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

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)