Jornal de Pediatria Jornal de Pediatria
J Pediatr (Rio J)2017;93:497-507 DOI: 10.1016/j.jpedp.2017.03.004
Artigo Original
Genomic imbalances in syndromic congenital heart disease
Desequilíbrios genômicos na cardiopatia congênita sindrômica
Miriam Coelho Molcka, Milena Simionia, Társis Paiva Vieiraa, Ilária Cristina Sgardiolia, Fabíola Paoli Monteiroa, Josiane Souzab, Agnes Cristina Fett‐Contec, Têmis Maria Félixd, Isabella Lopes Monlléoe, Vera Lúcia Gil‐da‐Silva‐Lopesa,,
a Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), Departamento de Genética Médica, Campinas, SP, Brasil
b Centro de Atendimento Integral ao Fissurado Lábio Palatal (CAIF), Curitiba, PR, Brasil
c Faculdade de Medicina de São José do Rio Preto, Departamento de Biologia Molecular, São José do Rio Preto, SP, Brasil
d Hospital de Clínicas de Porto Alegre, Serviço de Genética Médica, Porto Alegre, RS, Brasil
e Universidade Federal de Alagoas (UFAL), Hospital Universitário, Faculdade de Medicina, Serviço de Genética Clínica, Maceió, AL, Brasil
Recebido 27 Julho 2016, Aceitaram 21 Novembro 2016
Resumo
Objetivo

Identificar desequilíbrios genômicos patogênicos em pacientes que apresentam cardiopatias congênitas (CC) e anomalias extracardíacas e exclusão da síndrome de deleção 22q11.2 (SD22q11.2).

Métodos

Foram avaliados por microarray cromossômico (CMA) 78 pacientes negativos para a deleção 22q11.2, previamente testados por hibridação in situ com fluorescência (FISH) e/ou amplificação de múltiplas sondas dependentes de ligação (MLPA).

Resultados

Foram identificadas variações do número de cópias de DNA (CNVs) clinicamente significativas (≥ 300kb) em 10% (8/78) dos casos, além de CNVs potencialmente relevantes em dois casos (duplicação de 993kb em 15q21.1 e duplicação de 706kb em 2p22.3). Genes envolvidos como IRX4, BMPR1A, SORBS2, ID2, ROCK2, E2F6, GATA4, SOX7, SEMAD6D, FBN1 e LTPB1 são conhecidos por atuar no desenvolvimento cardíaco e podem ser genes candidatos a CC.

Conclusão

Esses dados mostram que pacientes que apresentam CC, com anomalias extracardíacas e exclusão da SD22q11.2, devem ser investigados por CMA. Ainda, este estudo enfatiza a possível função das CNVs nas CC.

Abstract
Objective

To identify pathogenic genomic imbalances in patients presenting congenital heart disease (CHD) with extra cardiac anomalies and exclusion of 22q11.2 deletion syndrome (22q11.2 DS).

Methods

78 patients negative for the 22q11.2 deletion, previously screened by fluorescence in situ hybridization (FISH) and/or multiplex ligation probe amplification (MLPA) were tested by chromosomal microarray analysis (CMA).

Results

Clinically significant copy number variations (CNVs ≥300kb) were identified in 10% (8/78) of cases. In addition, potentially relevant CNVs were detected in two cases (993kb duplication in 15q21.1 and 706kb duplication in 2p22.3). Genes inside the CNV regions found in this study, such as IRX4, BMPR1A, SORBS2, ID2, ROCK2, E2F6, GATA4, SOX7, SEMAD6D, FBN1, and LTPB1 are known to participate in cardiac development and could be candidate genes for CHD.

Conclusion

These data showed that patients presenting CHD with extra cardiac anomalies and exclusion of 22q11.2 DS should be investigated by CMA. The present study emphasizes the possible role of CNVs in CHD.

Keywords
DNA copy number variations, Congenital heart defects, 22q11 deletion syndrome, Comparative genomic hybridization, Chromosome aberrations
Palavras‐chave
Variações do número de cópias de DNA, Cardiopatias congênitas, Síndrome de deleção 22q11, Hibridização genômica comparativa, Aberrações cromossômicas
Introdução

A cardiopatia congênita (CC) é uma malformação comum que afeta aproximadamente seis de 1.000 nascidos vivos. Ela ocorre isoladamente ou em anomalias congênitas múltiplas, dentre as quais a síndrome de deleção 22q11.2 é a mais comum.1 A CC é a manifestação mais crítica e principal fator de morbimortalidade na síndrome de deleção 22q11.2 (22q11.2DS), afeta entre 74% e 80% dos pacientes. Dentre diversas CCs relatadas, os defeitos conotruncais e/ou do arco aórtico são os mais prevalentes.2 A causa da heterogeneidade fenotípica cardíaca não é conhecida, porém não há provas de correlação com sexo, raça, tamanho da deleção 22q11.2 ou origem parental da deleção.3

