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# Biologia # Biologia molecular

Gene APOL1: Uma Ligação Surpreendente com Hidrocefalia

Pesquisas ligam a variante APOL1 G1 a hidrocefalia e seus efeitos na saúde.

Teruhiko Yoshida, Zhi-Hong Yang, Shinji Ashida, Zu Xi Yu, Shashi Shrivastav, Krishna Vamsi Rojulpote, Piroz Bahar, David Nguyen, Danielle A. Springer, Jeeva Munasinghe, Matthew F. Starost, Victoria J. Hoffmann, Avi Z. Rosenberg, Bibi Bielekova, Han Wen, Alan T. Remaley, Jeffrey B. Kopp

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Variante APOL1 Ligada à Variante APOL1 Ligada à Hidrocefalia problemas no líquido cerebral. Variante genética mostra ligação com
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Doença renal é um problema comum, principalmente entre pessoas com ancestrais da África Subsaariana. Um dos principais culpados nessa história é um gene chamado APOL1, que tem duas versões principais conhecidas como G1 e G2. Você pode pensar nessas variantes como pequenos encrenqueiros que aumentam a chance de problemas nos rins, especialmente a doença renal crônica (DRC). Cerca de 13% dos afro-americanos carregam esses dois variantes de risco, colocando eles em um risco bem maior de DRC. Mas espera, tem mais! Parece que essas variantes também podem estar ligadas a outros problemas de saúde, incluindo hidrocefalia e doenças cardiovasculares.

O Gene APOL1

APOL1 é um gene que produz uma proteína que é encontrada em várias partes do corpo, incluindo os rins e os vasos sanguíneos. Curiosamente, essa proteína também aparece em um grupo específico de partículas chamadas lipoproteínas de alta densidade, que costumam ser consideradas "colesterol bom". Quanto mais olhamos para o APOL1, mais complicado parece. Alguns estudos sugerem que ter as variantes G1 e G2 pode até aumentar o risco de doenças cardiovasculares, mas os resultados são mistos. Algumas pesquisas mostram uma ligação, enquanto outros estudos dizem: “Calma aí!”

Hidrocefalia: Uma Condição Misteriosa

Agora, vamos falar sobre hidrocefalia. Essa condição acontece quando o líquido se acumula no cérebro, levando ao inchaço e pressão. Não é só uma ocorrência rara; na verdade, são cerca de 200.000 novos casos todos os anos só na África Subsaariana! É um número sério, especialmente considerando que a região tem uma alta prevalência das variantes de risco elevado do APOL1. Qual é a conexão? Bem, os cientistas têm tentado descobrir isso.

Em um estudo, os pesquisadores usaram um modelo único de camundongo para investigar o papel da variante G1 do APOL1 na hidrocefalia. Esses camundongos foram criados para ter uma mistura das variantes do APOL1 e outro gene conhecido como ApoE, que tem um histórico de estar associado à aterosclerose—um termo chique para o endurecimento das artérias. O resultado foi surpreendente; enquanto os pesquisadores não estavam procurando hidrocefalia, eles acabaram encontrando!

O Processo de Pesquisa

A equipe adotou uma abordagem bem rigorosa para a pesquisa, seguindo todas as diretrizes e protocolos necessários. Eles usaram camundongos especializados que carregavam o gene humano APOL1, especificamente as versões G0 e G1, e os cruzaram com camundongos ApoE knock-out. A ideia era ver se essas variações genéticas levariam a alguma diferença notável nos resultados de saúde.

Uma vez que a criação foi feita, eles monitoraram cuidadosamente os camundongos em busca de qualquer sinal de problemas. Havia alguns sinais chave para ficar de olho, como cabeças "em forma de cúpula"—sim, essa é uma forma de saber se um camundongo tem hidrocefalia! Depois de uma série de testes e exames, os pesquisadores conseguiram confirmar a presença de hidrocefalia em uma pequena porcentagem dos camundongos que carregavam a variante G1.

O Que Eles Encontraram?

As descobertas foram intrigantes. No modelo de camundongo, uma pequena parte dos sujeitos com a variante G1 desenvolveu hidrocefalia. Essa variante parece ativar o plexo coróide—parte do cérebro responsável por produzir o líquido cerebrospinal (LCR)—para produzir líquido demais. Imagine um balão de água que continua sendo enchido até estourar!

A pesquisa não parou por aí. Eles queriam olhar ainda mais de perto as células envolvidas. Usando técnicas avançadas, realizaram uma análise de RNA de célula única do tecido do plexo coróide. Eles descobriram que as células estavam, de fato, expressando a proteína APOL1 G1, e também que houve mudanças em certos genes que regulam a produção de líquido. Isso levou à ideia de que ter a variante G1 ativa caminhos nessas células que resultam na superprodução de LCR, causando assim o acúmulo de líquido associado à hidrocefalia.

A Conexão com o MTORC2

Falando em caminhos, tem um chamado mTORC2 que entrou em jogo. Esse caminho é conhecido por seu papel no crescimento celular e metabolismo. No contexto do APOL1 G1, parece que esse caminho se ativa, levando à regulação positiva de transportadores nas células do plexo coróide. Esses transportadores são essenciais para lidar com líquidos. Quando eles estão superativos, podem fazer com que o cérebro produza LCR em excesso, contribuindo para a hidrocefalia.

