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JULHO 2012, PORTO Dissertação Artigo de Revisão Bibliográfica Mestrado Integrado em Medicina 2011/2012 A GENÉTICA NA IMUNOPATOGÉNESE DA NEFROPATIA DE IgA Tiago João Soares de Lemos Orientador: Dr. Jorge Malheiro Co Orientadora: Dr.ª Manuela Almeida

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JULHO 2012, PORTO

Dissertação – Artigo de Revisão Bibliográfica

Mestrado Integrado em Medicina 2011/2012

A GENÉTICA NA IMUNOPATOGÉNESE

DA NEFROPATIA DE IgA

Tiago João Soares de Lemos

Orientador: Dr. Jorge Malheiro Co – Orientadora: Dr.ª Manuela Almeida

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JULHO 2012, PORTO

Artigo de Revisão Bibliográfica

A GENÉTICA NA IMUNOPATOGÉNESE

DA NEFROPATIA DE IgA:

Tiago João Soares de Lemos1

1 Aluno do 6º ano profissionalizante do Mestrado Integrado em Medicina

Endereço: Rua Poeta Adriano Correia de Oliveira nº293, 4435-778, Baguim do Monte E-mail: [email protected] Afiliação: Instituto de Ciências Biomédicas Abel Salazar – Universidade do Porto

Endereço: Largo Prof. Abel Salazar 2, 4099-003 Porto.

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A GÉNETICA NA IMUNOPATOGÉNESE DA NEFROPATIA DE IgA

Tiago João Soares de Lemos □ Instituto de Ciências Biomédicas Abel Salazar 1

Introdução: A nefropatia de IgA (NIgA) é a glomerulonefrite primária mais comum

e uma causa importante de insuficiência renal crónica terminal (IRCT). A sua

etiologia primária não é conhecida mas várias observações são consistentes com

uma contribuição importante da genética na sua imunopatogénese.

Objetivos: Este trabalho tem como objectivo a revisão dos mecanismos

envolvidos no desenvolvimento da NIgA com particular atenção para a evidência

de factores genéticos que possam contribuir para uma susceptibilidade

aumentada para a doença.

Desenvolvimento: O mecanismo central implicado na patogénese da NIgA é a

O-glicosilação incompleta na região flexível das IgA1. Os anticorpos IgG

específicos para os glicanos da região flexível das IgA1 e os imuno complexos

contendo estas IgA1 (ICs-IgA1) deficientemente galactosiladas são fatores chave

para a deposição mesangial e para o desencadear da resposta inflamatória e

lesão glomerular.

A investigação da predisposição genética baseia-se fundamentalmente em

estudos de linkage e de associação. Estudos de linkage de Genoma Completo

têm sido empregues para estudar as formas familiares de NIgA e identificaram

ligação significativa ou sugestiva para vários loci, no entanto não contêm genes

candidatos óbvios e nenhum gene causal foi identificado até à data. Vários

estudos de associação de genes candidatos foram publicados para estudar a

forma esporádica da NIgA, no entanto carecem de uma amostra significativa e de

replicação independente. Os estudos de associação de Genoma Completo

(GWAS) são uma nova abordagem que oferece ferramentas promissoras para

elucidar a base genética da NIgA.

Conclusões: A NIgA é uma doença complexa e, embora haja uma contribuição

clara de factores genéticos na susceptibilidade, ainda não se sabe ao certo a

extensão do papel da genética nesta patologia. Estudos posteriores são

necessários para confirmar os recentes avanços no conhecimento da

Resumo

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A GÉNETICA NA IMUNOPATOGÉNESE DA NEFROPATIA DE IgA

Tiago João Soares de Lemos □ Instituto de Ciências Biomédicas Abel Salazar 2

imunopatogénese da NIgA e, com o rápido progresso da investigação genética,

irão certamente contribuir para a identificação de genes específicos da doença.

Palavras-chave: Nefropatia de IgA; Imunopatogénese; Genética; Estudo de

associação de Genoma Completo

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A GÉNETICA NA IMUNOPATOGÉNESE DA NEFROPATIA DE IgA

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Introduction: IgA nephropathy (IgAN) is the most common primary

glomerulonephritis and an important cause end-stage renal disease (ESRD). Its

etiology is not known, however, several observations led to consider an important

genetic contribution to its immunopathogenesis.

Objectives: The aim of this work is to do a revision on the mechanisms that lead

to IgAN with particular focus on the genetic evidences that may contribue to higher

susceptibility for the disease.

Discussion: The incomplete O- glycosylation on the hinge region of the IgA1 is

the main mechanism for the IgAN pathogenesis. The specific IgG antibodies for

the glycans on the hinge region of the IgA1 and the immune complexes that

contain these IgA1 (IgA1-ICs) poorly glycosylated are key factors for the

mesangial deposition, the inflammatory response and consequently the glomerular

lesion.

The genetic predisposition is investigated using linkage and association studies.

Genome-wide linkage studies have been use to study the familiar forms of IgAN

which found significant or suggestive connection for some loci, despite there are

no obvious candidates and none causal gene. A lot of association studies have

been used to study the sporadic IgAN but the majority had a small sample size

and lack of independent experimental replication. Genome-wide association

studies are a new approach that offers important tools for the discovery of the

genetic base of IgAN.

Conclusions: IgAN is a complex disease and, despite unequivocal contribution of

the genetic factors for its susceptibility, there are still no data for the extension that

these provoke. More studies are necessary to confirm the newly data on the IgAN

immunopathogenesis and, with the rapid progression on the genetic science,

specific genes for the disease will be probably found.

Keywords: IgA nephropathy; Immunopathogenesis; Genetics; Genome-wide

association study

Abstract

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Tiago João Soares de Lemos □ Instituto de Ciências Biomédicas Abel Salazar

Resumo 1

Abstract 3

Introdução 7

IgA em humanos 9

Estrutura 9

Subclasses 9

O-glicosilação 9

Síntese e catabolismo 12

Imunopatogénese da Nefropatia de IgA 13

O-glicosilação aberrante das IgA1 na NIgA 13

Alterações na imunidade da mucosa e o eixo mucosa-medula óssea 15

Anticorpos anti-glicanos reconhecem IgA1-DG 17

Clearence da IgA na NIgA 20

Deposição mesangial de ICs-IgA1 21

Consequências da deposição mesangial de ICs-IgA1 23

Ativação das células mesangiais 23

Ativação do complemento 24

Progressão ou resolução da lesão glomerular 25

Predisposição genética da Nefropatia de IgA 26

Estudos de linkage de Genoma Completo 27

Estudos de associação de genes candidatos 28

Estudos de associação de Genoma Completo 31

Reflexão sobre a genética na NIgA e perspetivas futuras 33

Índice

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Conclusões 36

Agradecimentos 37

Bibliografia 38

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C1GALT1 - Core 1 β1,3-Galactosiltransferase

CM - Células mesangiais

Gal - Galactose

GalNAc – N-acetilgalactosamina

GWAS – Estudos de associação de Genoma Completo

ICs – Imuno complexos

ICs-IgA – Imuno complexos contendo IgA

IgA1 – Imunoglobulina A do isotipo 1

IgA1-DG – Imunoglobulina A1 deficientemente galactosilada

IgAm – Imunoglobulina A monomérica

IgAp – Imunoglobulina A polimérica

IgAS – Imunoglobulina A secretória

IRCT – insuficiência renal crónica terminal

NeuNAc – Ácido N-acetilneuramínico

NIgA – Nefropatia de IgA

RIgAp – Recetor de imunoglobulina A polimérica

SNPs - Polimorfismos nucleotídicos simples

ST6GalNAc2 - α2,6-GalNAc-Sialiltransferase2

Abreviatura e Símbolos

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A Nefropatia de IgA (NIgA) é a forma mais comum de glomerulonefrite primária

e uma causa importante de insuficiência renal 1. Foi descrita primeiramente por

Berger e Hinglais em 1968 baseada nos achados característicos de deposição

mesangial difusa de IgA e IgG contendo imuno complexos associada a

proliferação mesangial 2.

