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Background Cardiomyopathies (CMs) are a heterogeneous group of myocardial diseases associated with mechanical and electrical dysfunction, not secondary to coronary artery disease, hypertension, valvular and congenital heart disease. Some CMs, like hypertrophic (HCM), dilated (DCM), arrhythmogenic (ACM), and left ventricular non-compaction (LVNC), have an evident genetic basis. Filamin C, encoding by FLNC gene, is an actin-binding cytoskeletal protein, mainly expressed in cardiac cells, that connects the sarcomere with other subcellular structures. Mutations in FLNC gene have been recently shown to be responsible for different forms of CM. It was demonstrated that DCM and ACM patients with FLNC truncating mutations have a highly arrhythmogenic profile and an increased risk of sudden cardiac death. Therefore, it is very important to identify patients with FLNC mutations to prevent the occurrence of life-threatening events. Hence, FLNC gene was investigated in the present study in a cohort of patients diagnosed with an inherited CM, with no other evident genetic causes of disease. Aim The aim of this study is to evaluate the impact of FLNC mutations as genetic substrate of inherited cardiomyopathies, and to provide genotype-phenotype correlations in FLNC-positive patients to address these patients to the appropriate therapeutic approach. Methods The study population includes 177 unrelated patients affected by an inherited CM, specifically 69 with HCM, 42 with DCM, 42 with ACM, 24 with LVNC. All these patients underwent genetic screening of the main CMs-associated genes, and no disease-causing mutations were identified. FLNC screening was performed through targeted-next generation sequencing with a custom panel including approximately 100 genes associated with CMs. DNA library preparation was done following the SureSelectXT Low Input protocol. Sequencing was performed on NextSeq 500 platform. Genetic analysis of FLNC gene was carried out for all 177 subjects and rare variants identified were classified according to the ACMG guidelines. Results Seventeen heterozygous non polymorphic genetic variants (MAF<1%) in the coding regions of FLNC gene were identified in 16 patients of the cohort, as one patient carries two variants. Of these, 2 were classified as pathogenic (P) (p.W45X,c.3791-1G>A), 2 as likely pathogenic (LP) (p.Q1976X,p.Q2166X), 9 as variant of uncertain significance (VUS-including 2 VUS favour pathogenic, p.P174L,p.D2093N), and 4 as likely benign (LB). The genetic analysis was focused on 13 variants (in 12 patients) that may have a clinical significance, and the 4 LB variants were excluded. Missense variants were mainly identified in HCM patients (6/9, 66%), and were classified as VUS, while truncating/splice-site variants were preferentially identified in ACM or DCM patients (4/5, 80%) and classified as P/LP. Clinical follow-up and segregation family study were undertaken in patients with clinically actionable (P, LP) or with VUS favour pathogenic variants. Conclusions The prevalence of FLNC P/LP variants in this cohort of cardiomyopathy patients was around 2.2% (4/177 patients), while the prevalence including the VUS variants reached 6.7% (12/177 patients), in agreement with literature estimates in larger studies. Clinically actionable variants were all identified in patients with an overt ACM or DCM phenotype, and with a highly arrhythmic profile. The identification of such FLNC genetic defects can modify the therapeutic approach adopted in these patients, also considering ICD implantation for primary prevention of life-threatening arrhythmias, according to the Heart Rhythm Society guidelines. For these reasons, FLNC gene should always be included in the routine screening of ACM and DCM patients, to prevent the most fearful complication represented by sudden cardiac death.

