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Atualmente, estão listados na “Hereditary Hearing Loss Home Page” (Van Camp; Smith, 2012), pelo menos 77 genes responsáveis por perdas auditivas não sindrômicas, sendo 40 ligados à herança recessiva, 27 à herança dominante, três ao cromossomo X e ainda sete mutações mitocondriais distintas catalogadas que levam à surdez não sindrômica, localizadas em dois genes mitocondriais. Um panorama permanentemente atualizado pode ser acessado no referido site.

Convencionou-se chamarem os diferentes loci (localizações cromossômicas) das formas de perdas auditivas genéticas não sindrômicas com a sigla DFN (do inglês deafness), acrescida ou não das letras A e B, de acordo com a forma de transmissão autossômica ou recessiva, respectivamente. O número que se segue obedece a uma ordem cronológica de acordo com a data de identificação do locus (Resendes et al., 2001). Quando a sigla DFN aparece seguida da letra X, refere se à transmissão ligada ao cromossomo X (Smith et al., 2012).

O primeiro locus para perda auditiva não sindrômica autossômica recessiva, DFNB1, foi identificado por Guilford et al. (1994) que demonstraram sua localização no cromossomo 13 em duas famílias consanguíneas da Tunísia. Outros estudos foram realizados com famílias consanguíneas de outras etnias e famílias caucasianas não consanguíneas, encontrando a mesma ligação entre perda auditiva recessiva e o locus DFNB1. A variação fenotípica, observada entre as famílias caucasianas, sugeriu a existência de uma heterogeneidade alélica no DFNB1. A descoberta de uma forma de perda auditiva não sindrômica autossômica dominante (DFNA3), localizada no mesmo cromossomo 13, reforçou a hipótese dessa heterogeneidade (Scott et al., 1998).

Dentre as perdas auditivas autossômicas recessivas, um único gene foi considerado responsável por pelo menos 50% delas, o GJB2, ou ainda Conexina 26 (Cx26) (Kokitsu-Nakata et al., 2004; Tekin et al.,

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2001), localizado no cromossomo 13 (13q12), como proposto por Guilford et al. (1994).

Kelsell et al. (1997) levantaram a hipótese de uma mutação específica no gene GJB2 (localizado no DFNB1) ser causa de perda auditiva não sindrômica herdada em caráter autossômico recessivo, já que até então era conhecida apenas sua herança autossômica dominante (DFNA3). Foi identificado um gene numa grande família paquistanesa, com parentes consanguíneos, que traziam em seu fenótipo perda auditiva profunda. Esse gene foi o primeiro a ser associado à perda auditiva não sindrômica e considerado recessivo, localizado no locus do cromossomo 13q11-12.

Alguns autores, como Lubianca-Neto (2006), atribuem até 80% dos casos de perdas auditivas autossômicas recessivas a mutações nesse gene. Segundo Matsunaga et al. (2006), Mahdieh e Rabbani (2009) e Martinez et al. (2009), mais de cem mutações no gene GJB2 têm sido associadas à perda auditiva não sindrômica, o que contribui para essa alta prevalência.

Scott et al. (1998) estudaram, então, sete famílias com perda auditiva não sindrômica autossômica recessiva, rastreando, por meio de sequenciamento genético após amplificação do DNA por PCR (Reação em cadeia de polimerase), mutações no gene GJB2. Essas mutações foram encontradas em seis dessas famílias, incluindo duas mutações previamente conhecidas e duas novas, entre elas a deleção de um único par de bases no nucleotídeo 35, a qual chamaram de 35delG. Essa deleção resultaria em deslocamento do módulo de leitura desse aminoácido, já que uma Guanina é substituída por uma Valina no cromossomo 12, sendo seguida, então, por um códon de parada no aminoácido 13. Desenvolveram, posteriormente, primers de PCR para cada mutação específica a fim de determinarem rapidamente os indivíduos afetados como portadores ou não da mutação.

