg231Gln and p.Arg226Leu, located in the repressor domain of the protein. Both variations affect highly conserved amino acids of the Gli2 protein and were not found in the available databases. In silico tools suggest that these variations might be disease causing. Our study suggests that the GLI2 gene may be one of the candidate genes to analyze when an association of pituitary hormone deficiency and developmental defects in posterior pituitary gland. The highly variable phenotype found suggests the presence of additional unknown factors that could contribute to the phenotype observed in these patients.

Mutaciones heterocigotas en el gen GLI2 fueron previamente comunicadas como causa de déficit aislado de hormona de crecimiento (IGHD) o déficit múltiple de hormonas hipofisarias (MPHD), con o sin otras malformaciones. El objetivo del estudio fue analizar la presencia de alteraciones en el gen GLI2 en un grupo de pacientes con IGHD o MPHD acompañado de neurohipófisis ectópica o ausente. La secuencia codificante y las regiones intrónicas flanqueantes del gen GLI2 fueron amplificadas y secuenciadas de manera directa a partir de ADN genómico extraído de sangre periférica proveniente de 18 sujetos afectados y sus familiares. Se utilizaron herramientas informáticas para predecir el impacto funcional de las nuevas variantes encontradas (Polyphen2, SIFT, Mutation Taster). Identificamos dos nuevas variantes heterocigotas con pérdida de sentido en dos pacientes no relacionados, p.Arg231Gln y p.Arg226Leu, localizadas en el dominio represor de la proteína. Estas variantes afectan aminoácidos altamente conservados en la secuencia proteica de GLI2 y no se encuentran informadas en las bases de datos disponibles. Las herramientas informáticas utilizadas sugieren que estas variantes pueden ser la causa del desarrollo de la enfermedad. Nuestro resultados indican que el gen GLI2 es uno de los genes candidatos a estudiar cuando existe una asociación entre déficit de hormonas hipofisarias y alteraciones en el desarrollo de la neurohipófisis. Se sugiere la existencia de otros factores adicionales que podrían contribuir a la variabilidad del fenotipo observado.

Análise molecular do gene HES1 em pacientes portadores de hipopituitarismo congênito / Molecular analysis of the HES1 gene in patients with congenital hypopituitarism

Estudos em modelos animais transgênicos possibilitaram o conhecimento de parte dos genes envolvidos na embriogênese hipofisária e da etiologia genética do hipopituitarismo em humanos. Entretanto, a etiologia da maior parte dos casos de hipopituitarismo congênito, principalmente os associados à neuro-hipófise ectópica (NE), ainda é pouco definida. Mutações no gene PROP1 são a causa genética mais comum de hipopituitarismo descritas até o momento, mas estão sempre associadas à neuro-hipófise tópica. Estudos destinados a esclarecer o mecanismo molecular da mutação do gene Prop1 em camundongos demonstraram a participação da via de sinalização Notch e de seus componentes, dentre eles, o gene Hes1. O HES1 é um gene que codifica um fator de transcrição que participa de estágios precoces do desenvolvimento hipofisário e está envolvido com a morfogênese da neuro-hipófise. A avaliação do camundongo com nocaute em homozigose deste gene acarreta uma hipoplasia da adeno-hipófise e ausência da neuro-hipófise; e sua expressão constitutiva está associada ao hipopituitarismo. Como a NE é um achado comum no hipopituitarismo congênito e o gene HES1 pode estar relacionado a sua fisiopatologia, a região codificadora do gene HES1 foi avaliada em 192 pacientes com hipopituitarismo congênito. A variante alélica c.578G > A (p.G193D) em heterozigose foi encontrada em um paciente com hipopituitarismo congênito associado à NE. A avaliação da predição in silico do efeito funcional da variante pela ferramenta MutationTaster sugere que a troca do aminoácido glicina, altamente conservado entre os mamíferos, por ácido aspártico, seja deletéria. No estudo da segregação familiar, quatro irmãos aparentemente normais apresentam a mesma variante, sendo que dois deles possuem alterações discretas na imagem da hipófise. Em conclusão, esta é uma nova variante alélica descrita no gene HES1, ausente em grandes bancos de dados e controles saudáveis da população brasileira, mas presente em irmãos não...

