Insights Genéticos em Transtornos do Neurodesenvolvimento
Estudo revela que a genética tem um papel chave nos transtornos do neurodesenvolvimento.
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Índice
Transtornos do desenvolvimento neurológico (TDNs) são condições que afetam como o cérebro se desenvolve e funciona. Alguns exemplos comuns incluem deficiência intelectual, autismo e epilepsia. Pesquisas mostraram que a genética tem um papel importante nesses transtornos. Este artigo discute um grande estudo que analisou como os genes contribuem para vários TDNs e se certos genes podem influenciar a gravidade dessas condições.
O Contexto do Estudo
Um estudo importante focado em pacientes com TDNs é chamado de Estudo de Decifração de Transtornos do Desenvolvimento (DDD). Esse estudo incluiu mais de 13.000 indivíduos sem diagnóstico, a maioria com problemas relacionados ao sistema nervoso. Esses indivíduos passaram por uma análise detalhada de seus genes para descobrir se havia mutações que pudessem explicar suas condições. Os resultados mostraram que quase metade dos casos pode ser devido a novas Mutações Genéticas que não estavam associadas a nenhuma condição conhecida antes.
Contribuições Genéticas para TDNs
Ao olhar para os achados genéticos do estudo DDD, foi determinado que cerca de 42% desses indivíduos tinham mutações em genes conhecidos por estarem ligados a transtornos do desenvolvimento. Percentuais menores de casos estavam relacionados a padrões genéticos herdados dos pais, incluindo mutações ligadas à herança dominante ou autossômica recessiva.
Curiosamente, a maioria dos pais dessas crianças com TDNs não apresentou sinais dessas condições. No entanto, entre os estudos de trio, onde tanto os pais quanto a criança foram analisados, algumas mutações herdadas que causam transtornos dominantes foram encontradas em cerca de 21% desses casos. Isso sugere uma interação complexa entre risco herdado e outros fatores.
Variantes Genéticas Raras e Fatores de Risco
Evidências crescentes sugerem que variantes genéticas raras também podem contribuir para o risco de desenvolver TDNs. Por exemplo, crianças com autismo apresentaram uma taxa maior de variantes genéticas raras e prejudiciais em comparação com aquelas sem essas condições. Essas Variantes Prejudiciais muitas vezes vêm de pais não afetados, indicando que muitos pais podem carregar alterações genéticas que não os afetam, mas que podem representar riscos para seus filhos.
O estudo também destacou que algumas crianças diagnosticadas com TDNs tinham variantes prejudiciais conhecidas herdadas de pais que não apresentavam sintomas clínicos. Isso levanta questões sobre por que certas variantes podem não apresentar sintomas nos pais, mas ainda assim afetar a criança.
O Papel da Expressão Gênica
A expressão gênica se refere a quão ativo um gene está na produção de proteínas. Os genes podem ser ligados ou desligados, e os níveis de atividade deles podem mudar com base em vários fatores, incluindo contribuições genéticas dos pais. Os pesquisadores estão interessados em como os níveis de expressão gênica podem interagir com variantes genéticas raras para impactar a probabilidade e a gravidade dos TDNs.
Um conceito explorado no estudo DDD é que variantes comuns, ou as versões típicas de genes que costumam ser encontradas na população geral, poderiam influenciar quanto as variantes raras e prejudiciais afetam os indivíduos. Se um gene é expresso em um nível baixo, os riscos podem aumentar para indivíduos que carregam variantes prejudiciais.
Métodos para Avaliar a Influência dos Genes
Para explorar essas ideias, os pesquisadores trabalharam para determinar como os níveis de expressão gênica poderiam diferir entre indivíduos afetados e seus pais não afetados. Eles aplicaram métodos estatísticos avançados para prever os níveis de expressão gênica com base em dados genéticos. Analisando dois tipos principais de amostras-uma de sangue total e outra do córtex cerebral-conseguiram coletar dados relevantes.
