FUNDAÇÃO FACULDADE FEDERAL DE CIÊNCIAS MÉDICAS DE PORTO ALEGRE

DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS MORFOLÓGICASDISCIPLINA DE GENÉTICA BÁSICA

Neurofibromatose tipo 1: do genótipo ao fenótipo

Ana Luiza Berwanger da SilvaCássia Gomes da Silveira

Melissa Pacheco do NascimentoTamara Azambuja da Silva

Monitora orientadora: Carolina Dutra

INTRODUÇÃO

• FACOMATOSES Doenças neuroectodermais que envolvem a pele e/ou os olhos, SN e um ou mais sistemas do corpo

• Peculiaridade: Hamartomas e outros tumores

• História natural e manejo semelhantes

QUATRO FACOMATOSES CLÁSSICAS

• NF1

• NF2 Genes

supressores

• Esclerose Tuberosa de

Tumor

• Síndrome de von Hippel-Lindau

NEUROFIBROMATOSES

• Tecidos derivados da Crista Neural 1os afetados

Doença de von Recklinghausen

• Extrema heterogeneidade Nova

• Clonagem dos genes específicos classificação

HISTÓRICO - Neurofibromatoses

• Séc.:XIII mais antigo portador de NF: Heinricus (Áustria)

• 1793 Tilesius: 1a descrição de Tu fibrosos múltiplos da pele “wart man”

• 1882 Frederich D. von Recklinghausen identificou NF como entidade nosológica individualizada

• Séc.: XIX Joseph Carey Merrich - “Homem Elefante”

• 1987 Barker et al. e Sezinger et al. Mapearam os genes da NF1 (cromossomo 17) e da NF2 (cromossomo 22)

NF1 -“Neurofibromatose Periférica ou Doença de von Recklinghausen”

• Doença autossômica dominante

• Alto grau de variabilidade da expressão clínica

• Penetrância 100%

• Expressividade relacionada à idade

EPIDEMIOLOGIA

• Distúrbio genético dominante mais freqüente

• 1:3.000 a 1:5.000 nascidos vivos

• 50% dos casos representam mutações novas

• Taxa de mutação para o gene NF1 = 1/10.000 NV

EPIDEMIOLOGIA

• Mais de 80% das novas mutações são de origem paterna exceto deleções amplas (5%)

• Não foi estabelecida relação:

Idade paterna

X

Mutações novas

EPIDEMIOLOGIAIdade

• Prevalência > em jovens

morte precoce dos adultos

subinvestigação dos pacientes com idade mais avançada

• Incidência mundial

• Sexo masculino = feminino

EPIDEMIOLOGIA

• Raça

glioma óptico Raça branca

Tu carcinóide Raça negra

• Manifestações clínicas com a idade• Taxa de fertilidade é 1/2 valor normal (< homens)

CLÍNICA

• Expressão clínica variável múltiplos sistemas orgânicos

• 3 principais manifestações:

Neurofibromas cutâneos 90% dos

Manchas café-com-leite pacientes

Nódulos de Lisch durante a puberdade

CLÍNICA

CRESCIMENTO

• Não há complicações pré-natais

• 1/3 apresentam retardo de desenvolvimento pós-natal

• Macrocefalia

• Puberdade precoce Neurofibromas

• Alta estatura Plexiformes

CLÍNICA

DESENVOLVIMENTO E COMPORTAMENTO

• Retardo mental (4 a 8%)

grande deleção no gene NF1

( genes contíguos ? )