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Alguns autores consideram que esta única mutação específica, a c.35delG, seria responsável por 70% dos casos em populações caucasianas europeias, norte americanas e mediterrâneas (Denoyelle et al., 1997; Estivill et al., 1998).

A mutação c.35delG é uma deleção de base guanina, em uma sequência de seis guaninas, que se estendem da posição 30 a 35 dos nucleotídeos do gene GJB2, resultando num códon de terminação prematuro. Devido a esta mutação, o produto do gene, a proteína de mesmo nome, conexina, não exerceria suas funções normalmente, mesmo a cóclea estando inalterada estruturalmente, já que a deleção resultaria na formação de um polipeptídeo incompleto com 12 aminoácidos, diferentemente do normal com 226 aminoácidos (Cordeiro-Silva et al., 2010). Sendo assim, pode-se considerar que 20 a 30% de todas as perdas auditivas sensorioneurais congênitas ou pré- linguais são secundárias a mutações no gene GJB2 (Lubianca Neto; Kurc, 2012).

Uma equipe de pesquisadores da Unicamp demonstrou que aproximadamente 0,97% da população pode ser portadora da mutação c.35delG, em heterozigose, nesse gene (Sartorato et al., 2000). Tekin et al. (2001) consideraram a frequência de portadores heterozigotos da mutação variando de 1,5 a 2,5% nas populações caucasianas citadas acima. Matsunaga et al. (2006) consideraram uma taxa de portadores dessa mutação variando entre 2 a 4% também entre caucasianos. No Brasil, 1:100 recém-nascidos apresenta a mutação, sendo de 1:32 na Itália, 1:40 em Portugal e 1:45 na Espanha, perfazendo a média de 1:45 (Lubianca-Neto, 2006).

De acordo com a literatura, em pacientes com perda auditiva, a heterozigose para c.35delG, no gene GJB2, aparece em 10 a 42% dos casos (Piatto et al., 2005b). No Brasil, existem estudos que relatam prevalência de 12,12 % (Piatto et al., 2004), 6,45% (Oliveira et al., 2002) e 2,66% (Pfeilsticker et al., 2004). Essas diferenças podem ser

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explicadas por serem as características étnicas e regionais da população brasileira, extremamente heterogêneas.

Uma segunda mutação no GJB2, a 167delT, é comum entre os judeus, com frequência de portadores variando entre 3 a 4% (Tekin et al., 2001; Matsunaga et al., 2006).

Apesar da perda auditiva causada por mutações no GJB2 ser menos comum entre asiáticos, uma única mutação 235delC é responsável por essa perda, quando ocorre nessa população, principalmente entre japoneses e coreanos (Abe et al., 2000; Kudo et al., 2000), com frequência estimada de 1 a 2% de portadores. Outras mutações no gene GJB2, encontradas na população japonesa, foram: V37I, G45E, Y136X e R143W. Não foram observadas as mutações c.35delG ou 167delT entre os japoneses (Abe et al., 2000; Matsunaga et al., 2006).

Ainda no gene GJB2, a mutação R143W foi encontrada também em indivíduos africanos; a mutação Q124X foi identificada em uma família indiana e as mutações W24X e W77X foram detectadas em famílias paquistanesas e indianas. Em um estudo de Maheshwari et al. (2003), o envolvimento da mutação W24X, como causa de perda auditiva, esteve presente em 13,33% dos indivíduos analisados, sugerindo ser este um alelo do gene GJB2 comum na Índia. Já a c.35delG, a mais comum entre outras populações, foi encontrada em apenas uma família estudada, sugerindo não ser a causa principal de perdas auditivas sensorioneurais autossômicas recessivas naquele país.

