Background: Both type 1 (PSSM1) and type 2 polysaccharide storage myopathy (PSSM2) are characterised by aggregates of abnormal polysaccharide in skeletal muscle. Whereas the genetic basis for PSSM1 is known (R309H GYS1), the cause of PSSM2 in Quarter Horses (PSSM2-QH) is unknown and glycogen concentrations not defined.
Objectives: To characterise the histopathological and biochemical features of PSSM2-QH and determine if an associated monogenic variant exists in genes known to cause glycogenosis.
Study design: Retrospective case control.
Methods: Sixty-four PSSM2-QH, 30 PSSM1-QH and 185 control-QH were identified from a biopsy repository and clinical data, histopathology scores (0-3), glycogen concentrations and selected glycolytic enzyme activities compared. Coding sequences of 12 genes associated with muscle glycogenoses were identified from whole genome sequences and compared between seven PSSM2-QH and five control-QH.
Results: Exertional rhabdomyolysis in PSSM2-QH occurred predominantly in barrel racing and working cow/roping performance types and improved with regular exercise and a low starch/fat-supplemented diet. Histopathological scores, including the amount of amylase-resistant polysaccharide (PSSM2-QH 1.4 ± 0.6, PSSM1-QH 2.1 ± 0.3, control-QH 0 ± 0, p < 0.001), and glycogen concentrations (PSSM2-QH 129 ± 62, PSSM1-QH 175 ± 9, control-QH 80 ± 27 mmol/kg, p < 0.0001) were intermediate in PSSM2-QH with significant differences among groups. In PSSM2-QH, abnormal polysaccharide had a less filamentous ultrastructure than PSSM1-QH and phosphorylase and phosphofructokinase activities were normal. Seventeen of 30 PSSM2-QH with available pedigrees descended from one of three stallions within four generations. Of the 29 predicted high or moderate impact genetic variants identified in candidate genes, none were present in only PSSM2-QH and absent in control-QH.
Main limitations: Analyses of PSSM2-QH and PSSM1-QH were performed on shipped samples, controls on frozen samples.
Conclusions: PSSM2-QH is a novel glycogen storage disorder that is not the result of a mutation in genes currently known to cause muscle glycogenoses in other species.
Contexto: Ambos os tipos 1 e 2 de miopatia por acúmulo de polissacarídeo (PSSM) são caracterizados por agregados de polissacarídeos anormais no músculo esquelético. Enquanto a base genética do PSSM 1 é conhecida (R309H GYS1), a causa do PSSM2 em cavalos Quarto de Milha (PSSM2-QH) é desconhecida, e a concentração de glicogênio não é definida.
Objetivos: Identificar as características histopatológicas e bioquímicas do PSSM-QH e determinar se há uma variante monogênica em genes conhecidos por causar glicogenose.
Delineamento do estudo: Caso controlado retrospectivo.
Metodologia: 64 PSSM2-QH, 30 PSSM1-QH e 185 QH controles foram identificados em um arquivo de dados. Informação clínica, achados histológicos (escala 0-3), concentração de glicogênio e atividade enzimática de algumas enzimas glicolíticas foram comparadas. Sequências codificadas de 12 genes associados com glicogenose muscular foram identificados nas sequências genômicas completas, e comparadas entre 7 PSSM2-QH e 5 QH controles.
Resultados: Rabdomiólise por exercício em PSSM2-QH ocorreu predominantemente em cavalos de corrida de tambor e cavalos de team roping/trabalho com gado, e melhorou com exercício regular e uma dieta com baixo amido e alta gordura. A escala histopatológica, incluindo a quantidade de polissacarídeos resistentes à amilase (PSSM2-QH 1.4 ± 0.6, PSSM1-QH 2.1 ± 0.3, controle-QH 0 ± 0, P < 0.001), e concentrações de glicogênio (PSSM2-QH 129 ± 62, PSSM1-QH 175 ± 9, controle-QH 80 ± 27 mmol/kg, P < 0.0001) foram intermediárias em PSSM2-QH com diferença significante entre grupos. Em PSSM2-QH, polissacarídeo anormal teve uma ultraestrutura menos filamentosa do que PSSM1-QH e as atividades de fosforilase e fosfofrutoquinase foram normais. Dezessete dos 30 PSSM2-QH com pedigree disponível descendiam de 1 de 3 garanhões dentro de 4 gerações. Das 29 variações genéticas preditas a terem impacto moderado ou alto como genes candidatos, nenhuma estava presente apenas em PSSM2-QH e ausente no grupo controle-QH. PRINCIPAIS LIMITAÇÕES: As análises feitas nas amostras de PSSM2-QH e PSSM1-QH foram realizadas em amostras enviadas por correio, e as amostras dos animais controles eram amostras congeladas. CONCLUSÕES: PSSM2-QH é uma nova doença por acúmulo de glicogênio que não é o resultado de uma mutação nos genes conhecidos por causarem glicogenose muscular em outras espécies.
Keywords: glycogen; glycogenolysis; glycolysis; horse; muscle disease; polyglucosan.
© 2022 The Authors. Equine Veterinary Journal published by John Wiley & Sons Ltd on behalf of EVJ Ltd.