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INTRODUÇÃO: O hipopituitarismo está associado, em cerca de 40% dos casos, à ectopia da neuro-hipófise observada em imagem por ressonância magnética (RM). Nestes pacientes a visualização da haste ocorre predominantemente nos que têm deficiência isolada de GH (DIGH), enquanto a não visualização da mesma está mais associada à deficiência hipofisária múltipla (DHM). A etiologia deste quadro, no entanto, permanece indeterminada na maioria dos pacientes. A elevada freqüência de parto pélvico e de complicações neonatais sugere uma causa traumática, enquanto que relatos de casos familiares, associação com outras patologias do SNC e descrição de mutações nos genes HESX1, LHX4 e SOX3 apontam para uma causa genética. O LHX4 é um fator de transcrição envolvido na embriogênese hipofisária fundamental para a formação da bolsa de Rathke definitiva. O LHX4 está localizado no cromossomo 1q 25, possui 6 éxons e estende-se por mais de 45 kb de DNA genômico. A única mutação publicada neste gene em humanos é a IVS4-1G>C, associada a um fenótipo caracterizado por baixa estatura, deficiências de GH, TSH e ACTH, neuro-hipófise ectópica e malformação Arnold-Chiari tipo I. O objetivo do estudo é analisar as regiões exônicas e éxon-íntron do LHX4 e caracterizar o perfil hormonal, correlacionando com os achados de RM, em 63 pacientes com hipopituitarismo associado a neurohipófise ectópica. MÉTODOS: Os pacientes foram submetidos à avaliação hormonal e por imagem através de ressonância magnética. A análise molecular incluiu amplificação do gene por PCR, seqüenciamento automático e uso de enzima de restrição. RESULTADOS: A visualização da haste ocorreu em 21 pacientes; destes, 10 (48%) apresentaram DIGH. A não visualização da haste foi mais associada a DHM, o que ocorreu em 40 (95%) dos 42 pacientes. Não encontramos diferença significativa quando comparamos pacientes com haste visualizada e não visualizada quanto à freqüência de partos vaginais em apresentação pélvica, à freqüência de malformações do SNC e à posição precisa da neuro-hipófise ectópica. Identificamos 6 variações alélicas no gene LHX4 em nossos pacientes: GGT>GGC, no códon 21; GAC>GAT, no códon 128; AAC>AAT, no códon 150; AGC>AGT, no códon 230; GGA>GGT, no códon 283 e AAT>AGT no códon 329 (N329S), esta já descrita como polimorfismo no GenBank. Nenhuma das outras variações determina troca de aminoácidos, altera o sítio de \"splice\" ou se correlaciona com um padrão de deficiência hormonal característico. As variações alélicas nos códons 21, 128 e 150 foram caracterizadas como polimorfismos. Não foi possível estabelecer uma relação entre as variações alélicas e o fenótipo dos pacientes. CONCLUSÃO: Mutações no LHX4 são causas raras de hipopituitarismo / INTRODUCTION: Ectopic posterior pituitary lobe (EPL) is observed using magnetic resonance imaging (MRI) scans in about 40% of patients with hypopituitarism. In these patients, the pituitary stalk is visualized mainly in patients with isolated GH deficiency (IGHD), whilst it is not visualized predominantly in patients with combined pituitary hormone deficiency (CPHD). Nevertheless, the etiology of EPL remains undetermined in most of the patients. A traumatic etiology is proposed for this figure, which presents a high frequency of breech delivery and perinatal damages. On the other hand, a genetic cause is suggested by associations to other CNS abnormalities and reports of gene mutations in HESX1, LHX4 and SOX3, as well as familial cases. LHX4 is a transcription factor implicated in pituitary embryogenesis which is essential to definitive Rathke\'s pouch development. It is located in chromosome 1q25, has 6 exons and is stretched out for more than 45 kb of genomic DNA. The only documented human mutation in this gene, IVS4-1G>C, is associated to a phenotype characterized by short stature, GH, TSH and ACTH deficiencies, EPL and Arnold-Chiari type I malformation. The aim of this study is to analyze exonic and exon-intron regions of LHX4 gene and characterize the hormonal deficiency profiles, establishing relationships to MRI findings in 63 patients with hypopituitarism associated to EPL. METHODS: All patients were submitted to hormonal evaluation and MRI scans. The molecular analysis included amplification of