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Doenças Genéticas 1º Ano – 2º Semestre Elaborado por: Joana Marques 2010/2011 1 Introdução Olá mais uma vez! Desta vez aventurei-me pela genética. O pedido para a elaboração desta sebenta surgiu no face- book. Claro que exposta a tantos olhares não poderia negar a tentadora proposta da Pipoca para fazer esta pequena “sebenta”, ainda por cima com o encorajamento de 7 likes (ena tantos) e uns quantos post’s a perguntar se isto saía. Acho que isto não se poderá chamar de facto sebenta, já que não explica matéria nem descreve aulas. Aventurei-me nisto e espero que ajude. A tabela das doenças das TP’s foi feita a partir dos power- points que os meus queridos colegas partilharam. Decidi ainda juntar uma lista de conceitos genéticos… A minha professora passava a vida a insistir com aquilo e, sinceramente, começava a baralhar aquilo tudo. Estando tudo mais juntinho espero que seja mais fácil para comparar e esclarecer conceitos! No final tem uma tabela resumida (se calhar demasiado até) com as doenças abordadas nas teóri- cas. Acrescentei algumas coisas a uma tabela que a Aninhas me enviou (obrigada!). Espero que não encontrem erros… Muito boa sorte para todos! Joana Marques 2 Conceitos Genéticos Doenças genéticas Autossómicas Dominantes - doenças que se manifestam na presença de apenas um alelo mutado, ou seja, em indivíduos heterozigóticos. A árvore genealógica desta doença caracteriza-se pela sua presença em todas as gerações. Pais saudáveis não têm filhos doentes. Autossómicas Recessivas - doenças que se manifestam apenas na presença dos dois alelos mutados, ou seja, em homozigotia. A árvore genealógica desta doença caracteriza-se por existirem algumas gerações sem nenhum indivíduo afectado. Pais saudáveis poderão ter filhos doentes. Ligadas ao Y - estão presentes apenas em indivíduos do sexo masculino. São transmitidas apenas de pai para filho. Ligadas ao X - a manifestação de doenças deste tipo será diferente nos dois sexos: na mulher comporta-se como uma doença autossómica; no homem, quando a mutação está presente irá manifestar-se a doença (poderá ser influenciado pela penetrância, claro). Assim, o homem apresenta uma incidência superior à mulher. De que forma a mulher pode expressar a doença? -Homozigotia (terá que ter um pai afectado e uma mãe portadora); -Lionização (o silenciamento dos cromossomas poderá ser desfavorável); -Sindrome de Turner (uma vez que só possui um cromossoma, terá um comportamento semelhante ao que ocorre no sexo masculino. -Dissomia (há duplicação da informação genética, logo, a mutação também se encontra duplicada) -Translocação seguida de lionização. Tipos de Dominância: Simples ou completa – quando apenas a presença de um alelo provoca o aparecimento da doença. Incompleta ou parcial – os indivíduos heterozigóticos apresentam um fenótipo intermédio, podendo tam- bém ser assintomáticos. Os indivíduos homozigóticos apresenam a expressividade total. Co-dominância – num indivíduo heterozigótico os alelos são expressos na mesma quantidade. Negativa - alelo mutante interfere na acção do alelo normal. Tipos de doenças (de acordo com a função): Amórficas – o alelo não produz o produto. Hipomórficas – o alelo origina quantidade ou actividade reduzida do produto. Hipermórficas – o alelo origina quantidade ou actividade acrescida do produto. Neomórficas – o alelo origina uma nova actividade ou produto. Antimórfico – o alelo cuja actividade ou produto é antagonista da actividade do produto normal. Letais Homozigotia letal – em grande parte das dominâncias completas não existe indivíduos homozigóticos para a mutação. Isto porque a homozigotia é incompatível com a vida. Haplossuficiência – característica das doenças recessivas. Um alelo saudável assegura que o indivíduo seja saudá- vel. Haploinssuficiência – característica de doenças dominantes. A existência de um alelo mutado não é suficiente para satisfazer as necessidades do organismo. 