Forças seletivas que atuam na dinâmica do alelo mutante do gene ATXN2

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Sena, Lucas Schenatto de
• Orientador(a): Jardim, Laura Bannach
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Ataxias espinocerebelares; Doenças genéticas inatas; Gene ATXN2
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/187219

A ataxia espinocerebelar tipo 2 (SCA2) é causada por uma expansão em uma sequência repetitiva de códons CAG (CAGexp) no exon 1 do gene ATXN2. O trato expandido de poliglutaminas está associado a um ganho de função tóxica, expressa predominantemente em neurônios. A SCA2 é uma condição neurodegenerativa autossômica dominante, com início, em média, entre os 30 e os 40 anos, manifesta-se por distúrbios neurológicos progressivos que levam os afetados à cadeira de rodas e à sobrevida reduzida. Embora propensa a forças seletivas negativas como a antecipação, a freqüência da SCA2 parece ser estável nas populações onde foi observada, sugerindo a existência de mecanismos seletivos favoráveis simultâneos. Para averiguar essa hipótese, o presente estudo estimou o fitness, a segregação e o papel da antecipação em uma coorte de famílias com diagnóstico molecular de SCA2. Dados de famílias com diagnóstico molecular realizado no Serviço de Genética Médica do Hospital de Clínicas e armazenados em banco de dados de acesso restrito aos investigadores serviram de base para identificar a população em estudo. Entre 2016 e 2017, sujeitos adultos e pertencentes a essas famílias foram convidados a participar desse estudo. Após apresentarem seu consentimento informado, esses sujeitos forneceram dados sobre todos os seus parentes ligados ao ramo familiar onde a SCA2 segregou, permitindo a construção de heredogramas completos. Os dados de ao menos dois informantes por família deveriam ser convergentes para serem estudados. As variáveis em estudo foram obtidas de todos os sujeitos: data de nascimento, sexo, relações de parentesco, ordem de nascimento, status sintomático e número de filhos. A data defalecimento e a idade de início do primeiro sintoma foram anotadas, quando adequado. O fitness genético (ou o sucesso reprodutivo) dos portadores de SCA2 foi considerado igual a w= W afetados /W não afetados, onde W corresponde à mediana do número de filhos do grupo. Como o genótipo não estava disponível para a maioria dos membros das famílias SCA2, o fenótipo foi usado para classificar os sujeitos como afetados ou não afetados. Para reduzir os efeitos de potenciais vieses de memória e de aferição, dois critérios de inclusão foram utilizados: (1) ser mais velho do que um desvio-padrão acima da média da idade de início dos sintomas do grupo total; e (2) existir a informação completa da história reprodutiva tanto o sujeito como do seu genitor transmissor. A análise de segregação comparou o número de irmãos afetados com o dos não afetados; como critério de inclusão, novamente todos os irmãos estudados deveriam ser mais velhos do que um desvio padrão da média de idade de início da coorte completa. Vinte e uma das trinta e uma famílias com diagnóstico de SCA2 foram recuperadas: os sujeitos de uma família negaram-se a participar do estudo, enquanto as demais dez famílias foram perdidas do follow-up. Os heredogramas estudados incluíram 1.017 pessoas, 164 das quais sintomáticas – e 84 delas ainda vivas. Como a idade de início média foi de 36.6 (14.9) anos, sujeitos afetados e não afetados com mais de 52 anos de idade foram utilizados para estimar padrões de fitness e segregação. Sessenta e sete sujeitos afetados e 97 sujeitos não afetados foram incluídos na análise do fitness e tiveram a mediana de 3 e 2 filhos respectivamente, o que resultou em um fitness genético igual a 1,5 (p <0,025) . Finalmente, o fitness variou de acordo com a idade de início dos sujeitos, tornando-se menor do que o fitness dos sujeitos não afetados quando a idade de início dos sintomas era menor ou igual a 20 anos de idade. 9 Entre os sujeitos incluídos na análise de segregação, havia 137 não-afetados (59,6%) e 93 afetados (40,4%) e essa proporção foi significativamente diferente da esperada em uma segregação randômica de alelos (p = 0,04). A idade de início foi inversamente proporcional ao tamanho do CAGexp em 49 indivíduos onde a informação molecular estava disponível (rho= -0.708, p< 0.0001, Spearman); cada repetição CAG adicional associou-se a uma redução de 1,57 anos na idade de início (p<0.003). A diferença média entre a idade de início dos sujeitos e a de seus genitores afetados foi de -10.77 anos, ou seja, a idade no início das gerações apontou para a antecipação como um fenômeno bastante frequente. Portanto, nossos resultados apontaram que três forças seletivas podem afetar a recorrência da SCA2. A SCA2 teve um fitness genético aumentado nos portadores com idades de início medianas ou tardias. Em contraste, nós observamos uma distorção na segregação ou favorecendo os gametas com alelos normais – em mais de 95% das vezes, portadores de alelos com 22 repetições (CAG)22 – ou desfavorecendo os gametas com alelos expandidos. Nosso resultado, inclusive, sugere que a alta frequência do alelo (CAG)22 nos cromossomos humanos seja explicada por essa vantagem seletiva. Por fim, nossos dados sugerem que a antecipação é a ocorrência mais frequente nas transmissões entre afetados na comparação entre as idades de início nas gerações subsequentes. Essa última observação propõe que a transmissão do CAGexp instável tende a expandi-lo ainda mais; isso precisa ser confirmado pela observação de irmandades completamente genotipadas, em futuros estudos. Se ela se confirmar, a tendência à antecipação deverá se associar a um fitness reduzido nesses afetados. Em conclusão, deduzimos que embora o fitness dos afetados com idades de início médias seja maior do que a dos não afetados, a frequência da SCA2 não está aumentando na população, pois outras forças seletivas agem 10 em sentido contrário (seleção negativa): a segregação distorcida e que favorece a transmissão do alelo normal e a tendência à antecipação.