Fatores genéticos e bioquímicos moduladores do fenótipo da anemia das células falciformes

Tese de mestrado, Biologia Humana e Ambiente, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2015A anemia das células falciformes (ACF) é uma anemia hereditária autossómica recessiva caracterizada pela presença de hemoglobina S (HbS). Esta doença é causada por uma mutação no gene da beta-globina o que provoca uma substituição de um aminoácido na sexta posição da cadeia beta-globínica. A vaso-oclusão e a anemia hemolítica são as principais características desta doença, contudo os doentes com ACF apresentam uma variabilidade clínica e hematológica que não pode ser explicada apenas pela mutação no gene da beta-globina. Outros moduladores genéticos e efeitos ambientais são importantes no fenótipo desta doença. Terapias específicas são necessárias para as diferentes manifestações clínicas da anemia das células falciformes, tais como a hidroxiureia, profilaxia com penicilina e vacinação, administração de analgésicos e transfusões sanguíneas. Estas terapias têm vários riscos associados. Os indivíduos com ACF também apresentam uma deficiência em arginina que contribui para uma perda da biodisponibilidade de óxido nítrico (NO - Nitric Oxide). A suplementação oral em citrulina aumenta os níveis de arginina mais eficientemente que a própria arginina, aumentando assim a produção de NO. O principal objetivo deste trabalho foi estudar a associação entre parâmetros hematológicos ou bioquímicos e variantes em genes candidatos. Este estudo teve também como objetivo estudar os efeitos da suplementação oral de citrulina na ACF. O estudo foi realizado em 26 doentes em idade pediátrica. Os parâmetros analisados foram hemoglobina total, HbS, bilirrubina, lactato desidrogenase (LDH), red cell distribution width (RDW), reticulócitos, leucócitos, neutrófilos, fosfatase ácida, mieloperoxidase, redutase da metahemoglobina e redutase transmembranar e a genética inclui-o o gene HBA, o agrupamento génico HBB e os genes BCL11A, eNOS, HMOX-1, MTHFR e MPO. Os resultados deste estudo mostram uma associação estatisticamente significativa entre alguns parâmetros estudados e variantes genéticas, nomeadamente: 1) níveis mais elevados nas concentrações da mieloperoxidase e o haplótipo Senegal, 2) níveis mais elevados da atividade da fosfatase ácida e a deleção alfa-talassémica -3.7, 3) níveis mais elevados de reticulócitos e o genótipo TT do rs2070744 no gene eNOS, 4) níveis mais elevados de LDH e o genótipos TT do rs2070744 no gene eNOS, 5) níveis mais elevados de reticulócitos e o genótipo GG do rs1799983 no gene eNOS, 6) níveis mais elevados de LDH e o genótipo GG do rs1799983 no gene eNOS e 7) níveis mais elevados de neutrófilos e o alelo 4a do VNTR do intrão 4 no gene eNOS. Existe ainda uma diferença significativa nas concentrações de MPO entre os doentes estudados e o grupo controlo. Relativamente aos efeitos da suplementação oral com citrulina nestes doentes, não foram encontradas diferenças estatisticamente significativas nos parâmetros hematológicos ou bioquímicos estudados entre os meses da toma do suplemento. Contudo, foi relatada uma melhoria clínica nos doentes. Os resultados deste estudo reforçam a importância do NO na ACF. Pode presumir-se que o NO e possivelmente os seus percursores, como a citrulina, possam ser utilizados como terapia nestes doentes. Contudo, os resultados deste estudo deverão ser confirmados num maior grupo de doentes.Sickle cell anemia (SCA) is an autosomal recessive hereditary anemia characterized by the presence of hemoglobin S (HbS). This disease is caused by a single point mutation in the beta-globin gene with a corresponding amino acid substitution at the sixth position of the beta-globin chain. Vaso-occlusion and hemolytic anemia are the major features of this disease, however SCA patients present clinical and hematologic variability that cannot be only explained by the single mutation. Others genetic modifiers and environmental factors are important for the clinical phenotype. Specific therapies are used to improve clinical manifestations of sickle cell anemia, such as hydroxyurea, vaccination and penicillin prophylaxis, administration of painkillers and blood transfusions. However, these therapies presente several risk factors. SCA patients present arginine deficiency that contributes to a lower nitric oxide (NO) bioactivity. Oral supplementation with citrulline increases arginine levels more efficiently than arginine itself and promotes nitric oxide production. The main aim of this work was to determine the association between hematological or biochemical parameters and genetic variants from several candidate genes. It was also intended to study the effects of oral citrulline supplementation in SCA. The study was performed in 26 paediatric patients. The parameters were: total Hb, HbS, bilirubin, lactate dehydrogenase (LDH), red cell distribution width (RDW), reticulocyte count, leukocytes, neutrophils, acid phosphatase, myeloperoxidase, methemoglobin reductase e transmembrane reductase, and the genetics was: HBA gene, HBB cluster and the genes BCL11A, eNOS, HMOX-1, MTHFR and MPO. Results of this study show a significant statistical association between some parameters and genetic variants: 1) higher levels of myeloperoxidase concentrations were associated with haplotype Senegal, 2) higher levels of acid phosphatase activity were associated with the 3.7-kb deletion at HBA gene, 3) higher levels of reticulocytes were associated with rs2070744_TT at eNOS gene, 4) higher levels of LDH were associated with rs2070744_TT at eNOS gene, 5) higher levels of reticulocytes were associated with rs1799983_GG genotype at eNOS gene, 6) higher levels of LDH were associated with rs1799983_GG genotype at eNOS gene and 7) higher levels of neutrophils were associated with the eNOS4a allele. There is also a significance difference in MPO concentrations between SCA patients and the control group. Regarding the oral citrulline supplementation in SCA patients, the results show no significant statistical difference between the hematological and biochemical parameters between months. However, citrulline supplementation was associated with symptomatic improvement in patients. The results of this study reinforce the importance of NO bioactivity in SCA. We presume that NO, and possible its precursors such as citrulline, might be used as therapy to improve the quality of life of these patients. However, these results should be confirmed in a larger patient group