O fenótipo, usualmente relacionado às perdas auditivas recessivas, secundárias a mutações no gene GJB2, consiste em perda auditiva sensorioneural, pré-lingual, não progressiva (2/3 dos casos), de grau moderado a profundo. Embora variações no grau e progressão dessas perdas auditivas tenham sido observadas, entre os indivíduos até da mesma família, estas não apresentaram relação com alterações vestibulares ou anormalidades radiológicas da orelha interna. A

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inconsistência fenotípica da mutação c.35delG sugere a possibilidade de outros fatores modularem a expressão do gene mutante. É possível, ainda, que uma segunda proteína conexina possa atuar como um substituto em determinadas condições (Piatto et al., 2007).

Mutações no GJB2 podem também ser responsáveis por perdas auditivas de caráter dominante (DFNA3 - nonsyndromic deafness autosomal dominant) e sindrômico (com ceratodermia palmo plantar ou mutilante) (Tekin et al., 2001).

Apesar de mais de 70 loci terem sido descritos como responsáveis por genes de perda auditiva não sindrômica autossômica recessiva (Van Camp; Smith, 2012), um único locus, o DFNB1, abriga o gene GJB2. Mais de 70 mutações nesse gene já foram relatadas (Lubianca Neto; Kurc, 2012).

Scott et al. (1998) salientaram que indivíduos com perda auditiva sensorioneural, de grau severo a profundo, apresentaram genótipo heterozigoto para c.35delG e nenhuma outra mutação foi detectada na região de codificação da conexina 26. Os autores sugeriram que mutações, fora dessa região, provavelmente desempenhem algum papel na perda auditiva sensorioneural autossômica recessiva nesse mesmo locus, o DFNB1.

Sabe-se hoje, que alterações em outras conexinas podem ser responsáveis pela perda auditiva. Mutações na conexina 31 (codificada pelo gene GJB3), por exemplo, são responsáveis por casos de perda auditiva de caráter recessivo ou dominante (DFNA2), além de determinarem patologias dermatológicas, de caráter autossômico dominante, não associadas à perda auditiva. Mutações no gene GJB1 (conexina 32) resultam na Síndrome de Charcot-Marie-Tooth que apresenta perda auditiva como uma de suas características (Tekin et al., 2001).

Uma mutação envolvendo o gene GJB6 (codificador da proteína conexina 30) mostrou ser causa de perda auditiva de caráter dominante

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(DFNA3). Pesquisas recentes indicam que deleções neste mesmo gene, adjacente ao GJB2 no cromossomo 13 (locus DFNB1), podem também ser causas de perda auditiva de caráter recessivo. Essas deleções podem ser causas de perda auditiva em caráter homozigoto ou heterozigoto quando associadas a uma mutação também heterozigota do GJB2 (Ballana et al., 2012). Essa hipótese surgiu pelo fato de que 10 a 50% dos indivíduos, com perda auditiva autossômica recessiva secundária a mutações no GJB2, apresentarem apenas um alelo mutado. Assim, o gene GJB6 parece representar o primeiro caso de herança digênica para perda auditiva não sindrômica (Del Castillo et al., 2003). As proteínas conexina 26 e conexina 30 possuem 76% dos aminoácidos idênticos e estreita proximidade em sua localização cromossômica, sendo, por isso, consideradas corresponsáveis por certas perdas auditivas (Del Castillo et al., 2002). Santos et al. (2005) também salientaram essa associação. Entre as deleções que envolvem o gene GJB6, duas são consideradas mais prevalentes, sendo elas del(GJB6- D13S1830) e del(GJB6-D13S1854).

Del Castillo et al. (2002) descobriram uma nova mutação no gene GJB6 relacionada às perdas auditivas decorrentes de mutações em apenas um alelo do GJB2. Sendo assim, existiriam indivíduos duplamente heterozigotos para mutações distintas nos genes GJB2 e GJB6 com fenótipo de perda auditiva. Uma hipótese para tal situação é a existência de um elemento regulador essencial para a expressão do gene GJB2 na orelha interna. Este elemento hipotético estaria localizado a montante dos genes GJB2 e GJB6 e sua deleção suprimiria o nível de expressão do GJB2 o suficiente para produzir um fenótipo de perda auditiva. Uma interpretação alternativa é que a deleção no GJB2 inativaria um segundo gene, cuja proteína codificada estivesse funcionalmente associada à conexina 26. Evidências experimentais suportam a hipótese de que o GJB6 seja esse segundo gene, pelos motivos que seguem: 1) a conexina 26 e a conexina 30 se expressam