3 Mutação de novo - Uma nova mutação que não foi herdada de nenhum dos pais. Mosaicismo – está intimamente relacionado com a lionização, especialmente no caso da mulher. Existem outros tipos de mosaicos somáticos, que derivam de mutações precoces no desenvolvimento e permitam a existência de células com e sem mutação no indivíduo. Dissomia: ocorre quando uma pessoa recebe duas cópias de um cromossoma ou parte de um cromossoma de um dos pais e nenhuma cópia do outro. Prevalência ou Incidência: indica o número de pessoas de uma determinada população afectados pela doença. Permite compreender o quão frequente é a doença. Penetrância: refere-se à quantidade de indivíduos portadores da mutação genética que manifestam a doença. Penetrância incompleta: refere-se à situação em que, num grupo de indivíduos com o mesmo genótipo, alguns não expressam o fenótipo da maioria, ou o fenótipo "que deveriam" Expressividade: Entre aquelas pessoas, nas quais o gene teve seu produto expresso, ocorre uma graduação do fenótipo, ou seja, os efeitos não são sentidos de igual forma em todos os indivíduos. Dependendo do grau do defeito exercido pelo gene, do grau de manifestação clínica e da natureza e da gravidade do fenótipo em si dife- rentes intensidades de apresentações clínicas poderão ser encontradas. Pleiotropismo: refere-se à capacidade de um único gene controlar o aparecimento de alterações em sistemas, tecidos ou células distintas, que não aparentam estar relacionadas. Heterogeneidade genética alélica: refere-se à existência de mutações diferentes no mesmo loci, que provocam o aparecimento da doença. Heterogenidade genética não alélica: refere-se à existência de mutações diferentes, em loci diferentes (por vezes até em cromossomas diferentes) que provocam o aparecimento da doença. Compostos genéticos: presença, num mesmo indivíduo, de mutações distintas. Estas mutações poderão, ao apre- sentar-se simultaneamente resultar na manifestação da doença ou, em alguns casos, resultar no efeito negativo que uma das mutações provocava. 4 Doenças Genéticas (TPs) D o e n ça Mutação (localização e gene) A mutação afecta… Que vai provocar a sintomatologia… Conceitos genéticos que se aplicam… Observações D e fi ci ê n ci a d a α 1 -a n ti -t ri p si n a Doença Autossómica recessiva Atinge o gene da α1-anti- tripsina 14q32.1 A α1-anti-tripsina adquire uma configuração distinta do habitual, inviabilizando a sua saída do fígado e deslo- cação até aos alvéolos. A nível pulmonar, a redução da α1-AT vai provocar difi- culdades em neutralizar as proteases. Isto traduz-se na perda sucessiva da estrutura pulmonar, culminando no enfisema pulmonar. Os doentes aparentam: Falta de ar e fadiga; Doença pulmonar obstrutiva crónica Infecções respiratórias crónicas; A nível hepático, pensa-se que existirá uma lesão decor- rente da acumulação da proteína mutante no fígado. Doente apresenta cirrose e insuficiência hepática. Prevalência: 1:1 500-3 500 Penetrância incompleta. Apresenta pleiotropismo. Apresenta heterogeneidade alélica. Existem mais de 1000 variantes alélicas (polimórfico), sendo a variante ZZ a mais grave. Os vários alelos que existem estabelecem relações de co- dominância (M<S<Z) Tratamento passa por uma terapia de reposição intravenosa da α1-anti- tripsina. Esta doença é muito agravada pela existência de comportamentos de risco, tais como