Identificada uma mutação genética por trás doença de Parkinson esporádica

April 20, 2016 - Usando um novo método, os pesquisadores Whitehead Institute determinaram como uma mutação não-codificante identificada em estudos de associação do genoma (GWAS, do inglês genome-wide association studies) pode contribuir para a doença esporádica de Parkinson (DP). A abordagem poderá ser utilizada para analisar os resultados GWAS para outras doenças esporádicas com causas genéticas, tais como a esclerose múltipla, diabetes e cancro.

"Esta é realmente a primeira vez que variantes de risco destacadas por GWAS levam a um entendimento mecanicista e molecular que aponta para o nucleotídeo e como uma mutação pode contribuir para o risco de desenvolver a doença", diz o membro fundador Rudolf Jaenisch do Whitehead, que também é professor de biologia no MIT.

Cerca de 90% dos casos de PD são esporádicos; isto é, causado por interações complexas entre os fatores de risco genéticos e ambientais comuns. Pelo fato de que os cientistas têm tido dificuldades em analisar essas interações, a maioria das pesquisas tem se concentrado em formas familiares raras da doença. O GWAS, que identifica mutações comuns que aumentam o risco de desenvolver uma condição particular, têm sido utilizado para estudar DP esporádica, e outras condições complexas, com sucesso limitado.

Os GWAS são semelhantes aos mapas do tesouro genômicos que ostentam centenas ou milhares de X que marcam os locais gerais de mutações que podem ser fatores de risco para uma determinada condição. No entanto, o GWAS não revela os locais específicos de mutações potencialmente patogénicas, nem indica como um X em um mapa genômico, se de todo, de uma doença. Por exemplo, na doença de Parkinson esporádica, múltiplos pontos GWAS do gene alfa-sinucleína (SNCA) indicam como um dos mais fortes locais de risco em genomas dos pacientes, ainda assim o GWAS contêm pouca informação sobre o mecanismo de como este gene é desregulado em pacientes com DP esporádica.

Para ver se os elementos reguladores do gene distante no mesmo cromossomo, carregando SNCA poderiam afetar os níveis celulares de alfa-sinucleína, uma equipe de pesquisadores liderada por Frank Soldner, pesquisador sênior no laboratório de Jaenisch, investigou duas variantes de risco de sinalização GWAS localizados em um suposto potenciador SNCA. Seus resultados são descritos on line esta semana na revista Nature.

A equipe usou (CRISPR, do inglês clustered regularly-interspaced short palindromic repeats) / para editar as mutações em células-tronco pluripotentes humanas isogênicas. Ao alterar a variante genética em apenas um cromossoma, o outro cromossoma permanece inalterado e atua como um controle interno. Este método permite aos cientistas mensurar efeitos muito sutis com confiança muito alta, ao eliminar o efeito de quaisquer modificações genéticas ou epigenéticas e variações relacionadas à cultura de células que poderiam ocorrer durante o experimento.

"Nosso método aborda uma lacuna essencial do GWAS usando as correlações produzidas por GWAS, você não consegue distinguir o efeito entre duas variantes que são muito próximos no genoma", diz Soldner, que é o principal autor do artigo da Nature. "Essa proximidade física significa que eles vão sempre co-segregar durante a herança, que é por isso que nós tivemos que fazer o que fizemos-modificando e analisando cada variante de forma independente, mantendo o resto do genoma completamente constante."

Depois de diferenciar as células em neurônios, os cientistas observaram as mudanças na expressão SNCA. Embora uma das mutações não tenha nenhum efeito, o outro, que liga um nucleótido de um A para um G, ligeiramente mas significativamente aumenta a produção de alfa-sinucleína. Quando comparado com a produção de alfa-sinucleína reforçada na forma familiar da doença, o efeito modesto criado pela mutação de A a G, seria suficiente ao longo de um tempo de vida para aumentar o risco de DP, de acordo com Soldner.

Para ver como a mutação afeta a produção de alfa-sinucleína, os investigadores identificaram dois fatores de transcrição que se ligam ao potenciador que transporta a mutação. Quando o potenciador não é mutado, os fatores de transcrição ligam-se a isso, que suprime a SNCA. Se o intensificador tem a mutação G, os fatores de transcrição são incapazes de se ligar ao potenciador, e a SNCA é ativada.

A maioria das doenças genéticas são esporádicas e causadas por uma combinação de mutações.
Jaenisch diz que o método que identificou a mutação de ponto único em intensificador da SNCA poderia ser usado para identificar genes adicionais patogénicos para a DP esporádica e peneirar o GWAS arremetendo para outras doenças, incluindo a doença de Alzheimer, cancro, diabetes e esclerose múltipla. Original em inglês, tradução Google, revisão Hugo. Fonte: Medical Xpress.