2ª Frequência Genética PDF

2ª Frequência Genética Hereditariedade  É “o que herdamos” dos nossos pais, que está contido nos nossos genes, transportados pelos cromossomas;  O DNA contém os genes que determinam a hereditariedade;  Genes contêm os códigos para a produção de proteínas;  A capacidade que os sere...

2ª Frequência Genética Hereditariedade  É “o que herdamos” dos nossos pais, que está contido nos nossos genes, transportados pelos cromossomas;  O DNA contém os genes que determinam a hereditariedade;  Genes contêm os códigos para a produção de proteínas;  A capacidade que os seres vivos têm de gerar seres semelhantes é chamada hereditariedade.  Os genes são pedaços do DNA responsáveis pelas características hereditárias.  Seres humanos são organismos diplóides, ie, os genes estão aos pares (alelos); todas as células têm 46 cromossomas, exceto os gâmetas que têm apenas 23.  Cada ser vivo contém pares de genes, originados no zigoto, qd o gâmeta feminino (óvulo) é fecundado pelo masculino (espermatozóide); Durante a fertilização, a mãe e o pai doam de forma aleatória, cada um, metade do seu capital genético para criar o do seu filho.  Cada gene oriundo de um dos progenitores (mãe ou pai) é denominado alelo. Os genes alelos não se misturam nos descendentes, mas formam os pares e separam -se durante a formação dos gâmetas (gametogénese).  Assim, temos 2 cópias de cada gene: uma é dada pelo pai e outra pela mãe. Essas 2 cópias podem conter informações diferentes. Existem biliões de combinações e cada indivíduo é único. É por isso que somos todos diferentes;  Uma doença genética pode ser causada por uma anomalia genética no nível do gene (mutação) ou no nível do cromossoma (esta pode ser herdada).  O genótipo é a constituição genética do indivíduo. Todas as células apresentam o mm material genético.  O fenótipo é a expressão visível do genótipo.  As leis de Mendel são fundamentais para a compreensão da hereditariedade: Permitem prever risco de recorrência Testes predizentes Possibilitam antecipar terapia génica Frequência caraterística Princípios Básicos  As 2 posições homólogas de um par de cromossomas constituem um locus;  Cada locus é ocupado por 2 alelos, ie, 2 formas alternativas de um gene (uma herdada do pai, outra da mãe). Homozigotia - Qd uma pessoa tem um par de alelos idênticos em um locus do DNA nuclear. Heterozigotia - Qd os alelos são diferentes e um deles é do tipo selvagem. Hemizigotia - Qd um homem apresenta um alelo anormal para um gene localizado no cromossoma X e não há outra cópia do gene.  Diferentemente das 2 cópias de cada gene em uma célula diploide, as moléculas do DNA mitocondrial e os genes codificados pelo genoma mitocondrial apresentam dezenas de milhares de cópias em cada célula. Por isso, os termos homozigoto, heterozigoto e hemizigoto não são utilizados para descrever genótipos nos loci mitocondriais. Página 1 de 41  2ª Frequência Genética Genótipo  Para os loci autossómicos (e ligados ao X nas mulheres), o genótipo de uma pessoa em um determinado locus é constituído por ambos os alelos que ocupam aquele locus nos 2 cromossomas homólogos.  São todos os pares de alelos que compõem de forma coletiva a constituição genética de um indivíduo ao longo de todo o genoma.  Informação codificada no genoma. Haplótipo  Conjunto de alelos em 2 ou + loci próximos em um cromossoma do par de homólogos. Fenótipo  A expressão do genótipo como um traço morfológico, podendo ser observado clinicamente ou apenas através de exames sanguíneos ou histológicos.  Pode ser uma variável discreta, como a presença ou ausência de uma doença, ou pode ser uma medida mensurável, como o índice de massa corporal ou a glicemia.  Pode ser tt normal qt anormal em um determinado indivíduo. Penetrância  Presença ou ausência de um fenótipo.  Completa - Frequência da expressão do fenótipo é 100%, ao nascimento ou durante a vida.  Incompleta - Frequência da expressão do fenótipo é menor do que 100%. Expressividade  Gravidade da expressão do fenótipo entre os indivíduos que têm o mm genótipo deletério.  Invariável ou Uniforme - a mm gravidade para o mm genótipo.  Variável - diferente gravidade (grau) para o mm genótipo. O mm genótipo não dá o mm fenótipo - Combinação de alelos de um determinado locus, composição genética de um organismo.  Genótipo = genoma + epigenoma (reguladores da expressão dos genes codificados no genoma e atuam combinados). Genoma igual nos 200 tipos diferentes de células, mas as suas diferentes funções acontecem por diferentes genes serem selecionados em cada um deles.  Fenótipo = transcriptoma + proteoma + metaboloma. É o conjunto de carateres morfológicos, fisiológicos e comportamentais de um indivíduo. É a expressão de um determinado genótipo em interação com o ambiente. Página 2 de 41  2ª Frequência Genética Mosaicismo  Qd o erro ocorre em uma divisão celular posterior à formação do zigoto (não disjunção mitótica nas 1as divisões).  Assim, algumas células do corpo do indivíduo terão um nº normal de cromossomas e outras terão 1 cromossoma a +. Corresponde a 1,5% dos portadores da trissomia 21. Distribuição etiológica das doenças  Causas ambientais o Infeções; o Deficiências alimentares.  Causas genéticas o Cromossómicas 0.6% o Monogénicas 1.4% - Cancros, hemofilia e drepanocitose.  Causas multifatoriais (a maioria) - Fenótipo raramente depende da expressão de 1 só gene, mas sobretudo da interação entre produtos do gene (30-40.000) e o meio. o Malformações congénitas 0.6% o Doenças crónicas do adulto 5% o Inteligência o Comportamento o Estatura o Diabetes o Vários cancros Doença genética diferente de hereditário  Maioria das doenças genéticas é adquirida;  Pode ocorrer após o nascimento (maioria dos cancros);  Familiar (maior frequência numa família) diferente de genético ou hereditário Cancro do escroto em limpa-chaminés (falta de higiene) Partilha de ambiente (social, alimentar e cultural) pode simular erro genético numa família.  Congénito diferente de hereditário Exemplo de erro na meiose Alterações genéticas  Cromossómicas numéricas;  Cromossómicas estruturais;  Génicas Monogénicas Mendelianas Não mendelianas Página 3 de 41  2ª Frequência Genética Alterações cromossómicas numéricas 1. Euploidias (não compatível com a vida)  Alterações numéricas em que todo o genoma é alterado, ie, alteram o conjunto de cromossomas.  Conjuntos cromossómicos extras: triplóide (3N), tetraplóide (4N). 2. Aneuploidias  Alterações que envolvem diminuição ou aumento em um determinado par de cromossomas.  Decorrentes de processos de não disjunção (erros na divisão celular) que ocorrem durante a formação dos gâmetas na meiose I ou II. Isto faz com que uma célula fique com excesso ou falta de cromossomas.  Na meiose I, um cromossoma homólogo pode não se separar, formando assim uma célula com 1 cr a + e outra com 1 cr a menos. A não disjunção pode ocorrer tb na meiose II e, nesse caso, não ocorre a separação dos cromatídeos. Tipos de aneuploidias:  Monossomia ou hipodiploidia (2n-1): Perda de 1 cromossoma do mm par (ex: síndrome de Turner - cariótipo 45, X- baixa estatura, pescoço alado, infertilidade e problemas no desenvolvimento dos órgãos sexuais, incluindo atraso no ciclo menstrual);  Nulissomia (2n-2): Perda de 2 cromossomas do mm par; Trissomia ou hiperdiploidia (2n+1): Ganho de 1 cromossoma no genoma. 3. Relacionadas com a divisão celular  Processo de reprodução celular em que uma célula se divide para formar outras.  É responsável pela reprodução, crescimento e regeneração das células.  Antes de se dividir, a célula precisa duplicar (replicar) o material genético e iniciar a interfase. ✓ Fase G1: ocorre o crescimento celular, o aumento de organelos, a síntese de RNA e proteínas; no final desta fase, existe um ponto de verificação para avaliar se está tudo conforme o esperado antes de seguir adiante. ✓ Fase S: fase + longa e + importante da interfase; ocorre a duplicação do DNA e dos centríolos. ✓ Fase G2: ocorre outro ponto de verificação para ver se o DNA foi todo corretamente replicado e se a célula cresceu o suficiente para ir para a mitose.  Existem 2 tipos de divisão celular: ✓ A mitose ocorre em células somáticas, ie, naquelas que não são germinativas. o Célula-mãe gera 2 novas células idênticas, mantendo nelas a quantidade de DNA que possui. o Crescimento, regeneração ou cicatrização e reprodução em organismos unicelulares. o O processo de formação dos tumores ocorre por mitoses sucessivas. ✓ A meiose ocorre em células germinativas, dando origem aos gâmetas. o A célula mãe forma 4 células-filhas com metade do nº de cromossomas que possui. Página 4 de 41  2ª Frequência Genética Falando melhor das aneuploidias  São erros na segregação cromossómica, tipicamente conduzindo à produção de um gâmeta anormal que tem 2 cópias ou nenhuma cópia do cromossoma envolvido no evento de não disjunção. Apenas 3 compatíveis com sobrevivência pós-natal (têm o menor nº de genes entre todos os autossomas). Características das trissomias autossómicas: Trissomia do cromossoma 21 Causas:  Não disjunção meiótica do par de cromossomas 21 (95%) o Meiose materna 90% e Meiose paterna 10%  Translocação Robertsoniana (mantém 46 cromossomas) (4%) o Entre o cromossoma 21q e o braço longo de um dos outros cromossomas acrocêntricos, geralmente o cr 14 ou o 22. o Risco de recorrência elevado.  