Investigação de mutações no gene ATP13A2 como um fator de risco para a Doença de Parkinson em pacientes brasileiros

A doença de Parkinson (DP) é a desordem neurodegenerativa motora mais frequente, com uma prevalência de, aproximadamente, 1% entre indivíduos com mais de 60 anos de idade, aumentando para 4 a 5% entre os indivíduos com idade superior a 85 anos. Esta condição é caracterizada pela perda seletiva dos neurônios dopaminérgicos da substância negra e pela presença de inclusões protéicas ricas em α-sinucleína nos neurônios sobreviventes. Pouco se sabe sobre a etiologia e a patogênese da DP. A maioria dos casos aparece esporadicamente, podendo estar associados a diversos fatores de risco ambientais e genéticos. Na última década, estudos de ligação identificaram 15 loci cromossômicos (PARK1 a PARK15) relacionados à DP e, nestes, um novo gene, ATP13A2, tem sido associado a casos de DP de início precoce. Esse gene está situado no 1p36 e codifica a proteína ATPase tipo-P da subfamília P5, de localização lisossômica, que é expressa em diversos tecidos, principalmente no cérebro. Mutações em ATP13A2 levam à formação de proteínas truncadas que ficam retidas no reticulo endoplasmático e posteriormente são degradadas pelo proteossomo, podendo causar a disfunção proteossômica, decorrente da sobrecarga gerada pela proteína mutante, ou causar a disfunção lisossômica, ambas gerando agregação tóxica. Este trabalho tem como objetivo realizar a análise molecular do gene ATP13A2 em uma amostra de 116 pacientes brasileiros com DP, de manifestação precoce (<50 anos), de forma a avaliar se mutações neste gene representam um fator de risco para a DP. O DNA foi extraído a partir de leucócitos do sangue periférico ou de saliva e a análise molecular dos éxons 2, 3, 12, 13, 14, 15, 16, 26 e 27, bem como, dos limites íntronéxons foi realizada por sequenciamento automático dos produtos da PCR. Identificamos oito variantes de sequência: quatro variantes intrônicas (uma no íntron 2, uma no íntron 13 e duas no íntron 27) e quatro variantes silenciosas (uma no éxon 3, 16, 26 e 27). Com base em dados da literatura e através de análises in silico e comparação com amostras controle, classificamos a alteração intrônica c.3084- 3C>T, e as alterações silenciosas c.2970G>A e c.3192C>T como não patogênicas; as alterações intrônicas c.106-30G>T, c.1306+42_1306+43 insC e c.3083+24C>T, e as alterações silenciosas c.132A>G e c.1610G>T foram classificadas como provavelmente não patogênicas. Nosso achados corroboram àqueles encontrados em outras populações e indicam que mutações no gene ATP13A2 não são uma causa comum de DP na amostra de pacientes brasileiros analisados. No entanto, se faz necessário estender nossas análises para outras regiões gênicas, a fim de determinar o real papel deste gene na etiologia da DP em nossa população.

Genetic and phenotypic characterization of complex hereditary spastic paraplegia

The hereditary spastic paraplegias are a heterogeneous group of degenerative disorders that are clinically classified as either pure with predominant lower limb spasticity, or complex where spastic paraplegia is complicated with additional neurological features, and are inherited in autosomal dominant, autosomal recessive or X-linked patterns. Genetic defects have been identified in over 40 different genes, with more than 70 loci in total. Complex recessive spastic paraplegias have in the past been frequently associated with mutations in SPG11 (spatacsin), ZFYVE26/SPG15, SPG7 (paraplegin) and a handful of other rare genes, but many cases remain genetically undefined. The overlap with other neurodegenerative disorders has been implied in a small number of reports, but not in larger disease series. This deficiency has been largely due to the lack of suitable high throughput techniques to investigate the genetic basis of disease, but the recent availability of next generation sequencing can facilitate the identification of disease- causing mutations even in extremely heterogeneous disorders. We investigated a series of 97 index cases with complex spastic paraplegia referred to a tertiary referral neurology centre in London for diagnosis or management. The mean age of onset was 16 years (range 3 to 39). The SPG11 gene was first analysed, revealing homozygous or compound heterozygous mutations in 30/97 (30.9%) of probands, the largest SPG11 series reported to date, and by far the most common cause of complex spastic paraplegia in the UK, with severe and progressive clinical features and other neurological manifestations, linked with magnetic resonance imaging defects. Given the high frequency of SPG11 mutations, we studied the autophagic response to starvation in eight affected SPG11 cases and control fibroblast cell lines, but in our restricted study we did not observe correlations between disease status and autophagic or lysosomal markers. In the remaining cases, next generation sequencing was carried out revealing variants in a number of other known complex spastic paraplegia genes, including five in SPG7 (5/97), four in FA2H (also known as SPG35) (4/97) and two in ZFYVE26/SPG15. Variants were identified in genes usually associated with pure spastic paraplegia and also in the Parkinson’s disease-associated gene ATP13A2, neuronal ceroid lipofuscinosis gene TPP1 and the hereditary motor and sensory neuropathy DNMT1 gene, highlighting the genetic heterogeneity of spastic paraplegia. No plausible genetic cause was identified in 51% of probands, likely indicating the existence of as yet unidentified genes.