hemoglobinopatias

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HEMOGLOBINOPATIAS
Distúrbios relacionados a alterações das cadeias da hemoglobina
5% da população mundial (OMS)
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Hemoglobina
Tetrâmero
HbA = Hb do adulto
2 cadeias a 
(141 aa)
2 cadeias b
 (146 aa)
GLOBINAS
a2b2
Hb embrionárias e fetal
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Síntese da hemoglobina
Ribossomas
Mitocôndrias
Hemoglobina
Porfobiliinogênio
Coproporfiirinogênio
Uroporfirinogênio
Aminoácidos
Cadeias  e 
22 Globina
Ferritina
Transferrina
Glicina+B6
SuccinilCoA
ALA
Fe
Protoporfirina
Heme x4
Fe
+
Transferrina
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SÍNTESE DAS GLOBINAS
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Função da hemoglobina
Heme
Heme
Heme
Heme
Heme
Heme
Heme
Heme








O2
O2
O2
O2
Oxihemoglobina
Deoxihemoglobina
Transporte de oxigênio
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Hemoglobinas Humanas Normais
Tetrâmeros
2 cadeias a ou semelhantes
2 cadeias 
não a
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Síntese da globina
Cromossomo 16
Cromossomo 11
Hemoglobinas embrionárias
Gower1 22
Portland 22
Gower2 22
Hemoglobina fetal
F 22
Hemoglobinas adultas
A1 22
A2 22
5’
3’
5’
3’
2
2
1

G
A


1
Alfa e semelhantes
Beta e semelhantes
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y
y
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PSEUDOGENES
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Hemoglobinas humanas normais
3a a 8a semana de gestação: Saco vitelino
Hemoglobinas embrionárias transitórias
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5a semana de gestação: fígado fetal
Hemoglobina fetal
Máximo < 1%
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Hemoglobinas do adulto
Hb A
a2b2
Hb A2
a2d2
Até 2%
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Hemoglobinas normais
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Cópias não funcionais de genes conhecidos – 
sequências muito semelhantes,
presença de códons de parada em regiões que 
correspondem a exons nos 
genes funcionais
Origem: duplicação
Pseudogenes
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Ontogenia da Síntese da Hemoglobina
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HEMOGLOBINOPATIAS
1- Variantes estruturais
2- Variantes quantitativas (Talassemias)
3- Persistência hereditária da Hb F
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Variantes Estruturais
Há alteração na sequência de aminoácidos do polipeptídeo
3 tipos de acordo com o fenótipo:
*Variantes que causam anemia hemolítica
*Variantes que levam a alteração no transporte de O2
*Variantes com fenótipo de talassemia
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Variantes Estruturais/Anemia Hemolítica
Anemia falciforme
Mutação de ponto no gene da b-globina
Substituição de aminoácido 
b6 Glu 
Val
Homozigoto:
afetado
Herança Ar
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Heterozigoto
Traço ou caráter falcêmico
Produção de HbA e HbS
Fenótipo
normal
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Pauling (1949)- “Sickle cell anemia, a molecular disease” (SCIENCE)
DOENÇA X PROTEÍNA ALTERADA
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Anemia
Atraso de crescimento
Infecções
Esplenomegalia
Infartos dolorosos
Úlceras
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Anemia Falciforme
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Hb normal
Hb S
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África Equatorial
Incidência elevada de anemia falciforme
Regiões de malária endêmica
Vantagem do heterozigoto
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Hb C
Variantes estruturais que causam anemia hemolítica
Mutação de ponto na mesma posição que a HbS (b6)
GLU 
LYS
Sintomas mais suaves que a anemia falciforme
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África Equatorial
HbS
HbC
Heterozigotos compostos
Genótipo c s
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Eletroforese de Hemoglobinas
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Variantes estruturais com alteração no transporte de O2
Metemoglobinas : HbM
Ferro oxidado
(férrico)
Ferro reduzido
(ferroso)
Metemoglobina redutase
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Mutações que afetam o encaixe do heme 
Ligação da enzima prejudicada
Ferro não é reduzido
Comprometimento do transporte de O2
CIANOSE
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Hb Hyde Park
b92 His
Tyr
Casos mais raros : deficiência da enzima
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Variantes estruturais com fenótipo de talassemia
Hb Lepore
Fusão gênica por
crossing-over desigual
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Hb Lepore
Heterozigoto A/Lepore
Fenótipo normal
Homozigotos (raros)
Variabilidade
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Variantes quantitativas
Cadeias alfa e beta com composição de aminoácidos normal
SÍNTESE DIMINUÍDA
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TALASSEMIAS
Do grego Thalassa = Mar
Anemia do Mediterrâneo
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Alfa Talassemias
Deficiência na síntese de cadeias a: produção diminuída
 Causa principal: DELEÇÃO de 1 ou mais genes de a-globina
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Talassemia Alfa
Genitores portadores
Filhos portadores
Normal
α-Thal
Cromossomo 16
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Talassemia Alfa, genética
Normal
Traço +
Traço o
Traço + homozigoto
Doença de HbH
Hidropsia fetal
Cromossoma 16
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Normal: 4 genes a 
100%
Deleção de 1 gene a
75%
Portador Silencioso
Deleção de 2 genes a
50%
Anemia leve, hemácias pequenas
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Traço de Alfa-Talassemia
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Perda de 3 genes a
25%
Anemia grave
Necessidade de transfusões
Produção de HbH
Tetrâmeros b4: Pouco solúveis, não realizam transporte eficaz de O2
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Talassemia Alfa
25%
Doença da Hb-H
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Doença da Hb H (b4)
Morte na infância ou adolescência
Esplenomegalia
Anemia hemolítica moderada a grave
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Tetrâmeros 4
(Hemoglobina Bart)
Deleção dos 4 genes alfa
Hidropsia fetal
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Talassemia Alfa, genética
Hidropsia fetal
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Hidropsia Fetal - Deleção dos 4 genes da alfa globina
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Fisiopatologia
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Beta-Talassemias
Deficiência na produção de cadeias b
Causas: deleção ou mutação de genes da beta-globina
Manifestação pós-natal
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Redução na quantidade de Beta-globina
Produção normal de
 cadeias a
Formação de tetrâmeros a4
Insolúvel, precipitação nas células precursoras de hemácias na medula óssea
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b 0 nenhuma ou produção muito pequena de beta-globina
b + detecção de pequena quantidade de beta globina
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Talassemia menor (minor)
Heterozigotos
Anemia leve
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Talassemia Maior (major)
Homozigotos para mutações no gene da beta-globina
Heterozigotos compostos
Anemia intensa, atraso de crescimento, alterações ósseas
Tratamento constante 
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Talassemia Beta
Anemia
Palidez
Icterícia
Esplenomegalia
Hepatomegalia
Deformidades ósseas
Fácies típico
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Beta Talassemia Major (Cooley)
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Mutações do gene b globina (beta talassemias)
1- Na região promotora
2- Mutações de splicing
3- Mutações que afetam o cap ou a cauda poli-A do RNAm
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Classificação das mutações 
nas beta-talassemias
Mutações que podem causar:
Defeito na síntese de mRNA:
splice junctions;
introns;
exons;
Formação de mRNA não funcionais;
Alteração na adição da cauda poli-A ou no caping;
 Mudança em áreas regulatórias.
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Bases moleculares das 
β-talassemias simples
A maior parte das mutações causam diminuição na produção de mRNA ou formação de mRNA não funcionais
Um pequeno grupo de mutações, nonsense ou frameshift, ocorrem na região codificante do gene (exons)
Grandes deleções no cluster do gene HBB podem resultar em talassemias complexas
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Distribuição geográfica
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Persistência hereditária da Hemoglobina Fetal (HPFH)
Clinicamente benigna (sem anomalias hematológicas 
importantes), caracterizada pela síntese contínua da
 HbF na vida adulta
 
