CRB1-ассоциированные ретинопатии: клинические характеристики и молекулярно-генетические особенности в российской популяции

Цель работы — выявить спектр фенотипов и генотипов в гене CRB1 в когорте российских пациентов.

Материал и методы. Проведено проспективное когортное исследование группы из 7 пациентов в возрасте от 5 до 38 лет из 6 семей с патогенными вариантами в гене CRB1. Клиническое обследование включало определение максимально корригируемой остроты зрения, рефракции, поля зрения по Гольдману, биомикроскопию с помощью щелевой лампы, фотографию глазного дна, аутофлюоресценцию глазного дна и оптическую когерентную томографию. У всех пациентов проводили электрофизиологическое, а также молекулярно-генетическое исследование (секвенирование последнего поколения — панель «Наследственные заболевания сетчатки»).

Результаты. Выявлено 7 различных фенотипов CRB1-ассоциированных ретинопатий. У всех пациентов обнаружены компаунд-гетерозиготные патогенные варианты в гене CRB1. Из 11 обнаруженных патогенных вариантов только три: (c.2843G>A, p.Cys948Tyr), c.2536G>A(p.Gly846Arg21) и (c.2308G>A, p.Gly770Ser) — описаны в других популяциях. Впервые выявленные патогенные варианты в гене CRB1 включали 8 новых, ранее не описанных: 3 миссенс-замены: c.1042T>C (p.Cys348Arg), c.2480G>T (p.Gly827Val), c.29T>C (p.Leu10Pro) — и 5 нонсенс-мутаций: c.1492delA(p.Ser498Valfs*4), c.2238delT( p.Gln747Asnfs*7), c.624T>G (p.Tyr208*), c.222C>A (p.Cys74*), с.1660del (p.Val554Cysfs*19), что указывает на особенности российской популяции. Миссенсмутации c.2480G>T (Gly827Glu) и c.2536G>A (p.Gly846Arg), (c.2308G>A, p.(Gly770Ser), а также нонсенс-мутация c.2238delT (p.Gln747Asnfs*7) выявлены в «горячем» 7-м экзоне гена CRB1, в котором нами также выявлено больше всего мутаций. Патогенный вариант c.222C>A p.Cys74* встречался у 3 из 7 пациентов, 2 из них сибсы.

Заключение. Когорта российских пациентов с CRB1-ассоциированной ретинопатией продемонстрировала широкий спектр фенотипов дистрофий сетчатки, включающий ВАЛ 8-го типа с гипоплазией фовеа без кистозного макулярного отека (КМО) и с КМО, дистрофию сетчатки с ранним началом, ранний пигментный ретинит (ПР) 12-го типа с друзами диска зрительного нерва и без, ПР 12-го типа с костными тельцами и атрофией наружных слоев парафовельной сетчатки, коатсоподобную экссудативную васкулопатию с КМО, ПР с сохранением параартериолярного пигментного эпителия сетчатки (PPRPE). Выявлены новые молекулярно-генетические характеристики у российских пациентов с CRB1-ассоциированными наследственными дистрофиями сетчатки.

1. Нероев В.В., Шамшинова А.М. Наследственные дистрофии сетчатки, пигментного эпителия и хориоидеи. В кн.: Аветисов С.Э., Егоров Е.А., Мошетова Л.К., Нероев В.В., Тахчиди Х.П., ред. Офтальмология: национальное руководство. Москва. ГЭОТАР-Медиа, 2008: 548–65.

2. Nguyen XT, Talib M, van Schooneveld MJ, et al. CRB1-associated retinal dystrophies: A prospective natural history study in anticipation of future clinical trials. Am J Ophthalmol. 2022; 234: 37–48. doi: 10.1016/j.ajo.2021.07.021

3. Daich Varela M, Georgiou M, Alswaiti Y, et al. CRB1-associated retinal dystrophies: Genetics, clinical characteristics, and natural history. Am J Ophthalmol. 2023; 246: 107–21. doi: 10.1016/j.ajo.2022.09.002

4. Khan KN, Robson A, Mahroo OAR, et al. A clinical and molecular characterisation of CRB1-associated maculopathy. Eur J Hum Genet. 2018: 26: 687–94. https://doi.org/10.1038/s41431-017-0082-2

5. Vincent A, Ng J, Gerth-Kahlert C, et al. Biallelic mutations in CRB1 underlie autosomal recessive familial foveal retinoschisis. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2016; 57: 2637–46. doi:10.1167/iovs.15-18281

6. Lotery AJ, Jacobson SG, Fishman GA, et al. Mutations in the CRB1 gene cause Leber congenital amaurosis. Arch Opthalmol. 2001; 119: 415–20. doi: 10.1001/archopht.119.3.415

7. den Hollander AI, ten Brink JB, de Kok YJ, et al. Mutations in a human homologue of Drosophila crumbs cause retinitis pigmentosa (RP12). Nat Genet. 1999; 23: 217–21. doi: 10.1038/13848

8. Den Hollander AI, Heckenlively JR, van den Born LI, et al. Leber congenital amaurosis and retinitis pigmentosa with Coats-like exudative vasculopathy are associated with mutations in the crumbs homologue 1 (CRB1) gene. Am J Hum Genet. 2001; 69: 198–203. doi: 10.1086/321263

9. Gosens I, den Hollander AI, Cremers FP, Roepman R. Composition and function of the Crumbs protein complex in the mammalian retina. Exp Eye Res. 2008; 86 (5): 713–26. doi: 10.1016/j.exer.2008.02.005