Translocação do 21q21q  Trissomia parcial do 21 o Apenas uma parte do braço longo do cr 21 está presente em triplicado.  Mosaicismo (2%) o Não disjunção mitótica nas 1as divisões de um zigoto normal. Página 5 de 41  2ª Frequência Genética Risco:  Depende principalmente da idade da mãe (+ de 30 anos), mas tb dos cariótipos de ambos os pais.  Risco de recorrência elevado se houver translocação. Triagem pré-natal:  Não invasiva (TPNI) de DNA fetal livre de células no plasma materno  Amniocentese Fenótipo:  Hipotonia pode ser a 1ª anomalia observada no recém-nascido  Pequena estatura  Braquicefalia com occipício plano  Pescoço curto, com a pele frouxa na nuca  Mãos curtas e largas, frequentemente com uma única prega palmar transversal (“prega simiesca”) e os quintos dedos encurvados (clinodactilia)  Défice intelectual. Trissomia do cromossoma 13 (Síndrome de Patau, 2n=47, XX ou XY, +13)  Incidência é estimada entre 1/8,000 e 1/15,000 nascimentos. A morte ocorre in utero em 95% dos fetos com esta anomalia cromossómica.  Malformações cerebrais (holoprosencefalia), dismorfismo facial, anomalias oculares, polidactilia pós-axial, malformações viscerais (cardiopatia) e atraso psicomotor grave.  Nos casos em que a trissomia do 13 é por translocação, pode ser que um dos pais seja portador assintomático.  Sobrevive apenas poucos dias ou semanas. Trissomia do cromossoma 18 (Síndrome de Edwards, 2n=47, XX ou XY, +18)  1 em cada 6000 nascimentos.  Um dos fatores de risco é a idade avançada da mãe o Atraso mental, atraso do crescimento, por vezes, malformação grave do coração. o O crânio é excessivamente alongado na região occipital e o pavilhão das orelhas apresenta poucos sulcos. o A boca é pequena e o pescoço geralmente muito curto. o Grande distância intermamilar e os genitais externos são anómalos. o O dedo indicador é maior que os outros e flexionado sobre o dedo médio. o Os pés têm as plantas arqueadas e as unhas costumam ser hipoplásticas (incompletas).  Esperança de vida muito curta, muitas delas não sobrevivem para além de um ano de vida. Página 6 de 41  2ª Frequência Genética Anomalias cromossómicas sexuais: Nota: DSD = distúrbio do desenvolvimento sexual. Síndrome de Klinefelter (2n=47, XXY)  1 em cada 500-1000 recém-nascidos do sexo masculino. Monossomia do X (Síndrome de Turner, 2n=45, X) Página 7 de 41  2ª Frequência Genética Alterações cromossómicas estruturais Qd o nº permanece inalterado, contudo a estrutura de algum cromossoma apresenta uma alteração. Deleção ✓ Quebra e perda de um fragmento do cromossoma - ausência de alguns genes. Ocorre principalmente durante a meiose. ✓ Ex: síndrome do Cri du Chat (ou do Miado do Gato), ocasionada por uma deleção grave do braço curto no cromossoma 5. Indivíduos com o problema morrem, geralmente, na infância ou na adolescência. Duplicação ✓ Duplicação de parte do cromossoma - fragmento do cr perdido por deleção une-se ao cromatídeo irmão, formando um segmento extra. Tb ocorre principalmente na meiose. Inversão ✓ Uma parte do cromossoma fragmenta-se e liga-se ao mm cromossoma, porém de forma invertida. O mm nº de genes é observado, porém em uma posição diferente. A inversão pode ser pericêntrica (a parte invertida envolve o centrómero) ou paracêntrica (centrómero não é envolvido). Translocação ✓ Quebra de um cromossoma e união desse fragmento a outro cromossoma não homólogo (cr diferente que apresenta genes para outras características). A translocação é recíproca qd ocorre a troca da porção entre os 2 cromossomas e é não recíproca qd 1 cr transfere um fragmento, mas não recebe outro em troca. Algumas translocações podem tb criar problemas graves, como é o caso da leucemia mielocítica crónica, ocasionada por uma translocação recíproca. ✓ Existe ainda a translocação robertsoniana, que acontece em cromossomas acrocêntricos (cr com um braço muito maior que o outro em decorrência da proximidade entre o centrómero e a extremidade de um dos braços). Nesse caso, ocorre a quebra de um braço longo de um cromossoma e de um braço curto de outro. Após a troca de fragmentos, observa-se a formação de um cromossoma com braços longos e de outro com braços curtos. Distúrbios genómicos: síndromes de microdeleção e duplicação Essas deleções e/ou duplicações pequenas, por vezes citogeneticamente visíveis, levam a uma forma de desequilíbrio genético chamada de aneussomia segmentar. Estas deleções (e, em alguns casos, as suas duplicações recíprocas) são tipicamente detetadas por microarranjos cromossómicos. Causas: o Cópias extras ou deficientes de múltiplos genes contíguos, dentro da região deletada ou duplicada. o Deleção ou duplicação de apenas um único gene no interior da região, apesar de ser tipicamente associado a uma anomalia cromossómica que engloba vários genes. Dezenas de síndromes caracterizadas por: atraso no desenvolvimento, deficiência intelectual e uma constelação específica de características dismórficas e defeitos congénitos. Página 8 de 41  2ª Frequência Genética Síndromes de Deleção Autossómicas Síndrome “cri du chat”  Incidência de até 1 em 15.000 nados vivos  Deleção terminal ou intersticial de parte do braço curto do cromossoma 5 (5p)  Maioria esporádica - Só 10% recebem por translocação do progenitor  Fenótipo - choro dos lactentes com este transtorno lembra o miado de um gato e aspeto facial típico: Microcefalia, hipertelorismo, pregas epicânticas, baixa implantação das orelhas, às vezes com acrocórdons pré auriculares e micrognatia. Síndrome de Prader-Willi / Angelman - deleção do cromossoma 15q (braço longo do cromossoma 15) Página 9 de 41  2ª Frequência Genética Teste Pré-Natal Não-Invasivo: que alterações cromossómicas consegue detetar? Trissomia 21 (Síndrome de Down) Alteração genética em que o par de cromossomas 21 fica com +1 cr do que o suposto. Esta patologia pode causar dificuldades de aprendizagem específicas e algumas alterações fisiológicas; Trissomia 18 (Síndrome de Edwards) Elevado índice de aborto espontâneo. Os bebés que sobrevivem ao nascimento apresentam anomalias congénitas significativas. Trissomia 13 (Síndrome de Patau);  Síndrome de Turner (45 X): ausência de 1 cromossoma X nas mulheres; Síndrome de Klinefelter (47 XXY): presença de 1 cópia extra do cromossoma X nos homens;  Síndrome de Triplo X (XXX); Síndrome de Jacob (XYY). Hereditariedade mendeliana ligada à genética  A informação genética está distribuída pelos 46 cromossomas (23 pares). Para cada par, existe 1 cromossoma de origem paterna e 1 cromossoma de origem materna. Para o mm par, os 2 cromossomas não serão, portanto, idênticos. o Os primeiros 22 pares são chamados de autossomas. o O 23º par é aquele que determina o sexo da pessoa. Estes são os cromossomas X e Y. As mulheres têm 2 cr X, enquanto os homens têm 1 cr X e 1 cr Y.  O gene é um pedaço desse DNA que corresponde a uma determinada informação genética que codifica uma proteína única. É uma porção muito pequena do cromossoma.  Cada gene tb está presente em duplicado nas nossas células. Essas 2 cópias do mm gene (alelos), na maioria das vezes são diferentes: 1 de origem paterna e outra de origem materna.  Os genes dizem a cada célula o seu papel no corpo: ao seu comando, as células sintetizam proteínas: esta é a tradução do código genético.  Existe doença genética qd uma proteína fundamental não pode mais desempenhar o seu papel. Página 10 de 41  2ª Frequência Genética Doenças mendelianas Doenças monogénicas  Seguem um padrão clássico de herança nas famílias (autossómica recessiva, autossómica dominante, ligada ao X).  1 único gene ou par de genes produz vários efeitos fenotípicos diferentes em vários sistemas, com uma diversidade de sinais e sintomas acontecendo em diferentes momentos da vida (pleiotropia, “muitas mudanças”).  Ex: indivíduos com uma mutação no gene VHL podem desenvolver hemangioblastomas no cérebro, medula e retina; quistos renais; cistos pancreáticos; carcinoma de células renais; tumores endolinfáticos da orelha interna, bem como tumores de epidídimo nos homens ou do ligamento largo do útero nas mulheres.  Condições monogénicas graves afetam 1 em cada 300 recém-nascidos. Embora menos de 10% destas doenças se manifestem após a puberdade e apenas 1% ocorra após o final do período reprodutivo, distúrbios mendelianos são relevantes na medicina do adulto.  