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nas mesmas estruturas da orelha interna em ratos; além disso, ambas as proteínas foram encontradas na parede lateral do órgão de Corti em fetos humanos de 22 semanas; 2) a conexina 26 e a conexina 30 podem se ligar para formarem canais intercelulares do tipo gap; 3) a mutação no GJB6 foi reportada numa família com perda auditiva autossômica dominante; 4) três indivíduos com perda auditiva e comprometimento do GJB6, porém alelos intactos no GJB2. De modo geral, este estudo demonstrou a concepção de que o locus DFNB1 é complexo e contém dois genes (GJB2 e GJB6), cuja perda de quaisquer dois de seus quatro alelos resultaria em perda auditiva. Concluíram, ainda, que os achados sugeriam que a deleção del(GJB6-D13S1830) é a segunda causa genética mais frequente (depois da c.35delG/GJB2) de perda auditiva pré-lingual não sindrômica na população da Espanha.

Em um estudo multicêntrico, envolvendo nove países, a prevalência da mutação del(GJB6-D13S1830) variou entre 5,9 a 9,7%, (Del Castillo et al., 2003). Outros estudos consideraram a frequência dessas deleções no gene GJB6 variando entre 5 e 15% em indivíduos com apenas um alelo mutado no gene GJB2 (Batissoco et al., 2009).

Estudos de expressão gênica sugeriram que os genes GJB2 e GJB6 exerceriam função similar na cóclea, mas essa possível redundância de função das duas proteínas codificadas por esses genes, parece ter sido excluída por um estudo que supôs que a total falta da proteína GJB6 (caráter homozigoto) resultaria num fenótipo de perda auditiva severa. Hipóteses surgiram para explicar os mecanismos subjacentes ao fenótipo de perda auditiva. A primeira sugere um efeito digênico puro, já que a remoção de duas partes de GJB6 ou uma parte de GJB6 e uma parte de GJB2 resultaria em número insuficiente de connexons para o correto transporte dos íons de potássio. A segunda hipótese sugere expressão diminuída do alelo GJB2 normal, visto que a deleção removeria elementos regulatórios específicos para a cóclea e/ou alteraria a conformação da cromatina, resultando numa função

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deficiente ou nula do alelo GJB2 e a perda auditiva seria proveniente de déficit apenas do gene GJB2. A terceira e última seria uma combinação de ambas (Pallares-Ruiz et al., 2002).

Piatto et al. (2005a) resumiram, com primazia, a fisiologia molecular da audição. É sabido que, após o estímulo sonoro, a energia mecânica do som é transformada em energia elétrica nas células ciliadas externas da cóclea. O som movimenta, por vibração, o estribo e, este, a janela oval, fazendo circular o líquido (endolinfa) que banha as células ciliadas externas. Os estereocílios são microvilosidades especializadas constituídas de actina e revestidas de miosina; projetam- se no ápice das células ciliadas externas e oscilam em resposta a este movimento, permitindo a abertura dos canais de transdução, existentes nos mesmos. Esta abertura provoca a passagem do potássio da endolinfa para as células ciliadas externas e internas, despolarizando, assim, a membrana celular e ativando os canais de cálcio da membrana. Esse influxo de cálcio provoca a liberação de vesículas, contendo neurotransmissores, nos terminais sinápticos do nervo vestíbulo-coclear (VIII par craniano). Dessa forma, as células ciliadas, após o estimulo sonoro, estão hiperpolarizadas e com alta concentração de potássio intracelular, e, para que nova excitação dessas células seja possível, o potássio deve ser removido. A remoção desses íons das células ciliadas para as células de sustentação e, destas para a endolinfa, é feita por meio de comunicações intercelulares especializadas, chamadas de junções comunicantes ou do tipo gap. As conexinas 26, 30 e 31 são responsáveis pela codificação dessas junções. Elas codificam subunidades de proteínas que formam canais intercelulares na membrana plasmática para transportar líquidos e pequenas moléculas. O conjunto de seis subunidades de conexina forma um hemicanal, chamado de “connexon”, e o encaixe de dois “connexons”, a partir de células adjacentes, estabelece a junção comunicante ou do tipo gap (Tekin et al., 2001).

