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Incidência da Fibrose Cística Segundo Estudos Epidemiológicos
País
Estados Unidos•Afro-americanos
•Asiático-americanos
•Euro-americanos
•Hispano-americanosFinlândia Havaí: descend. de europeusHavaí: orientaisJapãoItália
Inglaterra
AlemanhaPortugalEspanha
PolôniaDinamarcaNoruega
Incidência
1:15 3001:15 0001:32 1001:31 000
1:1 900 a 1:3 7001:3 200
1:9 2001:25 0001:3 8001:90 0001:350 0001:2 0001:2 000
1:3 5001:2 400 a 1:3 000
1:3 2001:3 5001:3 500
1:6 000 1:4 7001:6 300
Referências
CUTTING, 1997HAMOSH et al., 1998CUTTING, 1997HAMOSH et al., 1998STEINBERG; BROWN, 1960;KRAMM et al., 1962; MERRITT et al., 1962;SULTZ; SCHLESINGER; MOSHE, 1966;
HAMOSH et al., 1998HAMOSH et al., 1998KERE et al., 1994WRIGHT; MORTON, 1968WRIGHT; MORTON, 1968YAMASHIRO et al., 1997ROMEO et al., 1985LUCOTTE; HAZOUT, 1995; De BRAEKELEER,
1995De BRAEKELEER; DAIGNEAULT et al., 1992CARTER, 1967; PUGH; PICKUP, 1967; HALL;
SIMPKISS, 1968De BRAEKELEER; DAIGNEAULT et al., 1992De BRAEKELEER; DAIGNEAULT et al., 1992LUCOTTE; HAZOUT, 1995; De BRAEKELEER,
1995De BRAEKELEER; DAIGNEAULT et al., 1992De BRAEKELEER; DAIGNEAULT et al., 1992De BRAEKELEER; DAIGNEAULT et al., 1992
Porquê meu filho tem FC?
Pais férteis de pacientes com FC
carregam apenas uma mutação
causadora de FC.
Obrigatoriamente o pai e a mãe são no
mínimo portadores!
Freqüência da Fibrose Cística
Incidência 1/10000 (q2)
Freqüência gênica 1/100 (q)
Freqüência de portadores 1/50 (2pq)
Casais portadores 1/2500(2pq) 2
O MATERIAL GENÉTICO
Todas as células
nucleadas contém
DNA em 23 pares de
cromossomos.
Cromossomos
X Mãe
X Pai
Célula
Mutações
ACT GGG CAC CTA sequência normal
ACT AGG CAC CTA mutação de ponto
ACT GGG CTA deleção sem desvio da leitura
ACT GGG C CTA deleção com desvio da leitura
ACT GTGGCAC CTA inserção com desvio da leitura
CFTR – do Gene à Proteína
Gene - 216 kb
1 2 3 4 5 6a 6b 7 8 9 10 11 12 13 14a14b15 1617a17b18 19 20 21 22 23 24
Tradução + Glicosilação
Proteína - 1480 aa
C
MSD 1 MSD 2
RDNBD2
NBD1N
3’5’
Transcrição + Splicing
mRNA - 6.1 kb
1 2 3 4 5 6a 7 8 9 10 1112 13 14a 15 1617a 18 19 20 22 24 6b
14b 17b 21 23
5’ 3’
Folding + Tráfego
Células epiteliais
Cl -
Proteína CFTR
Fonte: COLLINS; RIORDAN; TSUI, 1990.PLN: Prega ligadora de nucleotídio
Extracelular
Intracelular
NH2
CO2H
PLN
Domínios de
ligação de ATP
Domínio
regulador
Domínios
transmembranicos
PLN
Cascata da Patogênese da FC
Gene FC Mutado
Proteína CFTR Ineficiente
Secreção de Cl- Diminuída
(Absorção de Na+ Aumentada) CFTR
Cloreto
Sódio
ENaC
Composição Anômala do Muco
Pouco Clearance Obstrução
Brônquica
Infecção Bacteriana
Inflamação
Bronquiectasias + Insuficiência Pulmonar
Mutação DF508 do Gene CFTR
Seqüência Selvagem de Parte do Éxon 10 de CFTR
DNA GA AAT ATC ATC TTT GGT GTT TCC
Aminoácido Glu Asn Ile Ile Phe Gly Val Ser
Códon 504 505 506 507 508 509 510 511
DNA GA AAT ATC AT- --T GGT GTT TCC
Aminoácido Glu Asn Ile Ile Gly Val Ser
Seqüência de Parte do Éxon 10 de CFTR com a Mutação DF508
Códon 504 505 506 507 508 509 510 511
Fonte: GELEHRTER;COLLINS, 1990 (Adaptado).