Recomenda‐se que todos os recém‐nascidos ou crianças que apresentem CC e dismorfismo ou outras anomalias congênitas sejam examinadas para deleção 22q11.2.4 Além disso, desequilíbrios genômicos de outras regiões cromossômicas, inclusive 10p12‐p15, 4q21‐q35, 8p21‐p23, 17p13 e 18q21, podem ser encontrados em pacientes com suspeita clínica de 22q11.2DS e sem deleção 22q11.2.5

Atualmente, a aplicação da análise cromossômica por microarray (CMA) no diagnóstico clínico possibilita a identificação de desequilíbrios genômicos submicroscópicos indetectáveis, traz novas informações sobre a gênese dos defeitos congênitos. Investigamos um grupo de indivíduos que apresentam CC com anomalias extracardíacas e exclusão da 22q11.2DS para identificar desequilíbrios genômicos patogênicos.

Pacientes e métodosPacientes

O Comitê de Ética em Pesquisa da Universidade de Campinas aprovou este estudo (números 487/2009 e 433/2010). Todos os participantes ou seus responsáveis assinaram o consentimento informado por escrito. A avaliação incluiu um protocolo padronizado como parte de um estudo multicêntrico do Projeto Crânio‐Face Brasil e todos os indivíduos foram consultados por um geneticista.

Inicialmente, 108 pacientes que apresentam CC com anomalias extracardíacas e suspeita clínica de 22q11.2 foram examinado por hibridização in situ por fluorescência (FISH) e/ou amplificação de múltiplas sondas dependentes de ligação (MLPA). Apenas 78 pacientes (43 homens e 35 mulheres) sem 22q11.2 foram incluídos no presente estudo.

Dentre as CCs nessa coorte, foi observada tetralogia de Fallot (ToF) em 40%, defeito do septo ventricular (DSV) em 22% e defeito do septo atrial (DAS) em 8% dos casos. Em 9% dos casos foram observados dois desses três defeitos. O restante dos 21% dos casos apresentou outros defeitos cardíacos como truncus arteriosus (TA), válvula aórtica bicúspide (VAB) e persistência do canal arterial (PCA), dentre outros.

As principais características clínicas encontradas nesses pacientes, além de CC, foram: dismorfismos faciais – 96% (75/78), alterações neurocognitivas e comportamentais – 65% (51/78), alterações esqueléticas – 58% (45/78), alterações palatinas – 43% (34/78), alterações imunológicas – 41% (32/78), atraso no crescimento e/ou alterações na alimentação – 32% (25/78), anomalias gastrointestinais – 23% (18/78), perda de audição – 10% (8/78), anomalias no trato urinário – 10% (8/78), alterações visuais – 9% (7/78) e alterações neurológicas – 5% (4/78).

Métodos

As análises cromossômicas por microarray foram feitas em todos os 78 pacientes. Os pais dos pacientes não foram testados. Para cada amostra, 250ng de DNA genômico foram marcados e hibridados no chip CytoScan HD (Affymetrix®, EUA), de acordo com as recomendações do fabricante. Os parâmetros de controle de qualidade foram avaliados com o pacote de software de sistema de genotipagem Affymetrix®. Os dados de array foram analisados com o software de análise cromossômica (ChAS Affymetrix®). Foram aplicados filtros de 25 marcadores genéticos para deleção e 50 para duplicações, conforme recomendado pelo fabricante, e também foi aplicado um comprimento mínimo do segmento de 300kb para duplicações e deleções (definido como amplas variações no número de cópias (CNVs). Essas CNVs foram confirmadas com o software Nexus Copy Number (BioDiscovery®, EUA). As CNVs foram ainda comparadas com um conjunto de dados de CNVs para controle interno, inclusive 105 controles da população geral brasileira designada com o Cytoscan HD (Affymetrix®). Apenas os desequilíbrios genômicos encontrados em todas as abordagens foram selecionados para investigação mais detalhada, com as seguintes bases de dados: Database of Genomic Variants (DGV),6Database of Chromosomal Imbalance and Phenotype in Humans (DECIPHER)7 e Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM).8 As CNVs consideradas relevantes foram transferidas para confirmação por outra plataforma de microarray. Essa confirmação foi feita para 18 pacientes, com o microarray de genoma humano G3 SurePrint 8×60Kda Agilent (Agilent Technologies®, EUA). O DNA extraído dos pacientes e os controles de referência (Promega®, EUA) foram medidos para concentração e pureza com o espectrofotômetro Qubit® (Life Technologies®, EUA). A quantidade de 500ng de DNA do paciente e um DNA de referência com correspondência sexual foi processada para rotulagem e hibridização de acordo com o protocolo do fabricante (hibridização genômica comparativa (CGH) – array de oligonucleotídeos da Agilent para análise do DNA genômico – protocolo de rotulagem enzimática v7.3). Os slides foram digitalizados em um scanner dual‐laser G4900DA (Agilent Technologies®, EUA) e as imagens foram extraídas e analisadas com o software de extração de recursos Agilent (v.11.5.1.1). Os dados de array foram analisados com o software de citogenética (v.3.0.1.1). Um fluxograma com a população de pacientes estudada encontra‐se resumido na figura 1.

