ABSTRACT Analyzing the type and frequency of patient-specific mutations that give rise to Duchenne muscular dystrophy (DMD) is an invaluable tool for diagnostics, basic scientific research, trial planning, and improved clinical care. Locus-specific databases allow for the collection, organization, storage, and analysis of genetic variants of disease. Here, we describe the development and analysis of the TREAT-NMD DMD Global database (http://umd.be/TREAT_DMD/). We analyzed genetic data for 7,149 DMD mutations held within the database. A total of 5,682 large mutations were observed (80% of total mutations), of which 4,894 (86%) were deletions (1 exon or larger) and 784 (14%) were duplications (1 exon or larger). There were 1,445 small mutations (smaller than 1 exon, 20% of all mutations), of which 358 (25%) were small deletions and 132 (9%) small insertions and 199 (14%) affected the splice sites. Point mutations totalled 756 (52% of small mutations) with 726 (50%) nonsense mutations and 30 (2%) missense mutations. Finally, 22 (0.3%) mid-intronic mutations were observed. In addition, mutations were identified within the database that would potentially benefit from novel genetic therapies for DMD including stop codon read-through therapies (10% of total mutations) and exon skipping therapy (80% of deletions and 55% of total mutations).

Abstract Background Autosomal recessive spastic ataxia ofCharlevoix–Saguenay (ARSACS) is a rare neurodegenerative disorder characterizedby early‐onset cerebellar ataxia, peripheral sensorimotor neuropathy, and lowerlimb spasticity. We present clinical andgenetic data of the first Bulgarian patients diagnosed with ARSACS by wholeexome sequencing (WES). Methods Variant filtering was performed usinglocally established pipeline and the selected variants were analysed by Sangersequencing. All patients underwent clinical examination and testingincluding the standard rating scales for spastic paraplegia and ataxia. Results Five different SACS gene variants, three of which novel, have been identified inpatients from three different ethnic groups. In addition to the classicalclinical triad, brain MRI revealed cerebellar atrophy, linear pontineT2‐hypointensities, and hyperintense rim lateral tothalamus combined with retinal nerve fiber layer thickening on opticcoherence tomography (OCT). Conclusion We expand the mutation, geographic, and phenotypic spectrum of ARSACS, adding Bulgaria to the world map of the disease, and drawing attention to the fact that it is still misdiagnosed. We demonstrated that brain MRI and OCT are necessary clinical tests for ARSACS diagnosis, even if one of the cardinal clinical features is lacking

Background: Congenital myasthenic syndromes (CMS) are a group of rare but often treatable inherited disorders of neuromuscular transmission characterized by fatigable skeletal muscle weakness. In this paper we present the largest phenotypic analysis to date of a cohort of patients carrying the pathogenic variant c.1327delG in the CHRNE gene, leading to CHRNE-CMS. Objective: This study aims to identify the phenotypic variability in CMS associated with c.1327delG mutation in the CHRNE gene. Methods: Disease specific symptoms were assessed using specific standardized tests for autoimmune myasthenia (Quantitative Myasthenia Gravis score) as well as patient-reported scales for symptom severity. Evaluated clinical manifestations included ocular symptoms (ophthalmoparesis and ptosis), bulbar weakness, axial muscle weakness, proximal and distal muscle weakness, and respiratory function. Patients were allocated into three groups according to clinical impression of disease severity: mild, moderate, and severe. Results: We studied 91 Bulgarian Roma patients, carrying the same causative homozygous CHRNE c.1327delG mutation. Bulbar weakness was present in patients throughout all levels of severity of CHRNE-CMS in this study. However, difficulties in eating and swallowing are more prominent characteristics in the moderate and severe clinical phenotypes. Diplopia and ptosis resulting from fatigue of the extraocular muscles were permanent features regardless of disease severity or age. Levels of axial, proximal and distal muscle weakness were variable between disease groups. The statistical analysis showed significant differences between the patients in the three groups, emphasizing a possible variation in symptom manifestation in the evaluated patient population despite the disease originating from the same genetic mutation. Impairment of respiratory function was more prominent in severely affected patients, which might result from loss of compensatory muscle function in those individuals. Conclusion: Results from our study indicate significant phenotypic heterogeneity leading to mild, moderate, or severe clinical manifestation in CHRNE-CMS, despite the genotypic homogeneity.

Abstract Exploring the molecular basis of disease severity in rare disease scenarios is a challenging task provided the limitations on data availability. Causative genes have been described for Congenital Myasthenic Syndromes (CMS), a group of diverse minority neuromuscular junction (NMJ) disorders; yet a molecular explanation for the phenotypic severity differences remains unclear. Here, we present a workflow to explore the functional relationships between CMS causal genes and altered genes from each patient, based on multilayer network analysis of protein-protein interactions, pathways and metabolomics. Our results show that CMS severity can be ascribed to the personalized impairment of extracellular matrix components and postsynaptic modulators of acetylcholine receptor (AChR) clustering. We explore this in more detail for one of the proteins not previously associated with the NMJ, USH2A. Loss of the zebrafish USH2A ortholog revealed some effects on early movement and gross NMJ morphology. This work showcases how coupling multilayer network analysis with personalized -omics information provides molecular explanations to the varying severity of rare diseases; paving the way for sorting out similar cases in other rare diseases.