• Déficit de Aprendizagem

orientação visoespacial

memória a curto prazo

CLÍNICA

MANCHAS CAFÉ-COM-LEITE

• 1ªs manifestações a aparecer

durante os 1ºs 2 anos de vida

• 0,5 a 50 cm diâmetro

• Coloração Raça

Exposição solar

• EFÉLIDES

MANCHAS CAFÉ-COM-LEITE EFÉLIDES

CLÍNICANÓDULOS DE LISCH

• sinal patognomônico

• Inofensivos e assintomáticos

• Infância

• Exame lâmpada de fenda

• com a idade

• Úteis para confirmação diag. em pctes sem HF

CLÍNICATUMORES

NEUROFIBROMAS

Tu benignos derivados das bainhas nervosas

Disseminados

Idade adulta/progressivos

• Neurofibromas Dérmicos

cutâneos ou subcutâneos

pequenos e discretos

CLÍNICA etiologia e patogênese ñ compreendidas

níveis neurofibromina etapa necessária, mas não suficiente

• Neurofibromas Plexiformes

Tu grandes e amorfos

Início da vida

Propensão à malignidade

NEUROFIBROMAS DÉRMICOS

NEUROFIBROMAS PLEXIFORMES

CLÍNICATU MALIGNOS PERIFÉRICOS DE

BAINHA NERVOSA

• = neurofibrossarcomas

• um dos principais tu encontrados

• 2-4% provêm de N.plexiformes

• forma agressiva c/ alto índice de Mtx à distância

• prognóstico pobre

CLÍNICATU VIA ÓPTICA

• 2º tu mais comum

• 15% dos pctes c/ glioma envolvem tu de via óptica

• 1/2 sintomáticos

• 1ºs anos da infância

• não são malignos perda da visão

CLÍNICALEUCEMIA MIELÓIDE JUVENIL CRÔNICA

• Associação significativa entre 2 entidades

10% das crianças com LMJC tb possuem NF1

• Homens que herdam NF1 das mães > risco

• Único tipo de Tu, cuja oncôgenese consiste:» mutação de inativ. gene NF1

» ativação do gene Ras

DIAGNÓSTICO

• Clínico

• Dificuldades: variabilidade fenotípica

• Critérios estabelecidos em 1988 por National Institutes of Health Consensus Development Conference- NIH

• 2 ou + características são suficientes p/ estabelecer o diagnóstico

DIAGNÓSTICO

Tabela 1 – Critérios Diagnósticos NIH para a Neurofibromatose tipo I

1. Seis ou mais manchas café-com-leite com diâmetro > 5mm em indivíduos pré-púberes, ou > 15mm em pós-púberes.

2. Dois ou mais neurofibromas de qualquer tipo ou um neurofibroma plexiforme,baseado em parâmetros clínicos e histológicos.

3. Efélides (sardas) em região axilar ou inguinal.4. Glioma óptico.5. Dois ou mais nódulos de Lisch (hamartomas pigmentados da íris).6. Uma lesão óssea distinta como pseudo-artrose de um osso longo ou displasia da

asa do esfenóide.7. Um parente em primeiro grau com NF1 que preencha os critérios precedentes.

* Dois ou mais dos critérios assinalados são necessários para a confirmação diagnóstica

DIAGNÓSTICO

Considerar idade no momento de aplicar os

critérios diagnósticos !

• Idade p/ apresentação clínica

• Se HF + tendência de diagnosticar

parente c/ apenas 1 sinal clínico

• Exames complementares

NF1

DIAGNÓSTICO MOLECULAR• Viável para apenas algumas famílias

• Análise Direta do DNA

diag. pré-natal

rastreamento de pré-sintomáticos c/ HF +

• Estudos de Ligação com Marcadores DNA

• FISH »»» microdeleções

DIAGNÓSTICO MOLECULAR

Protein Truncation Test ( PTT)

• Rastreamento de mutações do gene NF1, quando o diag. clínico é duvidoso

• Leucócitos (DNA)

• Transcrição e tradução in vitro

• Eletroforese

• DETECTA: Erros que alteram completamente o produto do gene NF1

DIAGNÓSTICO PRÉ-NATAL

• Recomendado nas gestações c/ um dos progenitores afetados

• Análise Direta do DNA

mutação identificada na família

• Estudos de Ligação

nº razoável de familiares afetados - marcadores conhecidos

DIAGNÓSTICO DIFERENCIAL

Manifestações Cutâneas (manchas café-com-leite)

• S. de Russel-Silver

• S. de Bloom

• S. de Noonan

• S. de Watson

• LEOPARD

• S. de Sotos e Proteus

DIAGNÓSTICO DIFERENCIAL

Hamartomas

• S. de Bannayan-Riley-Ruvalcaba

• S. de Carney

• S. de Proteus

• S. de Maffucci

• D. de von Hippel-Lindau

• Polipose adenomatosa familiar

DIAGNÓSTICO DIFERENCIAL• Neoplasia endócrina múltipla 2B

• Schwannomatose

• Lipomatose múltipla

• Neurofibromatose espinhal familiar »»» neurofibromas para-espinhais

Manifestações Esqueléticas

• S. de McCune-Albright »» pseudo-artrose na NF1

DIAGNÓSTICO DIFERENCIAL

Síndrome de Noonan ou Síndrome Neurofibromatose-Noonan ?

