Browsing by Author "Ferreira, Ana Filipa Bartolomeu"
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- Polimorfismo nos loci ATXN2, CACNA1A e ATN1 : um estudo de potenciais genes modificadores da doença de Machado-Joseph em indivíduos açorianos saudáveisPublication . Ferreira, Ana Filipa Bartolomeu; Lima, ManuelaINTRODUÇÃO: a doença de Machado-Joseph (MJD) é uma ataxia espinocerebelosa (SCAs) hereditária autossómica dominante, causada por repetições CAG no gene ATXN3, que codificam um tracto de poliglutamina, e conduzem a um ganho de função neurotóxica da proteína correspondente, a ataxina-3, por mecanismos que não estão completamente conhecidos. As repetições CAG, porém, explicam apenas parte da variabilidade fenotípica observada nesta doença, sendo que a restante explicação poderá ser fornecida por variação em genes modificadores. As proteínas com um tracto de poliglutamina expandido têm tendência para formar agregados e, portanto, têm potencial para modular o fenótipo das doenças de expansão. De facto, estudos realizados em modelos animais e em doentes mostraram a existência de interacções entre as proteínas nativas codificadas pelos genes causais das diferentes SCAs e a ataxina-3 mutada. Com este trabalho pretendeu-se iniciar a investigação de um estudo caso-controlo da doença de Machado-Joseph, determinando as repetições CAG nos loci da SCA2, SCA6 e DRPLA. SUJEITOS e MÉTODOS: analisaram-se 78 indivíduos saudáveis açorianos não aparentados, selecionados por emparelhamento com uma série de doentes de MJD. Os loci ATXN3, ATXN2, CACNA1A e ATN1 foram amplificados por PCR e determinou-se o tamanho dos alelos por análise de fragmentos, num sequenciador automático. Para controlo de qualidade, a confirmação de alguns genótipos foi efectuada por sequenciação. Foram realizadas análises intra-populacionais (frequências alélicas e genotípicas, conformidade com o equilíbrio de Hardy-Weinberg, diversidade genética) e inter-populacionais (diferenciação populacional e distância genética). RESULTADOS: verificou-se, para todos os loci, uma diferença no tamanho dos alelos obtidos em ambas as técnicas utilizadas e efectuaram-se as correcções do respectivo tamanho do alelo. Na amostra estudada, todos os alelos observados estavam dentro da amplitude normal, tendo-se observado apenas um alelo intermediário no locus da SCA2. Todos os loci estavam em equilíbrio de Hardy-Weinberg. Os alelos 14 e 23 (29,5%), 22 (89,1%), 11 (35,9%) e 15 (23,7%) foram os mais frequentes nos loci da SCA3, SCA2, SCA6 e DRPLA, respectivamente. No locus ATXN2, os alelos 22 tinham 1-2 interrupções CAA, e os alelos 29 e 33 tinham apenas 1 CAA. Nos loci ATXN2 e ATN1 observou-se uma frequência relativa elevada de alelos normais grandes (9,6% e 10,5%, respectivamente). DISCUSSÃO: a confirmação, por sequenciação, do tamanho das repetições CAG veio reforçar a noção de que o uso de um marcador alélico na análise de fragmentos é essencial para uma genotipagem correcta. No locus ATXN2, o alelo intermediário observado poderá implicar uma susceptibilidade acrescida para desenvolver a SCA2; porém, a presença de uma interrupção poderá conferir-lhe uma maior estabilidade. Neste mesmo locus os alelos com 24-33 CAGs poderão estar associados com o de risco de desenvolvimento de outras doenças neurodegenerativas. No locus CACNA1A, a baixa frequência de alelos normais grandes parece ser coerente com a ausência de casos reportados de SCA6 nos Açores. No locus ATN1, a inexistência de correlação entre a elevada frequência de alelos normais grandes e a frequência da DRPLA poderá estar relacionada com o haplótipo associado a estes alelos. CONCLUSÃO: a genotipagem dos loci ATXN2, CACNA1A e ATN1 em indivíduos açorianos saudáveis permitirá a utilização desta amostra como grupo controlo num estudo de potenciais genes modificadores da MJD, usando doentes da população açoriana.
