Estudo eletrofisiológico, histológico, histoquímico e ultraestrutural do miocárdio de pacientes com mutação do gene PRKAG2

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Data

2022-03-30

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Editor

Faculdade Ciências Médicas de Minas Gerais

Linha de pesquisa

Pós-Graduação em Ciências da Saúde - Linha de Pesquisa: Cardiomiopatia pelo PPKAG2

Resumo

Fundamentos: A mutação do gene PRKAG2, que codifica a subunidade y2 da proteína quinase ativada por monofosfato de adenosina (AMPK) é uma doença hereditária autossômica dominante, é caracterizada por pré-excitação, taquiarritmias atriais, distúrbios da condução atrioventricular e hipertrofia cardíaca. Metade dos pacientes necessitará de implante de marca passo definitivo e um décimo sofrerá morte súbita,antes da quarta década. Diagnóstico precoce é importante para permitir acompanhamento e abordagem adequadas. O sequenciamento genético é considerado padrão ouro, mas não está disponível pelo Sistema Único de Saúde. Não se conhece a eficácia da biópsia em identificar a cardiomiopatia pelo PRKAG2.Objetivo: Avaliar ressonância magnética cardíacacom mapa T1, volume extracelular (VEC) e realce tardio (RT) após gadolíneo da cardiopatia pelo PRKAG2. Analisar alterações histológicas, histoquímicas e ultraestruturais em fragmentos de tecido endomiocárdico de pacientes com mutação na subunidade ɣ2 no gene PRKAG2. Comparar a eficácia diagnóstica da biópsia endomiocárdica com o sequenciamento genético. Metodologia: O primeiro estudo foi uma análise retrospectiva transversal de 30 pacientes com miocardiopatia pelo PRKAG2. O segundo estudo foi um observacional transversal caso controle. Incluímos 18 pacientes com mutações do gene PRKAG2 (Arg302Gln e His401Gln). Os controles consistiram de biópsias de 11 recém-transplantados cardíacos, e de 3 portadores de cardiomiopatia hipertrófica. Apenas em 1 dos 3 pacientes com cardiomiopatia hipertrófica identificou-se uma mutação patogênica -MYL3 Ala57Asp. Utilizou-se sequenciamento de nova geração nos probandos com cardiomiopatia doPRKAG2ehipertróficos, enquanto familiares foram submetidos a sequenciamento em cascata utilizando técnica de Sanger. As biópsias foram submetidas à análise histológica, histoquímica e ultraestrutural. Resultados: Hipertrofia do VE foi detectada em 16 indivíduos (53.3%) e aumento da espessura miocárdica em 25 (83.3%),hipertrofia grave em 9 (30%) e extrema em 3. Os padrões de hipertrofia foram septal, apical e concêntrico difuso, sem obstrução da via de saída do VE.Mapa T1eVECestavam normais em todos. RT foi encontrado em 16.6% (5/30), todos com hipertrofia grave (5/9), comparados com 0/21 pacientes com hipertrofia leve ou sem hipertrofia (p=0.009).Os fragmentos de biópsia da cardiomiopatia do PRKAG2 mostraram importante aumento do diâmetro dos cardiomiócitos, pronunciada vacuolização, ausência de fibrose intersticial (exceto em dois pacientes, que tiveram fibrose focal de baixa intensidade), ausência de desarranjo arquiteturale infiltrado inflamatório, quando comparado com os controles normais (pós transplante).Microscopia eletrônica mostrou grandes quantidades de grânulos de glicogênio no citoplasma, principalmente em região perinuclear. Lagos de glicogênio também foram identificados no espaço interfibrilar e em regiões subsarcolêmica. Grande quantidade de glicogênio observada nos pacientes com cardiomiopatia pelo PRKAG2 não foi vista em nenhum dos controles. A utilização de critérios como vacuolização extensa, ausência de inflamação, fibrose e desarranjo estrutural e grande quantidade de glicogênio no citoplasma identificou todos os casos de cardiomiopatia pelo PRKAG2, mesmo nos pacientes sem hipertrofia ao ecocardiograma. Conclusão:Ressonância cardíaca com mapa T1 auxiliam na identificação de pacientes com mutação do PRKAG2 dentre casos de hipertrofiasem etiologia definida.Biópsia endomiocárdica foi tão eficiente quanto o sequenciamento genético na identificação de cardiomiopatia pelo PRKAG2.

