ABSTRACT The first description of patients with combined pituitary hormone deficiencies (CPHD) caused by PROP1 mutations was made 20 years ago. Here we updated the clinical and genetic characteristics of patients with PROP1 mutations and summarized the phenotypes of 14 patients with 7 different pathogenic PROP1 mutations followed at the Hospital das Clínicas of the University of Sao Paulo. In addition to deficiencies in GH, TSH, PRL and gonadotropins some patients develop late ACTH deficiency. Therefore, patients with PROP1 mutations require permanent surveillance. On magnetic resonance imaging, the pituitary stalk is normal, and the posterior lobe is in the normal position. The anterior lobe in patients with PROP1 mutations is usually hypoplastic but may be normal or even enlarged. Bi-allelic PROP1 mutations are currently the most frequently recognized genetic cause of CPHD worldwide. PROP1 defects occur more frequently among offspring of consanguineous parents and familial cases, but they also occur in sporadic cases, especially in countries in which the prevalence of PROP1 mutations is relatively high. We classified all reported PROP1 variants described to date according to the American College of Medical Genetics and Genomics and the Association for Molecular Pathology (ACMG-AMP) guidelines: 29 were pathogenic, 2 were likely pathogenic, and 2 were of unknown significance. An expansion of the phenotype of patients with PROP1 mutations was observed since the first description 20 years ago: variable anterior pituitary size, different pathogenic mutations, and late development of ACTH deficiency. PROP1 mutations are the most common cause of autosomal recessive CPHD with a topic posterior pituitary lobe. Arch Endocrinol Metab. 2019;63(2):167-74

OBJECTIVE: The expression of transcription factors involved in early pituitary development, such as PROP1 and POU1F1, has been detected in pituitary adenoma tissues. In this study, we sought to characterize the transcriptional profiles of PROP1, POU1F1, and TBX19 in functioning and nonfunctioning pituitary adenomas in an attempt to identify their roles in tumorigenesis and hormone hypersecretion. METHODS: RT-qPCR analyses were performed to assess the transcriptional pattern of PROP1, POU1F1, TBX19, and hormone-producing genes in tissue samples of corticotrophinomas (n = 10), somatotrophinomas (n = 8), and nonfunctioning adenomas (n = 6). RESULTS: Compared with normal pituitary tissue, POU1F1 was overexpressed in somatotrophinomas by 3-fold. PROP1 expression was 18-fold higher in corticotrophinomas, 10-fold higher in somatotrophinomas, and 3-fold higher in nonfunctioning adenomas. TBX19 expression was 27-fold higher in corticotrophinomas. Additionally, the level of TBX19 mRNA positively correlated with that of pro-opiomelanocortin (r = 0.49, p = 0.014). CONCLUSIONS: Our data demonstrate that PROP1 is overexpressed in pituitary adenomas, mainly in corticotrophinomas. Together with previously published data showing that patients who harbor PROP1 loss-of-function mutations present a progressive decline in corticotrope function, our results support a role for PROP1 in pituitary tumor development and in the maintenance of cell lineages committed to corticotrophic differentiation.

INTRODUÇÃO: Até o momento, aproximadamente 60 diferentes mutações envolvendo o gene do receptor do GH (GHR) foram descritas em pacientes com a síndrome de insensibilidade ao GH (GHI). Neste artigo, descrevemos uma nova mutação nonsense do GHR. MÉTODOS: O paciente foi avaliado aos 6 anos de idade para baixa estatura associada ao fenótipo clínico da GHI. Níveis de GH, IGF-1 e GHBP foram determinados. Os produtos de PCR dos éxons 2-10 foram seqüenciados. RESULTADOS: O paciente apresentou níveis elevados de GH (26 µg/L), baixos de IGF-1 (22.5 ng/ml) e indetectáveis de GHBP. O seqüenciamento do éxon 5 do GHR revelou uma duplicação da adenina no nucleotídeo 338 da sequência de codificação do GHR (c.338dupA) em homozigose. CONCLUSÃO: Descrevemos uma nova mutação que causa um GHR truncado e uma perda da função do receptor devido à perda de aminoácidos compreendendo as regiões transmembrana e intracelular do receptor, levando a GHI.

BACKGROUND: To date, about sixty different mutations within GH receptor (GHR) gene have been described in patients with GH insensitivity syndrome (GHI). In this report, we described a novel nonsense mutation of GHR. METHODS: The patient was evaluated at the age of 6 yr, for short stature associated to clinical phenotype of GHI. GH, IGF-1, and GHBP levels were determined. The PCR products from exons 2-10 were sequenced. RESULTS: The patient had high GH (26 µg/L), low IGF-1 (22.5 ng/ml) and undetectable GHBP levels. The sequencing of GHR exon 5 disclosed adenine duplication at nucleotide 338 of GHR coding sequence (c.338dupA) in homozygous state. CONCLUSION: We described a novel mutation that causes a truncated GHR and a loss of receptor function due to the lack of amino acids comprising the transmembrane and intracellular regions of GHR protein, leading to GHI.

