Parkinson's disease is a genetically complex disorder. Multiple genes have been shown to contribute to the risk of Parkinson's disease, and currently 90 independent risk variants have been identified by genome-wide association studies. Thus far, a number of genes (including SNCA, LRRK2, and GBA) have been shown to contain variability across a spectrum of frequency and effect, from rare, highly penetrant variants to common risk alleles with small effect sizes. Variants in GBA, encoding the enzyme glucocerebrosidase, are associated with Lewy body diseases such as Parkinson's disease and Lewy body dementia. These variants, which reduce or abolish enzymatic activity, confer a spectrum of disease risk, from 1.4- to >10-fold. An outstanding question in the field is what other genetic factors that influence GBA-associated risk for disease, and whether these overlap with known Parkinson's disease risk variants. Using multiple, large case-control datasets, totalling 217 165 individuals (22 757 Parkinson's disease cases, 13 431 Parkinson's disease proxy cases, 622 Lewy body dementia cases and 180 355 controls), we identified 1691 Parkinson's disease cases, 81 Lewy body dementia cases, 711 proxy cases and 7624 controls with a GBA variant (p.E326K, p.T369M or p.N370S). We performed a genome-wide association study and analysed the most recent Parkinson's disease-associated genetic risk score to detect genetic influences on GBA risk and age at onset. We attempted to replicate our findings in two independent datasets, including the personal genetics company 23andMe, Inc. and whole-genome sequencing data. Our analysis showed that the overall Parkinson's disease genetic risk score modifies risk for disease and decreases age at onset in carriers of GBA variants. Notably, this effect was consistent across all tested GBA risk variants. Dissecting this signal demonstrated that variants in close proximity to SNCA and CTSB (encoding cathepsin B) are the most significant contributors. Risk variants in the CTSB locus were identified to decrease mRNA expression of CTSB. Additional analyses suggest a possible genetic interaction between GBA and CTSB and GBA p.N370S induced pluripotent cell-derived neurons were shown to have decreased cathepsin B expression compared to controls. These data provide a genetic basis for modification of GBA-associated Parkinson's disease risk and age at onset, although the total contribution of common genetics variants is not large. We further demonstrate that common variability at genes implicated in lysosomal function exerts the largest effect on GBA associated risk for disease. Further, these results have implications for selection of GBA carriers for therapeutic interventions.

Abstract Parkinson’s disease (PD) is a genetically complex disorder. Multiple genes have been shown to contribute to the risk of PD, and currently 90 independent risk variants have been identified by genome-wide association studies. Thus far, a number of genes (including SNCA , LRRK2 , and GBA ) have been shown to contain variability across a spectrum of frequency and effect, from rare, highly penetrant variants to common risk alleles with small effect sizes. Variants in GBA , encoding the enzyme glucocerebrosidase, are associated with Lewy body diseases such as PD and Lewy body dementia (LBD). These variants, which reduce or abolish enzymatic activity, confer a spectrum of disease risk, from 1.4- to >10-fold. An outstanding question in the field is what other genetic factors that influence GBA -associated risk for disease, and whether these overlap with known PD risk variants. Using multiple, large case-control datasets, totalling 217,165 individuals (22,757 PD cases, 13,431 PD proxy cases, 622 LBD cases and 180,355 controls), we identified 1,772 PD cases, 711 proxy cases and 7,624 controls with a GBA variant (p.E326K, p.T369M or p.N370S). We performed a genome-wide association study and analysed the most recent PD-associated genetic risk score to detect genetic influences on GBA risk and age at onset. We attempted to replicate our findings in two independent datasets, including the personal genetics company 23andMe, Inc. and whole-genome sequencing data. Our analysis showed that the overall PD genetic risk score modifies risk for disease and decreases age at onset in carriers of GBA variants. Notably, this effect was consistent across all tested GBA risk variants. Dissecting this signal demonstrated that variants in close proximity to SNCA and CTSB (encoding cathepsin B) are the most significant contributors. Risk variants in the CTSB locus were identified to decrease mRNA expression of CTSB . Additional analyses suggest a possible genetic interaction between GBA and CTSB and GBA p.N370S neurons were shown to have decreased Cathepsin B expression compared to controls. These data provide a genetic basis for modification of GBA -associated PD risk and age at onset and demonstrate that variability at genes implicated in lysosomal function exerts the largest effect on GBA associated risk for disease. Further, these results have important implications for selection of GBA carriers for therapeutic interventions.