Ligações com Doenças Cardiovasculares

Agora, sobre doenças cardiovasculares: os pesquisadores estavam curiosos se as variantes do APOL1 estavam tornando os camundongos mais propensos a ter problemas relacionados ao coração ou vasos sanguíneos. Afinal, a variante G1 parecia ter consequências em uma área—poderia ser igualmente problemática em outra? Eles investigaram isso examinando vários fatores relacionados à saúde cardíaca, incluindo níveis de colesterol e aterosclerose.

Nas descobertas, eles observaram que não houve diferenças significativas na saúde cardíaca dos camundongos com a variante G1 em comparação com aqueles com a variante G0. Mesmo ao usar diferentes métodos para avaliar problemas cardiovasculares, os resultados foram bem consistentes. Isso sugeriu que enquanto o APOL1 G1 pode agitar as coisas no cérebro levando à hidrocefalia, não parece agravar problemas cardíacos da mesma forma.

Implicações para Humanos

Para levar essa pesquisa além do mundo dos camundongos, a equipe se voltou para a coorte All of Us, um estudo de saúde significativo que coleta dados de vários participantes. Eles investigaram se indivíduos com a variante APOL1 G1 apresentavam uma prevalência maior de hidrocefalia nesse grupo maior. Os resultados foram reveladores: indivíduos com essa variante mostraram uma taxa de prevalência maior comparados àqueles sem ela. Isso acrescenta uma camada de evidência sugerindo que a variante G1 não apenas dá trabalho para os camundongos; pode também ter implicações para a saúde humana!

Conclusão

Então, o que aprendemos? A variante APOL1 G1 mostra uma conexão interessante com a hidrocefalia, que parece ser impulsionada por um caminho mTORC2 hiperativo que leva à produção excessiva de líquido no cérebro. Enquanto isso, seu impacto na saúde cardiovascular parece ser mais limitado.

Por mais engraçado que pareça, temos um gene que gosta de deixar as coisas interessantes, dando as mãos tanto para problemas nos rins quanto para hidrocefalia em alguns indivíduos. Quanto mais descobrimos sobre essas variantes, mais claro fica que nossos genes podem nos levar por caminhos inesperados. Quem diria que uma proteína pequena poderia gerar tantas manchetes?

Direções Futuras

Embora essa pesquisa tenha esclarecido a conexão entre APOL1 G1 e hidrocefalia, é claro que ainda há muito mais a ser explorado. Os cientistas precisarão continuar cavando para entender todos os mecanismos em ação aqui, especialmente ao considerar influências ambientais e sua interação com a genética. O objetivo final é melhorar os resultados para indivíduos afetados por essas variantes e talvez até trazer um pouco de humor para o complexo mundo da genética ao longo do caminho!

Fonte original

Título: Apolipoprotein-L1 G1 variant contributes to hydrocephalus but not to atherosclerosis in apolipoprotein-E knock-out mice

Resumo: IntroductionIn USA, six million individuals with Sub-Saharan ancestry carry two APOL1 high-risk variants, which increase the risk for kidney diseases. Whether APOL1 high-risk variants are independent risk factors for cardiovascular diseases is unclear and requires further investigation. MethodsWe characterized a mouse model to investigate the role of APOL1 in dyslipidemia and cardiovascular diseases. Transgenic mice carrying APOL1 (G0 and G1 variants) on bacterial artificial chromosomes (BAC/APOL1 mice) were crossed with the ApoE knock-out (ApoE-KO) atherosclerosis mouse model. The compound transgenic mice were evaluated for the impact of APOL1 on systemic phenotypes. ResultsApoE-KO mice carrying APOL1-G0 and APOL1-G1 did not show differences in the extent of atherosclerotic lesions or aortic calcification, as evaluated by Sudan IV staining and radiographic examination, respectively. However, [~]20% of ApoE-KO; BAC/APOL1-G1 mice developed hydrocephalus and required euthanasia. The hydrocephalus was communicating and likely was due to excess cerebrospinal fluid produced by the choroid plexus, where epithelial cells expressed APOL1. Single-nuclear RNA-seq of choroid plexus identified solute transporter upregulation and mTORC2 pathway activation in APOL1-G1-expressing epithelial cells. Further, in the All of Us cohort, we found higher hydrocephalus prevalence among individuals with the APOL1-G1 variant in both recessive and dominant models, supporting the mouse findings. ConclusionWhile APOL1-G1 expression in ApoE-KO mice did not worsen cardiovascular disease phenotypes, we uncovered hydrocephalus as a novel APOL1 risk allele-mediated phenotype. These findings extend the spectrum of APOL1-associated pathologies.

Autores: Teruhiko Yoshida, Zhi-Hong Yang, Shinji Ashida, Zu Xi Yu, Shashi Shrivastav, Krishna Vamsi Rojulpote, Piroz Bahar, David Nguyen, Danielle A. Springer, Jeeva Munasinghe, Matthew F. Starost, Victoria J. Hoffmann, Avi Z. Rosenberg, Bibi Bielekova, Han Wen, Alan T. Remaley, Jeffrey B. Kopp

Última atualização: 2024-12-28 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.28.630625

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.28.630625.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/

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