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Estudos da repetição CGG do gene FMR1: I. Caracterização de alelos propensos à instabilidade. II. A história contada pelos alelos dos macacos do Novo e do Velho Mundo. III. A pré-mutação como causa de doenças neurodegenerativas (2007)

  • Autores:
  • Autor USP: CAPELLI, LEONARDO PIRES - IB
  • Unidade: IB
  • Sigla do Departamento: BIO
  • Assunto: CROMOSSOMO X FRÁGIL
  • Idioma: Português
  • Resumo: A síndrome do cromossomo X frágil é causada por expansões da repetição de trinucleotídeos CGG localizada na porção 5' do gene FMR1 (Fragile X Mental Retardation 1). Acima de 200 repetições, o gene deixa de ser funcional, caracterizando a mutação completa que leva ao quadro clínico da síndrome de deficiência mental. Na população geral, as repetições variam de 6 até cerca de 55 trincas. Entre 55 e 200 repetições, os alelos são instáveis e a repetição se expande, quando transmitida por via materna, chegando eventualmente à mutação completa. São as pré-mutações. Os portadores, em geral, são clinicamente normais, mas algumas mulheres podem apresentar menopausa precoce e indivíduos acima de 50 anos podem desenvolver um quadro neurológico progressivo de tremor e ataxia de marcha. O objetivo deste trabalho foi contribuir para o entendimento dos mecanismos mutacionais da repetição polimórfica CGG, buscando os cromossomos x na população com maior propensão à instabilidade, identificados por marcadores moleculares ligados ao gene. Investigamos também aspectos evolutivos, estudando a estrutura da repetição CGG em macacos do Novo e do Velho Mundo. Abordamos ainda os aspectos clínicos, estudando a síndrome neurológica progressiva de tremor e ataxia associada ao X frágil (FXTAS) em portadores de pré-mutações e investigando a contribuição da pré-mutação para quadros clínicos semelhantes de etiologia não conhecida. Revisamos neste capítulo os aspectos genéticos e clínicos dasíndrome do cromossomo X frágil como a causa mais freqüente de deficiência mental herdada, as abordagens para seu tratamento, o papel do gene FMR1 no funcionamento cerebral e os quadros clínicos associados às pré-mutações. Estudamos polimorfismo de microssatélites e variantes de nucleotídeos de sítio único (SNP) quanto a sua associação com a variabilidade da repetição (CGG)n. O objetivo foi identificar características de cromossomos X da população geral que predisponham à instabilidade. Analisamos 93 indivíduos do sexo masculino portadores de alelos com repetições (CGG)19-39, na faixa noemla, 18 indivíduos com alelos (CGG)41-54, na faixa intermediária, 20 portadores de pré-mutações e 97 portadores de mutações completas. Além do haplótipo DXS548/FRAXAC1, ligado à repetição (CGG)n, que é analisado classicamente em estudos de desequilíbrio de ligação dos alelos do gene FMR1, seis polimorfismos de sítuo único, também ligados à repetição, foram utilizados para a caracterização dos cromossomos (WEX1, ATL1, FMRb e três outros não estudados anteriormente, rs971000, rs25699 e rs25704). Os resultados quanto ao microssatélites DXS548/FRAXAC1 e os SNPs WEX1, ATL1 e FMRb confirmaram os de outros estudos em populações de europeus ou seus descendentes. Mostramos que para os três outros SNPs (rs971000, rs25699 e rs25704) também há desequilíbrio de ligação entre determinaods alelos e as mutações do FMR1. A análise do haplótipo contendo os oitosmarcadores revelou que o cromossomo com o haplótipo 7 (DXS548) - 3 (FRAXAC1) - alelo C (WEX1) - alelo T (ATL1) - alelo T (rs971000) - alelo G (FMRb) - alelo T (rs25699) - alelo C (rs25704) estava preferencialmente associado com os alelos normais do gene FMR1, enquanto que outros três haplótipos estavam preferencialmente associados com a mutação - 2-1- CCCACT, 6-4 ACCGCT e 2-3 CCCGCC. A associação de haplótipos com o padrão de interrupção por trincas AGG da repetição (CGG)n foi avaliada para 42 alelos pertencentes à faixa normal de 12 alelos da faixa intermediária. Entre os alelos normais, 50% estavam associados com o haplótipo mais comum, 7-3 CTTGTC, inclusive aqueles com estruturas (CGG)n atípicas - (CGG)23 e (CGG)26 não interrompidas, 20+9 e 1-+1+7+9. O haplótipo mais freqüentemente ligado à mutação (2-1 CCACT) foi observado uma única vez associado a um alelo (CGG)39 com três interrupções AGG - 9+9+9+9. Os haplótipos 2-3 CCCGCC e 6-4 ACCGCT, freqüentes em alelos expandidos não froam observados entre repetições normais cujas estruturas foram determinadas. entre os 12 alelos da faixa intermediária, 11 apresentavam grandes seqüencias (CGG)n não interrompidas em estruturas do tipo 9+9+>20, 9+>30 ou seqüencia pura e estavam associados aos haplótipos de microssatélites 2-1, 6-4 e 2-3. As duas repetições ligadas ao haplótipo 6-4 (6-4 ACCGCT e 6-4 CTTGCT) tinham estrutura 9+>30. Seis das sete repetições associadas ao haplótipo 2-1 tinham estrutura9+9+>20 e haplótipo de SNPs CCCACT. Duas seqüências - (CGG)52 não interrompida e 9+42 - estavam associadas ao hapótipo 2-3: 2-3 CCCGCC e 2-3 CCCGCT, respectivamente. O haplótipo 2-3 parece, portanto, estar associado