As doenças genéticas contribuindo para a compreensão do funcionamento gênico

• Processo: 99/11151-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2000
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2005
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Mayana Zatz
• Beneficiário: Mayana Zatz
• Instituição Sede: Instituto de Biociências (IB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 05/51309-5 - Estudo dos efeitos da inibição do hormônio do crescimento em modelos animais de distrofia muscular, BP.DR; 04/14842-4 - Isolamento e caracterização de células-tronco caninas de cordão umbilical para uso potencial em transplantes de cães distróficos, BP.DD; 04/11613-4 - Investigação genética de duas novas doenças neurodegenerativas: síndrome SPOAN (spastic paraglegia with optic atrophy and neuropathy) e SPG34, BP.DR; + mais bolsas vinculadas 04/02784-0 - Estabelecimento de um modelo para estudo da diferenciacao de celulas-tronco em celulas musculares, usando transplantes em membranas embrionarias de galinha., BP.PD; 03/04021-0 - Estudo do retardo mental de herança ligada ao cromossomo X, BP.DD; 03/04042-8 - Estudo de associação entre genes de receptores de serotonina e o autismo, BP.DD; 02/00808-3 - Avaliação in vitro do uso potencial de células tronco no tratamento da distrofia muscular, BP.DD; 01/10820-8 - Estudo molecular da distrofia muscular facio-escápulo-humeral em diferentes tecidos: análise de indivíduos portadores sintomáticos e assintomáticos, BP.DD; 00/11826-7 - Estudo molecular de pacientes portadores de retardo mental não sindrômico, BP.MS; 01/00490-0 - Identificação de genes de susceptibilidade e genes de proteção, BP.MS; 01/00402-4 - Caracterização molecular da região 9p23-21.3 e identificação do gene associado a trigonocefalia, BP.DR; 00/09415-9 - Caracterização molecular de mutações patogênicas em pacientes com doenças genéticas, BP.TT; 00/06589-6 - Caracterização molecular de mutações patogênicas em pacientes com doenças genéticas, BP.TT; 98/15590-6 - Correlações gene-fenótipo: a nossa contribuição ao Projeto Genoma Humano, BP.TT - menos bolsas vinculadas
• Assunto(s): Doenças genéticas Doenças neuromusculares
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Correlacoes Genotipo Fenotipo | Doencas Geneticas | Doencas Neuromusculares | Malformacoes Cranio-Faciais | Mecanismos Moleculares | Proteinas Musculares

