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. 2022 Nov 1;119(5):689–690. [Article in Portuguese] doi: 10.36660/abc.20220694
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Cardiomiopatia PRKAG2

Eduardo Back Sternick 1,2,3,
PMCID: PMC9750224  PMID: 36453759

Magalhães et al.,1 avaliaram as características clínicas, eletrocardiográficas e eletrofisiológicas do flutter atrial em pacientes com e sem cardiomiopatia por PRKAG2.1 Embora o sequenciamento genético não tenha sido realizado em seus pacientes controle, a ausência de características clínicas dessa patologia é uma evidência aceitável de um estado não portador. Em humanos, mutações no gene PRKAG2 resultam em um fenótipo altamente penetrante. É dominado pelas características cardíacas de hipertrofia ventricular esquerda, pré-excitação ventricular, taquiarritmia atrial, doença de condução cardíaca e armazenamento de glicogênio no miocárdio. Seria muito improvável encontrar um paciente com um genótipo positivo para PRKAG2 no cenário de um fenótipo negativo.

Nosso grupo foi pioneiro no estudo da cardiomiopatia PRKAG2 no Brasil. O primeiro paciente foi avaliado em 1994, um homem de 36 anos, hipertenso leve, com episódios recorrentes de flutter atrial comum. O eletrocardiograma mostrou pré-excitação ventricular, aumento das ondas P, aumento significativo da voltagem do QRS e bradicardia sinusal.2 De 8 irmãos, seis apresentaram achados eletrocardiográficos muito semelhantes. A mãe havia feito implante de marcapasso aos 42 anos. O ecocardiograma mostrou forma não obstrutiva de hipertrofia assimétrica do ventrículo esquerdo e discreto aumento do átrio esquerdo. Havia elementos suficientes para permitir um diagnóstico presuntivo de uma fenocópia de cardiomiopatia hipertrófica! Em 1994, porém, não conseguimos fazer o diagnóstico. As mutações do gene PRKAG2 ainda não haviam sido relatadas em 1994, mas seria 7 anos depois.3 Então, em 2004, realizamos o sequenciamento genético dos pacientes. Apresentamos nossa experiência durante o Congresso NASPE de 2005. Nossa pesquisa recebeu o primeiro prêmio em arritmia clínica durante o Congresso Brasileiro de Arritmias Cardíacas de 2004.2

Após a apresentação, alguns colegas da Bahia e de Campinas me contaram que tinham casos semelhantes. Com a ajuda do geneticista Ramon Brugada, trabalhava no Masonic Medical Research Laboratory em Nova York, obtivemos o sequenciamento genético de alguns de nossos pacientes. A mutação encontrada na maioria dos casos foi a Arg302Gln (R301Q), responsável por metade dos casos relatados na literatura (em torno de 300).4 Recentemente relatamos uma nova variante patogênica, H401Q.5 Outra nova variante, K290I, foi relatada em uma família de Bahia.6 Nos últimos 5 anos, o sequenciamento genético vem sendo realizado no Laboratório de Biologia Molecular do Dr. Fernando Eugenio Cruz do Instituto de Cardiologia, Rio de Janeiro. Também temos colaborado com a equipe do Prof. Campos de Carvalho da Universidade Federal do Rio de Janeiro, com o objetivo de induzir cardiomiócitos de células-tronco pluripotenciais com o propósito de entender melhor as alterações eletrofisiológicas e desenvolver técnica de edição genica.7

O trabalho de Magalhães et al.,1 contribui para uma maior visibilidade da cardiomiopatia PRKAG2. Agora acompanhamos uma coorte de 60 indivíduos de 7 famílias de diferentes lugares. Muitos desses pacientes jovens, com idades entre 20 e 30 anos, apresentam flutter atrial e foram devidamente encaminhados para ablação por cateter. Apesar de ser tratada em hospitais com alto padrão de atendimento, mesmo Hospitais Universitários, o diagnóstico da cardiomiopatia pelo PRKAG2 geralmente não é realizado. Outra característica digna de comentário é a pré-excitação ventricular, muito comum nessa síndrome. Quando presente deve ser devidamente identificada para evitar ser alvo de ablação. Uma tentativa de ablação pode resultar na produção inadvertida de bloqueio atrioventricular.4

