Glucose transporter-1 deficiency syndrome is caused by mutations in the SLC2A1 gene in the majority of patients and results in impaired glucose transport into the brain. From 2004–2008, 132 requests for mutational analysis of the SLC2A1 gene were studied by automated Sanger sequencing and multiplex ligation-dependent probe amplification. Mutations in the SLC2A1 gene were detected in 54 patients (41%) and subsequently in three clinically affected family members. In these 57 patients we identified 49 different mutations, including six multiple exon deletions, six known mutations and 37 novel mutations (13 missense, five nonsense, 13 frame shift, four splice site and two translation initiation mutations). Clinical data were retrospectively collected from referring physicians by means of a questionnaire. Three different phenotypes were recognized: (i) the classical phenotype (84%), subdivided into early-onset (<2 years) (65%) and late-onset (18%); (ii) a non-classical phenotype, with mental retardation and movement disorder, without epilepsy (15%); and (iii) one adult case of glucose transporter-1 deficiency syndrome with minimal symptoms. Recognizing glucose transporter-1 deficiency syndrome is important, since a ketogenic diet was effective in most of the patients with epilepsy (86%) and also reduced movement disorders in 48% of the patients with a classical phenotype and 71% of the patients with a non-classical phenotype. The average delay in diagnosing classical glucose transporter-1 deficiency syndrome was 6.6 years (range 1 month–16 years). Cerebrospinal fluid glucose was below 2.5 mmol/l (range 0.9–2.4 mmol/l) in all patients and cerebrospinal fluid : blood glucose ratio was below 0.50 in all but one patient (range 0.19–0.52). Cerebrospinal fluid lactate was low to normal in all patients. Our relatively large series of 57 patients with glucose transporter-1 deficiency syndrome allowed us to identify correlations between genotype, phenotype and biochemical data. Type of mutation was related to the severity of mental retardation and the presence of complex movement disorders. Cerebrospinal fluid : blood glucose ratio was related to type of mutation and phenotype. In conclusion, a substantial number of the patients with glucose transporter-1 deficiency syndrome do not have epilepsy. Our study demonstrates that a lumbar puncture provides the diagnostic clue to glucose transporter-1 deficiency syndrome and can thereby dramatically reduce diagnostic delay to allow early start of the ketogenic diet.

Pseudo-TORCH syndrome (PTS) is characterized by microcephaly, enlarged ventricles, cerebral calcification, and, occasionally, by systemic features at birth resembling the sequelae of congenital infection but in the absence of an infectious agent. Genetic defects resulting in activation of type 1 interferon (IFN) responses have been documented to cause Aicardi-Goutières syndrome, which is a cause of PTS. Ubiquitin-specific peptidase 18 (USP18) is a key negative regulator of type I IFN signaling. In this study, we identified loss-of-function recessive mutations of USP18 in five PTS patients from two unrelated families. Ex vivo brain autopsy material demonstrated innate immune inflammation with calcification and polymicrogyria. In vitro, patient fibroblasts displayed severely enhanced IFN-induced inflammation, which was completely rescued by lentiviral transduction of USP18. These findings add USP18 deficiency to the list of genetic disorders collectively termed type I interferonopathies. Moreover, USP18 deficiency represents the first genetic disorder of PTS caused by dysregulation of the response to type I IFNs. Therapeutically, this places USP18 as a promising target not only for genetic but also acquired IFN-mediated CNS disorders.

ABSTRACT High-impact pathogenic variants in more than 1,000 protein-coding genes cause Mendelian forms of neurodevelopmental disorders (NDD), including the newly reported AGO2 gene. This study describes the molecular and clinical characterization of 28 probands with NDD harboring heterozygous AGO1 coding variants. De novo status was always confirmed when parents were available (26/28). A total of 15 unique variants leading to amino acid changes or deletions were identified: 12 missense variants, two in-frame deletions of one codon, and one canonical splice variant leading to a deletion of two amino acid residues. Some variants were recurrently identified in several unrelated individuals: p.(Phe180del), p.(Leu190Pro), p.(Leu190Arg), p.(Gly199Ser), p.(Val254Ile) and p.(Glu376del). AGO1 encodes the Argonaute 1 protein, which functions in gene-silencing pathways mediated by small non-coding RNAs. Three-dimensional protein structure predictions suggest that these variants might alter the flexibility of the AGO1 linkers domains, which likely would impair its function in mRNA processing. Affected individuals present with intellectual disability of varying severity, as well as speech and motor delay, autistic behavior and additional behavioral manifestations. Our study establishes that de novo coding variants in AGO1 are involved in a novel monogenic form of NDD, highly similar to AGO2 phenotype.