Resumo

O projeto Genoma Humano (HUMAN GENOME PROJECT) propõe-se a terminar, no início do próximo milênio, a caracterização e sequenciamento dos 100 a 150.000 genes responsáveis por nossas características normais e patológicas. A longo prazo o objetivo deste projeto é o de entender como os genes funcionam, como interagem entre si e com o ambiente. O estudo molecular de doenças genéticas humanas tem contribuído enormemente para a identificação e compreensão de vários mecanismos gênicos. Como exemplos podemos citar os genes dinâmicos, o splicing (ou processamento) alternativo originando diferentes produtos a partir de um mesmo gene ou o imprinting genômico. O estudo molecular tem mostrado para um número crescente de patologias que diferentes entidades clínicas podem ser resultantes de mutações em um mesmo gene (como por exemplo as craniosinostoses sindrômicas, Apert, Pfeiffer e Crouzon ) ou de duplicações ou deleções envolvendo o mesmo gene (como por exemplo no caso da doença de Charcot Marie Tooth ou CMT1ea neuropatia hereditária sensitiva por pressão ou HNPP ). Por outro lado, para outras condições genéticas, como as distrofias musculares tipo cinturas, tem-se verificado o envolvimento de vários genes resultando em um mesmo quadro clínico. Nestes casos cada gene pode agir isoladamente (heterogeneidade genética não alélica) ou em conjunto para produzir um determinado fenótipo (no caso da herança multifatorial) exemplificado pelas doenças psiquiátricas. Uma vez tendo sido identificado o gene associado a uma doença genética, a próxima etapa é compreender qual é o mecanismo que leva a manifestação do fenótipo. Por exemplo, se o quadro clínico é decorrente de quantidade insuficiente do produto do gene mutado (haploinsuficiência), como sugerido para a Síndrome de Treacher Collins e várias outras, ou se o produto mutado tem um efeito dominante negativo (como na síndrome de Marfan) ou um ganho de função (como nas ataxias espino-cerebelares ou doença de Charcot-Marie). Estes mecanismos são extremamente complexos e com raras exceções ainda não foram completamente esclarecidos. Apesar dos grandes avanços na compreensão dos mecanismos moleculares associados a doenças genéticas, na maioria dos casos é difícil explicar-se a variabilidade clínica observada entre afetados da mesma genealogia ou de diferentes famílias. A lista de condições onde uma mesma mutação leva a quadros clínicos distintos é crescente e sugerem a importância da contribuição de outros fatores genéticos e/ou ambientais na determinação do fenótipo. Compreender estas interações e identificar os vários fatores que interagem com os genes e seus produtos constitui um desafio enorme principalmente no caso de doenças multifatoriais que são ainda mais complexas. Neste sentido, as tecnologias que estão sendo desenvolvidas, como os chips de DNA e os microarrays possivelmente permitirão grande avanços na identificação dos componentes genéticos envolvidos. A elucidação dos mecanismos moleculares responsáveis pelas doenças genéticas também tem permitido o desenvolvimento de testes moleculares que tem sido extremamente importantes para prevenção de novos casos (através da identificação de casais em risco e diagnóstico pré-natal) bem como para a tentativa de terapia gênica ou outros métodos alternativos de tratamento. O nosso projeto temático anterior contribuiu para o mapeamento de 4 novos genes (3 com herança Mendeliana e um gene modificador), a identificação de heterogeneidade genética para várias doenças bem como uma melhor compreensão acerca do efeito de diferentes mutações no produto gênico e fenótipo resultante (principalmente em distrofias musculares progressivas e algumas craniosinostoses). Os resultados destes trabalhos permitiram a publicação de 51 trabalhos em revistas internacionais e 4 capítulos de livro (também internacionais, um no prelo) desde o início de 1996 (ver anexo), sem contar inúmeras apresentações em congressos nacionais. O projeto temático a ser desenvolvido nos próximos 4 anos tem como objetivo continuar e ampliar estas linhas de pesquisa na tentativa de melhorar nossa compreensão acerca dos mecanismos (genéticos e não genéticos) responsáveis por várias doenças genéticas, tais como: distrofias musculares progressivas,paraplegias espásticas, neuropatias periféricas, Pancreatite hereditária e idiopática, doenças psiquiátricas, Síndrome de Knobloch, retardo mental ligado ao X, Displasia craniodiafisária, Hidrocefalia ligada ao cromossomo X, Síndrome de Treacher-Collins. Para atingir este objetivo serão desenvolvidos vários sub-projetos resumidos abaixo: 1. identificação de heterogeneidade genética e mapeamento de novos genes. Para a identificação de novos genes associados a doenças genéticas, duas estratégias principais serão utilizadas: a) análise de ligação; b) genes candidatos. Para estudos de ligação serão selecionadas famílias com várias afetados, grandes o suficiente para se detectar ligação entre um marcador polimórfico e o loco responsável pela doença. Antes de iniciarmos estudos de ligação, genes conhecidos para o fenótipo em estudo serão excluídos. Atualmente temos famílias grandes para as seguintes condições genéticas: atrofia espinhal progressiva de herança autossômica dominante, doença de Charcot-Marie, e displasia craniodiafisária. Famílias menores, com um até 3 afetados poderão ser analisadas para genes candidatos, através de triagem de mutações ou estudo de proteínas. Novamente, estes estudos só serão realizados em famílias em que os genes conhecidos para determinado fenótipo já foram excluídos. Para esta abordagem serão incluídas famílias com distrofias musculares autossômicas recessivas e dominantes. 2. clonagem de novos genes. Uma vez que um gene novo é mapeado, a próxima etapa é a sua clonagem por posição ou por análise de genes candidatos. Atualmente estamos tentando isolar o gene associado com a síndrome de Knobloch, mapeado em 21q22.3 e pretendemos dar continuidade ao estudo de uma família com retardo mental ligada ao X, não sindrômica, mapeada em Xp22-q12.3. Correlações genótipo-fenótipo. Os estudos de correlações genótipo-fenótipo serão realizados para as doenças cujos genes já são conhecidos ou que venham a ser clonados ao longo do projeto... (AU)