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# Ciências da saúde# Medicina genetica e genomica

Impacto de Grandes Deleções de DNA na Saúde

Deleções grandes no DNA podem causar sérios problemas de saúde por conta da destruição de genes.

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Deleções grandes no DNA podem impactar a saúde de formas significativas e estão ligadas a doenças raras e comuns. Às vezes, uma deleção pode remover toda ou parte de um gene responsável por uma doença específica, levando ao que chamamos de doença monogênica. Por exemplo, quando certos genes são deletados, isso pode resultar em níveis altos de Insulina em recém-nascidos, causando hipoglicemia severa.

Em outros casos, quando a deleção afeta vários genes, pode levar a doenças sindrômicas, onde múltiplos sintomas aparecem devido ao impacto em vários genes. Os sintomas específicos dependem de quais genes são afetados. Em algumas situações, uma deleção pode afetar um gene crucial para uma condição particular, enquanto em outros casos, o motivo exato dos sintomas pode continuar obscuro.

Esse artigo discute o papel das grandes deleções em certas doenças, focando especialmente no hiperinsulinismo congênito, uma condição caracterizada pela produção excessiva de insulina.

O Papel das Deleções Genéticas

Quando partes do DNA são deletadas, isso pode impactar bastante o corpo. Por exemplo, se um gene chave responsável pela regulação da insulina é deletado, isso pode levar à produção excessiva de insulina e níveis baixos de açúcar no sangue em recém-nascidos. Certas deleções de genes estão ligadas a desordens que se manifestam através de múltiplos sintomas, o que pode complicar o diagnóstico e tratamento.

Em alguns casos conhecidos, deleções específicas foram encontradas que interrompem genes críticos, levando a vários problemas de saúde. Por outro lado, também há casos em que o mecanismo exato de como a deleção causa problemas de saúde não é totalmente entendido.

Descobertas Recentes sobre Hiperinsulinismo Congênito

Em um estudo recente, os pesquisadores queriam procurar grandes deleções em um grupo de crianças com hiperinsulinismo congênito que não tinham sido resolvidas através de testes genéticos rotineiros. Eles encontraram várias pessoas que tinham deleções sobrepostas em uma parte específica do cromossomo 20. Em algumas dessas crianças, as deleções incluíam um gene conhecido como FOXA2, que é crucial para a produção de insulina.

Os pesquisadores também descobriram que essas deleções não eram comuns na população geral, sugerindo que elas desempenham um papel significativo na causa da doença. Em alguns casos, as deleções pareciam vir dos pais, indicando que isso poderia ser um problema hereditário, enquanto em outros, as deleções aconteceram espontaneamente.

A Metodologia do Estudo

Para conduzir sua pesquisa, os cientistas estudaram um grande grupo de indivíduos que foram encaminhados para testes genéticos devido a níveis altos de insulina. Eles coletaram dados clínicos e informações genéticas, garantindo que o consentimento fosse obtido dos pais ou responsáveis. Os pesquisadores especificamente procuraram grandes deleções no DNA dos indivíduos.

Eles excluíram outras causas conhecidas do hiperinsulinismo congênito, fazendo triagens para variações em vários genes-chave. Isso envolveu o uso de técnicas avançadas de sequenciamento para detectar quaisquer deleções que poderiam não ter sido identificadas em testes anteriores.

Uma vez que uma deleção foi encontrada em um indivíduo, os pesquisadores trabalharam para replicar os achados em grupos adicionais para garantir que os resultados fossem precisos. Eles confirmaram os resultados através de diferentes métodos de teste e checaram amostras dos pais para entender os padrões de herança.

Analisando os Dados Genéticos

Os cientistas analisaram os dados de sequenciamento mais a fundo para ver se havia variantes genéticas ocultas que poderiam contribuir para a condição. Eles especificamente procuraram variantes não sinônimas, que podem mudar como os genes funcionam. Eles também estudaram dados de expressão gênica para entender como as deleções poderiam estar afetando a atividade gênica.

Através de várias análises, eles confirmaram que genes específicos estavam expressos no pâncreas e poderiam impactar a produção de insulina. Eles também investigaram a acessibilidade da cromatina, que se refere a quão facilmente um gene pode ser acessado para expressão. Entender como as deleções influenciam a Regulação Gênica é essencial para determinar a causa precisa do hiperinsulinismo congênito.

Principais Descobertas

O estudo levou à identificação de deleções importantes que afetam uma região específica no cromossomo 20, que incluía o gene FOXA2. A perda desse gene e seus elementos regulatórios foi mostrada como uma interrupção da produção de insulina no pâncreas.