Figura 1.
(0.27MB).

Fluxograma com a população de pacientes e técnicas aplicadas.FISH, fluorescence in situ hybridization; MLPA, multiplexligation probe amplification; CMA, chromosomal microarray; CNVs, copy number variations; ChAS, chromosome analysis suite; DGV,database of genomic variants; DECIPHER, database of chromosomal imbalance and phenotype in humans using ensemble resources;OMIM, Online Mendelian Inheritance In Man.

Resultados

Foram detectadas 67 CNVs ≥ 300kb, 33 deleções e 34 duplicações. As CNVs com menos de 100% de sobreposição de casos na DECIPHER e as CNVs com mais de quatro ocorrências na DGV (sobreposição de mais de 50%) não foram consideradas potencialmente relevantes.

Dentre as 67 CNVs ≥ 300kb, 25 abrangem genes, 11 deleções e 14 duplicações; 18 CNVs foram confirmadas por outra plataforma de microarray e duas foram anteriormente detectadas pelas técnicas de FISH e/ou MLPA (tabela 1). As síndromes de anomalias congênitas múltiplas já foram relatadas na literatura e envolvem oito dessas CNVs: síndrome de deleção 16p11.2 OMIM 611913 (caso 8), síndrome de deleção 17q12 OMIM 614527 (caso 26), síndrome de deleção 5p OMIM 123450 (caso 29), síndrome de duplicação 3q (caso 40), síndrome de deleção 10q22‐q23 OMIM 612242 (caso 71), síndrome de deleção 4q (caso 72), síndrome de deleção 8p23.1 (caso 77) e síndrome de deleção 22q13.33 OMIM 606232 (caso 78). Esses pacientes apresentaram características clínicas que sobrepuseram 22q11.2DS (tabela 2).

Tabela 1.