É de extrema importância distinguir a cardiomiopatia por PRKAG2 da cardiomiopatia hipertrófica sarcomérica. Isso ocorre porque não apenas a apresentação clínica, mas também os resultados a longo prazo são diferentes. A morte súbita é mais prevalente na variante PRKAG2. Até mesmo o mecanismo da morte súbita é distinto. Em pacientes jovens, o flutter ou a fibrilação atrial com frequência ventricular rápida, são gatilhos para morte súbita cardíaca. Naqueles que atingem a quarta década, o bloqueio de condução atrioventricular é a principal causa, e a inserção de um marcapasso salva vidas. Frequências ventriculares rápidas durante taquiarritmias atriais estão ligadas a uma via fascículo-ventricular de condução rápida, uma variante que produz pré-excitação. Relatamos recentemente que essas vias acessórias são onipresentes em humanos.8 Naqueles com mutações PRKAG2, as vias provavelmente se manifestam por causa do armazenamento de glicogênio em seus cardiomiócitos.9

Outra característica interessante da cardiomiopatia por PRKAG2 é a ausência de fibrose ventricular.10 Utilizando ressonância magnética cardíaca, identificamos realce tardio por gadolínio em um sexto de nossa coorte de 30 pacientes, em comparação com uma incidência prevista em metade dos indivíduos com cardiomiopatia hipertrófica.11 Temos visto pacientes com mais de 50 anos, geralmente com hipertrofia significativa, que desenvolvem fibrose como mostrado no realce de gadolínio e que apresentam arritmias malignas (observações não publicadas). Em contraste, indivíduos mais velhos com a variante sarcomérica da cardiomiopatia hipertrófica parecem ter um melhor prognóstico.

A síndrome PRKAG2 deve sempre ser considerada como diagnóstico diferencial em pacientes jovens com flutter ou fibrilação atrial. Este é particularmente o caso na presença de anormalidades adicionais, como bradicardia sinusal persistente, anormalidades de condução intra-atrial ou atrioventricular, pré-excitação ventricular ou hipertrofia cardíaca inexplicável.12,13 Como a condição tem alta penetrância e prevalência, outros indivíduos afetados costumam ser encontrados na família. Ocasionalmente, haverá parentes com marca-passo e outros que morreram subitamente. Sendo 100% sensível, o sequenciamento genético é o padrão ouro para o diagnóstico. Se não estiver disponível, amostras de biópsia endomiocárdica percutânea do septo ventricular, avaliadas por microscopia eletrônica de transmissão, são diagnósticas na maioria dos casos. Os principais achados serão a presença de grandes depósitos de grânulos de glicogênio no citosol, a ausência de inflamação e fibrose e uma arquitetura cardiomiocítica normal.4,14

Para resumir, a síndrome PRKAG2 apresenta-se como uma cardiomiopatia isolada, embora algumas variantes raras tenham sido associadas a miopatias esqueléticas leves. A hipertensão arterial sistêmica é comum, e a resistência à insulina tem sido relatada, juntamente com níveis elevados de triglicerídeos. A obesidade foi relatada em modelos murinos transgênicos.15

Footnotes

Minieditorial referente ao artigo: Flutter Atrial na Síndrome do PRKAG2: Características Clínicas e Eletrofisiológicas

Referências

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Arq Bras Cardiol. 2022 Nov 1;119(5):689–690. [Article in English]

PRKAG2 Cardiomyopathy

Eduardo Back Sternick 1,2,3,

Magalhães et al.1 assessed atrial flutter’s clinical, electrocardiographic, and electrophysiologic characteristics in patients with and without PRKAG2 cardiomyopathy.1 Although genetic sequencing was not carried out in their control patients, the absence of clinical features of this pathology is acceptable evidence of a non-carrier state. In humans, mutations in the PRKAG2 gene result in a highly penetrant phenotype. It is dominated by the cardiac features of left ventricular hypertrophy, ventricular pre-excitation, atrial tachyarrhythmia, cardiac conduction disease, and myocardial glycogen storage. It would be very unlikely to find a patient with a positive genotype for PRKAG2 in the setting of a negative phenotype.

Our group pioneered the study of PRKAG2 cardiomyopathy in Brazil. The first patient was assessed in 1994, a 36-years old male, with mild hypertension, with recurrent episodes of common atrial flutter. The electrocardiogram showed ventricular pre-excitation, enlarged P waves, a significant increase in the QRS voltage, and sinus bradycardia.2 Of 8 brothers, six had very similar electrocardiographic findings. Their mother had had a pacemaker implanted at the age of 42. The echocardiogram showed a non-obstructive form of asymmetric left ventricular hypertrophy and mild left atrial enlargement. There were sufficient elements to allow a presumptive diagnosis of a phenocopy of hypertrophic cardiomyopathy! In 1994, however, we were not able to make the diagnosis. The mutations of the PRKAG2 gene had yet to be reported in 1994, but it would be 7 years later.3 Then, in 2004, we undertook genetic sequencing of the patients. We presented our experience during the NASPE Congress of 2005. Our research received the first prize in clinical arrhythmia during the Brazilian Congress of Cardiac Arrhythmias of 2004.2