Há cerca de 200 distúrbios mendelianos, cujos fenótipos incluem doenças comuns nos adultos como cardiopatias, derrame, cancro e diabetes.  Embora os distúrbios mendelianos não sejam o principal fator de contribuição no desenvolvimento dessas doenças, eles são individualmente importantes em pacientes devido ao seu significado na saúde de outros membros familiares e por causa da disponibilidade de testes genéticos e opções detalhadas de gestão. Hereditariedade mendeliana Dominante  Um alelo dominante, por ex na característica cor da ervilha, define qual será o fenótipo, independente se vai estar em homozigose ou heterozigose, como no caso das ervilhas amarelas (ex. YY ou Yy). Recessivo  Para expressar o fenótipo associado à característica, o gene deve ser homozigoto recessivo, como no caso das ervilhas verdes (ex. yy). Heredogramas (distúrbios monogénicos)  Representação gráfica da árvore genealógica, usando símbolos padronizados (cada linha uma geração);  Examinar um heredograma é um 1º passo essencial para determinar o padrão de herança de um distúrbio genético em uma família;  Indivíduo afetado e consultado em 1º é o probando, propósito ou caso índice. Consulente é a pessoa que leva as informações familiares a um geneticista, podendo ser um indivíduo afetado ou um parente não afetado de um probando. Uma família pode ter + de 1 probando, se eles forem avaliados a partir de + de 1 fonte. Irmãos e irmãs em uma família compõem uma irmandade. Os parentes são classificados em 1º grau (pais, irmãos e prole de um probando), 2º grau (avós e netos, tios e tias, sobrinhos e Página 11 de 41  2ª Frequência Genética sobrinhas e meio-irmãos) e 3º grau (ex. primos em primeiro grau) e assim por diante, dependendo do nº de passos no heredograma entre 2 pessoas. Casais que têm 1 ou + antepassados em comum são consanguíneos. Se o probando é o único afetado em uma família, é chamado de caso isolado. Se for provado que o caso isolado é resultado de uma mutação nova no probando, isso tb é conhecido como caso esporádico. Heredograma - exemplo O probando, III5 (seta), representa um caso isolado de um distúrbio genético. Tem 4 irmãos, III3, III4, III7 e III8. O seu parceiro/esposo é III6 e eles têm 3 filhos (sua prole F1). O probando tem 9 parentes em 1º grau (os seus pais, irmãos e filhos), 9 parentes em 2º grau (avós, tios e tias, sobrinhos e sobrinhas, além do neto), 2 parentes em 3º grau (primos em primeiro grau) e 4 parentes em 4º grau (primos em segundo grau). IV3, IV5 e IV6 são primos em 3º grau de IV1 e IV2. IV7 e IV8, cujos pais são consanguíneos, têm parentesco duplo com o probando: são primos em 3º grau pelo lado paterno e primos em 5º grau pelo lado materno. Heredograma - limitações  Doença letal que afete o feto em fases precoces da gravidez pode estar oculta pq tudo o que se observa são abortos múltiplos ou diminuição da fertilidade.  Para os fenótipos com idade variável de início, um indivíduo afetado pode ter outros parentes não afetados ou pode não ter atingido ainda a idade na qual o efeito do gene mutado se revela.  Penetrância reduzida e a expressividade variável mascararem a existência de outros parentes portadores do genótipo mutado.  Por tamanho reduzido das famílias nos países desenvolvidos atualmente, há grande probabilidade de o paciente ser o único familiar afetado, tornando difícil a determinação de qq padrão de herança. Tipos principais de transmissão de doenças genéticas mendelianas monogénicas Herança recessiva  Se uma pessoa tiver apenas 1 cópia mutada, ela não desenvolve a doença e é chamada de “portadora saudável”.  Se ambos os pais forem portadores saudáveis, o risco de ter um filho doente (que herda 2 cópias mutadas) é de 1/4, em cada gravidez.  Ex: a fibrose quística é uma doença hereditária com herança recessiva. Pessoas doentes herdaram 2 cópias mutadas deste gene recessivo. Página 12 de 41  2ª Frequência Genética Transmissão dominante  A pessoa só precisa ter uma cópia do gene mutado para ficar doente.  Uma pessoa doente tem 1/2 risco de transmitir a doença a cada gravidez.  Ex: A doença de Huntington é uma doença hereditária dominante. Transmissão ligada ao X  Só os rapazes podem ficar doentes.  Se a mãe for portadora de um cromossoma X mutado, o risco de ter um filho afetado em cada gravidez é de 1/2 para meninos e de 0 para meninas.  Ex: a hemofilia é uma doença hereditária ligada ao cromossoma X. Voltando à … Hereditariedade mendeliana ligada à genética Pontual ou SNP (single nucleotide polymorphism) o Substituição de um nucleótido por outro - determina variação de fenótipos, respostas diferentes a medicamentos e predisposição a doenças. o De transição: purina por purina ou pirimidina por pirimidina (4 eventos possíveis). Muito frequentes transições de citosina para timina, por metilação (a seus carbonos 5’) e desaminação espontânea. o De transversão: purina por pirimidina ou vice-versa (8 eventos possíveis). o Polimorfismos diferentes de mutações patogénicas. o De sentido trocado ou missense Altera o aminoácido Neutra se não alterar a função da proteína o Silenciosa Não altera aa final (mas pode ser deletéria se afetar splicing ou RNAm) o Sem sentido ou nonsense Transforma sequência codificante em um codão de terminação o Com sentido ou sense Transforma codão de terminação em aa > permanência do ribossoma no RNAm. Página 13 de 41  2ª Frequência Genética Transmissão autossómica dominante o Os alelos dominantes codificam para uma proteína funcional, enquanto o alelo recessivo não o faz. Se existe um alelo dominante e recessivo num genótipo heterozigótico, apenas o alelo dominante se manifesta. o As características dominantes são expressas tt em estados heterozigóticos como homozigóticos, o que significa que apenas 1 alelo dominante é necessário para expressar o fenótipo da doença. o As doenças autossómicas dominantes são observadas em todas as gerações. o Indivíduos homozigóticos são normalmente afetados de forma + grave do que os heterozigóticos. Hereditariedade Autossómica Dominante Doenças autossómicas dominantes Polidactilia: + de 5 dedos numa mão. Braquidactilia: dedos invulgarmente curtos. Ectrodactilia: mão em garra de lagosta ou pé dividido. Acondroplasia: o Distúrbios na formação de cartilagens; o A ausência de placas de crescimento resulta em nanismo desproporcional com comprimento normal do tronco, mas com extremidades curtas. o As mutações de novo são responsáveis em 80% dos casos. Síndrome de Marfan: o Mutação no gene da fibrilina. o Afeção (alteração ou disfunção) da síntese do tecido conjuntivo. Doença de Huntington: o Causada por expansões repetidas do tripleto (CAG), com consequências destrutivas para os neurónios dos gânglios basais no cérebro. o A penetrância depende do nº de repetições do tripleto, o que significa que + repetições levam a uma idade + precoce de apresentação com um fenótipo + severo. Página 14 de 41  2ª Frequência Genética Transmissão autossómica recessiva  Os alelos recessivos só se manifestam qd são homozigóticos, ou seja, o indivíduo herdou um alelo recessivo de cada um dos pais.  O portador tem que ser homozigótico para que o traço seja herdado.  Os indivíduos heterozigóticos agem como portadores, mas não expressam o respetivo fenótipo.  As doenças autossómicas recessivas saltam gerações, o que significa que os descendentes afetados fenotípicamente têm geralmente pais não afetados fenotipicamente.  As relações consanguíneas estão associadas a um maior risco de transmissão de doenças recessivas homozigóticas. Hereditariedade autossómica recessiva Doenças autossómicas recessivas Albinismo o Perturbação da biossíntese de melanina devido à ausência de tirosina-hidroxilase; o Falta de pigmentação: Pele e cabelo brancos; + sensibilidade à luz UV e Cancros de pele. Fibrose Quística o Doença autossómica recessiva letal, com uma frequência em Portugal de 1/4.000 recém-nascidos e uma frequência de heterozigotos de 1/32. Frequente em negros. o Deleção de trinucleótidos no cromossoma 7, que codificam o regulador de condutância da fibrose quística transmembranar (CFTR) (transportador de cloro). o O cloro não sai das células e a água passa para dentro das células, provocando a acumulação de muco espesso e seco em alguns órgãos como o pulmão ou o pâncreas. Página 15 de 41  2ª Frequência Genética Talassemias o São as doenças monogénicas hereditárias + comuns a nível mundial e estima-se que 1-5% da população mundial seja portadora de uma mutação talassémica; o Causadas por mutações nos genes responsáveis pela síntese das cadeias de globina; o Na ausência de uma cadeia complementar com a qual deveria formar um tetrâmero, o excesso de cadeias normais eventualmente precipita na célula, danificando a membrana e levando à destruição das