Curiosamente, mesmo quando o gene FOXA2 não foi completamente deletado em alguns indivíduos, regiões regulatórias ao redor que ajudam a controlar sua expressão foram afetadas. Isso destacou ainda mais a importância das regiões não codificantes na regulação da função gênica e na saúde geral.

Todos os indivíduos do estudo foram diagnosticados com hiperinsulinismo congênito em uma idade jovem, e os sintomas variaram. Alguns precisaram de tratamento, enquanto outros mostraram melhora ou recuperação sem intervenção. Essa variabilidade pode estar ligada à natureza específica das deleções e seu impacto na função gênica.

Entendendo o Mecanismo

Os pesquisadores agora estão olhando como essas deleções podem levar a problemas de saúde. Uma possibilidade é que, quando genes chave são perdidos, o equilíbrio da produção de insulina é desregulado, levando a altos níveis de insulina na corrente sanguínea. Esse problema pode ser agravado se outros genes relacionados também forem afetados.

Além disso, o estudo destaca o papel das regiões regulatórias no controle da expressão gênica. Normalmente, esses elementos regulatórios ajudam a gerenciar quando e quanto um gene é expresso. Ao desregular essas regiões, as deleções podem impactar significativamente a função gênica.

Implicações para Pesquisas Futuras

As descobertas deste estudo enfatizam a necessidade de continuar explorando grandes variantes estruturais na genética. Entender como diferentes deleções afetam a função gênica pode ajudar no diagnóstico de condições e no desenvolvimento de tratamentos direcionados.

Os pesquisadores agora são incentivados a incluir regiões como o cromossomo 20p11.2 em seus painéis de triagem genética para hiperinsulinismo congênito. Essa abordagem pode levar a diagnósticos mais precoces e melhor manejo para os indivíduos afetados.

Além disso, isso destaca a importância de estudar não apenas as regiões codificantes dos genes, mas também as regiões não codificantes ao redor que têm papéis regulatórios cruciais. Pesquisas futuras devem buscar vincular alterações genéticas específicas a fenótipos de doenças de maneira mais clara.

Conclusão

Resumindo, grandes deleções no DNA podem levar a problemas de saúde significativos ao desregular a função e regulação dos genes. A identificação de deleções no cromossomo 20p11.2 associadas ao hiperinsulinismo congênito oferece insights valiosos sobre os mecanismos genéticos dessa condição.

Entender o papel das deleções na regulação gênica pode abrir caminhos para métodos diagnósticos melhorados e terapias para indivíduos afetados pelo hiperinsulinismo congênito e outras desordens relacionadas. A pesquisa contínua nessa área permanece crítica para descobrir as complexas relações entre variações genéticas e resultados de saúde.

Fonte original

Título: Chromosome 20p11.2 deletions cause congenital hyperinsulinism via the likely disruption of FOXA2

Resumo: Persistent congenital hyperinsulinism (HI) is a rare genetically heterogeneous condition characterised by dysregulated insulin secretion leading to life-threatening hypoglycaemia. For up to 50% of affected individuals screening of the known HI genes does not identify a disease-causing variant. Large deletions have previously been used to identify novel regulatory regions causing HI. Here, we used genome sequencing to search for novel large (>1Mb) deletions in 180 probands with HI of unknown cause and replicated our findings in a large cohort of 883 genetically unsolved individuals with HI using off-target copy number variant calling from targeted gene panels. We identified overlapping heterozygous deletions in five individuals (range 3-8 Mb) spanning chromosome 20p11.2. The pancreatic beta-cell transcription factor gene, FOXA2, a known cause of HI was deleted in two of the five individuals. In the remaining three, we found a minimal deleted region of 2.4 Mb adjacent to FOXA2 that encompasses multiple non-coding regulatory elements that are in conformational contact with FOXA2. Our data suggests that the deletions in these three patients may cause disease through the dysregulation of FOXA2 expression. These findings provide new insights into the regulation of FOXA2 in the beta-cell and confirm an aetiological role for chromosome 20p deletions in syndromic HI.

Autores: Sarah E Flanagan, T. W. Laver, M. N. Wakeling, R. C. Caswell, B. Bunce, D. Yau, J. A. Houghton, J. J. Hopkins, M. N. Weedon, V. Saraff, M. Kershaw, E. Honey, N. Murphy, D. Giri, S. Nath, A. T. Saredo, I. Banerjee, K. Hussain, N. D. Owens

Última atualização: 2023-08-21 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.08.16.23294161

Fonte PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.08.16.23294161.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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