fumar. P olin e u ro p at ia A m ilo id ó ti ca F am ili ar Doença Autossómica Dominante Atinge o gene da transtirre- tina 18q12.1 A transtirretina é produzida no fígado e está envolvida no transporte de lípidos, tiroxina, vitamina A e reti- nol. Quando mutada, decom- põe-se nos seus monóme- ros, provocando a formação de fibrilas amilóides. Polineuropatia periférica: perda de sensibilidade táctil e de dor, perda de destreza motora (uma vez que os depó- sitos amilóides se dão ao nível do sistema nervoso perifé- rico). Perturbações oculares: glaucoma, opacidade vítrea; Disfunção eréctil e urinária; Perturbações gastro-intestinais; Disfunções renais (diminuição da filtração glomerular; Problemas cardíacos (diferentes arritmias, obstruções aurículo-ventriculares). Penetrância=83% Apresenta Pleiotropismo. Heterogeneidade genética alé- lica (estão descritas mais de 80 mutações diferentes). Identificaram-se compostos genéticos em que as mutações de alguma forma “compensam- se” anulando a acção uma da outra. Vulgarmente designada por “Doença do Pézinho”. Indivíduos homozigóticos e heterozi- góticos não apresentam grandes diferenças a nível dos sintomas. Sintomas surgem entre 25-30anos A única forma de tratamento será transplante hepático, uma vez que este é produtor da transtirretina. In to le râ n ci a H e re d it ár ia à Fr u to se Doença Autossómica Recessiva Atinge o gene ALDOB 9q22.3 A mutação reflecte-se na ausência do enzima Aldo- lase-B, tornando-se impos- sível metabolizar a frutose e outros açúcares relaciona- dos. A frutose acaba por se acumular no fígado, rins e intestino delgado. A ausência da aldolase-B conduz à retenção de frutose- 1-P. Este glícido constitui uma importante fonte glicídica e, por isso, conduz a situações de hipoglicémia. Baixo peso para a idade (existe uma aminoacidémia, agravada por lesão dos tubos renais; resulta na origem de doença metabólica óssea e atraso no crescimento. Hepatomegália, e posterior cirrose hepática, uma vez que estes enzimas são tóxicos para as células do fígado pois impede o fosfato esteja disponível para a síntese de ATP. Frutusémia, Hipermagnesémia e hiperuricémia. Naúseas e vómitos. Irritabilidade e convulsões. Prevalência: 1:100 000 (mun- dial) Apresenta pleiotropismo. Heterogeneidade genética alé- lica (descritas mais de 21 muta- ções) Foram descritos alguns com- postos genéticos. Sintomas iniciam-se logo após a criança deixar de mamar. O tratamento passa pela adopção de uma dieta que exclua todos os ali- mentos que contêm frutose. 5 D o e n ça Mutação (localização e gene) A mutação afecta… Que vai provocar a sintomatologia… Conceitos genéticos que se aplicam… Observações D o e n ça d e F ab ry Doença Recessiva ligada ao X. Atinge o gene GLA. X q22.1 O gene codifica a α-galactosi- dase-A. Assim, vai ocorrer a acumulação de galactose e lactosilceramida nos lisosso- mas. Coração: há acumulação em estruturas cardíacas como miocárdio e endocárdio. Assim, podem apre- sentar, angina, fadiga, palpitações, etc. Pele: surgem vários angioqueratomas; Enfraquecimento do rim; Dor neuropática (iniciada nas extremidades); Visão: apresentam a córnea verticillata; Alterações de sudurese Homens apresentam penetrância muito elevada; mulheres apresentam penetrân- cia de 70%, expressivi- dade muito variável. Apresenta pleiotro- pismo. Heterogeneidade genética alélica. Os sintomas surgem na infância/adolescência, com uma esperança média de vida de 41 anos. Tratamento: terapia enzimática de substituição, terapia por chaperone (no caso da mutação se dever ao incorrecto folding da proteína) ou terapia genética. P o rf ír ia A gu d a In te rm it e n te Doença Autossómica Dominante