hemácias, provocando anemia hemolítica, microcítica e hipocrómica; o A alta frequência da talassemia deve-se à vantagem protetora contra a malária. Anemia falciforme ou drepanocitose o Mutação missense de ambos alelos do gene HBB, nos cr 11 > Altera aa:  Substituição de adenina por timina no gene da betaglobina > troca de ácido glutâmico por valina na extremidade amino da proteína. o Afeta as populações de origem africana:  Vantagem seletiva para heterozigotos em países com malária endémica (Plasmodium falciparum). o Anomalia na hemoglobina, contida nas hemácias, que garante o transporte de oxigénio aos tecidos > deformação e rigidez anormais > destruídos em excesso > anemia crónica. Além disso, tendem a agregar e obstruir os vasos sanguíneos. Estas “crises vaso-oclusivas” são dolorosas e fontes de infeções. Fenilcetonúria o Defeito ou ausência da enzima fenilalanina hidroxilase (PAH), erro inato no metabolismo dos aa; mutação nos 2 alelos do gene da PAH, que mudam ou impedem a função da enzima. o Afeta ≈ 1 em cada 10 mil indivíduos da população caucasiana. o Pode ser detetada logo ao nascimento através da triagem neonatal efetuada com o “teste do pezinho”. o Qd não tratada preventivamente logo ao nascimento, os sintomas da doença aparecem ao redor de 1 ano de vida: oligofrenia, atraso no desenvolvimento psicomotor (andar ou falar), convulsões, hiperatividade, tremor e microcefalia. o Qd identificada a alteração, a criança pode ser logo tratada com uma dieta especial, pobre em fenilalanina, que previne o aparecimento dos sintomas. Página 16 de 41  2ª Frequência Genética Hereditariedade recessiva ligada ao X O cromossoma X contém vários genes importantes para o crescimento e desenvolvimento. Como é raro haver homozigotia para os loci do cr X, as doenças hereditárias recessivas ligadas ao cr X exprimem-se, habitualmente, apenas nos indivíduos do sexo masculino devido à hemizigotia. Distrofia muscular progressiva de Duchenne o Afeta 1 a cada 3.500 nascimentos masculinos; o Miopatia causada por mutações no gene da proteína distrofina, que levam à ausência desta proteína na membrana das fibras musculares dos pacientes afetados; o Clinicamente, degeneração progressiva e irreversível da musculatura esquelética, levando a uma fraqueza muscular generalizada e insuficiência respiratória ou cardíaca. Hemofilia o Afeta principalmente meninos (cerca de 1/5.000) Mulher portadora: 1 em cada 2 rapazes será afetado, 1 em cada 2 raparigas será condutora. o Doença hereditária devido a deficiência do fator VIII, uma proteína da cascata da coagulação, cujo gene está no cromossoma X; o Causa hemorragia espontânea ou após trauma leve (hemartrose causa dor e pode levar à destruição das articulações). o Se um homem com hemofilia se casar com uma mulher normal, todos os filhos vão receber um cr Y paterno e um cr X materno e vão se tornar não afetados; mas todas as filhas vão receber o cr X paterno com o alelo para hemofilia e acabam por se tornar portadoras obrigatórias. Hereditariedade dominante ligada ao X Página 17 de 41  2ª Frequência Genética Hereditariedade não mendeliana: qd nenhum gene se sobrepõe.  Dominância incompleta o 2 alelos podem originar um fenótipo intermediário se estiverem ambos presentes, em vez de ser um deles a determinar totalmente o fenótipo.  Codominância o 2 alelos podem ser expressos simultaneamente qd estão ambos presentes, em vez de um deles determinar totalmente o fenótipo.  Alelos múltiplos o Mendel estudou apenas 2 alelos dos genes das suas ervilheiras, mas populações reais podem ter vários alelos para um mm gene.  Pleiotropia o Alguns genes afetam várias características diferentes, em vez de apenas 1. o Ex: síndrome de Marfan (vários sintomas - indivíduos excecionalmente altos, dedos das mãos e dos pés finos, deslocamento do cristalino e problemas de coração).  Alelos letais o Alguns genes têm alelos que impedem a sobrevivência qd o indivíduo é homozigótico ou heterozigótico.  Herança poligénica o Algumas características são controladas por vários genes diferentes. Os traços costumam formar um espetro fenotípico em vez de cair em categorias bem definidas. Um ex disto é a pigmentação da pele nos humanos.  Efeitos ambientais o A maioria das características são determinadas não apenas pelo genótipo, mas tb por fatores ambientais que influenciam a forma como o genótipo é traduzido para fenótipo. o Hortênsias da mm variedade genética podem variar de cor azul para rosa dependendo do pH do solo. O CANCRO é um grupo de doenças, muitas vezes ligado ao envelhecimento. Incidência e mortalidade do cancro no mundo (2020) por tumor Cancro em Portugal (2020) Página 18 de 41  2ª Frequência Genética Evolução do cancro no mundo e em Portugal  Em 2020 + de 19 milhões sofreram da doença e 10 milhões morreram, com uma previsão de 30 milhões de pessoas diagnosticadas e 16 milhões de mortes, em 2040.  O cancro é o fator mais responsável pela mortalidade evitável - morte prematura (>70 anos).  É uma doença multifatorial e pode ser prevenida.  A incidência aumenta em todos os países devido a fatores ambientais e mudanças comportamentais. Nos países desenvolvidos, as pessoas sobrevivem mais.  A melhor “arma” para o cancro é o diagnóstico precoce. 3 medidas para caracterizar o cancro:  Sobrevivência global;  Sobrevivência livre de progressão - qt tempo até progredir ou aparecer de novo;  Taxa de resposta - o tratamento aumenta a taxa de resposta. Mulheres sobrevivem + ao cancro do que os homens pois estão + atentas aos sintomas e têm menos comportamentos de risco. A prevalência aumenta, pois, há + novos casos, mas tb há + sobreviventes. Por ex, antigamente uma pessoa com cancro no pulmão viveria + 1 ano (após o diagnóstico) e agora é possível viver mais 6/7 anos. Definição de Cancro Expansão clonal descontrolada de uma célula, que normalmente provoca a invasão dos tecidos adjacentes e disseminação metastática. Células adquirem uma série de mutações que levam à divisão e crescimento celular fora do controlo, inibição da diferenciação celular, evasão da morte celular (apoptose) e do sistema imune, angiogénese (neovascularização) e metastização para outros órgãos. Diferentes tipos de cancro dependendo da origem do tecido descontrolado: o Carcinomas derivados de células epiteliais (adenocarcinomas qd provêm de tecido glandular), como células de revestimento do intestino, brônquios ou ductos mamários. o Sarcomas derivados de células da mesoderme (mesenquimal) como osso, músculo, tecido conjuntivo ou tecido do sistema nervoso. o Cancros hematopoiéticos e linfoides, tais como leucemia e linfoma, que se disseminam por toda a medula óssea, sistema linfático e sangue periférico. Os tumores são classificados pelo local, tipo tecidual, aspeto histológico, grau de malignidade, aneuploidia cromossómica e quais mutações génicas e anormalidades na expressão génica. Resumindo:  Uma proliferação rápida de células anormais;  Expansão de 1 clone anormal, deixa de responder ao organismo, cresce e multiplica-se;  Indiferenciação confere a capacidade de metastizar, ie, invadir outras células. Página 19 de 41  2ª Frequência Genética Marcas Celulares do Cancro Capacidades funcionais 1. Capacidade de as células sustentarem uma sinalização entre si que conduz à sua proliferação (oncogenes); 2. Capacidade das células se evadirem a supressores de crescimento (genes supressores tumorais); 3. Resistência das células à morte celular (apoptose); 4. Capacidade de as células adquirirem uma imortalidade replicativa, ie, poderem dividir-se muitas vezes + do que uma célula normal do corpo (stem cells + telómeros); 5. Capacidade de as células acederem aos vasos sanguíneos e desta forma se disseminarem (angiogénese por VEGF); 6. Ativação de mecanismos que conferem às células a capacidade de invasão de outros tecidos e formação de metástases. 7. Capacidade de as células reprogramarem o metabolismo celular adaptando- se à estrutura e condições do tumor; 8. Evasão do sistema imunitário. 9. Desbloqueio da plasticidade fenotípica. 10. Reprogramação epigenética não mutacional. 11. Microbiomas polimórficos. 12. Senescência celular Caraterísticas habilitantes (promotoras) 13. Instabilidade do genoma 14. Inflamação do tumor Cancro: da genómica à metabolómica Página 20 de 41  2ª Frequência Genética O que causa cancro: Genética  É uma doença genética, e da interação entre genética e epigenética resultam alterações na proteína.  Ocorre devido ao desequilíbrio entre divisão celular e apoptose (morte celular programada).  Geneticamente, “começa” com uma mutação (base genética do cancro). Mutações condutoras são mutações envolvidas com a oncogénese. Conferem vantagem no crescimento clonal das células tumorais. As mutações que não formam cancro são mutações passageiras.  