Discondrosteose de Léri-Weill (DLW) está associada à haploinsuficiência do gene SHOX resultante, principalmente, de deleções. Geralmente, o FISH e a análise de microssatélites são os métodos utilizados para a identificação destas deleções. MLPA é um novo método para detectar variações do número de cópias gênicas, permitindo uma análise simultânea de várias regiões. Aqui, descrevemos uma pequena deleção intragênica no SHOX em uma família com DLW analisada por diferentes metodologias. DNA genômico de 11 membros de uma família foram estudados por microssatélites, seqüenciamento direto e MLPA. FISH foi realizado em dois indivíduos afetados. Os microssatélites demonstraram que todos os membros afetados apresentavam o mesmo haplotipo, sugerindo o envolvimento do SHOX. MLPA identificou uma deleção intragênica envolvendo os éxons IV-VIa, que não foi detectada pelo FISH e pelos microssatélites. Conclui-se que o MLPA demonstrou melhor resolução para detectar esta pequena deleção, com a vantagem de ser menos trabalhoso e permitir a análise de várias regiões simultaneamente.

LWD is associated to SHOX haploinsufficiency, in most cases, due to gene deletion. Generally FISH and microsatellite analysis are used to identify SHOX deletion. MLPA is a new method of detecting gene copy variation, allowing simultaneous analysis of several regions. Here we describe the presence of a SHOX intragenic deletion in a family with LWD, analyzed through different methodologies. Genomic DNA of 11 subjects from one family were studied by microsatellite analysis, direct sequencing and MLPA. FISH was performed in two affected individuals. Microsatellite analysis showed that all affected members shared the same haplotype suggesting the involvement of SHOX. MLPA detected an intragenic deletion involving exons IV-VIa, which was not detected by FISH and microsatellite analysis. In conclusion, the MLPA technique was proved to be the best solution on detecting this small deletion, it has the advantage of being less laborious also allowing the analysis of several regions simultaneously.

A deficiência combinada de 17 alfa-hidroxilase/17,20 liase é uma doença rara, de herança autossômica recessiva, causa de hiperplasia adrenal congênita caracterizada pela presença de hipertensão resultante do acúmulo de precursores mineralocorticóides, distúrbio da diferenciação sexual em homens e infantilismo sexual em mulheres devido à falha na produção de esteróides sexuais. Várias mutações no gene CYP17 resultando em deficiência de 17 alfa-hidroxilase/17,20-liase têm sido descritas. No presente estudo, descrevemos uma nova mutação no CYP17 em duas irmãs, nascidas de pais consangüíneos, com quadro de amenorréia primária, cariótipo 46,XY, dosagens basais elevadas de progesterona (3,4-4,9 ng/mL) e hipertensão hipocalêmica. Após PCR e seqüenciamento automático da região codificadora do CYP17, uma duplicação de 25 pb no exon 5 foi identificada nas pacientes. Esta duplicação inicia-se no códon 318 resultando em parada prematura de leitura no códon 320 gerando uma proteína truncada e inativa conforme predito pela modelagem molecular do P450c17. Com este achado, ampliamos o repertório de mutações do CYP17 descrevendo a maior duplicação descrita até então neste gene em duas irmãs com fenótipo de deficiência combinada de 17 alfa-hidroxilase/17,20-liase e enfatizamos a importância da modelagem molecular do P450c 17 em predizer o efeito funcional destas mutações.

Combined 17alpha-hydroxylase/17,20-lyase deficiency is a rare, autosomal recessive form of congenital adrenal hyperplasia characterized by the coexistence of hypertension, caused by the hyperproduction of mineralocorticoid precursors and DSD in males and sexual infantilism in females, due to impaired production of sex hormones. Several CYP17 mutations resulting in 17alpha-hydroxylase/17,20-lyase deficiency have been reported previously. In the present study, we described a novel CYP17 mutation in two Brazilian sisters with primary amenorrhea, 46,XY karyotype, high basal levels of progesterone (3.4-4.9 ng/mL) and hypokalemic hypertension born to consanguineous parents. After PCR and automatic sequencing of CYP17 coding region, 25 bp duplication at exon 5 was found in the patients. This duplication started at codon 318 resulting in a premature stop codon at position 320 resulting in an ineffective and truncated protein and in accordance with the molecular modeling of P450c17. Therefore we expanded the repertoire of CYP17 mutations describing the largest duplication found in this gene in both sisters, with a clinical phenotype of combined 17alpha-hydroxylase/17,20-lyase deficiency and emphasizes the importance of the P450c 17 molecular modeling to predict the functional effect of these mutations.