• Doença autossômica dominante

• Manchas café-com-leite S. de Noonan clássica

• Manifestações da S. de Noonan variabilidade de NF1 clássica ?

DIAGNÓSTICO DIFERENCIAL• Neurofibromatose tipo 2

Quadro 1 - Comparação entre as principais características da NF1 E NF2NF1 NF2

Freqüência 1/3.000 1/40.000Herança Autossômica dominante Autossômica dominanteLocalização no cromossomo 17 22Pele Manchas café-com-leite,

efélides e neurofibromasRara mancha café-com-leitee neurofibromas

Tumores Neurofibromas, gliomaóptico e gliomas

Neuromas acústicos,schwannomas, meningiomas

Olhos Nódulos de Lisch Opacidade subcapsularposterior do cristalino

Alterações cognitivas Distúrbio de aprendizado Nenhuma

ASPECTOS MOLECULARES

• A estrutura do gene NF1

1987 Mapeado na r. pericentromérica do braço longo

do cromossomo 17 (estudo de ligação)

1990 Isolado pela primeira vez (clonagem posicional)

Recentemente Seqüenciado inteiramente e localizado na r. proximal de 17q (17q11.2)

GENE NF1

• Compreende mais de 350 kb de DNA

• Região cromossômica 17q11.2

• Codifica um RNAm de 11-13 kb

• Contém, no mínimo, 59 éxons

CROMOSSOMO 17

GENES DENTRO DE GENES

• 3 genes contidos em um dos íntrons do gene NF1 (íntron 27)

EVI2A, EVI2B, OMGP Pseudogene AK3

• Transcrição ocorre no sentido oposto à do gene NF1 (3´ 5´)

Mecanismo envolvido na gênese da NF1?

GENES DENTRO DE GENES

Evento fisiológico normal !normal !

Transcrição Transcrição

EVI2A, gene NF1 EVI2B, OMGP (5´ 3´) (3´ 5´)

Eventos independentes que ocorrem em momentos diferentes !

GENES DENTRO DO GENE NF1

GENES DENTRO DE GENES

• Contribuição incerta na gênese da doença.

• Função das proteínas codificadas por esses genes, as quais diferem da neurofibromina, permanecem desconhecidas até o momento.

GENES DENTRO DE GENES

• Contribuição na variabilidade de expressão da síndrome?

• Gene EVI2AGene EVI2A cérebro, m. óssea, céls. sangue

• Gene EVI2BGene EVI2B m. óssea, céls. sangüíneas

• Gene OMGPGene OMGP codificador da glicoproteína mielina dos oligodendrócitos (OMGP), expressa somente nos oligodendrócitos do SNC.

ASPECTOS MOLECULARES

• Origem distinta dos tecidos afetados clinicamente

• Hipóteses:

Não se conhecem as funções dos produtos dos

3 genes contidos no gene NF1

Apenas 10% da neurofibromina possuem

função conhecida

SPLICING ALTERNATIVO

• Splicing remoção de íntrons presentes em meio a regiões codificadoras de genes eucarióticos, gerando um RNAm maduro, que pode ser traduzido em uma proteína funcional.

• Formas alternativas de splicing remoção de éxons e/ou permanência de íntrons.

• Isoformas do produto do gene NF1 = proteínas

muito similares entre si NEUROFIBROMINANEUROFIBROMINA

SPLICING ALTERNATIVO

• 4 formas alternativas de splicing:

GRD II no éxon 23a da NF1-GRD

3´ALT no éxon 48a da terminação 3´

5´ALT1 no éxon 9

5´ALT2

Isoforma específica dos neurônios, contendo o éxon 9a

restrita aos neurônios do cérebro, hipocampo, tálamo e corpo estriado

EXPRESSÃO DO GENE NF1

• NF1 se expressa em muitos tecidos do corpo• Neurofibromina detectada:

cérebro, rim, fibroblastos da pele, leucócitos, baço, pulmão, músculos

melanoma, neuroblastoma, timoma, neurofibroma, neurofibrossarcoma, ca cólon e pulmão

As células que mais expressam as mutações do gene As células que mais expressam as mutações do gene NF1NF1 são aparentemente derivadas da crista neural. são aparentemente derivadas da crista neural.