Mutações condutoras (driver) em genes estão envolvidas em:  Ciclo celular Proto-oncogenes Fatores de crescimento Recetores membranares para fatores de crescimento Proteínas de sinalização: RAS Genes supressores tumorais Gatekeepers Caretakers  Reparação de DNA (Mismatch repair)  Apoptose Nota: A forma selvagem do proto-oncogene não causa cancro. Classificação de mutações ✓ Germinais (hereditárias) Presente nas células germinativas (gâmetas: espermatozóide e óvulo). Passada diretamente de um pai/mãe para um filho no momento da concepção. ✓ Somáticas Resultam de danos acumulados no DNA ao longo da vida, nas células somáticas. Exposição a fatores de risco o Ambiente (químicos carcinogénicos, radiação) o Hormonas o Imunodepressão Infeções virais oncogénicas o HPV, EBV, VHC, VHB o Introdução de oncogenes virais no DNA hospedeiro o Mutação de proto oncogenes do hospedeiro Mutações condutoras afetam processos críticos  Proliferação celular ou a sobrevivência: Regulação do ciclo celular Proliferação celular Diferenciação e saída do ciclo celular Inibição do crescimento pelos contactos célula-célula Morte celular programada (apoptose). Página 21 de 41  2ª Frequência Genética  Efeitos globais no genoma ou integridade do DNA: Genes que codificam produtos que mantêm a integridade do DNA e genoma. Genes que afetam a expressão génica, em nível de transcrição pelas mudanças epigenómicas, em nível pós-transcricional através de efeitos sobre a tradução ou estabilidade do RNAm ou em nível pós-traducional através dos seus efeitos no turnover da proteína. Genes que afetam a tradução, por ex, genes que codificam RNAs não codificantes a partir dos quais são derivados microRNAs (miRNAs) reguladores. OncomiRs -> miRNAs não codificantes que causam impacto na expressão génica e contribuem para a oncogénese (cada miRNA pode regular até 200 diferentes genes-alvo). Genes condutores são aqueles cujas mutações causam cancro: 1. Proto-oncogenes 2. Genes supressores tumorais. 1. Proto-Oncogenes  Genes normais que qd mutados se tornam oncogenes ativados;  Uma única mutação em um alelo pode ser suficiente para ativação;  Quase 50 proto-oncogenes humanos foram identificados como mutações condutoras em cancro esporádico.  Mecanismos de ganho de função: o Mutações pontuais altamente específicas, causando a desregulação ou a hiperatividade de uma proteína.  Mutação KRAS no cancro do pulmão o Translocações cromossómicas que guiam a superexpressão de um gene  Criação de proteína de fusão como c-myc no linfoma de Burkitt o Amplificação génica que criam uma superabundância do RNAm codificado e do produto proteico  Múltiplas cópias de um gene como HER2 no cancro da mama Página 22 de 41  2ª Frequência Genética O oncogene ativa/ganha 1 nova função, alimenta a célula “defeituosa” para crescer e inibe a apoptose. A solução é bloquear as proteínas. Em suma, o oncogene ativa as vias de crescimento (de sinalização) das células (início do tumor). Ex: EGFR, B-RAF,K-RAS,H-RAS, N-RAS, MYC, BCR-ABL, JAK2, KIT e MET. Mutação na família RAS:  Via MAP modula proliferação, crescimento, migração e sobrevivência celular;  O RAS codifica uma grande família de pequenas proteínas ligadas ao trifosfato de guanosina (GTP) (as chamadas proteínas G) que servem como interruptores moleculares de “liga-desliga” para ativar ou inibir moléculas de ligação a jusante (notavelmente, o oncogene ativado e seu proto-oncogene homólogo normal diferem em apenas 1 único nucleótido);  A alteração levou à síntese de uma proteína Ras anormal que foi capaz de sinalizar continuamente, estimulando, assim, a divisão celular e transformando-se num tumor;  Genes RAS são dos + mutados no cancro humano (30% dos cancros), sobretudo K-RAS: K-RAS nos cancros pâncreas, pulmão, cólon, endométrio e ovário. H-RAS no cancro bexiga. N-RAS nos cancros neuronais, mielóides e melanoma. Oncogene K-RAS  O gene K-RAS, localizado no braço curto do cr 12, codifica uma proteína de 21 kD (p21ras) envolvida na transdução de sinal mediada pela proteína G.  K-RAS tem atividade GTPase constitutiva, que é perdida qd o gene sofre mutação, mais comum nos codões 12, 13 e 61.  Mutações em K-RAS levam ao aumento e à proliferação celular desregulada e à transformação maligna. Oncogenes no cancro do pulmão  Permitem terapia de precisão ou alvo.  EGFR, ALK, BRAF, HER2, MET, RET, ROS1.  K-RAS não tem tt intervenção. Página 23 de 41  2ª Frequência Genética Oncogene EGFR (recetores transmembranares do fator de crescimento epidérmico humano 1)  Localizado no cr 7p11.2 e contém 28 exões;  Prevalência da mutação nos oncogenes EGFR é de 50% entre pacientes asiáticos com adenocarcinoma pulmonar; + comuns entre pacientes não fumadores, jovens, mulheres e pacientes asiáticos com cancro de pulmão;  Deleções do exão 19 ou mutações pontuais L858R no exão 21 são responsáveis por 90% das mutações ativadoras no domínio tirosina quinase do EGFR. Mutações no exão 20 não têm resposta a tratamento;  A ativação do recetor desencadeia sinalização a jusante que leva à replicação celular e malignidade;  Mutações de EGFR podem ser detetadas por imuno-histoquímica (IHC) ou NGS;  Os TKIs são a terapia padrão de 1ª linha para NSCLC metastático com mutação EGFR (já 3 gerações). Existem 2 formas: por anticorpos (acabam em -ab) e por inibidores de tirosina-cinase (acaba em -ib, ex: osimertinib). Oncogenes (Ganho de Função): Por Translocação  A ativação dos oncogenes não é sempre o resultado de uma mutação do DNA;  Em alguns casos, um Proto-Oncogene é ativado por uma mutação subcromossómica, normalmente uma translocação;  Mais de 40 translocações de cromossomas oncogénicos já foram descritas;  Gene de fusão BCR-ABL Proto-oncogene ativado pela transposição para um domínio de cromatina ativa; Cromossoma Philadelphia: translocação entre braços longos dos cr 9 e 22; Típica da leucemia mielóide crónica e alguns casos de leucemia linfóide aguda pediátrica; Produto do gene de fusão BCR-ABL é tirosina cinase ativa no citoplasma que aumenta instabilidade genómica na fase crónica e crise blástica; A nível celular, existe aumento de proliferação e redução de apoptose e diferenciação, o que aumenta progenitores blastos – leucócitos ineficazes; A nível molecular aumentam níveis de BCR-ABL; Tratamento eficaz com inibidores tirosina cinase (imatinib). Página 24 de 41  2ª Frequência Genética 2. Genes supressores tumorais Mutações causam uma perda da expressão de proteínas necessárias para controlar o desenvolvimento de neoplasias; A perda de função de um GST requer tipicamente mutações em ambos os alelos; Mecanismos de perda de função: o Mutações de sentido trocado (missense), sem sentido (nonsense), ou de mudança de matriz de leitura (frameshift) o Deleções génicas ou perda de uma parte ou mm de um cromossoma inteiro. o Silenciamento epigenómico Silenciamento transcricional, por alteração da conformação da cromatina ou da metilação do promotor; Silenciamento traducional pelos miRNAs. Mutações em GST Gatekeepers Supressores de tumor que normalmente restringem o crescimento, regulando a progressão do ciclo celular e ativando mecanismos apoptóticos conforme necessário. Os genes gatekeeper codificam proteínas que regulam o destino celular, seja proliferação, crescimento, paragem, morte ou diferenciação. A desregulação destes mecanismos conduz diretamente ao crescimento anormal, pelo que as mutações nestes genes correlacionam-se com um maior risco de cancro. Genes de suscetibilidade para cancro que regulam diretamente o ciclo celular. Ex. P53, RB1, APC. Caretakers Muitas vezes proteínas de reparo do DNA, impedem a oncogénese, evitando a instabilidade genética que favorece a criação de mutações tumorigénicas. Os genes zeladores codificam proteínas responsáveis por proteger a integridade do genoma, com a perda de função aumentando o risco de aquisição de mutações, por ex, em genes guardiões, que levariam ao crescimento oncogénico. Genes que atuam reparando danos no DNA, mantendo a integridade genómica e evitando a instabilidade genética. Sozinhos não induzem a formação de neoplasia, pois alterações nesses genes não conferem vantagens proliferativas à célula, mas facilitam a ocorrência de mutações nos genes gatekeepers, as quais darão início à carcinogénese. Ex. BRCA1 e BRCA2, MLH1, MSH2, PMSL1. Landscapers  Mutações que ocorrem nas células do estroma tecidual circundante podem criar um microambiente que é + permissivo para a tumorigénese, e os genes associados são categorizados como paisagistas. Como as funções destes genes são principalmente de suporte, isoladamente, estas mutações são muito menos penetrantes. Página 25 de 41  2ª Frequência Genética Modelo two-hit de knudson do início tumoral  Prevê a desativação de ambos os alelos de gene supressor tumoral.  Cancro esporádico o Desativação dos 2 alelos no interior da mm célula depende de 2 eventos genéticos raros e independentes.  