Atinge o gene HMBS 19 q23:3 O gene HMBS codifica um enzima que está envolvida na produção do heme. A acu- mulação do precursor do enzima HMBS vai tornar-se tóxica para o organismo. Nes- te caso, as porfírias acumu- lam-se no fígado. Afecta, principalmente, o sistema nervoso, que vai reflectir-se nos sistemas: Gastro-intestinal: dores abdominais intensas, vómitos, obstipação, diarreia ou distensão abdo- minal. Urinário: micção difícil e distúrbio no sistema renina-angiotensina-aldosterona. Urina fica arro- xeada (existe um grande número de percursores de heme em circulação para tentar repor os níveis, acabando por ser acumulados na urina) Fraqueza muscular, tremores, convulsões; altera- ção dos níveis de consciência, alucinações, etc. Verifica-se ainda um estado de hiponatrémia. Prevalência: 1:10 000 Penetrância: 1:4 Apresenta pleiotropis- mo Existem várias muta- ções registadas, sem maior prevalência de nenhuma efeito fundador e mutação de novo. Homozigotia é incom- patível com a vida, bem como heterozigo- tia dupla. O aparecimento desta doença relaciona-se com a exposição aos factores desencadeadores: fármacos (para problemas cardiovasculares ou respiratórios, ansiolíticos, etc); hormonas (progesterona); dietas hipocalóricas e grandes períodos de jejum; álcool; stress. São mais frequentes nas mulheres do que nos homens, devido às diferenças hormonais. Tratamento passa por evitar os factores desenca- deadores, adoptar uma dieta rica em glícidos, administração de hematinina, com o objectivo de aumentar [heme]. D o e n ça G ra n u lo m at o sa C ró n ic a Poderá ser: Doença ligada ao X. Atinge o gene CYBB. X p 21.1 Doença Autossómica Recessiva. Atinge os genes NCF1 (9q), NCF2 (1q) ou CYBA (16q). A mutação ligada ao X corres- ponde a uma mutação na proteína do citocromo B (60%). Activação é responsá- vel pela captura do O2 e trans- formação em superóxido. A mutação autossómica cor- responde a falhas na síntese das subunidades. Os vários genes codificam subunidades da NADPH Oxi- dase, que vai permitir o burst oxidativo Esta doença é uma imunodeficiência. Os doentes vão, desta forma, apresentar: Várias infecções: da pele, narinas, ouvidos, pul- mões e osso. Gengivite, úlceras aftosas, dermatite seborraica, Artrite reumatóide juvenil ou purulenta Abcessos hepáticos. Inflamação excessiva, com granulomas. Acumulação de macrófagos, sem digestão. Gânglios aumentados Obstruçãso dos tractos GI+GU. Hipergamaglobulinemia. Prevalência: 1:4milhões Penetrância completa. NÃO apresenta Pleio- tropismo. Apresenta mosaicismo (zonas mais susceptí- veis a aftas e erupções cutâneas) Apresenta Heteroge- neidade Alélica e não Alélica. Especialmente sensíveis a infecções bacterianas e fúngicas, não particularmente sensíveis a vírus (os anticorpos circulam em quantidade e qualidade apropriada) As crianças que apresentam esta doença nascem saudáveis e nos primeiros meses começam a desenvolver infecções bacterianas ou fúngicas recorrentes. O sexo masculino será mais afectado pela doença, principalmente através da via de transmissão liga- da ao X. Tratamento passa por administração de antibióti- cos, sendo possível o transplante de medula óssea. 