Tipo de CC e CNVs ≥ 300kb observado na coorte

ID  Tipo de CC  CNV  Local  Número de cópias  Início (bp)  Final (bp)  Tamanho (kb)  Genes RefSeq  DGV  DECIPHER  Validado por aCGH 
DAS  del  12p12.1‐p12.2  20.994.908  21.415.634  421  SLCO1B3, SLCO1B7, SLCO1B1  Sim 
DAS  dup  15q22.2  62.209.640  62.543.660  334  VPS13C, C2CD4A, C2CD4B  –  NR 
ToF, AAI  del  16p11.2  29.567.295  30.177.916  611  SLC7A5P1, SPN, QPRT, ZG16, KIF22, MAZ, PRRT2, MVP, CDIPT, SEZ6L2, ASPHD1, KCTD13, TMEM219, TAOK2, HIRIP3, INO80E, DOC2A, FAM57B, ALDOA, PPP4C, TBX6, YPEL3, GDPD3, MAPK3  Sim 
13  TA  dup  8p11.1‐p11.21  42.935.729  43.776.564  841  FNTA, SGK196, HGSNAT, POTEA  Sim 
14  DSV, DAS, AP  del  10q25.1  110.420.129  111.116.531  696  RNU6‐53, MAPKAPK5P1‐001  –  Sim 
19  DSV  dup  Yp11.2  9.664.007  9.997.425  333  TTTY23, TTTY23B  –  NR 
20  DAS, PDA, AP  dup  2q13  110.504.318  111.365.996  862  RGPD5, RGPD6, LIMS3, LIMS3L, LIMS3‐LOC440895, LOC440895, LOC100288570, LOC440894, MIR4267, MALL, MIR4436B2, MIR4436B1, NPHP1, LINC00116, LOC100507334, LOC151009  –  Sim 
21  DAS  dup  7q21.13  88.819.024  89.678.695  860  ZNF804B  Sim 
24  DAS, TA, AP  del  16p11.1‐p11.2  34.197.616  35.158.405  961  UBE2MP1, LOC283914, LOC146481, LOC100130700, RN5S411, FLJ26245  –  –  Sim 
26  VAB  del  17q12  34.477.385  36.283.612  1.806  TBC1D3B, CCL3L3, CCL3L1, CCL4L2, CCL4L1, TBC1D3C, TBC1D3H, TBC1D3G, ZNHIT3, MYO19, PIGW, GGNBP2, DHRS11, MRM1, LHX1, AATF, MIR2909, ACACA, C17orf78, TADA2A, DUSP14, SYNRG, DDX52, HNF1B, LOC284100  –  Sim 
29  PCA  del  5p15.1‐p15.33  113.576  17.511.896  17.398  PLEKHG4B, LRRC14B, CCDC127, SDHA, PDCD6, AHRR, C5orf55, EXOC3, PP7080, SLC9A3, MIR4456, CEP72, TPPP, ZDHHC11, BRD9, TRIP13, LOC100506688, NKD2, SLC12A7, MIR4635, SLC6A19, SLC6A18, TERT, MIR4457, CLPTM1L, SLC6A3, LPCAT1, SDHAP3, LOC728613, MIR4277, MRPL36, NDUFS6, IRX4, IRX2, C5orf38, LOC285577, IRX1, LOC340094, ADAMTS16, KIAA0947, FLJ33360, MED10, UBE2QL1, LOC255167, NSUN2, SRD5A1, PAPD7, MIR4278, MIR4454, LOC442132, ADCY2, C5orf49, FASTKD3, MTRR, LOC729506, LOC100505738, MIR4458, SEMA5A, MIR4636, LOC100505806, SNORD123, TAS2R1, LOC285692, FAM173B, CCT5, CMBL, MARCH6, ROPN1L, ANKRD33B, DAP, CTNND2, TAG, DNAH5, TRIO, FAM105A, FAM105B, ANKH, LOC100130744, MIR4637, FBXL7, MARCH11, ZNF622, FAM134B, MYO10, LOC285696, BASP1, LOC401177  –  NR 
30  DAS  dup  5q33.2  154.330.014  154.664.212  334  MRPL22, KIF4B  –  –  NR 
35  ToF, AP, PLSVC  dup  15q21.1  48.023.616  49.017.024  993  SEMA6D, SLC24A5, MYEF2, CTXN2, SLC12A1, DUT, FBN1  –  Sim 
40  ToF, AP, DAS, PVCSE  dup  3q26.2  168.485.398  170.468.489  1.983  EGFEM1P, MECOM, TERC, ACTRT3, MYNN, LRRC34, LRRIQ4, LRRC31, SAMD7, LOC100128164, SEC62, GPR160, PHC3, PRKCI, SKIL, CLDN11, SLC7A14  –  Sim 
52  ToF, AP, DAS  dup  2p22.3  32.628.617  33.334.307  706  BIRC6, MIR558, TTC27, MIR4765, LINC00486, LOC100271832, LTBP1  Sim 
58  ToF, AP  dup  6q14.3  87.387.316  87.921.049  534  HTR1E, CGA, ZNF292  –  Sim 
59  ToF, AP, MVP  dup  16q23.1  77.923.068  78.596.237  673  VAT1L, CLEC3A, WWOX  –  Sim 
63  ToF, AP  dup  3p26.3  1.750.535  2.205.306  455  CNTN4, CNTN4‐AS2  Sim 
67  ToF  dup  3p26.3  1.775.844  2.158.248  382  CNTN4, CNTN4‐AS2  Não 
71  ToF  del  10q22.3‐q23.2  81.446.577  89.253.430  7.807  LOC650623, LOC642361, LOC100288974, MBL1P, SFTPD, LOC219347, C10orf57, PLAC9, ANXA11, LOC439990, MAT1A, DYDC1, DYDC2, FAM213A, TSPAN14, SH2D4B, NRG3, GHITM, C10orf99, CDHR1, LRIT2, LRIT1, RGR, LOC170425, FAM190B, GRID1‐AS1, GRID1, MIR346, WAPAL, OPN4, LDB3, BMPR1A, MMRN2, SNCG, C10orf116, AGAP11, FAM25A, GLUD1, FAM35A, FAM22A, LOC728190, LOC439994, FAM22D, LOC728218  ‐  Sim 
72  DAS, AP, ASD, TGA  dup  2p24.3‐p25.3  12.770  14.851.012  14.838  FAM110C, SH3YL1, ACP1, FAM150B, TMEM18, LOC339822, SNTG2, TPO, PXDN, MYT1L, LOC730811, TSSC1, TRAPPC12, ADI1, RNASEH1, LOC100506054, RPS7, COLEC11, ALLC, LOC100505964, LOC727982, SOX11, LOC150622, LOC400940, LINC00487, CMPK2, RSAD2, LOC386597, RNF144A, LOC100506274, LOC339788, LINC00299, ID2, KIDINS220, MBOAT2, ASAP2, ITGB1BP1, CPSF3, IAH1, ADAM17, YWHAQ, TAF1B, GRHL1, KLF11, CYS1, RRM2, C2orf48, MIR4261, HPCAL1, ODC1, SNORA80B, NOL10, ATP6V1C2, PDIA6, KCNF1, FLJ33534, C2orf50, PQLC3, ROCK2, LINC00570, E2F6, GREB1, MIR4429, NTSR2, LPIN1, MIR4262, TRIB2, MIR3125, LOC100506474, FAM84A  –  Sim 
    del  4q35.1‐q35.2  186.464.011  190.957.473  4.493  SORBS2, TLR3, FAM149A, FLJ38576, CYP4V2, KLKB1, F11, LOC285441, MTNR1A, FAT1, LOC339975, ZFP42, TRIML2, TRIML1, LOC401164, HSP90AA4P, FRG1, LOC100288255, FRG2  –  Sim 
    del  16p12.2  21.576.802  21.951.415  375  METTL9, IGSF6, OTOA, RRN3P1  Sim 
77  DSV, AP, DAS, PVCSE  del  8p23.1  8.093.065  11.935.465  3.842  FLJ10661, SGK223, CLDN23, MFHAS1, ERI1, MIR4660, PPP1R3B, LOC157273, TNKS, MIR597, LINC00599, MIR124‐1, MSRA, PRSS55, RP1L1, C8orf74, SOX7, PINX1, MIR1322, XKR6, MIR598, MTMR9, SLC35G5, TDH, C8orf12, FAM167A, BLK, LINC00208, GATA4, NEIL2, FDFT1, CTSB, DEFB136, DEFB135, DEFB134, LOC100133267, DEFB130  –  VA 
78  VAB, EA, SV  del  22q13.33  50.100.435  51.197.838  1.097  BRD1, LOC90834, ZBED4, ALG12, CRELD2, PIM3, IL17REL, MLC1, MOV10L1, PANX2, TRABD, SELO, TUBGCP6, HDAC10, MAPK12, MAPK11, PLXNB2, FAM116B, PPP6R2, SBF1, ADM2, MIOX, LMF2, NCAPH2, SCO2, TYMP, ODF3B, KLHDC7B, SYCE3, CPT1B, CHKB‐CPT1B, CHKB, LOC100144603, MAPK8IP2, ARSA, SHANK3, ACR, RPL23AP82  –  VA 

