Mutações no gene JARID1C e rearranjos subteloméricos como causas de deficiência intelectual familiar de etiologia idiopática

A Deficiência Intelectual (DI) é uma condição complexa, que acomete 2-3% da população mundial, constituindo um importante problema de saúde pública. No entanto, uma parcela significativa dos casos de DI permanece sem um diagnóstico definitivo, o que demonstra que muitos fatores etiológicos associados a esta condição ainda precisam ser elucidados. Há um consenso de que o número de homens com DI supera em 30% o número de mulheres, um achado atribuído à presença de mutações em genes localizados no cromossomo X. Dentre os genes presentes neste cromossomo que são expressos no cérebro, o Jumonji AT-rich interactive domain 1C (JARID1C) foi identificado como um potencial candidato a estar relacionado à DI ligada ao X (DILX). O gene JARID1C codifica uma desmetilase da lisina 4 da histona H3 (H3K4), imprescindível para a regulação epigenética. Tão importante quanto o estudo do gene JARID1C em pacientes com DI é a busca por variações no número de cópias gênicas (VNCs) em regiões cromossômicas subteloméricas. Genes relacionados ao desenvolvimento cerebral são enriquecidos em VNCs e as regiões subteloméricas são mais susceptíveis à formação destes rearranjos. Diante do exposto, neste estudo, investigamos mutações no gene JARID1C (exons 3, 4, 5, 8, 10, 14 e 23) em 148 homens portadores de DI pertencentes a famílias com padrão de segregação sugestivo de DILX. Paralelamente, analisamos VNCs subteloméricas em 174 homens com DI familiar de etiologia idiopática, independente do padrão de segregação. Para todos os indivíduos selecionados, amostras de DNA genômico foram extraídas a partir de sangue periférico e alterações genéticas frequentemente relacionadas à DI foram previamente excluídas (expansões trinucleotídicas nos loci FRAXA e FRAXE e mutações nos genes MECP2 e ARX). A análise do gene JARID1C foi realizada pela técnica de PCR, seguida da análise dos produtos amplificados por sequenciamento. Foram identificadas quatro variantes silenciosas (c.564G>A, c.633G>C, c.1884G>A, c.1902C>A). Através da análise in silico de sequências exônicas acentuadoras de splicing (ESEs) localizadas nas posições das variantes encontradas, foi possível classificar a variante c.1884G>A como neutra e as três variantes restantes como possíveis criadoras de ESEs. Já para a investigação das VNCs subteloméricas, foi utilizada a metodologia de Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification (MLPA), capaz de identificar microdeleções e microduplicações nas 46 regiões subteloméricas. Para este fim, inicialmente, os indivíduos foram investigados pelo kit de MLPA P036, enquanto que para aqueles que exibiram alterações também foi utilizado o kit P070. A validação das VNCs encontradas foi realizada por PCR quantitativo em Tempo Real. A análise por MLPA revelou um indivíduo apresentando duas deleções (9p e 13q), um indivíduo apresentando duas amplificações (1p e 2p), dois indivíduos apresentando uma deleção e uma amplificação (18p e 18q; 4p e 8p), quatro indivíduos portadores de uma deleção cada (10p, 20p, 3q e 22q) e dois indivíduos com uma amplificação cada (7q e 20p). Algumas das alterações subteloméricas encontradas (2,87%) representam VNCs de relevância clínica para o estudo da DI, reforçando a importância do rastreamento de rotina de VNCs subteloméricas na DI familiar. Consideramos que a elucidação de novos genes ou mecanismos moleculares diretamente relacionados à DI é um caminho promissor e urgente para o estabelecimento de novas estratégias terapêuticas possíveis.

Intellectual Disability (ID) is a complex condition, which affects 2-3% of general population, constituting a major public health problem. Nevertheless, a significant number of ID cases remain to have a definitive diagnosis, showing that many etiologic factors associated with this condition need to be elucidated. There is a consensus that the number of ID males exceeds by 30% the number of females, a finding that is attributed to the presence of mutations in genes located on chromosome X. Among the X-linked brain-expressed genes, the Jumonji AT-rich interactive domain 1C (JARID1C) was identified as a potential candidate to be related to X-Linked ID (XLID). The JARID1C gene encodes a histone demethylase specific for histone 3 lysine 4 (H3K4), which is indispensable for the epigenetic regulation. As important as the study of JARID1C gene in ID patients is the search for subtelomeric copy number variations (CNVs). Genes related to brain development are enriched in CNVs and subtelomeric regions are particularly susceptible to these rearrangements. In view of this evidence, in this study we investigated JARID1C mutations (exons 3, 4, 5, 8, 10, 14 and 23) among 148 males with ID from families with a segregation pattern suggestive of XLID. In parallel, we analyzed subtelomeric CNVs among 174 males with idiopathic familial ID, regardless of the segregation pattern. For all selected individuals, genomic DNA was extracted from peripheral blood and other frequent genetic causes related to ID were previously excluded (trinucleotide expansions at FRAXA and FRAXE loci and mutations in MECP2 and ARX genes). The JARID1C gene analysis was performed by PCR followed by sequencing analysis of the amplified products. We identified four silent mutations (c.564G>A, c.633G>C, c.1884G>A and c.1902C>A). In silico analysis of exonic splicing enhancers (ESEs) located in the variants positions made possible to classify the variant c.1884G>A as neutral and the remaining variants as potential creators of new ESEs. For the investigation of subtelomeric CNVs, Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification (MLPA) methodology was applied to identify microdeletions and microduplications in the 46 subtelomeric regions. For this purpose, individuals were initially investigated by P036 MLPA kit, whereas for those who exhibited abnormalities, the P070 kit was also used. The CNVs validation was performed by quantitative Real Time PCR. The MLPA analysis revealed an individual with two deletions (9p and 13q), an individual with two amplifications (1p and 2p), two individuals with a deletion and amplification (18q and 18p; 4p and 8p), four individuals with a deletion (10p, 20p, 3q and 22q) and two individuals with an amplification (7q and 20p). Some of the changes found (2,87%) represent subtelomeric CNVs of clinical relevance for the study of ID, reinforcing the importance of routine screening of subtelomeric CVNs in cases of familial ID. We believe that the elucidation of novel genes or molecular mechanisms directly related to ID is a promising and urgent way for establishing new possible therapeutic strategies.