the gene using PCR, direct automatic sequencer and digestion with restriction enzymes. RESULTS: The pituitary stalk was visualized in 21 patients; of these, 10 (48%) exhibited IGHD. The stalk was not visualized in 42 patients, most of them with CPHD (95%). We did not find a statistical difference, when patients with and without visualized pituitary stalk were compared, regarding breech deliveries, CNS malformations and exact position of EPL. We identified 6 allelic variations in LHX4 gene: GGT>GGC in codon 21, GAC>GAT in codon 128, AAC>AAT in codon 150, AGC>AGT in codon 230, GGA>GGT in codon 283 and AAT>AGT in codon 329 (N329S), this already related as a polymorphism in GenBank. None of the former variations determine amino acid changes, nor splicing site changes, not even are related to a typical profile of hormonal deficiency. The allelic variations in codons 21, 128 and 150 were described as polymorphisms. It was not possible to establish a relationship between the allelic variations and the phenotype. CONCLUSION: LHX4 gene mutations are rare causes of hypopituitarism

INTRODUÇÃO: O hipopituitarismo está associado, em cerca de 40% dos casos, à ectopia da neuro-hipófise observada em imagem por ressonância magnética (RM). Nestes pacientes a visualização da haste ocorre predominantemente nos que têm deficiência isolada de GH (DIGH), enquanto a não visualização da mesma está mais associada à deficiência hipofisária múltipla (DHM). A etiologia deste quadro, no entanto, permanece indeterminada na maioria dos pacientes. A elevada freqüência de parto pélvico e de complicações neonatais sugere uma causa traumática, enquanto que relatos de casos familiares, associação com outras patologias do SNC e descrição de mutações nos genes HESX1, LHX4 e SOX3 apontam para uma causa genética. O LHX4 é um fator de transcrição envolvido na embriogênese hipofisária fundamental para a formação da bolsa de Rathke definitiva. O LHX4 está localizado no cromossomo 1q 25, possui 6 éxons e estende-se por mais de 45 kb de DNA genômico. A única mutação publicada neste gene em humanos é a IVS4-1G>C, associada a um fenótipo caracterizado por baixa estatura, deficiências de GH, TSH e ACTH, neuro-hipófise ectópica e malformação Arnold-Chiari tipo I. O objetivo do estudo é analisar as regiões exônicas e éxon-íntron do LHX4 e caracterizar o perfil hormonal, correlacionando com os achados de RM, em 63 pacientes com hipopituitarismo associado a neurohipófise ectópica. MÉTODOS: Os pacientes foram submetidos à avaliação hormonal e por imagem através de ressonância magnética. A análise molecular incluiu amplificação do gene por PCR, seqüenciamento automático e uso de enzima de restrição. RESULTADOS: A visualização da haste ocorreu em 21 pacientes; destes, 10 (48%) apresentaram DIGH. A não visualização da haste foi mais associada a DHM, o que ocorreu em 40 (95%) dos 42 pacientes. Não encontramos diferença significativa quando comparamos pacientes com haste visualizada e não visualizada quanto à freqüência de partos vaginais em apresentação pélvica, à freqüência de malformações do SNC e à posição precisa da neuro-hipófise ectópica. Identificamos 6 variações alélicas no gene LHX4 em nossos pacientes: GGT>GGC, no códon 21; GAC>GAT, no códon 128; AAC>AAT, no códon 150; AGC>AGT, no códon 230; GGA>GGT, no códon 283 e AAT>AGT no códon 329 (N329S), esta já descrita como polimorfismo no GenBank. Nenhuma das outras variações determina troca de aminoácidos, altera o sítio de \"splice\" ou se correlaciona com um padrão de deficiência hormonal característico. As variações alélicas nos códons 21, 128 e 150 foram caracterizadas como polimorfismos. Não foi possível estabelecer uma relação entre as variações alélicas e o fenótipo dos pacientes. CONCLUSÃO: Mutações no LHX4 são causas raras de hipopituitarismo / INTRODUCTION: Ectopic posterior pituitary lobe (EPL) is observed using magnetic resonance imaging (MRI) scans in about 40% of patients with hypopituitarism. In these patients, the pituitary stalk is visualized mainly in patients with isolated GH deficiency (IGHD), whilst it is not visualized predominantly in patients with combined pituitary hormone deficiency (CPHD). Nevertheless, the etiology of EPL remains undetermined in most of the patients. A traumatic etiology is proposed for this