‐, ausência; +, presença; AAI, arco aórtico interrompido; aCGH, hibridização genômica comparativa em array (com o microarray de Genoma Humano G3 SurePrint 8×60Kda Agilent); AP, atresia pulmonar; bp, pares de base; CC, cardiopatia congênita; CNV, variação no número de cópias; DAS, defeito do septo atrial; DECIPHER, Database of Chromosomal Imbalance and Phenotype in Humans using Ensembl Resources7; del, exclusão; DGV, Database of Genomic Variants;6 DSV, defeito do septo ventricular; dup, duplicação; EA, ectasia da aorta; ID, identificação do paciente; kb, kilobase; NR, não realizado; PCA, persistência do canal arterial; PVCSE, persistência da veia cava superior esquerda; PVM, prolapso da válvula mitral; SV, seio de valsalva; TA, truncus arteriosus; TGA, transposição das grandes artérias; ToF, tetralogia de Fallot; VA, validado anteriormente (detectado pelas técnicas de FISH e/ou MLPA); VAB, válvula aórtica bicúspide.

Tabela 2.

Características clínicas dos pacientes que apresentam CNVs relacionadas a síndromes com anomalias congênitas múltiplas que com sobreposição da 22q11.2DS

  Caso 08  Caso 26  Caso 29  Caso 40  Caso 71  Caso 72  Caso 77  Caso 78  22q11.2DSa 
Desequilíbrio genômico  del 16p11.2  del 17q12  del 5p15.1‐p15.33  dup 3q26.2  del 10q22.3‐q23.2  del 4q35.1‐q35.2  del 8p23.1  del 22q13.33  del 22q11.2 
Tamanho da aberração  611 Kb  1,8 Mb  17,4 Mb  2,0 Mb  7,8 Mb  4,5 Mb  3,8 Mb  1,1 Mb  1,5‐3,0 Mb 
Sexo  masculino  masculino  masculino  feminino  masculino  feminino  feminino  masculino  Distribuída igualmente 
Idade na avaliação  7 y  11 y  1 y  2 y  3 y  39 y  5 y  10 y  56% ≤5 a 
Atraso no crescimento  –  –  –  –  –  –  NR 
Cardiopatia congênita  74% 
Anomalias palatais  –  –  –  69% 
Dismorfismos faciais  Comum 
Anomalias imunológicas  –  –  –  –  Comum 
Atraso no desenvolvimento  –  –  70‐90% 
Problemas na alimentação  –  –  –  –  –  –  –  30% 
Perda auditiva  –  –  –  –  –  –  39% 
Anomalias oculares  –  –  –  –  –  –  –  –  ≥69% 
Anomalias neurológicas  –  –  –  –  –  –  –  –  NR 
Anomalias no trato urinário  –  –  –  –  –  –  –  37% 
Anomalias gastrointestinais  –  –  –  –  –  NR 
Anomalias esqueléticas  –  –  –  NR 

‐, ausência;+,presença; 22q11.2DS, síndrome de deleção 22q11.2; a, anos; del, deleção; dip, duplicação; Kb, kilobase; Mb, megabase;

NR, não relatado,

a

McDonald‐McGinn et al.2.

Portanto, as CNVs patogênicas foram detectadas em oito dos 78 pacientes (10%), com tamanhos de 611 Kb a 17,4 Mb. Os genes que reconhecidamente participam do desenvolvimento cardíaco e que são candidatos a CC são relatados na tabela 3. Além disso, foram identificadas duas CNVs potencialmente relevantes que abrangem genes cardíacos (duplicação de 993kb em 15q21.1 e duplicação de 706kb em 2p22.3).