O diagnóstico de NIgA requere biópsia para observação do córtex renal por

técnicas imunohistoquímicas 3. IgA é a imunoglobulina predominante ou única

depositada no mesângio glomerular. É exclusivamente da subclasse IgA1 e

aparece tanto nas formas monomérica como polimérica 4. Em cerca de 75% dos

doentes podem ser detetadas IgG, IgM ou ambas. C3 é normalmente encontrado

nas áreas com IgA juntamente com outros componentes da activação do

complemento pela via alternativa.5.

A NIgA afeta indivíduos de todas as idades, sendo mais comumente

diagnosticada nas segunda e terceira décadas de vida 6. Afeta os dois sexos com

uma incidência maior nos homens (razão homem/mulher de 2 a 6:1) 7. Proteinúria

assintomática e hematúria são apresentações clínicas características 8. Hematúria

macroscópica indolor é frequente em crianças e normalmente apresenta-se

concomitantemente com infeções do trato respiratório superior ou do sistema

digestivo 9.

NIgA é uma doença crónica com impacto significativo para muitos doentes.

Embora seja uma doença de progressão lenta, cerca de 25-50% dos doentes

progridem para insuficiência renal crónica terminal (IRCT) 25 anos após o

diagnóstico 8. Em alguns países é responsável por 10% dos doentes a necessitar

de terapia de substituição renal 10. Entre os doentes que foram transplantados,

cerca de 60 % desenvolve novamente a doença num período de 5 anos após a

cirurgia 11. Por outro lado, cerca de um terço dos doentes entram em remissão

clínica (resolução da hematúria microscópica e normalização dos valores de

creatinina sérica) vários anos após a biópsia diagnóstica 12. No entanto, o

desaparecimento completo das IgA’s dos glomérulos foi documentado apenas

raramente nestes doentes 13. Por contraste, os depósitos imunes desaparecem

Introdução

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dentro de 2 a 3 meses se rins de indivíduos com doença subclínica são

transplantados para doentes com doença renal terminal devido a outras causas

que não NIgA 14.

A prevalência da doença varia substancialmente entre as várias etnias 15. É

mais prevalente em Asiáticos comparativamente com os Caucasianos, sendo

raramente diagnosticada em indivíduos com descendência Africana 16.

Frequências elevadas também foram descritas em Americanos Nativos e na

Oceânia 17-20 e verificou-se que a prevalência não é tão rara como se pensava em

Americanos de descendência Africana 21. No entanto, como o diagnóstico

definitivo é feito por biópsia renal e as suas práticas e indicações variam nos

diferentes países, a verdadeira incidência da NIgA é desconhecida 22.

A causa da Nefropatia de IgA é desconhecida 22. É uma doença complexa com

uma base genética que não obedece os padrões de herança Mendeliana. É

provavelmente determinada pela ação de múltiplos genes e fatores ambientais

que atuam independentemente ou através de interações complexas gene-gene e

gene-ambiente. Os fatores de risco ambientais para NIgA continuam pobremente

conhecidos 23. Embora NIgA seja considerada uma doença esporádica, vários

casos de NIgA familiar já foram descritos em todo o mundo 19,24-27.

O clustering familiar, as profundas diferenças na prevalência entre as

diferentes etnias e a variação interindividual no curso e prognóstico da doença

apontam para a presença de fatores genéticos importantes na predisposição para

a NIgA 28,29.

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Estrutura da IgA

A IgA é a imunoglobulina mais abundante no corpo e nas secreções mucosas.

É estruturalmente similar à IgM. Ambas têm a capacidade de formação de

polímeros onde as imunoglobulinas estão ligadas entre si por uma proteína de

junção, a cadeia J. Posteriormente as IgA poliméricas ligam-se ao recetor epitelial

de imunoglobulina polimérica (RIgp), comum aos dois isotipos, que medeia o

transporte transepitelial e são secretadas como IgA secretória (IgAS) 30.

Subclasses de IgA

Existem duas subclasses de IgA, IgA1 e IgA2, podendo ambas apresentarem-

se tanto nas formas monomérica (IgAm) como polimérica (IgAp) 31. A IgA do soro

é representada principalmente pela subclasse IgA1 (85% do total das IgA) na sua

forma monomérica. Apenas uma pequena percentagem das IgA no soro (1-2%)

se apresentam na sua forma polimérica. Já nas secreções mucosas a forma

polimérica predomina (90%) 32. A proporção de IgA1 e IgA2 nas mucosas reflecte

a distribuição das células secretoras de IgA1 e de IgA2 pelos tecidos

correspondentes 33. O trato respiratório, glândulas salivares e lacrimais, e o trato

intestinal superior contêm mais células secretoras de IgA1, enquanto há um

predomínio ligeiro de células secretoras de IgA2 no cólon e no trato genital

feminino 30.

O-glicosilação da IgA1

A diferença estrutural mais importante entre a IgA1 e IgA2 é a região flexível,

onde a IgA1 tem uma estrutura única rica em prolina, serina e treonina, e possui

cadeias características de oligossacarídeos ligadas a terminais O 34. Existe outra

forma distinta de glicosilação das proteínas, os carbohidratos ligados a terminais

N. Os O-glicanos estão geralmente associados com proteínas de ligação à

membrana e são menos frequentemente observados em proteínas secretórias,

enquanto os N-glicanos são mais comuns e normalmente consistem em cadeias

complexas ramificadas 35. A IgA1 é uma das poucas proteínas que possui ambos

os glicanos, ligados a terminais O e N. A região flexível da IgA1 está localizada

IgA em humanos

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entre os domínios CH1 e CH2 da cadeia pesada da molécula e é constituída por

17 a 26 aminoácidos e nove locais potenciais de O-glicosilação 9,35-38. Desses

nove resíduos, normalmente não mais do que seis são glicosilados. Regiões

flexíveis com quatro ou cinco glicanos são mais comuns 39. As cadeias de

açucares ligadas ao O são estruturas core 1 compostas por N-acetilgalactosamina

(GalNAc - N-Acetylgalactosamine) em O-ligação com serina ou treonina. São

normalmente extendidas com galactose (Gal) na configuração β1,3, que podem

ser sialilados pela introdução do ácido N-acetilneuramínico (NeuNAc - N-

acetylneuraminic acid) nas configurações α2,6 e/ou α2,3 30,40. A composição dos

O-glicanos é, assim, variável e cada indivíduo pode ter em circulação entre 10 e

20 glicoformas diferentes 41,42 e as formas prevalentes incluem o dissacarídeo

GalNac-galactose e as suas formas mono ou di sialiladas (C,D e E da figura1)

43,44. A IgA1 normal não contém ou contém poucos O-glicanos deficientemente

galactosilados.

Fig. 1 Estrutura dos O-glicanos na região flexível da IgA1

Fonte: Yu HH, Chu KH, Yang YH, et al. Genetics and Immunopathogenesis of IgA Nephropathy. Clinical Reviews in Allergy and Immunology 2011;41:198-213.

VL variable region of light chain, VH variable region of heavy chain, CL constant region of light chain, CH1, CH2, CH3, three domains of the constant regions of the heavy chain

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A síntese dos O-glicanos é iniciada pela adição de GalNAc a resíduos de

serina ou treonina através da atividade da UDP-N-acetil-alfa-D-galactosamina: o

polipéptido N-acetilgalactosaminiltransferase (pp-GalNAc-Ts), especialmente pp-

GalNAc-T2 45. A cadeia de O-glicano é depois estendida pela ligação sequencial

de resíduos de galactose e ácido siálico à GalNAc. A galactose é adicionada pela

ação da enzima core1 β1,3-galactosiltransferase (C1GALT1 - Core 1 synthase,

glycoprotein-N-acetylgalactosamine 3-beta-galactosyltransferase) coordenada

com o chaperone específico (Cosmc - core 1 β3-Gal-T-

specific molecular chaperone) 46-48, e o NeuNAc é ligado à GalNAc pela α2,6-

GalNAc-sialiltransferase2 (ST6GalNAc2 - Alpha-N-acetylgalactosaminide alpha-

2,6-sialyltransferase 2) 49 (figura 2).

