O que são as hemoglobinopatias ?

-Distúrbios das hemoglobinas humanas.

-Doença monogênica mais comum

- OMS (1982) 7% portadores de genes

350.000 homoz. ou heteroz./ano.

Estrutura e função

FUNÇÃO: transportador de oxigênio em hemácias de vertebrados.

ESTRUTURA: tetrâmero 2 cadeias tipo alfa ()

2 cadeias tipo beta ()

Cada subunidade :

-cadeia polipeptídica globina

-grupo prostético (cofator):

grupo Heme

-

Formação da

estrutura

quaternária da

hemoglobina.

4 cadeias são dobradas

tetrâmero globular, com

peso molecular de 64.500 D

CARACTERIZAÇÃO DAS CADEIAS DE GLOBINA

Cadeias e : tamanhos semelhantes

cadeia 141aa 146 aa

Relacionados mas não idênticos → Globina

Famílias Funcionalmente Similares

-genes da cadeia : cromossomo 16 ; 2; 1

- genes da cadeia : cromossomo 11 ; G; A; ;

e diferem em 10 aa

Genes das globinas, distribuídos em dois cromossomos.

http://www.med.yale.edu/obgyn/reproimmuno/courses/class3/sld007.htm

Como ocorre a ativação e silenciamento dos genes da globina

durante o desenvolvimento?

DISTÚRBIOS GENÉTICOS DA HEMOGLOBINA

A. Variantes estruturais: alteram a globina (mudanças na

sequência de aminoácidos), sem afetar a taxa de síntese

B. Talassemias: alteração na síntese desequilíbrio nas

quantidades das cadeias do tipo alfa e beta

1. Variantes estruturais: maioria provém de mutações de

ponto.

- > 900 variantes descritas

- anemia hemolítica

- transporte de O2 alterado

- Brasil: mais comuns Hb S, Hb C e Hb D

Classificação das Hbs Variantes

• Grupo 1: Hemoglobinas sem alterações fisiológicas:maioria das variantes, com interesse bioquímico, genético, antropológico → não produzem efeitos clínicos significativos nem alterações hematológicas.

• Grupo 2: Hemoglobinas de agregação: as Hb S e Hb C, formação de agregações → com repercussões clínicas e hematológicas variáveis.

• Grupo 3: Hemoglobinas instáveis: graus variáveis de manifestações clínicas e hematológicas

• Grupo 4: Hemoglobinas com alterações funcionais:alterações na afinidade pelo oxigênio.

• Grupo 5: Hemoglobinas variantes com fenótipo talassêmico: Hb Lepore e Hb Constant Spring →fenótipo de talassemia beta e alfa, respectivamente.

HEMOGLOBINAS DE AGREGAÇÃO

ANEMIAS HEMOLÍTICAS

Hb S (primeira Hb anormal detectada)

alteração: 1 aa. dos 146 da -globina

6 Glu Val (A T)

Mutação em homozigose Anemia falciforme.

PATOLOGIA MOLECULAR DA HB S

•Pauling et al. (1949): Hb A e Hb S por eletroforese

•Ingram (1956): substituição de 1 dos 146 aa. na cadeia da -

globina.

Ac. Glutâmico: carga negativa

Valina: neutro → mobilidade eletroforética mais lenta da HbS

DISTRIBUIÇÃO GEOGRÁFICA

- África equatorial: 1/50 nascimentos

- Região do Mediterrâneo

- Índia e países onde essas pessoas migraram.

- incidência: 1/400 a 1/600 afro-americanos.

- hemácias: forma afoiçada ( tensão de O2)

http://cienciahoje.uol.com.br/114271

AFOIÇAMENTO E SUAS CONSEQUÊNCIAS

Hb com subunidades mutantes

-condições de tensão de O2 Hb S agregam-se em

polímeros que distorcem o eritrócito (insolubilidade)

- são menos flexíveis, não se comprimem nos capilares,

obstruindo o fluxo sanguíneo hipóxia local.

MANIFESTAÇÕES CLÍNICAS

•destruição prematura dos

eritrócitos afoiçados

•anemia nos dois primeiros

anos,

•atraso crescimento e atraso

da puberdade,

•infecções repetidas

•infartos nos tecidos

•problemas osteoarticulares e

renais

http://www.ufv.br/dbg/BIO240/DG112.htm

HEMOGLOBINA C

•substituição na 6a posição da cadeia (GAG AAG):

6 Glu Lys

- menos solúvel que a Hb A cristaliza-se nas hemácias

distúrbio hemolítico leve.

- anemia sob estresse ou durante a gravidez

-gene C frequente na África ocidental e em

descendentes dessa região.

-Hb SC: indivíduos possuem alelo

S no outro locus da -globina.