Fenilalanina no Codon 508 de CFTR
Fonte: F.S. COLLINS, J.R. RIORDAN, and L.C. TSUI; Hospital Practice
Phe 508
Nem todos que tem FC são
homozigotos para DF508!
Freqüência de DF508 em cromossomos de
afetados euro-brasileiros = 50%
25% dos pacientes homozigotos,
50% dos pacientes heterozigotos compostos
25% dos pacientes sem DF508
CFTR Mutations FrequenciesBrazil, South Europe, U.S.A.
Brazil S. Europe U.S.A.
F508
G542X
N1303K
G551D
R553X
fre
qu
en
cie
DAS 55 MUTAÇÕES EM CFTR JÁ DETECTADAS NO
BRASIL, APENAS 18 CONSTAM NA LISTA DE 23
MUTAÇÕES TESTADAS PELO ACMGDF508 G542X R1162X R334W N1303K W1282X G58E R553X 1717-1GA ΔI507 3849+10kbCT 3120+1GA G551D 621+1GT711+1GT R347P 1898+1GA 2789+5GA S549R S4X P205SS753R G149W 3617delGA 3171delC 2686insT Y275X 2347delGV232D W1089X L206W R851L L206W 2183AAG 1812+1GAY1092X 3272-26 A>G V562I D1152H IVS8-57 A559T T1057AI148T V754M P1290P R1066H T351S V201M c.-12_10del23A551E I618T 4428insGA S753R G149W
ACMG 23 CFTR MUTATIONS – 85% dos alelos em Caucasianos norte-americanos
ΔF508 R553X R1162X 1898+1G>A 3120+1G>A ΔI507 G542X G551D W1282XN1303K 621+1G>T R334W 1717-1G>A R347P 3849+10kbC>T G85E 711+1G>T2789+5G>A2184delA A455E 3659delC R560T R117H
Freqüência das Mutações CFTR em Afetados, por
Grupo Continental e Estado de Nascimento
Fonte: O autor.
DF508 52 57 53 39 54 255 48,7 146 47,1 8 10,5 263 43,8
G542X 3 11 6 9 8 37 7,16 23 7,4 1 1,3 38 6,3R1162X NT NT 9 2 4 ... ... 15 4,8 2 2,6 17 4,4N1303K 4 0 5 5 0 14 2,7 10 3,2 0 0 14 2,6R334W NT NT 5 1 4 ... ... 10 3,2 0 0 10 1,7
G85E NT NT 2 2 4 ... ... 8 2,6 1 1,3 9 2,31717-1GA NT NT 1 3 2 ... ... 6 1,9 0 0 6 1,6W1282X NT NT 4 1 1 ... ... 6 1,9 0 0 6 1,63849+10kbCT NT NT 1 3 1 ... ... 5 1,6 0 0 5 1,3R553X 0 2 0 2 0 4 0,8 2 0,7 0 0 4 0,71812-1GA NT NT 0 1 3 ... ... 4 1,3 1 1,3 5 1,32183AAG NT NT 2 1 0 ... ... 3 1,0 0 0 3 0,83120+1GA NT NT 0 0 2 ... ... 2 0,7 2 2,6 4 1,0Y1092X NT NT 0 1 1 ... ... 2 0,7 1 1,3 3 0,8G551D 0 1 0 0 0 1 0,2 0 0 0 0 1 0,2W1089X NT NT 0 0 1 ... ... 1 0,3 0 0 1 0,3621+1GT NT NT 0 1 0 ... ... 1 0,3 0 0 1 0,3Q1238X NT NT 0 1 0 ... ... 1 0,3 0 0 1 0,3711-1GT NT NT 0 1 0 ... ... 1 0,3 0 0 1 0,3R347P NT NT 1 0 0 ... ... 1 0,3 0 0 1 0,31898+1GA NT NT 1 0 0 ... ... 1 0,3 0 0 1 0,3S549R NT NT 1 0 0 ... ... 1 0,3 0 0 1 0,3I507 NT NT 0 0 1 ... ... 1 0,3 0 0 1 0,3
SUBTOTAL 59 71 91 73 86 311 59,45 250 80,7 16 21,1 397
Mutações não-detectadas 47 37 5 27 28 213 40,7 60 19,4 60 79,0
TOTAL GERAL 106 108 96 100 114 524 100,0 310 100,0 76 100,0 600 100,0