Tabela 3.

Genes candidatos a CC envolvidos nas CNVs clinicamente significativas detectadas

IRX4  606199  Ligação específica ao DNA  Estabelecimento de orientação de órgãos; desenvolvimento do coração; regulação da transcrição; modelo do DNA 
BMPR1A  601299  Receptor de BMP, fator de transcrição RNA‐polimerase II, homodimerização de proteínas e atividade de proteína serina/treonina quinase; ATP, SMAD, glicoproteína, ligação de íons metálicos e proteínas  Via de sinalização BMP; desenvolvimento do sistema de condução do coração; ventrículo direito cardíaco, aorta dorsal e morfogênese da válvula mitral; formação do coração 
SORBS2  616349  Atividade do adaptador citoesquelético, íon metálico, RNA poli (A) e
ligação da proteína; componente estrutural do citoesqueleto; componente estrutural do músculo 
Organização dos filamentos de actina; processo biológico; adesão celular; crescimento celular envolvido no desenvolvimento celular do músculo cardíaco; migração celular 
ID2  600386  ATP, proteína Rho GTPase, íon metálico, RNA poli(A) e ligação da proteína; atividade de dimerização proteica  morfogênese do septo membranoso; desenvolvimento metanéfrico; desenvolvimento do organismos multicelulares; diferenciação celular das células natural killer 
ROCK2  604002  Proteína serina dependente de Rho, proteína serina/treonina quinase e atividade molecular estrutural  duplicação dos centrossomas; organização do citoesqueleto de actina cortical; via de sinalização do receptor de efrina; regulação negativa da angiogênese 
E2F6  602944  DNA, proteína e atividade do fator de transcrição, ligação específica ao DNA, atividade do correpressor de transcrição  Regulação negative da transcrição do fator promotor de RNA‐polimerase II; regulação da transcrição envolvida na transição G1/S do ciclo celular mitótico; transcrição, modelo do DNA 
GATA4  600576  DNA, proteína NFAT, fator de transcrição do RNA‐polimerase II, fato de transcrição de ativação, cromatina, co‐SMAD, potenciador da ligação específica ao DNA e ligação específica ao DNA; atividade de coativação da transcrição; ligação de íons de zinco  formação da estrutura anatômica envolvida na morfogênese; septo atrial, morfogênese do ventrículo cardíaco; desenvolvimento celular; crescimento celular envolvido no desenvolvimento celular do músculo cardíaco; especificação do padrão anterior/posterior do tubo embrionário do coração; desenvolvimento do coxim endocárdico; looping cardíaco 
SOX7  612202  Proteína, atividade do fator de transcrição, ligação específica ao DNA e ligação ao DNA à região reguladora da transcrição  formação da endoderme; regulação negative de proliferação celular; regulação negativa da transcrição, modelo do DNA; regulação positiva da atividade da cisteína endopeptidase envolvida no processo apoptótico; regulação da via de sinalização canônica Wnt; transcrição, modelo do DNA 

OMIM, Online Mendelian Inheritance in Man.8

Discussão

Elucidar a contribuição genética de doenças complexas é difícil devido ao grande número, à baixa frequência e ao efeito variável do local de predisposição. As CNVs genômicas foram estabelecidas como uma importante fonte de variação genética humana inerente a várias síndromes de anomalias congênitas múltiplas, inclusive a 22q11.2DS. Para determinar se a CNV contribui ou não para um fenótipo depende de diversos fatores, inclusive do modo de herança, do conteúdo genético, do número de cópias (perda ou ganho), da plataforma de array usada e se ela foi encontrada em grupos de controle da população geral.9 Em geral, CNVs mais amplas têm um maior potencial de patogenia, pois é mais possível o envolvimento de um gene sensível à dosagem e/ou que um maior número de genes esteja incluído no desequilíbrio, o que resulta em um fenótipo anormal.10

A classificação de uma variação no número de cópias CNV não relatada anteriormente, e que não inclui um gene de doença anteriormente conhecida, pode variar entre diferentes populações.10 Portanto, nossa análise das CNVs foi feita com foco no diagnóstico e de acordo com três abordagens analíticas, pois ainda não há uma base de dados de controle populacional brasileira disponível. Consideramos um tamanho mínimo de 300kb (definido como CNVs amplas), o número recomendado de marcadores genéticos e apenas CNVs identificadas por todas as três abordagens selecionadas para pesquisa e confirmação.

CNVs patogênicas foram detectadas em oito dos 78 pacientes (10%) e os genes envolvidos, como IRX4, BMPR1A, SORBS2, ID2, ROCK2, E2F6, GATA4 e SOX7, são conhecidos por atuar no desenvolvimento cardíaco e seriam candidatos a CC.11–18

O caso 8 mostrou uma deleção de 611kb com sobreposição à região crítica da síndrome de deleção 16p11.2. Os pacientes com essa síndrome normalmente apresentam atraso no desenvolvimento, deficiência intelectual, características de transtornos do espectro autista, convulsões (epilepsia) e obesidade,19 não apresentados por nossos pacientes. Menos frequentemente, foram observados CC, dismorfismos faciais menores e atraso na fala,19 em concordância com nosso paciente. Nosso paciente apresentou ToF e arco aórtico interrompido. Essa região excluída não aloca genes candidatos a CC, até o momento.

