Principais síndromes associadas ao cromossoma 15q

A região proximal do cromossoma 15q é uma região bem conhecida de instabilidade genómica que contém muitas duplicações segmentais (Sahoo et al. 2005) e cujos desequilíbrios genómicos têm sido associados com atraso no desenvolvimento e autismo (Miller et al. 2009). As principais síndromes descritas nesta região, nomeadamente na posição cromossómica 15q11- q13 são referentes às síndromes de Prader-Willi e Angelman (PWS/AS - Prader-Willi Syndrome/Angelman Syndrome) e à duplicação recíproca dessa mesma região, a síndrome de duplicação 15q11-q13 (OMIM, 608636), a qual tem sido associada com autismo (Miller et al. 2009). A PWS (OMIM, 176270) e a AS (OMIM, 105830) são distúrbios do desenvolvimento clinicamente diferentes, ambos com uma incidência de 1/10000 a 1/15000 nacimentos (Cassidy et al. 2000) e cuja deleção típica na região 15q11-q13 abrange aproximadamente 4 Mb (Miller et al. 2009). É de salientar que, o cromossoma 15 deletado no caso da PWS é de origem paterna e na AS de origem materna. Estas observações revelam que a diferença nas características clínicas em pacientes com deleções idênticas implica a presença de expressão diferencial dependente da origem parental (imprinting genómico) (Luthardt & Keitges 2001). Para além disso, as deleções em ambas as síndromes são subdivididas em dois subgrupos principais (tipo 1 e 2) com base nos pontos de quebra proximais (BP1-BP3 e BP2-BP3, respetivamente) (Kim et al. 2012).

A PWS afeta muitos sistemas de órgãos. As principais manifestações clínicas incluem, obesidade infantil precoce, hiperfagia, atraso mental ligeiro a moderado, hipogonadismo, insuficiência da hormona de crescimento causando baixa estatura, aparência facial característica e frequentemente perturbação psiquiátrica (Cassidy & Driscoll 2008). Esta síndrome é causada por uma ausência de genes expressos paternalmente no interior da região 15q11.2-q13, e pode ocorrer por três mecanismos genéticos diferentes: deleção de genes expressos paternalmente na região 15q11.2 (65-75 %), dissomia uniparental materna (20-30 %) e problemas no imprinting (1-3%) (Nicholls & Knepper 2001; Kim et al. 2012).

Em contraste, a AS é devida a uma ausência de genes expressos maternalmente na mesma região cromossómica (Kim et al. 2012). Entre as características clínicas associadas a esta síndrome, salienta-se o atraso no desenvolvimento, o atraso mental, uma marcha instável, ausência de fala, hiperatividade e hipopigmentação (Luthardt & Keitges 2001). No caso da AS 4 mecanismos genéticos conhecidos podem estar associados: deleções maternas envolvendo a região 15q11.2-q13 (70 % dos casos), dissomia uniparental paterna da região 15q11.2-q13 (2 %) e problemas no imprinting (2 a 3 %). Dos restantes 25 % fazem parte as mutações no gene UBE3A (OMIM, 601623) (Kishino et al. 1997).

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Outra das síndromes de microdeleção também localizada no cromossoma 15q, embora numa região mais distal, é a síndrome de microdeleção 15q13.3 (OMIM, 612001). Esta síndrome foi inicialmente descrita em 2008 (Sharp et al. 2008) e abrange uma região de aproximadamente 1,5 Mb entre os pontos de quebra proximal e distal, BP4 e BP5 (Masurel-Paulet et al. 2010). A região comum deletada contém 7 genes (ARHGAP11B, MTMR10, MTMR15, TPRM1, KLF13, OTUD7A, CHRNA7) (Dibbens et al. 2009; Barøy et al. 2010) existindo um conhecimento limitado acerca da função da maioria desses genes. O mais conhecido e caracterizado é o gene CHRNA7 (OMIM, 118511), o qual em indivíduos com microdeleção da região 15q13.3, tem sido associado como o principal responsável pelo fenótipo de epilepsia (Sharp et al. 2008; Helbig et al. 2009; Barøy et al. 2010; LePichon et al. 2010; Masurel-Paulet et al. 2010). Em termos fenotípicos, existe uma grande variedade nas manifestações clínicas desta síndrome, incluindo um fenótipo normal, quociente de inteligência borderline, atraso mental, autismo, epilepsia generalizada idiopática, distúrbio bipolar e esquizofrenia (Helbig et al. 2009; Barøy et al. 2010; Masurel-Paulet et al. 2010). Para além disso, foi identificada penetrância incompleta e variabilidade fenotípica, entre indivíduos portadores de rearranjos na região crítica do cromossoma 15q13.3 (Ben-Shachar et al. 2009; Barøy et al. 2010; Masurel-Paulet et al. 2010).

5.7.2.

Mecanismo de formação

A deleção 15q13.2q13.3 identificada no probando, é flanqueada por duas duplicações segmentais específicas (ou LCRs), uma proximal (BP4) e outra distal (BP5) (figura 5.3), as quais medeiam o processo de NAHR durante a meiose, dando origem à deleção através de crossing over desigual.