Studies of transgenic animal models have allowed for the discovery of genes involved in human pituitary embryogenesis and the genetic etiology of hypopituitarism. However, the genetic causes of most cases of congenital hypopituitarism, especially those associated with an ectopic posterior pituitary, remain poorly defined. Mutations in the gene PROP1 are the most common genetic causes of hypopituitarism described to date, and are always associated with an ectopic posterior pituitary. Studies to elucidate the molecular mechanisms of Prop1 mutations in mice have demonstrated the involvement of the Notch signaling pathway, including its downstream target Hes1. The HES1 gene encodes a transcription factor that participates in early stages of pituitary development and is involved in posterior pituitary morphogenesis. Hes1 knockout mice exhibit a hypoplastic anterior pituitary and absence of a posterior pituitary. Conversely, constitutive expression of Hes1 is associated with hypopituitarism. Since an ectopic posterior pituitary is commonly found in congenital hypopituitarism and the HES1 gene may be related to its pathophysiology, the coding region of gene HES1 was screened in 192 patients with congenital hypopituitarism. A heterozygous allelic variant c.578G >A (p.G193D) was identified in a patient with congenital hypopituitarism associated with an ectopic posterior pituitary. Assessment by MutationTaster, a bioinformatic tool for in silico prediction of functional effect of missense variants, suggests that substitution of glycine (a highly conserved amino acid in this position among mammals) for aspartic acid is deleterious. In the genetic study of family members, we identified four apparently normal siblings with the same variant, two of which have discrete changes in their pituitary MRI. In conclusion, we described a new allelic variant in the gene HES1, absent in large databases and healthy Brazilian controls, but present in the unaffected...

Análise dos genes GHRH e GL12 em pacientes com deficiência de hormônio do crescimento congênita / GHRH and GLI2 genes analysis in patients with congenital growth hormone deficiency

Introdução: Alterações em genes relacionados com a secreção de GH ou a organogênese hipofisária foram identificadas em pacientes com deficiência de hormônio do crescimento (DGH) congênita. Entretanto, poucos casos de DGH têm sua etiologia esclarecida. O GHRH é um candidato óbvio para explicar a deficiência isolada de GH (DIGH). Na literatura, os estudos de análise do GHRH não conseguiram identificar mutações, porém são antigos e utilizaram uma metodologia com limitações. A maioria dos pacientes com deficiência hipotálamo-hipofisária múltipla (DHHM) apresenta neuroipófise ectópica sugerindo a importância do estudo de genes que atuam no início do desenvolvimento hipofisário, com expressão inclusive no infundíbulo. O GLI2 é um fator de transcrição na sinalização Sonic Hedgehog, envolvido com o início da embriogênese hipofisária, expresso na bolsa de Rathke primordial e no diencéfalo ventral. Previamente, mutações no GLI2 foram encontradas em pacientes com holoprosencefalia, e também alterações hipofisárias. Objetivos: Analisar o GHRH em 151 pacientes com DIGH (42 brasileiros e 109 encaminhados de centros internacionais) e analisar o GLI2 em 180 pacientes brasileiros com DIGH ou DHHM por PCR e sequenciamento automático dos genes; e descrever o fenótipo dos pacientes com mutações identificadas. Resultados: No GHRH foram identificadas seis variantes em heterozigose com previsão benigna pelas análises in silico. A análise do GLI2 identificou três mutações novas em heterozigose com códon de parada prematuro (p.L788fsX794, p.L694fsX722 e p.E380X), e geração de proteínas truncadas, com perda do domínio responsável pela ativação transcricional. A mutação p.L788fsX794 foi identificada numa paciente com baixa estatura, polidactilia, epilepsia e hipoglicemias. Apresentava deficiência de GH, TSH, ACTH, prolactina, LH e FSH. Na investigação familiar foi diagnosticada DIGH em dois tios e DHHM numa prima. Estes familiares, além de sua mãe e outros parentes maternos também...

Introduction: Alterations in genes related to GH secretion and pituitary organogenesis have been identified in patients with congenital GH deficiency (GHD). However, in only few cases of GHD the etiology has been established. GH-releasing hormone (GHRH) is an obvious candidate to explain isolated GH deficiency (IGHD). Previous reports in the literature did not identify mutations in GHRH, however, the methodology used was limited. Most patients with combined pituitary hormone deficiency (CPHD) have an ectopic posterior pituitary lobe (EPP) suggesting the study of genes involved in early pituitary development and also expressed in the infundibulum. GLI2 is a transcription factor in Sonic hedgehog signaling expressed in the primordial Rathkes pouch and ventral diencephalon during early pituitary development. Previously, GLI2 mutations were found in patients with holoprosencephaly and pituitary abnormalities. Aim: Analyse GHRH in 151 patients with IGHD (42 Brazilian and 101 from international centers) and GLI2 in 180 Brazilian patients with IGHD or CPHD by PCR and automatic sequencing, and describe the phenotype of patients with mutations. Results: In GHRH, six heterozygous variants that are benign according to in silico analysis were identified. GLI2 study revealed three novel heterozygous mutations leading to premature stop codons (p.L788fsX794, p.L694fsX722 e p.E380X) and truncated proteins, without the transcriptional activator domain. p.L788fsX794 was identified in a girl with short stature, polydactyly, epilepsy and hypoglycemia. She had GH, TSH, ACTH, prolactina, LH and FSH deficiencies. Two uncles had IGHD and one cousin CPHD. These relatives, the mother and other maternal relatives had polydactyly and carried the mutation. p.L694fsX722 was identified in a boy with short stature due to GHD who also had cleft lip and palate. His healthy father also carried the mutation. p.E380X was identified in an infant with delayed development, hypoglycemia, polyuria...