Cancro hereditário o Há já 1 alelo do gene supressor de tumores com mutação na sua linha germinal, herdado de 1 dos pais ou como resultado de nova mutação na linha germinal; o Precisa apenas de um evento genético (perda de uma parte do 2º alelo) para o início tumoral; o Alta frequência de incidência de cancro; o Início precoce; o Frequente apresentação multicêntrica. Perda de gene supressor de tumor no cancro esporádico Gene TP53 o Mutação somática que causa perda da função de ambos os alelos de TP53, comum em vários cancros esporádicos como mama, ovário, bexiga, colo do útero, colorretal, pele, etc; glioblastoma do cérebro; sarcoma osteogénico; e carcinoma hepatocelular (diferente da síndrome de Li-Fraumeni, causada por uma mutação germinativa no gene TP53 herdada de forma dominante) o Alterações genéticas:  Mutações em TP53;  Deleção do segmento do cr 17p que inclui TP53;  Perda do cr 17 inteiro. Gene RB1 do retinoblastoma o Mutação somática frequente em muitos cancros esporádicos, incluindo o cancro da mama. o Alterações genéticas:  Perda do RNAm de RB1 nos tecidos tumorais;  Superexpressão do oncomir miR-106a que tem como alvo o RNAm de RB1 e bloqueia a sua tradução. Página 26 de 41  2ª Frequência Genética Cancro Do Cólon: Modelo Genético  Acumulação de mutações em genes específicos;  Inativação dos genes supressores de tumor APC e p53 (evento tardio) e a ativação do oncogene Kirsten-ras (K-RAS) são determinantes na iniciação e progressão do tumor. Nota: O APC não é só hereditário. Genes supressores tumorais: mutações somáticas e germinais O Que Tb Causa Cancro: Epigenética Modificações do genoma (cromatina) herdadas durante a divisão celular, mas não relacionadas com a mudança na sequência do DNA; Afeta reparação do DNA, controlo do ciclo celular, invasão e metastização de cancros (Pulmão, mama, colorretal, cérebro e leucemia) Mecanismos principais: o Acetilação das histonas H4 e H3 o Hipermetilação do DNA inibe genes supressores tumorais o Hipometilação do DNA ativa oncogenes Nota: Angiogénese - criação de vasos Página 27 de 41  2ª Frequência Genética Heterogeneidade Tumoral  Há heterogeneidade de expressão genómica e genética entre os doentes portadores do mm diagnóstico de cancro;  Cada doente é único nas variantes genéticas das quais é portador, incluindo as variantes que afetarão a forma como o cancro se desenvolve e como o corpo responde a ele;  Além disso, a evolução clonal de um cancro implica que eventos aleatórios mutacionais e epigenéticos ocorram em combinações diferentes e únicas no cancro específico de cada doente. Cancro nas células epiteliais - Carcinoma. Se for nas glândulas - Adenocarcinoma. Cancro nas células da mesoderme - Sarcoma Porque há + cancros nas células epiteliais? Um ciclo de replicação celular é constituído por 3 fases cruciais: Interfase (Fases G1, S, G2) – Crescimento celular e preparação para a divisão; Fase Mitótica (Profase, Metafase, Anáfase, Telófase) – Separação do material genético; Citocinese – Rutura da membrana plasmática e finalização do processo de divisão. A maioria das células somáticas do nosso corpo são estruturalmente e funcionalmente especializadas e não possuem a capacidade de se dividirem. No entanto, as células + à superfície de órgãos e que revestem os ductos e as cavidades do corpo humano (células epiteliais), incluindo a pele, sofrem + agressões e danos no DNA, sendo necessário uma permanente regeneração, ie, uma permanente divisão, o que favorece erros de replicação. Deste modo é necessário um mecanismo de controlo do crescimento e divisão celular para impedir que células anómalas se possam desenvolver. Terapia De Precisão/ Dirigida Ao Cancro A descoberta de genes condutores específicos e as suas mutações nos cancros abriu caminho para terapia de precisão ou alvo. Oncogenes ativados podem ser bloqueados no seu recetor de superfície de células ativadas por anticorpos monoclonais ou serem inibidos intracelularmente por inibidores de tirosina cinase. o Ex: Imatinib é altamente eficaz para a cinase ABL1 na leucemia mielóide crónica, evitando leucemia aguda. Mas genoma das células cancerosas sofre mutação recorrente > terapia de combinação + promissora. Página 28 de 41  2ª Frequência Genética Cancros Esporádicos vs Cancros Hereditários Prevalência De Mutações Germinais Na População Com Cancro Mutações Germinais Patogénicas -> truncante (splice site, frameshift indels, nonstop e nonsense ) e missense Avaliação Da Importância Clínica De Uma Variante Génica Recomenda-se que todas as variantes detetadas durante o sequenciamento de genes (seja a partir de sequenciamento direcionado, do exoma completo ou do genoma completo) sejam classificadas em uma escala de 5 níveis:  Variantes patogénicas;  Provavelmente patogénicas;  De significado incerto; o Importância patogénica desconhecida: podem + tarde serem reclassificadas em benignas (maioria) ou patogénicas. o Ex: mutações missense que resultam na substituição de um aa por outro na proteína codificada.  Provavelmente benignas;  Benignas. Critérios para definir variantes patogénicas  Frequência na população Se uma variante tem sido observada com frequência em uma fração considerável de indivíduos normais (> 2% da população), é considerada menos provável de ser causadora de doença. Página 29 de 41  2ª Frequência Genética  Avaliação in silico Usa ferramentas de software para avaliar a probabilidade de uma variante de sentido trocado ser patogénica, determinando se o aa nessa posição é altamente conservado ou não em proteínas ortólogas em outras espécies e qual a probabilidade de que a substituição de um determinado aa seja tolerada.  Dados funcionais Se uma determinada variante mostrou afetar a atividade bioquímica in vitro, uma função em células de cultura, ou a saúde de um organismo modelo, então é menos provável que seja benigna.  Dados de segregação Caso se observe que uma variante particular é co-herdada com uma doença em 1 ou + famílias ou, pelo contrário, não acompanha uma doença na família sob investigação, então é + ou - provável que seja patogénica.  Mutação de novo O aparecimento de um distúrbio grave em uma criança, juntamente com uma mutação nova em um exão codificante, da qual nenhum dos pais é portador (mutação de novo) é uma evidência adicional de que a variante provavelmente seja patogénica.  Caracterização da variante Uma alteração sinónima que não muda um codão de aa pode ser considerada benigna, mas pode ter efeitos deletérios no splicing normal e ser patogénica. Por outro lado, o stop prematuro ou mutações frameshift podem ser considerados como sendo sempre deletérios e causadores de doenças. No entanto, tais mutações que ocorrem na extremidade 3’ distante de um gene podem resultar em uma proteína truncada que ainda é capaz de funcionar e, por conseguinte, de ser uma alteração benigna.  Ocorrência anterior Uma variante que tenha sido observada anteriormente várias vezes em pacientes acometidos, conforme registado em coleções de variantes encontradas em pacientes com uma doença semelhante, é uma evidência adicional importante para a variante ser patogénica. Genes cujas mutações germinais predispõem a cancros hereditários Página 30 de 41  2ª Frequência Genética Oncogenes Ativados Em Síndromes De Cancro Hereditário Adenomatose Endócrina Múltipla Tipo 2 (MEN2)  Causa: mutações no gene RET > codifica uma proteína da superfície celular que contém um domínio extracelular que pode ligar moléculas sinalizadoras e um domínio tirosina quinase citoplasmático;  Tirosinas quinases são uma classe de enzimas que fosforilam tirosinas em proteínas. A fosforilação da tirosina inicia uma cascata de mudanças de sinalização de interações proteína- proteína e DNA-proteína e na atividade enzimática de muitas proteínas.  MEN2A: distúrbio autossómico dominante caracterizado por uma alta incidência de carcinoma medular da tiroide (tirocalcitonina) que frequentemente, mas nem sempre, está associado a feocromocitoma (produz catecolaminas urinárias), adenomas paratireóideos benignos, ou a ambos. São cancros da tiróide medulares.  MEN2B: apresentam, além dos tumores vistos em pacientes com MEN2A, espessamento dos nervos e o desenvolvimento de tumores neurais benignos, conhecidos como neuromas.  Existem, tb, os cancros folicular e papilar da tiróide. Recombinação homóloga: reparação mais “imaculada” 3. Na recombinação homóloga, a informação do cromossoma homólogo que corresponde ao danificado é usada para reparar a quebra. 4. Nesse processo, os 2 cr homólogos juntam-se e a região não danificada do homólogo ou do cromatídeo é usada como modelo para substituir a região danificada do cr quebrado. 