As cadeias de O-glicanos estão provavelmente envolvidas na proteção da

região flexível, que é vulnerável à digestão por inúmeras protéases produzidas

por microrganismos patogénicos 50, e também na manutenção da estrutura da

molécula, mantendo a porção Fc espacialmente distante da porção Fab 51,52. A

glicosilação variável da região flexível das IgA1 dá assim origem a várias

propriedades químicas e biológicas únicas desta molécula, não compartilhadas

pela IgA2.

Fig. 2 Iniciação da biossíntese de O-glicanos

Fonte:Narita, Y. Kaneko, D. Kondo, S. Goto, M. Sakatsume, and F. Gejyo, 'The Genetic Susceptibility to Iga Nephropathy: A Novel Functional Candidate Gene for Incomplete O-Glycosylation of Iga1', Kidney Int, 71 (2007), 379-81.

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Síntese e catabolismo da IgA

A maioria das IgA é produzida nas mucosas, particularmente no intestino, e

secretadas como IgA secretória (IgAS), com apenas uma pequena percentagem a

entrar em circulação. A IgA em circulação é produzida maioritariamente na

medula óssea com alguma contribuição do baço e gânglios linfáticos. A produção

de IgA nestes dois níveis, mucoso e sistémico, está intrinsecamente ligada e

regulada entre si, sendo interdependentes, constituindo o chamado “eixo mucosa-

medula óssea”53.

A IgA em circulação é catabolizada principalmente pelo fígado e leucócitos. A

interação das IgA com os hepatócitos é mediada pelo recetor hepático de

asialoglicoproteínas (ASGP-R - asialoglycoprotein receptor) que reconhece o

terminal galactose ligado ao N, assim como o terminal GalNAc nos glicanos

ligados ao O 54-56. As células mielóides expressam FcαRI (CD89), e foi proposto

que a endocitose mediada por este recetor representa também uma via catabólica

importante da IgA e dos seus complexos 57.

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O-glicosilação aberrante das IgA1 na NIgA

Entre as anormalidades encontradas até à data no sistema imune IgA em

pacientes com NIgA, a O-glicosilação aberrante na região flexível das IgA1 é o

achado mais consistente e tem sido implicado como um mecanismo central no

desenvolvimento da doença. Esta foi primeiramente proposta em 1993 por

Mestecky et al 58. Demonstrou-se, especificamente, que nos doentes com NIgA a

cadeia lateral de carbohidratos das IgA1 tinham défices de galactose. Estudos

posteriores, demonstraram conclusivamente que a deficiente O-glicosilação das

IgA1 é uma anormalidade característica da NIgA 59-62, sendo rara nos indivíduos

saudáveis. Uma anormalidade similar na galactosilação foi demonstrada pela

produção de IgA1 in vitro por linfócitos tonsilares sugerindo que as amígdalas

podem contribuir para a pool de IgA1 desgalactosiladas em circulação 63,64. Estas

imunoglobulinas aberrantes também foram identificadas na urina de doentes com

NIgA mas não em doentes com proteinúria glomerular devido a outras causas que

não NIgA 65. Foi recentemente sugerido que a medição do defeito da O-

glicosilação nas IgA1 usando o método de ligação à lectina poderá de fato

oferecer uma alternativa não invasiva à biópsia renal para o diagnóstico de NIgA

66.

Os resultados desta galactosilação deficiente são IgA1 com O-glicanos

truncados com terminais GalNAc ou GlaNAc sialilados que funcionam como

antigénios Tn e sialil-Tn, respectivamente (figura 1 e 2) 42,58,67,68. Estas moléculas

de IgA1 ligam-se menos eficazmente aos receptores ASGP-R com diminuição da

clearence 66. A IgA1 deficientemente galactosilada (IgA1-DG) tem uma afinidade

aumentada para a matriz extracelular, como a fibronectina, colagénio tipo IV, o

que promove a deposição glomerular 69. Tem uma tendência para se auto-agregar

e formar complexos antigénio-anticorpo com IgG, que são específicas para os

péptidos da região flexível 69-72. Estudos também demonstraram que estas IgA1

auto-agregadas ou integradas em imuno complexos induzem a proliferação

mesangial, a ativação do complemento, alteram a expressão das integrinas,

aumentam a resposta inflamatória e potenciam a síntese dos componentes da

matriz extracelular 73,74. A ligação da IgA às células mesangiais (CM) leva à

Imunopatogénese da Nefropatia de IgA

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síntese de citocinas pro-inflamatórias como IL-1, IL-6 e o fator de necrose tumoral

α (TNF-α) 73-75.

O mecanismo que leva à superprodução de IgA1 com O-glicosilação aberrante

na NIgA ainda necessita ser elucidado. Estudos onde foram utilizadas células B

circulantes imortalizadas demonstraram que este defeito surge devido à atividade

reduzida da C1GALT1 e/ou à sialilação excessiva (e prematura) do GalNAc. Esta

previne a adição de resíduos de galactose à cadeia lateral de glicanos e leva à

interrupção da galactosilação dos resíduos core GalNAc 42. Uma análise mais

recente mostrou que combinações de haplótipos específicas em C1GalT1 e

ST6GalNAc2 estão associadas à predisposição para a NIgA e prognóstico renal

76. No entanto, a origem exata dos defeitos enzimáticos de glicosilação continua

em debate e continua controverso se a desgalactosilação das IgA1 é uma

consequência direta das alterações funcionais na atividade da C1GalT1/Cosmc e

ST6GalNAc2 77. De fato vários estudos demonstram que anormalidades genéticas

na estrutura e função das enzimas podem contribuir 78-83 mas, apesar disso,

nenhuma informação valida o papel destes polimorfismos genéticos no

desenvolvimento da doença 83.

A IgA1 é produzida por células B maduras, enquanto a IgD, outro isotipo de

imunoglobulina que possui cadeias laterais de O-glicanos, é sintetizada em

estágios precoces do desenvolvimento dos linfócitos B. Recentemente, Smith et

al. demonstraram que a desglicosilação não era partilhada pela IgD e que o

defeito na glicosilação surge num estágio avançado do desenvolvimento dos

linfócitos B, sendo normal nas linhagens nativas nos doentes com NIgA 60. Deste

modo as alterações da O-glicosilação apenas se tornam presentes após o

estímulo antigénico e perturbações adquiridas na actividade enzimática devido a

influências microambientais de citocinas secretadas por células T-helper na

maturação e síntese das IgA também são possíveis 79,84-86. Estas observações

isolam os defeitos de O-glicosilação a determinado tipo de células específicas e

indicam que o distúrbio primário é mais provavelmente secundário a uma

imunorregulação aberrante do que propriamente a defeitos enzimáticos da

glicosilação 23.

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Além disso, o mesmo grupo verificou que os familiares dos doentes com NIgA

apresentam níveis mais elevados de IgA1-DG comparativamente com controlos

saudáveis, apoiando uma predisposição genética para a glicosilação aberrante

das IgAs com transmissão autossómica dominante 87. Uma vez que os parentes

com níveis altos de IgA1-DG são maioritariamente assintomáticos, são

necessários outros cofatores que contribuam para a formação de imuno

complexos e para o desenvolvimento da NIgA 39.

À medida que estudos moleculares relativamente à O-glicosilação são

efectuados é necessário ter em conta que apenas uma fracção pequena da IgA1

sérica é desgalactosilada, apenas uma proporção pequena de plasmócitos

produtores de IgA1p sintetiza estas glicoformas de IgA1-DG e que doentes com

NIgA produzem IgA1 perfeitamente galactosiladas em determinadas

circunstâncias 36,39,62. Assim, o estudo de todas as células B circulantes, falhará

na deteção das linhagens patogénicas, que estão muito provavelmente em

circulação ou residentes em locais sistémicos, como a medula óssea 36.

