Estudo dirigido com avaliação 1 Doenças Humanas e reparo do DNA, instabilidade de microssatélites, antecipação 2016 2

Prévia do material em texto

____________________________________________________________________________________________ 1 
 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ 
CAMPUS MINISTRO REIS VELLOSO – PARNAÍBA 
CURSO DE BIOMEDICINA 
DISCIPLINA GENÉTICA HUMANA E MÉDICA 
PROFESSORA RENATA CANALLE 
Semestre 2016.2 
 
Estudo dirigido com avaliação 1 – Doenças Humanas: reparo do DNA, instabilidade de microssatélites, antecipação. 
(Teste Laboratorial, Diagnóstico genético, Avaliação de risco, Estudo de casos) 
 
01) Defina e caracterize DNA microssatélite. 
02) Segundo dados do Instituto Nacional do Câncer - INCA, RJ, os tumores malignos que acometem o cólon e o reto 
estão listados no grupo das neoplasias mais frequentes em homens e mulheres em nosso meio. A maior incidência de 
casos ocorre na faixa etária entre 50 e 70 anos, mas as possibilidades de desenvolvimento já aumentam a partir dos 40 
anos. O câncer colorretal hereditário sem polipose (HNPCC ou Síndrome de Lynch) constitui a principal síndrome 
hereditária de predisposição ao câncer colorretal, sendo responsável por 3% a 15% do total de neoplasias malignas 
colorretais. Dados da literatura revelam que cerca de 90% dos tumores de pacientes com HNPCC e 15% dos tumores 
esporádicos apresentam alterações genéticas em genes responsáveis pelo reparo do DNA (hMLH1, hMSH2, hMLH3, 
hMSH3, hMSH6, hPMS1 e hPMS2, com os dois primeiros representando cerca de 90% das situações clínicas). 
Mutações comprometem a função desta classe de genes, causando distúrbio na identificação e excisão de erros 
durante a replicação e acarretando o fenômeno de instabilidade de microssatélites (MSI). 
a- Defina instabilidade de microssatélites (MSI). 
b- Esses genes participam de qual mecanismo de reparo? Descreva resumidamente. Como este mecanismo de 
reparo está relacionado com MSI? 
c- Aproximadamente 50% dos casos diagnosticados de HNPCC apresentam mutações no gene hMLH1 e 30% no 
gene hMSH2, informação relevante para identificação de lesões com comportamento biológico e prognóstico 
diferentes em relação às neoplasias colorretais esporádicas. Comente sobre a importância do diagnóstico 
destes comportamentos biológicos e prognósticos diferentes no câncer colorretal. 
d- Qual o padrão de herança do HNPCC e como o risco de herança difere se presente ou não a instabilidade de 
microssatélite com mutação no gene de reparo do DNA? 
03) A partir da primeira metade do século XX, foi reconhecido que havia um grupo de distúrbios genéticos nos quais os 
sinais e sintomas tendiam a ser mais graves e tinham uma idade mais cedo de manifestação de geração a geração. 
Pesquisadores da época atribuíram a este fenômeno a melhora nos métodos de diagnóstico, logo uma patologia antes 
detectada aos 60 anos, graças aos avanços na área cientifica poderia agora ser feito aos 40. Porém com o eventual 
avanço da genética molecular foi descoberto que este fenômeno é resultado de um mecanismo biológico real. 
a- Qual o nome dado a este fenômeno? 
b- Qual a base genética para este fenômeno bem como os mecanismos moleculares envolvidos? 
c- Quais características apresentam as doenças que são causadas por tal fenômeno, e como interferem na 
clínica genética? 
d- Quais os padrões de herança e as principais semelhanças e diferenças entre as doenças de expansões 
repetidas instáveis mais comuns? Como diferem do padrão monogênico clássico de herança? 
e- Essas doenças de expansão de repetições instáveis são diversas em seus mecanismos patogênicos e podem 
ser divididas em três classes. Quais são? Comente e exemplifique. 
f- O que são as pré-mutações? Qual o seu significado clínico? 
____________________________________________________________________________________________ 2 
04) R.L., um menino de seis anos de idade, foi encaminhado a uma clínica pediátrica de desenvolvimento para 
avaliação de retardamento mental e hiperatividade. Ele não se adaptou ao jardim de infância porque tinha tendência à 
desordem, era incapaz de executar as tarefas solicitadas, e tinha a fala e a coordenação motora deficientes. Seu 
desenvolvimento era atrasado, mas ele não tinha perdido os marcos de desenvolvimento: sentou-se com 10 a 11 
meses, andou por volta dos 20 meses, e falava claramente duas ou três palavras com 24 meses de vida. Nos demais 
aspectos, ele apresentava boa saúde. Sua mãe e sua tia materna tiveram uma leve dificuldade de aprendizado quando 
crianças, e seu tio por parte de mãe era mentalmente retardado. Os achados em seu exame físico foram normais, 
