Universidade Federal de PelotasGraduação em Biotecnologia

Disciplina de Genômica IIProf. Dra Fabiana Seixas

Camila BenderLeina NakanishiLuiza Nascentes

Rafaela XavierRoberta Anversa

Pelotas, 16 de Maio de 2012

Doenças relacionadas ao gene humano

Anemia Falciforme

Fenilcetonúria

Diabetes Melitos 1

Doença hereditária que causa malformação das hemácias;

Ocorre em maior incidência em negros;

São diagnosticados aproximadamente 3.500 novos casos por ano;

Forma mais comum de um grupo de hemoglobinopatias genéticas;

Baixa expectativa de vida HOMENS: 42 ANOS E MULHERES: 48 ANOS

ANEMIA FALCIFORME

Cromossomo 11;

Substituição da base nitrogenada adenina por timina;

Alteração no 6º códon da B-globina da hemoglobina.

ÁCIDO GLUTÂMICO VALINA

Mutação origina a hemoglobina anormal (HbS) que substitui a hemoglobina normal (HbA).

HEMOGLOBINA S◦ Tetrâmero de 4 cadeias de globina,

compreendendo 2 pares de cadeias similares. 

• Através do grupamento HEME de cada monômero se liga com ferro, formando a hemoglobina S.

Somente os homozigotos SS possuem a anemia falciforme.

Indivíduos heterozigóticos apresentam o traço falciforme AS.

A falcização inicia-se com a polimerização da desoxihbs.

Sob desoxigenação, devido à presença da valina, estabelecem-se contatos intermoleculares.

Agregamento das hemoglobinas polimerizadas e quando grandes, formam os tactóides (cristais fluidos), que são rígidos e deformam a célula.

Na presença de pouco oxigênio, ahemoglobina sofre uma mudançaconformacional e expõe valina, o quecria uma instabilidade termodinâmica e ocorre a polimerização da hemoglobina em longas fibras.

Precipitam-se no interior das hemácias assumindo o formato de foice.

Fatores que influenciam o grau de polimerização da desoxiHbS:

◦ desidratação celular◦  tempo de trânsito dos glóbulos vermelhos na

microcirculação◦  concentração de hemoglobina corpuscular média

(CHCM)

Com o formato de Foice, as hemácias acabam sendo destruídas devido à estrutura dos Polímeros de Hemoglobinas (cristais que rompem a membrana).

Pode ocorrer o acúmulo de ferro no organismo causando a formação de Radicais Superóxidos e Hidroxil (Radicais Livres). Oxigênio não captado pelo organismo também pode formar radicais livres.

Os radicais livres podem lesar tecidos devido à sua capacidade de "roubar" um elétron de outra estrutura, causando danos teciduais nos órgãos.

A membrana das hemoglobinas tem em sua composição ácidos graxos, os radicais livres formados pelo oxigênio rompem a membrana e liberam os ácidos graxos.

Os ácidos graxos formam os Corpos de Heinz que migram para a membrana.

Fosfatidilserina é sinalizador para afagocitose das hemácias

Vida média de hemácias falciformes é de aproximadamente 20 dias

Complicações: Macrófagos fagocitam os glóbulos

vermelhos deformados causando a anemia

Liberação de citocinas pelos macrófagos se difundem na microcirculação do sistema nervoso central emitindo sinalizações que causam:◦ Febre◦ Contração vascular◦ Aumento da frequência cardíaca e pressão

sanguínea◦ Alterações metabólicas

Infecções frequentes

Inchaço de mãos e pés

Crise falcêmica

Icterícia

Sintomas:

Fadiga e respiração curta

Pele pálida e unhas esbranquiçada

Problemas neurológicos

Úlcera nos membros inferiores

Problemas oculares

Diminuição no crescimento

Problemas renais, pulmonares e cardiovasculares

São relacionadas ao baixo nível de eritrócitos funcionais.

CRISE DE VASO-OBSTRUÇÃO: ocorre a agregração de eritrócitos falciformes ocasionando a obstrução nos capilares restringindo o fluxo sanguíneo

Crises relacionadas a Anemia Falciforme:

CRISE SE SEQUESTRAÇÃO: Acúmulo de sangue no baço devido a seus

estreitos vasos sanguíneos causados pelos eritrócitos defeituosos.

CRISE APLASTICA E CRISE HIPER-HEMOLÍTICA:

Baixo número de reticulócitos pode causar uma crise anêmica severa

Controle das crises e profilaxia

Transplante de Medula óssea

Uso de Hidroxiuréia

Transfusões sanguineas

Terapia gênica

Tratamento:

TESTE DE FALCIZAÇÃO: Confirmação da presença de HbS nos

eritrócitos

TESTE DE SOLUBILIDADE

ELETROFORESE Meio ácido e meio alcalino

Diagnóstico:

BIOLOGIA MOLECULAR: Utilização de enzimas de restrição para

análise do cromossomo 11.

HEMOGRAMA: Monitoração da doença.

Autossômica recessiva

FENILCETONÚRIA

1934- Dr. Folling .

