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Familial Intracranial Aneurysm in Newfoundland: Clinical and Genetic Analysis

Published online by Cambridge University Press:  08 August 2019

Amy E. Powell
Affiliation:
Discipline of Genetics, Faculty of Medicine, Memorial University of Newfoundland, St. John’s, Newfoundland and Labrador, Canada
Bridget A. Fernandez
Affiliation:
Discipline of Genetics, Faculty of Medicine, Memorial University of Newfoundland, St. John’s, Newfoundland and Labrador, Canada
Falah Maroun
Affiliation:
Discipline of Surgery, Faculty of Medicine, Memorial University of Newfoundland, St. John’s, Newfoundland and Labrador, Canada
Barbara Noble
Affiliation:
Discipline of Genetics, Faculty of Medicine, Memorial University of Newfoundland, St. John’s, Newfoundland and Labrador, Canada
Michael O. Woods*
Affiliation:
Discipline of Genetics, Faculty of Medicine, Memorial University of Newfoundland, St. John’s, Newfoundland and Labrador, Canada
*
Correspondence to: Michael O. Woods, Craig L. Dobbin Genetics Research Centre, Memorial University of Newfoundland, 300 Prince Philip Drive, St. John’s, NL, A1B 3V6, Canada. Email: mwoods@mun.ca
Rights & Permissions [Opens in a new window]

Abstract:

Objective:

Intracranial aneurysm (IA) is an expansion of the weakened arterial wall that is often asymptomatic until rupture, resulting in subarachnoid hemorrhage. Here we describe the high prevalence of familial IA in a cohort of Newfoundland ancestry. We began to investigate the genetic etiology of IA in affected family members, as the inheritance of this disease is poorly understood.

Methods:

Whole exome sequencing was completed for a cohort of 12 affected individuals from two multiplex families with a strong family history of IA. A filtering strategy was implemented to identify rare, shared variants. Filtered variants were prioritized based on validation by Sanger sequencing and segregation within the families.

Results:

In family R1352, six variants passed filtering; while in family R1256, 68 variants remained, so further filtering was pursued. Following validation by Sanger sequencing, top candidates were investigated in a set of population controls, namely, C4orf6 c.A1G (p.M1V) and SPDYE4c.C103T (p.P35S). Neither was detected in 100 Newfoundland control samples.

Conclusion:

Rare and potentially deleterious variants were identified in both families, though incomplete segregation was identified for all filtered variants. Alternate methods of variant prioritization and broader considerations regarding the interplay of genetic and environmental factors are necessary in future studies of this disease.

Résumé:

Prévalence d’anévrismes intracrâniens au sein de familles terre-neuviennes : une analyse clinique et génétique. Objectif : Un anévrisme intracrânien (AI) consiste en une expansion, souvent asymptomatique, d’une paroi artérielle affaiblie. La rupture qui peut s’ensuivre résultera en une hémorragie sous-arachnoïdienne. Nous voulons décrire ici la forte prévalence d’AI au sein de familles terre-neuviennes ayant des ancêtres communs. Nous avons débuté cette étude en étudiant l’étiologie génétique de l’AI chez les membres de ces familles affectés par cette déformation car l’hérédité des AI demeure encore mal comprise. Méthodes : Nous avons tout d’abord procédé au séquençage entier de l’exome d’un groupe de 12 sujets appartenant à deux familles dites « multiplexes » présentant des antécédents notables d’AI. À cet égard, une stratégie de filtrage a été mise de l’avant afin d’identifier des variantes génétiques à la fois peu fréquentes et partagées. Nous avons ensuite privilégié et validé ces variantes filtrées en nous fondant sur la méthode de séquençage et de ségrégation de Sanger. Résultats : Dans la famille R1352, 6 variantes ont été sélectionnées par filtrage alors que 68 variantes l’ont été dans le cas de la famille R1256, ce qui fait que des tâches additionnelles de filtrage ont été menées. Une fois complétée notre validation par la méthode de Sanger, les meilleurs sujets ont fait l’objet d’un travail d’analyse au sein d’un groupe de témoins de la population, à savoir C4orf6 c.A1G (p. M1V) et SPDYE4c.C103T (p. P35S). À cet égard, aucune variante génétique n’a été détectée parmi 100 échantillons de témoins de Terre-Neuve. Conclusion : Bien qu’une ségrégation incomplète ait été effectuée pour toutes les variantes filtrées, des variantes génétiques peu fréquentes et potentiellement délétères ont été détectées au sein de ces deux familles. D’autres méthodes de priorisation des variantes génétiques, de même que des considérations d’ordre plus général en ce qui a trait à l’interaction entre les facteurs génétiques et les facteurs environnementaux, sont nécessaires si l’on veut étudier les AI dans le futur.

Information

Type
Original Article
Copyright
© 2019 The Canadian Journal of Neurological Sciences Inc. 
Figure 0

Figure 1: Study design for genetic investigations. Abbreviations: genomic DNA (gDNA), Newfoundland and Labrador (NL), McGill University and Genome Quebec Innovation Centre (MUGQIC).

Figure 1

Table 1: Phenotype characteristics for affected study participants from families R1256 and R1352

Figure 2

Figure 2: Condensed pedigrees for R1256 and R1352. Study numbers starting with “Z” are located under each affected individual who consented to participate. III-1 and II-5 of R1352 represent the same individual. Dotted marriage line indicates possible consanguinity. Symbols: squares (males), circles (females), left side shaded (IA diagnosis), right side shaded (AAA diagnosis), unshaded (unaffected or phenotype unknown), asterisk (exome sequenced), diagonal line (known to be deceased), shaded triangle (proband).

Figure 3

Figure 3: Remaining variants in each impact category following application of filtering strategy. αLow-impact variants were excluded from further analyses beyond filtering. βSelected databases include dbSNP, ExAC Browser, Ensembl Genome Browser, and NHLBI Exome Variant Server.

Figure 4

Table 2: Variants remaining following the application of filtering strategy and segregation testing by Sanger sequencing in family R1256 exomes

Figure 5

Table 3: Variants remaining following the application of filtering strategy and segregation testing by Sanger sequencing in family R1352 exomes

Supplementary material: File

Powell et al. supplementary material

Powell et al. supplementary material 1

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