6 D o e n ça Mutação (localização e gene) A mutação afecta… Que vai provocar a sintomatologia… Conceitos genéticos que se aplicam… Observações H o m o ci st in ú ri a Doença Autossómica Recessiva Atinge o gene CBS 21q22.3 Na ausência do enzima cistationina-β-sintase,o metabolismo do ami- noácido metionina é alte- rado, havendo acu- mulação de homocisteína e metioninca no sangue e urina. Ptose do cristalino por luxação (cisteína é fundamen- tal para a formação dos ligamentos da zónula ocular); Atraso no desenvolvimento motor e no início da lin- guagem (encontra-se em estudo a influência da expres- são da CBS nos astrócitos e células da glia); Ossos longos e finos e sinais de osteoporose (a ele- vada concentração de homocisteína interfere com a síntese normal das ligações cruzadas do colagénio). Escoliose, aracnodactilia, pés calvos, joelho valgo, peito escavado ou carinado; Problemas vasculares como tromboembolias e AVC. Prevalência: 1:344000 Apresenta Pleiotropismo Heterogeneidade alélica (mais de 130 mutações descritas) Heterogeneidade não alélica (estão descritas mutações noutros genes que provocam fenótipo) Maioria dos doentes são heterozigóticos compos- tos A doença é mais frequente em países do norte da Europa e paises colonizados (EUA e Austrália) Tratamento: dieta pobre em metionina; adminis- tração de piridoxina, ácido fólico, beteína (nem todas as substâncias são eficazes para todos os doentes). O diagnóstico desta doença é realizada após o nascimento, com o chamado “teste do pezinho”. H e m o cr o m at o se Doença Autossómica Recessiva Atinge o gene HFE 6p21.3 O gene codifica uma pro- teína (transferrina) que tem como função regular a absorção de ferro. A mutação principal provoca uma predisposição para a absorção de ferro. O ferro vai acumular-se em vários órgãos provocando a formação de depósitos férricos. Hepatomegália, esplenomegália; Falência cardíaca congestiva (traduz-se em cansaço, fraqueza, alterações de pressão arterial); Pigmentação excessiva da pele; Diabetes mellitus, artropatia, hipogonadismo. Prevalência: 1:200 Penetrância: varia con- soante a mutação verifi- cada. Apresenta Pleiotropismo Há heterogeneidade alé- lica e não alélica. Existem compostos genéticos. A prevalência é bastante grande. Pensa-se que no passado esta doença tenha constituído uma vantagem relativamente à anemia. Há maior percentagem de homens do que mulheres afectados, uma vez que a mulher perde sangue mensalmente, equilibrando os níveis de ferro. Existe um tipo secundário, que se caracteriza pelo aparecimento da doença, como consequên- cia de uma outra patologia. Tratamento: flebotomia terapêutica (retirada do excesso de ferro); uso de sequestrantes de ferro; controlo da dieta. D o e n ça d e H a rt n u p Doença Autossómica Recessiva Atinge o gene SLC6A19 5p15.33 Codifica a proteína B0AT1, responsável pelo transpor- te de aminoácidos neutros (no intestino e nos rins), especificamente o tripto- fano (que acaba por ser convertido em serotonina, melatonina e niacina). A niacina é um precursor da nicotinamida (componen- te necessário do NAD + ) Ataxia intermitente, tremores, cefaleias (serotonina é um neurotransmissor); Problemas de visão; Dermatite, Fotossenssibilidade; Problemas de crescimento; Presença de proteínas na urina; Problemas intestinais: diarreia, etc. Prevalência: 1:30 000 Penetrância incompleta Apresenta Pleiotropismo Heterogeneidade alélica (21 mutações descritas) A maior parte dos pacientes são assintomáticos. Muito influenciada pelo ambiente, especialmen- te pela dieta. Tratamento passa por adoptar uma dieta rica em proteínas, evitar a exposição solar; é fundamen- tal recorrer a suplementos de niacina. 