ssmuБюллетень сибирской медициныBulletin of Siberian Medicine1682-03631819-3684Siberian State Medical University, the Ministry of Healthcare of the Russian Federation10.20538/1682-0363-2024-1-156-165ssmu-5538Research ArticleОБЗОРЫ И ЛЕКЦИИREVIEW AND LECTURESСпектр фенотипических проявлений моногенных заболеваний, связанных с генами кардиомиопатийMonogenic diseases associated with cardiomyopathy genes and their phenotypic manifestationshttps://orcid.org/0000-0003-3824-3641КучерА. Н.KucherA. N.

Кучер Аксана Николаевна – д-р биол. наук, вед. науч. сотрудник, лаборатория популяционной генетики

634050, г. Томск, ул. Набережная Ушайки, 10

10, Naberezhnaya Ushayki Str., Tomsk, 634050

aksana-kucher@medgenetics.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0673-4094НазаренкоМ. С.NazarenkoM. S.

Назаренко Мария Сергеевна – д-р мед. наук, руководитель лаборатории популяционной генетики

634050, г. Томск, ул. Набережная Ушайки, 10

10, Naberezhnaya Ushayki Str., Tomsk, 634050

maria.nazarenko@medgenetics.ruНаучно-исследовательский институт (НИИ) медицинской генетики, Томский национальный исследовательский медицинский центр (НИМЦ) Российской академии наукРоссияResearch Institute of Medical Genetics, Tomsk National Research Medical Center (NRMC) of the Russian Academy of SciencesRussian Federation202411042024231156165Copyright © Кучер А.Н., Назаренко М.С., 20242024Кучер А.Н., Назаренко М.С.Kucher A.N., Nazarenko M.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://bulletin.ssmu.ru/jour/article/view/5538

Цель настоящего исследования заключалась в обобщении данных о спектре наследственных заболеваний и их фенотипических проявлениях при структурно-функциональных нарушениях в 75 генах, патогенные варианты которых связаны с формированием различных типов кардиомиопатий (КМП). Поиск научных публикаций проведен в зарубежных (PubMed) и отечественных (eLibrary) электронных библиотеках. Анализ данных выполнен с использованием баз Simple ClinVar, An Online Catalog of Human Genes and Genetic Disorders, а также интернет-ресурса STRING.

Показано, что подавляющее большинство генов КМП обладают плейотропизмом и при моногенных заболеваниях, вызванных мутациями в данных генах, регистрируют широкий спектр патологических проявлений в различных системах органов (сердечно-сосудистой, нервной, эндокринной, костно-мышечной системы и соединительной ткани, кожи и придатков, органов зрения и слуха, почек), а также нарушения метаболизма и иммунитета. В связи с этим вне зависимости от первичного диагноза при выявлении у пациентов в генах КМП патогенных / вероятно патогенных вариантов или вариантов с неопределенной значимостью рекомендуется проведение детального и комплексного клинического обследования. Это имеет важное значение для уточнения эффектов редких вариантов генов, выделения клинически и прогностически значимых признаков для КМП и моногенных заболеваний, связанных с генами КМП, а также выявления групп риска и управляемых триггеров, способствующих проявлению патогенных генетических вариантов.

The aim of the present study was to summarize the data on the spectrum of genetic diseases and their phenotypic manifestations in case of structural and functional defects in 75 genes, pathogenic variants of which are associated with the formation of different types of cardiomyopathy (CMP). The search for scientific publications was carried out in foreign (PubMed) and Russian (eLibrary) digital libraries. The data analysis was performed using the Simple ClinVar, An Online Catalog of Human Genes and Genetic Disorders, and STRING databases.