-distúrbio hemolítico mais

HEMOGLOBINAS COM ALTERAÇÕES FUNCIONAIS

TRANSPORTE DE O2 ALTERADO

-mutações que alteram a capacidade da Hb transportar O2

Metemoglobinas – Hb M

•Oxihemoglobina: forma normal da Hb em que o ferro está

no estado reduzido (ferroso)

•Metemoglobina: o ferro encontra-se na forma férrica

(oxidada) incapaz de transportar O2 cianose;

assintomática nos heterozigotos.

http://www.hemoglobinopatias.com.br/hemoglobinopatias/listagem.htm

HB VARIANTES COM FENÓTIPOS DE

TALASSEMIA

Hb (gene alfa)

Substituição: códon finalizador UAA ou UAG →

CAA ou CAG

-Continuação da tradução até o próximo códon de

finalização : acréscimo de 31 aa na cadeia alfa da globina

(172 aa)

-Síntese prejudicada e instabilidade da cadeia alfa

alongada: hemólise e fenótipo de alfa-talassemia

- mutação provoca redução ou ausência na síntese de

uma das cadeias ou , sem alterar a sequência de

aminoácidos

- cadeia produzida na taxa normal: excesso relativo

precipitação na célula lesando a membrana

destruição prematura da hemácia.

2 grupos talassemias

talassemias

TALASSEMIAS

Distribuição geográfica ao redor do Velho mundo:

Mediterrâneo, Oriente Médio e partes da África, Índia e Ásia.

ALFA-TALASSEMIAS

-distúrbios genéticos na produção da -globina afetam a formação

das Hb fetal (HbF 2 2 ) e adulta (HbA 2 2)

-Ausência de cadeia : talassemia 0

-Redução de cadeia : talassemia +

- ausência de cadeias de -globina: cadeias de -globina formam

um tetrâmero.

-maioria das -talassemias deleções

Formas de Talassemia Alfa

•Deleção 4 genes alfa: formação de 4 Hb Barts forma

maior

•Deleção de 3 genes alfa: tetrâmero 4 Doença da Hb H

precipitam na hemácia destruição e anemia hemolítica

•Deleção de 2 genes alfa: anemia leve (traço talassêmico)

•Deleção de 1 gene alfa:

portador silencioso

- -talassemia por deleção homozigota (ausência de cadeias )

restrita ao SE asiático.

- estado heterozigoto (2 genes normais e 2 mutantes).

Hidropisia fetal

Pais

Traço -talassêmico (_ _/ ) :

- anemia leve.

- comum em orientais e SE asiático

Hemoglobina H

Doença da Hb H (4): deleção

de 3 genes (_ _/ _ )

moderadamente grave.

alteracões ósseas, afeta orientais

e brancos

DOENÇA DA HB H

Traço -talassêmico

(_/_ )

SO Ásia, negros

americanos e

brasileiros

Pais

descendentes

TRAÇO ALFA-TALASSÊMICO

BETA-TALASSEMIAS-produção reduzida ou ausente de -globina anemia

-Ausência de cadeia : talassemia 0

-Redução de cadeia : talassemia +

-desequilíbrio da síntese de -globinas precipitação das cadeias

danos na hemácia.

- cadeia é importante no período pós-natal síntese após o

nascimento (-globina substituiria a e a síntese de Hb A é ).

- maioria das -talassemias são decorrentes de mutações pontuais

síntese de RNA

- síntese de Hb F reduz a gravidade da doença.

-indivíduos homozigotos para -talassemia talassemia maior

-indivíduos heterozigotos para -talassemia talassemia menor

http://www.hemoglobinopatias.com.br/talassemias/tal-beta.htm

http://www.hemoglobinopatias.com.br/talassemias/tal-beta.htm

TIPOS DE TALASSEMIA BETA

Sinais Clínicos

-anemia intensa antes dos 2

anos (Hb F pós-natal),

-atraso do crescimento,

-icterícia,

-hepatoesplenomegalia,

-alterações esqueléticas

(expansão da medula óssea).

Tratamento

- transfusão sanguínea

- administração de agentes

quelantes

-transplante de medula óssea

-Terapia gênica

TALASSEMIA MAJOR –ANEMIA DE COOLEY

Eletroforese de hemoglobinas em gel

de agarose alcalina: (1) Hb AF de

talassemia beta maior; (2) Hb S/beta

talassemia ou SF, onde m indica o

fracionamento da metaemoglobina S e

a a globina alfa livre; (3) Hb AA2 e

Fetal em tal. beta menor; (4) Hb AS

(traço falciforme); (5) Hb AA

(normal).

Cadeias normais em excesso precipitam-se formando

os corpúsculos de Heinz na hemácia em forma de

lágrima.

Risco para casamentos entre portadores de talassemia beta

TALASSEMIA MINOR -

TRAÇO TALASSÊMICO

-portadores de um alelo

mutante (heterozigoto)

-Geralmente assintomáticos

- anemia leve

-diagnóstico: eletroforese

( Hb A2).

1. Mutação nos promotores (TATA box)

2. Mutação no splicing do mRNA

3. Mutação da cobertura (cap) do

mRNA

4. Mutações sem sentido e de matriz de

leitura

DIAGNÓSTICO LABORATORIAL

•Eletroforese em acetato de celulose (pH alcalino ou ácido):

rápida e baixo custo, mas sensibilidade limitada Hbs co-

migram na mesma posição.

DIAGNÓSTICO LABORATORIAL•Eletroforese de Focalização isoelétrica: técnica de alta

precisão identifica Hbs com co-migração

•A Hb migra no gel e se precipita ao encontrar seu ponto

isoelétrico (conforme o pH no gradiente do gel)

DIAGNÓSTICO LABORATORIAL

•HPLC (Cromatografia líquida de alta pressão): diagnóstico

diferencial das hemoglobinopatias (dados quantitativos e

qualitativos)

•Técnicas moleculares: identificação da mutação (PCR,

sequenciamento)