Entendendo a Disquinésia Ciliar Primária: Uma Visão Geral Genética
Um olhar sobre a base genética e o diagnóstico da Disquinesia Ciliar Primária.
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Índice
A discinesia ciliar primária (PCD) é uma condição genética que afeta umas estruturas minúsculas parecidas com cabelo, chamadas Cílios, que estão nas superfícies de várias células no corpo. Os cílios têm um papel importante em mover fluidos e limpar sujeira dos pulmões, do cérebro e do sistema reprodutivo. Nas pessoas com PCD, esses cílios não funcionam corretamente, o que pode causar uma série de problemas de saúde.
O que Acontece na PCD?
Na PCD, os cílios podem estar deformados ou não conseguir se mover bem. Algumas pessoas podem ter cílios que não se movem de jeito nenhum, enquanto outras têm cílios que batem de forma descoordenada. Isso faz com que o muco e outras partículas se acumulem, dificultando a manutenção das vias aéreas limpas. Como resultado, pessoas com PCD muitas vezes enfrentam problemas respiratórios crônicos, como tosse, infecções e dificuldades para respirar. Elas também podem ter outras complicações, como acúmulo de líquido no cérebro e problemas com a posição de órgãos.
A PCD pode se tornar evidente logo após o nascimento, geralmente se apresentando como dificuldade inexplicável para respirar. À medida que as crianças crescem, elas podem desenvolver uma tosse persistente, infecções sinusais frequentes, infecções de ouvido e outros desafios respiratórios. Se não tratadas, esses problemas podem levar a danos a longo prazo, como lesões nos pulmões e perda de audição.
Diagnóstico da PCD
Diagnosticar a PCD pode ser complicado, pois compartilha sintomas com outras doenças respiratórias, como a fibrose cística. Para confirmar o diagnóstico, os médicos se baseiam em vários testes especializados. Um teste comum mede os níveis de óxido nítrico no nariz, já que níveis mais baixos podem indicar PCD. Outros testes envolvem olhar os cílios sob um microscópio para ver como eles se movem e examinar sua estrutura por meio de técnicas de imagem mais detalhadas.
No entanto, o acesso a esses testes pode ser limitado, fazendo com que os pacientes precisem viajar longas distâncias para centros especializados. Mesmo com um diagnóstico clínico, alguns pacientes podem ter uma estrutura ciliar normal, o que pode dificultar a confirmação da condição. Por conta disso, os pesquisadores estão pedindo o desenvolvimento de métodos de teste mais sensíveis e acessíveis para a PCD.
Base Genética da PCD
A PCD é principalmente causada por mutações genéticas herdadas, com mais de 50 genes diferentes identificados como ligados à condição. Esses genes ajudam a produzir proteínas essenciais para construir e manter cílios saudáveis. Estima-se que essas mutações sejam responsáveis por cerca de 70% dos casos de PCD testados, com os casos restantes possivelmente envolvendo outros fatores genéticos ainda não descobertos.
Quando genes específicos são afetados, eles podem levar a tipos distintos de problemas ciliares. Os médicos muitas vezes conseguem correlacionar os sintomas de um paciente com as mutações genéticas específicas envolvidas, mas isso nem sempre é certo. Alguns casos de PCD não mostram mudanças claras na estrutura dos cílios, o que pode confundir o diagnóstico e o tratamento.
Sequenciamento do Genoma Completo (WGS)
Na busca por um diagnóstico melhor, o sequenciamento do genoma completo (WGS) surgiu como uma ferramenta poderosa. O WGS analisa todo o material genético de uma pessoa, o que pode ajudar a identificar mudanças genéticas que causam doenças. Em um estudo recente envolvendo oito pacientes diagnosticados com PCD, todos conseguiram receber um diagnóstico genético usando WGS.
O WGS não só detecta mutações comuns, mas também descobre mudanças genéticas mais complexas que os testes tradicionais podem perder. Para os pacientes do estudo, o WGS revelou 11 mutações diferentes em múltiplos genes ligados à PCD, incluindo um possível novo contribuinte genético para a condição. Essa abordagem abrangente pode levar a Diagnósticos mais precisos e melhores opções de tratamento.
Perfis dos Pacientes
Oito pacientes foram incluídos no estudo, com idades variando de 6 a 31 anos. Após obter consentimento, amostras dos pacientes e de seus familiares foram coletadas para análise. Os detalhes clínicos desses pacientes variaram, mostrando uma gama de sintomas e severidade da PCD.
Através do WGS, os pesquisadores confirmaram diagnósticos genéticos para todos os oito indivíduos. Em três desses pacientes, foram encontradas mutações herdadas no gene DNAH5, uma causa genética comum da PCD. Dois participantes tiveram mudanças em outro gene chamado DNAAF4, que é importante para a montagem e estabilidade dos cílios. Notavelmente, dois pacientes tiveram mutações em um gene diferente conhecido como DNAH11 que contribuiu ainda mais para sua condição.
Implicações dos Achados Genéticos
Os resultados do sequenciamento não só apontaram para genes conhecidos, mas também indicaram possíveis novas ligações genéticas. Por exemplo, um paciente tinha uma mutação recém-identificada no gene TUBB4B, que não havia sido associada previamente à PCD. Essa descoberta sugere que pode haver mais genética em jogo na PCD do que o que é atualmente entendido.
