Utilize este identificador para referenciar este registo: http://hdl.handle.net/10400.18/1238
Título: Genética molecular das Perturbações do Espectro do Autismo: Análise de variantes estruturais
Autor: Isabel Neto Coelho, Joana
Orientador: Vicente, Astrid Moura
Dias, Deodália Maria Antunes
Palavras-chave: Perturbações do Espectro do Autismo
Mapeamento Genético
Caracterização de Variantes
Sequenciação Genómica
Perturbações do Desenvolvimento Infantil e Saúde Mental
Data de Defesa: 18-Dez-2012
Resumo: As Perturbações do Espectro do Autismo (PEA) são um grupo de doenças com uma forte etiologia genética que afectam o neurodesenvolvimento, caracterizando-se por dificuldades na interação social e comunicação e comportamentos repetitivos e estereotipados, sendo o seu diagnóstico baseado nos critérios presentes nos manuais de diagnóstico, como o DSM-V (Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders). AS PEA tem uma elevada prevalência, o que torna importante o seu estudo genético, tendo já sido executados estudos em gémeos e famílias, análises citogenéticas, estudos de Linkage e de Associação, sequenciação de genes candidatos e do exoma e análise de variantes estruturais (Copy Number Variants, CNV). O principal objetivo deste trabalho foi a identificação de CNV patogénicos e loci de suscetibilidade para o autismo. Para isso, foram analisados os CNV identificados no rastreio genómico efetuado pelo Autism Genome Project (AGP), sendo realizada a validação de alguns dos CNV e identificados os seus pontos de quebra, sendo analisados os genes candidatos presentes e estabelecida uma relação entre o fenótipo clinico das crianças e os genes duplicados ou deletados. Nos CNV que se concluiu serem herdados foi, também, analisado o padrão de transmissão dos CNV herdados e feita uma correlação do seu conteúdo génico com traços autistas dos familiares. Foram ainda estudados os potenciais mecanismos que poderão estar na base do fenótipo de autismo. No decorrer do estudo, foram inicialmente escolhidos os CNV com base no seu tamanho e conteúdo génico, presentes nos cromossomas 3p22.1-22.2, 9q31.1, 11q14.3, 16p13.11-13.12 e 20p13. Para validar estes CNV, foi usada a técnica de PCR quantitativo em tempo real (Quantitative Real Time PCR, qPCR), sendo validadas duas duplicações, uma presente na zona 3p22.1-22.2, como sendo herdada do pai e outra na zona 20p13, que se verificou ser herdada da mãe. Foram ainda validadas as deleções existentes na banda 9q31.1, como sendo de novo e na banda 16p13.11-13.12, herdada numa das crianças e de novo noutra. A deleção na banda 11q14.3 revelou ser um falso positivo em dois indivíduos. Os pontos de quebra foram identificados nos CNV presentes nas regiões 9q31.1 e 20p13, com recurso a técnica de PCR de cadeia longa (Long Range PCR, LR-PCR). Alem disso, foi realizado um rastreio populacional da duplicação na região cromossómica 9q21.13, em 104 casos de autismo e 265 controlos e foi identificado um novo caso com esta duplicação, tendo sido sequenciados os seus pontos de quebra. Na análise do fenótipo clinico e da história familiar de cada criança com estes CNV, observou-se uma grande hetrogeneidade clinica das PEA, a nível da presença de deficiência mental e dos atrasos do desenvolvimento motor e da linguagem e, alguns deles, tinham uma história familiar de doenças psiquiátricas ou atrasos cognitivos. Depois da análise do padrão de transmissão dos CNV nas famílias em que este era herdado, pode-se concluir que ocorria uma co-segregação com traços autistas ou psicopatologias no individuo que transmite o CNV, em duas das famílias estudadas. Foi ainda realizada uma relação dos fenótipos das crianças com os genes afetados pelos CNV, concluindo-se que a maioria deles continha genes relacionados com o mecanismo de transmissão sináptica ou apresentavam funções importantes relacionadas com o desenvolvimento e plasticidade neuronais, como os genes ANXA1, SCN11A, MOBP, SLC44A1, GRIN3A, NDE1, NTNA1, PDYN, SIRPA. Futuramente e importante identificar um maior número de genes associados as PEA e os mecanismos moleculares envolvidos nesta patologia, o que será possível com o desenvolvimento das técnicas de sequenciação, que permitem identificar mutações genéticas significativas o autismo. Isto poderá permitir a descoberta de novos alvos terapêuticos, bem como o desenvolvimento de um teste genético para o diagnóstico molecular de autismo.