Estudos realizados em pacientes portadores de deleções parciais dos cromossomos sexuais permitiram a caracterização do SHOX, gene localizado na região pseudoautossômica no braço curto dos cromossomos sexuais, fundamental na determinação da altura normal. A perda de uma cópia deste gene na síndrome de Turner (ST) explica dois terços da baixa estatura observada nesta síndrome. A haploinsuficiência do SHOX é detectada em 77% dos pacientes com discondrosteose de Leri-Weill, uma forma comum de displasia esquelética de herança autossômica dominante e em 3% das crianças com baixa estatura idiopática (BEI), tornando os defeitos neste gene a principal causa monogênica de baixa estatura. A medida da altura sentada em relação à altura total (Z da AS/AT para idade e sexo) é uma forma simples de identificar a desproporção corpórea e, associada ao exame cuidadoso do paciente e de outros membros da família, auxilia na seleção de pacientes para o estudo molecular do SHOX. O uso de hormônio de crescimento (GH) está bem estabelecido na ST e em razão da causa comum da baixa estatura com o de crianças com defeitos isolados do SHOX o tratamento destes pacientes com GH é também proposto. Neste artigo será revisado os aspectos clínicos, moleculares e terapêuticos da haploinsuficiência do SHOX.

Studies involving patients with short stature and partial deletion of sex chromosomes identified SHOX gene in the pseudoautosomal region of the X and Y chromosomes. SHOX haploinsufficiency is an important cause of short stature in a diversity of clinical conditions. It explains 2/3 of short stature observed in Turner syndrome (TS) patients. Heterozygous mutations in SHOX are observed in 77% of patients with Leri-Weill dyschondrosteosis, a common dominant inherited skeletal dysplasia and in 3% of children with idiopathic short stature, indicating that SHOX defects are the most frequent monogenetic cause of short stature. The sitting height/height ratio (SH/H) standard deviation score is a simple way to assess body proportions and together with a careful exam of other family members, effectively selected a group of patients that presented a high frequency of SHOX mutations. Growth hormone treatment of short stature due to TS is well established and considering the common etiology of short stature in patients with isolated defects of SHOX gene, this treatment is also proposed for these patients. Here, we review clinical, molecular and therapeutic aspects of SHOX haploinsufficiency.

A síndrome de Noonan (SN) é uma síndrome genética comum que constitui importante diagnóstico diferencial em pacientes com baixa estatura, atraso puberal ou criptorquidia. A SN apresenta grande variabilidade fenotípica e é caracterizada principalmente por dismorfismo facial, cardiopatia congênita e baixa estatura. A herança é autossômica dominante com penetrância completa. O diagnóstico é clínico, com base em critérios propostos por van der Burgt, em 1994. Recentemente, diversos genes envolvidos na via de sinalização RAS-MAPK foram identificados como causadores da SN: PTPN11, KRAS, SOS1, RAF1 e MEK1. O tratamento com hormônio de crescimento (hrGH) é proposto para corrigir a baixa estatura observada nestes pacientes. Estudos recentes apontam que pacientes com SN por mutações no gene PTPN11 apresentam pior resposta ao tratamento com hrGH quando comparado com pacientes sem mutações no PTPN11. Este artigo revisará os aspectos clínicos, moleculares e do tratamento da baixa estatura de crianças com SN com hrGH.

Noonan Syndrome (NS) is one of the most common genetic syndromes and it is an important differential diagnosis in children with short stature, delayed puberty and cryptorchidism. NS is characterized by dysmorphic facial features, congenital heart defects and short stature, but there is a great variability in phenotype. NS may occur in a pattern consistent with autosomal dominant inheritance with almost complete penetrance. The diagnosis is based on a clinical score system proposed by van der Burgt e cols. in 1994. In recent years, germline mutations in the components of RAS-MAPK (mitogen activated protein kinase) pathway have been shown to be involved in the pathogenesis of NS. Mutations in PTPN11, KRAS, SOS1, RAF1 e MEK1 can explain 60-70% of NS molecular cause. Growth hormone therapy is proposed to correct the short stature observed in these patients. Recent studies suggest that the presence of PTPN11 mutations in patients with NS indicates a reduced growth response to short-term hrGH treatment. In this article, it is reviewed clinical and molecular aspects of NS and hrGH treatment for short stature.