Delayed Puberty due to Pituitary Stalk Dysgenesis and Ectopic Neurohypophysis

Hypopituitarism is not a common cause of delayed puberty. A 22 year old man was referred to our clinic because of the absence of the development of secondary sexual characteristics. The patient had no complaints of physical discomfort. Random serum testosterone and luteinizing hormone level were obtained and found to be low. The combined pituitary function stimulation test revealed a partial hypopituitarism. A pituitary magnetic resonance imaging (MRI) was obtained and showed decreased pituitary stalk enhancement and ectopic neurohypophysis. Therefore, we conclude that the delayed puberty was a result of hypopituitarism due to pituitary stalk dysgenesis and ectopic neurohypophysis. The patient was started on hormone replacement therapy and gradually developed secondary sexual characteristics.

Estudo do gene LHX4 em pacientes com hipopituitarismo associado a neuro-hipófise ectópica / Molecular analysis of the LHX4 gene in hypopituitary patients with ectopic posterior pituitary lobe

O fenótipo dos pacientes com mutação do LHX4 em humanos é caracterizado por hipopituitarismo associado a neuro-hipófise ectópica. O objetivo do estudo é verificar a presença de mutações no LHX4 em 63 pacientes com o citado fenótipo. Os pacientes foram submetidos à avaliação hormonal e por imagem através de ressonância magnética. A análise molecular incluiu amplificação do gene por PCR, sequenciamento automático direto e uso de enzima de restrição. Encontramos deficiência hipofisária múltipla em 81 por cento dos pacientes. A neuro-hipófise foi localizada na eminência média em 35 por cento dos pacientes com haste visualizada e em 33 por cento dos pacientes sem haste visualizada. Identificamos 5 novas variações alélicas e três delas caracterizamos como polimorfismos. Concluímos que mutações no LHX4 são causas raras de hipopituitarismo / LHX4 gene mutation phenotype is characterized by hypopituitarism associated to ectopic posterior pituitary lobe (EPL). To investigate clinical characteristics and LHX4 mutations in 63 patients with this phenotype, evaluation of pituitary function, imaging and molecular analysis of LHX4 using PCR, automatic sequencing and restriction enzyme were performed. Combined pituitary hormone deficiency was found in 81 per cent of patients. The EPL was located at median eminence in 35 per cent of patients with visualized pituitary stalk and in 33 per cent of patients without visualized pituitary stalk. We found five new allelic variations, three of them characterized as new polymorphisms without clear relationship to the phenotype. LHX4 gene mutations remain rare causes of hypopituitarism associated to EPL...

Enanismo asociado a panhipopituitarismo con neurohipófisis ectópica, sin diabetes insípida / Dwarfism associated at panhypopituitarism with ectopic neurohypophysis without diabetes insipidus

We are introducing a patient of 22 years old who suffers from Dwarfness and primary Amenorrhea. She showed dosages of basal somatotrophin and post estimulation of 0.5 ng/ml or less, somatomedin (IGF1): 2.40 ui/ml, rudiment uterus and annexes with normal karyotype 46xx. RMN of Sella Turcica and adjacencies showed; a posterior pituitary lobe ectopy, with the conservation of his hypothalamic conexion and hormonal deficit of L.A. (suprarenal, gonadal and somatotrophic axes). The use of RMN allowed us to evaluate and thus reached a precise diagnosis in reference to the hypothalamic lesion.

MRI of congenital pituitary insuficiency

Foram analisadas as imagens obtidas em aparelho de 1,5 Tesla, 193 pacientes portadores de insuficiencia pituitaria congenita. Cento e trinta e nove pacientes eram portadores de deficit isolado de hormonio de crescimento e os outros 54 pacientes apresentavam multiplas deficiencias de hormonios pituitarios. Os lobos anterior e posterior da glandula pituitaria normal podem ser perfeitamente diferenciados a RM devido ao hipersinal caracteristico do lobo posterior em sequencias pesadas em T1...