figure, which presents a high frequency of breech delivery and perinatal damages. On the other hand, a genetic cause is suggested by associations to other CNS abnormalities and reports of gene mutations in HESX1, LHX4 and SOX3, as well as familial cases. LHX4 is a transcription factor implicated in pituitary embryogenesis which is essential to definitive Rathke\'s pouch development. It is located in chromosome 1q25, has 6 exons and is stretched out for more than 45 kb of genomic DNA. The only documented human mutation in this gene, IVS4-1G>C, is associated to a phenotype characterized by short stature, GH, TSH and ACTH deficiencies, EPL and Arnold-Chiari type I malformation. The aim of this study is to analyze exonic and exon-intron regions of LHX4 gene and characterize the hormonal deficiency profiles, establishing relationships to MRI findings in 63 patients with hypopituitarism associated to EPL. METHODS: All patients were submitted to hormonal evaluation and MRI scans. The molecular analysis included amplification of the gene using PCR, direct automatic sequencer and digestion with restriction enzymes. RESULTS: The pituitary stalk was visualized in 21 patients; of these, 10 (48%) exhibited IGHD. The stalk was not visualized in 42 patients, most of them with CPHD (95%). We did not find a statistical difference, when patients with and without visualized pituitary stalk were compared, regarding breech deliveries, CNS malformations and exact position of EPL. We identified 6 allelic variations in LHX4 gene: GGT>GGC in codon 21, GAC>GAT in codon 128, AAC>AAT in codon 150, AGC>AGT in codon 230, GGA>GGT in codon 283 and AAT>AGT in codon 329 (N329S), this already related as a polymorphism in GenBank. None of the former variations determine amino acid changes, nor splicing site changes, not even are related to a typical profile of hormonal deficiency. The allelic variations in codons 21, 128 and 150 were described as polymorphisms. It was not possible to establish a relationship between the allelic variations and the phenotype. CONCLUSION: LHX4 gene mutations are rare causes of hypopituitarism

Introdução: Alterações em genes relacionados com a secreção de GH ou a organogênese hipofisária foram identificadas em pacientes com deficiência de hormônio do crescimento (DGH) congênita. Entretanto, poucos casos de DGH têm sua etiologia esclarecida. O GHRH é um candidato óbvio para explicar a deficiência isolada de GH (DIGH). Na literatura, os estudos de análise do GHRH não conseguiram identificar mutações, porém são antigos e utilizaram uma metodologia com limitações. A maioria dos pacientes com deficiência hipotálamo-hipofisária múltipla (DHHM) apresenta neuroipófise ectópica sugerindo a importância do estudo de genes que atuam no início do desenvolvimento hipofisário, com expressão inclusive no infundíbulo. O GLI2 é um fator de transcrição na sinalização Sonic Hedgehog, envolvido com o início da embriogênese hipofisária, expresso na bolsa de Rathke primordial e no diencéfalo ventral. Previamente, mutações no GLI2 foram encontradas em pacientes com holoprosencefalia, e também alterações hipofisárias. Objetivos: Analisar o GHRH em 151 pacientes com DIGH (42 brasileiros e 109 encaminhados de centros internacionais) e analisar o GLI2 em 180 pacientes brasileiros com DIGH ou DHHM por PCR e sequenciamento automático dos genes; e descrever o fenótipo dos pacientes com mutações identificadas. Resultados: No GHRH foram identificadas seis variantes em heterozigose com previsão benigna pelas análises in silico. A análise do GLI2 identificou três mutações novas em heterozigose com códon de parada prematuro (p.L788fsX794, p.L694fsX722 e p.E380X), e geração de proteínas truncadas, com perda do domínio responsável pela ativação transcricional. A mutação p.L788fsX794 foi identificada numa paciente com baixa estatura, polidactilia, epilepsia e hipoglicemias. Apresentava deficiência de GH, TSH, ACTH, prolactina, LH e FSH. Na investigação familiar foi diagnosticada DIGH em dois tios e DHHM numa prima. Estes familiares, além de sua mãe e outros parentes maternos também apresentaram a mutação e polidactilia. A mutação p.L694fsX722 foi identificada num menino com baixa estatura por deficiência de GH, além de lábio leporino e fenda palatina. Seu pai, embora saudável, também