It is estimated that up to one-third of all variants causing inherited diseases affect splicing; however, their deleterious effects and roles in disease pathogenesis are often not fully characterized. Given their prevalence and the development of various antisense-based splice-modulating approaches, pathogenic splicing variants have become an important object of genomic medicine. To improve the accuracy of variant interpretation in public mutation repositories, we applied the minigene splicing assay to study the effects of 24 variants that were predicted to affect normal splicing in the genes associated with propionic acidemia (PA)—PCCA and PCCB. As a result, 13 variants (including one missense and two synonymous variants) demonstrated a significant alteration of splicing with the predicted deleterious effect at the protein level and were characterized as spliceogenic loss-of-function variants. The analysis of the available data for the studied variants and application of the American College of Medical Genetics and the Association for Molecular Pathology (ACMG/AMP) guidelines allowed us to precisely classify five of the variants and change the pathogenic status of nine. Using the example of the PA genes, we demonstrated the utility of the minigene splicing assay in the fast and effective assessment of the spliceogenic effect for identified variants and highlight the necessity of their standardized classification.

Болезнь Краббе (БКр) - редкое наследственное аутосомно-рецессивное заболевание, входящее в группу лизосомных болезней накопления. Заболевание обусловлено мутациями в гене GALC, приводящими к дефициту фермента галактозилцерамидазы. Частота БКр оценивается как 1:100 000 живых новорожденных, хотя в некоторых странах регистрируется более высокая частота заболевания. Точная частота БКр в Российской Федерации и в ее регионах неизвестна. Мажорной мутацией, приводящей к развитию БКр, является крупная делеция затрагивающая 11-17 экзоны гена GALC c.1161+6532_polyA+9kbdel (IVS10del30kb). Доля этой мутации в европейской популяции оценивается примерно в 50% от всех мутаций. Для изучения спектра и частот мутаций гена GALC на территории РФ были обследованы пациенты из разных регионов. Частая делеция составила 54% от общего числа выявленных мутаций, что сопоставимо с данными по европейской популяции. Однако в Чеченской Республике данная мутация встречалась гораздо чаще, чем в других регионах. Среди 950 исследованных образцов было выявлено 7 гетерозиготных носителей частой мутации. Учитывая вклад других мутаций, расчётная частота БКр в республике составила 1:51237, что превышает таковую в европейской популяции. Дополнительный анализ всех найденных мутаций гена GALC позволил выявить вариант c.578T>C, p.Ile193Thr, аллельная частота которого составила 8%. Данная замена впервые была описана у пациентов из нашей выборки и встречается только при поздней инфантильной форме заболевания у русских пациентов. Krabbe’s disease (KD) is a rare inherited autosomal recessive lysosomal storage disease. KD is caused by mutations in the GALC gene leading to deficiency of galactosylceramidase. KD oссurs in 1 per 100 000 newborns, although some countries have a higher incidence rate. The exact KD incidence in Russia is unknown. A major mutation leading to the KD development is a large deletion affecting exons 11-17 of the GALC gene с.1161+6532_polyA+9kbdel (IVS10del30kb). This mutation occurs in 50% of KD cases in the European population. Patients from different regions were studied to analyze the mutation spectrum and the incidence in the Russian population. The incidence rate of the large deletion in our study equals 54%, that is comparable with European population. However, in the Chechen Republic this mutation is much more common than in other regions. 950 samples were studied, 7 heterozygous carriers of frequent mutation were identified. Thus, the estimated KD incidence rate is 1:51237 considering other mutations, and it is higher than that in the European population. Additional analysis of all detected GALC mutations revealed a genetic variant c.578T>C, p.Ile193Thr with allelic frequency measured up 8%. This substitution was described in our selection for the first time and presented only in Russian patients with late infantile form of the disease.

Пропионовая ацидемия (ПА) - редкое наследственное заболевание с аутосомно-рецессивным типом наследования, относится к «классическим», т.е. наиболее часто диагностируемым органическим ацидемиям. В данной работе представлена биохимическая и молекулярно-генетическая характеристика 16 пациентов с ПА, выявленных в Российской Федерации. У большинства обследованных пациентов первые симптомы проявились в первые месяцы жизни, наиболее частые из них: нарушения вскармливания, судороги, мышечная гипотония, угнетение сознания. При биохимическом исследовании (ГХ-МС и МС/МС) у пациентов было выявлено повышение концентрации 3-гидроксипропионой кислоты, метилцитрата, пропионилглицина, C3, глицина, которые являются патогномоничными маркерами этой патологии. В результате молекулярно-генетического анализа в генах PCCA и PCCB было выявлено 6 неописанных ранее вариантов нуклеотидной последовательности (4 варианта в гене PCCA, 2 - в гене PCCB), один из которых (PCCB: c.655-2A>G) имеет высокую частоту (17,2%, 5/29 мутантных аллелей генов PCCA и PCCB) в исследуемой выборке. Локализация миссенс-вариантов и их влияние на структуру белка были продемонстрированы на 3D-модели фермента пропионил-КоА-карбоксилазы. Выявленным вариантам были присвоены критерии патогенности в соответствии с рекомендациями American College of Medical Genetics and Genomics (ACMG). Propionic acidemia is a rare autosomal recessive metabolic disorder, characterized as classic organic acidemia. The article represents biochemical and molecular characterization of 16 patients diagnosed with propionic acidemia in Russia. Symptoms appeared during the first months after birth in most cases. Poor feeding, seizures, hypotonia, lethargy were the most frequent symptoms. Biochemical tests (GC-MS and MS/MS) showed elevated 3-hydroxypropionic acid, methylcitrate, propionylglycine, C3 in patients blood. Six undescribed earlier variants were found as a result of PCCA & PCCB (4 variants - PCCA, 2 - PCCB) genes DNA-tests. Variant c.655-2A>G in PCCB is the most frequent in this group (17.2%). Localization of missense variants and their effect on protein was demonstrated using propionyl-CoA carboxylase 3D model. New variants were classified according to the American College of Medical Genetics and Genomics (ACMG) guidelines.