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Tipo do documento: Tese
Título: Investigação de novos mecanismos genéticos e epigenéticos relacionados à Síndrome do X-frágil
Título(s) alternativo(s): Investigation of novel genetic and epigenetic mechanisms related to fragile X syndrome
Autor: Silva, Camilla Pereira da 
Primeiro orientador: Santos-Rebouças, Cíntia Barros
Primeiro coorientador: Reis, Adriana Helena de Oliveira
Primeiro membro da banca: Silva, Dayse Aparecida da
Segundo membro da banca: Lima, Sheila Coelho Soares
Terceiro membro da banca: Medina-Acosta, Enrique
Resumo: A síndrome do X Frágil (SXF) é determinada por uma expansão instável da repetição de trinucleotídeos CGG na região 5’ UTR do gene FMR1, sendo reconhecidas quatro categorias alélicas: normal (N, ≤44 CGGs), intermediária (I, 45-54 CGGs), pré-mutação (PM, 55-200 CGGs) e mutação completa (FM, >200 CGGs). Os indivíduos com a SXF apresentam a FM, que resulta no silenciamento do gene por hipermetilação das repetições CGG e do promotor do gene FMR1. A instabilidade nas repetições expandidas pode resultar em mosaicismo de tamanho, formado pela FM com outras categorias de alelos ou com deleções. Com a dificuldade de amplificar essa região, a investigação da SXF é complexa. Ainda, dados recentes apontaram para uma borda de metilação a montante das repetições, que é perdida em pacientes com a SXF, levando à disseminação de uma metilação de novo até o promotor do FMR1. Com isso, o presente estudo teve como objetivos principais reavaliar um grupo de 101 homens com SXF, visando a caracterização de padrões atípicos, analisar a presença da borda de metilação e identificar novos marcadores epigenéticos próximos às repetições. Através da metodologia de reação em cadeia da polimerase direcionada para repetições de trincas (TRP-PCR), a FM “pura” foi confirmada em 52,5% dos indivíduos. Já 27,7% dos pacientes apresentaram mosaicismo de tamanho, sendo 15,8% com PM+FM, 8,9% com N+FM e 3% com N+PM+FM. Seis pacientes (5,9%) ainda apresentavam uma deleção próxima às repetições, evidenciada por metodologias adicionais, podendo observar microhomologia entre os pontos de quebra em alguns deles. A análise de marcadores genéticos no cromossomo X não revelou nenhum caso de síndrome de Klinefelter (47,XXY) entre os casos atípicos de mosaicismo de tamanho. A literatura tem relatado casos de mosaicismo de tamanho com frequências de 12 a 41%. Através de pirosequenciamento de DNA genômico tratado com bissulfito de sódio, foi possível observar uma redução nos níveis de metilação nas CpGs 65-70 à montante do FMR1 em controles, ratificando a presença da borda de metilação, estando esta ausente em pacientes com FM, o que corrobora dados da literatura. Essa borda também parece ser perdida nos indivíduos com mosaicismo de tamanho. Como destaque deste estudo, identificamos uma CpG intrônica com um padrão de metilação inesperado no heatmap, estando hipermetilada em indivíduos controles e hipometilada em pacientes com a SXF. Estudos recentes sugerem que a metilação de elementos intragênicos estejam envolvidos na regulação da expressão gênica. Portanto, esta CpG tem grande potencial para ser usada como um novo marcador epigenético para a SXF, com um valor de corte de 69,5% e especificidade, sensibilidade e acurácia de 100%. Estes resultados promissores podem estimular o desenvolvimento de uma nova metodologia para o diagnóstico para a SXF
Abstract: Fragile X syndrome (SXF) is determined by an unstable expansion of CGG trinucleotides repetition in the 5'UTR region of the FMR1 gene, with four recognized allele categories: normal (N, ≤44 CGGs), intermediate (I, 45-54 CGGs), premutation (PM, 55-200 CGGs) and full mutation (FM, > 200 CGGs). SXF patients carry the FM allele, which results in gene silencing by hypermethylation of the CGG repeat and FMR1 gene promoter. CGG expansions instability can result in size mosaicism, formed by FM along with other allele categories or deletions. Due to the difficulty in amplifying this sequence, the molecular investigation of SXF is complex. Besides that, a recent study has suggested a methylation boundary upstream of the CGG repeat, which is lost in SXF patients and leads to a de novo methylation spreading to the FMR1 promoter. Thus, the present study aimed to reevaluate a group of 101 SXF males, to characterize atypical profiles, analyze the presence of the methylation boundary and identify novel epigenetic markers close to the CGG repeat. Using Triplet Repeat Primed Polymerase Chain Reaction (TRP-PCR), a “pure” FM profile was confirmed in 52.5% of the SXF patients. 27.7% of the patients had size mosaicism: 15.8% with PM+FM, 8.9% with N+FM and 3% with N+PM+FM. Six patients (5.9%) had a deletion close to the repetitions, evidenced by additional methodologies, and microhomology could be observed between the breakpoints in some of them. The analysis of genetic markers in X chromosome revealed no cases of Klinefelter syndrome (47,XXY) among the atypical cases. Size mosaicism cases have been reported in the literature with frequencies of 12 to 41%. Using pyrosequencing after genomic DNA treatment with sodium bisulfite, it was possible to observe a reduction in methylation levels in CpGs 65-70 upstream of FMR1 in controls, ratifying the presence of the methylation boundary, absent in FM patients, which corroborates literature data. This boundary also seems to be lost in individuals with size mosaicism. As a highlight of this study, we identified an intronic CpG with an unexpected methylation pattern in the heatmap, being hypermethylated in controls and hypomethylated in FXS patients. Recent studies suggest that the methylation of intragenic elements is involved in the regulation of gene expression. Therefore, this CpG has great potential to be used as a new epigenetic marker for FXS, with a cut-off value of 69.5% and specificity, sensitivity and accuracy of 100%. These promising results may stimulate the development of a new diagnostic methodology for FXS
Palavras-chave: Intellectual Disability
X-chromosome
Fragile X syndrome
Atypical profiles
Epigenetic markers
Molecular Diagnosis
Deficiência Intelectual
Cromossomo X
Síndrome do X-frágil
Perfis atípicos
Marcadores epigenéticos
Diagnóstico molecular
Genética humana
Patologia Molecular
Área(s) do CNPq: CIENCIAS BIOLOGICAS::GENETICA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UERJ
Departamento: Centro Biomédico::Instituto de Biologia Roberto Alcantara Gomes
Programa: Programa de Pós-Graduação em Biociências
Citação: SILVA, Camilla Pereira da. Investigação de novos mecanismos genéticos e epigenéticos relacionados à síndrome do X-frágil. 2022. 161 f. Tese (Doutorado em Biociências) – Instituto de Biologia Roberto Alcântara Gomes, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2022.
Tipo de acesso: Acesso Embargado
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/20360
Data de defesa: 28-Abr-2022
Aparece nas coleções:Doutorado em Biociências



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