Doenças Doenças Neurodegenerativas por Neurodegenerativas por
Expansão de PoliGln Expansão de PoliGln (PoliQ)(PoliQ)
Iscia Lopes CendesIscia Lopes CendesProfessora Associada, Livre Docente Professora Associada, Livre Docente
em Genética Médicaem Genética MédicaFCM-UNICAMPFCM-UNICAMP
Mutações Dinâmicas Sequência Localização Tamanho
FRAXA CGG 5’não transcrita 200-1000FRAXE CGG/CCG “ 200-1000FRAXF CGG/CCG “ 300-500FRA16A CGG/CCG “ 1000-2000
D. M. CTG/CAG 3’não transcrita 200-4000
Mutações DinâmicasMutações Dinâmicas
Sequência Localização Sequência Localização TamanhoTamanho
Kennedy CAG região transcrita < 100Kennedy CAG região transcrita < 100Huntington CAG região transcrita < 100 Huntington CAG região transcrita < 100
SCAs CAG região transcrita < 100 SCAs CAG região transcrita < 100
A.F.A.F. GAA região não transcrita GAA região não transcrita > 2.500> 2.500
Mutações DinâmicasMutações Dinâmicas
CGG/CCG : sítios frágeisCGG/CCG : sítios frágeis CTG: micro-RNAsCTG: micro-RNAs CAG : neurodegeneraçãoCAG : neurodegeneração GAA: neurodegeneraçãoGAA: neurodegeneração
Expansões de CAG Expansões de CAG
CAG : GlutaminaCAG : Glutamina
Aspectos Moleculares da HDAspectos Moleculares da HDLocalização do polimorfismo (CAG)Localização do polimorfismo (CAG)nn
Gene IT 15
Exon 67Cromossomo 4
(CAG)n
Exon I
Silva TCL
Aspectos moleculares da HDAspectos moleculares da HD
(CAG)n
1 18 39 46 3144
(CCG)n
Silva TCL
Gene IT15210Kb67 exonsProteína 310 Kda (huntingtin)
Figure 1 A Figure 1 B
Figure 1 C Figure 1 D
Início na vida adulta Início na vida adulta Doenças neurodegenerativas, Doenças neurodegenerativas,
progressivasprogressivas Variabilidade clínica Variabilidade clínica Autossômicas dominantes (exceto Autossômicas dominantes (exceto
doença de Kennedy)doença de Kennedy)
Características Gerais das Características Gerais das Doenças por PoliGlnDoenças por PoliGln
Herança Autossômica Dominante
Coréia de HuntingtonCoréia de Huntington
Caracterizada por alterações de Caracterizada por alterações de personalidade e declínio cognitivo personalidade e declínio cognitivo progressivos, associados à progressivos, associados à movimentos involuntários movimentos involuntários
Alterações patológicas nos gânglios da Alterações patológicas nos gânglios da base e córtex cerebralbase e córtex cerebral
Autossômica dominanteAutossômica dominante Gene no ch 4q Gene no ch 4q
Ctr HDGRUPO
0
500
1000
1500
2000
VO
LCO
RC
D
Anova; p<0.0001Anova; p<0.0001
Ctr HDGRUPO
0
500
1000
1500
2000
VO
LCO
RC
E
RelaRelação ção VolumétricaVolumétrica Caudados x GruposCaudados x Grupos
EpidemiologiaEpidemiologia
Prevalência da Prevalência da Doença de Huntington Doença de Huntington (DH)(DH)
País Prevalência por 100.000
Autor/Ano
EUA 5 Fostern/1989 Europa 3 - 5 Harper /1996
Distúrbios de movimentoDistúrbios de movimento
Involuntários: - coréiaInvoluntários: - coréia - bradicinesia- bradicinesia - distonia- distonia
Voluntários:Voluntários: - distúrbios da motricidade - distúrbios da motricidade - distúrbios oculomotores- distúrbios oculomotores- disartria / disfagia- disartria / disfagia- hiperreflexia- hiperreflexia