O caso 26 mostrou uma deleção de 1,8kb com sobreposição à região crítica da síndrome de deleção 17q12. As deleções dessa região, inclusive o gene HNF1β, foram encontradas em pacientes com diabete tipo MODY 5 (MODY5) e em pacientes com doença renal cística, dilatações renais, atrofia pancreática e anormalidades hepáticas,20 não apresentadas por nosso paciente. Recentemente, deficiência intelectual, atraso na fala e dismorfismos faciais foram associados a deleção,21 compatível com nosso paciente, porém CC não foi mencionada. Nosso paciente apresentou VAB. Não houve relato de genes candidatos a CC até o momento.

O caso 29 apresentou deleção de 17,4 Mb em 5p15.1‐p15.33, abrangeu a síndrome de deleção 5p (síndrome de Cri Du Chat). Os neonatos com essa condição normalmente apresentam grudo agudo que soa como o de um gato, microcefalia, baixo peso ao nascer e hipotonia,22 não relatados pelos pais dos pacientes (avaliado por um ano). Os indivíduos afetados também apresentam deficiência intelectual e atraso no desenvolvimento, características faciais distintivas, inclusive hipertelorismo, orelhas baixas, mandíbula pequena e CC,22 observados em nosso paciente. A baixa resolução do cariótipo anterior [46,XY] prejudicou o diagnóstico desse paciente, que foi aprimorado com hibridação genômica em arrays (aGH). Nosso paciente apresenta PCA. A região excluída aloca um gene com fator de transcrição cardíaco, o IRX4, nas quais as mutações estavam relacionadas a CC.11

O caso 40 apresentou duplicação de 2 Mb em 3q26.2, não abrangeu a região crítica da síndrome de duplicação 3q (definida como 3q26.31‐q27.3). Recentemente, casos com duplicações parciais 3q que envolvem a região de nossa CNV foram relatados e associados a essa síndrome.23 O fenótipo normalmente envolve CC, anomalias cerebrais, microcefalia e dismorfismos faciais atípicos compatíveis com nosso paciente. Nosso paciente apresentou ToF, DAS, atresia pulmonar e persistência da veia cava superior esquerda. Não houve relato de genes candidatos a CC nessa região duplicada até o momento.

O caso 71 mostrou uma deleção de 7,8 Mb em 10q22.3‐q23.2 e essa região foi recentemente associada a uma nova síndrome caracterizada por comprometimento comportamental e do desenvolvimento neurológico, inclusive atraso cognitivo, autismo, hiperatividade e doença psiquiátrica.24 Nosso paciente apresentou apenas atraso no desenvolvimento. Além disso, dismorfismos faciais leves e CC foram observados de forma menos frequente na síndrome de deleção 10q22‐q23,25 ambos apresentados por nosso paciente. Nosso paciente apresentou ToF. Essa região excluída abrange o gene BMPR1A, sugere um gene candidato a CC devido a seu papel no desenvolvimento embrionário e na formação do coração.12

O caso 72 apresentou deleção de 4,5 Mb em 4q35.1‐q35.2. As deleções em 4q são raras e associadas a deficiência intelectual, dismorfismos craniofaciais, orelhas baixas, fissura palatina, CC e anomalias do quinto dedo.26 Nosso paciente apresentou a maior parte dessas características, exceto orelhas baixas e fissura palatina. Além disso, esse paciente mostrou uma duplicação de 14,8 Mb em 2p24.3‐p25.3 e duplicação de 375 bK em 16p12.2, ambas CNVs sem um fenótipo específico descrito até o momento. Nosso paciente apresentou DSV, DAS, atresia pulmonar e transposição das grandes artérias. A região excluída 4q35.1‐q35.2 aloca o gene SORBS2, que é altamente expresso em discos intercalares de tecidos normais do coração.13 A região duplicada de+2p24.3‐p25s abrange os genes ID2, ROCK2 e E2F6, que atuam no desenvolvimento do coração e são genes candidatos a CC.14–16

O caso 77 mostrou uma deleção de 3,8kb que abrangeu a região crítica da síndrome de deleção 8p23.1; a CC é a marca registrada dessa síndrome, principalmente defeitos do septo atrioventricular, defeito do septo atrial e estenose pulmonar,5 compatível com os achados de nosso paciente. Além disso, foi observado que microcefalia, dismorfismos faciais, atraso no desenvolvimento e problemas comportamentais estão associados a essa síndrome.5 Nosso paciente apresentou DSV, DAS, atresia pulmonar e persistência da veia cava superior esquerda. Essa região excluída abrange os genes GATA4 e SOX7, ambos fatores de transcrição que atuam na embriogênese cardíaca. Eles foram sugeridos como os genes candidatos a CC, com base em modelos animais, mutações relatadas por pacientes e estudos sobre CNVs.17,18