- Tracking Machado-Joseph disease (MJD): identification of prodromal and early disease molecular biomarkersPublication . Ferreira, Ana Filipa Bartolomeu; Lima, Maria Manuela de Medeiros; Costa, Maria do Carmo Pereira daA doença de Machado-Joseph (DMJ) é uma doença neurodegenerativa de poliglutamina (poliQ) rara, causada pela expansão de uma repetição CAG no gene ATXN3 que codifica a proteína ataxina-3 (ATXN3). A DMJ é uma doença multissistémica de início tardio, envolvendo predominantemente os sistemas cerebeloso, piramidal, extrapiramidal, oculomotor e periférico. A ataxia da marcha é geralmente definida como o início da doença, por ser o sintoma inicial mais frequente (≈92%); no entanto, alguns doentes apresentam outros sinais/sintomas ainda antes das alterações da marcha, incluindo diplopia. A DMJ é caracterizada por uma longa fase pré-clínica durante a qual algumas manifestações clínicas não específicas, alterações no encéfalo e modificações moleculares já estão presentes, antes do aparecimento da doença. A ATXN3 é uma desubiquitinase, sendo que quer a proteína ATXN3 nativa quer a mutada são ubiquamente expressas em vários tipos de células de tecidos neuronais e não neuronais. A presença da expansão (CAG)n/trato poliQ expandido acima de um limiar patológico no transcrito/proteína ATXN3 inicia uma cascata de eventos patogénicos, os quais incluem a falhas na homeostasia celular, disfunção mitocondrial e stress oxidativo, alterações da apoptose, bem como desregulação transcricional. Algumas destas alterações moleculares têm potencial de serem usadas como biomarcadores da doença. Uma vez que as medidas clínicas atuais se revelam insuficientes para medir com rigor a eficácia de eventuais agentes terapêuticos modificadores da doença, em particular na fase pré-clínica, a identificação de biomarcadores para as fases iniciais da doença é extremamente importante no que diz respeito à sua monitorização da progressão, nomeadamente no contexto do desenvolvimento de terapêuticas. O principal objetivo desta tese é melhorar o conhecimento acerca das alterações moleculares associadas com a DMJ e contribuir para a identificação de novos biomarcadores transcricionais periféricos para a DMJ, particularmente nas fases iniciais da doença. No total, foram utilizadas amostras de RNA de sangue de 101 indivíduos molecularmente confirmados para a DMJ (20 indivíduos pré-clínicos, e 81 doentes incluindo 36 doentes da fase inicial – doentes com cinco ou menos anos de progressão) e 98 indivíduos controlo saudáveis dos Açores, bem como 20 doentes DMJ e 20 controlos saudáveis do Brasil. Foram também usadas amostras de cérebros post-mortem de doentes com confirmação molecular de DMJ (n=5) e de indivíduos controlo excluídos molecularmente para a DMJ (n=9); duas regiões severamente afetadas na DMJ (núcleos dentados do cerebelo e ponte) e uma região menos afetada (córtex frontal) foram analisadas. Foram também usadas amostras de sangue e cérebro (ponte e córtex cerebral) de ratinhos transgénicos YACMJD84.2 (n=11) e wild-type (n=11) de 9 meses de idade, assim como de amostras de cérebro (ponte e córtex cerebral) de ratinhos transgénicos (n=4) e wild-type (n=5) de 18 meses de idade. Uma caracterização demográfica, genética e clínica detalhada dos sujeitos DMJ açorianos confirmou que os indivíduos pré-clínicos já apresentam alterações antes do aparecimento da doença, tais como nistagmo e/ou disfagia; para além disso, na coorte total de doentes, e tal como seria expectável, a pontuação total da NESSCA (Neurological Examination Score for Spinocerebellar Ataxia) aumenta com a progressão da doença. No subgrupo de doentes da fase inicial com dois momentos de avaliação disponíveis, a análise dos subitens da NESSCA revelou que as alterações não cerebelosas desta escala deram o contributo principal para o aumento anual da pontuação total, indicando que ambos os parâmetros cerebelosos e não cerebelosos dos doentes DMJ são úteis para avaliar a progressão da doença, nas suas fases iniciais. Sendo a PCR quantitativa em tempo real a principal técnica experimental escolhida para avaliar a expressão transcricional, no âmbito deste trabalho, os genes a