Aspectos clínicos
Alterações cognitivasAlterações cognitivas
Comprometimento da “flexibilidade” Comprometimento da “flexibilidade” mentalmental
Comprometimento de funções Comprometimento de funções superiores (como planejamento, superiores (como planejamento, organização e seqüência)organização e seqüência)
Comprometimento da memóriaComprometimento da memória Comprometimento da linguagemComprometimento da linguagem DemênciaDemência
Aspectos clínicos
Forma Início dossintomas
Probabilidade
Início adulto 20-50 anos 65% pacientes
Início tardio 50 anos 25% pacientes
Início precoce 20 anos 10% pacientes
Aspectos ClínicosAspectos Clínicos
Variação da idade de início da DHVariação da idade de início da DH
ResultadosResultadosDistribuição da freqüência da idade de Distribuição da freqüência da idade de
início dos sintomasinício dos sintomas
0123456789
101112
12 14 20 25 29 32 34 36 38 40 42 50 54
%
Idade
Ataxias EspinocerebelaresAtaxias Espinocerebelares
Alteração nos movimentos Alteração nos movimentos voluntáriosvoluntários
MarchaMarcha PosturaPostura Movimentos ocularesMovimentos oculares Movimentos anormais: tremoresMovimentos anormais: tremores
Degeneração cerebelar e de suas vias
Ataxias EspinocerebelaresAtaxias Espinocerebelares
14 Loci Identificados:14 Loci Identificados: Autossômicas Dominantes:Autossômicas Dominantes:
- SCA1: ch 6p- SCA1: ch 6p - DRPLA: ch 12p - DRPLA: ch 12p- SCA2: ch 12q- SCA2: ch 12q - SCA6: ch 19 p - SCA6: ch 19 p- SCA3/DMJ: ch 14q - SCA7: ch 3p- SCA3/DMJ: ch 14q - SCA7: ch 3p
SCA 8 e SCA10 não são PoliGln
Controle Normal Paciente com DMJ ou SCA3
Frequência das Mutações SCA em Frequência das Mutações SCA em 90 Famílias Brasileiras90 Famílias Brasileiras
Mutação Total (n=90) AD (n=54)SCA1 3 (3%) 3 (6%)SCA2 5 (6%) 5 (9%)MJD/SCA3 27 (30%) 24 (44%)DRPLA 0 0Total 35 (39%) 32 (59%)
Freqüência das Mutações SCA em Freqüência das Mutações SCA em 125 Famílias Brasileiras125 Famílias Brasileiras
Mutação Total (n=125) AD (n=85)SCA1 3% 6%SCA2 6% 9%SCA3 30% 44%SCA7 3% 6%Total 45% 68%
Correlação Genótipo-FenótipoCorrelação Genótipo-Fenótipo
CAMARGO, M.FA.G.
Determinação Molecular Determinação Molecular
Métodos:Métodos: - -DNA genômico DNA genômico - - Detecção do CAG por PCRDetecção do CAG por PCR
Análise da Repetição (CAG)Análise da Repetição (CAG)nn
Primers Hu4 e Hu3 (indireto)Primers Hu4 e Hu3 (indireto)Primers Hd1 e Hd3 (direto)Primers Hd1 e Hd3 (direto)
HU4HD1 5'
(CAG)n (CCG)n (CCG)n HD3 3'
HU3
Ataxias EspinocerebelaresAtaxias Espinocerebelares
SCA 1:SCA 1: Alelo Normal 6-39 Alelo Normal 6-39 (40)(40) CAGs CAGs Alelo Expandido 40-81 CAGsAlelo Expandido 40-81 CAGs
DRPLA:DRPLA: Alelo NormalAlelo Normal 8-25 CAGs 8-25 CAGs Alelo Expandido Alelo Expandido 54-68 CAGs 54-68 CAGs
MJD:MJD: Alelo Normal 12-40 CAGs Alelo Normal 12-40 CAGs Alelo Expandido 66 Alelo Expandido 66 (62)(62)
84CAGs84CAGs
Distribuição da repetição Distribuição da repetição trinucleotídica (CAG)trinucleotídica (CAG)n n nos alelos de nos alelos de
tamanho normal dos pacientes tamanho normal dos pacientes positivos para DHpositivos para DH
0