Histórico : Identificou

Urina

Ácido fenilpirúvico

Primeira doença genética a ter um tratamento realizado a partir de terapêutica dietética específica.

1947-Jervis demonstrou que a doença ocorria por dificuldade de hidroxilação da fenilalanina em tirosina e em 1953, demonstrou que os pacientes apresentavam inativação da enzima fenilalanina hidroxilase no fígado.

Mais comum dos erros congênitos do metabolismo de aminoácidos.

A Doença:

Erro inato do metabolismo

Acúmulo de fenilalanina no sangue

Aumento da excreção urinária de ácido fenilpirúvico e fenilalanina.

A Fenilcetonúria por deficiência de fenilalanina-hidroxilase resulta de mutações no gene relativo a esta enzima, localizado no cromossomo 12.

Várias centenas de mutações diferentes já foram identificadas, o que dificulta o diagnóstico da doença em bases moleculares, a não ser que uma determinada mutação seja conhecida em uma família em particular.

Acúmulo de Fenilalanina

Pela deficiência da enzima hepática

fenilalanina hidroxilase (PAH)

Deficiência das enzimas que sintetizam

ou reduzem a coenzima

tetrahidrobiopterina, no caso da PKU atípica ou hiperfenilalaninemia

A fenilalanina é um aminoácido essencial que pode atravessar as barreiras de sangue no cérebro. Quando no corpo, pode ser convertida em tirosina, outro aminoácido. Este aminoácido sintetiza a dopamina e a norepinefrina (catecolaminas), que promove alerta mental.

A fenilalanina realça o humor, a disposição e o ânimo, diminui as dores, auxilia no memória e no aprendizado, e suprimi o apetite.

Como os fenilcetonúricos não possuem a enzima fenilalanina hidroxilase, haverá pouca ou quase nenhuma transformação de fenilalanina em tirosina e, portanto haverá deficiência também na sintetização de catecolaminas.

Por que causa retardo mental?

É uma desordem que ocorre devido a erros no metabolismo da coenzima tetrahidrobiopterina (BH4 , cofator essencial na hidroxilação da Phe (fenilalanina hidroxilase), aumentando indiretamente os níveis de Phe sanguínea.

Uma pequena parcela de pacientes com deficiência da coenzima tetrahidrobiopterina (BH4) redutase ou da BH4 sintetase é diagnosticada incorretamente com PKU clássica e submetida a tratamento clínico baseado nos níveis de Phe sanguíneos.

PKU atípica ou hiperfenilalaninemia :

Há relatos de que o tratamento inadequado faz com que o quadro neurológico e de retardo mental desses pacientes persista, ou mesmo se agrave, pois a dieta restrita em Phe não reverte os efeitos causados no sistema nervoso central, pela deficiência dos neurotransmissores.

Uma atenção especial deve ser dada às crianças do sexo feminino com quadros de hiperfenilalaninemia permanente porque, na gestação, as quantidades aumentadas da FAL materna (valores acima de 4 mg/dl) levam a uma maior incidência de deficiência mental (21%), microcefalia (24%) e baixo peso ao nascimento (13%).

Apresentarão as seguintes características:

Criança com fenilcetonúria:

Atraso do desenvolvimento neuropsicomotor

Deficiência mental

Comportamento agitado ou padrão autista

Convulsões

Alterações eletroencefalográficas

Odor característico na urina

O diagnóstico ideal é aquele realizado através de programas de triagem neonatal, pois permite tratamento precoce e prevenção do desenvolvimento do quadro clínico.

A triagem neonatal é realizada através da dosagem quantitativa da FAL sanguínea. Para que o aumento da FAL possa ser detectado, é fundamental que a criança tenha tido ingesta protéica, portanto recomenda-se que a coleta seja feita após 48 horas do nascimento da criança.

Diagnóstico:

A triagem para fenilcetonúria através da análise de metabólitos na urina mostra-se inadequada para um programa de diagnóstico precoce pois as alterações detectáveis na urina surgem apenas em fases posteriores às detectáveis no sangue.

Teste do pezinho:

É realizado através da análise de amostras de sangue coletadas através do calcanhar do bebe. É um procedimento simples que não traz riscos para a criança

Alimentar:

A introdução de uma dieta com baixo teor de fenilalanina deve ter início, de preferência, no primeiro mês de vida, para evitar o retardo mental, que é a manifestação clínica mais severa da doença.

Tratamento:

Farmacológico: São comprimidos que contém uma

quantidade elevada de triptofano e tirosina, precursores da serotonina, dopamina e norepinefrina. Mediante a inibição competitiva, combatem o aumento da fenilalanina que chega nas células nervosas, reduzindo deste modo, o efeito prejudicial na produção de neurotransmissores.

O tratamento da PKU atípica consiste na administração simultânea de BH4, 5-hidroxitriptofano, L-Dopa e inibidor de Dopa descarboxilase, que então permitem a penetração da BH4 no sistema nervoso central e a correção da biossíntese dos neurotransmissores.

Tratamento PKU atípica:

Diabetes Melito tipo 1

Baseado

Definição:Diabetes melito tipo 1 autoimune (DM1A) é a destruição autoimune seletiva das células-beta pancreáticas que produzem insulina.

