DL
Damien Lederer
Author with expertise in Molecular Basis of Rett Syndrome and Related Disorders
Achievements
Cited Author
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
3
(67% Open Access)
Cited by:
821
h-index:
24
/
i10-index:
37
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Genetic and phenotypic heterogeneity suggest therapeutic implications in SCN2A-related disorders

Markus Wolff et al.Feb 23, 2017
Mutations in SCN2A, a gene encoding the voltage-gated sodium channel Nav1.2, have been associated with a spectrum of epilepsies and neurodevelopmental disorders. Here, we report the phenotypes of 71 patients and review 130 previously reported patients. We found that (i) encephalopathies with infantile/childhood onset epilepsies (≥3 months of age) occur almost as often as those with an early infantile onset (<3 months), and are thus more frequent than previously reported; (ii) distinct phenotypes can be seen within the late onset group, including myoclonic-atonic epilepsy (two patients), Lennox-Gastaut not emerging from West syndrome (two patients), and focal epilepsies with an electrical status epilepticus during slow sleep-like EEG pattern (six patients); and (iii) West syndrome constitutes a common phenotype with a major recurring mutation (p.Arg853Gln: two new and four previously reported children). Other known phenotypes include Ohtahara syndrome, epilepsy of infancy with migrating focal seizures, and intellectual disability or autism without epilepsy. To assess the response to antiepileptic therapy, we retrospectively reviewed the treatment regimen and the course of the epilepsy in 66 patients for which well-documented medical information was available. We find that the use of sodium channel blockers was often associated with clinically relevant seizure reduction or seizure freedom in children with early infantile epilepsies (<3 months), whereas other antiepileptic drugs were less effective. In contrast, sodium channel blockers were rarely effective in epilepsies with later onset (≥3 months) and sometimes induced seizure worsening. Regarding the genetic findings, truncating mutations were exclusively seen in patients with late onset epilepsies and lack of response to sodium channel blockers. Functional characterization of four selected missense mutations using whole cell patch-clamping in tsA201 cells-together with data from the literature-suggest that mutations associated with early infantile epilepsy result in increased sodium channel activity with gain-of-function, characterized by slowing of fast inactivation, acceleration of its recovery or increased persistent sodium current. Further, a good response to sodium channel blockers clinically was found to be associated with a relatively small gain-of-function. In contrast, mutations in patients with late-onset forms and an insufficient response to sodium channel blockers were associated with loss-of-function effects, including a depolarizing shift of voltage-dependent activation or a hyperpolarizing shift of channel availability (steady-state inactivation). Our clinical and experimental data suggest a correlation between age at disease onset, response to sodium channel blockers and the functional properties of mutations in children with SCN2A-related epilepsy.
0
Citation471
0
Save
0

Deletion of KDM6A, a Histone Demethylase Interacting with MLL2, in Three Patients with Kabuki Syndrome

Damien Lederer et al.Dec 22, 2011
Kabuki syndrome (KS) is a rare genetic disease that causes developmental delay and congenital anomalies. Since the identification of MLL2 mutations as the primary cause of KS, such mutations have been identified in 56%–76% of affected individuals, suggesting that there may be additional genes associated with KS. Here, we describe three KS individuals with de novo partial or complete deletions of an X chromosome gene, KDM6A, that encodes a histone demethylase that interacts with MLL2. Although KDM6A escapes X inactivation, we found a skewed X inactivation pattern, in which the deleted X chromosome was inactivated in the majority of the cells. This study identifies