apresentou a mutação. A mutação p.E380X foi identificada numa lactente com retardo no desenvolvimento, hipoglicemias, poliúria e polidipsia. Apresentava deficiência de GH, ACTH, TSH e ADH. Sua mãe aparentemente normal também apresentou a mutação. Todos os pacientes com DGH e mutação no GLI2 apresentaram neuroipófise ectópica (não visualizada na paciente com p.E380X), adenoipófise hipoplásica e ausência de holoprosencefalia na ressonância magnética. Dezoito variantes não-sinônimas também foram identificadas no GLI2 em 24 pacientes. Dezesseis dessas variantes foram consideradas deletérias em pelo menos um programa de predição in silico e dez delas não foram encontradas em população controle. O fenótipo dos pacientes foi predominante de DHHM e com neuroipófise ectópica e sem holoprosencefalia. Variantes silenciosas, intrônicas e polimorfismos foram identificados no GLI2, mas aparentemente sem alteração funcional. Conclusão: Não identificamos mutação no GHRH e se realmente existe mutação neste gene como causa de DGH, deve ser muito rara. Variantes no GLI2 são frequentes (15%), indicando seu importante papel na etiologia da DGH congênita. Além disso, ampliamos o espectro fenotípico dos pacientes com mutações no GLI2, que foi caracterizado por DIGH ou DHHM, inclusive com diabetes insipidus, neuroipófise ectópica (maioria) e ausência de holoprosencefalia. Outras características observadas foram polidactilia, defeito de linha média facial e herança autossômica dominante com penetrância incompleta / Introduction: Alterations in genes related to GH secretion and pituitary organogenesis have been identified in patients with congenital GH deficiency (GHD). However, in only few cases of GHD the etiology has been established. GH-releasing hormone (GHRH) is an obvious candidate to explain isolated GH deficiency (IGHD). Previous reports in the literature did not identify mutations in GHRH, however, the methodology used was limited. Most patients with combined pituitary hormone deficiency (CPHD) have an ectopic posterior pituitary lobe (EPP) suggesting the study of genes involved in early pituitary development and also expressed in the infundibulum. GLI2 is a transcription factor in Sonic hedgehog signaling expressed in the primordial Rathkes pouch and ventral diencephalon during early pituitary development. Previously, GLI2 mutations were found in patients with holoprosencephaly and pituitary abnormalities. Aim: Analyse GHRH in 151 patients with IGHD (42 Brazilian and 101 from international centers) and GLI2 in 180 Brazilian patients with IGHD or CPHD by PCR and automatic sequencing, and describe the phenotype of patients with mutations. Results: In GHRH, six heterozygous variants that are benign according to in silico analysis were identified. GLI2 study revealed three novel heterozygous mutations leading to premature stop codons (p.L788fsX794, p.L694fsX722 e p.E380X) and truncated proteins, without the transcriptional activator domain. p.L788fsX794 was identified in a girl with short stature, polydactyly, epilepsy and hypoglycemia. She had GH, TSH, ACTH, prolactina, LH and FSH deficiencies. Two uncles had IGHD and one cousin CPHD. These relatives, the mother and other maternal relatives had polydactyly and carried the mutation. p.L694fsX722 was identified in a boy with short stature due to GHD who also had cleft lip and palate. His healthy father also carried the mutation. p.E380X was identified in an infant with delayed development, hypoglycemia, polyuria and polydipsia. She had GH, ACTH, TSH and ADH deficiencies. Her apparently normal mother also carried the mutation. All patients with GHD and GLI2 mutations had an EPP (not visualized in the patient with p.E380X), hypoplastic anterior pituitary lobe and absence of holoprosencephaly on MRI. Eighteen non-synonymous variants in GLI2 were identified in 24 patients. Sixteen of these were considered deleterious in at least one in silico prediction program and ten of these were not found in the control population. The phenotype was mainly of CPHD and EPP without holoprosencephaly. Several synonymous and intronic GLI2 variants and polymorphisms apparently without functional consequences were identified. Conclusions: No mutations in GHRH were identified and if mutations in this gene exist as a cause of IGHD, they must be very rare. Variants in GLI2 are frequent (15%) indicating its important role in the etiology of GHD. Furthermore, we expanded the clinical spectrum of patients with GLI2 mutations characterized by IGHD or CPHD including diabetes insipidus, ectopic posterior pituitary lobe (in most patients) and absence of holoprosencephaly. Additional features were polydactyly and midline facial defects and the inheritance was autosomal dominant with incomplete penetrance