O sucesso do estudo destaca o potencial do WGS como parte do processo diagnóstico. Ele permite uma melhor compreensão de como vários genes contribuem para a condição, tanto em relação ao tratamento quanto ao gerenciamento do paciente.
Importância do Diagnóstico Precoce
Um diagnóstico precoce é crucial para melhorar a qualidade de vida dos indivíduos com PCD. Quanto mais tempo leva para identificar a condição, maior a probabilidade de um paciente experimentar danos e complicações a longo prazo. Testes genéticos podem simplificar o processo de diagnóstico, especialmente em casos onde métodos tradicionais invasivos podem não ser uma opção.
Os pesquisadores defendem o uso de testes genéticos mais cedo no processo diagnóstico, particularmente para recém-nascidos e crianças pequenas que apresentam sintomas de PCD. Identificar a base genética dos problemas de saúde de uma criança pode ajudar os médicos a personalizar tratamentos de forma mais eficaz e prevenir complicações adicionais.
O Futuro da Pesquisa sobre PCD
Embora os desafios em torno do diagnóstico da PCD continuem, os avanços tecnológicos em testes genéticos são promissores. O aumento do acesso a métodos de teste como o WGS pode levar a taxas de detecção mais altas, permitindo que mais pacientes recebam diagnósticos e tratamentos oportunos. À medida que a pesquisa nessa área avança, há esperança de desenvolver terapias direcionadas e até possíveis curas para os indivíduos afetados pela PCD.
Além disso, à medida que o conhecimento sobre a genética da PCD expande, bancos de dados que compilam dados sobre mutações podem orientar os clínicos a tomarem decisões informadas sobre o cuidado dos pacientes. Essa informação pode ajudar a esclarecer quais variações são significativas e contribuem para a condição, possibilitando um aconselhamento genético mais preciso para pacientes e suas famílias.
Conclusão
A discinesia ciliar primária é uma condição desafiadora que requer uma compreensão profunda da genética e do cuidado ao paciente. Com os avanços contínuos nos testes genéticos, como o sequenciamento do genoma completo, há um grande potencial para melhorar o diagnóstico e o tratamento de indivíduos que vivem com PCD. O futuro do manejo da PCD parece promissor, à medida que pesquisadores e clínicos trabalham juntos em busca de melhores resultados para os pacientes.
Título: High diagnostic rate of whole genome sequencing in primary ciliary dyskinesia
Resumo: AimPrimary ciliary dyskinesia (PCD) is a genetic disorder affecting motile cilia. Most cases are inherited recessively, due to variants in more than 50 genes that result in abnormal or absent motile cilia. This leads to chronic upper and lower airway disease, sub-fertility and laterality defects in some cases. Given overlapping clinical features and genetic heterogeneity, diagnosis can be difficult and often occurs late. Of those tested, an estimated 30% of genetically screened PCD patients still lack a molecular diagnosis. Here, we aimed to identify how readily a genetic diagnosis could be made in a clinically diagnosed population using whole genome sequencing (WGS) to facilitate identification of pathogenic variants in known genes as well as identify novel PCD candidate genes. MaethodsWGS was used to screen for variants causing PCD in 8 clinically diagnosed PCD patients, sequenced as trios where parental samples were available. ResultsSeven of the eight cases (87.5%) had homozygous or biallelic variants in DNAH5, DNAAF4 or DNAH11 that were classified as pathogenic or likely pathogenic. Three of the variants were deletions, ranging from 3kb to 13kb, for which WGS identified precise breakpoints, permitting confirmation by Sanger sequencing. WGS yielded a high genetic diagnostic rate from this clinically diagnosed population, in part through detection of structural variants as well as identification of a de novo variant in a novel PCD gene TUBB4B. ConclusionA molecular diagnosis allows for appropriate clinical management for cases and their families, including prediction of phenotypic features correlated to genotype. Here, WGS uplifted genetic diagnosis in cases of clinically diagnosed PCD by identifying structural variants and novel modes of inheritance in new candidate genes. Our study suggests that WGS could be a powerful part of the PCD diagnostic toolkit to increase the current molecular diagnostic yield from 70%. It provides important new insight into our understanding of fundamental biology of motile cilia as well as of variation in the non-coding genome in PCD. SummaryWhole genome sequencing (WGS) yielded a high genetic diagnostic rate (100%) in eight Scottish patients with clinically diagnosed primary ciliary dyskinesia (PCD) by detection of large structural variants, homology modelling and identification of a novel disease gene with a dominant mode of inheritance. Prioritised WGS may facilitate early genetic diagnosis in PCD.
Autores: Pleasantine Mill, H. A. Portwood, S. Marion de Proce, J. L. Campos, A. Meynert, M. Halachev, J. A. Marsh, R. A. Hirst, C. OCallaghan, J. Murray, S. Genomes Partnership, J. Santoyo-Lopez, K. Macleod, S. Unger, D. S. Urquhart, T. J. Aitman
Última atualização: 2024-02-22 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.02.21.24302995
Fonte PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.02.21.24302995.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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