utilizar como genes de referência foram primeiro selecionados com base na sua estabilidade de expressão. Todos os cinco genes candidatos testados (PPIB, TRAP1, B2M, DECR1 e FPGS) mostraram expressão estável em amostras de sangue de indivíduos DMJ e controlos açorianos, indicando que todos eles podem ser usados para normalizar dados de PCR quantitativa em tempo real em estudos utilizando amostras de sangue de indivíduos DMJ; o TRAP1 foi identificado como o gene de referência mais estável de entre os cinco analisados. Para melhor elucidar o envolvimento da via mitocondrial da apoptose na patogénese da DMJ, foram analisados os níveis de expressão de três genes relacionados com este mecanismo (BCL2, BAX e TP53) em amostras de sangue e de cérebro post-mortem de indivíduos da DMJ e controlos. Os nossos resultados sugerem que a ativação da via mitocondrial da apoptose pode estar favorecida na periferia (amostras de sangue) dos indivíduos DMJ, tal como anteriormente reportado. Da mesma forma, os dados do cérebro post-mortem dos doentes DMJ mostraram que as células do córtex frontal, que se sabe estar pouco afetado na DMJ, podem ser mais vulneráveis a estímulos apoptóticos, enquanto as células nos núcleos dentados do cerebelo e ponte, que se sabem ser atingidas na DMJ, são mais propensas a sobreviver, sugerindo que as mesmas possam ativar mecanismos protetores de sobrevivência na fase final da doença. Com o objetivo de avaliar se os ratinhos transgénicos replicavam os resultados obtidos em indivíduos DMJ, analisou-se os níveis de expressão do Bcl2, Bax e Tpr53, e avaliou-se se a expressão destas moléculas variava com a progressão da doença. Os resultados indicam que quantidade das proteínas Blc2 e Bax está alterada no cérebro de ratinhos transgénicos pré-sintomáticos de 9 meses de idade e sintomáticos de 18 meses de idade, tendo estas alterações variado com a progressão da doença, indicando que a resposta das células a estímulos apoptóticos depende da fase da doença. Os nossos resultados indicam, ademais, que os ratinhos transgénicos de 18 meses de idade e os cérebros post-mortem DMJ estão em diferentes fases da doença. Com o objectivo de identificar novos biomarcadores transcricionais periféricos para a DMJ, utilizámos dados de um whole genome microarray realizado em amostras de sangue total de indivíduos DMJ e controlos, bem como dados disponíveis a partir de um estudo de expressão já realizado, tendo identificado os genes DDIT4, TRIM13 e P2RY13 como estando consistentemente desregulados em sangue de indivíduos DMJ em diferentes coortes (Açores e Brasil). Além disso, os níveis de expressão destes três genes correlacionam com características clínicas/genéticas dos doentes, sendo que quantidade das suas respetivas proteínas, estavam também alteradas nos cérebros dos doentes DMJ, ligando estas alterações transcricionais à patogénese da doença. É de salientar que os nossos resultados indicam que os níveis de DDIT4 e TRIM13 em sangue periférico possam constituir biomarcadores transcricionais fiáveis para a DMJ, em particular para as fases iniciais da doença. É ainda importante referir que o(s) mecanismo(s) da doença nos quais as proteínas TRIM13 e P2RY13 estão envolvidas – respetivamente, a eliminação de proteínas mal enroladas e agregadas durante o stress do reticulo endoplasmático, bem como a resposta inflamatória – aparentam estar mantidos no sistema nervoso central e na periferia (sangue) dos doentes DMJ. Globalmente o trabalho desenvolvido nesta tese demonstrou que os genes DDIT4 e TRIM13 são iomarcadores transcricionais periféricos em particular para as fases iniciais da DMJ; assim nós antecipamos que estes podem ser incluídos num conjunto de vários biomarcadores fluidos e/ou outros biomarcadores de neuroimagem e neurofisiologia para complementar as escalas clínicas para uma precisa monitorização da progressão da doença e medição da eficácia das terapias em ensaios clínicos. Analisando uma via que se sabe estar alterada na DMJ, este trabalho evidenciou também que diferentes regiões do cérebro têm uma vulnerabilidade específica à apoptose; tal foi verificado em amostras de indivíduos DMJ e de um modelo de ratinho DMJ.