Estudos em modelos animais transgênicos possibilitaram o conhecimento de parte dos genes envolvidos na embriogênese hipofisária e da etiologia genética do hipopituitarismo em humanos. Entretanto, a etiologia da maior parte dos casos de hipopituitarismo congênito, principalmente os associados à neuro-hipófise ectópica (NE), ainda é pouco definida. Mutações no gene PROP1 são a causa genética mais comum de hipopituitarismo descritas até o momento, mas estão sempre associadas à neuro-hipófise tópica. Estudos destinados a esclarecer o mecanismo molecular da mutação do gene Prop1 em camundongos demonstraram a participação da via de sinalização Notch e de seus componentes, dentre eles, o gene Hes1. O HES1 é um gene que codifica um fator de transcrição que participa de estágios precoces do desenvolvimento hipofisário e está envolvido com a morfogênese da neuro-hipófise. A avaliação do camundongo com nocaute em homozigose deste gene acarreta uma hipoplasia da adeno-hipófise e ausência da neuro-hipófise; e sua expressão constitutiva está associada ao hipopituitarismo. Como a NE é um achado comum no hipopituitarismo congênito e o gene HES1 pode estar relacionado a sua fisiopatologia, a região codificadora do gene HES1 foi avaliada em 192 pacientes com hipopituitarismo congênito. A variante alélica c.578G > A (p.G193D) em heterozigose foi encontrada em um paciente com hipopituitarismo congênito associado à NE. A avaliação da predição in silico do efeito funcional da variante pela ferramenta MutationTaster sugere que a troca do aminoácido glicina, altamente conservado entre os mamíferos, por ácido aspártico, seja deletéria. No estudo da segregação familiar, quatro irmãos aparentemente normais apresentam a mesma variante, sendo que dois deles possuem alterações discretas na imagem da hipófise. Em conclusão, esta é uma nova variante alélica descrita no gene HES1, ausente em grandes bancos de dados e controles saudáveis da população brasileira, mas presente em irmãos não afetados. Estudos funcionais in vitro são necessários para esclarecer o efeito biológico desta variante. Um padrão de herança complexo com penetrância incompleta é possível e já descrito em outros genes associados ao hipopituitarismo. Na tentativa de elucidar a causa genética do hipopituitarismo neste caso, o material genético deste paciente e de seus familiares foram submetidos ao sequenciamento do exoma, mas os resultados estão inconclusivos até o momento / Studies of transgenic animal models have allowed for the discovery of genes involved in human pituitary embryogenesis and the genetic etiology of hypopituitarism. However, the genetic causes of most cases of congenital hypopituitarism, especially those associated with an ectopic posterior pituitary, remain poorly defined. Mutations in the gene PROP1 are the most common genetic causes of hypopituitarism described to date, and are always associated with an ectopic posterior pituitary. Studies to elucidate the molecular mechanisms of Prop1 mutations in mice have demonstrated the involvement of the Notch signaling pathway, including its downstream target Hes1. The HES1 gene encodes a transcription factor that participates in early stages of pituitary development and is involved in posterior pituitary morphogenesis. Hes1 knockout mice exhibit a hypoplastic anterior pituitary and absence of a posterior pituitary. Conversely, constitutive expression of Hes1 is associated with hypopituitarism. Since an ectopic posterior pituitary is commonly found in congenital hypopituitarism and the HES1 gene may be related to its pathophysiology, the coding region of gene HES1 was screened in 192 patients with congenital hypopituitarism. A heterozygous allelic variant c.578G >A (p.G193D) was identified in a patient with congenital hypopituitarism associated with an ectopic posterior