Interação entre genética e ambiente.

Caracterização:

90% dos casos de diabetes da infância e 5% -10% de início na idade adulta.

40% do DM1A ocorre até os 20 anos de idade.

Raça branca,não predominando em área geográfica.

Epidemiologia:

Brasil:8/100.000 ano

Finlândia:

35/100.00 ano

Epidemiologia:• Concordância entre gêmeos monozigóticos (50%) difere acentuadamente da dos dizigóticos (5%).

• Países com alta taxa,há mais homens do que mulheres.

• Clara interação entre genética e ambiente.

Mais de vinte loci que conferem suscetibilidade,chamados IDDM, estando nos cromossomos 6, 11, 1 e 2.

Determinantes genéticos:

Cromossomo 6p Locus IDDM1 40% ou mais

da doença

Outros loci:Genótipo do

antígeno leucocitário

humano.

Número variável de frequências

repetidas do gene da insulina (IDDM2).

Antígeno-4 associado ao

linfócito T citotóxico (CTLA-4).

protein tyrosine

phosphatasis nonreceptor-

type 22 (PTPN22).

Principal lócus de suscetibilidade para a doença.

HLA 3.600 kpb no braço p do cromossomo 6.

Dentro do complexo de histocompatibilidade: Local no braço curto do cromossomo 6.

30% da população geral tem,mas apenas 0,5% evolui para DM1A.

Sistema antígeno leucocitário humano (HLA):

Na região,genes formam as chamadas moléculas da clase 1,2 e 3:

Produzem peptídeos patogênicos aos linfócitos T .

Genes que codificam proteínas citosólicas, para o transporte e ao processamento de antígenos (TAP1 e TAP2).

“Problema”:

Segundo maior lócus de susceptibilidade.

Região 5’ do gene da insulina (INS), cromossomo 11p,região de 4,1 kb.

Abrange gene da insulina, o da tirosina hidroxilase, e fator de crescimento insulina símile IGF-2.

Números variáveis de repetições consecutivas (IDDM2)

A região minissatélite (VNTR) não transcrita, altamente polimórfica.

14 a 15 pares de base de oligonucleotídeos que se repetem.

ACAGGGGTGTGGGG.

“Problema”:

Vírus Coxsackie e da rubéola; Toxinas (pesticidas, nitratos); Deficiência de vitamina D; Introdução precoce do leite de vaca ou

tardia e abrupta de cereais.

Fatores desencadeantes:

Localizado cromossomo 2q33.

Gene CTLA-4 ( lócus IDDM12)

Polimorfismo

Tirosina- Alanina (A/G)

Posição 49 do éxon 1

Doenças relacionadas a este lócus:

Hipotireoidismo

Doença Celíaca

Esclerose Múltipla

Localizada no cromossomo 1p13

Codifica a proteína Tirosina Fosfatase

Expressa nos tecidos linfóides

PTPN22(Protein Tyrosine Phosphatase, non receptor 22):

Doenças relacionadas ao PTPN22:

Lúpus Eritematoso Sistêmico

Doença de Addison

Artrite Reumatóide

Sensor de glicose:

Permanência no corpo: 5-7 dias

Medem a glicose 24 horas.

Problemas: - Perda de sinal - Realidade da glicemia - Acurácia - Tamanho - Fatores Ambientais - Fatores Hormonais - Hábitos alimentares

Novas tecnologias:

Transplante de “medula”:

Método:

Quimioterapia: “desliga o sistema imune”.

“Religa” com células tronco.

Novo sistema imunológico.

Porém...

Estudos recentes

Trypanosoma cruzi

Desde 2008. Somente camundongos.Substância precisa ser isolada ainda.

Estudos

Base de medicamentos

para prevenção.Cepa avirulenta.100% de

proteção.

Para descobrir:

Substância induz o aumento da expressão de uma proteína denominada PD-L1.

Reduz a proliferação de células CD8 + T.

PD-L1

Proteína transmembranar

de 40kD.Supressão do sistema imune

Codificada pelo geneCD274 

 

Proteína alvo

http://bvsms.saude.gov.br/bvs/dicas/127anemiafalci.html http://www.scielo.br/pdf/jbpml/v39n1/v39n1a10.pdf http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid

=S1413-81232010000700085&lang=pt http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid

=S0100-72032010001100002&lang=pt http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2903007/?tool=

pmcentrez http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2832816/?tool=

pmcentrez http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3073423/?tool=

pmcentrez http://genetica.ufcspa.edu.br/seminarios%20textos/AnemiaFalciforme.

pdf http://www.hemoglobinopatias.com.br/ http://www.scielo.br/pdf/abem/v52n2/04.pdfhttp://www.scielo.br/scielo.

php?script=sci_arttext&pid=S1415-52732006000300009 http://dtr2001.saude.gov.br/sas/dsra/protocolos/do_f20_01.pdf http://www.rgnutri.com.br/sqv/patologias/fenilcetonuria.php

Referências Bibliográficas:

Obrigada!!