Alterações na imunidade da mucosa e o eixo mucosa-medula óssea

Várias anormalidades imunológicas que não defeitos na glicosilação das IgA1

têm sido observados em doentes com NIgA. Na NIgA existe uma tendência para

um aumento de produção de anticorpos IgA1p, havendo em circulação anticorpos

(IgA1p) contra vários antigénios sistémicos e mucosos 88-90. Uma grande

quantidade de plasmócitos produtores de IgA1p é encontrada na medula óssea e

amígdalas de doentes com NIgA, e verifica-se uma síntese elevada de IgA1 por

estas células em cultura 91-93. Consistentemente com o aumento destes

plasmócitos produtores de IgA em locais sistémicos, a imunização subcutânea ou

intramuscular de antigénios sistémicos resulta numa resposta de IgA sérica

exagerada em doentes com NIgA, predominantemente IgA1, com uma resposta

de IgAp exagerada e prolongada 94. Em doentes com NIgA a afinidade de

maturação destas IgA1 circulantes é reduzida comparativamente com os

controlos, tornando-a provavelmente menos efectiva imunologicamente 95. Assim,

a produção exagerada de IgAp, característica da NIgA e um fator chave na

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produção de ICs-IgA, reside provavelmente em locais imunes sistémicos, como a

medula óssea, sendo dependente da resposta a antigénios apresentados a nível

sistémico e mucoso 36

No sentido de investigar a influência do local de sensibilização antigénica na O-

glicosilação das IgA1, foi analisada a glicosilação das IgA1 do soro de doentes

com NIgA e controlos, após a imunização subcutânea do toxóide tetânico

(antigénio sistémico) e após uma infecção com H. pylori (antigénio mucoso). Foi

demonstrado que tanto nos doentes com NIgA como nos controlos saudáveis, a

IgA no soro contra a H. pylori é predominantemente polimérica, de baixa afinidade

e desglicosilada (IgA com fenótipo mucoso), enquanto que a IgA contra o toxóide

tetânico é de alta afinidade, normalmente glicosilada e do tipo monomérica (IgA

de fenótipo sistémico) 59,90. As razões para a diferente glicosilação das IgA1 nas

mucosas e na medula óssea permanecem pobremente conhecidas. Apesar disso,

este estudo indica que os níveis aumentados de IgA1 deficientemente glicosilados

em circulação não são devidos a uma anormalidade primária nas vias de O-

glicosilação dos linfócitos B, mas é antes uma consequência do aumento das

IgA1 ‘tipo mucoso’ em circulação 96. O local inicial da apresentação antigénica

influencia em grande medida o fenótipo das células T e B, e apesar de um

possível deslocamento, espera-se que tais plasmócitos continuem a produzir

anticorpos do tipo mucoso mesmo em locais sistémicos 36. A origem dos

plasmócitos produtores destas IgA1p localizadas a nível sistémico é

desconhecida. É possível que estes plasmócitos sejam provenientes das

mucosas e estejam deslocados e a residir em locais sistémicos 36.

Quimiocinas e moléculas de adesão coordenam a migração dos plasmócitos.

Os plasmócitos produtores de IgA têm padrões de tráfego relacionados com o

local de produção 97. Alterações no alojamento de linfócitos T e B na NIgA

poderão explicar como plasmócitos derivados da mucosa passam a residir em

locais sistémicos 98-100. A supraregulação da integrina α4β7 e dos recetores de

quimiocinas CCR9 e CCR10 está associada à diferenciação e alojamento dos

plasmócitos na lamina própria do intestino delgado, enquanto a expressão da

integrina α4β1 e do recetor de quimiocinas CXCR4 está relacionada com a

diferenciação e alojamentos dos linfócitos B na medula óssea 97,101. (figura 3).

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Fig. 3 Esquema do tráfego das células B entre a medula óssea e os tecidos linfoides

associados ao intestino (GALT) e à nasofarige (NALT)

Fonte: Yu HH, Chu KH, Yang YH, et al. Genetics and Immunopathogenesis of IgA Nephropathy. Clinical Reviews in Allergy and Immunology 2011;41:198-213.

Apesar das anormalidades no tráfego entre a mucosa e a medula óssea

poderem desempenhar um papel importante na patogénese da NIgA, ainda

existem poucos estudos que se focaram nesse assunto. Estudos para clarificar os

mecanismos moleculares da resposta imune da mucosa anormal e respostas

sistémicas anormais, bem como o tráfego dos plasmócitos no eixo mucosa-

medula óssea são aguardados.

Anticorpos anti-glicanos reconhecem IgA1-DG

Na maioria dos doentes com NIgA os níveis de ICs-IgA são elevados 102.

Enquanto a IgA1-DG, por si só, é insuficiente para produzir a NIgA, os anticorpos

IgG e IgA1 podem desempenhar um papel importante na patogénese pela

formação de imuno complexos contendo IgA1 72,74,103. Suzuki et al. mostraram que

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o soro e cultura de células B circulantes de doentes com NIgA contêm níveis

elevados de anticorpos IgG contra os epítetos GalNAc da região flexível das IgA1

desgalactosiladas 41. Os níveis séricos destes anticorpos IgG específicos para os

glicanos estão correlacionados com a proteinúria e com os níveis urinários de ICs-

IgA1 nos doentes com NIgA 41. A caracterização molecular destes auto-anticorpos

revelou uma substituição de aminoácido específica de alanina para serina na

região variável da cadeia pesada das IgG1. Verificou-se que a mutação na região

variável do gene IGH (IgG Vh) é mais frequente em doentes com NIgA

comparativamente com os controlos saudáveis 41. Esta substituição aumenta a

força de ligação das IgG às moléculas de IgA1 e favorece a formação de ICs 41,42.

Se estas mutações surgem de polimorfismos genéticos ou de hipermutações

somáticas, ainda não foi esclarecido 9,41. A formação destes imuno complexos

pode igualmente representar o caso em que o anticorpo IgG correto se encontra

no local errado no momento errado 96. Existe a especulação, sem evidências que

a suportem, de que os anticorpos IgG anti-IgA1 podem ser de fato anticorpos

produzidos especificamente para proteínas de superfície de agentes bacterianos

ou virais durante infeções e que o reconhecimento das O-glicoformas

deficientemente glicosiladas seja fruto da reactividade cruzada, um fenómeno

conhecido como mímica molecular 9,40,96.

Tal hipótese explica em parte a associação bem descrita entre a hematúria

macroscópica e infeções do trato respiratório superior, normalmente tidas como

patognomónicas de NIgA 104. Níveis elevados de ICs-IgA1 circulantes estão

associados a episódios de actividade clínica da doença, marcada por hematúria

macroscópica 74,105,106. Durante uma resposta normal a uma infeção, os níveis

séricos de IgG (e IgA) específicas para o microrganismo aumentam. Em doentes

com NIgA, é possível que uma proporção dos anticorpos anti-microbianos

específicos para os glicanos se liguem erradamente a antigénios Tn e sialil-Tn

das IgA1-DG presentes em circulação em níveis elevados, resultando na

formação rápida de imuno complexos. Apesar da relação entre os níveis

aumentados de ICs-IgA e episódios de hematúria macroscópica já ter sido

demonstrada, qualquer envolvimento da mímica molecular na formação destes

imuno complexos é, até à data, pura especulação. 74,107.

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Estas importantes observações estabeleceram os anticorpos IgG antiglicanos

como um fator de risco adicional para a doença e proporcionaram a formulação

da hipótese dos imuno complexos circulantes na patogénese da NIgA. Foi, assim,

proposto que o desenvolvimento da doença envolve dois hits 23,96 (figura 4). Os

níveis elevados de IgA1-DG constituiem o primeiro hit que, em combinação com

um segundo hit independente, a produção de anticorpos antiglicanos, leva à

formação de imuno complexos que se depositam nos glomérulos, produzindo

inflamação e lesão renal 23,36,40,108.

