Estudo das bases genéticas da microcefalia sindrômica associada a distúrbios de neurodesenvolvimento

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Tolezano, Giovanna Cantini
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Genética; Genetics; Microcefalia; Microcephaly; Neurodesenvolvimento; Neurodevelopment
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/41/41131/tde-23062023-134237/

O desenvolvimento embrionário do cérebro humano é intrincado e altamente coordenado espacial e temporalmente, o que é primordial para seu correto funcionamento, assim como foi no passado ao longo da evolução dos primatas. Distúrbios neste processo podem comprometer função e tamanho do órgão, como na microcefalia, uma condição clínica caracterizada pela redução da circunferência occipitofrontal da cabeça em pelo menos 2 desvios-padrão (SD) da média para aquela idade e sexo. A microcefalia pode ser classificada em primária (congênita) ou secundária (pós-natal), sendo considerada leve (-2 a -3 SD) ou grave (≤ -3 SD); também pode ser classificada como sindrômica, se alterações externas ao sistema nervoso central estiverem presentes. Sua incidência é de 2-3% na população mundial e tem etiologias diversas, tanto ambiental quanto genética, com a maior parte dos casos permanecendo idiopática. Por se tratar de uma condição complexa que muitas vezes se apresenta associada a outros fenótipos, ainda há muito a ser explorado em relação às bases genéticas da microcefalia, previamente não investigadas na população brasileira. Este trabalho se propôs a avaliar uma coorte de indivíduos brasileiros afetados por microcefalia associada a distúrbios de neurodesenvolvimento, visando caracterizar as bases genéticas do fenótipo e quadros clínicos associados. Para tanto, realizamos análise cromossômica por microarranjo genômico (CMA) para investigação de alterações de número de cópias (CNVs), bem como sequenciamento de exoma completo (WES) para prospecção de variantes genômicos pontuais em um subgrupo de pacientes. No estudo por CMA, analisamos 185 pacientes microcefálicos, dos quais 39 tinham CNVs clinicamente relevantes. Compilamos uma lista inédita de genes reconhecidos como causa de microcefalia e realizamos o levantamento das síndromes de CNVs associadas. Neste estudo de CNVs raras causais, sugerimos novos genes candidatos para o fenótipo com base na caracterização das regiões afetadas no grupo avaliado de pacientes, assim como em pacientes microcefálicos descritos no banco de dados DECIPHER: genes reconhecidamente associados à microcefalia por SNVs e indels, mas não ainda por CNVs; aqueles com evidência ainda insuficiente para corroborar tal associação; genes conhecidos de macrocefalia; e novos candidatos, propostos no presente estudo, como OTUD7A, BBC3, CNTN6 e NAA15. No estudo por WES, investigamos 45 indivíduos (42 famílias) que tiveram resultado negativo no CMA (100 exomas analisados no total), resultando em uma taxa de diagnóstico molecular (variantes patogênicas ou provavelmente patogênicas) de 47,6%, similar à reportada na literatura. Em relação à apresentação clínica, deficiência intelectual e alterações cerebrais estruturais foram altamente prevalentes, com taxas similares a outras coortes de microcefalia, mas encontramos frequências superiores de dismorfismos faciais, alterações comportamentais, cardiovasculares e musculoesqueléticas, além de perda auditiva. Pela análise dos casos negativos no CMA e exoma, identificamos um gene novo causativo para o fenótipo (CCDC17), que requer estudos funcionais futuros para validação. Em conclusão, contribuímos para o diagnóstico molecular e aconselhamento genético de metade de um total de 48 famílias (no mínimo um indivíduo com microcefalia dentre seus sinais clínicos). Em seis casos, foram identificadas variantes patogênicas ou provavelmente patogênicas do tipo CNV, e em 20 casos foram detectadas variantes do tipo SNV/indel (taxa de diagnóstico molecular global de 54,2%). Estes achados corroboram a microcefalia como um importante indicador de alterações genômicas e evidenciam que o exoma como primeira linha de investigação seria a melhor estratégia para diagnóstico desta condição. Adicionalmente, trouxemos uma visão inédita das causas genéticas da condição na população brasileira e das comorbidades mais frequentes, bem como pudemos sugerir novos genes candidatos ao fenótipo que poderão ser explorados em pesquisas futuras. Ainda assim, aproximadamente metade dos casos avaliados permanece idiopático, apontando para a necessidade de estratégias complementares de investigação de alterações estruturais e não-codificadoras, baseadas em tecnologias como sequenciamento de genoma completo, sequenciamento de moléculas longas, mapeamento ótico, estudos epigenéticos e investigação de alterações mitocondriais.