Abstract

Background: PRKAG2gene mutation, which encodes the ɣ2 subunitof protein kinase activated by adenosine monophosphate (AMPK), is an autossomic dominant inherited disease with early adulthoodclinical onset, characterized by pre-excitation, atrial tachyarrhythmias, atrioventricular conduction abnormalities and cardiac hypertrophy. Half of the patients will need pacemaker implantation. One tenth will have sudden death, before the fourth decade.Early detection of the condition is advisable to ensure adequate care. Genetic sequencingis considered the gold standard diagnostic test, but it is not available in the Brazilian “Sistema Único de Saúde”. The diagnostic efficacy of biopsy in identifying PRKAG2 cardiomyopathy remains to be assessed.Objectives: To evaluate the magnetic resonance imaging with T1 mapping, extracellular volume, and late gadolinium enhancement of PRKAG2 cardiomyopathy and assess thehistologic, histochemical, and ultrastructural findings of myocardium fragments of patients with PRKAG2 gene mutations harvested by percutaneous endomyocardium biopsy. To compare the diagnostic efficiencyof endomyocardial biopsy with genetic sequencing as a gold standard. Methodology: The first study was an observational cross-sectional analysis of 30 patients with PRKAG2 cardiomyopathy. The second study was a cross-sectional with case-control study. We included18patientswith PRKAG2mutations(Arg302Gln and His401Gln). Acontrol group comprised of biopsies of 11 recipients of a heart transplant (within 10 days), and another control group with3 patients with hypertrophic sarcomeric cardiomyopathy.A single patient had a pathogenic variant -MYL3 Ala57Asp. Next Generation Sequencing was carried out in the probands with PRKAG2 cardiomyopathy and hypertrophic cardiomyopathy, while family members underwent cascade Sanger sequencing. Results: LV hypertrophy was found in 16 individuals (53.3%). Myocardial thickness increased in 25 individuals (83.3%), severe in 9 (30%) and extreme in 3. Hypertrophy patterns as septal, apical, and diffuse, without outflow tract obstruction. T1 mapping and ECV were normal in all. LGE was found in 16.6% (5/30), all with severe hypertrophy(5/9) of those, as compared with 0/21 patients with mild or no hypertrophy (p=0.009).The myocardium fragments inPRKAG2cardiomyopathy showed a significant increase in cardiomyocyte diameter, pronounced vacuolation, absence of fibrosis, except in two patients, who had focal low intensity interstitial fibrosis, absence of architectural disarray, and absence of inflammatory infiltrates as compared with normal controls (post heart transplant).Transmission electron microscopy showed large amounts of glycogen granules in the cytosol, particularly in perinuclear region. Polls of glycogen were also seen in interfibrillar space and in subsarcolemmal regions. The large amount of glycogen observed in patients with PRKAG2cardiomyopathy was not seen in any of the controls. A composite of pathology features like pronounced vacuolation, absence of inflammation, fibrosis, and architectural disarray, together with large amounts of glycogen granules in the cytosol as seen in transmission electron microscopy, was able to identify all cases of genotyped PRKAG2cardiomyopathy, even those patients without clinical hypertrophy in echocardiogram. Conclusion: CMR with T1 mapping techniques may help identify xi PRKAG2patients among individuals with unexplained hypertrophy. Endomyocardial biopsy was as efficient as genetic sequencing in identifying PRKAG2 cardiomyopathy.

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Palavras-chave

PRKAG2, Cardiomiopatia por depósito de glicogênio, Hipertrofia ventricular esquerda, Estudo eletrofisiológico, Pré-excitação ventricular; PRKAG2, Glycogen Storage Cardiomyopathy, left ventricular hypertrophy, electrophysiologic study, ventricular pre-excitation

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