Este modelo simples poderá explicar a ocorrência da NIgA familiar e

esporádica. Enquanto na maioria dos casos os níveis elevados de IgA1-DG

aparenta ser um fator de risco herdado 87, é possível assumir que a propensão

para produzir anticorpos antiglicanos poderá resultar de um processo

independente, estocástico, como mutações somáticas ou eventos ambientais (ex:

infeção viral). Assim, a ocorrência deste segundo hit num doente com níveis

elevados de IgA1 desgalactosiladas geneticamente determinados resultará numa

NIgA esporádica23. Existe também a hipótese de que a propensão para a

produção de anticorpos antiglicanos é, por si só, também geneticamente

determinada, e a sua cosegregação com os alelos de risco para as IgA1-DG

numa mesma família produzirá uma NIgA familiar. Como as duas mutações serão

herdadas independentemente, apenas um pequeno número dos membros da

família vai herdar os dois alelos de risco, resultando no padrão de penetrância

variável e de um pequeno número de indivíduos afetados, típico da NIgA familiar.

A prevalência relativa de tais alelos de risco entre as populações poderá explicar

a variação geográfica da prevalência da NIgA 23.

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Fonte: Barratt J, Eitner F, Feehally J, Floege J. Immune complex formation in IgA nephropathy: a case of the ‘right’antibodies in the ‘wrong’place at the ‘wrong’time?*. Nephrology Dialysis Transplantation 2009;24:3620-3.

Clearence da IgA na NIgA

A clearence hepática das IgA nos doentes com NIgA está diminuída. Além da

interação comprometida das IgA1-DG com o recetor hepático ASGP-R, a grande

massa molecular dos ICs-IgA1 também previne essa ligação uma vez que não

permite a sua penetração através das células endoteliais fenestradas no espaço

de Disse 32.

Defeitos na endocitose mediada pelos FcαRI (CD89) das células mielóides

também podem afetar o clearence da IgA em circulação. A NIgA está associada a

uma subregulação da expressão do CD89 nas células mielóides e a uma ligação

das IgA ao CD89 diminuída 109,110.

Fig. 4 Fatores contribuintes para a produção de ICs-IgA na NIgA

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Deposição mesangial de ICs-IgA1

O papel dos ICs-IgA na patogénese da NIgA é suportado pela evidência da

deposição mesangial difusa e generalizada de IgA, acompanhada normalmente

da deposição da fração C3 do complemento e deposição variável de IgG e/ou IgM

2,3. A maioria dos doentes com NIgA contém níveis elevados de ICs-IgA1 102. È

razoável esperar que o tamanho e composição destes ICs afete as suas

actividades biológicas. Fatores como forma molecular e quantidade de IgA1-DG

42, número e localização dos glicanos na região flexível, concentração, isotipo, e

afinidade dos anticorpos anti glicanos 41 podem influenciar as propriedades dos

ICs-IgA1, nomeadamente, a catabolização hepática e deposição mesangial

74,111,112.

O mecanismo de deposição dos ICs no mesângio na NIgA é pobremente

conhecido. Apesar da acumulação de IgA no mesângio ser o conceito patogénico

chave no desenvolvimento da NIgA, nem toda a deposição de IgA está associada

ao desenvolvimento de glomerulonefrite 113. A deposição de IgA não é

necessariamente um fenómeno irreversível. Quando rins de doentes com NIgA

foram transplantados inadvertidamente para doentes sem NIgA, os depósitos

mesangiais de IgA desapareceram, e biópsias sequencias mostraram que a

remissão clínica é acompanhada do desaparecimento de tais depósitos de IgA 114-

116. Não existem evidências que suportem o fato de que as IgA’s depositadas

sejam directamente contra antigénios renais 7. Por outro lado, independentemente

do recetor envolvido, existem evidências in vitro de que as células mesangiais são

capazes de metabolizar as IgA por endocitose mediada por recetores, fenómeno

conhecido como clearence mesangial 117,118. Na NIgA, o acúmulo de IgA no

mesângio ocorre uma vez que a taxa de deposição excede a capacidade de

clearence e/ou, de alguma forma, as IgA são resistentes ao clearence renal

(figura 5) 36. Existem vários tipos de receptores de IgA nas células humanas:

ASGP-R nos hepatócitos, RIgAp nas células epitelias, Fc-αR (CD89) nos

monócitos, neutrófilos e eosinófilos e Fc-α/µ nas células B e macrófagos 119. As

CM não expressam nenhum dos receptores supramencionados 120,121.

Recentemente demonstrou-se que o recetor da transferrina (CD71) liga-se às

IgA1 poliméricas e que as CM humanas em proliferação expressam CD71,

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estando supra-regulado nos doentes com NIgA mas não nos controlos saudáveis

7,122. O CD71 liga-se a IgA1p, não se liga a IgA2 e tem uma maior afinidade para

as IgA pobremente galactosiladas e ICs-IgA1 7,122-124. No entanto, não é claro se o

CD71 é o único recetor envolvido na ligação dos ICs-IgA1 ou qual o seu papel

direto na patogénese da NIgA 125. As células mesangiais humanas expressam

RNAm para o recetor Fcα/µ após estimulação por IL-1, implicando outro recetor

para a deposição de IgA 117,126,127. Se este recetor está supraregulado na NIgA ou,

se a sua ligação às IgA desencadeia uma resposta inflamatória ainda terá que ser

elucidado 7.

Aceitando que o processo de deposição não ocorre directamente contra

nenhum antigénio, então a molécula de IgA possui características físico-químicas

que promovem a deposição mesangial na NIgA 36. Parece provável que na NIgA o

aumento dos níveis séricos de IC-IgA macromoleculares promova a deposição

mesangial através de um sequestro mesangial não específico e dependente do

tamanho 36.

Fonte: Barratt J, Smith AC, Molyneux K, Feehally J. Immunopathogenesis of IgAN. In; 2007: Springer; 2007. p. 427-43.

Fig. 5 Visão geral dos fatores que levam à formação ICs-IgA e deposição mesangial na NIgA

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Consequências da deposição de ICs-IgA1

A extensão e a intensidade da lesão glomerular é extremamente variável. Até à

data não se sabe quais componentes da resposta imune de IgA ou quais as

características físico-químicas das IgA1 responsáveis por determinar a natureza

da resposta glomerular à deposição de IgA. No entanto é claro que os fatores que

promovem a deposição não desempenham necessariamente um papel central na

resposta glomerular. Em modelos animais constatou-se que a deposição de IC-

IgA, mas não as IgAm, são capazes de iniciar a inflamação 128.

Ativação das células mesangiais

Os ICs-IgA1 induzem nas proteínas celulares um padrão de tirosinas

fosforiladas diferente consoante a sua massa molecular, distinguindo-se

fundamentalmente em dois tipos de ICs: os de pequena massa molecular e

grande massa molecular. Os ICs grandes são estimulatórios e aumentam

fosforilação da proteína 37-kDa e diminuem a fosforilação das outras duas fosfo-

proteínas major, 60 e 115kDa, enquanto os ICs com pequena massa molecular

aumentam a fosforilação destas três proteínas e são inibitórios 9.

Os ICs-IgA1 dos doentes com NIgA ligam-se às células mais eficientemente

comparativamente com as IgA1 livres e com os ICs de controlos saudáveis 111,129.

Além disso os ICs circulantes com grande massa molecular estimulam a

proliferação celular e a produção de citocinas e componentes da matriz

extracelular 74,104,125,129. O papel dos ICs-IgA1 nestas actividades é confirmada

pelo fato de que os ICs depletados de IgA1 são desprovidos de tais efeitos

estimulatórios 74,125,129. Em contraste as IgA1 poliméricas deficientemente

galactosiladas e livres ou ICs com uma massa molecular pequena não induzem

proliferação de CM humanas in vitro 9. ICs do soro de doentes com NIgA induzem

uma proliferação celular mais acentuado do que ICs com a mesma massa

molecular de indivíduos saudáveis 74,125,129. ICs de doentes com NIgA colhidos

durante episódios de hematúria macroscópica também induzem mais proliferação

celular do que ICs colhidos durante uma fase latente da doença 74. ICs-IgA1 com

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níveis elevados de IgA1 deficientemente galactosiladas induzem proliferação

mesangial a um grau mais elevado comparativamente com ICs contendo menores

quantidades de IgA1 deficientemente galactosiladas 74,125,129. Estes dados

confirmam o papel central dos ICs-IgA1 na activação das CM e a importância do

antigénio, IgA-DG, e do anticorpo, IgG e/ou IgA1 específicos para os glicanos da

região flexível das IgA1, na formação destes ICs 40,74,122,124,125,129-133.