It was shown that the vast majority of CMP genes are pleiotropic. Monogenic diseases caused by mutations in CMP genes are characterized by a wide range of pathological manifestations in various organs and systems (cardiovascular, nervous, endocrine, musculoskeletal systems, connective tissue, skin and appendages, organs of vision and hearing, kidneys) as well as by metabolic and immune disorders. Therefore, if a patient (regardless of the primary diagnosis) has pathogenic / likely pathogenic variants or variants of uncertain significance in the CMP genes, we recommend a detailed and comprehensive clinical examination. This is important for clarifying the effects of rare genetic variants, identifying significant clinical and prognostic features for CMP and monogenic diseases associated with CMP genes, and identifying risk groups and controllable triggers that contribute to the manifestation of pathogenic genetic variants.

гены кардиомиопатиймоногенные заболеванияфенотипические проявленияcardiomyopathy genesmonogenic diseasesphenotypic manifestationsРабота выполнена при финансировании Госзадания Министерства науки и высшего образования (№ 122020300041-7)The study was supported by the state assignment from the Ministry of Science and Higher Education (No. 122020300041-7)ReferencesNussinov R., Tsai C.J., Jang H. Protein ensembles link genotype to phenotype. PLoS Comput. Biol. 2019;15(6):e1006648. DOI: 10.1371/journal.pcbi.1006648.Nussinov R., Tsai C.J., Jang H. Protein ensembles link genotype to phenotype. PLoS Comput. Biol. 2019;15(6):e1006648. DOI: 10.1371/journal.pcbi.1006648.Leoni C., Blandino R., Delogu A.B., De Rosa G., Onesimo R., Verusio V. et al. Genotype-cardiac phenotype correlations in a large single-center cohort of patients affected by RASopathies: Clinical implications and literature review. Am. J. Med. Genet. A. 2022;188(2):431–445. DOI: 10.1002/ajmg.a.62529.Leoni C., Blandino R., Delogu A.B., De Rosa G., Onesimo R., Verusio V. et al. Genotype-cardiac phenotype correlations in a large single-center cohort of patients affected by RASopathies: Clinical implications and literature review. Am. J. Med. Genet. A. 2022;188(2):431–445. DOI: 10.1002/ajmg.a.62529.Lodato V., Parlapiano G., Calì F., Silvetti M.S., Adorisio R., Armando M. et al. Cardiomyopathies in children and systemic disorders when is it useful to jook beyond the heart? J. Cardiovasc. Dev. Dis. 2022;9(2):47. DOI: 10.3390/jcdd9020047.Lodato V., Parlapiano G., Calì F., Silvetti M.S., Adorisio R., Armando M. et al. Cardiomyopathies in children and systemic disorders when is it useful to jook beyond the heart? J. Cardiovasc. Dev. Dis. 2022;9(2):47. DOI: 10.3390/jcdd9020047.Cerrone M., Remme C.A., Tadros R., Bezzina C.R., Delmar M. Beyond the one gene-one disease paradigm: complex genetics and pleiotropy in inheritable cardiac disorders. Circulation. 2019;140(7):595–610. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.118.035954.Cerrone M., Remme C.A., Tadros R., Bezzina C.R., Delmar M. Beyond the one gene-one disease paradigm: complex genetics and pleiotropy in inheritable cardiac disorders. Circulation. 2019;140(7):595–610. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.118.035954.Hershberger R.E., Cowan J., Jordan E., Kinnamon D.D. The complex and diverse genetic architecture of dilated cardiomyopathy. Circ Res. 2021;128(10):1514–1532. DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.121.318157.Hershberger R.E., Cowan J., Jordan E., Kinnamon D.D. The complex and diverse genetic architecture of dilated cardiomyopathy. Circ Res. 2021;128(10):1514–1532. DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.121.318157.McKenna W.J., Judge D.P. Epidemiology of the inherited cardiomyopathies. Nat. Rev. Cardiol. 2021;18(1):22–36. DOI: 10.1038/s41569-020-0428-2.McKenna W.J., Judge D.P. Epidemiology of the inherited cardiomyopathies. Nat. Rev. Cardiol. 2021;18(1):22–36. DOI: 10.1038/s41569-020-0428-2.Brieler J., Breeden M.A., Tucker J. Cardiomyopathy: an overview. Am. Fam. Physician. 2017;96(10):640–646.Brieler J., Breeden M.A., Tucker J. Cardiomyopathy: an overview. Am. Fam. Physician. 2017;96(10):640–646.El Hadi H., Freund A., Desch S., Thiele H., Majunke N. Hypertrophic, dilated, and arrhythmogenic cardiomyopathy: Where are we? Biomedicines. 2023;11(2):524. DOI: 10.3390/biomedicines11020524.El Hadi H., Freund A., Desch S., Thiele H., Majunke N. Hypertrophic, dilated, and arrhythmogenic cardiomyopathy: Where are we? Biomedicines. 2023;11(2):524. DOI: 10.3390/biomedicines11020524.Povysil G., Chazara O., Carss K.J., Deevi S.V.V., Wang Q., Armisen J. et al. Assessing the role of rare genetic variation in patients with heart failure. JAMA Cardiol. 2021;6(4):379–386. DOI: 10.1001/jamacardio.2020.6500.Povysil G., Chazara O., Carss K.J., Deevi S.V.V., Wang Q., Armisen J. et al. Assessing the role of rare genetic variation in patients with heart failure. JAMA Cardiol. 2021;6(4):379–386. DOI: 10.1001/jamacardio.2020.6500.Koziol K.J., Aronow W.S. Peripartum cardiomyopathy: current understanding of pathophysiology, diagnostic workup, management, and outcomes. Curr. Probl. Cardiol. 2023;48(8):101716. DOI: 10.1016/j.cpcardiol.2023.101716.Koziol K.J., Aronow W.S. Peripartum cardiomyopathy: current understanding of pathophysiology, diagnostic workup, management, and outcomes. Curr. Probl. Cardiol. 2023;48(8):101716. DOI: 10.1016/j.cpcardiol.2023.101716.Paul C., Peters S., Perrin M., Fatkin D., Amerena J. Non-ischaemic dilated cardiomyopathy: recognising the genetic links. Intern. Med. J. 2023;53(2):178–185. DOI: 10.1111/imj.15921.Paul C., Peters S., Perrin M., Fatkin D., Amerena J. Non-ischaemic dilated cardiomyopathy: recognising the genetic links. Intern. Med. J. 2023;53(2):178–185. DOI: 10.1111/imj.15921.Комиссарова С.М., Ринейская Н.М., Чакова Н.Н., Ниязова С.С. Смешанный фенотип: некомпактный миокард левого желудочка и гипертрофическая кардиомиопатия. Кардиология. 2020;60(4):137–145. DOI: 10.18087/cardio.2020.4.n728.Комиссарова С.М., Ринейская Н.М., Чакова Н.Н., Ниязова С.С. Смешанный фенотип: некомпактный миокард левого желудочка и гипертрофическая кардиомиопатия. Кардиология. 2020;60(4):137–145. DOI: 10.18087/cardio.2020.4.n728.Ding W.W., Wang B.Z., Han L., Li Z.P., Zhang W., Wang H. et al. ALPK3 gene-related pediatric cardiomyopathy with craniofacial-skeletal features: a report and literature review. Zhonghua Er Ke Za Zhi – Chinese Journal of Pediatrics. 