KDM6A mutations as another cause of KS and highlights the growing role of histone methylases and histone demethylases in multiple-congenital-anomaly and intellectual-disability syndromes. Kabuki syndrome (KS) is a rare genetic disease that causes developmental delay and congenital anomalies. Since the identification of MLL2 mutations as the primary cause of KS, such mutations have been identified in 56%–76% of affected individuals, suggesting that there may be additional genes associated with KS. Here, we describe three KS individuals with de novo partial or complete deletions of an X chromosome gene, KDM6A, that encodes a histone demethylase that interacts with MLL2. Although KDM6A escapes X inactivation, we found a skewed X inactivation pattern, in which the deleted X chromosome was inactivated in the majority of the cells. This study identifies KDM6A mutations as another cause of KS and highlights the growing role of histone methylases and histone demethylases in multiple-congenital-anomaly and intellectual-disability syndromes. Kabuki syndrome (KS; MIM 147920) was first described in 1981 by Niikawa and Kuroki,1Niikawa N. Matsuura N. Fukushima Y. Ohsawa T. Kajii T. Kabuki make-up syndrome: a syndrome of mental retardation, unusual facies, large and protruding ears, and postnatal growth deficiency.J. Pediatr. 1981; 99: 565-569Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (419) Google Scholar, 2Kuroki Y. Suzuki Y. Chyo H. Hata A. Matsui I. A new malformation syndrome of long palpebral fissures, large ears, depressed nasal tip, and skeletal anomalies associated with postnatal dwarfism and mental retardation.J. Pediatr. 1981; 99: 570-573Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (359) Google Scholar and more than 400 cases have been reported in the literature. The main clinical characteristics are distinctive facial features, developmental delay, mild to moderate intellectual disability, post-natal growth retardation, and additional features including skeletal anomalies, hypodontia, and persistent fetal fingertip pads. Comparative genomic hybridization (CGH) microarray analysis failed to detect a recurrent anomaly in 72 KS individuals.3Hoffman J.D. Zhang Y. Greshock J. Ciprero K.L. Emanuel B.S. Zackai E.H. Weber B.L. Ming J.E. Array based CGH and FISH fail to confirm duplication of 8p22-p23.1 in association with Kabuki syndrome.J. Med. Genet. 2005; 42: 49-53Crossref PubMed Scopus (24) Google Scholar, 4Schoumans J. Nordgren A. Ruivenkamp C. Brøndum-Nielsen K. Teh B.T. Annéren G. Holmberg E. Nordenskjöld M. Anderlid B.M. Genome-wide screening using array-CGH does not reveal microdeletions/microduplications in children with Kabuki syndrome.Eur. J. Hum. Genet. 2005; 13: 260-263Crossref PubMed Scopus (23) Google Scholar, 5Miyake N. Shimokawa O. Harada N. Sosonkina N. Okubo A. Kawara H. Okamoto N. Ohashi H. Kurosawa K. Naritomi K. et al.No detectable genomic aberrations by BAC array CGH in Kabuki make-up syndrome patients.Am. J. Med. Genet. A. 2006; 140: 291-293Crossref PubMed Scopus (19) Google Scholar, 6Cuscó I. del Campo M. Vilardell M. González E. Gener B. Galán E. Toledo L. Pérez-Jurado L.A. Array-CGH in patients with Kabuki-like phenotype: identification of two patients with complex rearrangements including 2q37 deletions and no other recurrent aberration.BMC Med. Genet. 2008; 9: 27Crossref PubMed Scopus (27) Google Scholar, 7Kuniba H. Yoshiura K. Kondoh T. Ohashi H. Kurosawa K. Tonoki H. Nagai T. Okamoto N. Kato M. Fukushima Y. et al.Molecular karyotyping in 17 patients and mutation screening in 41 patients with Kabuki syndrome.J. Hum. Genet. 2009; 54: 304-309Crossref PubMed Scopus (29) Google Scholar, 8Maas N.M. Van de Putte T. Melotte C. Francis A. Schrander-Stumpel C.T. Sanlaville D. Genevieve D. Lyonnet S. Dimitrov B. Devriendt K. et al.The C20orf133 gene is disrupted in a patient with Kabuki syndrome.J. Med. Genet. 2007; 44: 562-569Crossref PubMed Scopus (55) Google Scholar Use of the exome-sequencing strategy recently led to the identification of MLL2 (MIM 602113) mutations as a major cause of KS.9Ng S.B. Bigham A.W. Buckingham K.J. Hannibal M.C. McMillin M.J. Gildersleeve H.I. Beck A.E. Tabor H.K. Cooper G.M. Mefford H.C. et al.Exome sequencing identifies MLL2 mutations as a cause of Kabuki syndrome.Nat. Genet. 