Molecular-genetic studies in non-syndromic and syndromic deafness

A surdez de etiologia genética pode contribuir com até 60% dos casos. Representa uma das doenças mais geneticamente heterogêneas e são observados todos os padrões de herança mendelianos e também herança mitocondrial. Os estudos de famílias com vários indivíduos afetados por perda auditiva permitiram o mapeamento de mais de 110 lócus candidatos a conter genes responsáveis por surdez. Porém, muitos desses genes têm apenas poucas famílias associadas já descritas até o momento e parcela significativa deles ainda não foi identificada. A identificação e caracterização desses genes são uma ferramenta importante que traz diversos benefícios, como um aconselhamento genético mais preciso para as famílias, entendimento das correlações genótipo-fenótipo e das vias biológicas fundamentais à audição. O objetivo geral dessa dissertação foi identificar novos genes e novas mutações relacionadas à surdez não-sindrômica em famílias brasileiras. Estudamos três casos familiais de perda auditiva não-sindrômica pós-lingual. No primeiro caso familial, cujo padrão de herança era autossômico dominante, foi realizado a varredura genômica por meio de SNP-array e a análise estatística desses dados foi realizada com o programa Alohomora. Os dados das análises paramétricas (Lod Score) e não-paramétricas (Z-mean) foram comparadas para obtenção das regiões cromossômicas candidatas. Nas regiões cromossômicas candidatas a análise de segregação dos haplótipos de microssatélites se mostrou compatível com ligação. Em seguida, foi realizado o sequenciamento do exoma da probanda, análise das variantes encontradas contidas dentro das regiões cromossômicas identificadas pela análise de ligação e análise da segregação. Com isso, foi possível identificar uma variante candidata que segrega com a surdez em gene previamente não associado à surdez, mas que interage com gene já associado. No caso familial 2, foi possível definir a causa genética e seu padrão de herança autossômico recessivo ao identificar duas mutações patogênicas em heterozigose composta no gene TMPRSS3, já previamente descritas. Dessa forma, esses dados corroboram os da literatura que apontam a importância deste gene nos casos menos comuns de perda auditiva pós-lingual e herança autossômica recessiva. Já no caso 3, de herança autossômica dominante, foi realizado o sequenciamento do exoma da probanda e duas novas variantes em heterozigose foram encontradas. Ambas foram preditas como patogênicas pelas ferramentas de bioinformática: p.R42C (GJB3) e p.S906* (MYO6) Somente a probanda e sua mãe normouvinte apresentaram a variante no gene GJB3, que está localizada na mesma posição de aminoácido de uma mutação que causa a doença de pele Erythrokeratodermia variabilis. Nenhuma das duas apresentou essa doença de pele. Assim, a mutação no gene GJB3 foi considerada uma variante de significado incerto. A segregação da mutação do tipo nonsense no gene MYO6 com surdez na família foi confirmada. Essa mutação está no domínio neck da miosina VI, após o domínio motor. Estes dados fornecem suporte adicional às correlações genótipo-fenótipo que afirmam que quando o domínio motor da proteína está funcionando a perda auditiva é mais leve e com manifestação tardia. Concluindo a causa genética foi identificada em dois casos, fornecendo evidências adicionais às correlações genótipo-fenótipo previamente estabelecidas na literatura. Além disso, um novo potencial gene candidato a surdez foi reveladoGenetic etiology may represent up to 60% of deafness cases, it is one of the most genetically heterogeneous diseases and may exhibit all Mendelian inheritance patterns and mitochondrial inheritance as well. Studies of families with many individuals affected by hearing loss allowed the mapping of more than 110 locus, candidates for containing deafness genes. However, many of these genes have only a few families associated described so far and a significant portion of them has yet to be identified. Gene identification and characterization is an important tool that provides several benefits, such as a more accurate genetic counseling for families, better understanding of genotype-phenotype correlations as well as discovery of biological pathways crucial for hearing. The general objective of this dissertation was to identify novel genes and mutations related to non-syndromic deafness in Brazilian families. We investigated the cause of post-lingual nonsyndromic hearing loss in three familial cases. In the first family case, with autosomal dominant inheritance, a genomic scanning through SNP-array was performed and a statistical analysis of the data was done with the Alohomora program. The data of the parametric (Lod Score) and non-parametric (Z-mean) analyzes were compared to obtain the candidate chromosomal regions. In the candidate chromosomal regions, segregation analysis of the microsatellite haplotypes was shown to be compatible with linkage to the deafness in the family. Then, exome sequencing of the proband was completed, analysis of the variants, contained within the candidate chromosomal regions identified by linkage, was performed as well as the segregation analysis. A candidate variant that segregates with the deafness in this family was identified in a gene that was not previously associated with deafness, but that interacts with a known deafness gene. In familial case 2, definition of the genetic cause was accomplished and its autosomal recessive inheritance pattern confirmed through the detection of two pathogenic mutations in the TMPRSS3 gene in compound heterozygosis, both previously described. Thus, we corroborate data from the literature that point out the importance of this gene in the less common cases of both post-lingual hearing loss and autosomal recessive inheritance. In case 3, with autosomal dominant inheritance, exome sequencing of the proband revealed two novel heterozygous variants that were predicted to be pathogenic by bioinformatics tools: p.R42C (GJB3) and p.S906 * (MYO6). The proband and her normal hearing mother presented the variant in the GJB3 gene, that is located in the same amino acid position of variant that causes the skin disease Eritrokeratodermia variabilis. Neither subjects had this skin disease. Thus, the GJB3 variant was considered to be of uncertain significance. Segregation with deafness of the novel nonsense MYO6 mutation was confirmed in the family. This mutation is in the neck domain of myosin VI, after the motor domain. These findings give further support for the genotypephenotype correlations that state that when the protein motor domain of Myosin-IV is functioning, hearing loss is milder and with later onset. In conclusion, genetic causes were shown in two causes, providing additional evidence to the genotype-phenotype correlations previously established in the literature. In addition, a novel potential deaf candidate gene has been reveale