2
4
6
8
10
12
14
14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 28 30
Distribuição da repetição trinucleotídica Distribuição da repetição trinucleotídica (CAG)(CAG)n n nos alelos expandidos dos nos alelos expandidos dos
pacientes positivos para DHpacientes positivos para DH
0
5
10
15
20
25
30
35
40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 55 66 69
Alelos (CAG)n no gene HDAlelos (CAG)n no gene HD
AEAE
ANAN
Silva et al. 1998
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
CAMARGO, M.FA.G
Alelos (CAG)n no gene SCA3/DMJ
AlelosAlelosExpandidosExpandidos
Alelos Alelos NormaisNormais
4
1 2
2 3 51
653 421
4
7 8
321
I
II
III
IV
F-10
I= 38 anosAN= 18 CAGsAE= 72 CAGs
I= 20 anosAN= 28 CAGsAE= 78 CAGs
• Heredograma demonstrando o fenômeno de Heredograma demonstrando o fenômeno de antecipaçãoantecipação
Molecular Test
Molecular testing: spinocerebellar ataxia type 7 (SCA7)
1 2 3 4 5 6 7 8
Index case: EA = 60 CAGs
Mother: EA = 38 CAGS
NA = 10 CAGs
NA:4-35 CAGsEA:37-300 CAGs
SCA 3SCA 3Correlação entre idade de início da Correlação entre idade de início da
doença e número de expansões doença e número de expansões trinucleotídicas (CAG)trinucleotídicas (CAG)n n
CAG expandido (unidades CAG)
Idad
e de
iníc
io (a
nos)
30 40 50 60 70
60
50
40
30
20
10
Expansões de CAG Expansões de CAG
CAG : GlutaminaCAG : Glutamina Proteínas contendo Proteínas contendo
(GLU)n:reguladoras (GLU)n:reguladoras - ligação ao DNA - ligação ao DNA - ligação à outras proteínas - ligação à outras proteínas - ligação entre regiões - ligação entre regiões diferentes da mesma proteínadiferentes da mesma proteína
Mecanismo pelo qual a expansão do Mecanismo pelo qual a expansão do CAG causaria neurodegeneraçãoCAG causaria neurodegeneração
Aumento de funçãoAumento de função EvidênciasEvidências experimentaisexperimentais
ATX-3N (controle lab – 18Q)ATX-3N (controle lab – 18Q)
1 11 21 31 41 51 1 11 21 31 41 51 | | | | | | | | | | | | 1 MESIFHEKQE GSLCAQHCLN NLLQGEYFSP VELSSIAHQL DEEERMRMAE GGVTSEDYRT 601 MESIFHEKQE GSLCAQHCLN NLLQGEYFSP VELSSIAHQL DEEERMRMAE GGVTSEDYRT 60 61 FLQQPSGNMD DSGFFSIQVI SNALKVWGLE LILFNSPEYQ RLRIDPINER SFICNYKEHW 12061 FLQQPSGNMD DSGFFSIQVI SNALKVWGLE LILFNSPEYQ RLRIDPINER SFICNYKEHW 120 121 FTVRKLGKQW FNLNSLLTGP ELISDTYLAL FLAQLQQEGY SIFVVKGDLP DCEADQLLQM 180121 FTVRKLGKQW FNLNSLLTGP ELISDTYLAL FLAQLQQEGY SIFVVKGDLP DCEADQLLQM 180 181 IRVQQMHRPK LIGEELAQLK EQRVHKTDLE RVLEANDGSG MLDEDEEDLQ RALALSRQEI 240181 IRVQQMHRPK LIGEELAQLK EQRVHKTDLE RVLEANDGSG MLDEDEEDLQ RALALSRQEI 240 241 DMEDEEADLR RAIQLSMQGS SRNISQDMTQ TSGTNLTSEE LRKRREAYFE241 DMEDEEADLR RAIQLSMQGS SRNISQDMTQ TSGTNLTSEE LRKRREAYFE KKQQQKQQQQQQQQKQQQQQ 300300 301301 QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ GDLSGQSSHP CERPATSSGA LGSDLGDAMS EEDMLQAAVT MSLETVRNDLGDLSGQSSHP CERPATSSGA LGSDLGDAMS EEDMLQAAVT MSLETVRNDL 360360 361 361 KTEGKKTEGKKK
