Estudo de mutações em genes responsaveis por diferentes formas de disturbios do desenvolvimento cortical

Os distúrbios do desenvolvimento cortical (DDC) são uma das principais causas de deficiência mental e epilepsia e podem ter uma etiologia genética predominante. Extensos estudos determinaram genes envolvidos nos DDC como a heterotopia nodular periventricular (HNP), o espectro da lissencefalia/heterotopia subcortical em banda (LIS/HSB) e a esquizencefalia. Os objetivos deste projeto foram: 1) pesquisar mutações nos quatro principais genes responsáveis por DDC (FLN1, LIS1, DCX e EMX2) em um grupo de pacientes com diferentes formas de malformações corticais e 2) estabelecer correlações entre as mutações encontradas e características de neuroimagem. Todos indivíduos participantes deste estudo possuíam exames de tomografia computadorizada (TC) ou ressonância magnética (RM). Nossa amostra foi dividida em três grupos: a) pacientes com heterotopias nodulares, b) portadores do espectro LIS/HSB e c) pacientes com esquizencefalia. Os pacientes foram genotipados pela técnica da reação em cadeia da polimerase (PCR) utilizando-se primers descritos na literatura. Os produtos de PCR foram analizados pela técnica de single strand conformation polymorphism (SSCP) e subsequentemente sequenciados manualmente ou por sequenciamento automático. Foram analisados 58 indivíduos com DDC. Nove possuíam heterotopias nodulares, 15 tinham o espectro LIS/HSB e 34 eram portadores de esquizencefalias. Também genotipamos 50 indivíduos normais pertencentes a um grupo controle. A pesquisa de mutações do gene FLN1 no grupo da heterotopias nodulares revelou uma mutação 1159G®C em 2 indivíduos relacionados apresentando o padrão clássico de HNP. Além disso, encontramos uma variante neutra IVSV + 519C®G em 3 pacientes (1 com padrão clássico e outros 2 com padrão atípico de HNP). No grupo das LIS/HSB 7 indivíduos mostraram-se portadores da substituição 1805C ® T também presente em 9 indivíduos normais. Um outro indivíduo com agiria/paquigira possui uma mutação 1385A®C levando a substituição de uma histidina por uma prolina na posição 277 da proteína. Além disso, uma variante normal rara IVSV + 19G®A no gene DCX foi encontrada em uma paciente com agiria/paquigiria. No grupo das esquizencefalias foram identificados 4 indivíduos com a alteração 796C®A que não leva a troca de uma arginina por outro aminoácido. Esta mesma alteração foi detectada em 4 controles normais. Concluímos que: a) pacientes com padrões atípicos de HNP não possuem mutação nos primeiros 6 exons codificantes do gene FLN1 e confirmamos a alta incidência de mutações no gene FLN1 em casos familiares de HNP; b) mutações de sentido trocado no gene LIS1 são raras em pacientes com LIS/HSB; c) a substituição 1805C®T é o mesmo polimorfismo descrito por KOCH et al. (1996); d) mutações de sentido trocado em LIS1 e sua localização em domínios WD terminais não estão associados com graus leves de lissencefalia; e) a substituição IVSV+19G®A no gene DCX é uma variante rara; f) a ausência de mutações no gene DCX pode ser explicada pela pequena amostra de pacientes com HSB, mosaicismo somático ou baixa estringência quanto as características de neuroimagem; g) as esquizencefalias parecem não ter base genética no gene EMX2 já que detectamos apenas polimorfismos neutros neste geneCortical development malformations (CDM) are one of the most important causes of epilepsy and developmental delay. Extensive molecular genetic studies have resulted in gene discovery for CDM such as periventricular nodular heterotopia (PNH), lisencephaly/ subcortical band heterotopia spectrum (LIS/SBH) and schizencephaly. The main goals of this project were 1) to screen for mutations in the four main genes responsible for abnormal cortical development (FLN1, LIS1, DCX and EMX2) in a large cohort of patients with different types of cortical malformations and 2) to perform phenotype-genotype correlations. All patients included in this study had CT scans or high resolution MRI scans. We have divided our patients in three groups: a) individuals with nodular heterotopia, b) individuals with the LIS/HSB spectrum and c) individuals with schizencephaly. Mutation screening was performed by the polymerase chain reactions (PCRs). PCR products were analyzed by single strand conformation polymorphism (SSCP) and were subsequently sequenced using standard manual sequencing or an automatic sequencer. We have studied a total of 58 patients with CMDs. Nine had nodular heterotopia, 15 had the LIS/HSB spectrum and 34 individuals had schizencephaly. In the group of nodular heterotopias we have detected a 1159G®C mutation in the FLN1 gene in two related patients with classical HNP and a neutral variant IVS5 + 519C®G in three patients (1 with typical and 2 with atypical imaging findings). In the LIS/SBH group 7 patients had a 1805C® T substitution in the beginning of the untranslated 3'region that is also present in 9 control individuals. One patient with agyria/pachygyria had a 1385A®C transversion which changes a histidine for a proline in amino acid 277 of the LIS1 protein. Furthermore, We detected a rare polymorphism in the DCX gene, a IVSV+19G®A, in a female with agyria/pachygyria. In the group of the schizencephalies we have detected 4 individuals with a 796A®C substitution that does not change the identity of the wild type arginine. The same alteration was found in 4 individuals of the control group. We conclude that: a) patients with atypical PNH do not have mutations in the first six coding exons of the FLN1 gene and there is a high incidence of FLN1 mutations in classical familial PNH; b) missense mutations in the LIS1 gene are a rare finding in patients with the LIS/SBH spectrum and its localization in latter WD domains are not always related with less severe LIS; c) the substitution 1805C®T is the same polymorphism previously described by KOCH et al. (1996); d) the absence of mutations in the DCX gene in patients with SBH could be explained by our small sample of patients with this pattern of malformation, somatic mosaicism or low stringency for the neuroimage findings; e) the substitution IVSV+19G®A found in the DCX gene is a rare polymorphism (idiomorphism) f) schizencephalies appear not to have genetic background in the EMX2, since our study detected only a neutral polymorphism in these patient