Como já referido, habitualmente os pontos de quebra da deleção na região 15q11-q13 situam-se entre os LCRs BP1 e BP3 (Kim et al. 2012), com a rara exceção de pacientes, cujo ponto de quebra é atípico e situado numa posição mais distal, em BP4 ou BP5 (Wang et al. 2004; Sahoo et al. 2005; Kim et al. 2012). Por sua vez, o LCR-BP4 que marca o início da região 15q13.2q13.3 alterada no probando encontra-se distanciado em mais de 1 Mb do ponto de quebra BP3 da deleção 15q11q13 (Miller et al. 2009), o que nos leva a concluir que a alteração no probando e as síndromes de Prader-Willi/Angelman representam entidades diferentes no que diz respeito à localização cromossómica (figura 5.3).

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Figura 5.3 – Ideograma do cromossoma 15q, onde se pode observar a região crítica das síndromes de Prader- Willi/Angelman (PWS/AS) numa posição proximal (15q11q14) e a região 15q13.2q13.3 entre os LCRs BP4 e BP5 numa região mais distal [adaptado de (Miller et al. 2009)].

5.7.3.

Correlação genótipo-fenótipo

Após esta breve revisão acerca das principais síndromes associadas ao cromossoma 15q, verifica-se que há sobreposição entre a deleção identificada no probando e a região de microdeleção 15q13.3, quer em termos genómicos ou fenotípicos, ou seja, ambas as deleções são flanqueadas pelos mesmos LCRs (BP4-BP5), existindo consequentemente sobreposição fenotípica no que diz respeito às regiões deletadas em comum. Como exemplo, podem-se referir dois estudos, em que foram identificadas na região 15q13.3 características clínicas muito semelhantes àquelas observadas no probando, nomeadamente em relação às dificuldades na aprendizagem e à macrocefalia. No primeiro estudo efetuado por van Bon e colaboradores (2009) a maioria dos probandos apresentou algum grau de défice cognitivo variando desde problemas ligeiros na aprendizagem a diferentes níveis de atraso mental (van Bon et al. 2009). Paralelamente, Pagnamenta e colaboradores (2009), identificaram na mesma região 15q13.3 dois pacientes com macrocefalia (Pagnamenta et al. 2009).

De qualquer forma, estes dois estudos acabados de mencionar compreendem apenas deleções na região crítica 15q13.3 e no caso do probando aqui em estudo o rearranjo abrange o intervalo 15q13.2-q13.3. Desta forma, foi feita uma comparação na literatura com casos previamente reportados, em que foi registada uma deleção abrangendo esse mesmo intervalo. Entre esses casos salientámos os estudos realizados por Sharp e colaboradores (2008), Barøy e colaboradores (2010) com destaque para o estudo efectuado por Miller e colaboradores (2009) em que foram identificadas 5 microdeleções 15q13.2q13.3 em pacientes cujo défice cognitivo variou desde atraso mental moderado a um quociente de inteligência normal, com dificuldades na aprendizagem.

De entre os genes deletados no intervalo 15q13.2q13.3 (9 genes) o mais conhecido é o gene CHRNA7 cuja haploinsuficiência está associada a epilepsia. No entanto, o que se pretende no caso do probando aqui em análise é identificar um desses genes que possa ser potencialmente responsável pelas manchas hipocromáticas observadas clinicamente. Desta forma e com base no

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trabalho efetuado por Barøy e colaboradores (2010) existe uma possível associação entre o gene OTUD7A (OMIM, 612024) quando deletado e a presença de características clínicas similares à síndrome de Angelman, entre as quais a hipopigmentação (uma característica que poderá estar relacionada com as manchas hipocromáticas observadas no probando). Para explicar esta associação convém rever o papel do gene UBE3A na síndrome de Angelman. Este gene codifica uma proteína, a ligase ubiquitina E3, a qual está envolvida na degradação de proteínas através da via proteolítica ubiquitina – proteossoma. Consequentemente a deleção do gene UBE3A (associada ao alelo materno) leva à disrupção desta via proteolítica, o qual é suficiente para causar esta síndrome (Barøy et al. 2010). Por sua vez, o gene OTUD7A localizado no interior da deleção 15q13.2q13.3 codifica uma enzima de desubiquitinação expressa no cérebro. As enzimas de desubiquitinação geralmente opõem-se a ação das ligases ubiquitinas pela clivagem específica de ligações de ubiquitina. Assim, uma deleção heterozigótica do gene OTUD7A possivelmente leva à disrupção da via de ubiquitinação e contribui para a sobreposição fenotípica (Barøy et al. 2010) entre pacientes com síndrome de Angelman e pacientes com deleções na região 15q13.2q13.3.

5.8.

Duplicação na região crítica 7q11.23 (aCGH)

Dado que a duplicação aqui em análise foi identificada na região crítica da síndrome de Williams-Beuren em 7q11.23, de seguida será efetuada com base em pesquisa na literatura uma breve revisão acerca das síndromes de Williams-Beuren e de duplicação 7q11.23. Posteriormente será discutido o mecanismo responsável pela formação de rearranjos cromossómicos na região crítica 7q11.23. Para finalizar serão discutidas estratégias para a determinação de uma correlação genótipo-fenótipo.