As PHHF possuem um fenótipo similar, mas resultam de
 defeitos genéticos diferentes: 
Deleções gênicas
Mutações de ponto
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http://www.talassemias.com.br/
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RFLP test for a partial gene deletion
 in Thalassemia
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Gene da 
β-Globina Humana
(HBB)
 Locus 11p15.5
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Sumário dos passos envolvendo a produção da β-globina e da hemoglobina 
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Mutações nas splice junctions
Podem causar alteração nas regiões doadora 5’ou aceptora 3’ dos introns ou em seqüências consensuais que rodeiam as junções;Ocorre a formação de locais de splice crípticos, que nada mais são do que áreas alternativas de splice, que competem com áreas normais;
Fenótipo é de β+-talassemia.
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Mutações em Introns
Qualquer mutação que torne uma região críptica de splice mais parecida ou até mesmo idêntica à região de splice normal
Ocorre então competição entre a região críptica ativada e a região de splice normal
Fenótipo de β+-talassemia
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Mutações em Exons afetando o Splicing
Causam alteração na região codificante do gene HBB
Podem resultar em mudança tanto na seqüência de aminoácidos da cadeia de β-globina quanto na quantidade de formação de RNAm específicos
Fenótipo de variante estrutural. Exemplo HB E
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Splicing
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Mutações que causam formação de RNAm não funcional
Exemplo são mutações que formam um código de parada prematuro
Podem ser causadas por substituição de um único aminoácido ou por frameshift
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Mutações que causam alteração na cauda Poli(A) ou no capping do RNAm
Impedem as modificações pós-transcricionais do mRNA, ou pelo capping não correto na extremidade 5’ ou por não poliadenização da extremidade 3’
Afetam a estabilidade do mRNA formado
Fenótipo geralmente de 
	β+-talassemia
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Mutações que Afetam a Área do Promotor
Geralmente deleções ou mutagênese pontual
O fenótipo depende dos boxes (seqüências consensuais) onde ocorreu a mutação
No CACCC principal proximal fenótipo mais severo, enquanto no CACCC distal o fenótipo pode ser silencioso
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LCR – Locus Control Region
Super-enhancer
Estabelecem a abertura da cromatina, inibindo a repressão normal da transcrição
Localizado aproximadamente 20 Kb anteriormente ao cluster
Contém cinco locais que são hipersensíveis à DNase, apenas nas células eritróides precursoras
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