A NIgA não está geralmente associada a infiltração celular glomerular

sugerindo que a lesão glomerular é realmente mediada por CM residentes

activadas por ICs-IgA. A exposição a estes ICs provoca a secreção de

componentes da matriz extracelular e TGF-β, altera a expressão de integrinas o

que pode ter um papel importante na remodelação do mesângio depois da lesão

glomerular 134,135. Além disso, a activação das CM inicia uma cascata pro-

inflamatória com a secreção de uma grande variedade de moléculas pró-

inflamatórias e pró-fibróticas, como a IL-6 136-138. A expressão das cadeias D e B

do fator de crescimento derivado de plaquetas (PDGF), uma proteína importante

na patogénese da glomerulonefrite mesangioproliferativa, está supraregulada no

glomérulo na NIgA e, em modelos animais, mostrou induzir marcadamente a

proliferação mesangial 139,140.

Ativação do complemento

A deposição de IgA1 é comummente associada à porção C3 do complemento

mas raramente com C1q (um marcador da activação clássica do complemento),

que indica a ativação do complemento pela via alternativa 141. A IgA humana pode

também ativar o complemento pela via da lectina, tendo-se detectado a presença

da lectina de ligação à manose (MBL), das serino-proteases associadas à MBL

(MASP-1), C3 e C4 no mesângio de doentes com NIgA 142,143. Além disso,

presença de IgAS, MBL ou C4d em biópsias renais evidencia um papel importante

da IgAS na activação do complemento pela via da lectina 144. A deposição

glomerular de MBL está associada a maior lesão renal, aumento da proliferação

mesangial, proliferação extracapilar, esclerose glomerular, infiltração intersticial e

uma proteinúria significativamente mais marcada 145,146. Depósitos mesangiais de

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C4d também estão associados a uma menor sobrevivência renal 147. A activação

mesangial de C3 leva á geração do complexo C5b-9 que ativa as CM a produzir

mediadores inflamatórios e proteínas da matriz 36,148.

Progressão ou resolução da lesão glomerular

Enquanto a deposição de IgA e a consequente inflamação glomerular são

específicas da NIgA, os mecanismos subsequentes de lesão mesangial, seguidos

de resolução ou esclerose progressiva são provavelmente genéricos, não se

diferenciando substancialmente daqueles observados noutras formas de

glomerulonefrite mesangioproliferativa crónica 36. As CM têm uma grande

capacidade de reconstituir a morfologia glomerular normal mesmo depois de

alterações pronunciadas de proliferação mesangial. Por seu lado, o dano

secundário nos podócitos é o fator crucial que determina quando a lesão

mesangial evoluirá para uma resolução ou uma progressão 149. Ao contrário das

CM, os podócitos têm uma capacidade regenerativa muito pequena e as

consequências do seu dano, proteinúria e glomeruloesclerose segmental, são

mecanismos reconhecidos de progressão da lesão renal 150.

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A NIgA é uma doença complexa e ainda não se sabe ao certo a extensão do

papel da genética nesta patologia. Como qualquer outra doença poligénica, é

provável que interacções com o ambiente, mecanismos epigenéticos e

interacções epistáticas entre genes, todas contribuam para a suscetibilidade para

a doença 29,151.

Várias observações são consistentes com uma contribuição genética

importante. As diferenças de prevalência entre as várias etnias apontam para

diferenças raciais de susceptibilidade, que certamente excedem qualquer

diferença atribuída às práticas nefrológicas 29. Foram descritos vários casos de

clustering familiar da doença, nomeadamente nos EUA, Itália, Austrália e alguns

são consistentes com uma transmissão autossómica dominante com penetrância

incompleta 19,24,25,27,152. Além disso, familiares de doentes com NIgA têm

anormalidades urinárias e níveis circulantes de IgA mais elevados

comparativamente com a população geral 153.

A descoberta dos genes de susceptibilidade para a NIgA terá um impacto

importante a nível mundial. Particularmente, o desenvolvimento de biomarcadores

da doença permitirá fazer o diagnóstico sem a necessidade de biópsia renal e

facilitará o rastreamento de famílias para estudos de linkage. Poderão surgir

novas abordagens terapêuticas mais dirigidas à doença, uma melhor

estratificação do risco e a selecção de dadores adequados para transplante renal

baseada em testes genéticos.

Para mapear os genes de susceptibilidade podem ser utilizadas abordagens

baseadas em genes candidatos ou no Genoma Completo 154-157. A primeira

requere a selecção e teste de marcadores polimórficos para um ou mais loci

candidatos para estudos de linkage ou de associação. Em contraste, a última

testa uma quantidade grande de marcadores polimórficos, normalmente,

polimorfismos nucleotídicos simples (SNPs – single nucleotide polymorphisms),

igualmente espaçados ao longo de todo o genoma, para associação (Estudos de

associação de Genoma Completo – GWAS – Genome-wide association studies)

ou ligação (Estudos de linkage de Genoma Completo) com a doença 151. A

Predisposição genética da NIgA

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abordagem baseada em genes candidatos e os estudos GWAS têm sido

utilizados exclusivamente para a NIgA esporádica 158-160, enquanto os estudos de

linkage de Genoma Completo estudaram a forma familiar da NIgA 26,152,161

Estudos de linkage de Genoma Completo

O linkage genético é um método pelo qual se estimam distâncias genéticas

entre loci 162. Nos estudos de linkage, os indivíduos relacionados são estudados

por partilharem uma região do genoma. Este método é muitas vezes a primeira

etapa na investigação genética de uma doença, pois uma das suas principais

aplicações é a identificação de vastas regiões genómicas que contenham um ou

mais genes responsáveis pela doença, mesmo na ausência de hipóteses

biológicas previamente definidas 163. A identificação da mutação que se encontra

dentro desta região representa o maior desafio 29. Têm sido empregues com

sucesso no mapeamento de doenças Mendelianas e são pouco sensíveis para a

estratificação da população. No entanto a sua utilidade em doenças complexas é

limitada 154. Primeiramente, enquanto são úteis para mapear genes raros com

efeitos significativos na doença, são limitados para mapear variantes comuns com

efeitos modestos, como esperado nas doenças complexas 151.

Os estudos de linkage de Genoma Completo deparam-se, na NIgA, com várias

dificuldades que lhe são inerentes. Estão à partida limitados pela falta de um

número considerável de famílias grandes com múltiplos indivíduos afectados 151.

Mas o maior obstáculo assenta na falta de testes de rastreio não invasivos

confiáveis na NIgA. Assim, os estudos de linkage estão limitados pela utilização

de um fenótipo menos fidedigno, como a hematúria microscópica, ou pelo estudo

de apenas indivíduos afectados. Como a hematúria microscópica é relativamente

comum na população geral, o problema da classificação errada do fenótipo

(phenotype missclassification) ocorre facilmente na ausência de biópsia renal 28. A

presença da heterogenicidade do locus também é um obstáculo pois limita a

capacidade para mapear precisamente o intervalo da doença e para encontrar

famílias adicionais em linkage para refinar este locus 23. Por outro lado, alelos de

susceptibilidade não codificados (mutações pontuais ou variantes genómicas

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estruturais em intrões ou regiões de promoção) podem contribuir para a doença e

normalmente escapam à detecção, pois os rastreios mutacionais confinam-se

muitas vezes apenas aos exões 23.