a estruturas da repetição (9+>30 e repetições puras) que propiciariam uma expansão rápida para a mutação como já proposta para o haplótipo 6-4. Em duas famílias com portadores de grande repetições (CGC)n pudemos acompanhar a transmissão dos alelos por diversas gerações. No primeiro caso, um alelo (CGG)59, resultante da contração de uma pré-mutação (CGG)78 transmitida via materna, sofreu pequenas expansões e contrações quando foi transmitido via paterna. O segundo caso é de um alelo (CGC)52, que expandiu para a mutação em três gerações, tendo a hiperexpansão para mutação completa ocorrido a partir de um alelo (CGG)59. Nos dois casos os alelos eram desprovidos de interrupções AGG. O gene FMR1 é altamente conservado em mamíferos. O conhecimento sobre a variabilidade e a estrutura da repetição (CGG)n em primatas não humanos pode contribuir para o entendimento da evolução do gene FMR1 e de fatores relacionados com a estabilidade das repetições em nossa espécie. Neste capítulo, apresentamos o estudo da repetição (CGG)n em 252 macacos: 22 espécimes pertencnetes a seis gêneros de Catarrhini (macacos do Velho Mundo) e 230 espécime de 15 gêneros de Platyrrhini (macacos do Novo Mundo). Com relação ao tamanho das repetições, os alelos dosPlatyrrhini tenderam a concentrar-se em classes de tamanho menores do que aqueles dos Catarrhini. Entre os 15 gêneros de Platyrrhini estudados 73,5% dos cromossomos X continham (CGG)<20. Com exceção dos gêneros Saimiri e Ateles, o tamanho médio das repetições nos macacos do Novo Mundo foi menor do que o observado na maioria dos Catarrhini. Em cinco dos seis gêneros de macacos do Velho Mundo, os tamanhos das repetições foram mais próximas dos tamanhos mais comumente observados em humanos e aproximadamente 85% dos alelos apresentavam mais de 25 trincas. O único gênero destoante foi Cercopithecus, com tamanhos de repetições similares aos dos Platyrrhini - os 15 alelos que analisamos tinham (CGG)<15. O padrão de interrupção das repetições foi determinado em 10 espécies de Catarrhini e em 106 de Platyrrhini. Na maioria dos gêneros de Platyrrhini investigados (9/13), as seqüências não estavam interrompidas. Entre as 106 repetições estudadas, 82% tinham (CGG)<20, e dessas 93% eram rpetições não interrompidas. Por outro lado, 78,9% das 19 repetições (CGG)>20 apresentavam algum tipo de interrupção. Em dois gêneros de Platyrrhini (Aotus e Lagothrix) observamos seqüências CGG interrompidas por (G)3; no gênero Saimiri havia interrupções do tipo CAG na porção 5' e CGA na porção intermediária da seqüencia. Em espécimes do gênero Ateles, as interrupções eram do tipo AGG, observando-se o motivo AGGCGGAGG, antes relatado somente em grandes símios. Nessa espécie,identificamos dois alelos (CGG)43 na faixa de tamanho dos alelos intermediários humanos e outro (CGG)60, na faixa das pré-mutações. Grandes expansões atingindo a faixa da pré-mutação dos humanos não tinham sido descritas antes em outras espécies. A análise da estrutura da (CGG)n em 10 espécimes de Catarrhini revelou seqüencias pequenas e não interrompidas - (CGG)<11, em Cercopithecus, enquanto que as seis seqüências de Cercocebus e Lophocebus estudadas sempre apresentaram um nucleotídeo "G" interrompendo a repetição na porção intermediária. Nossos dados são indicativos de que as interrupções, evitando expansões, permitiriam a manutenção de repetições de maior tamanho. As repetições não interrompidas observadas em humanos e primatas seriam, em geral, pequenas, como resultado de seleção contra expansões para tamanhos altamente instáveis. A FXTAS - sídntome de tremor e ataxia associada ao X frágil - é uma doença neurodegenerativa que acomete principalmente homens acima dos 50 anos portadores da pré-mutação do gene FMR1. Entre as características clínicas principais estão o tremor de intenção e a ataxia de marcha, que podem associar-se a Parkinsonismo, declínio cognitvo, neuropatia periférica e disfunções autonômicas. A gama de sinais clínicos associados é ampla e podem superpor-se aos de outras patologias, dificultando o diagnóstico. Achados radiológicos e neuropatológicos, entretanto, contribuem para o estabelecimento dodiagnóstico da FXTAS. Alguns critérios diagnósticos foram propostos, mas a literatura começa a registrar casos de evolução atípica da síndrome. A triagem de pacientes com a FXTAS vem sendo realizada por meio de duas abordagens principais: o estudo em famílias com indivíduos afetados pela síndrome do cromossomo X frágil e atriagem da pré-mutação em pacientes com distúrbios do movimento, cujas causas não foram estabelecidas. Neste capítulo, descrevemos pacientes com evolução atípica de FXYAS, averiguados em duas famílias de afetados pela síndrome do cromossomo X frágil. Relatamos também a triagem da pré-mutação do gene FMR1 em uma amostra de 133 indivíduos com diferentes tipos de distúrbios do movimento. As duas pré-mutações que detectamos, em mulheres com tremor essencial, parecem estar casualmente associadas com esse sinal clínico
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 14.09.2007