exceto pela hiperatividade. O médico recomendou exames, incluindo um cariótipo, estudos de funcionamento da 
tireoide, e análise de DNA para a síndrome do X frágil. A análise de transferência de Southern do gene FMR1 foi 
compatível com a síndrome do X frágil (figura abaixo). Com base na história acima e achados físicos: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
a- Comente sobre a etiologia, incidência, patogenia, fenótipo, História Natural e tratamento da doença. 
b- Determine o risco de Herança. 
c- A síndrome do X frágil, a distrofia miotônica, a ataxia de Friedreich, a doença de Huntington, e vários outros 
distúrbios são causados pela expansão das repetições de sequências. Contraste os mecanismos ou proponha 
mecanismos pelos quais a expansão da repetição causa a doença para cada um desses distúrbios. Por que 
alguns destes distúrbios mostram antecipação e outros não? 
d- Acredita-se que a predileção de sexo na transmissão das mutações de FMR1 surge porque a expressão da 
FRMP é necessária para a produção de esperma viável. Compare a predileção de sexo na transmissão da 
síndrome do X frágil e na doença de Huntington. Discuta os mecanismos que podem explicar as predileções de 
sexo do transmissor para várias doenças. 
e- Que história familiar e informação sobre o diagnóstico são necessárias antes que o diagnóstico pré-natal seja 
realizado para a síndrome do X frágil? 
f- Embora a presença de uma única mutação do X frágil seja suficiente para causar a doença em homens ou em 
mulheres, a prevalência desta condição é maior nos homens (1/4.000) do que nas mulheres (1/8.000). O que pode 
explicar o menor grau de penetrância nas mulheres, assim como a variabilidade na expressão? 
g- Como você informaria a uma mulher grávida que carrega um feto 46,XY com 60 repetições? E um feto 46,XX 
com 60 repetições? E um feto 46,XX com mais de 300 repetições? 
05) M.P., um homem de 45 anos de idade, apresentou inicialmente um declínio em sua memória e concentração. 
Enquanto a sua função intelectual se deteriorava durante o ano seguinte, ele desenvolveu movimentos involuntários nos 
dedos das mãos e pés, assim como distorções faciais. Ele estava consciente de sua condição e tornou-se deprimido. 
Ele havia sido saudável até então, e não tinha história de familiares afetados da mesma forma; seus pais haviam 
morrido de um acidente automobilístico aos 40 anos. M.P. tinha uma filha saudável. Após uma extensa avaliação, o 
Transferência de Southern mostrando uma 
segregação familiar das pré-mutações de FMR1 
na mãe e na avó do probando e a expansão de 
uma pré-mutação em uma mutação completa no 
probando na terceira geração. Usando uma 
sonda da extremidade 5’ do gene FMR1, uma 
amostra de DNA digerida com endonuclease 
EcoRI isolada (E) normalmente produz uma 
banda de 5,2 Kb; a digestão dupla com EcoRI e 
BssH2 (E/B) produz uma banda de 2.8 Kb. Como 
a digestão com BssH2 é inibida pela metilação 
do DNA, ela não corta nas repetições de 
mutação completa metilada (exemplo do 
probando afetado na terceira geração). 
____________________________________________________________________________________________ 3 
neurologista diagnosticou a condição de M.P. como doença de Huntington. O diagnóstico da doença de Huntington foi 
confirmado por uma análise de DNA mostrando 43 repetições de CAG em um de seus alelos HD (normal, < 26). Testes 
pré-sintomáticos subsequentes da filha de M.P. mostraram que ela também havia herdado o aleloHD mutante (figura 
abaixo). Ambos receberam extensas informações. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
a- Comente sobre a etiologia, incidência, patogenia, fenótipo, História Natural e tratamento da doença. 
b- Determine o risco de Herança. 
06) O Xeroderma Pigmentoso (XP) é uma rara doença autossômica recessiva caracterizada por hipersensibilidade 
mucocutânea e ocular à radiação UV com danos no DNA irreparáveis e subsequentes modificações malignas. Em 
alguns pacientes, degenerações neurológicas progressivas podem ser observadas. A prevalência do XP é 1:1.000.000 
nos Estados Unidos e na Europa, mas com alta frequência de 1:22.000 em Japoneses. Tal doença é geneticamente 
heterogênea e é classificada em sete grupos (XP-A a XP-G) que corresponde a defeitos em um dos sete genes 
envolvidos na via de reparo de DNA. Dentro dessa via, existe a atuação do gene de reparo de DNA – XPA, onde a 
proteína codificada por esse gene possui papel central na manutenção do reparo quando há algum dano no material 
genético. O gene XPA é localizado na região cromossômica 9q34.1 e codifica uma proteína de 34 kD em humanos. 
 