TAXA DE DETECÇÃO (%)
5 mutações 50,9 65,7 66,7 55,0 54,4 59,4 58,4 13,2
MUTAÇÕES
EURO-BRASILEIROS AFRO-
BRASILEIROS TOTALRS SP SC PR MG Total(1) SC, PR, MG(2)
n n n n n n % n % n % N %
70 mutações NT NT 94,8 73,0 75,4 NT 80,7 21,1
Resultados das Freqüências Genotípicas da
Mutação DF508 em Afetados, em Controles
Normais, por Grupo Continental e por Estado
Fonte: O autor.Nota: NDF508 = sem a mutação DF508.
GRUPO CONTINENTAL
DF508/
DF508
DF508/
NDF508NDF508/
NDF508Total
DF508/
NDF508Total
DF508/
NDF508Total
EURO-BRASILEIROS 69 117 76 262 30 2 683
RS 15 22 16 53 13 528
SC 15 23 10 48 5 500
PR 9 21 20 50 5 528
SP 14 29 11 54 3 511
MG 16 22 19 57 4 616
AFRO-BRASILEIROS
PR 1 500
MG 2 5 31 38
INDÍGENAS
AFETADOSCONTROLES
Recém-Nascidos Adultos
PR 0 175
Estimativas e Limite de Confiança de 95% da
Freqüência de Afetados e de Heterozigotos Portadores
de Fibrose Cística, em Euro e Afro-brasileiros
Fonte: O autor.
ESTADOIncidência Intervalo de
ConfiançaFreqüência
Intervalo de
Confiança
EURO-BRASILEIROS
Rio Grande do Sul 1 em 1 587 504 a 5 005 1 em 20 12 a 36
Santa Catarina 1 em 12 195 2 044 a 72 690 1 em 56 23 a 135
Paraná 1 em 6 803 1 103 a 41 720 1 em 42 17 a 102
São Paulo 1 em 32 258 3 281 a 318 549 1 em 90 29 a 282
Minas Gerais 1 em 21 277 2 895 a 156 449 1 em 73 27 a 198
TOTAL GERAL 1 em 7 576 3 633 a 15 802 1 em 44 31 a 63
COMBINADO 1 em 20 202 8 651 a 47 179 1 em 58 38 a 88
AFETADOS HETEROZIGOTOS PORTADORES
AFRO-BRASILEIROS 1 em 14 085 231 a 850 965 1 em 60 8 a 458
Classificação das mutações em CFTR
correlacionados à função pancreática
em pacientes FC Mutações severas (duas mutações necessárias para IP)
Deleções DF508; D1507; 2184delA
Mutações “nonsense” Q493X; G542X; Q522X; R553X; R1162X; W1282X
Mutações “frameshift” 457TAT G; 556delA; 2184delA; 3659delC; 3905insT
Mutações “missense” 1148T; G480C; V549R;G551D; R560T; G1244E;
G1255P; N1303K; G1349D
Mutações “splice” 621+1GT; 1717-1GT; 1717-1GA; 1898+1GA
Mutações leves (uma mutação é suficiente para SP)
Mutações “missense” R1717H; P205S; R334W; T3381; R347P; A455E;
S549N; G551S; P574H
Mutações “splicing” 1898+3AG; 3849+10Kb CT
Pignatti, 1994
Correlação entre Genótipo e
Fenótipo
FC Clássica (Mutações Severas)
Pneumopatia
Insficiência Pancreática
Elétrólitos no suor elevados (>60 meq/L)
FC Atipica (Uma mutação Severa + Uma
Leve ou Uma mutação Leve + Uma Leve)
Classe I: Não Há Síntese Proteica
CFTR mRNA
R553X
1 2 3 4 5 6a 6b 7 8 9 10 11 12 13 14a 14b 15 16 17a 17b 18 19 20 21 22 23 24