O PRODUTO DO GENE NF1 =

A NEUROFIBROMINA• Gene NF1 codificador de uma proteína

análoga à Ras-GAP (proteína de ativação GTPase)

NEUROFIBROMINA

• Peptídeo intracitoplasmático de 240 kDa, com 2818 aminoácidos

O PRODUTO DO GENE NF1 =

A NEUROFIBROMINA• Promove a hidrólise intrínseca da GTP ligada à Ras• Põe fim à sinalização intracitoplasmática da

proliferação celular

Regulador negativo da via de transdução de sinal mediada pela Ras

• MUTAÇÕES INATIVAÇÃO GENE NF1 SINALIZAÇÃO Ras CRESC. CELULAR

VIA DE TRANSDUÇÃO DE SINAL

NEUROFIBROMINA

• Inativação análoga à família de proteínas GAP

• Fosforilação em resíduos de serina e treonina

• Resposta ao estímulo de fatores de crescimento

Via de transdução de sinal (crescimento celular)

NEUROFIBROMINA

• Três outros possíveis mecanismos de controle do cresc. e diferenciação cel.:

Regulação da região upstream do gene Ras

Atividade efetora da r. downstream do gene Ras

“Ponte” entre a tubulina e o gene Ras

NEUROFIBROMINA E TUBULINA

• Localizada próxima aos microtúbulos

• Associação a elementos do citoesqueleto

• Estruturação dos microtúbulos mecan. dependente de GTP

• Controle ligação da tubulina ao GTP análogo ao controle da fosforilação da Ras

Proteínas GTPase

NEUROFIBROMINA E TUBULINA

• Neurofibromina atua como uma proteína GAP nas alterações da citoarquitetura da cél. em resposta aos fatores de crescimento

• Tubulina papel inibidor da ação da enzima GTPase

Interação tubulina/neurofibromina = “ponte” entre tubulina e proteína Ras

NEUROFIBROMINA• Apenas 10% da molécula delineada Domínio relacionado a GAP (NF1-GRD) região

de 360 aa, do éxon 21 ao 27, c/ homologia ao domínio catalítico da família de prot. GAP

• Função supressora de tumorFunção supressora de tumor• Insuficiência da neurofibromina, porém, pode não

estar envolvida somente na tumorigênese, mas também na geração das outras manif. clínicas

• Mutações gene NF1 inativação neurofibromina células haplo-insuficientes

NEUROFIBROMINA

• Em suma, a patogênese da NF1 ainda não é completamente conhecida

• Fenótipo tu provavelmente resulta da regulação anormal da sinalização da Ras

• Outras manifestações clínicas não são facilmente explicadas pela interação neurofibromina - Ras

PADRÃO DE HERANÇA

Condição autossômica dominante• Fenótipo aparece em todas as gerações;• Toda pessoa afetada tem um genitor afetado;• Qualquer filho de genitor afetado tem um risco de 50% de

herdar o caráter;• Familiares fenotipicamente normais não transmitem o

fenótipo para seus filhos;• Homens e mulheres têm a mesma probabilidade de

transmitir o fenótipo aos filhos de ambos os sexos.

50% pctes. NF1 não possuem HF+ ALTA TAXA ALTA TAXA MUTACIONAL DO GENE MUTACIONAL DO GENE NF1 NF1 !!!!!!

TUMORIGÊNESE

Hipótese de Knudson

TUMORIGÊNESE

As diferenças entre os mecanismos de

tumorigênese do neurofibroma cutâneo e do neurofibroma plexiforme ainda são incertas.

TUMORIGÊNESE

Os mecanismos reais da tumorigênese em que a NF1 está envolvida permanecem desconhecidos.

Necessidade de um segundo evento mutacional Métodos incapazes de detectar peq. mutações

Mutação em outro gene supressor de tumor

Mutação no gene Ras Mutação em outro gene

MUTAÇÕES

As causas para a alta taxa mutacional do gene NF1 ainda não são conhecidas, embora muitas explicações tenham sido propostas.