RUOLO DEL GENE FLNC NELLE CARDIOMIOPATIE EREDITARIE Introduzione Le cardiomiopatie (CMs) sono un gruppo eterogeneo di malattie cardiache caratterizzate da una disfunzione strutturale, meccanica ed elettrica del miocardio. Alcune cardiomiopatie, tra cui l’ipertrofica (CMI), la dilatativa (CMD), l’aritmogena (CMA), hanno un’evidente base genetica. La filamina C, codificata dal gene FLNC, è una proteina del citoscheletro che mantiene l’integrità strutturale dei cardiomiociti. E’ stato recentemente dimostrato che mutazioni nel gene FLNC siano responsabili di diverse forme di CM, con importanti implicazioni prognostiche; i pazienti affetti da CMA o CMD con mutazioni nel gene FLNC hanno un profilo altamente aritmico ed un aumentato rischio di morte cardiaca improvvisa. Pertanto, è molto importante identificare questi pazienti, al fine di prevenire l’insorgenza di eventi aritmici potenzialmente fatali. Scopo del lavoro Lo scopo di questo lavoro di tesi è stato quello di valutare l’impatto e l’incidenza delle mutazioni nel gene FLNC come substrato genetico delle diverse forme di CM ereditaria e di valutare la correlazione genotipo-fenotipo nei pazienti positivi allo screening, in modo da poter indirizzarli verso l’approccio terapeutico più adeguato. Metodi La popolazione di studio è composta da 177 pazienti non imparentati tra loro, diagnosticati con una CM. Tutti i pazienti sono risultati negativi allo screening genetico di routine effettuato sui geni principali associati a CM. Lo screening del gene FLNC è stato effettuato mediante next generation sequencing con un pannello custom per l’analisi di circa 100 geni associati a CM. Le librerie di DNA sono state preparate con il protocollo SureSelectXT Low Input. Il sequenziamento è stato condotto su piattaforma NextSeq 500. Le varianti rare identificate sono state classificate secondo le linee guida dell’ACMG. Risultati 17 varianti genetiche non polimorfiche (MAF<1%) localizzate nelle regioni codificanti del gene FLNC sono state identificate in eterozigosi in 16 pazienti, in quanto un paziente è portatore di 2 varianti. Tra queste varianti, 2 sono state classificate come patogenetiche (P), 2 come probabilmente patogenetiche (LP) , 9 come varianti d’incerto significato (VUS-incluse 2 VUS favour pathogenic, e 4 come probabilmente benigne (LB). L’analisi genetica si è focalizzata sulle 13 varianti con potenziale impatto clinico mentre le 4 varianti LB sono state escluse. Le varianti missenso sono state principalmente identificate in pazienti con CMI (6/9, 66%) e sono state tutte classificate come VUS mentre le varianti nonsenso/del sito di splicing sono state preferenzialmente identificate in pazienti con CMA o CMD (4/5, 80%) e classificate come P/LP. Nei pazienti portatori di varianti con significato clinico (P, LP) e di VUS favour pathogenic è stato intrapreso un follow-up clinico ed è in corso lo studio di segregazione all’interno delle famiglie. Conclusioni La prevalenza di varianti P/LP in questa popolazione è risultata essere del 2,2% (4/177 pazienti); considerando anche le varianti VUS la prevalenza raggiunge il 6,7% (12/177 pazienti). Le varianti di significato clinico sono state identificate in pazienti con un fenotipo conclamato di CMA o CMD, accompagnato da un profilo aritmico di rilievo. L’identificazione di difetti genetici di questo tipo nel gene FLNC può anche modificare l’approccio terapeutico e comportare la valutazione dell’impianto di un defibrillatore cardiaco, per la prevenzione primaria di aritmie ventricolari maligne. Per questi motivi, il gene FLNC dovrebbe essere sempre incluso nei test genetici di routine effettuati in pazienti con CMA o CMD, per poter prevenire la complicanza più temibile rappresentata dalla morte cardiaca improvvisa.