7 Doenças Genéticas (Ts) Doença Mutação Alterações Metabólicas & Sintomatologia Conceitos genéticos Fibrose Quís- tica Doença Autossómica Reces- siva. Atinge o gene CFTR (7c31) O gene CFTR codifica um canal de cloro. Assim, a sua deficiência irá provocar alterações na viscosidade dos mucos Doenças pulmonares (infecções); alterações gastrointestinais (pancreáticas) devido à deficiente produ- ção de secreções; secreções das glândulas sudoríparas, parótida e salivares também serão alteradas. Pleiotropismo Possui várias classes de expres- sividade, de acordo com a gra- vidade. Síndrome de Marfan Doença Autossómica Domi- nante Atinge o gene FBN1 (15q21) Doença do tecido conjuntivo por defeito na fibrilina tipo 1. Indivíduos altos, com laxidão articular, relação envergadura:altura>1,05, deformidades da parede toráci- ca, escoliose e relação segmento corporal superior/inferior reduzida, dilatação da aorta ascendente com maior risco de dissecção. Pleiotropismo Um quarto dos doentes tem mutações esporádicas de novo Doença de Wilson Doença Autossómica Reces- siva Atinge o gene ATP7B Retenção de cobre no fígado, podendo existir mesmo cirrose Alterações na fala e no movimento Depósitos de cobre nos olhos (anéis de Kayser-Fleischer) Distrofia Muscular de Duchenne Doença ligada ao X Atinge o gene DMD (Xp21) ocasionado pela deleção do gene que codifica a proteína distrofina, essencial para a manuten- ção da membrana da célula muscular. Caracteriza-se pela degeneração progressiva e irreversível da musculatura esquelética, levando a uma fraqueza muscular generalizada. Não apresenta pleiotropismo Xeroderma Pigmentoso Doença Autossómica Reces- siva Poderá ocorrer a mutação em vários cromossomas. Mais frequente no gene NER. Os mecanismos de reparação do DNA quando há uma lesão provocada por raios ultravioletas estão ausentes. Assim, os indivíduos são hipersensíveis à luz solar, sendo comum o desenvolvimento de cancro da pele associado. Heterogeneidade genética não alélica. Não apresenta pleiotropistmo. Hipercoleste- rolémia Fami- liar Doença Autossómica Domi- nante. Atinge o gene que produz o receptor das LDL. Uma vez que os receptores das LDL são afectados, verificam-se níveis elevados de LDL plasmática. Xantomas tendinosos, aterosclerose coronária prematura Heterogeneidade alélica Dominância incomplete (em heterozigotia, há alguma incor- poração do LDL para as células) Fenilcetonú- ria Doença Autossómica Reces- siva. Atinge o gene PAH (12q22) O gene codifica a enzima fenilalanina hidroxilase. Esta é responsável pela hidrólise da fenilalanina em tirosina (por sua vez envolvida na síntese de melanina). Uma vez que a fenilalanina se encontra em excesso irá tornar-se tóxica para o cérebro. Caracterizado por problemas neurológicos, que se traduzem em atrasos mentais, dificuldades psicomotoras, convulsões, microcefalia, etc. Heterogeneidade não alélica Anemia Falci- forme Doença Autossómica Reces- siva Atinge o gene HbS Existe uma alteração da forma dos eritrócitos. Doente apresenta: anemia hemolítica, AVC, Insuficiência renal, maior incidência de infecções, insuficiência cardíaca 8 Acondropla- sia Doença Autossómica Domi- nante Mutações no gene FGFR3 Estatura pequena, encurtamento rizomélico, mãos em tridente, apneia do sono, atraso no desenvolvi- mento, perda de audição, dificuldade respiratória, hidrocefalia, estenose do foramen magnum e do canal espinhal Apresenta pleiotropismo Alguns doentes apresentam mutações de novo. Hemofilia A Doença Ligada ao X Atinge o gene do factor VIII (Xq28) Ausência do factor de coagulação VIII O doente apresenta hemorragias traumáticas Heterogeneidade alélica Interacção dos genes dos facto- res de coagulação VIII e IX Síndrome de Lesch-Nyhan Doença Ligada ao X Atinge o gene HPRT (Xq26) Mutações do gene levam a hiperuricémia, hiperuricosúria (Ác. Úrico elevado no sangue e urina, respecti- vamente). HGPRT1 é 1 enzima do metabolismo das purinas, q cataliza a conversão de hipoxantinapara IMP e de guanina para GMP. Um terço dos casos deve-se a mutações de novo. Heterogeneidade alélica. Pleio- tropismo. Genes modificadores
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