After the presentation, some colleagues from Bahia and Campinas told me they had similar cases. With the help of the geneticist Dr Ramon Brugada who at that time worked at Masonic Medical Research Laboratory in New York, we obtained genetic sequencing from some of our patients. The mutation found in most cases was Arg302Gln (R301Q), responsible for half of all cases reported worldwide, which now number around 300.4 Recently we reported a new pathogenic variant, H401Q.5 Another new variant, K290I, was reported in a family from Bahia.6 Over the last 5 years, genetic sequencing has been carried out at the Molecular Biology Laboratory of Dr. Fernando Eugenio Cruz at the Instituto de Cardiologia, Rio de Janeiro. We have also been collaborating with the team of Prof. Campos de Carvalho at the Federal University of Rio de Janeiro, aiming to induce pluripotential stem cell cardiomyocytes with the objective of better understanding the electrophysiologic changes and developing gene editing techniques.7

The work of Magalhães et al.1 serves to increase our awareness of PRKAG2 cardiomyopathy. We now follow up a cohort of 60 individuals from 7 families from different places. Many of these young patients, aged 20 to 30, have an atrial flutter and have been appropriately referred for catheter ablation. Despite being treated in hospitals with a high standard of care, even University Hospitals, the diagnosis of PRKAG2 cardiomyopathy is usually missed. Another feature worthy of comment is ventricular pre-excitation, which is very common in this syndrome. If present, this arrhythmia should properly be identified to avoid being targeted for ablation. An attempt at ablation could result in the inadvertent production of atrioventricular block.4

It is of utmost significance to distinguish PRKAG2 cardiomyopathy from sarcomeric hypertrophic cardiomyopathy. This is because not only the clinical presentation but also the long-term outcomes are different. Sudden death is more prevalent in the PRKAG2 variant. Even the mechanism of sudden death is distinct. In young patients, atrial flutter, or fibrillation with a fast ventricular rate, is the common trigger for sudden cardiac death. In those reaching the fourth decade, atrioventricular conduction block is the major cause, and insertion of a pacemaker is life-saving. Fast ventricular rates during atrial tachyarrhythmias are linked to a fast-conducting fasciculo-ventricular pathway, one variant that produces pre-excitation. We have recently reported that such accessory pathways are ubiquitous in humans.8 In those with PRKAG2 mutations, the pathways probably manifest because of the glycogen storage in their cardiomyocytes.9

Another interesting characteristic of PRKAG2 cardiomyopathy is the lack of ventricular fibrosis.10 Using cardiac magnetic resonance imaging, we have identified late gadolinium enhancement in one-sixth of our cohort of 30 patients, as compared to an anticipated incidence in half of the individuals with sarcomeric hypertrophic cardiomyopathy.11 We have seen patients over 50 years of age, usually with significant hypertrophy, who develop fibrosis as shown on gadolinium enhancement, and who have malignant arrhythmias (unpublished observations). In contrast, older individuals with the sarcomeric variant of hypertrophic cardiomyopathy seem to have a better prognosis.

The PRKAG2 syndrome should always be considered as a differential diagnosis in young patients with atrial flutter or fibrillation. This is particularly the case in the presence of additional abnormalities, such as persistent sinus bradycardia, intra-atrial or atrioventricular conduction abnormalities, ventricular pre-excitation, or unexplained cardiac hypertrophy.12,13 As the condition has a high penetrance and prevalence, other affected individuals are usually found in the family. Occasionally, there will be relatives with a pacemaker and others who died suddenly. Being 100% sensitive, genetic sequencing is the gold standard for diagnosis. If not available, percutaneous endomyocardial biopsy samples from the ventricular septum, assessed using transmission electron microscopy, are diagnostic in most cases. The key findings will be the presence of large deposits of glycogen granules in the cytosol, the absence of inflammation and fibrosis, and a normal cardiomyocytic architecture.3,14

To summarize, the PRKAG2 syndrome presents as an isolated cardiomyopathy, although some rare variants were associated with mild skeletal myopathies. Systemic arterial hypertension is common, and insulin resistance has been reported, along with increased levels of triglycerides. Obesity has been reported in transgenic murine models.15

Footnotes

Short Editorial related to the article: Atrial Flutter in PRKAG2 Syndrome: Clinical and Electrophysiological Characteristics


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