Le diagnostic des troubles neurologiques de l'enfance reste difficile compte tenu du chevauchement de la présentation clinique entre les sous-groupes et de la présentation hétérogène au sein des sous-groupes. Pour déterminer la cause génétique sous-jacente d'un trouble neurologique grave dans une grande famille pakistanaise consanguine présentant une scoliose sévère, une anarthrie et une dégénérescence neuromusculaire progressive, nous avons effectué une cartographie de l'homozygotie à l'échelle du génome accompagnée d'un séquençage de l'exome entier chez deux cousins germains affectés et leurs parents non affectés pour trouver la mutation causale. Nous avons identifié une nouvelle mutation homozygote du site d'épissage (c.3512+1G >A) dans le gène ALS2 (NM_020919.3) codant pour l'alsine qui ségrégeait avec la maladie dans cette famille. Les mutations homozygotes de perte de fonction dans l'ALS2 sont connues pour causer la sclérose latérale amyotrophique (SLA) juvénile, l'une des nombreuses affections neurologiques dont les symptômes se chevauchent avec de nombreux phénotypes neurologiques. La validation de la RT-PCR a révélé que la mutation a entraîné un saut d'exon ainsi que l'utilisation d'un épissage de donneur alternatif, qui sont tous deux prédits pour provoquer une perte de fonction des protéines résultantes. En examinant 216 gènes de maladies neurologiques connus dans nos données de séquençage de l'exome, nous avons également identifié 9 autres mutations non synonymes rares dans ces gènes, dont certaines se trouvent dans des régions hautement conservées. Le séquençage d'un seul proband pourrait avoir conduit à une mauvaise identification de certains d'entre eux comme la variante causale. Nos résultats ont établi un diagnostic ferme de la SLA juvénile dans cette famille, démontrant ainsi l'utilisation du séquençage de l'exome entier combiné à l'analyse des liens dans les familles comme outil puissant pour établir un diagnostic génétique rapide et précis de phénotypes neurologiques complexes.

El diagnóstico de los trastornos neurológicos infantiles sigue siendo un desafío dada la superposición de la presentación clínica entre los subgrupos y la presentación heterogénea dentro de los subgrupos. Para determinar la causa genética subyacente de un trastorno neurológico grave en una gran familia pakistaní consanguínea que presenta escoliosis grave, anartria y degeneración neuromuscular progresiva, realizamos un mapeo de homocigosis en todo el genoma acompañado de la secuenciación del exoma completo en dos primos hermanos afectados y sus padres no afectados para encontrar la mutación causante. Identificamos una nueva mutación homocigótica en el sitio de corte y empalme (c.3512+1G >A) en el gen ALS2 (NM_020919.3) que codifica la ALSina que se segrega con la enfermedad en esta familia. Se sabe que las mutaciones homocigotas de pérdida de función en ALS2 causan esclerosis lateral amiotrófica (ELA) de inicio juvenil, una de las muchas afecciones neurológicas que tienen síntomas superpuestos con muchos fenotipos neurológicos. La validación por RT-PCR reveló que la mutación dio como resultado la omisión de exones, así como el uso de un empalme de donante alternativo, y se predice que ambos causan pérdida de función de las proteínas resultantes. Al examinar 216 genes de enfermedades neurológicas conocidas en nuestros datos de secuenciación del exoma, también identificamos otras 9 mutaciones raras no sinónimas en estos genes, algunas de las cuales se encuentran en regiones altamente conservadas. La secuenciación de un solo probando podría haber llevado a una identificación errónea de algunos de estos como la variante causal. Nuestros hallazgos establecieron un diagnóstico firme de ELA juvenil en esta familia, demostrando así el uso de la secuenciación del exoma completo combinada con el análisis de vinculación en las familias como una herramienta poderosa para establecer un diagnóstico genético rápido y preciso de fenotipos neurológicos complejos.

The diagnosis of childhood neurological disorders remains challenging given the overlapping clinical presentation across subgroups and heterogeneous presentation within subgroups. To determine the underlying genetic cause of a severe neurological disorder in a large consanguineous Pakistani family presenting with severe scoliosis, anarthria and progressive neuromuscular degeneration, we performed genome-wide homozygosity mapping accompanied by whole-exome sequencing in two affected first cousins and their unaffected parents to find the causative mutation. We identified a novel homozygous splice-site mutation (c.3512+1G>A) in the ALS2 gene (NM_020919.3) encoding alsin that segregated with the disease in this family. Homozygous loss-of-function mutations in ALS2 are known to cause juvenile-onset amyotrophic lateral sclerosis (ALS), one of the many neurological conditions having overlapping symptoms with many neurological phenotypes. RT-PCR validation revealed that the mutation resulted in exon-skipping as well as the use of an alternative donor splice, both of which are predicted to cause loss-of-function of the resulting proteins. By examining 216 known neurological disease genes in our exome sequencing data, we also identified 9 other rare nonsynonymous mutations in these genes, some of which lie in highly conserved regions. Sequencing of a single proband might have led to mis-identification of some of these as the causative variant. Our findings established a firm diagnosis of juvenile ALS in this family, thus demonstrating the use of whole exome sequencing combined with linkage analysis in families as a powerful tool for establishing a quick and precise genetic diagnosis of complex neurological phenotypes.

لا يزال تشخيص الاضطرابات العصبية في مرحلة الطفولة يمثل تحديًا نظرًا لتداخل العرض السريري عبر المجموعات الفرعية والعرض غير المتجانس داخل المجموعات الفرعية. لتحديد السبب الجيني الكامن وراء الاضطراب العصبي الحاد في عائلة باكستانية كبيرة من الأقارب الذين يعانون من الجنف الشديد وانعدام المفصل والتنكس العصبي العضلي التدريجي، أجرينا رسم خرائط الزيجوت المتماثل على مستوى الجينوم مصحوبًا بتسلسل كامل الإكسوم في اثنين من أبناء العمومة الأولى المتأثرين ووالديهم غير المتأثرين للعثور على الطفرة المسببة. حددنا طفرة جديدة في موقع لصق متماثل الزيجوت (c.3512+1G >A) في جين ALS2 (NM_020919.3) الذي يشفر الألسن الذي انفصل عن المرض في هذه العائلة. من المعروف أن طفرات فقدان الوظيفة المتماثلة في ALS2 تسبب التصلب الجانبي الضموري اليافع (ALS)، وهو أحد الحالات العصبية العديدة التي لها أعراض متداخلة مع العديد من الأنماط الظاهرية العصبية. كشف التحقق من RT - PCR أن الطفرة أدت إلى التخطي الخارجي وكذلك استخدام لصق مانح بديل، وكلاهما من المتوقع أن يتسبب في فقدان وظيفة البروتينات الناتجة. من خلال فحص 216 من جينات الأمراض العصبية المعروفة في بيانات تسلسل الإكسوم لدينا، حددنا أيضًا 9 طفرات نادرة أخرى غير مترادفة في هذه الجينات، وبعضها يقع في مناطق محفوظة للغاية. ربما أدى تسلسل احتمالية واحدة إلى تحديد خاطئ لبعضها على أنها المتغير المسبب. أنشأت النتائج التي توصلنا إليها تشخيصًا ثابتًا للتصلب الجانبي الضموري للأحداث في هذه العائلة، مما يدل على استخدام تسلسل الإكسوم الكامل جنبًا إلى جنب مع تحليل الروابط في العائلات كأداة قوية لإنشاء تشخيص وراثي سريع ودقيق للأنماط الظاهرية العصبية المعقدة.