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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/69048
RASTREAMENTO DE MUTAÇÕES NOS GENES CEL, PAX4 E BLK EM PACIENTES BRASILEIROS COM RECORRÊNCIA FAMILIAR DE DIABETES MELLITUS PARA O TRATAMENTO DIFERENCIAL DA DOENÇA
Variação Genética
Reação em Cadeia da Polimerase
Análise de Sequência de DNA
Soares, Camila de Almeida Pereira Dias | Date Issued:
2022
Advisor
Co-advisor
Comittee Member
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract in Portuguese
O diabetes mellitus (DM) é caracterizado como uma doença metabólica crônica cuja principal característica é a hiperglicemia devido à não liberação, produção insuficiente ou à ausência de resposta à ação da insulina. Formas monogênicas da doença, ainda que raras, também podem causar o desenvolvimento da doença. A principal dentre estas formas, MODY ("Maturity-Onset Diabetes of the Young"), pode representar, aproximadamente, 2% de todos os casos de diabetes conhecidos. O indivíduo afetado manifesta os sintomas da doença durante a adolescência ou início da vida adulta , geralmente até os 25 anos de idade, em consequência à um defeito primário nas células-beta pancreáticas e sua transmissão familiar segue padrão de herança a utossômico dominante. O diagnóstico das formas monogênicas de DM é difícil em função da sua ampla heterogeneidade, raridade e pouca divulgação, sendo frequentemente classificado erroneamente como as formas mais comuns de diabetes. O subdiagnóstico de MODY torna a sua prevalência incerta e impacta a escolha do tratamento do paciente e o conhecimento do seu prognóstico. No Brasil, estudos de formas monogênicas de DM e suas causas genéticas ainda são escassos, fato que dificulta o entendimento do perfil da população brasileira para estas formas dentro da causa de diabetes. Desta forma, este estudo objetivou a identificação de mutações com potencial patogênico nos genes PAX4, BLK e CEL em uma amostra de 41 pacientes brasileiros não aparentados e de ambos os sexos com fenótipos clínicos indicativos de DM monogênico e causa molecular desconhecida .Foi realizada a extração do DNA genômico e o rastreamento da região codificante dos genes PAX4, BLK e CEL através de sequenciamento automático de Sanger. As variantes genéticas identificadas foram analisadas através de algoritmos in silico e suas frequências alélicas foram acessadas em bancos de dados. Como resultado do rastreamento molecular foram identificadas seis variantes genéticas no gene PAX4, seis no gene BLK e seis no gene CEL, das quais as alterações PAX4 p.(Arg172Gln) e CEL p.(Fen161SerfsTer34) obtiveram potenciais patogênicos relevantes segundo a análise in silico. A análise de segregação da variante PAX4 mostrou transmissão familiar associada ao fenótipo. Ademais, esta variante genética foi ausente no grupo controle de 192 indivíduos normoglicêmicos testado. A idade de diagnóstico entre os portadores da variante PAX4 p.(Arg172Gln) da família variou entre 24 e 50 anos, nos quais são observados valores superiores ao esperado para esta forma de DM. Indivíduos mutados apresentavam quadros clínicos distintos e administravam diferentes tratamentos para o controle glicêmico. Neste estudo, foram identificadas alterações com alto potencial patogênico em genes considera dos raros para a causa de MODY. Logo, enfatiza-se a importância dos estudos das causas genéticas menos frequentes de diabetes monogênico para aprofundar o conhecimento clínico sobre estes subtipos e seus prognósticos uma vez que podem apresentar uma relevância maior na população brasileira, impactando o uso de tratamentos personalizados e a qualidade de vida do paciente.
Abstract
Diabetes mellitus (DM) is a chronic metabolic disease and its main feature is the fasting hyperglycemia due to improper functioning of the secretion or the production of insulin or the absence of response from the body towards its presence. Monogenic forms arise from a mutation in a single gene in the individual and are also responsible for the development of diabetes although their rareness. The main monogenic form of DM is called Maturity-Onset Diabetes of the Young (MODY) and it's known as an heterogenous condition accounting for approximately 2% of all cases of diabetes. Its transmission follows the mendelian inheritance autosomal dominant pattern and patients tend to manifest their symptoms at a young age, usually before 25 years, as a result of a primary defect in the pancreatic beta-cells. Because of its rareness, heterogeneity and unawareness, diagnostic of monogenic forms is difficult, and these patients are frequently misdiagnosed as the most common forms. The underdiagnosis of MODY makes its prevalence doubtful and impacts the selection of treatment for the patient and prognosis. Studies of monogenic forms of diabetes and its genetics are scarce in Brazil which makes the knowledge of the Brazilian profile for this condition even harder. Therefore, the aim of this study was to identify pathogenic mutations in PAX4, BLK and CEL genes in a group of 41 brazilian unrelated men and woman and presented clinical features corresponding to monogenic diabetes. Extraction of genomic DNA was performed followed by molecular investigation of the exonic regions of PAX4, BLK and CEL genes through Sanger sequencing. All variants identified were analyzed through in silico algorithms to estimate their pathogenicity and their allelic frequency were obtained from databases to check their occurrence. As result of the molecular investigation, six variants were located in each gene. PAX4 p.(Arg172Gln) and CEL p.(Phe161SerfsTer34) were considered to be significantly pathogenic by in silico analysis of the consulted preditors. Family analysis showed cosegregation of the PAX4 variant along with diabetes phenotype. Furthermore, p.(Arg172Gln) was absent in the control group composed of 192 non-diabetic patients. Age at diagnosis among PAX4 variant family carriers varied between 24 and 50 years which almost all of the ages at diagnosis observed were superior to what is expected for MODY. Carriers in the family presented different clinical features and used different treatments in order to manage glicemic blood levels. In this study, potentially pathogenic variants were identified in genes considered to be rare causes of MODY development. Thus, it is emphasized the importance of the intensification of studies regarding monogenic diabetes and its less frequent causes to clarify their clinical features and prognosis since they can be more prevalent in the Brazilian population than expected. Moreover, correct diagnosis can lead to personalized treatment which improves the patient's quality of life.
DeCS
Diabetes Mellitus Tipo 2Variação Genética
Reação em Cadeia da Polimerase
Análise de Sequência de DNA
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