Factores genéticos moduladores do fenótipo da drepanocitose

Tese de mestrado. Biologia (Biologia Humana e Ambiente). Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2011A hemoglobina é uma proteína essencial, constituinte maioritário dos eritrócitos, cuja principal função é o transporte de oxigénio no organismo. Esta é constituída por quatro cadeias globínicas, cada uma ligada a um grupo heme, que contém um ião Fe2+ ao qual se liga uma molécula de O2. As patologias associadas à hemoglobina (Hb) têm o nome genérico de hemoglobinopatias. Estas poderão ser do tipo quantitativo (as talassémias) ou qualitativo (as variantes da hemoglobina). De entre estas últimas salienta-se a mais comum, denominada Drepanocitose ou Anemia das células falciformes. A Drepanocitose é uma doença autossómica recessiva, que se caracteriza pela presença em homozigotia de uma mutação de A > T no codão 6 de gene da beta-globina (HBB). Os doentes drepanocíticos são incapazes de sintetizar a hemoglobina predominante no adulto normal, a HbA. Pelo contrário, é sintetizada uma variante de hemoglobina, a HbS, que tem propriedades de falciformização no eritrócito e origina, consequentemente, eventos de vaso-oclusão e anemia hemolítica crónica. Embora a Drepanocitose seja uma doença monogénica, os seus fenótipos (hematológico e clínico) têm gravidade variável pois são modificados por vários factores ambientais e genéticos. Este trabalho tinha como objectivos caracterizar uma população de 108 indivíduos para a presença da mutação drepanocítica, da deleção α-talassémica de 3,7 kb, quanto ao haplótipo no agrupamento génico β-globina e para uma série de polimorfismos em BCL11A e HBS1L-MYB. Seguidamente, pretendeu-se verificar se os genótipos caracterizados nestes loci seriam moduladores do nível de Hb Fetal (HbF; um parâmetro já aceite como sendo benéfico nesta patologia) e/ou do curso clínico da doença (medido através do número de crises de dor aguda que levaram a internamento dos doentes devidas, na sua maioria, à vaso-oclusão). Verificou-se que a população drepanocítica analisada apresenta 29% de frequência alélica para a deleção α-talassémia de 3,7 kb. Observou-se que os indivíduos drepanocíticos que co-herdaram α-talassémia apresentam microcitose, hipocromia e níveis baixos de Hb total. Não foi encontrada associação entre presença da deleção de 3,7kb e o nível de HbF. No entanto, relativamente à relação entre a presença desta deleção e a gravidade da doença, observaram-se melhorias significativas nos heterozigóticos. Observou-se que os heterozigóticos para esta deleção tinham 29% menos risco de terem crises com internamento do que os homozigóticos e os que não co-herdaram α-talassémia apresentam apenas menos 12% de risco. Concluimos, portanto, que a co-herança da delecção α-talassémica de 3,7 kb confere um efeito benéfico quando em heterozigotia e um efeito nefasto quando em homozigotia. Concluiu-se que a maior parte dos indivíduos apresentava o haplótipo Bantu no agrupamento génico da β-globina, seguido do Benim. Embora não se tendo observado associação entre o haplótipo e o nível de HbF, observou-se que, tendencialmente, a homozigotia para o haplótipo Bantu corresponde a níveis mais baixos de HbF e a homozigotia para o haplótipo Senegal encontra-se, tendencialmente, associado a níveis elevados de HbF. Não se verificou associação entre os polimorfismos globínicos, estudados na região promotora do gene Gγ-globina (rs112215533, rs112075505 e rs112479156) e o nível de HbF. No que diz respeito aos polimorfismos em BCL11A (rs11886868, rs4671393, rs10189857 e rs45506594) verificaram-se associações estatisticamente significativas entre a presença dos alelos menos frequentes para os dois primeiros polimorfismos e o nível de HbF (respectivamente, p = 0,001 e p T in codon 6 of the beta-globin gene (HBB). Individuals with SCA are unable to synthesize the predominant hemoglobin present in normal adults, HbA. Instead it is synthesized the variant HbS which leads to the sickling of red blood cells and therefore to vaso-occlusion events and chronic hemolytic anemia. Although Sickle Cell Anemia is a monogenic disease its hematological and clinical phenotypes have variable severity as they are modified by various environmental and genetic factors. The objectives of this study were to characterize a population of 108 individuals, with sickle cell anemia, for the presence of the α-thalassemia deletion of 3.7 kb, the haplotype in the β-globin gene cluster and for a number of polymorphisms in the BCL11A and HBS1L-MYB. Next, the study sought to determine whether the genotypes at these loci were modulators of fetal Hb level (HbF; a parameter already accepted as being beneficial in this condition) and / or the clinical course of disease (measured by the number of crisis of acute pain which led to hospitalization of patients mostly as a consequence of vascular occlusion). The analyzed population was found to have had an allelic frequency of 29% for α-thalassemia deletion of 3.7 kb. It was observed that those individuals with sickle cell Anemia who co-inherited α-thalassemia had microcytosis, hypochromia and low levels of total Hb. No association was found between the presence of the deletion of 3.7 kb and the level of HbF. However, on the relationship between the presence of this deletion and the severity of the disease, significant improvements were observed in the heterozygotes. It was observed that the heterozygotes for this deletion had 29% less likelihood of a crisis resulting in hospitalization than homozygotes, and those individuals who did not co-inherit α-thalassemia had only a 12% less risk. It was concluded, therefore, that the co-inheritance of α-thalassemia deletion of 3.7 kb confers a beneficial effect when heterozygous and an adverse effect when in homozygosity. It was also concluded that most individuals had the Bantu haplotype in the of β-globin gene cluster, followed by the Benin haplotype. Whilst not having observed association between the haplotype and HbF level, a tendency was observed for the Bantu haplotype in homozygosity for lower levels of HbF and the Senegal haplotype in homozygosity, usually associated with high levels HbF. There was no association between polymorphisms studied in the promoter region of the Gγ-globin gene (rs112215533, and rs112075505 rs112479156) and the level of HbF. In regards to the polymorphisms in BCL11A (rs11886868, rs4671393, rs10189857 and rs45506594) there were significant associations between the presence of less common alleles for the first two polymorphisms and the level of HbF (respectively, p = 0.001 and p < 0.001). There were also improvements in the clinical course of disease when these alleles were present. For the SNP rs11886868, it was concluded that heterozygous individuals for the rarest allele (CT) were 36% less likely to have crises with hospitalization than individuals with the TT genotype, whereas in homozygosity for this allele (CC) the improvement amounted to a 62% less risk. For the rs4671393 polymorphism it was seen that the presence of the less frequent allele in heterozygotes (AG) gave 38% of these patients less risk of seizures which required hospitalization than those individuals with the GG haplotype; the value was less than 60% for AA compared with the GG haplotype. As for the other non-globin polymorphism studied, SNP rs9402686 in HBS1L-MYB, no association with the level of HbF was found. In conclusion, this study identified two polymorphisms (in BCL11A, rs11886868 and rs4671393 SNP) associated with higher levels of HbF and a milder clinical course of sickle cell disease, which can be used as early predictors of disease severity and to adjust the therapy to individual patient needs