2021;59(9):787–792. [Chinese]. DOI: 10.3760/cma.j.cn112140-20210222-00150.Ding W.W., Wang B.Z., Han L., Li Z.P., Zhang W., Wang H. et al. ALPK3 gene-related pediatric cardiomyopathy with craniofacial-skeletal features: a report and literature review. Zhonghua Er Ke Za Zhi – Chinese Journal of Pediatrics. 2021;59(9):787–792. [Chinese]. DOI: 10.3760/cma.j.cn112140-20210222-00150.Gonçalves L., Pires I., Santos J., Correia J., Neto V., Moreira D. et al. One genotype, two phenotype: Hypertrophic cardiomyopathy with left ventricular non-compaction. Cardiol. J. 2022;29(2):366–367. DOI: 10.5603/Cj.2022.0020.Gonçalves L., Pires I., Santos J., Correia J., Neto V., Moreira D. et al. One genotype, two phenotype: Hypertrophic cardiomyopathy with left ventricular non-compaction. Cardiol. J. 2022;29(2):366–367. DOI: 10.5603/Cj.2022.0020.Joury A., Faaborg-Andersen C., Quintana R.A., da Silva-deAbreu A., Nativi-Nicolau J. Diagnostic tools for cardiac amyloidosis: a pragmatic comparison of pathology, imaging and laboratories. Curr. Probl. Cardiol. 2023;48(5):101106. DOI: 10.1016/j.cpcardiol.2022.101106.Joury A., Faaborg-Andersen C., Quintana R.A., da Silva-deAbreu A., Nativi-Nicolau J. Diagnostic tools for cardiac amyloidosis: a pragmatic comparison of pathology, imaging and laboratories. Curr. Probl. Cardiol. 2023;48(5):101106. DOI: 10.1016/j.cpcardiol.2022.101106.Simple ClinVar. URL: https://simple-clinvar.broadinstitute.org/Simple ClinVar. URL: https://simple-clinvar.broadinstitute.org/Noronha R.M., Villares S.M.F., Torres N., Quedas E.P.S., Homma T.K., Albuquerque E.V.A. et al. Noonan syndrome patients beyond the obvious phenotype: A potential unfavorable metabolic profile. Am. J. Med. Genet. A. 2021;185(3):774– 780. DOI: 10.1002/ajmg.a.62039.Noronha R.M., Villares S.M.F., Torres N., Quedas E.P.S., Homma T.K., Albuquerque E.V.A. et al. Noonan syndrome patients beyond the obvious phenotype: A potential unfavorable metabolic profile. Am. J. Med. Genet. A. 2021;185(3):774– 780. DOI: 10.1002/ajmg.a.62039.Римская Е.М., Новиков П.С., Салами Х.Ф., Голицын С.П. Синдром Бругада и синдром ранней реполяризации: различные клинические формы синдрома J-волны на примере одной семьи. Кардиологический вестник. 2022;17(2):81– 87. DOI: 10.17116/Cardiobulletin20221702181.Римская Е.М., Новиков П.С., Салами Х.Ф., Голицын С.П. Синдром Бругада и синдром ранней реполяризации: различные клинические формы синдрома J-волны на примере одной семьи. Кардиологический вестник. 2022;17(2):81– 87. DOI: 10.17116/Cardiobulletin20221702181.Yu C., Deng X.J., Xu D. Gene mutations in comorbidity of epilepsy and arrhythmia. J. Neurol. 2023;270(3):1229–1248. DOI: 10.1007/s00415-022-11430-2.Yu C., Deng X.J., Xu D. Gene mutations in comorbidity of epilepsy and arrhythmia. J. Neurol. 2023;270(3):1229–1248. DOI: 10.1007/s00415-022-11430-2.Tissue expression database. URL: https://tissues.jensenlab.org/Tissue expression database. URL: https://tissues.jensenlab.org/STRING. URL: https://string-db.org/STRING. URL: https://string-db.org/Online Mendelian Inheritance in Man. URL: https://omim.org/Online Mendelian Inheritance in Man. URL: https://omim.org/Yoneda Z.T., Anderson K.C., Quintana J.A., O’Neill M.J., Sims R.A., Glazer A.M. et al. Early-onset atrial fibrillation and the prevalence of rare variants in cardiomyopathy and arrhythmia genes. JAMA Cardiol. 