pituitary. Assessment by MutationTaster, a bioinformatic tool for in silico prediction of functional effect of missense variants, suggests that substitution of glycine (a highly conserved amino acid in this position among mammals) for aspartic acid is deleterious. In the genetic study of family members, we identified four apparently normal siblings with the same variant, two of which have discrete changes in their pituitary MRI. In conclusion, we described a new allelic variant in the gene HES1, absent in large databases and healthy Brazilian controls, but present in the unaffected siblings. In vitro functional studies are needed to clarify the biological effect of this variant. A complex pattern of inheritance with incomplete penetrance is possible in this case, as it has already been described in other genes associated with hypopituitarism. In an attempt to elucidate the genetic cause of hypopituitarism in the family described, DNA samples of this patient and his family were submitted to exome sequencing, but results are inconclusive at this time

Introdução: Alterações em genes relacionados com a secreção de GH ou a organogênese hipofisária foram identificadas em pacientes com deficiência de hormônio do crescimento (DGH) congênita. Entretanto, poucos casos de DGH têm sua etiologia esclarecida. O GHRH é um candidato óbvio para explicar a deficiência isolada de GH (DIGH). Na literatura, os estudos de análise do GHRH não conseguiram identificar mutações, porém são antigos e utilizaram uma metodologia com limitações. A maioria dos pacientes com deficiência hipotálamo-hipofisária múltipla (DHHM) apresenta neuroipófise ectópica sugerindo a importância do estudo de genes que atuam no início do desenvolvimento hipofisário, com expressão inclusive no infundíbulo. O GLI2 é um fator de transcrição na sinalização Sonic Hedgehog, envolvido com o início da embriogênese hipofisária, expresso na bolsa de Rathke primordial e no diencéfalo ventral. Previamente, mutações no GLI2 foram encontradas em pacientes com holoprosencefalia, e também alterações hipofisárias. Objetivos: Analisar o GHRH em 151 pacientes com DIGH (42 brasileiros e 109 encaminhados de centros internacionais) e analisar o GLI2 em 180 pacientes brasileiros com DIGH ou DHHM por PCR e sequenciamento automático dos genes; e descrever o fenótipo dos pacientes com mutações identificadas. Resultados: No GHRH foram identificadas seis variantes em heterozigose com previsão benigna pelas análises in silico. A análise do GLI2 identificou três mutações novas em heterozigose com códon de parada prematuro (p.L788fsX794, p.L694fsX722 e p.E380X), e geração de proteínas truncadas, com perda do domínio responsável pela ativação transcricional. A mutação p.L788fsX794 foi identificada numa paciente com baixa estatura, polidactilia, epilepsia e hipoglicemias. Apresentava deficiência de GH, TSH, ACTH, prolactina, LH e FSH. Na investigação familiar foi diagnosticada DIGH em dois tios e DHHM numa prima. Estes familiares, além de sua mãe e outros parentes maternos também apresentaram a mutação e polidactilia. A mutação p.L694fsX722 foi identificada num menino com baixa estatura por deficiência de GH, além de lábio leporino e fenda palatina. Seu pai, embora saudável, também apresentou a mutação. A mutação p.E380X foi identificada numa lactente com retardo no desenvolvimento, hipoglicemias, poliúria e polidipsia. Apresentava deficiência de GH, ACTH, TSH e ADH. Sua mãe aparentemente normal também apresentou a mutação. Todos os pacientes com DGH e mutação no GLI2 apresentaram neuroipófise ectópica (não visualizada na paciente com p.E380X), adenoipófise hipoplásica e ausência de holoprosencefalia na ressonância magnética. Dezoito variantes não-sinônimas também foram identificadas no GLI2 em 24 pacientes. Dezesseis dessas variantes foram consideradas deletérias em pelo menos um programa de predição in silico e dez delas não foram encontradas em população controle. O fenótipo dos pacientes foi predominante de DHHM e com neuroipófise ectópica e sem holoprosencefalia. Variantes silenciosas, intrônicas e polimorfismos foram identificados no GLI2, mas aparentemente sem alteração funcional. Conclusão: Não identificamos mutação no GHRH e se realmente existe mutação neste gene como causa de DGH, deve ser muito rara. Variantes