Doença Molecular: Anemia Falciforme e Mutações Proteicas

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Doença molecular: 
 Anemia falciforme; 
 1945 – Linus Pauling: anemia falciforme doença da 
molécula de hemoglobina (doença molecular); 
 1946 – Harvey Itano: eletrofose em fronteiras 
mevodiças (uma pequena mudança de carga em uma 
proteína podia significar a diferença entre a vida e a 
morte); 
 1949 – Science “Sickle cell anemia: a molecular disease”. 
Efeitos das mutações sobre a função proteica: 
Mutações de perda de função: 
 
 Deleção de bases nos genes da alfa-globina: alfa 
talassemia; 
 Perdas cromossômicas em genes do X: Síndrome de 
Turner; 
 Mutações somáticas adquiridas no RB1: retinoblastoma; 
 Perda completa de função do gene beta-globina: beta 
talassemia; 
 A gravidade da doença está relacionada com a 
quantidade da função perdida. 
Mutações de ganho de função: 
 
 Aumentam a função normal de uma proteína: 
- Hb Kempsey: mutação da estrutura interna (aumento da 
afinidade pelo O2); 
- Acondroplasia: aumento do receptor 3 mesmo na ausência 
do FGF (seu ligante). 
 
 Aumentam a produção de uma proteína normal: 
- Síndrome de Downs: duplicação inteira ou parte do 
cromossomo 21 (cromossomo a mais, como também uma 
carga gênica a mais); 
- Doença de Alzheimer: duplicação do gene da proteína 
precursora de amiloide. 
Mutações que conferem novas propriedades: 
 
 Outras funções além do transporte de gases; 
 Hb S – Doença falciforme (tem uma propriedade de 
agregar); 
 Transporte de oxigênio normal; 
 Propriedade nova: agregação. 
Mutações associadas com a expressão gênica: 
 
 Época errada – heterocrônica: PHHF (persistência 
hereditária de Hb fetal); aumento de genes  globina 
(aumenta muito a Hb fetal em adultos); 
 Em local errado – ectópica: câncer (aumento da 
expressão de genes de proliferação celular em tecidos 
que não expressam); proto-oncogenes  oncogene (que 
deveriam estar desligados). 
 
 
 
 
 
Mutações que alteram a formação de proteínas normais: 
 
 Dependendo de onde se tem uma mutação de um gene, 
pode se ter diferentes alterações (o local e o tipo das 
mutações são importantes para determinar a gravidade); 
 Existem mutações que podem ocasionar aumentando 
muito a produção de um geno, ou diminuindo muito sua 
produção. 
Hemoglobina normal: 
 
 Proteína globular quaternária (64.458 dáltons); 
 4 cadeias polipeptídicas (2 tipo alfa e 2 tipo beta); 
 574 aminoácidos; 
 Parte não proteica (heme) – cada cadeia tem um grupo 
heme (o grupo heme tem parte não proteica, onde se 
tem o átomo de ferro que dá a possibilidade de se ligar 
ao oxigênio); 
 Quando um eritrócito é marcado para morrer ele sabe 
que milhões também estão morrendo, então deve 
ocorrer de forma controlada (tem que ser bem 
degradado), pois a Hb liberada de forma livre na 
circulação ocasiona vários efeitos deletérios, como 
geração de espécies reativas de oxigênio, rouba o óxido 
nítrico; 
 Função: oxigenação dos tecidos e garante a capacidade 
antioxidante ao sangue; 
 A Hb é degrada, onde a parte proteica que possui os 
aminoácidos são reutilizados para formação de outras 
proteínas, enquanto que o grupo heme, o ferro pode ser 
reutilizado, onde o grupo heme é convertido em 
biliverdina e posteriormente em bilirrubina indireta, 
transportada pela albumina para o fígado, sendo lá 
convertida em bilirrubina direta, sendo solúvel no 
instestino onde algumas bactérias adicional alguns 
elementos de importância e posteriormente será 
excretado pelas fezes e urina. 
Os genes das globinas: 
 Cariótipo humano: 2n=46; 
 Genes da globina (alfa de cima; beta embaixo): 
 
Características dos genes: 
 Cada um dos genes da globina tipo alfa ou tipo beta são 
organizados em “Cluster” (famílias); 
 Incluem genes funcionais e pseudogenes; 
 A organização em “cluster” é alta e grandemente 
preservada em primatas; 
 Seguem o padrão de estimulação dependente do período 
de estimulação – ontogenia das globinas (alguns se 
expressam no período embrionário, outros após o 
nascimento e outros na fase adulta); 
 Cada gene possui 3 éxons e 2 íntrons. 
 