Os estudos de linkage de Genoma Completo em famílias multiplex realizados

até à data identificaram ligação significativa ou sugestiva para a NIgA nos loci dos

cromossomas 6q22-23 (IGAN1) 152, 2q36 26, 4q26-31 (IGAN2), 3p24-23 e 17q12-

22 (IGAN3) 161,164. A ausência de ligação para estes loci numa família grande com

múltiplos indivíduos afectados sugere uma heterogenicidade genética adicional 24.

Além disso, a maior parte dos intervalos em linkage detetados não contêm genes

candidatos óbvios 7. Estudos de associação baseados em famílias estão a ser

realizados no sentido de identificar alguns genes potenciais candidatos 165.

Estudos de associação de genes candidatos

Os estudos de associação envolvem a colecção de casos esporádicos e um

grupo controlo de indivíduos saudáveis não relacionados e determinam quando

uma variante genética é observada em frequências diferentes nos casos e nos

controlos 29. Examinam polimorfismos apenas em genes específicos que são

seleccionados baseado na hipótese a priori do seu envolvimento na patogénese

da doença, e são muito sensíveis para a estratificação da população, testes

múltiplos e viés de publicação 23. Como tal, a maioria dos estudos de associação

baseados em genes candidatos presentes na literatura, não foram replicados

posteriormente 166. Estes estudos são limitados na detecção de variantes

genéticas comuns. Podem assim identificar variantes com efeitos pequenos ou

moderados e, comparativamente com os estudos de ligação, são menos

sensíveis para a heterogenicidade do locus e para a classificação errada do

fenótipo 167. O maior problema destes estudos de associação é realmente a

presença da estratificação da população, com a consequência de que os casos e

controlos não terem sido recolhidos de grupos geneticamente homogéneos, tendo

como viés resultados falsos positivos 23,29. A probabilidade de uma associação ser

correta é aumentada pelo uso de uma amostra adequada, análise de genes

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biologicamente plausíveis, evidência de que a variante genética produz efeitos

funcionais e a sua replicação noutras populações 29,168,169.

Numerosos estudos de associação baseados em genes candidatos foram

realizados no sentido de identificar genes de susceptibilidade abordando genes

candidatos, baseados na patogénese da doença 167, e um número grande de

associações significativas para diferentes genes foram reportadas na NIgA. 29,157.

No entanto, a frequência elevada da NIgA subclínica em indivíduos supostamente

saudáveis leva a que a maior parte destes estudos estejam a examinar a

expressão clínica da doença e não a susceptibilidade para a mesma e, por outro

lado, a maioria dos genes candidatos têm sido estudados no contexto da

progressão da doença e não da sua causalidade 23,28. Além disso, devido ao

nosso conhecimento limitado da imunopatogénese da doença, a maioria dos

genes candidatos foram testados baseados em evidências a priori escassas do

seu envolvimento na patogénese da NIgA 23,28. Os principais genes de

susceptibilidade para a NIgA descritos na literatura estão resumidos na Tabela 1

de acordo com as vias imunológicas e biológicas conhecidas da patogénese da

doença.

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A pesquisa de genes de suscetiblidade para doenças complexas tem

apresentado dificuldades e, de uma forma não surpreendente, a qualidade destes

estudos de associação de genes candidatos na NIgA é pobre e são inconclusivos

23,157. Embora vários genes de suscetibilidade tenham sido identificados, poucos

estudos foram reproduzidos posteriormente de uma forma independente 164. Hsu

Resposta imune e biológica Cromossoma Genes Referências

Imunidade Adaptativa Apresentação antigénica 6q21.3 HLA- DRA, -DRB1 170,171

Mudança de classe das imunoglobulinas

11q13.3 IGHMPB2* 172,173

Citocinas 19q13.2 TGFB1 174,175

1q32.1 IL10 176

12q15 IFNG 177,178

5q31.1 IL4

178

Transporte transepitelial de IgA 1q32.1 PIGR 179,180

Imunidade Inata Recetores Fc 19q13.42 FCAR (CD 89)*

181,182

1q23 FCGR2A, FCGR3A, FCGR3B

183,184

Moléculas de Adesão 1q24.2 SELE; SELL 185,186

Citocinas pró-inflamatórias 6p21.23 TNF 187,188

2q13 IL1B,IL1RN 187,189,190

Glicosilação da IgA 7p22.1 17q25.1

C1GALT ST6GALNAC2

76,83,191,192 82

Proteínas secretórias e deposição de IgA

11q12.3 SCGB1A1 (Uteroglobulina CC10)*

193,194

Estrutura renal

Inibidores das serino-proteases 18q21.33 SERPINB7

195,196

Sistema renina-angiotensina 17q23.3 ACE* 197

Stress oxidativo 1q43 MTR 198

Tabela 1 Genes candidatos associados com uma predisposição genética para a NIgA e vias

biológicas envolvidas

Adapatado de: Yu HH, Chu KH, Yang YH, et al. Genetics and Immunopathogenesis of IgA Nephropathy. Clinical Reviews in Allergy and Immunology 2011;41:198-213.

*- Resultados controversos;

HLA human leukocyte antigen, IGHMPB2 immunoglobulin µ binding protein 2, TGFB1 transforming growth factor-β1, IL10 interleukin-10, IFNG interferon-γ, IL4 interleukin-4, PIGR polymeric immunoglobulin receptor, FCAR Fc α receptor, FCGR2A Fc γ receptor IIA, FCGR3A Fc γ receptor IIIA, FCGR3B Fc γ receptor IIIB, SELE E-selectin, SELL L-selectin, TNF tumor necrosis factor-α, IL1B interleukin-1β, IL1RN interleukin-1 receptor antagonist, C1GALT 1 core 1 β-1,3-galactosyltransferase, ST6GALNAC2 GalNAc α-2,6-sialyltransferase, SCGB1A1 secretoglobin, family 1A, member 1, SER-PINB7 serine peptidase inhibitor, clade B (ovalbumin), member 7, ACE angiotensin I converting, MTR 5-methyltetrahydrofolate-homocysteine methyltransferase

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et al, em 2000, mostraram que, até à data, apenas 6/166 das associações

reportadas foram replicadas em estudos de seguimento 160. A maior parte destes

estudos sofrem de uma amostra pequena inadequada para detetar loci com

efeitos modestos, típico das doenças complexas 151,154,157,164. O impacto da

estratificação da população foi ignorado pela maioria dos estudos. Muitos estudos

testaram diversas hipóteses (tanto polimorfismos múltiplos, fenótipos múltiplos ou

modelos genéticos múltiplos) e não as corrigiram adequadamente. Outro grande

problema consiste num número inadequado de SNPs para cobrir certas áreas

genómicas candidatas 23. Sendo assim, a grande percentagem de associações

positivas significativas (77%) apresentadas pelos estudos efetuados pode, muito

provavelmente, ser explicada pelo número grande de falsos positivos e um viés

de publicação significativo 23,29.

Estudos de associação de Genoma Completo

Os estudos de associação de Genoma Completo (GWAS) são uma abordagem

recente para identificar genes de susceptibilidade em doenças poligénicas 199.

Durante os últimos anos, estes estudos identificaram uma quantidade grande de

associações entre loci cromossómicos específicos e doenças complexas comuns

200,201. Num estudo GWAS, é avaliado um mapa denso de SNPs (normalmente >

100,000 SNPs) ao longo de todo o genoma para associação com um traço de

interesse 23,151. Estes estudos têm a vantagem de ter a capacidade para detetar e

corrigir o problema da estratificação da população. Outra vantagem importante

assenta no fato de não se basearem no teste de genes candidatos 29,201. Dado

que o nosso conhecimento sobre a patogénese da NIgA e progressão da doença

é limitado, é plausível que as variantes genéticas de susceptibilidade ocorram em

genes que não são considerados candidatos 29. Um aspeto inerente a estes

estudos é o enorme número de comparações feitas entre o genótipo dos

indivíduos afectados e controlos, sendo a análise estatística um grande desafio

201. Uma estimativa do número de indivíduos necessários para um estudo bem

sucedido aponta para 1000 indivíduos nos casos e nos controlos e, coortes

independentes são necessários para replicar as descobertas 29,201.