Diante do apresentado acima, analise o caso abaixo e responda as alternativas. 
 
Pacientes, masculino e feminino, 12 e 4 anos respectivamente, apresentam características clínicas semelhantes, tais 
como fotossensibilidade, sintomas oculares, lesões na pele em alto grau, presença de manifestações neurológicas e 
ocorrência de tumores. Feita a coleta sanguínea dos pacientes, extraído o DNA, o gene XPA fora amplificado pela 
técnica de PCR e os produtos sequenciados, obtendo os seguintes resultados: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Segregação de uma mutação no gene HD em uma 
família com doença de Huntington. Fotografia de 
uma transferência de Southern de produtos da reação 
em cadeia da polimerase (PCR) derivados da 
amplificação das repetições CAG no exon 1 do gene 
HD. Cada alelo gera um fragmento de comprimento 
completo assim como dois ou mais fragmentos 
menores, por dificuldades na PCR de uma repetição 
em trinca. Observe que ambos, pai e filha afetados, 
possuem um alelo com uma mutação completa (43 
repetições CAG) e um alelo normal (19 e 16 
repetições, respectivamente). A mãe e o tio paterno, 
não-afetados, possuem alelos HD com um número 
normal de repetições CAG. 
____________________________________________________________________________________________ 4 
a- Tendo em vista o que foi exposto, qual fenômeno genético aconteceu para a manifestação da característica 
fenotípica nos pacientes? Sendo esse fenômeno de aspecto funcional, explique a nível molecular como o 
defeito pode acarretar no aparecimento da patologia. 
b- Associando aos sintomas, explique a razão de pacientes com tal defeito genético serem tão sensíveis a luz UV, 
e logo tão predispostos a câncer de pele. 
c- Sabe-se que existem quatro mecanismos gerais que possuem função crucial para manter a integridade do 
DNA. Sobre a doença e o gene apresentados, pesquise qual mecanismo de reparo está intrinsicamente ligado 
e como ele atua para corrigir quaisquer erros no material genético. 
d- É preciso mencionar o grau de importância da técnica utilizada para desvendar o mistério nos pacientes, no 
entanto, outra metodologia molecular pode ser usada para confirmar o diagnóstico. Qual seria essa 
metodologia? 
07) A síndrome de Cockayne (SC) é uma doença rara, herdável, caracterizada por defeitos nos mecanismos de reparo 
de DNA. Com amplas manifestações físicas e mentais, incluindo sensibilização a raios UV, falhas severas no 
crescimento, retardamento mental, degeneração ocular, anormalidades ósseas e outras complicações nervosas. Em 
mamíferos, lesões no DNA induzidas por raios UV e outros compostos químicos são removidos pela via de Reparo de 
Excisão de Nucleotídeo (REN). Estudos revelaram a atuação de dois genes dentro da SC: XPA e CSB, ambos estão 
diretamente ligados à via REN. 
 
Em um determinado experimento realizado com fibroblastos de camundongos deletados para os genes supracitados, 
levando a perda geral do gene, os pesquisadores submeteram tais células a diferentes doses de raios UV, e observou o 
seguinte resultado: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
a- Pela análise textual e do gráfico colocado, qual o possível acontecimento que colaborou para a obtenção do 
resultado? Levante uma explicação plausível dos resultados entre os fibroblastos defeituosos e os fibroblastos 
controles. 
b- Digamos que para comprovar a eficiência do defeito nos fibroblastos utilizados no experimento, os cientistas 
decidem mensurar os níveis de RNAm para os dois genes. Como estariam os níveis logo após a mensuração? 
Qual sua relação com o resultado exposto no gráfico? 
c- Existe uma relação inversamente proporcional entre o resultado colocado no gráfico e o fenômeno de 
apoptose? Explique. 
Triângulos abertos: XPA defeituoso 
Diamantes abertos: CSB defeituoso 
Quadrados fechados: Controle