Muscle pathology in 31 patients with calpain 3 gene mutations

Background and purposeAt present, more than 20 different forms of limb-girdle muscular dystrophies (LGMDs) are known (at least 7 autosomal dominant and 14 autosomal recessive). Although these different forms show some typical phenotypic characteristics, the existing clinical overlap makes their differential diagnosis difficult. Limb-girdle muscular dystrophy type 2 (LGMD2A) is the most prevalent LGMD in many European as well as Brazilian communities and is caused by mutations in the gene CAPN3. Laboratory testing, such as calpain immunohistochemistry and Western-blot analysis, is not totally reliable, since up to 20% of molecularly confirmed LGMD2A show normal content of calpain 3 and a third of LGMD2A biopsies have normal calpain 3 proteolytic activity in the muscle. Thus, genetic testing is considered as the only reliable diagnostic criterion in LGMD2A.Material and methodsIn an attempt to find a correlation between genotype and muscle pathology in limb-girdle muscular dystrophy 2A we performed histopathological investigation of a group of 31 patients subdivided according to the type of pathologic CAPN3 gene mutation.ResultsIn all biopsies typical features of muscular dystrophy such as fiber necrosis and regeneration, variation in fiber size and fibrosis were noted. Lobulated fibers were often encountered in the muscle biopsies of LGMD2A patients. Such fibers were more frequent in patients with 550delA mutation.ConclusionsThese findings may be helpful in establishing diagnostic strategies in LGMD.

StreszczenieWstęp i cel pracyDotychczas opisano ponad 20 różnych form dystrofii obręczowo-kończynowej (limb girdle muscular dystrophy – LGMD) (co najmniej 7 rodzajów o dziedziczeniu autosomalnym dominującym oraz 14 o dziedziczeniu autosomalnym recesywnym). Pomimo że część z tych chorób można różnicować na podstawie obrazu klinicznego, diagnostykę utrudnia często podobieństwo objawów. Dystrofia obręczowo–kończynowa typu 2A (limb-girdle muscular dystrophy type 2 – LGMD2A), najczęstsza dystrofia mięśniowa w wielu społecznościach (np. w Europie i Brazylii), spowodowana jest przez mutacje w genie kalpainy 3 (CAPN3). Badanie immunohisto-chemiczne kalpainy czy też metodą Western blot nie są wystarczające do ustalenia właściwego rozpoznania (w odpowiednio 1/3 i 20% potwierdzonych genetycznie LGMD2A badania te wypadają prawidłowo). Podstawę rozpoznania tej miopatii stanowi badanie genetyczne.Materiał i metodyW pracy przedstawiono wyniki badania zależności między genotypem a analizą histopatologiczną biopsji mięśnia u 31 chorych na LGMD2A. Chorzy podzieleni zostali na grupy według wyników badania genetycznego genu CAPN3 odpowiedzialnego za tę chorobę.WynikiWe wszystkich badanych biopsjach stwierdzano typowe zmiany dystroficzne, takie jak obecność włókien martwiczych i regenerujących, zróżnicowaną wielkość włókien oraz włóknienie. Włókna o nierównomiernym rozkładzie barwień na enzymy oddechowe (lobulated fibers) były często obserwowane w biopsjach chorych z LGMD2A. Tego typu włókna szczególnie często występowały u chorych z mutacją 550delA.WnioskiWyniki pracy wnoszą nowe informacje ułatwiające diagnostykę LGMD.