Autism spectrum disorder (ASD) is a neurodevelopmental disorder (NDD) that affects approximately 4% of males and 1% of females in the United States. While causes of ASD are multi-factorial, single rare genetic variants contribute to around 20% of cases. Here, we report a case series of seven unrelated probands (6 males, 1 female) with ASD or another variable NDD phenotype attributed to de novo heterozygous loss of function or missense variants in the gene LARP1 (La ribonucleoprotein 1). LARP1 encodes an RNA-binding protein that post-transcriptionally regulates the stability and translation of thousands of mRNAs, including those regulating cellular metabolism and metabolic plasticity. Using lymphocytes collected and immortalized from an index proband who carries a truncating variant in one allele of LARP1, we demonstrated that lower cellular levels of LARP1 protein cause reduced rates of aerobic respiration and glycolysis. As expression of LARP1 increases during neurodevelopment, with higher levels in neurons and astrocytes, we propose that LARP1 haploinsufficiency contributes to ASD or related NDDs through attenuated metabolic activity in the developing fetal brain.

Purpose This study aims to describe the ocular manifestations, treatment, and prognosis of OPMD patients registered in the national Israel OPMD(IsrOPMD) registry. Methods Data was prospectively collected from patients referred to the IsrOPMD registry from January 2022 to March 2023. This included patient demographics, medical and ocular history, eye exams, eyelid evaluations, visual field exams, and orthoptic evaluations. Results 30 patients (15 males, mean age 53 years) were treated in the ocular OPMD clinic, predominantly of Bukhari descent (86.6%). The mean visual acuity was 0.06 logMAR. Twenty-one patients (70%) had eye movement problem, mostly in horizontal gaze. 6(20%) patients’ complaint about diplopia. Ptosis surgery was performed in 21(70%) patients, with 17(56.7%) patients underwent frontalis sling surgery and 4(13.3%) patients undergoing levator advancement. The mean Margin reflex distance (MRD1) improved post-surgery (2.28 mm vs. 1.58 mm), but 11(36.6%) patients required more than one ptosis surgery. Conclusions The study contributes valuable insights into the ocular aspects of OPMD. It reveals that OPMD patients often experience a range of ocular symptoms, such as ptosis, abnormalities in eye movements, strabismus, and potentially diplopia, which can significantly impact their quality of life. The findings underscore the importance of regular ophthalmological follow-up for these patients to address these symptoms effectively. The study is significant in contributing to the limited but growing knowledge about the ocular manifestations of OPMD and the management of these symptoms to improve the quality of life for patients suffering from this condition.

Genetic workup is becoming increasingly common in the clinical assessment of neurological disorders. We evaluated its yield among middle-aged and elderly neurological patients, in a real-world context. This retrospective study included 368 consecutive Israeli patients aged 50 years and older (202 [54.9%] males), who were referred to a single neurogenetics clinic between 2017 and mid-2023. All had neurological disorders, without a previous molecular diagnosis. Demographic, clinical and genetic data were collected from medical records. The mean age at first genetic counseling at the clinic was 62.3 ± 7.8 years (range 50-85 years), and the main indications for referral were neuromuscular, movement and cerebrovascular disorders, as well as cognitive impairment and dementia. Out of the 368 patients, 245 (66.6%) underwent genetic testing that included exome sequencing (ES), analysis of nucleotide repeat expansions, detection of specific mutations, targeted gene panel sequencing or chromosomal microarray analysis. Overall, 80 patients (21.7%) received a molecular diagnosis due to 36 conditions, accounting for 32.7% of the patients who performed genetic testing. The diagnostic rates were highest for neuromuscular (58/186 patients [31.2%] in this group, 39.2% of 148 tested individuals) and movement disorders (14/79 [17.7%] patients, 29.2% of 48 tested), but lower for other disorders. Testing of nucleotide repeat expansions and ES provided a diagnosis to 28/73 (38.4%) and 19/132 (14.4%) individuals, respectively. Based on our findings, genetic workup and testing are useful in the diagnostic process of neurological patients aged ≥50 years, in particular for those with neuromuscular and movement disorders.