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A reciclagem do potássio e a manutenção do equilíbrio da endolinfa devem ser entendidas para que se saiba como as mutações genéticas, principalmente nos genes GJB2 e GJB6, podem ocasionar perdas auditivas.

Em resumo, a reciclagem do potássio na escala média da cóclea se inicia quando sua entrada estimula as células ciliadas que vão removê-lo, via canal de potássio (codificado pelo gene KCNQ4). Estes íons passam, então, através da rede de junções comunicantes de células adjacentes ao ducto coclear e estria vascular, na parede lateral do ducto, e, em seguida, são bombeados para as células estriadas com a ajuda da bomba Na-K-Cl (codificada pelo gene Slc12a2 - sodium/potassium/chloride transporters) e voltam à endolinfa via canais iônicos (codificados por produtos dos genes KVLQT1 e KCNE1). Esse mecanismo todo é regido por proteínas codificadas por diferentes genes e uma mutação, em qualquer um destes genes, pode desestruturar esse equilíbrio perfeito, provocando perda auditiva, indicando que o funcionamento correto do equilíbrio iônico nas células ciliadas é essencial para manter a audição (Steel, 2000).

A seguir serão citadas as principais proteínas envolvidas na fisiologia da audição e as mutações conhecidas que podem acometer os genes que as codificam (Piatto et al., 2005a).

Entre as proteínas que atuam diretamente nas células ciliadas estão as Miosinas que se dividem em 16 classes. Elas são proteínas motoras responsáveis pela expansão da membrana citoplasmática nos movimentos das vesículas sinápticas e no sinal de transdução das células ciliadas externas e internas.

A Miosina VIIA é codificada pelo gene MYO7A, localizado no cromossomo 11, e se expressa nos estereocílios, próximo à junção das células ciliadas e de sustentação. Mutações nesse gene são responsáveis por perda auditiva profunda de caráter autossômico recessivo - DFNB2 e também de caráter autossômico dominante -

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DFNA11. Quando essas mutações atingem as células retinianas, o fenótipo caracteriza a Síndrome de Usher Tipo1B (USH1B). Os estudos que demonstraram que uma mutação no gene MYO7A pode causar DFNB2, DFNA11 e USH1B foram os primeiros a exemplificar que um único gene pode determinar a perda auditiva, tanto sindrômica quanto não sindrômica.

A Miosina XV é codificada pelo gene MYO15, localizado no cromossomo 17, e se expressa restritamente nas células ciliadas. Mutações nesse gene determinam DFNB3 (Lubianca Neto; Kurc, 2012).

O gene MYO6, localizado no cromossomo 6, codifica a Miosina VI e mutações nele determinam DFNA22 e DFNB37.

Por fim, a Miosina III é codificada pelo gene MYO3A, presente no cromossomo 10. A DFNB30 acontece quando mutações ocorrem neste gene.

Outra proteína, atuante nas células ciliadas, é a Harmonina codificada pelo gene USH1C, localizado no cromossomo 11. Mutações nesse gene podem causar DFNB18 e USH1C.

A Vilina, proteína codificada por um gene de mesmo nome, presente no cromossomo 9, quando mutante, é responsável pela DFNB31.

A Caderina-23 é codificada pelo gene CDH23, localizado no cromossomo 10. Ela se expressa em ambas as células ciliadas da cóclea e, mutações neste gene, foram detectadas em indivíduos com DFNB12 e USH1D.

