Genetic cerebral arteriopathies in children: a review

Abstract

Anomalias focais e estruturais da parede arterial são denominadas arteriopatias e podem ter múltiplas etiologias, desde genéticas a traumáticas, infeciosas ou inflamatórias. Um dos aspetos problemáticos relacionado com estas patologias é que a sua apresentação principal é com acidente vascular cerebral (AVC) isquémico na infância. Como as arteriopatias genéticas são condições raras, é importante resumir os dados conhecidos e relevantes. Moyamoya é um padrão angiográfico caracterizado por esteno-oclusão das artérias do polígono arterial do cérebro (polígono de Willis), associado ao desenvolvimento de circulação compensatória demonstrada como um “sopro de fumo”. Pode ser idiopático e ser denominado de doença de Moyamoya, ou pode estar associado a outras condições, como a anemia de células falciformes, neurofibromatose tipo 1 ou trissomia 21, designando-se por síndrome de Moyamoya. O tratamento é normalmente com procedimentos de revascularização cirúrgica. As mutações do gene ACTA2, particularmente na arginina na posição 179, causam a Síndrome Multissistémica de Disfunção do Músculo Liso. O fenótipo da doença cerebrovascular inclui a combinação de ectasia e estenose e um curso anormalmente reto particularmente nas artérias do polígono. Como esta síndrome afeta múltiplos sistemas, é necessária uma abordagem multidisciplinar com vários procedimentos cirúrgicos para corrigir as anomalias que estes pacientes apresentam. Medidas sintomáticas e procedimentos de revascularização também podem ser usados. A Síndrome de Grange é caracterizada por doença vascular severa de início precoce, cuja etiologia é atribuível a mutações no gene YY1AP1. Apresenta-se com hipertensão e lesões esteno-oclusivas multifocais das artérias renais, cerebrais e abdominais, associadas a outras manifestações multissistémicas. O padrão cerebrovascular é semelhante ao Moyamoya. A Doença de Menkes (MD) é uma condição rara, de hereditariedade recessiva ligada ao X, causada por mutações no gene ATP7A. Há vários fenótipos associados a estas mutações com diferentes graus de gravidade. Tortuosidade arterial é a manifestação típica e diagnóstica da MD. Como esta é uma condição associada à deficiência de cobre, níveis diminuídos de cobre sérico e ceruloplasmina sugerem o diagnóstico. Investigação adicional pode ser usada para complementar o estudo laboratorial. A administração parenteral ou subcutânea de cobre pode ser um tratamento eficaz. O acrónimo PHACE significa malformações da fossa posterior (P), hemangiomas (H), anomalias arteriais (A), coartação da aorta e defeitos cardíacos (C) e anomalias oculares (E). Ainda não foi identificada uma etiologia genética para esta síndrome. Especialistas de diferentes áreas cirúrgicas podem ser necessários para tratar as comorbilidades. A afeção cerebrovascular de todas estas condições é, geralmente, diagnosticada por ressonância magnética (MRI), por angiografia por ressonância magnética (MRA) e, quando possível, por angiografia convencional. Adicionalmente, como são de etiologia genética, os testes genéticos têm um papel importante no diagnóstico.

A focal and structural anomaly of the arterial wall is usually called arteriopathy. Arteriopathies can have multiple etiologies, from genetic to traumatic, infectious, or inflammatory. The issue about these diseases is that their main presentation is childhood arterial ischemic stroke (AIS). As genetic arteriopathies are rare conditions, it is important to summarize the known and relevant clinical information. Moyamoya is an angiographic pattern characterized by steno-occlusion in the arteries of the brain arterial circle (circle of Willis) associated with the development of compensatory circulation showing as a “puff of smoke”. It can be idiopathic and be called Moyamoya disease or it can be associated with other conditions, such as sickle cell disease, neurofibromatosis type 1 or trisomy 21, and be denominated Moyamoya syndrome. Treatment is usually with revascularization procedures. ACTA2 mutations, particularly in arginine at position 179, cause Multisystemic Smooth Muscle Dysfunction Syndrome. The cerebrovascular disease phenotype includes a combination of ectasia and stenosis and abnormally straight course, particularly in the arteries of the Circle of Willis. As it is a syndrome affecting multiple systems, it demands a multidisciplinary approach, with various surgery procedures to correct the anomalies these patients present. Symptomatic measures and revascularization procedures can also be used. Grange Syndrome is characterized by severe early-onset vascular disease, whom etiology is mutations of YY1AP1 gene. It presents with hypertension and multifocal steno-occlusive lesions of renal, cerebral, and abdominal arteries, associated with other multisystemic features. Its cerebrovascular pattern is similar to Moyamoya. Menkes disease (MD) is a rare X-linked recessive condition caused by mutations in ATP7A gene. There are various phenotypes associated with these mutations with different degrees of severity. Increased artery tortuosity is the typical diagnostic feature of MD. As this is a condition characterized by copper deficiency, diminished levels of serum copper and ceruloplasmin suggest the diagnosis. Further testing can be used to complement the laboratory study. Copper parenteral or subcutaneous administration may be a successful treatment. PHACE acronym stands for posterior fossa malformations (P), hemangiomas (H), arterial anomalies (A), coarctation of the aorta and cardiac defects (C), and eye abnormalities (E). A simple genetic etiology for this syndrome has yet not been identified. Specialists from different surgical areas may be necessary to treat the comorbidities. The cerebrovascular disease in all these conditions is generally diagnosed with magnetic resonance imaging (MRI), magnetic resonance angiography (MRA) and, when possible, with conventional angiography. Moreover, as they are genetically caused, genetic testing plays an important role in their diagnosis.