[eng] Autism Spectrum Disorders (ASD) are a group of conditions, with a strong etiology and they consist in a syndrome that affects neurodevelopment. They are characterized by impairments in social interaction and communication and presence of restricted and repetitive behaviours and their diagnostic is based in the diagnostic criteria present in the DSM-V. They have a high prevalence, wich means that it is important their genetic study, wich is based in studies in twins and families, cytogenetic analyses, linkage and association studies, candidate gene and exome sequencing and CNV analysis. The central objective of this work was the identification of pathogenic CNV and susceptibility loci for autism. There were analysed the CNV identified in the AGP genomic screen, with the validation and breakpoint identification of these CNV, the analysis of the candidate genes present, and the establishement of a relation between the clinical phenotype and the duplicated or delected genes. It was also analysed the transmission pattern of the heritable CNV, making a correlation with the autistic traces in the family members and studied the potential mechanisms in wich the autism phenotype is based. In this study, the CNV were chosen based on their size and genetic characteristics and there were chosen the CNV present in the regions 3p22.1-22.2, 9q31.1, 11q14.3, 16p13.11-13.12 e 20p13. To validate the CNV, we used the qPCR technique and there were validated two duplications, one inherited from the father in 3p22.1-22.2, and one in 20p13, inherited from the mother. Three deletions were also validated, one in the 9q31.1, appearing de novo and one in the 16p13.11-13.12 region, that was de novo in one child and inherited from the mother in the other one. It was also identified a false positive in the 11q14.3 in two individuals. The breakpoints were sequenced with the technique LR-PCR, in two CNV, 9q31.1 and 20p13. Furthermore, we have done a genomic screen of the 9q21.13 duplication, in 104 cases and 265 controls and it was identificated a new case with this duplication and the ponto de quebras were sequenced. Then, we realized a detailed analysis of the clinical phenotype and family history of the children with these CNV, wich conducted to the ASD clinical heterogeneity, presenting mental retardation e impairements in the motor development and of the language and, some of them, have a family history of psychiatric illness or cognitive impairements. We also analysed the transmissiona pattern of the heritable CNV, wich lead to the conclusion that there was a co-segregation with the autistic traits or pshycopatologies in the individual that transmitted the CNV, in two of the families. We also stablish a relation between the phenotype of the autistic children and the genes present in the CNV, that were, most of them, related to the synaptic transmission or have important functions in the neuronal development and plasticity, like ANXA1, SCN11A, MOBP, SLC44A1, GRIN3A, NDE1, NTNA1, PDYN, SIRPA. In future studies, it is important to identificate more genes associated to ASD and the mechanisms envolved, wich will be possible with the development of the sequencing techniques, that allow the identification of significative mutations to autism. This will allow the identification os novel therapeutical targets and the design of a genetic test,that could be involved in autism diagnostic.
Descrição: Dissertação de Mestrado em Biologia Humana e Ambiente apresentada à Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, 2012.
Dissertação defendida e aprovada em 18 de Dezembro de 2012.
Trabalho de investigação realizado no Departamento de Promoção da Saúde e Prevenção de Doenças não Transmissíveis, do Instituto Nacional de Saúde Doutor Ricardo Jorge, IP, Grupo de Neurogenética e Saúde Mental (Setembro 2011 – Setembro 2012).
Astrid Moura Vicente: Departamento de Promoção da Saúde e Prevenção de Doenças não Transmissíveis, do Instituto Nacional de Saúde Doutor Ricardo Jorge, IP
URI: http://hdl.handle.net/10400.18/1238
Versão do Editor: http://repositorio.ul.pt/handle/10451/7617
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