The role of FLNC gene in inherited cardiomyopathies

KAJESE, ELSIE VIDAH
2020/2021

Abstract

Background Cardiomyopathies (CMs) are a heterogeneous group of myocardial diseases associated with mechanical and electrical dysfunction, not secondary to coronary artery disease, hypertension, valvular and congenital heart disease. Some CMs, like hypertrophic (HCM), dilated (DCM), arrhythmogenic (ACM), and left ventricular non-compaction (LVNC), have an evident genetic basis. Filamin C, encoding by FLNC gene, is an actin-binding cytoskeletal protein, mainly expressed in cardiac cells, that connects the sarcomere with other subcellular structures. Mutations in FLNC gene have been recently shown to be responsible for different forms of CM. It was demonstrated that DCM and ACM patients with FLNC truncating mutations have a highly arrhythmogenic profile and an increased risk of sudden cardiac death. Therefore, it is very important to identify patients with FLNC mutations to prevent the occurrence of life-threatening events. Hence, FLNC gene was investigated in the present study in a cohort of patients diagnosed with an inherited CM, with no other evident genetic causes of disease. Aim The aim of this study is to evaluate the impact of FLNC mutations as genetic substrate of inherited cardiomyopathies, and to provide genotype-phenotype correlations in FLNC-positive patients to address these patients to the appropriate therapeutic approach. Methods The study population includes 177 unrelated patients affected by an inherited CM, specifically 69 with HCM, 42 with DCM, 42 with ACM, 24 with LVNC. All these patients underwent genetic screening of the main CMs-associated genes, and no disease-causing mutations were identified. FLNC screening was performed through targeted-next generation sequencing with a custom panel including approximately 100 genes associated with CMs. DNA library preparation was done following the SureSelectXT Low Input protocol. Sequencing was performed on NextSeq 500 platform. Genetic analysis of FLNC gene was carried out for all 177 subjects and rare variants identified were classified according to the ACMG guidelines. Results Seventeen heterozygous non polymorphic genetic variants (MAF<1%) in the coding regions of FLNC gene were identified in 16 patients of the cohort, as one patient carries two variants. Of these, 2 were classified as pathogenic (P) (p.W45X,c.3791-1G>A), 2 as likely pathogenic (LP) (p.Q1976X,p.Q2166X), 9 as variant of uncertain significance (VUS-including 2 VUS favour pathogenic, p.P174L,p.D2093N), and 4 as likely benign (LB). The genetic analysis was focused on 13 variants (in 12 patients) that may have a clinical significance, and the 4 LB variants were excluded. Missense variants were mainly identified in HCM patients (6/9, 66%), and were classified as VUS, while truncating/splice-site variants were preferentially identified in ACM or DCM patients (4/5, 80%) and classified as P/LP. Clinical follow-up and segregation family study were undertaken in patients with clinically actionable (P, LP) or with VUS favour pathogenic variants. Conclusions The prevalence of FLNC P/LP variants in this cohort of cardiomyopathy patients was around 2.2% (4/177 patients), while the prevalence including the VUS variants reached 6.7% (12/177 patients), in agreement with literature estimates in larger studies. Clinically actionable variants were all identified in patients with an overt ACM or DCM phenotype, and with a highly arrhythmic profile. The identification of such FLNC genetic defects can modify the therapeutic approach adopted in these patients, also considering ICD implantation for primary prevention of life-threatening arrhythmias, according to the Heart Rhythm Society guidelines. For these reasons, FLNC gene should always be included in the routine screening of ACM and DCM patients, to prevent the most fearful complication represented by sudden cardiac death.
2020
The role of FLNC gene in inherited cardiomyopathies
RUOLO DEL GENE FLNC NELLE CARDIOMIOPATIE EREDITARIE Introduzione Le cardiomiopatie (CMs) sono un gruppo eterogeneo di malattie cardiache caratterizzate da una disfunzione strutturale, meccanica ed elettrica del miocardio. Alcune cardiomiopatie, tra cui l’ipertrofica (CMI), la dilatativa (CMD), l’aritmogena (CMA), hanno un’evidente base genetica. La filamina C, codificata dal gene FLNC, è una proteina del citoscheletro che mantiene l’integrità strutturale dei cardiomiociti. E’ stato recentemente dimostrato che mutazioni nel gene FLNC siano responsabili di diverse forme di CM, con importanti implicazioni prognostiche; i pazienti affetti da CMA o CMD con mutazioni nel gene FLNC hanno un profilo altamente aritmico ed un aumentato rischio di morte cardiaca improvvisa. Pertanto, è molto importante identificare questi pazienti, al fine di prevenire l’insorgenza di eventi aritmici potenzialmente fatali. Scopo del lavoro Lo scopo di questo lavoro di tesi è stato quello di valutare l’impatto e l’incidenza delle mutazioni nel gene FLNC come substrato genetico delle diverse forme di CM ereditaria e di valutare la correlazione genotipo-fenotipo nei pazienti positivi allo screening, in modo da poter indirizzarli verso l’approccio terapeutico più adeguato. Metodi La popolazione di studio è composta da 177 pazienti non imparentati tra loro, diagnosticati con una CM. Tutti i pazienti sono risultati negativi allo screening genetico di routine effettuato sui geni principali associati a CM. Lo screening del gene FLNC è stato effettuato mediante next generation sequencing con un pannello custom per l’analisi di circa 100 geni associati a CM. Le librerie di DNA sono state preparate con il protocollo SureSelectXT Low Input. Il sequenziamento è stato condotto su piattaforma NextSeq 500. Le varianti rare identificate sono state classificate secondo le linee guida dell’ACMG. Risultati 17 varianti genetiche non polimorfiche (MAF<1%) localizzate nelle regioni codificanti del gene FLNC sono state identificate in eterozigosi in 16 pazienti, in quanto un paziente è portatore di 2 varianti. Tra queste varianti, 2 sono state classificate come patogenetiche (P), 2 come probabilmente patogenetiche (LP) , 9 come varianti d’incerto significato (VUS-incluse 2 VUS favour pathogenic, e 4 come probabilmente benigne (LB). L’analisi genetica si è focalizzata sulle 13 varianti con potenziale impatto clinico mentre le 4 varianti LB sono state escluse. Le varianti missenso sono state principalmente identificate in pazienti con CMI (6/9, 66%) e sono state tutte classificate come VUS mentre le varianti nonsenso/del sito di splicing sono state preferenzialmente identificate in pazienti con CMA o CMD (4/5, 80%) e classificate come P/LP. Nei pazienti portatori di varianti con significato clinico (P, LP) e di VUS favour pathogenic è stato intrapreso un follow-up clinico ed è in corso lo studio di segregazione all’interno delle famiglie. Conclusioni La prevalenza di varianti P/LP in questa popolazione è risultata essere del 2,2% (4/177 pazienti); considerando anche le varianti VUS la prevalenza raggiunge il 6,7% (12/177 pazienti). Le varianti di significato clinico sono state identificate in pazienti con un fenotipo conclamato di CMA o CMD, accompagnato da un profilo aritmico di rilievo. L’identificazione di difetti genetici di questo tipo nel gene FLNC può anche modificare l’approccio terapeutico e comportare la valutazione dell’impianto di un defibrillatore cardiaco, per la prevenzione primaria di aritmie ventricolari maligne. Per questi motivi, il gene FLNC dovrebbe essere sempre incluso nei test genetici di routine effettuati in pazienti con CMA o CMD, per poter prevenire la complicanza più temibile rappresentata dalla morte cardiaca improvvisa.
BINDA, CLAUDIA
CROTTI, LIA
Lauree Magistrali
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/20.500.14239/13557