10. Mehalow AK, Kameya S, Smith RS, et al. CRB1 is essential for external limiting membrane integrity and photoreceptor morphogenesis in the mammalian retina. Hum Mol Genet. 2003; 12: 2179–89. doi: 10.1093/hmg/ddg232

11. Quinn PM, Pellissier LP,Wijnholds J. The CRB1 complex: following the trail of crumbs to a feasible gene therapy strategy. Front Neurosci. 2017; 11: 17512. doi: 10.3389/fnins.2017.00175

12. van de Pavert, Serge A., et al. Crumbs homologue 1 is required for maintenance of photoreceptor cell polarization and adhesion during light exposure. J Cell Sci. 2004; 117(18): 4169–77. https://doi.org/10.1242/jcs.01301

13. Alves CH, Pellissier LP, Wijnholds J. The CRB1 and adherens junction complex proteins in retinal development and maintenance. Prog Retin Eye Res. 2014; 40: 35–52. doi: 10.1016/j.preteyeres.2014.01.001

14. Jacobson SG, Cideciyan AV, Aleman TS, et al. Crumbs homolog 1 (CRB1) mutations result in a thick human retina with abnormal lamination. Hum Mol Genet. 2003; 12: 1073–8. doi: 10.1093/hmg/ddg117

15. Rodriguez-Martinez AC, Higgins BE, Tailor-Hamblin V, et al. Foveal hypoplasia in CRB1-related retinopathies. Int J Mol Sci. 2023 Sep 11; 24 (18): 13932. doi: 10.3390/ijms241813932

16. den Hollander AI, Davis J, van der Velde-Visser SD, et al. CRB1 mutation spectrum in inherited retinal dystrophies. Hum Mutat. 2004; 24 (5): 355–69. doi: 10.1002/humu.20093

17. Bujakowska K, Audo I Mohand-Saïd S, et al. CRB1 mutations in inherited retinal dystrophies. Hum Mutat. 2012; 33: 306–15. doi: 10.1002/humu.21653

18. Talib M, van Schooneveld MJ, van Genderen MM, et al. Genotypic and phenotypic characteristics of CRB1-associated retinal dystrophies. Ophthalmology. 2017; 124: 884–95. doi: 10.1016/j.ophtha.2017.01.047

19. Kumaran N, Moore AT, Weleber RG, et al. Leber congenital amaurosis/ early-onset severe retinal dystrophy: clinical features, molecular genetics and therapeutic interventions. Br J Ophthalmol. 2017; 101: 1147–54. doi: 10.1136/bjophthalmol-2016-309975

20. Ehrenberg M, Pierce EA, Cox GF, Fulton AB. CRB1: one gene, many phenotypes. Semin Ophthalmol. 2013; 28: 397–405. doi: 10.3109/08820538.2013.825277

21. Aleman TS, Cideciyan AV, Aguirre GK, et al. Human CRB1-associated retinal degeneration: comparison with the rd8 Crb1-mutant mouse model. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2011; 52, 6898–910. 10.1167/iovs.11-7701

22. McKay GJ, Clarke S, Davis JA, Simpson DA, Silvestri G. Pigmented paravenous chorioretinal atrophy is associated with a mutation within the crumbs homolog 1 (CRB1) gene. Invest Ophthal Vis Sci. 2005 Jan; 46 (1): 322–8. doi: 10.1167/iovs.04-0734

23. Zenteno JC, Buentello-Volante B, Ayala-Ramirez R, Villanueva-Mendoza C. Homozygosity mapping identifies the Crumbs homologue 1 (Crb1) gene as responsible for a recessive syndrome of retinitis pigmentosa and nanophthalmos. Am J Med Genet. 2011; 155A (5): 1001–6. doi: 10.1002/ajmg.a.33862

24. Oh DJ, Daily MJ, Grassi MA. CRB1 maculopathy presenting as fenestrated sheen macular dystrophy with 15-year follow-up. Doc Ophthalmol. 2021; 142 (3): 381–8. doi: 10.1007/s10633-020-09810-y

25. Quinn PM, Buck TM, Mulder AA, et al. Human iPSC-derived retinas recapitulate the fetal CRB1 CRB2 complex formation and demonstrate that photoreceptors and Müller glia are targets of AAV5. Stem Cell Reports. 2019; 12: 906–19. doi: 10.1016/j.stemcr.2019.03.002

26. Boon N, Wijnholds J, Pellissier LP. Research models and gene augmentation therapy for CRB1 retinal dystrophies. Front Neurosci. 2020; 14: 860. doi: 10.3389/fnins.2020.00860

27. Pellissier LP, Quinn PM, Alves CH, et al. Gene therapy into photoreceptors and Müller glial cells restores retinal structure and function in CRB1 retinitis pigmentosa mouse models. Hum Mol Genet. 2015; 24: 3104–18. doi: 10.1093/hmg/ddv062

28. Lopes da Costa B, Kolesnikova M, Levi SR, et al. Clinical and therapeutic evaluation of the ten most prevalent CRB1 Mutations. Biomedicines. 2023; 11 (2): 385. doi: 10.3390/biomedicines11020385

29. Boon N, Lu X, Andriessen CA, Moustakas I, et al. AAV-mediated gene augmentation therapy of CRB1 patient-derived retinal organoids restores the histological and transcriptional retinal phenotype. Stem Cell Reports. 2023; 13; 18 (6): 1388. doi: 10.1016/j.stemcr.2023.05.008