2021;6(12):1371–1379. DOI: 10.1001/jamacardio.2021.3370.Yoneda Z.T., Anderson K.C., Quintana J.A., O’Neill M.J., Sims R.A., Glazer A.M. et al. Early-onset atrial fibrillation and the prevalence of rare variants in cardiomyopathy and arrhythmia genes. JAMA Cardiol. 2021;6(12):1371–1379. DOI: 10.1001/jamacardio.2021.3370.Cipriani A., Perazzolo Marra M., Bariani R., Mattesi G., Vio R., Bettella N. et al. Differential diagnosis of arrhythmogenic cardiomyopathy: phenocopies versus disease variants. Minerva Med. 2021;112(2):269–280. DOI: 10.23736/S0026-4806.20.06782-8.Cipriani A., Perazzolo Marra M., Bariani R., Mattesi G., Vio R., Bettella N. et al. Differential diagnosis of arrhythmogenic cardiomyopathy: phenocopies versus disease variants. Minerva Med. 2021;112(2):269–280. DOI: 10.23736/S0026-4806.20.06782-8.Salakhov R.R., Golubenko M.V., Valiakhmetov N.R., Pavlyukova E.N., Zarubin A.A., Babushkina N.P. et al. Application of long-read nanopore sequencing to the search for mutations in hypertrophic cardiomyopathy. Int. J. Mol. Sci. 2022;23(24):15845. DOI: 10.3390/ijms232415845.Salakhov R.R., Golubenko M.V., Valiakhmetov N.R., Pavlyukova E.N., Zarubin A.A., Babushkina N.P. et al. Application of long-read nanopore sequencing to the search for mutations in hypertrophic cardiomyopathy. Int. J. Mol. Sci. 2022;23(24):15845. DOI: 10.3390/ijms232415845.Biswas A., Nath S.D., Ahsan T., Hossain M.M., Akhteruzzaman S., Sajib A.A. TTN as a candidate gene for distal arthrogryposis type 10 pathogenesis. J. Genet. Eng. Biotechnol. 2022;20(1):119. DOI: 10.1186/s43141-022-00405-5.Biswas A., Nath S.D., Ahsan T., Hossain M.M., Akhteruzzaman S., Sajib A.A. TTN as a candidate gene for distal arthrogryposis type 10 pathogenesis. J. Genet. Eng. Biotechnol. 2022;20(1):119. DOI: 10.1186/s43141-022-00405-5.GWAS Catalog. The NHGRI-EBI Catalog of human genome-wide association studies. URL: https://www.ebi.ac.uk/gwas/GWAS Catalog. The NHGRI-EBI Catalog of human genome-wide association studies. URL: https://www.ebi.ac.uk/gwas/Кучер А.Н., Валиахметов Н.Р., Салахов Р.Р., Голубенко М.В., Павлюкова Е.Н., Назаренко М.С. Фенотипическая вариабельность гипертрофической кардиомиопатии у носителей патогенного варианта p.Arg870His гена MYH7. Бюллетень сибирской медицины. 2022;21(3):205– 216. DOI: 10.20538/1682-0363-2022-3-205-216. DOI: 10.20538/1682-0363-2022-3-205-216.Кучер А.Н., Валиахметов Н.Р., Салахов Р.Р., Голубенко М.В., Павлюкова Е.Н., Назаренко М.С. Фенотипическая вариабельность гипертрофической кардиомиопатии у носителей патогенного варианта p.Arg870His гена MYH7. Бюллетень сибирской медицины. 2022;21(3):205– 216. DOI: 10.20538/1682-0363-2022-3-205-216. DOI: 10.20538/1682-0363-2022-3-205-216.Кучер А.Н., Слепцов А.А., Назаренко М.С. Генетический ландшафт дилатационной кардиомиопатии. Генетика. 2022;58(4):371–387. DOI: 10.31857/S0016675822030080.Кучер А.Н., Слепцов А.А., Назаренко М.С. Генетический ландшафт дилатационной кардиомиопатии. Генетика. 2022;58(4):371–387. DOI: 10.31857/S0016675822030080.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.