Q39X Q542X Q637X 2183AA>G(Stop Met721)
Y1092X
3905insT(Stop Glu1264)
Y1282X
% Degradação de mRNA em Tecidos Nativos
Anabela Ramalho
Q39X
-10.7 ± 1.7
R673X
61
.6 ±
1.2
2183AA>G
79
.0 ±
3.7
Y1092X
79
.6 ±
1.7 3903insT
50
.2 ±
2.9
W1282X
58
.2 ±
1.5
–25%
0%
50%
100%G542X
80
.3 ±
1.7
R553X40.4
±3.7
Tradução de RNAm em proteína
Mutações de Classe I : Novas Terapias
Supressão de Codons de parada prematuros (PTCs)
Ex: Aminoglicosideos
mRNA
Degradação de mRNA: Nonsense-Mediated
Decay (NMD)
PTC
Stop
Ribossomos
mRNA
Proteína
Completa
Terapia Gênica
cDNA CFTR
Lipossomos Vetores Virais
Não-tóxicos Baixa eficiência
Alta eficiência Imunogênicos
Fenilalanina no Codon 508 de CFTR
Fonte: F.S. COLLINS, J.R. RIORDAN, and L.C. TSUI; Hospital Practice
Phe 508
CFTR: Estrutura Complexa
NC
Phe508
TM1 TM2
NBD2
NBD1
Domínio R
exterior
célula
CFTR: difícil de se ′enrolar′ na conformação nativa!
F508del-CFTR: ainda mais difícil!
POTENCIALIZADORES E
CORRETORES DE CFTR
• Potencializadores para melhorar a passagens de Cl
pelo Canal (Mutações Classe III)
• Corretores para melhorar a dobra de CFTR e o tráfico
dela por RE e CG (Mutações Classe II )
MSD2MSD1
NBD1 NBD2
ADP + Pi
ATP
Mutações de Classe III/IV
Classe III-Defeito de Regulação:O canal não responde
Cl-
Objetivo: Ativar o canal!
Cl-
MSD2MSD1
Classe IV- Defeito de Condutância:
Menos ions passam pelo canal
P P
ATP
PKA PP2A
PP2C
RDomain
Cl-
MSD2MSD1
Potentiators Increase Gating of CFTR
Gating DefectLow Chloride Flow
NormalLevels of
Surface CFTR
Increased IonFlow
• G551D is the most prevalent mutation with gating defect (~5%)• VX-770 shown active both in vitro and in patients with G551D
Classe V: Síntese Reduzida
Menos Proteína Normal. Ex: 3272-26A>G
Ramalho et al (2002) AJRCMB 27, 619-627
ex16 ex17b ex18-26
intr 17a
ex17a
Gene CFTR =precursor mRNA
Splicing
+Transcrito Normal
1817b17a16
Transcrito alternativo +25
1817b17a16
4.7% ± 0.45
Pacientes 3272-26A>G/F508del
Fenótipos Clínicos Mais Leves
Amaral et al (2001) J Med Genet 38, 777-782
3272-26A>G/otra (n = 60)
F508del/F508del (n = 113)
100
0
20
40
60
80
Insuficiência Pancreática
n=88
n=59
%
p<0.05
Colonização por Pa0
20
40
60
80
100
n=86
n=52
%
p<0.05
0
20
40
60
80
100
FEV1
% n=57
n=39
p<0.05
FVC
n=57
n=39
p<0.05
Idade de Diagnóstico0
2
4
6
8
10
12
14
Añ
os
n=44 p<0.05
n=69
Como Corrigir o Defeito Básico?
Investigação do defeito básico (Ciência
Básica)
Desenho de novas estratégias terapêuticas com
base em abordagens racionais
Novo Conhecimento