1 11 21 31 41 51 1 11 21 31 41 51 | | | | | | | | | | | | 1 MESIFHEKQE GSLCAQHCLN NLLQGEYFSP VELSSIAHQL DEEERMRMAE GGVTSEDYRT 601 MESIFHEKQE GSLCAQHCLN NLLQGEYFSP VELSSIAHQL DEEERMRMAE GGVTSEDYRT 60 61 FLQQPSGNMD DSGFFSIQVI SNALKVWGLE LILFNSPEYQ RLRIDPINER SFICNYKEHW 12061 FLQQPSGNMD DSGFFSIQVI SNALKVWGLE LILFNSPEYQ RLRIDPINER SFICNYKEHW 120 121 FTVRKLGKQW FNLNSLLTGP ELISDTYLAL FLAQLQQEGY SIFVVKGDLP DCEADQLLQM 180121 FTVRKLGKQW FNLNSLLTGP ELISDTYLAL FLAQLQQEGY SIFVVKGDLP DCEADQLLQM 180 181 IRVQQMHRPK LIGEELAQLK EQRVHKTDLE RVLEANDGSG MLDEDEEDLQ RALALSRQEI 240181 IRVQQMHRPK LIGEELAQLK EQRVHKTDLE RVLEANDGSG MLDEDEEDLQ RALALSRQEI 240 241 DMEDEEADLR RAIQLSMQGS SRNISQDMTQ TSGTNLTSEE LRKRREAYFE K241 DMEDEEADLR RAIQLSMQGS SRNISQDMTQ TSGTNLTSEE LRKRREAYFE KQQQQQQKKQQQQQQQQQQ 300 300 301 301 QQQQQQQQQQ QQQQQQQQQQ QQQQQQQQQQ QQQQQQQQQQ QQQQQQQQQQ QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ QQQQQQQQQQ QQQQQQQQQQ QQQQQQQQQQ QQQQQQQQQQ QQQQQQQQQQ 360 360 361 361 QQQQQQQQQQGDLSG QSSHPCERPA TSSGALGSDL GDAMSEEDML QAAVTMSLET VRNDLKTEGK 420GDLSG QSSHPCERPA TSSGALGSDL GDAMSEEDML QAAVTMSLET VRNDLKTEGK 420 421 K421 K
ATX-3E (73Q)ATX-3E (73Q)
M 1 2 3 4 5 6 7 8 9
M= MarcadorM= Marcador1= NI1= NI2= 3h Indução IPTG2= 3h Indução IPTG3= Extrato Total aplicado a coluna Ni-NTA3= Extrato Total aplicado a coluna Ni-NTA4=TS-5 4=TS-5 5=TS-205=TS-206=TS-306=TS-307=TS-50(1)7=TS-50(1)8=TS-50(2)8=TS-50(2)9=TS-50(3)9=TS-50(3)
M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
M= MarcadorM= Marcador 1= TS-50(4)1= TS-50(4) 2= TS-50(5)2= TS-50(5) 3= TS-80(1)3= TS-80(1) 4= TS-80(2)4= TS-80(2) 5= TS-80(3)5= TS-80(3) 6= TS-80(4)6= TS-80(4) 7= TS-80(5)7= TS-80(5) 8= TS-100(1)8= TS-100(1) 9= TS-100(2)9= TS-100(2)10= TS-100(3)10= TS-100(3)11= TS-100(4)11= TS-100(4)12= TS-100(5)12= TS-100(5)13= TS-100(6)13= TS-100(6)14= TS-20014= TS-200
ATAXINA-3N (18Q)ATAXINA-3N (18Q)PET 28a (6 His Nterm)PET 28a (6 His Nterm)
Modelagem Estrutural da ATX-3NModelagem Estrutural da ATX-3NRaio-X de baixo ângulo - SAXSRaio-X de baixo ângulo - SAXS
Colaboração: Dra. Iris Torriani (IFGW-UNICAMP e LNLS)
Doenças Neurológicas de Início Doenças Neurológicas de Início TardioTardio
Sem tratamento disponível:Sem tratamento disponível: Teste para confirmação diagnóstica Teste para confirmação diagnóstica
importante para definir riscos para importante para definir riscos para outros familiares e prognóstico.outros familiares e prognóstico.
Teste preditivo: aliviar dúvida, Teste preditivo: aliviar dúvida, planejamento reprodutivo, planejamento reprodutivo, planejamento social e econômico planejamento social e econômico CAUTELACAUTELA
Teste Preditivo Teste Preditivo - Doenças de início na vida adulta - Doenças de início na vida adulta - Sem tratamento curativo no - Sem tratamento curativo no momentomomento
Mutações DinâmicasMutações Dinâmicas
Doenças Neurológicas de Início Doenças Neurológicas de Início TardioTardio
Sem tratamento disponível:Sem tratamento disponível: Somente em adultosSomente em adultos Por procura expontâneaPor procura expontânea SigiloSigilo Com avaliação pré-teste e Com avaliação pré-teste e
acompanhamento pós-testeacompanhamento pós-teste Equipe multidisciplinar: geneticista Equipe multidisciplinar: geneticista
clínico e psicólogoclínico e psicólogo
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