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Heranças Multifatoriais Heranças Multifatoriais PROFa. Janaina Rosa Heranças Multifatoriais Heranças Multifatoriais A genética clássica abriu as portas para o conhecimento das heranças multifatoriais, que caracterizadas pela interação complexa de múltiplos genes e fatores ambientais na determinação de características. Os padrões de herança mendeliana crucial nadesempenharam um papel compreensão dos erros inatos do metabolismo, na investigação da genética do câncer e no desenvolvimento contínuo de ferramentas moleculares de estudos gênicos. ERROS INATOS DO METABOLISMO (EIM) ERROS INATOS DO METABOLISMO (EIM) Os Erros Inatos do Metabolismo (EIM) são doenças genéticas raras causadas por defeitos em proteínas, geralmente enzimas, que comprometem o metabolismo. Isso leva ao acúmulo de substâncias tóxicas no organismo e pode afetar diversos órgãos, especialmente o cérebro, causando deficiência intelectual. O termo foi introduzido em 1908 por Archibald Garrod, e atualmente já são conhecidas mais de 1000 doenças desse tipo. Os EIM representam cerca de 10% das doenças genéticas. Com base em discussões com o defensor de Mendel, William Bateson, Garrod deduziu que a alcaptonúria é um distúrbio recessivo. ERROS INATOS DO METABOLISMO (EIM) ERROS INATOS DO METABOLISMO (EIM) O diagnóstico pode ser feito pela triagem neonatal (teste do pezinho). No Brasil, esse programa foi criado em 2001 com 6 doenças e ampliado em 2021 para mais de 50. No entanto, essa ampliação ainda não foi totalmente implementada em todos os estados. CLASSIFICAÇÃO DE EIM CLASSIFICAÇÃO DE EIM Os EIM podem ser divididos em duas categorias. A categoria 1 está relacionada a modificações que impactam um único sistema orgânico, como o sistema imunológico, ou apenas um órgão específico, como os rins. Categoria 2 engloba um conjunto de doenças em que o defeito bioquímico afeta uma via metabólica compartilhada por diversos órgãos, como as doenças lisossomais, ou é restrito a um único órgão, porém com manifestações sistêmicas, como acúmulo de amônia no sangue devido a defeitos no ciclo da ureia, chamado hiperamonemia; ou ainda acumulo de fenilalanina causando a fenilcetonúria. FENILCETONÚRIA (PKU) - EIM FENILCETONÚRIA (PKU) - EIM A fenilalanina hidroxilase (PAH) converte fenilalanina (tóxica) em tirosina (não tóxica). Mutações no gene PAH causam fenilcetonúria (PKU), levando ao acúmulo de fenilalanina no organismo. Consequências: Distúrbio mental Convulsões Hiperatividade Diagnóstico: Inicial: aumento de fenilalanina no plasma Confirmação: testes moleculares (PCR e sequenciamento) GENÉTICA DO CÂNCER GENÉTICA DO CÂNCER O câncer é uma caracterizada pela neoplasia proliferação maligna celular descontrolada e capacidade de metástase, resultante do desequilíbrio entre o ciclo celular e a apoptose. Para esse tumor ser considerado um câncer, ele deve ser maligno, ou seja, ele deve ser capaz de invadir os tecidos vizinhos, podendo até mesmo disseminar para locais distantes, o que configura a metástase. GENÉTICA DO CÂNCER GENÉTICA DO CÂNCER Genes normais que estimulam o crescimento celular. Quando sofrem mutações de "ganho de função", tornam-se oncogenes, promovendo a oncogênese de forma dominante. As mutações podem afetar genes de duas categorias principais: Proto-oncogenes Genes Supressores Atuam como "freios" do ciclo celular e guardiões do genoma. Mutações de "perda de função" eliminam o controle sobre a proliferação e a integridade do DNA. ONCOGENES E GENES SUPRESSORES ONCOGENES E GENES SUPRESSORES Genes supressores de tumor e proto-oncogenes produzem proteínas que regulam o ciclo celular. Os genes supressores de tumor são normalmente reguladores negativos do ciclo celular; quando sua função é perdida, eles não conseguem mais impedir o crescimento descontrolado. Os proto-oncogenes reguladores positivos do são ciclo celular. Quando sofrem mutações que aumentam sua função, podem causar divisão celular descontrolada. (Cancer genes by Melissa Hardy is used under a Creative Commons Attribution-NonCommercial license. Created with BioRender.com). https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/ https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/ https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/ https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/ https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/ http://biorender.com/ GENÉTICA DO CÂNCER GENÉTICA DO CÂNCER Característica Proto-oncogenes (Acelerador) Genes Supressores Tumorais (Freio) Função Normal Estimulam a divisão e crescimento celular. Inibem a divisão; reparam DNA; induzem apoptose. Quando sofre mutação Torna-se um oncogene (acelerador travado no "on"). Torna-se inativo (freio quebrado). Efeito da Mutação Ganho de função (hiperatividade). Perda de função (inativação). Tipo de Mutação Dominante (basta 1 alelo mutado). Recessivo (geralmente precisa inativar os 2 alelos). Exemplos RAS, MYC, HER2 p53, BRCA1, BRCA2, Rb FERRAMENTAS MOLECULARES NA DETECÇÃO DE ANOMALIAS GENÉTICAS FERRAMENTAS MOLECULARES NA DETECÇÃO DE ANOMALIAS GENÉTICAS A REAÇÃO EM CADEIA DE POLIMERASE (PCR) é uma técnica de biologia molecular destinada à amplificação exponencial de sequências específicas de DNA ou RNA, permitindo sua obtenção em quantidade suficiente para análise laboratorial. O método baseia-se em ciclos térmicos repetitivos compostos por três etapas: desnaturação, com separação das fitas de DNA; anelamento, no qual primers específicos se ligam à região alvo; e extensão, realizada por uma DNA polimerase termoestável, como a Taq polimerase, responsável pela síntese das novas fitas. FERRAMENTAS MOLECULARES NA DETECÇÃO DE ANOMALIAS GENÉTICAS FERRAMENTAS MOLECULARES NA DETECÇÃO DE ANOMALIAS GENÉTICAS VÍDEO SOBRE PCR: https://www.youtube.com/watch?v=ViCYwjzBZGs https://www.youtube.com/watch?v=ViCYwjzBZGs FERRAMENTAS MOLECULARES NA DETECÇÃO DE ANOMALIAS GENÉTICAS FERRAMENTAS MOLECULARES NA DETECÇÃO DE ANOMALIAS GENÉTICAS Eletroforese em Gel Separação de fragmentos de DNA por tamanho e carga elétrica. O DNA migra para o polo positivo; fragmentos menores movem-se mais rapidamente, permitindo a análise precisa dos produtos da PCR. FERRAMENTAS MOLECULARES NA DETECÇÃO DE ANOMALIAS GENÉTICAS FERRAMENTAS MOLECULARES NA DETECÇÃO DE ANOMALIAS GENÉTICAS Sequenciamento de DNA Determinação da ordem exata dos nucleotídeos. Inclui o Método de Sanger (terminadores fluorescentes) e (sequenciamento em larga o NGS escala), mutaçõesessenciais para identificar gênicas. APLICAÇÕES DAS FERRAMENTAS MOLECULARES APLICAÇÕES DAS FERRAMENTAS MOLECULARES Erros Inatos do Metabolismo Detecção de mutações em genes específicos (ex: gene PAH na Fenilcetonúria) via PCR e sequenciamento, permitindo confirmação diagnóstica precoce. Oncologia Identificação de amplificações (ex: HER2 no câncer de mama) para guiar terapias-alvo e estratificação de subtipos tumorais (Luminal, Triplo Negativo). Monitoramento Clínico Análise quantitativa de biomarcadores para avaliar a eficácia do tratamento e detectar recorrências precocemente. Conclusão Conclusão As heranças multifatoriais representam a fronteira da medicina moderna, onde a compreensão da interação entre múltiplos genes e o ambiente é crucial. A integração de ferramentas moleculares como PCR e Sequenciamentos, permite diagnósticos precisos e terapias personalizadas, transformando o manejo de EIM e neoplasias. Referências NUSSBAUM, R. L.; MCINNES, R. R.; WILLARD, H. F. Thompson & Thompson: Genética Médica. 8. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2016. SNUSTAD, D. P.; SIMMONS, M. J. Fundamentos de Genética. 7. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017. Slide 1: Heranças Multifatoriais Slide 2: Heranças MultifatoriaisSlide 3: ERROS INATOS DO METABOLISMO (EIM) Slide 4: ERROS INATOS DO METABOLISMO (EIM) Slide 5: CLASSIFICAÇÃO DE EIM Slide 6: FENILCETONÚRIA (PKU) - EIM Slide 7: GENÉTICA DO CÂNCER Slide 8: GENÉTICA DO CÂNCER Slide 9: ONCOGENES E GENES SUPRESSORES Slide 10: GENÉTICA DO CÂNCER Slide 11: FERRAMENTAS MOLECULARES NA DETECÇÃO DE ANOMALIAS GENÉTICAS Slide 12: FERRAMENTAS MOLECULARES NA DETECÇÃO DE ANOMALIAS GENÉTICAS Slide 13: FERRAMENTAS MOLECULARES NA DETECÇÃO DE ANOMALIAS GENÉTICAS Slide 14: FERRAMENTAS MOLECULARES NA DETECÇÃO DE ANOMALIAS GENÉTICAS Slide 15: APLICAÇÕES DAS FERRAMENTAS MOLECULARES Slide 16: Conclusão