O caso 78 apresentou uma deleção de 1,1 Mb que abrangeu a região crítica da síndrome de deleção 22q13.33 (síndrome de Phelan‐McDermid), caracterizada por atraso no desenvolvimento, retardo ou ausência de fala e características autistas.27 Nosso paciente apresenta atraso no desenvolvimento e na fala. Além disso, e de forma menos frequente, foram observados dismorfismos faciais, infecções recorrentes, CC e dificuldade na alimentação,28 compatível com nosso paciente. Nosso paciente apresentou VAB, ectasia da aorta e seio de valsalva. Essa região excluída não aloca genes candidatos a CC até o momento.

Os estudos sobre CNVs em pacientes com fenótipos semelhantes de doenças bem conhecidas podem contribuir para um melhor conhecimento dos fenótipos e para a identificação dos genes e das vias envolvidas em CCs específicas e outras alterações.29 As CNVs detectadas neste estudo anteriormente descritas em síndromes clinicamente reconhecíveis podem ajuda no manejo clínico e proporcionar aconselhamento genético adequado para esses pacientes e suas famílias. Esses achados também reforçam a importância da CMA para o diagnóstico. Além disso, duas CNVs detectadas aqui possivelmente estão relacionadas a CC.

O caso 35 apresentou duplicação em 15q21.1 (993kb), inclusive sete genes, dois dos quais podem ser realçados. O gene SEMA6D atua na morfogênese do coração;30 e o gene FBN1 atua no desenvolvimento do coração e as mutações nesse gene são associadas a CC.31 Essa CNV é descrita em quatro indivíduos na DECIPHER (286150, 250179, 260222, 278520), que apresentam somente essa variação; contudo, nenhum deles apresentou CC. Essa CNV não foi detectada na DGV. Nosso paciente apresentou ToF, atresia pulmonar e persistência da veia cava superior esquerda.

O caso 52 apresentou duplicação em 2p22.3 (706kb), inclusive sete genes como LTPB1, que é o maior regulador do gene TGFB1 e atua no desenvolvimento da válvula do coração.32 Essa CNV foi encontrada em dois indivíduos na DECIPHER (249550, 249780), que apresentaram apenas essa variação; contudo, sem CC. Essa CNV foi descrita em quatro estudos na DGV (Variação_8367, Variação_53694, Variação_5203, Variação_5202). Nosso paciente apresentou ToF, atresia pulmonar e DAS.

CNVs clinicamente significativas foram identificadas em 10% dos casos. Isso reforça que a CMA é uma tecnologia confiável para pacientes que apresentam CC com anomalias extracardíacas e exclusão de 22q11.2DS. Há uma sobreposição entre as manifestações clínicas de várias síndromes listadas aqui, apesar de abranger características distintas. O mesmo aplica‐se ao fenótipo de nossos indivíduos. Isso reforça os mecanismos complexos envolvidos na embriogênese humana, que implica a correta interação entre os genes. Como vários mecanismos de interação entre os genes não foram completamente elucidados, nosso estudo enfatiza a possível atuação das CNVs na CC.

Financiamento

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp) (2008/10596‐0, 2008/50421‐4, 2009/08756‐1 e 2011/23794‐7) e Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) (149600/2010‐0 e 471422/2011‐8). VLGSL conta com o apoio de CNPq 304455/2012‐1.

Conflitos de interesse

Os autores declaram não haver conflitos de interesse.

Agradecimentos

Aos pacientes e seus pais pela cooperação e aos colegas Priscilla Bernardi, Ana Carolina Xavier, Gabriela Ferraz e Chong Ae Kim, que enviaram amostras. A Ana Paula dos Santos e Benilton de Sá Carvalho, pelo apoio na técnica e na análise. Ao Laboratório de Microarray do Laboratório Nacional de Biociências (LNBio) do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) e ao Laboratório de Genética Molecular da Faculdade de Ciências Médicas – Unicamp. E aos professores Íscia Lopes‐Cendes e Fabio Rossi Torres pela colaboração com amostras em nosso grupo de controle.

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Como citar este artigo: Molck MC, Simioni M, Vieira TP, Sgardioli IC, Monteiro FP, Souza J, et al. Genomic imbalances in syndromic congenital heart disease. J Pediatr (Rio J). 2017;93:497–507.

Estudo realizado na Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), Departamento de Genética Médica, Campinas, SP, Brasil.

Autor para correspondência. (Vera Lúcia Gil‐da‐Silva‐Lopes vlopes@fcm.unicamp.br)
Copyright © 2017. Sociedade Brasileira de Pediatria
J Pediatr (Rio J)2017;93:497-507 DOI: 10.1016/j.jpedp.2017.03.004