Variants in the CTSB gene encoding the lysosomal hydrolase cathepsin B (catB) are associated with increased risk of Parkinson9s disease (PD). However, neither the specific CTSB variants driving these associations nor the functional pathways that link catB to PD pathogenesis have been characterized. CatB activity contributes to lysosomal protein degradation and regulates signaling processes involved in autophagy and lysosome biogenesis. Previous in vitro studies have found that catB can cleave monomeric and fibrillar alpha-synuclein, a key protein involved in the pathogenesis of PD that accumulates in the brains of PD patients. However, truncated synuclein isoforms generated by catB cleavage have an increased propensity to aggregate. Thus, catB activity could potentially contribute to lysosomal degradation and clearance of pathogenic alpha synuclein from the cell, but also has the potential of enhancing synuclein pathology by generating aggregation-prone truncations. Therefore, the mechanisms linking catB to PD pathophysiology remain to be clarified. Here, we conducted genetic analyses of the association between common and rare CTSB variants and risk of PD. We then used genetic and pharmacological approaches to manipulate catB expression and function in cell lines and induced pluripotent stem cell-derived dopaminergic neurons and assessed lysosomal activity and the handling of aggregated synuclein fibrils. We find that catB inhibition impairs autophagy, reduces glucocerebrosidase (encoded by GBA1) activity, and leads to an accumulation of lysosomal content. In cell lines, reduction of CTSB gene expression impairs the degradation of pre-formed alpha-synuclein fibrils, whereas CTSB gene activation enhances fibril clearance. In midbrain organoids and dopaminergic neurons treated with alpha-synuclein fibrils, catB inhibition potentiates the formation of inclusions which stain positively for phosphorylated alpha-synuclein. These results indicate that the reduction of catB function negatively impacts lysosomal pathways associated with PD pathogenesis, while conversely catB activation could promote the clearance of pathogenic alpha-synuclein.

Objective We aimed to study the role of coding VPS13C variants in a large cohort of late-onset PD (LOPD) patients.Methods VPS13C and its untranslated regions were sequenced using targeted next-generation sequencing in 1,567 PD patients and 1,667 controls from 3 cohorts. Association tests of rare potential homozygous and compound heterozygous variants and burden tests for rare heterozygous variants were performed. Common variants were analyzed using logistic regression adjusted for age and sex in each of the cohorts, followed by a meta-analysis.Results No bi-allelic carriers of rare VPS13C variants were found among patients and two carriers of compound heterozygous variants were found in two controls. There was no statistically significant burden of rare (MAF<1%) or very rare (MAF<0.1%) coding VPS13C variants in PD. A VPS13C haplotype including the p.R153H-p.I398I-p.I1132V-p.Q2376Q variants was nominally associated with a reduced risk for PD (meta-analysis of the tagging SNP p.I1132V (OR=0.48, 95%CI=0.28-0.82, p =0.0052). This haplotype was not in linkage disequilibrium (LD) with the known genome-wide association study (GWAS) top hit.Conclusions Our results do not support a role for rare heterozygous or bi-allelic VPS13C variants in LOPD. Additional genetic replication and functional studies are needed to examine the role of the haplotype identified here associated with reduced risk for PD.