Região controladora de Locus (LCR): 
 
 Na fase embrionária, fetal e adulta tem-se um 
mecanismo muito bem regulado para que algumas dessas 
cadeias globínicas sejam expressas e outras não; 
 A região controladora de locus é responsável pela 
ativação ou desligamento da expressão das cadeias 
globínicas; 
 Quanto à taxa de afinidade ao oxigênio: E>F>A; 
Os genes das glonas e as diferentes Hb normais: 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ontogenia das cadeias globínicas: 
 
 
 Cadeias que são produzidas conforme de passa o tempo 
de vida do indivíduo (na imagem); 
 As cadeias globínicas do tipo alfa são importantes 
(atingem seu pico ainda na vida embrionária e se mantém 
até a vida adulta). Uma mutação de grande impacto 
nessa cadeia tem-se um comprometimento de qualquer 
Hb, desde a fetal até a fase adulta; 
 As cadeias gama atingem ápice na fase fetal e decai; 
 As cadeias beta atingem ápice na fase adulta; 
 Teste do pezinho (até sétimo dia): encontra-se em maior 
concentração a Hb fetal; 
 O perfil hemoglobínico adulto é em torno de 6 meses 
(24/25 semanas), onde o indivíduo tem todo o perfil de 
hemoglobinas que se espera (maior concentração de Hb 
A). 
Hemoglobinopatias: distúrbios hereditários das hemoglobinas 
 OMS: 7% da população mundial (270 milhões de 
indivíduos) são portadores de alguma hemoglobina 
anormal – frequência alta; 
 Mutações pontuais, deleções ou inserções; 
 Herança autossômica recessiva (maioria); 
 300-500 mil crianças nascem por ano com algum tipo 
de hemoglobinopatias com fenótipo grave (Doença 
falciforme, Beta talassemia major, Doença de Hb H, 
HbE/Beta talassemia). 
 
 
Classificação das hemoglobinopatias: 
Hemoglobinas anormais: 
 
- Hb variantes (alterações qualitativas – globinas): 
 Alterações apenas na estrutura; 
 Hb S e interações (troca de Glu por Val); 
 Hb instáveis; 
 Hb com transporte de oxigênio alterado; 
 Meta-hemoglobinas; 
 Maioria pontuais – substituição, deleção, inserção. 
- Talassemias (alterações quantitativas de síntese das 
globinas): 
 Desequilíbrio quantitativo das globinas (p. ex. uma cadeia 
beta muito pequena em relação à alfa); 
 Desequilíbrio de quantidade de cadeias (eritrócitos 
menores e com pouca Hb); 
 Talassemia beta; 
 Talassemia alfa; 
 Deleções gênicas; pontuais (íntron, éxon, regiões 
promotoras); 
 Eritrócitos menores (diminuição de VCM e CHCM ou HCM 
diminuídos – eritrócitos talassemicos = microcíticos e 
hipocrômicos); 
 Um diagnóstico diferencial é concentração de Hb A2, 
diferenciando-a da anemia ferropriva (exame RDW – 
anisocitose existente na anemia ferropriva, onde na 
medula se teve células precursoras de eritrócitos com 
presença de ferro, com um tamanho de eritrócito 
normal ou células que não tiveram ferro, com um 
tamanho pequeno). 
 RDW (Red Cell Distribution Width) é definido como 
um índice o qual indica a diferença entre o tamanho dos 
glóbulos vermelhos, representando a percentagem dos 
valores obtidos. Quando este índice é elevado, indica a 
existência de muitas hemácias de tamanhos diferentes a 
circular. É comum um RDW elevado quando existe a 
carência de ferro, onde a falta deste impede a 
formação da hemoglobina ocasionando à formação de 
uma hemácia de tamanho reduzido. Este índice ajuda a 
diferenciar a anemia ferropriva da talassemia, ambas 
têm um volume corpuscular médio (VCM = média do 
volume das hemácias), porém a talassemia apresenta um 
RDW normal e a anemia ferropriva tem um RDW 
alterado. 
 Anemia ferropriva: 
 Por falta de suplementação de ferro; 
 Característica de hemograma: VCM diminuído, assim 
como CHCM ou HCM; 
 Pode ser que a criança tenha não só uma anemia 
ferropriva, podendo ser uma talassemia, onde somente 
a suplementação de ferro não será suficiente; 
 Traço alfa ou beta talassêmico. 
- PersistênciaHereditária de Hemoglobina Fetal (PHHF): 
 Persiste a expressão de Hb fetal (característica 
hereditária); 
 Níveis elevados de Hb F na vida adulta; 
 Deleções gênicas; pontuais; ação de QTLs (locus de 
características quantitativas); 
 Aumento da expressão de cadeias gama (gama + alfa = 
Hb fetal). 
 