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Os estudos GWAS são limitados à detecção de alelos de susceptibilidade

relativamente comuns (>5% na população) que conferem um risco

pequeno/moderado para a doença 23,201. Alelos com efeitos ainda mais modestos

podem ser detetados com amostras com maior número de indivíduos 155. A NIgA

é provavelmente uma doença comum causada por alelos comuns que

individualmente têm um efeito pequeno/moderado, mas que em conjunto

conferem um alto risco para a doença, o que facilita a detecção pelos estudos

GWAS 23.

O primeiro estudo de associação de genoma completo realizado no Reino

Unido conclui uma associação forte na região do MHC, no cromossoma 6p.

Ambas as análises, baseada em famílias e caso-controlo, mostraram

posteriormente associações consistentes nos loci para HLA-B, DRB1, DQA e

DQB 158. Estes resultados sugerem que a região do HLA contém os alelos de

susceptibilidade que predispõem à NIgA na população Europeia.

Outro estudo GWAS estudou uma população Han Chinesa com replicação em

coortes Chinesas e Europeias independentes. Identificaram três loci

independentes no MHC (major histocompatibility complex), no cromossoma 6p21,

assim como uma deleção comum no CFHR1 (complemente factor H-related1) e

CFHR3 (complemente factor H-related3) no cromossoma 1q32 e um locus no

cromossoma 22q12 159. Estudos posteriores são necessários para perceber quais

genes pertencentes a esses intervalos com uma associação significativa estão

implicados na patogénese e desenvolvimento da NIgA.

Os estudos GWAS apenas recentemente estão a ser aplicados na NIgA.

Esperam-se nos próximos anos inúmeros estudos com resultados promissores.

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Reflexão sobre a genética na NIgA e perspectivas futuras

Tal como outras doenças imuno mediadas, a NIgA é uma doença

geneticamente complexa. Embora haja uma contribuição clara de factores

genéticos na susceptibilidade para a NIgA, genes específicos ainda não foram

identificados 23. Assim, a NIgA ilustra alguns desafios importantes inerentes à

investigação de doenças humanas onde a contribuição genética é complexa 23.

Uma questão particular centra-se no fato de que a identificação de indivíduos

afectados requere biiópsia renal, um procedimento invasivo.

Os estudos genéticos realizados aparentam suportar um papel importante da

desregulação da resposta imune das mucosas, da glicosilação deficiente da IgA e

dos auto-anticorpos específicos para os glicanos, entre outros factores, na

patogénese da doença. No entanto, até à data, ainda não permitiram

conhecimentos decisivos. Estudos posteriores serão necessários para confirmar

os recentes avanços em correlação com as funções biológicas.

A figura 6 exemplifica os possíveis mecanismos implicados no desenvolvimento

e progressão da NIgA já apresentados anteriormente e estão assinaladas

algumas das vias biológicas em que fatores genéticos poderão contribuir para a

susceptibilidade para a doença.

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Apesar de todos os desafios implicados, o progresso rápido no campo da

genómica combinado com os recentes avanços na pesquisa de biomarcadores

para a NIgA vai certamente acelerar os esforços na identificação de genes

específicos 28. Hoje é possível o rastreio rápido e custo-efetivo do genoma

humano com mais de 1 milhão de polimorfismos o que permite uma análise

extensa do genoma e a execução eficiente de estudos GWAS 23. Além destes

estudos GWAS, várias abordagens genómicas estão a ser desenvolvidas e

integradas na investigação da NIgA com o propósito de identificar genes de

suscetibilidade. Estas incluem estudos da variação do número de cópias (CNV -

Copy Number Variants), expressão génica de genoma completo (genome-wide

Fig. 6 Possíveis mecanismos implicados no desenvolvimento e progressão na NIgA

Adaptado de: Yu HH, Chu KH, Yang YH, et al. Genetics and Immunopathogenesis of IgA Nephropathy. Clinical

Reviews in Allergy and Immunology 2011;41:198-213.

GALT gut-associated lymphoid tissue, NALT nasopharynx-associated lymphoid tissue, M cells microfold cells, SIgA secretory IgA, TLR Toll-like receptors, PP Peyer's patches, LP lamina propria, DC dendritic cells, FTH follicular T helper cells, CSR class switch recombination, SHM somatic hypermutation, PC plasma cells, pIgR polymeric immunoglobulin receptors, pIgA1 polymeric IgA1, IL-6 interleuin-6, TNF-α tumor necrosis factor-α, TGF-β transforming growth factor-β, PDGF platelet-derived growth factor, MC mesangial cells, Neu neutrophils, MΦ, macrophages

Vias biológicas em que fatores genéticos poderão contribuir para a susceptibilidade para a

doença

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gene expression) e o sequenciamento de todo o genoma (whole-genome

sequencing) 23. A integração da informação proveniente desses estudos com as

abordagens GWAS permitirão uma melhor definição de defeitos funcionais

responsáveis pela susceptibilidade para a doença 23.

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A nefropatia de IgA é a glomerulonefrite primária mais comum e uma causa

importante de IRCT. A característica mais importante da NIgA é a deposição

predominante de IgA1 polimérica, acompanhada de proliferação mesangial.

Na última década tornou-se claro que um dos factores centrais na patogénese

da doença é formação de ICs-IgA circulantes com propensão para a deposição

mesangial, activação das CM e lesão glomerular. A O-glicosilação aberrante da

região flexível das IgA1p é a característica central na formação destes ICs-IgA1.

Outras alterações importantes que contribuem para a formação destes ICs-IgA1

foram identificadas. Respostas imunes anormais da mucosa estão associadas a

um aumento da resposta sistémica de IgA, que resulta em níveis séricos elevados

desta IgA1, polimérica e desgalactosilada. O tráfego anormal de leucócitos no

eixo mucosa-medula óssea e entre órgãos linfóides sistémicos pode também

contribuir para o aumento dos níveis de IgA1p, do tipo mucoso, em circulação. Os

auto-anticorpos específicos para os glicanos da região flexível das IgA-DG com a

formação de ICs são considerados um segundo hit e um fator patogénico chave

no desenvolvimento da doença. Várias teorias tentam explicar a etiologia destes

auto-anticorpos, sem haver dados consistentes que suportem cada uma delas.

Fatores genéticos são considerados como preponderantes no desenvolvimento

e progressão da NIgA. A nefropatia de IgA é estudada fundamentalmente através

de estudos de linkage e de associação. Durante as últimas décadas foram

realizados centenas de estudos que forneceram conhecimentos acrescidos

acerca da patogénese da doença e vários loci e genes candidatos têm sido

implicados na susceptibilidade para a doença. No entanto, a investigação de

doenças humanas onde a contribuição genética é complexa depara-se com

desafios inerentes importantes e o significado patogénico destas descobertas

continua obscuro e mutações específicas causadoras de doença ainda não foram

identificadas. Estudos posteriores são necessários para confirmar os recentes

avanços no conhecimento da imunopatogénese da NIgA. O progresso rápido no

campo da genómica combinado com os recentes avanços na pesquisa de

biomarcadores para a NIgA vai certamente acelerar os esforços na identificação

de genes específicos da doença.

Conclusões

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Agradeço, principalmente à minha família, que me proporcionou as bases

familiares, educativas e formativas que me permitiram chegar até este ponto da

minha formação académica. Por sempre me ter sempre acompanhado, guiado e

me apoiado incondicionalmente em todas as minhas decisões.

Agradeço a todos os meus amigos por terem compreendido os desafios que

este trabalho e último ano do curso me proporcionaram, incentivado e transmitido

a calma, a força e a confiança necessárias nos momentos mais difíceis. Um

agradecimento muito especial ao colega e amigo, José Barros por todo o apoio e

dedicação.

Por fim, agradeço ao Dr Jorge Malheiro e à Dra Manuela Almeida pela

orientação que me deram para a realização deste trabalho e pela revisão final do

mesmo.

Agradecimentos

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