5. A recombinação homóloga é “+ limpa” do que a união das extremidades não homólogas e não costuma causar mutações. Genes Supressores De Tumor Inativados Em Síndromes De Cancro Hereditário Retinoblastoma Tumor maligno raro da retina em crianças, com uma incidência de ≈ 1 em 20.000 nascimentos; 40% dos casos de retinoblastoma são hereditários; Causa: alelo mutante no locus do retinoblastoma (RB1) através da linhagem germinativa de um pai heterozigoto ou, + raramente, de um pai com mosaicismo da linhagem germinativa para uma mutação RB1; O outro alelo sofre uma mutação somática ou outra alteração no alelo normal remanescente, levando à perda de ambas as cópias do gene RB1 e iniciando o desenvolvimento de um tumor em cada uma dessas células. Página 31 de 41  2ª Frequência Genética Síndrome Mama-Ovário por mutações em BRCA1 e BRCA2 BRCA1 + comum no cancro da mama feminino e nos ovários. BRCA2 + comum no cancro da mama masculino, no pâncreas e no da próstata. O BRCA é um dos genes supressores tumorais que realiza recombinação homóloga. Qd este está inativado, não se realiza a recombinação homóloga. Ora se esta não é feita, a solução do nosso organismo é realizar união de extremidades. Ao fazer um tratamento com inibidores da PARP, impedimos esta união de extremidades e, por isso, evitamos a multiplicação das células cancerígenas e eliminamo-as. Ex: Olaparib. Cancro da mama + comum é ductal, o menos comum é o lobular. Inibidores da PARP na reparação do DNA qd BRCA mutado: princípio da “letalidade sintética” Cancro da mama: outros genes Síndrome De Cowden/ Pten Hamartoma Tumor Syndrome Doença autossómica dominante com penetrância incompleta e variável; muito rara (1/200.000); Gene supressor tumoral PTEN (phosphatase and tension homolog), localizado no gene 10 locus 23.3 (10q23.3) o Responsável pela proliferação, migração e apoptose celular. o A atividade da fosfatase lipídica do PTEN é a função fisiológica + bem caracterizada, contribuindo para a função supressora de tumor do PTEN. o A perda da atividade da PTEN resulta em acumulação de PIP3 e consequente superativação da Akt. Página 32 de 41  2ª Frequência Genética Apresentação clínica: o Lesões mucocutâneas: múltiplos hamartomas que atingem principalmente a pele e o trato gastrointestinal, triquilemomas, pápulas, xantelasmas, queratose acral. o Macrocefalia e Défice cognitivo o Estas alterações precedem o aparecimento de várias neoplasias, tais como, carcinoma da tiroide, da mama, entre outros. o Adicionalmente podem surgir malformações arteriovenosas no cérebro e coluna, alterações endócrinas, esqueléticas e cardiopulmonares. Síndrome De Peutz -Jeghers Autossómica dominante; muito rara (1/100.000); Mutações no gene STK11/LKB1 localizado no cr 19p 13.31 o Codifica uma proteína serina treonina-quinase 112, facilitadora da apoptose, resultando a perda da sua função em crescimento celular descontrolado; Clínica: o Pólipos gastrointestinais múltiplos de tipo hamartoma; o Pigmentação melânica mucocutânea; o Risco significativo de malignização em múltiplos órgãos; Neoplasia gastrointestinal (adenocarcinoma do cólon, duodeno, jejuno e ileo) Extra-intestinal (neoplasias do pâncreas, vias biliares, mama, ovário, testículo e útero). Síndrome de Li -Fraumeni Transmissão autossómica dominante; rara (1/20.000); Associada a mutações germinativas no gene TP53; Predispõe para neoplasias primárias múltiplas, ~20% com diagnóstico antes dos 20 anos; o Sarcomas (osso e partes moles) e Carcinomas adrenocorticais; o Cancro da mama; o Tumores cerebrais; o Leucemia; o Risco de cancro em homens é 70-90% ao longo da vida, sendo de 45% até aos 45 anos; risco de cancro em mulheres é perto de 100%, sendo de 84% até aos 45 anos (principalmente cancro da mama). Síndrome de Cancro Gástrico Difuso Hereditário Transmissão autossómica dominante; Associado a mutações germinativas no gene CDH1; Risco cumulativo para: o Cancro gástrico difuso (ou c/ células em anel de sinete) até aos 80 anos - 67% em homens e 83% em mulheres (idade média de diagnóstico 38 anos, com intervalo 14-69 anos); o Mulheres têm tb um risco cumulativo de 39% para carcinoma lobular da mama; o Pode haver famílias com cancro colorretal. o Fenda do palato comum. Página 33 de 41  2ª Frequência Genética Síndrome De Von Hippel-Lindau (Vhl) Transmissão autossómica dominante; Associada com mutações germinativas no gene VHL- supressor tumoral; Clínica: o Hemangioblastomas cerebrais, da espinal medula e da retina (presentes na retina podem ser a 1ª manifestação e podem causar perda de visão); o Quistos renais; o Carcinoma renal de células claras (40% dos doentes); o Quistos pancreáticos e do epidídimo; o Feocromocitoma (podem ser assintomáticos, mas podem causar hipertensão sustentada ou episódica). Polipose adenomatosa familiar (FAP) Síndrome de polipose hereditária + comum, responsável por até 1% de todos os cancros colorretais; Associada a mutações germinativas no gene APC; Transmissão autossómica dominante (20 - 25% mutações de novo); Clínica: o >100 pólipos adenomatosos colorretais, tipicamente diagnosticados antes dos 40 anos; o Progressão para cancro colorretal é inevitável na ausência de colectomia profilática; o Caraterísticas adicionais: pólipos gástricos e adenomatosos duodenais, osteomas, anomalias dentárias, hiperplasia congénita do epitélio pigmentado da retina, tumores das partes moles (quistos epidermóides e fibromas), tumores desmóides. Mas tb existe uma variante atenuada de FAP: o 10-100 adenomas colorretais, com tendência para poupar o reto; Polipose e Diagnóstico de cancro colorretal de início + tardio; A penetrância para cancro colorretal ao longo da vida é elevada, mas não completa; Expressão + limitada das manifestações extraintestinais da FAP; Adenomas gástricos e duodenais são frequentes; o Distingue-se do S. Lynch por não ter defeitos de MMR nem instabilidade de microssatélites. Síndrome de Gardner o Variante de FAP com associação de polipose adenomatosa colorretal com osteomas e tumores das partes moles (quistos epidermóides, fibromas e tumores desmóides); Síndrome de Turcot o Variante de FAP com associação de polipose adenomatosa colorretal com tumores cerebrais, geralmente meduloblastoma. Página 34 de 41  2ª Frequência Genética Síndrome De Lynch (Hereditary Non-Polyposis Colorectal Cancer Syndrome) Principal causa do cancro colorretal hereditário. As causas genéticas são: o Mutação num dos 4 genes do sistema MMR, responsável pela correção dos erros de emparelhamento, quer se trate da substituição de uma base, ou da sua inserção ou deleção de uma ansa; MSH2 e MLH1 90% ; MSH6 7-10% ; PMS2< 5% o Tb pode ser por deleção grande num outro gene não MMR chamado EPCAM (molécula de adesão celular epitelial) que silencia expressão de MSH2 Sistema MMR é composto pelos complexos MutS e MutL, 2 heterodímeros, formados por diferentes proteínas e com diferentes funções. o Complexo MutS formado por MSH2, em conjunto com MSH6 ou MSH3, conforme se trate do complexo α ou β, respetivamente. Enquanto o complexo MutSα é responsável pela correção de erros de substituição de uma base e das IDL’s com um pequeno nº de nucleótidos, o complexo MutSβ corrige as IDL’s até 16 nucleótidos; o Complexo MutL é formado por MHL1 e PMS2, dando origem aos complexos α e β; o Corrige o mau emparelhamento dos nucleótidos durante replicação. Fenótipo Cancro colorretal numa idade precoce: média 45 anos (nos casos esporádicos 70 anos); Padrão autossómico dominante com elevada penetrância (geralmente todas as gerações são afetadas); Rápida progressão adenoma-carcinoma; Mais frequente no cólon direito, mas… o Menor taxa de metastização; o Melhor prognóstico para o mm estádio Menor instabilidade cromossómica e aneuploidia o Menor sensibilidade a certo tipo de quimioterapia (fluoracilo) o Maior sensibilidade a imunoterapia Risco de cancros síncronos e metácronos. Cancro do cólon à direita + provável de ser hereditário. Risco aumentado de outros cancros: endométrio, ovário (não seroso), estômago, intestino delgado, via hepatobiliar, epitélio urinário, pâncreas, sistema nervoso central e pele. Pode associar-se a síndrome de Muir-Torre (queratoacantomas e adenomas das glândulas sebáceas) ou síndrome de Turcot (glioblastomas e astrocitomas). Se tiver BRAF mutado (oncogene), mm com instabilidade de microssatélites, a pessoa não tem Síndrome de Lynch. Página 35 de 41  2ª Frequência Genética Sendo gene supressor tumoral…  Para ocorrer um défice de atividade de uma das proteínas do sistema MMR, é necessária a inativação dos 2 alelos que a codificam.  Nos doentes com síndrome de Lynch, a mutação de 1 dos alelos é herdada, ocorrendo a 2ª, posteriormente, de forma somática. Da mutação do 2º alelo resulta o défice de atividade da proteína.  