no GLI2 são frequentes (15%), indicando seu importante papel na etiologia da DGH congênita. Além disso, ampliamos o espectro fenotípico dos pacientes com mutações no GLI2, que foi caracterizado por DIGH ou DHHM, inclusive com diabetes insipidus, neuroipófise ectópica (maioria) e ausência de holoprosencefalia. Outras características observadas foram polidactilia, defeito de linha média facial e herança autossômica dominante com penetrância incompleta / Introduction: Alterations in genes related to GH secretion and pituitary organogenesis have been identified in patients with congenital GH deficiency (GHD). However, in only few cases of GHD the etiology has been established. GH-releasing hormone (GHRH) is an obvious candidate to explain isolated GH deficiency (IGHD). Previous reports in the literature did not identify mutations in GHRH, however, the methodology used was limited. Most patients with combined pituitary hormone deficiency (CPHD) have an ectopic posterior pituitary lobe (EPP) suggesting the study of genes involved in early pituitary development and also expressed in the infundibulum. GLI2 is a transcription factor in Sonic hedgehog signaling expressed in the primordial Rathkes pouch and ventral diencephalon during early pituitary development. Previously, GLI2 mutations were found in patients with holoprosencephaly and pituitary abnormalities. Aim: Analyse GHRH in 151 patients with IGHD (42 Brazilian and 101 from international centers) and GLI2 in 180 Brazilian patients with IGHD or CPHD by PCR and automatic sequencing, and describe the phenotype of patients with mutations. Results: In GHRH, six heterozygous variants that are benign according to in silico analysis were identified. GLI2 study revealed three novel heterozygous mutations leading to premature stop codons (p.L788fsX794, p.L694fsX722 e p.E380X) and truncated proteins, without the transcriptional activator domain. p.L788fsX794 was identified in a girl with short stature, polydactyly, epilepsy and hypoglycemia. She had GH, TSH, ACTH, prolactina, LH and FSH deficiencies. Two uncles had IGHD and one cousin CPHD. These relatives, the mother and other maternal relatives had polydactyly and carried the mutation. p.L694fsX722 was identified in a boy with short stature due to GHD who also had cleft lip and palate. His healthy father also carried the mutation. p.E380X was identified in an infant with delayed development, hypoglycemia, polyuria and polydipsia. She had GH, ACTH, TSH and ADH deficiencies. Her apparently normal mother also carried the mutation. All patients with GHD and GLI2 mutations had an EPP (not visualized in the patient with p.E380X), hypoplastic anterior pituitary lobe and absence of holoprosencephaly on MRI. Eighteen non-synonymous variants in GLI2 were identified in 24 patients. Sixteen of these were considered deleterious in at least one in silico prediction program and ten of these were not found in the control population. The phenotype was mainly of CPHD and EPP without holoprosencephaly. Several synonymous and intronic GLI2 variants and polymorphisms apparently without functional consequences were identified. Conclusions: No mutations in GHRH were identified and if mutations in this gene exist as a cause of IGHD, they must be very rare. Variants in GLI2 are frequent (15%) indicating its important role in the etiology of GHD. Furthermore, we expanded the clinical spectrum of patients with GLI2 mutations characterized by IGHD or CPHD including diabetes insipidus, ectopic posterior pituitary lobe (in most patients) and absence of holoprosencephaly. Additional features were polydactyly and midline facial defects and the inheritance was autosomal dominant with incomplete penetrance

