Abstract Generalized lymphatic dysplasia (GLD) is a rare form of primary lymphoedema characterized by a uniform, widespread lymphoedema affecting all segments of the body, with systemic involvement such as intestinal and/or pulmonary lymphangiectasia, pleural effusions, chylothoraces and/or pericardial effusions. This may present prenatally as non-immune hydrops. Here we report homozygous and compound heterozygous mutations in PIEZO1 , resulting in an autosomal recessive form of GLD with a high incidence of non-immune hydrops fetalis and childhood onset of facial and four limb lymphoedema. Mutations in PIEZO1 , which encodes a mechanically activated ion channel, have been reported with autosomal dominant dehydrated hereditary stomatocytosis and non-immune hydrops of unknown aetiology. Besides its role in red blood cells, our findings indicate that PIEZO1 is also involved in the development of lymphatic structures.

Sporadic vascular malformations (VMs) are complex congenital anomalies of blood vessels that lead to stroke, life-threatening bleeds, disfigurement, overgrowth, and/or pain. Therapeutic options are severely limited, and multidisciplinary management remains challenging, particularly for high-flow arteriovenous malformations (AVM).To investigate the pathogenesis of sporadic intracranial and extracranial VMs in 160 children in which known genetic causes had been excluded, we sequenced DNA from affected tissue and optimized analysis for detection of low mutant allele frequency.We discovered multiple mosaic-activating variants in 4 genes of the RAS/MAPK pathway, KRAS, NRAS, BRAF, and MAP2K1, a pathway commonly activated in cancer and responsible for the germline RAS-opathies. These variants were more frequent in high-flow than low-flow VMs. In vitro characterization and 2 transgenic zebrafish AVM models that recapitulated the human phenotype validated the pathogenesis of the mutant alleles. Importantly, treatment of AVM-BRAF mutant zebrafish with the BRAF inhibitor vemurafinib restored blood flow in AVM.Our findings uncover a major cause of sporadic VMs of different clinical types and thereby offer the potential of personalized medical treatment by repurposing existing licensed cancer therapies.This work was funded or supported by grants from the AVM Butterfly Charity, the Wellcome Trust (UK), the Medical Research Council (UK), the UK National Institute for Health Research, the L'Oreal-Melanoma Research Alliance, the European Research Council, and the National Human Genome Research Institute (US).

The genomics era has facilitated discovery of new genes predisposing to bone marrow failure (BMF) and hematological malignancy (HM). We report the discovery of ERG as a novel autosomal dominant BMF/HM predisposition gene. ERG is a highly constrained transcription factor critical for definitive hematopoiesis, stem cell function and platelet maintenance. ERG colocalizes with other transcription factors including RUNX1 and GATA2 on promoters/enhancers of genes orchestrating hematopoiesis. We identified a rare heterozygous ERG missense variant in 3 thrombocytopenic individuals from one family and 14 additional ERG variants in unrelated individuals with BMF/HM including 2 de novo cases and 3 truncating variants. Phenotypes associated with pathogenic germline ERG variants included cytopenias (thrombocytopenia, neutropenia, pancytopenia) and HMs (acute myeloid leukemia, myelodysplastic syndrome, acute lymphoblastic leukemia) with onset before 40 years. Twenty ERG variants (19 missense, 1 truncating) including 3 missense population variants were functionally characterized. Thirteen potentially pathogenic ETS domain missense variants displayed loss-of-function characteristics disrupting transcriptional transactivation, DNA-binding and/or nuclear localization. Selected variants overexpressed in mouse fetal liver cells failed to drive myeloid differentiation and cytokine-independent growth in culture, and to promote acute erythroleukemia when transplanted into mice, concordant with these variants being loss-of-function. Four individuals displayed somatic genetic rescue by copy neutral loss of heterozygosity. Identification of predisposing germline ERG variants has clinical implications for patient/family diagnosis, counselling, surveillance, and treatment strategies including selection of bone marrow donors or cell/gene therapy.