2010; 42: 790-793Crossref PubMed Scopus (985) Google Scholar In five recently published series, mutations in MLL2 were found in 56%–76% of KS patients.9Ng S.B. Bigham A.W. Buckingham K.J. Hannibal M.C. McMillin M.J. Gildersleeve H.I. Beck A.E. Tabor H.K. Cooper G.M. Mefford H.C. et al.Exome sequencing identifies MLL2 mutations as a cause of Kabuki syndrome.Nat. Genet. 2010; 42: 790-793Crossref PubMed Scopus (985) Google Scholar, 10Paulussen A.D. Stegmann A.P. Blok M.J. Tserpelis D. Posma-Velter C. Detisch Y. Smeets E.E. Wagemans A. Schrander J.J. van den Boogaard M.J. et al.MLL2 mutation spectrum in 45 patients with Kabuki syndrome.Hum. Mutat. 2011; 32: E2018-E2025Crossref PubMed Scopus (103) Google Scholar, 11Li Y. Bögershausen N. Alanay Y. Simsek Kiper P.O. Plume N. Keupp K. Pohl E. Pawlik B. Rachwalski M. Milz E. et al.A mutation screen in patients with Kabuki syndrome.Hum. Genet. 2011; 130: 715-724Crossref PubMed Scopus (96) Google Scholar, 12Micale L. Augello B. Fusco C. Selicorni A. Loviglio M.N. Silengo M.C. Reymond A. Gumiero B. Zucchetti F. D'Addetta E.V. et al.Mutation spectrum of MLL2 in a cohort of Kabuki syndrome patients.Orphanet J. Rare Dis. 2011; 6: 38Crossref PubMed Scopus (77) Google Scholar, 13Hannibal M.C. Buckingham K.J. Ng S.B. Ming J.E. Beck A.E. McMillin M.J. Gildersleeve H.I. Bigham A.W. Tabor H.K. Mefford H.C. et al.Spectrum of MLL2 (ALR) mutations in 110 cases of Kabuki syndrome.Am. J. Med. Genet. A. 2011; 155A: 1511-1516Crossref PubMed Scopus (142) Google Scholar Because a significant proportion of patients do not have a detectable MLL2 mutation, we postulated the existence of additional genes associated with KS. In the quest for a another KS-causing genetic mutation, ten genes interacting with MLL2 were screened in 15 MLL2-mutation-negative KS individuals, and no pathogenic mutations were identified.11Li Y. Bögershausen N. Alanay Y. Simsek Kiper P.O. Plume N. Keupp K. Pohl E. Pawlik B. Rachwalski M. Milz E. et al.A mutation screen in patients with Kabuki syndrome.Hum. Genet. 2011; 130: 715-724Crossref PubMed Scopus (96) Google Scholar Another gene coding for an MLL2-interacting protein, KDM6A (previously known as UTX; MIM 300128), was screened in 22 MLL2-mutation-negative KS individuals, and again, no causative mutations were detected.13Hannibal M.C. Buckingham K.J. Ng S.B. Ming J.E. Beck A.E. McMillin M.J. Gildersleeve H.I. Bigham A.W. Tabor H.K. Mefford H.C. et al.Spectrum of MLL2 (ALR) mutations in 110 cases of Kabuki syndrome.Am. J. Med. Genet. A. 2011; 155A: 1511-1516Crossref PubMed Scopus (142) Google Scholar By using array CGH analysis (Agilent platform 244K), we identified de novo Xp11.3 microdeletions in two Belgian MLL2-mutation-negative KS girls (patients 1 and 2). Because both deletions were de novo, they are probably pathogenic. Both deletions included either a portion of or all of KDM6A. Moreover, there were no KDM6A deletions in a cohort of 411 normal controls in a previous study.14van Haaften G. Dalgliesh G.L. Davies H. Chen L. Bignell G. Greenman C. Edkins S. Hardy C. O'Meara S. Teague J. et al.Somatic mutations of the histone H3K27 demethylase gene UTX in human cancer.Nat. Genet. 2009; 41: 521-523Crossref PubMed Scopus (639) Google Scholar The deletion in patient 1 included KDM6A exons 21–29, which code for the terminal part of the catalytic domain of KDM6A, and CXorf36, a gene recently implicated in X-linked autism.15Aziz A. Harrop S.P. Bishop N.E. DIA1R is an X-linked gene related to Deleted In Autism-1.PLoS ONE. 2011; 6: e14534Crossref PubMed Scopus (16) Google Scholar In patient 2, KDM6A, CXorf36, DUSP21 (MIM 300678), and FUNDC1 (Figure 1) were removed completely. The functions of DUSP21 and FUNDC1 remain unknown. We then sequenced KDM6A by Sanger sequencing and looked for intragenic deletions or duplications with a targeted custom Agilent array CGH in a cohort of 22 MLL2-mutation-negative KS