Estudos em modelos animais transgênicos possibilitaram o conhecimento de parte dos genes envolvidos na embriogênese hipofisária e da etiologia genética do hipopituitarismo em humanos. Entretanto, a etiologia da maior parte dos casos de hipopituitarismo congênito, principalmente os associados à neuro-hipófise ectópica (NE), ainda é pouco definida. Mutações no gene PROP1 são a causa genética mais comum de hipopituitarismo descritas até o momento, mas estão sempre associadas à neuro-hipófise tópica. Estudos destinados a esclarecer o mecanismo molecular da mutação do gene Prop1 em camundongos demonstraram a participação da via de sinalização Notch e de seus componentes, dentre eles, o gene Hes1. O HES1 é um gene que codifica um fator de transcrição que participa de estágios precoces do desenvolvimento hipofisário e está envolvido com a morfogênese da neuro-hipófise. A avaliação do camundongo com nocaute em homozigose deste gene acarreta uma hipoplasia da adeno-hipófise e ausência da neuro-hipófise; e sua expressão constitutiva está associada ao hipopituitarismo. Como a NE é um achado comum no hipopituitarismo congênito e o gene HES1 pode estar relacionado a sua fisiopatologia, a região codificadora do gene HES1 foi avaliada em 192 pacientes com hipopituitarismo congênito. A variante alélica c.578G > A (p.G193D) em heterozigose foi encontrada em um paciente com hipopituitarismo congênito associado à NE. A avaliação da predição in silico do efeito funcional da variante pela ferramenta MutationTaster sugere que a troca do aminoácido glicina, altamente conservado entre os mamíferos, por ácido aspártico, seja deletéria. No estudo da segregação familiar, quatro irmãos aparentemente normais apresentam a mesma variante, sendo que dois deles possuem alterações discretas na imagem da hipófise. Em conclusão, esta é uma nova variante alélica descrita no gene HES1, ausente em grandes bancos de dados e controles saudáveis da população brasileira, mas presente em irmãos não afetados. Estudos funcionais in vitro são necessários para esclarecer o efeito biológico desta variante. Um padrão de herança complexo com penetrância incompleta é possível e já descrito em outros genes associados ao hipopituitarismo. Na tentativa de elucidar a causa genética do hipopituitarismo neste caso, o material genético deste paciente e de seus familiares foram submetidos ao sequenciamento do exoma, mas os resultados estão inconclusivos até o momento / Studies of transgenic animal models have allowed for the discovery of genes involved in human pituitary embryogenesis and the genetic etiology of hypopituitarism. However, the genetic causes of most cases of congenital hypopituitarism, especially those associated with an ectopic posterior pituitary, remain poorly defined. Mutations in the gene PROP1 are the most common genetic causes of hypopituitarism described to date, and are always associated with an ectopic posterior pituitary. Studies to elucidate the molecular mechanisms of Prop1 mutations in mice have demonstrated the involvement of the Notch signaling pathway, including its downstream target Hes1. The HES1 gene encodes a transcription factor that participates in early stages of pituitary development and is involved in posterior pituitary morphogenesis. Hes1 knockout mice exhibit a hypoplastic anterior pituitary and absence of a posterior pituitary. Conversely, constitutive expression of Hes1 is associated with hypopituitarism. Since an ectopic posterior pituitary is commonly found in congenital hypopituitarism and the HES1 gene may be related to its pathophysiology, the coding region of gene HES1 was screened in 192 patients with congenital hypopituitarism. A heterozygous allelic variant c.578G >A (p.G193D) was identified in a patient with congenital hypopituitarism associated with an ectopic posterior pituitary. Assessment by MutationTaster, a bioinformatic tool for in silico prediction of functional effect of missense variants, suggests that substitution of glycine (a highly conserved amino acid in this position among mammals) for aspartic acid is deleterious. In the genetic study of family members, we identified four apparently normal siblings with the same variant, two of which have discrete changes in their pituitary MRI. In conclusion, we described a new allelic variant in the gene HES1, absent in large databases and healthy Brazilian controls, but present in the unaffected siblings. In vitro functional studies are needed to clarify the biological effect of this variant. A complex pattern of inheritance with incomplete penetrance is possible in this case, as it has already been described in other genes associated with hypopituitarism. In an attempt to elucidate the genetic cause of hypopituitarism in the family described, DNA samples of this patient and his family were submitted to exome sequencing, but results are inconclusive at this time