Inativação destes genes leva à acumulação de erros de replicação, resultando no aparecimento de um elevado grau de instabilidade dos microssatélites em 90% dos casos. Instabilidade dos microssatélites (MSI) O mau funcionamento da MMR em tumores associados ao HNPCC resulta numa elevada carga de mutação tumoral (TMB). Sequências repetitivas curtas de nucleótidos no ADN tumoral, chamadas microssatélites, são particularmente propensas a defeitos MMR. Consequentemente, os tumores da síndrome de Lynch apresentam instabilidade de microssatélites de alto nível (MSI-H). No LS 90% tem MSI-H o vs 15% do cancro colorretal esporádico (aqui inativação somática do gene hMSH1, por um processo de hipermetilação do seu gene promotor). Heredograma Típico desta Síndrome  Família segregando uma mutação em MLH1; o Ocorrência frequente de cancro colorretal, bem como outros associados à síndrome de Lynch: cancro do endométrio, pâncreas e ovário; o Símbolos sombreados indicam um diagnóstico de cancro; o As idades são mostradas diretamente abaixo de cada símbolo. Algoritmo diagnóstico (doente) Página 36 de 41  2ª Frequência Genética Vigilância da Síndrome de Lynch  Hábitos de vida saudável o Evitar alimentação ultraprocessada, evitar o consumo de álcool e tabaco e praticar atividade física regularmente.  Colonoscopia o A partir dos 20-25 anos, anual ou bianualmente até aos 40 anos, altura a partir da qual o rastreio deve ser anual.  Rastreio do cancro do endométrio e ovários o Realização anual de exame pélvico, biópsia endometrial, ultrassonografia vaginal e doseamento dos níveis plasmáticos de CA-125, a partir dos 30 a 35 anos.  Colectomia total, com preservação do reto  Considerar histerectomia e anexectomia bilateral  Quimioprofilaxia com aspirina de baixa dose. Tratamento Imunoterapia Pembrolizumab vs Quimioterapia Síndromes de cancro hereditário: intervenção Ética Definição: Dedica-se à análise sistemática da vida moral e dos seus conflitos. A ética biomédica (bioética) é um domínio interdisciplinar que se debruça sobre o estudo sistemático dos problemas éticos que colocam a investigação, a medicina e a sociedade. Uma teoria ética moral é: Uma conceção sistemática do que deveremos ou não fazer moralmente no plano individual e coletivo - procura do bem. Permite guiar as decisões e justificar ou avaliar no plano moral as ações individuais, intervenções e as políticas públicas (o justo). Página 37 de 41  2ª Frequência Genética Teorias éticas normativas 1. Visão utilitarista (consequentalista)  Identifica o bem à utilidade e o justo ao que maximiza a utilidade. o Princípio da utilidade o O bem é o prazer e a ausência de sofrimento, sendo o sofrimento a privação de prazer.  Baseada nas consequências o Determinam o valor moral das ações e das políticas pelas consequências (prazer - sofrimento) e não da sua justiça (Ex: cinto obrigatório, limite de velocidade nas estradas, vacinação obrigatória). o Não considera autonomia, equidade ou justiça o Honderick 2. Visão deontológica (não consequentalista)  A moralidade de uma ação não depende das suas consequências, mas antes da sua natureza intrínseca ser justa ou injusta.  O expoente máximo é o kantianismo, do filósofo alemão Immanuel Kant.  Baseadas nos direitos e na ética da virtude.  Princípios da autonomia, equidade e justiça. Caraterísticas do utilitarismo (consequentalista) na saúde  Maximização do bem, que é a saúde da população. o Sendo as ações avaliadas em função dos ganhos e das perdas por escalas eficiência económica de custo/utilidade como os Anos de vida ajustados em função da qualidade (QALY) ou os Anos de vida corrigidos da incapacidade (DALY).  Atenção às consequências de um ato específico ou ligadas a linhas diretoras.  Procura de obtenção de um efeito à escala das populações e não dos indivíduos  Imparcialidade. Dignidade da pessoa Humana Diz respeito a todas as pessoas e trata-se da dignidade de cada uma em individual. Refere-se à pessoa desde a concepção, e não só desde o nascimento. A dignidade da pessoa enquanto mulher e enquanto homem. Cada pessoa deve reconhecer igual dignidade às demais pessoas. A dignidade de cada pessoa que possui é dela mm, e não da situação em si. O primado da pessoa é o do ser, não o do ter; a liberdade prevalece sobre a propriedade. Página 38 de 41  2ª Frequência Genética Princípios da Bioética 1. Princípio da autonomia o Garante ao cidadão a capacidade de tomar as suas próprias decisões pessoais (autorização prévia do paciente), respeitando as opiniões e as escolhas de cada um segundo os seus valores e as suas crenças. 2. Princípio da beneficência o Utilizar sempre os procedimentos e técnicas que visem o maior benefício ao cidadão/paciente, devendo de todas as formas minimizar os prejuízos a sofrer (primum non nocere). 3. Princípio da privacidade 4. Princípio da Justiça o O requisito de que todos poderão beneficiar igualmente dos progressos na genética médica. Genética é a voz do património universal humano o Seres humanos partilham identidade biológica que nos define como espécie (partilhamos 99,9% do DNA entre humanos e 98,7% do de chimpanzés). Ética é a voz da pessoa singular, em articulação com o movimento dos direitos humanos e do pluralismo axiológico (filosofia dos valores) o Simultaneamente, seres humanos desenvolvem ao longo da vida uma identidade pessoal ou ética, um modo particular de ser que não depende da sua herança genética. Genética molecular  Ciência dos genes, da hereditariedade e da variação dos organismos  Penetra no conhecimento e na intimidade da própria vida  Componentes: o Evolução científica - Compreensão da constituição intrínseca da vida o Tecnologia génica - Competência para intervir na essência da vida Revolucionou: Ciências biológicas Biotecnologias Economia Política Direito Sociedade Assim, nascem novas questões éticas 1. Biologia Medicina Genómica o Predição de suscetibilidades para doenças genéticas (Testes, Rastreios, …) o Diagnóstico em fase precoce o Tratamento (Terapia génica somática, Terapia alvo de precisão, Xenotransplantes, Transferência nuclear somática, Farmacogenética, Terapia génica germinal, …) Mas… Fiabilidade da medicina preditiva; Alternativas de atuação e Critérios para definir “normal”, “saudável” e “bom”. Página 39 de 41  2ª Frequência Genética 2. Investigação biomédica Biobancos o Permitem obter e gerar informação o Tipos: Bancos de sangue para transfusões, Gotas de sangue para detetar doenças metabólicas nos recém-nascidos, Tumores extraídos para diagnóstico, Pós Genómicos… Mas… ainda baixo impacto curativo, elevado interesse comercial por patenteamento de informações obtidas e de novos recursos produzidos 3. Biotecnologia Indústria da agricultura o Alimentos geneticamente modificados (transgénicos) + rentáveis e “Melhoramento” animal Indústria da saúde (farmacêuticas) o Novos medicamentos, vacinas, produtos de diagnóstico Mas… Que linhas de investigação se privilegiam (conflitos de interesse)? O bem comum é sempre o objetivo? 4. Justiça Investigação criminal o Evolução da capacidade de interpretação de dados forenses e de identificação pessoal A Genética Forense permite identificação genética de indivíduos e de vestígios suspeitos colhidos no âmbito de perícias criminais. O estabelecimento destes perfis genéticos pressupõe a caracterização de polimorfismos de DNA Mas… Qual a utilização dos dados recolhidos? Por quem? Qual a garantia de confidencialidade e de inviolabilidade? Biodireito necessário. 5. Sociedade Progressos na saúde o Maior esperança de vida o Triagem neonatal permite reduzir complicações de doenças (Ex: Fenilcetonúria) o Procriação medicamente assistida (Seleção de embriões “saudáveis”, ie, sem defeitos genéticos conhecidos) Mas… o Perspetiva utilitarista isolada - Risco de “geneticização” da sociedade, ie, determinismo genético absoluto (Comportamentos e personalidade das pessoas, opções na vida, explicando passado e presente, prevendo futuro, retira liberdade, responsabilidade e mérito) o Mercantilização dos interesses da humanidade o Aumento das desigualdades no mundo entre países desenvolvidos e pobres o Eugenia - mas é permitido favorecimento de reprodução dos “genes bons” e supressão dos “maus”; Autorizado processo negativo de eliminação do património “defeituoso” (melhoria negativa); Cientificamente legitimada pela medicina Página 40 de 41  2ª Frequência Genética Convenção para a Proteção dos Direitos do Homem e da Dignidade do Ser Humano face às Aplicações da Biologia e da Medicina  Apresentada em 1997 pelo Conselho da Europa.  Fixa o primado do ser humano; “o interesse e bem-estar do ser humano devem prevalecer sobre o interesse único da sociedade ou da ciência”. Ética na genética médica: Conclusão Numa era em que a genética revela a identidade universal do ser humano e de todos os seres vivos e identifica erros e desvios à “normalidade”, a ética garante que continuemos singulares, ie, diferentes entre iguais. Falta ppt do germano de sousa! Página 41 de 41