individuals (8 females, 14 males). In accordance with the ethical standards of the Institut de Pathologie et de Génétique ethics committee, parental consent was obtained for DNA analysis of all the participants in this study and for the publication of photographs. The CGH microarray data (supplemental data, available online) discussed in this publication have been deposited in the National Center for Biotechnology Information (NCBI) Gene Expression Omnibus (GEO)16Edgar R. Domrachev M. Lash A.E. Gene Expression Omnibus: NCBI gene expression and hybridization array data repository.Nucleic Acids Res. 2002; 30: 207-210Crossref PubMed Scopus (8462) Google Scholar and are accessible under accession GSE32567 (see Accession Numbers section). No point mutations were detected, but we identified a de novo intragenic deletion (exons 5–9) in one Italian, male KS individual (patient 3). We also sequenced UTY (MIM 400009), the Y chromosome paralog of KDM6A (see below), and looked for intragenic deletions or duplications as stated above, but we did not detect any mutations. Patients 1 and 3 had a typical KS phenotype, including long palpebral fissures, lateral eversion of the lower eyelid, and moderate to severe intellectual disability (Table 1 and Figure 2). Although the facial features of patient 2 were not as classical, she displayed many features of this disorder, including lateral sparseness of the eyebrows, long eyelashes, strabismus, long palpebral fissures, large and prominent ears, persistent fetal fingertip pads, aortic coarctation, areolar fullness in infancy, and hirsutism. She presented with a mild developmental delay and had a normal verbal intelligence quotient (IQ) score, a poor performance IQ score, and hyperactive behavior (Table 1 and Figure 2). We noted that patients 1 and 2 had long halluces (Figure 3).Table 1Clinical Features of PatientsPatient 1Patient 2Patient 3General CharacteristicsGenderfemalefemalemaleMaternal age at birth (yr)363625Paternal age at birth (yr)392927Age at examination (yr)13102Weight 
0
Citation349
0
Save
0

Comprehensive EHMT1 variants analysis broadens genotype-phenotype associations and molecular mechanisms in Kleefstra syndrome

Dmitrijs Rots et al.Jul 1, 2024
The shift to a genotype-first approach in genetic diagnostics has revolutionized our understanding of neurodevelopmental disorders, expanding both their molecular and phenotypic spectra. Kleefstra syndrome (KLEFS1) is caused by EHMT1 haploinsufficiency and exhibits broad clinical manifestations. EHMT1 encodes euchromatic histone methyltransferase-1-a pivotal component of the epigenetic machinery. We have recruited 209 individuals with a rare EHMT1 variant and performed comprehensive molecular in silico and in vitro testing alongside DNA methylation (DNAm) signature analysis for the identified variants. We (re)classified the variants as likely pathogenic/pathogenic (molecularly confirming Kleefstra syndrome) in 191 individuals. We provide an updated and broader clinical and molecular spectrum of Kleefstra syndrome, including individuals with normal intelligence and familial occurrence. Analysis of the EHMT1 variants reveals a broad range of molecular effects and their associated phenotypes, including distinct genotype-phenotype associations. Notably, we showed that disruption of the "reader" function of the ankyrin repeat domain by a protein altering variant (PAV) results in a KLEFS1-specific DNAm signature and milder phenotype, while disruption of only "writer" methyltransferase activity of the SET domain does not result in KLEFS1 DNAm signature or typical KLEFS1 phenotype. Similarly, N-terminal truncating variants result in a mild phenotype without the DNAm signature. We demonstrate how comprehensive variant analysis can provide insights into pathogenesis of the disorder and DNAm signature. In summary, this study presents a comprehensive overview of KLEFS1 and EHMT1, revealing its broader spectrum and deepening our understanding of its molecular mechanisms, thereby informing accurate variant interpretation, counseling, and clinical management.
0
Citation1
0
Save