Hemoglobinas variantes: 
- Variantes com transporte de oxigênio alterado: 
 Hb com afinidade alterada pelo oxigênio; 
 Hb Kansas e Kempsey (mutações no gene beta); 
 Hb Tak; 
 Meta-hemoglobinas; 
 Hb Kempsey: Hb fica na estrutura relaxada – 
aumentando afinidade pelo oxigênico (policitemia); 
 Hb Kansas: Hb fica na estrutura tensa – menor 
afinidade pelo oxigênio (cianose). 
https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%8Dndice
https://pt.wikipedia.org/wiki/Porcentagem
https://pt.wikipedia.org/wiki/Talassemia
https://pt.wikipedia.org/wiki/Volume_corpuscular_m%C3%A9dio
 
 Meta-hemoglobina: Hb oxihemoglobina – capacidade 
reversível de oxigenação Fe+2 (ferroso); Metahemogloina 
– capacidade irreversível de oxigenação Fe+3 (férrico); 
 É normal nós produzirmos meta-hemoglobinas, pois 
quando a Hb perde seu estado de oxigenação devido à 
característica do ferro, quando ela tá forma +2 
consegue se ligar ao oxigênio e quando está no +3 não 
consegue (passa a ser patológica quando muito 
aumentada); 
 MetaHb redutase reduz o Fe+3  Fe+2; 
 Hb variantes: mutações tornam o grupo heme resistente 
a meta Hb redutase que aumenta as metahemoglobinas. 
 
- Variantes com fenótipo talassêmico: 
 Hb E; 
 Hb Lepore; 
 Hb Constant Spring; 
 Hb E: síntese reduzida nos mRNA (mutação em que os 
RNAm diminuem) – HbEE (heterozigotos) assintomáticos 
(talassemia branda); HbE/ beta-talassemia (fenótipos 
mais graves; 
 Hb Lepore: Hb formada pela fusão das cadeias  - 
crossing over homólogo desigal; pareamento devido a 
regiões homólogas entre os genes . 
 
- Variantes que causam anemia hemolítica: 
 Hb com novas propriedades físicas (Hb S, Hb C); 
 Hb instáveis (Hb Hammersmith, Hb Gun Hill); 
 Hb instáveis: desnaturam o tetrâmero; corpos de Heinz; 
danificam a membrana; hemólise (anemia hemolítica 
devido a Hb instáveis); 
 
 Hb s: mutação pontual (GAG  GTG); substituição do 
aminoácido Glu para Val; alterações físicas e bioquímicas; 
hemácias em forma de foice. 
 
 
 
Doença falciforme: 
 Precisa ter clínica e S; 
 SC; SD; SO; S/Beta talassemia (todos esses são doenças 
falciformes – apresentam clínica); 
 AS não é doença falciforme, pois não tem clínica; 
 HbSS (homozigoto) se fala Anemia Falciforme, já o resto 
é doença falciforme; 
 Variantes que causam anemia hemolítica; 
 Hb S; 
 Grupo de anemias hemolíticas hereditárias; 
 Presença de hemoglobina S; 
 Anemia falciforme (HbSS); 
 Interações com talassemias (S/Beta-talassemia); 
 Heterozigotos compostos (HbSC); 
 No Brasil 7 milhões de portadores para a HbS 
(heterozigoto AS); 25 mil a 30 mil apresentam a anemia 
falciforme (HbSS); 
 Além da característica genética que forma essa Hb 
anormal, existe um elemento indispensável para o 
processo de fisiopatologia da doença que é o processo 
de polimerização da Hb S e essa polimerização possui 
alguns gatilhos para que aconteça, como a hipóxia, 
desidratação e acidose, que fazem um microambiente 
onde essas proteínas deveriam estar solúveis dentro do 
eritrócito passam a se agregar. Se essas situações não 
se normalizam os polímeros se agregam uns aos outros 
de forma bem rígida, corrompendo toda a estrutura do 
eritrócito (em forma de foice que pode causar oclusão 
do vaso). 
 