  • Como citar
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    • ABNT

      CAPELLI, Leonardo Pires; VIANNA-MORGANTE, Angela Maria. Estudos da repetição CGG do gene FMR1: I. Caracterização de alelos propensos à instabilidade. II. A história contada pelos alelos dos macacos do Novo e do Velho Mundo. III. A pré-mutação como causa de doenças neurodegenerativas. 2007.Universidade de São Paulo, São Paulo, 2007.
    • APA

      Capelli, L. P., & Vianna-Morgante, A. M. (2007). Estudos da repetição CGG do gene FMR1: I. Caracterização de alelos propensos à instabilidade. II. A história contada pelos alelos dos macacos do Novo e do Velho Mundo. III. A pré-mutação como causa de doenças neurodegenerativas. Universidade de São Paulo, São Paulo.
    • NLM

      Capelli LP, Vianna-Morgante AM. Estudos da repetição CGG do gene FMR1: I. Caracterização de alelos propensos à instabilidade. II. A história contada pelos alelos dos macacos do Novo e do Velho Mundo. III. A pré-mutação como causa de doenças neurodegenerativas. 2007 ;
    • Vancouver

      Capelli LP, Vianna-Morgante AM. Estudos da repetição CGG do gene FMR1: I. Caracterização de alelos propensos à instabilidade. II. A história contada pelos alelos dos macacos do Novo e do Velho Mundo. III. A pré-mutação como causa de doenças neurodegenerativas. 2007 ;

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