Modelos preditivos de crescimento são algoritmos derivados de análises de regressão linear múltipla contendo variáveis que influenciam o crescimento em resposta ao tratamento com GH em determinado grupo de indivíduos durante determinado período. A partir do conhecimento da importância relativa de cada variável, são geradas fórmulas matemáticas que permitem obter uma medida objetiva do potencial de crescimento de cada indivíduo em resposta ao tratamento com GH em diferentes situações. Tais algoritmos podem, portanto, ser utilizados como ferramentas para a decisão fundamentada em evidência das estratégias de tratamento com GH a serem utilizadas em diferentes crianças com baixa estatura, a fim de se obter o máximo de custo-efetividade com a menor dose cumulativa possível. Já foram desenvolvidos diversos modelos de previsão de resposta ao tratamento com GH em diferentes causas de baixa estatura, porém estes ainda apresentam baixa aplicabilidade clínica por causa do baixo poder preditivo e da baixa precisão da previsão, o que tem gerado crescente interesse pela incorporação de variáveis adicionais, como marcadores bioquímicos e genéticos que possam melhorar a acurácia da previsão e, assim, permitir que, no futuro, o tratamento com GH possa ser individualizado conforme as necessidades específicas de cada criança.

Growth prediction models are algorithms derived from multiple regression analyses including variables that influence growth responses to GH therapy in a defined group of subjects over a defined period of time. Mathematical equations can be derived from the knowledge acquired with the relative importance of each variable, which provide objective measurements of each subject's growth potential in response to GH therapy on different situations. Therefore, these equations can be used as tools to improve evidence-based decision regarding to growth promoting treatment strategies to be used in each child, optimizing cost-effectiveness with the lowest cumulative GH dose. Several models have already been developed to predict growth responses to GH for different short stature causes, but they still have low clinical usefulness, due to their low predictive power and low prevision accuracy. This has lead to a growing interest in the addition of new variables, such as biochemical or genetic markers, which could improve prevision accuracy and then allow, in the future, GH therapy individualization according to the specific needs of each child.

A puberdade precoce é definida como o desenvolvimento dos caracteres sexuais secundários antes dos 8 anos nas meninas e dos 9 anos nos meninos. A puberdade precoce dependente de gonadotrofinas (PPDG) resulta da ativação prematura do eixo hipotálamo-hipófise-gonadal e mimetiza o desenvolvimento puberal fisiológico, embora em idade cronológica inadequada. A avaliação hormonal, principalmente os valores de LH basal e após estímulo com GnRH exógeno confirmam a ativação do eixo gonadotrófico. A puberdade precoce independente de gonadotrofinas (PPIG) é o resultado da secreção de esteróides sexuais independentemente da ativação do eixo gonadotrófico. Diversas causas genéticas, incluindo mutações ativadoras constitutivas no gene do receptor do LH humano e mutações ativadoras no gene da subunidade a da proteína G representam as etiologias da testotoxicose e da síndrome de McCune Albright, respectivamente. O diagnóstico diferencial entre PPDG e PPIG tem implicação direta na opção terapêutica. Análogos de GnRH de ação prolongada é o tratamento de escolha da PPDG. A monitorização do tratamento da PPDG é realizada pelo exame clínico, avaliação hormonal e exames de imagem. Para o tratamento da PPIG, são usadas drogas que bloqueiam a ação dos esteróides sexuais nos seus receptores específicos (ciproterona, tamoxifeno) ou bloqueiam a sua síntese (cetoconazol, medroxiprogesterona e inibidores da aromatase). Variantes do desenvolvimento puberal normal incluem as formas isoladas de telarca, pubarca e menarca precoces. Nesta revisão, atualizamos a etiologia, o diagnóstico e tratamento da precocidade sexual.

Precocious puberty is defined as the development of secondary sexual characteristics before the age of 8 years in girls and 9 years in boys. Gonadotropin-dependent precocious puberty (GDPP) results from the premature activation of the hypothalamic-pituitary-gonadal axis and mimics the physiological pubertal development, although at an inadequate chronological age. Hormonal evaluation, mainly through basal and GnRH-stimulated LH levels shows activation of the gonadotropic axis. Gonadotropin-independent precocious puberty (GIPP) is the result of the secretion of sex steroids, independently from the activation of the gonadotropic axis. Several genetic causes, including constitutive activating mutations in the human LH-receptor gene and activating mutations in the Gs protein a-subunit gene are described as the etiology of testotoxicosis and McCune-Albright syndrome, respectively. The differential diagnosis between GDPP and GIPP has direct implications on the therapeutic option. Long-acting gonadotropin-releasing hormone (GnRH) analogs are the treatment of choice in GDPP. The treatment monitoring is carried out by clinical examination, hormonal evaluation measurements and image studies. For treatment of GIPP, drugs that act by blocking the action of sex steroids on their specific receptors (cyproterone, tamoxifen) or through their synthesis (ketoconazole, medroxyprogesterone, aromatase inhibitors) are used. In addition, variants of the normal pubertal development include isolated forms of precocious thelarche, precocious pubarche and precocious menarche. Here, we provide an update on the etiology, diagnosis and management of sexual precocity.