Correlation between autism spectrum disease (ASD) and Duchenne muscular dystrophy (DMD): a case study using neuronal modeling

O Transtorno do Espectro do Autismo (TEA) compreende um quadro complexo do neurodesenvolvimento acompanhado por prejuízos na interação social e na comunicação, com padrões restritos e estereotipados de comportamento, interesses ou atividades.A prevalência mundial é de cerca de 1-2%.A Distrofia Muscular de Duchenne (DMD) é uma doença recessiva causada por uma mutação no gene da distrofina, responsável pela síntese da proteína que leva o mesmo nome e que fica localizado na região p21 do cromossomo X. Ao nascimento os pacientes portadores da DMD são aparentemente normais, com os primeiros sintomas aparecendo geralmente entre os 3 e 5 anos de idade, quando se observa fraqueza muscular e degeneração progressiva da musculatura esquelética. Há também relatos de que um terço dos pacientes apresenta algum déficit cognitivo. A prevalência é de 1em cada 3300 meninos, e por isso é considerada uma das doenças genéticas pediátricas de maior ocorrência.Nosso grupo tem modelado o TEA e a DMD in vitro, através da produção de células pluripotentes induzidas de pacientes diagnosticados com essas patologias, e a posterior diferenciação destas células em células do SNC. Assim como nos autistas, identificamos que os neurônios dos pacientes com DMD apresentavam conexões neurais alteradas. Além disso, existe na literatura descrição de que 3,1% dos pacientes com DMD também apresentam sinais clínicos de autismo. Neste trabalho buscamos investigar o perfil celular de pacientes comprometidos com as duas patologias, autismo e DMD. Para tanto, produzimos iPSC de meninos de uma mesma família, para modelar os fenótipos de células do SNC, comparando com um grupo neurotípico (controle). Foi possível observar que a reprogramação para produção das iPSC a partir da coleta de células-tronco de dente decíduo foi eficiente, vantajosa e pouco estressante aos pacientes, permitindo a diferenciação em NPC e neurônio. Não foi possível verificar diferenças morfológicas entre os portadores de TEA e DMD e os controles, entretanto, temos agora disponível materiais que nos permitirão realizar outras análises para verificar essas possíveis variações. Além disso, tivemos acesso a análises genéticas prévias realizadas pela família onde se observaram alterações em genes como SETD2 E AUTS2, porém não foi possível relacionar tais mutações genéticas ao quadro do TEA apresentado pelos trigêmeos, mas através do DNA coletado da família e essas análises genéticas prévias, poderemos realizar mais estudos acerca dessas mutações.Autism Spectrum Disorder (ASD) comprises a complex neurodevelopmental disorder, with impairment in social interaction and communication, with restricted and stereotyped patterns of behavior, interests, or activities. The worldwide prevalence is about 1-2%. Duchenne Muscular Dystrophy (DMD) is a recessive disease caused by a mutation in the dystrophin gene located in the Xp21, responsible for the synthesis of the protein that bears the same name. The prevalence of DMD is 1: 3300 boys, which is why it is considered one of the most common pediatric genetic diseases. At birth, patients with DMD are apparently healthy, with the first symptoms generally appearing between 3 and 5 years of age, when muscle weakness and progressive skeletal muscle degeneration are observed. There are also reports that one-third of patients have some cognitive impairment. Besides, there is a description in the literature that 3.1% of DMD patients also have clinical signs of autism. Our group has modeled TEA and DMD in vitro, through the production of induced pluripotent stem cells (iPSC) from patients diagnosed with these pathologies, and the subsequent differentiation of these cells into CNS cells. As with ASD, we found that the neurons of patients with DMD had altered neural connections. In this work, we seek to investigate the cell profile of patients compromised with both pathologies, ASD, and DMD, concomitantly. For this purpose, we produced iPSC from a family of triplet boys from stem cells from deciduous teeth, which were later efficiently differentiated into NPC and neuron. It was not possible to verify morphological differences in the cells of patients with ASD and DMD and the controls with the preliminary experiments presented in this thesis. However, the production of these cells allows other analyses to be carried out to verify these possible variations. Also, we had access to previous genetic analyzes carried out by the family, where changes in genes such as SETD2 and AUTS2, reported as related to ASD, were observed. However, using just these data, it was not possible to correlate these mutations with the ASD in the triplet. Still, through the collected DNA of the family and these previous genetic analyzes, we will be able to carry out more studies