Molecular studies on Friedreich ataxia

Orientador: Marcondes Cavalcante França JuniorDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências MédicasResumo: A ataxia de Friedreich (AF) é a ataxia hereditária autossômica recessiva mais comum em populações caucasianas, causada por expansões (GAA) em homozigose no 1º íntron do gene frataxin (FXN) (OMIM: 606829) em aproximadamente 96% dos pacientes afetados. Os outros 4% dos pacientes são heterozigotos compostos para a expansão num dos alelos e mutações pontuais no gene FXN no outro. Em ambos os casos há uma expressão diminuída da proteína frataxina. A AF trata-se de uma doença neurodegenerativa, de início precoce e evolução progressiva. A principal característica patológica é a morte dos neurônios dos gânglios dorsais, seguida da degeneração da coluna posterior da medula espinhal e dos tratos espinocerebelares, culminando com atrofia medular, especialmente na região cervical e torácica. Dentre os sintomas da AF estão a instabilidade da marcha e a incoordenação de movimentos como os primeiros sinais. Porém, também são evidentes: a perda da sensibilidade vibratória e proprioceptiva, a fraqueza muscular, geralmente associada à escoliose, arreflexia difusa com sinal de Babinski, disfunções cognitivas sutis, tremores de extremidades, disfagia, disartria, pés cavos, cardiomiopatia e diabetes. Estudos de identificação das mutações pontuais em heterozigotos compostos estão se mostrando uma abordagem promissora para elucidar as vias metabólicas de ação da proteína frataxina. Além disso, há implicações para o diagnóstico molecular e aconselhamento genético. Neste contexto, o objetivo deste estudo foi investigar a frequência, perfil mutacional e fenotípico de uma amostra de pacientes brasileiros heterozigotos compostos para a AF. Para tanto, recrutamos pacientes de três centros de referências no país (Universidade Estadual de Campinas-UNICAMP, Universidade de São Paulo Campus Ribeirão Preto-USP-RP e Universidade Federal do Rio Grande do Sul-UFRGS). Aqueles com apenas uma expansão identificada, foram submetidos ao sequenciamento dos 5 exons e transições exon-intron do gene FXN (técnica de Sanger). Foi identificada uma nova variante (c.482+1G>T) em um paciente heterozigoto composto para AF, considerada patogênica de acordo com os critérios da American College of Medical Genetics and Genomics (ACMG). Também encontramos uma mutação já descrita previamente na literatura em outros dois pacientes não-relacionados (c.157delC). A frequência observada de heterozigose composta foi de 2,87% (5/174); quando considerados somente os casos em que mutações foram encontradas, a taxa diminui para 1,72% (3/174). Estes são dados inéditos na população brasileira, com relevância para a escolha de técnicas adequadas de diagnóstico molecular e orientação sobre aconselhamento genético em nossa populaçãoAbstract: Friedreich Ataxia (FRDA) is the most common autosomal recessive ataxia in Caucasian populations. It is caused by a homozygous GAA expansion in the first intron of the frataxin gene (FXN) (OMIM: 606829) in 96% of the affected individuals. The remaining patients are compound heterozygous: they have a GAA expansion in one allele and a point mutation in the other. As a result, there is a dramatic reduction of the frataxin expression in both situations. FRDA is a neurodegenerative disease characterized by early onset and progressive ataxia. Death of the dorsal ganglia neurons, followed by degeneration of the posterior spinal cord and spinocerebellar tracts, culminating in spinal cord atrophy, especially in the cervical and thoracic regions, are the most common pathological features for this disease. The first symptoms of FRDA are gait instability and limb incoordination. However, other manifestations are also often found: loss of vibratory and proprioceptive sensation, muscle weakness, usually associated with scoliosis, diffuse areflexia with Babinski sign, subtle cognitive dysfunction, tremor, dysphagia, dysarthria, pes cavus, cardiomyopathy and diabetes. Looking at FXN point mutations is a promising strategy to uncover the metabolic pathways related to frataxin. In addition, it has obvious implications for clinical diagnosis and genetic counseling. We therefore designed this study to determine the frequency, phenotypic and mutational profile of Brazilian patients that presented compound heterozygosity for FXN. To accomplish that, we recruited patients from 3 national reference centers (State University of Campinas-UNICAMP, São Paulo University at Ribeirão Preto-USP-RP and Federal University of Rio Grande do Sul-UFRGS). Those patients with a single identified expansion underwent sequencing of all 5 exons and exon-intron boundaries at FXN (Sanger technique). We identified a novel variant (c.482+1G>T) considered pathogenic following American College of Medical Genetics and Genomics (ACMG) guidelines. In addition, another pathogenic variant previously described in the literature (c.157delC) was found in 2 unrelated subjects. Compound heterozygosity accounted for 2.87% (5/174) of all patients; however, when considered only cases in which point mutations were found, the rate decreases to 1,72% (3/174). These are novel data for the Brazilian population. From a clinical perspective, they will help the choice of adequate techniques for FRDA diagnosis and proper genetic counseling in our countryMestradoFisiopatologia MédicaMestre em Ciências2013/01766-7CAPESFAPES