Estudo funcional de variantes genéticas raras no Transtorno do Espectro Autista: um modelo oligogênico de herança?

• Processo: 19/08655-2
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2019
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2022
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Humana e Médica
• Pesquisador responsável: Andréa Laurato Sertié
• Beneficiário: Andréa Laurato Sertié
• Instituição Sede: Instituto Israelita de Ensino e Pesquisa Albert Einstein (IIEPAE). Sociedade Beneficente Israelita Brasileira Albert Einstein (SBIBAE). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Transtorno do espectro autista Células-tronco pluripotentes induzidas Biologia celular e molecular
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Células neuroprogenitoras | Células-tronco Pluripotentes Induzidas | Sequenciamento completo exoma | Transtorno do Espectro Autista | Variantes genéticas raras | vias de sinalização intracelular | Biologia molecular e celular

Resumo

Análises genômicas recentes têm revelado um grande número de variantes genéticas potencialmente deletérias nos pacientes com Transtorno do Espectro Autista (TEA), a maioria rara e privada. Um enorme desafio atual é determinar quais dentre essas variantes são as que estão envolvidas na etiologia da doença e quantas variantes são necessárias para a penetrância completa do transtorno em cada paciente. Recentemente, por meio do sequenciamento completo do exoma de pacientes brasileiros com TEA, identificamos em um dos pacientes, referido como F2688, variantes raras e potencialmente patogênicas nos genes RELN e CACNA1H; e em outro paciente, referido como F10129, variantes raras e potencialmente deletérias nos genes CACNA1H e MTOR. RELN codifica Relina, uma glicoproteína secretada que controla migração neuronal e funcionamento das sinapses. CACNA1H codifica a subunidade ±¹ do canal de cálcio (Ca2+) dependente de voltagem do tipo T Cav3.2. MTOR codifica a quinase mTOR, cuja via de sinalização pode ser regulada pela quantidade de Ca2+ intracelular, controla diversos processos celulares essenciais e exerce uma ação negativa sobre a atividade da via de sinalização da Relina. Utilizando células neuroprogenitoras (NPCs) derivadas de células-tronco pluripotentes induzidas (iPSCs) do paciente F2688, recentemente mostramos que as variantes identificadas em RELN são deletérias e levam a diminuição da secreção da Relina e da atividade de sua via de sinalização. Ainda, mostramos que as NPCs desse paciente apresentam hiperfuncionamento da via mTOR, a qual funciona como um "segundo hit" acentuando a deficiência da via da Relina. Não sabemos ainda se a variante em CACNA1H identificada nesse paciente contribui para disfunção da via mTOR e diminuição da via da Relina. Não sabemos também se as variantes identificadas no paciente F10129 são deletérias e interagem para levar a disfunção da via mTOR e deficiência da via da Relina. O presente projeto tem por objetivos verificar se as variantes raras identificadas no gene CACNA1H nos pacientes F2688 e F10129 e se a variante rara identificada no gene MTOR no paciente F10129 são funcionais, levam a alterações no influxo de Ca2+, na atividade das vias de sinalização mTOR e da Relina e na migração de células neurais derivadas desses pacientes e, deste modo, atuam em um modelo oligogênico de herança para o TEA. Para isso, utilizaremos como modelo experimental NPCs derivadas de iPSCs dos pacientes F2688 e F10219, de outros pacientes com TEA idiopático e de indivíduos controles para comparação, e realizaremos estudos funcionais diversos direcionados para o funcionamento do canal Cav3.2 e das vias mTOR e da Relina. Ainda, utilizaremos um sistema heterólogo de expressão para confirmação dos resultados. A comprovação de interações entre as diferentes variantes raras e potencialmente de risco encontradas nos pacientes é um passo essencial para se entender a herança complexa do TEA. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

TELES E SILVA, ANDRE LUIZ; GLASER, TALITA; GRIESI-OLIVEIRA, KARINA; CORREA-VELLOSO, JULIANA; TING WANG, JAQUELINE YU; CAMPOS, GABRIELE DA SILVA; ULRICH, HENNING; BALAN, ANDREA; ZARREI, MEHDI; HIGGINBOTHAM, EDWARD J.; et al. Rare CACNA1H and RELN variants interact through mTORC1 pathway in oligogenic autism spectrum disorder. TRANSLATIONAL PSYCHIATRY, v. 12, n. 1, p. 11-pg., 2022-06-06. (19/08655-2)

TELES E SILVA, ANDRE LUIZ; YOKOTA, BRUNO YUKIO; SERTIE, ANDREA LAURATO; ZAMPIERI, BRUNA LANCIA. Generation of Urine-Derived Induced Pluripotent Stem Cells and Cerebral Organoids for Modeling Down Syndrome. STEM CELL REVIEWS AND REPORTS, v. N/A, p. 8-pg., 2023-01-18. (19/08655-2, 21/14491-2, 19/04859-2, 18/15371-8)