 
 
 
Talassemias: 
Alfa talassemia (4 genes alfa – Hb H em adultos e Hb Bart’s 
nos recém nascidos): 
- Portador silencioso: 
 Tipo mais comum; 
 Deleção de um gene alfa; 
 Assintomático – sem alterações hematológicas; 
 Presença de 0-3% de Hb Bart’s ao nascimento; 
 Hb H em baixas concentrações (<1,0%). 
 
- Traço alfa talassêmico: 
 Deleção de dois genes alfa (Cis ou Trans); 
 Assintomático, podendo apresentar fraqueza, cansaço, 
dores nas pernas e palidez, microcitose e anemia 
discreta (Hb 11-13 g/dL); 
 Presença de 2,0-10% de Hb Bart’s ao nascimento; 
 Hb H em concentrações próximas de 2%. 
 
 
- Doença de Hb H: 
 Deleção de três genes alfa; 
 Anemia moderada (Hb 8-11 g/dL); 
 Reticulocitose, Corpos de Heinz, hiperplasia medular, 
microcitose e hipocromia e, em alguns casos, 
hepatoesplenomegalia; 
 Presença de 25-50% de Hb Bart’s ao nascimento; 
 Hb H em concentrações de 5-30%; 
 Raro no Brasil. 
 
- Hidropsia fetal por Hb H: 
 Deleção dos quatro genes alfa; 
 Anemia muito grave (Hb < 7g/dL); 
 Eritroblastose fetal, edema, hepatoesplenomegalia grave; 
 Incompatível com a vida (acometimento desde as Hb 
embrionárias); 
 Presença de 80% de Hb Bart’s ao nascimento; 
 Hb H entre 10-20%; 
 Comum no continente asiático, raro no Brasil. 
 
 
 
Beta talassemia: 
 Tipos esperados para um adulto: 
 
 
 Um gene beta-A e um gene beta-talassêmico; 
 O beta talassêmico faz com que haja um desequilíbrio de 
produção da cadeias beta, sobrando alfas para formar 
Hb, tendo como consequência HCM e VCM diminuídos; 
 Se o gene beta está com problema, o gene delta 
aumenta sua expressão, por isso é interessante 
quantificar Hb A2 que estará aumentado (importante 
marcador das beta-talassemias); 
 
 Mutação no gene beta que afeta a quantidade de 
cadeias beta, porém ainda assim produz um pouco (por 
isso beta+) – deficiência na produção de Hb; 
 Como consequência se tem aumento da expressão de 
genes delta e gama para tentar compensar esse 
problema (aumento da A2 e principalmente da fetal); 
 
 Não produz nada de cadeia beta; 
 Aumenta-se a fetal e A2; 
 Dependo da condição dos alelos que esse paciente 
apresenta pode ter-se as características clínicas abaixo: 
 
- Beta talassemia menor (heterozigota): 
 BaB0tal ou BAB+tal; 
 Clinicamente assintomáticos; 
 Não necessitam de regime transfusional; 
 Hipocromia e microcitose discreta/leve (+); 
 Hemoglobina abaixo dos níveis de normalidade (Hb em 
torno de 10 g/dL) – anemia discreta; 
 Hb A2 entre 3,5 e 8%. 
 - Beta talassemia intermediária: 
 Sintomáticos – desde manifestações leves a graves; 
 Regime transfusional esporádico; 
 Hipocromia e microcitose moderada (++); 
 Hemoglobina abaixo dos valores normais (Hb entre 7 e 10 
g/dL) – anemia moderada; 
 Aumento de Hb fetal. 
- Beta talassemia maior (homozigota): 
 Não há Hb A; 
 Sintomático – manifestações graves no primeiro ano de 
vida; 
 Regime transfusional regular; 
 Hipocromia, microcitose, poiquilocitose, anisocitose e 
células em alvo – acentuadas (+++); 
 Hemoglobina abaixo dos valores da normalidade (Hb < 
7g/dL) – anemia grave; 
 Hb F bastante elevada. 
 
- As mutações no complexo  globina: 
 Beta talassemia simples; 
 Síntese defeituosa de mRNA; 
 Mutações de junção de corte; 
 Mutações de íntrons; 
 Mutações de éxons; 
 mRNA não funcionais (gera um códon finalizador 
prematuro) – ex.: 0 talassemia CD39; 
 Defeitos nos acréscimos 5’ e 3’ do mRNA de  globina. 
 
 O que caracteriza essas persistências são grandes 
deleções.