No cromossomo 5, o gene DIAPH1 (protein diaphanous homolog 1) ou HDIA1 (anti-diaphanous 1) codifica a proteína Diáfano-1, encontrada nas células ciliadas e de sustentação externas. Mutações nesse gene ocasionam a DFNA1.

O gene KCNQ4, mapeado no cromossomo 1, codifica uma proteína de mesmo nome, expressa nas células ciliadas externas e internas e é responsável pela passagem do potássio dessas células para

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as de sustentação. Famílias com DFNA2 demonstraram mutações nesse gene.

A Otoferlina é codificada pelo gene OTOF, encontrado no cromossomo 2. Mutação neste gene causa DFNB9.

O cromossomo 5 abriga o gene POU4F3 que codifica proteína de igual nomenclatura e determina DFNA15, quando mutante.

Outro grupo de proteínas apresenta expressão nas células não sensoriais da cóclea. As conexinas fazem parte desse grupo e, dentre elas estão as conexina 26, 31 e 30, responsáveis pela remoção do potássio das células ciliadas para as de sustentação, por meio das junções do tipo gap, como explicado anteriormente. Uma mutação, em qualquer gene codificador de uma dessas proteínas, impede a perfeita formação dessa junção, prejudicando a reciclagem do potássio e a manutenção do equilíbrio da endolinfa, causando, assim, perda auditiva.

Uma análise da base de dados do genoma humano identificou 20 genes codificadores de conexinas. Apesar de mutações no gene que codifica a Cx26 (GJB2) representarem grande proporção de casos de perdas auditivas em cada população testada, quatro outras conexinas (Cx30, Cx31, Cx32 e Cx34) também foram relacionadas a perdas auditivas sensorioneurais sindrômicas ou não (Martinez et al., 2009). A expressão da conexina 26 foi demonstrada na orelha interna humana na estria vascular, membrana basal e proeminência espiral da cóclea (Lefebvre; Van de Water, 2000).

O gene PDS (phytoene desaturase), localizado no cromossomo 7, codifica a Pendrina e mutações nele ocasionam tanto a Síndrome de Pendred quanto DFNB4.

O gene CLDN14, mapeado no cromossomo 21, codifica a Claudina-14, expressa nas células ciliadas e nas de sustentação. Mutações nesse gene determinam DFNB29.

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A proteína Coclina, codificada pelo gene COCH localizado no cromossomo 14, é a envolvida na DFNA9, quando há mutações nesse gene. Estas podem também estar implicadas como causadoras de sintomas da Doença de Ménière.

O gene EYA4, presente no cromossomo 6, codifica a proteína de mesmo nome e, quando mutado, expressa a DFNA10.

Já o gene POU3F4, mapeado no cromossomo X, codifica a proteína também chamada POU3F4 e mutações nele ocasionam a primeira forma de perda auditiva não sindrômica ligada ao X descrita, a DFN3. Seu fenótipo é único, já que se trata de perda auditiva condutiva. Existem ainda proteínas que se expressam na membrana tectorial. Entre elas estão o Colágeno XI, codificado pelo gene COL11A2, no cromossomo 6. Mutações neste gene ocasionam tanto DFNA13 quanto a Síndrome de Stickler Tipo 2.

Outra proteína, expressada na membrana tectorial, é a Alfa- tectorina, codificada pelo gene TECTA, mapeado no cromossomo 11. Mutações nesse gene causam dois tipos de perdas auditivas autossômicas dominantes, a DFNA8 e DFNA12, e uma forma autossômica recessiva, a DFNB21.

O gene TMPRSS3 é responsável pela DFNB10 e pela DFNB8, quando mutado (Lubianca Neto; Kurc, 2012).

Alterações no DNA mitocondrial também são responsáveis por perdas auditivas. Essas são sempre transmitidas pela mãe, para ambos os sexos e podem ser sindrômicas ou não.

Petit (2006) classificou as perdas auditivas moleculares de outra