Tamanho do gene; Presença de seqüências de bases repetidas; Dinucleotídios CpG; Existência de loci relacionados ao gene NF1

nos cromossomos 2, 12, 14, 15, 20, 21 e 22.

MUTAÇÕES

Aproximadamente 50% dos casos de NF1

são resultantes de mutações novas e, destas, 80% são de origem paterna.

TIPOS DE MUTAÇÕES

Tabela 3 – Resumo dos tipos de mutação do gene NF1*

Tipo de mutação Nº de casos

Anormalidades cromossômicas 4Deleção completa do gene 18Deleção de vários éxons 38Pequenas deleções 55Grandes inserções 3Pequenas inserções 27Mutações geradoras de códon de parada 43Substituições de aminoácidos 29Mutações em íntrons 25Mutação na região 3´ não transcrita 4

Total 246

* Relatado ao NF1 Genetic Analysis Consortium (http://www.nf.org/nf1gene/) emFevereiro de 1999

MUTAÇÕES

Aproximadamente 82% das mutações específicas do gene NF1 totalmente caracterizadas correspondem a mutações nonsense e frameshift.

Ainda não foram descritos pontos quentes mutacionais em NF1.

MUTAÇÕES

Hipóteses:

• Sensibilidade das técnicas disponíveis;

• Regiões ainda não rastreadas.

MOSAICISMO

Mosaicismo e doença generalizada;

Mosaicismo gonadal;

Mosaicismo segmentar;

RELAÇÃO GENÓTIPO-FENÓTIPO

Ainda não há correlação estabelecida entre a região mutada do gene NF1 e o fenótipo dos pacientes portadores dessa síndrome.

Até o presente, não se encontrou uma relação clara entre o tamanho da mutação e as características clínicas apresentadas pelos pacientes portadores dessa síndrome.

EXPRESSIVIDADE

A expressividade variável é uma das características mais marcantes da NF1.

Eventos rândomicos adicionais particulares de cada paciente;

Fatores epistáticos; Mosaicismo Somático; Fatores Ambientais.

EXPRESSIVIDADE

• Neurofibromatose Segmentar

MANEJO

• Tratamento definitivo ainda não foi estabelecido

• Conduta atual:

aconselhamento genético

detecção precoce das complicações

MANEJO

MANEJO

Conduta:

1) História do pcte. e familiares c/ caract. NF1

2) Ex. clínico princ.da pele, esqueleto e Sist. Nervoso

3) Avaliação oftalmológica

4) Avaliação do desenvolvimento neuromotor em crianças

5) Outros estudos c/ base na clínica

MANEJO

Rotina de acompanhamento:

1) Consulta anual do paciente

2) Exame oftalmológico

3) Avaliação do desenvolvimento na criança

4) Monitorização regular da pressão arterial

TRATAMENTOS ESPECÍFICOS

• Problemas de crescimento

• Desenvolvimento e comportamento

• Manchas café-com-leite

• Tumores

TRATAMENTO ESPECÍFICO DOS TUMORES

Cirúrgico

Embolização / inibidores da angiogênese

Quimioterápicos

Proteína Rascitoplasma

Grupo lipídico farnesil

AssociaçãoRas

membrana

TRATAMENTO ESPECÍFICO

• Futuro tto tumores:

Imunologia

Vacinas

Anticorpos + quimioterapia

TRATAMENTO ESPECÍFICO

• Pacientes mosaicos: ausência de manejo padronizado

• Terapia gênica : (dificuldades)

correção alelo mutante NF1

acometimento de múltiplos tecidos

modelos animais

PROGNÓSTICO

• Pacientes com NF1 apresentam expectativa de vida igual à da população em geral.

• Complicações aparecem precocemente.

• Gliomas e tumores da bainha de nervos periféricos de baixo grau possuem prognóstico favorável.

ACONSELHAMENTO GENÉTICO

• Natureza, herança e complicações da NF1

• Herança com padrão autossômico dominante

somente em casos de mutação herdada

• Mosaicismo gonadal

• 50% apresentam mutação nova

CONCLUSÃO

• NF1 apresenta-se como uma doença complexa

• A aplicação de técnicas recentes (PTT) essencial para pesquisas futuras

• Funções para os genes EVI2A, EVI2B e OMGP

• Neurofibromina / gene Ras / tubulina

THE END!