No estudo, os pesquisadores focaram especificamente em categorias de genes conhecidos por estarem envolvidos em transtornos do desenvolvimento. Eles buscaram variantes raras e potencialmente prejudiciais nesses genes e avaliaram seus níveis de expressão tanto em pacientes quanto em seus pais.
Testando as Influências da Expressão Gênica
Os pesquisadores começaram seus testes comparando a expressão gênica prevista em pais não afetados com a dos seus filhos afetados. Eles hipotetizaram que os pais mostrariam maior expressão gênica para genes ligados a variantes raras, o que poderia protegê-los de desenvolver TDNs. No entanto, os resultados geralmente não foram significativos, significando que não havia evidências sólidas para apoiar essa ideia.
O próximo passo envolveu comparar os níveis de expressão de indivíduos afetados com aqueles de indivíduos de controle sem nenhum transtorno conhecido. Eles calcularam como alguns genes eram expressos em ambos os grupos para ver se havia diferenças notáveis entre os dois. Algumas descobertas indicaram uma expressão mais baixa de certos genes em indivíduos com variantes prejudiciais, sugerindo que os níveis de expressão poderiam estar ligados à presença dessas variantes.
Limitações do Estudo
Embora o grande tamanho da amostra do estudo DDD forneça dados robustos, ele teve algumas limitações. As variantes genéticas estudadas são bastante raras e muitas podem não causar problemas significativos. Além disso, os participantes do estudo apresentaram uma ampla gama de sintomas, o que complica a capacidade de tirar conclusões gerais.
Os métodos usados para estimar a expressão gênica também têm limitações inerentes. Foi reconhecido que variações comuns podem explicar apenas uma pequena parte das diferenças reais na expressão gênica. Isso pode levar a inconsistências na previsão de como genes específicos afetam os TDNs.
Conclusões e Direções Futuras
Em suma, o estudo não encontrou evidências fortes de que os níveis comuns de expressão gênica afetem significativamente o risco ou a gravidade dos transtornos do desenvolvimento neurológico. Embora alguns links tenham sido sugeridos, esses precisam de mais exploração em estudos mais abrangentes e diretos. Pesquisas futuras devem se concentrar em usar grandes conjuntos de dados com medições precisas de expressão gênica, permitindo uma compreensão mais clara de como vários fatores genéticos trabalham juntos para influenciar o desenvolvimento dos Transtornos de Desenvolvimento neurológico.
No geral, a busca para entender melhor os transtornos do desenvolvimento neurológico continua, enquanto os pesquisadores tentam desvendar as complexidades da genética em relação a esses desafios significativos de saúde.
Título: Investigating the role of common cis-regulatory variants in modifying penetrance of putatively damaging, inherited variants in severe neurodevelopmental disorders
Resumo: Recent work has revealed an important role for rare, incompletely penetrant inherited coding variants in neurodevelopmental disorders (NDDs). Additionally, we have previously shown that common variants contribute to risk for rare NDDs. Here, we investigate whether common variants exert their effects by modifying gene expression, using multi-cis-expression quantitative trait loci (cis-eQTL) prediction models. We first performed a transcriptome-wide association study for NDDs using 6,987 probands from the Deciphering Developmental Disorders (DDD) study and 9,720 controls, and found one gene, RAB2A, that passed multiple testing correction (p = 6.7x10-7). We then investigated whether cis-eQTLs modify the penetrance of putatively damaging, rare coding variants inherited by NDD probands from their unaffected parents in a set of 1,700 trios. We found no evidence that unaffected parents transmitting putatively damaging coding variants had higher genetically-predicted expression of the variant-harboring gene than their child. In probands carrying putatively damaging variants in constrained genes, the genetically-predicted expression of these genes in blood was lower than in controls (p = 2.7x10-3). However, results for proband-control comparisons were inconsistent across different sets of genes, variant filters and tissues. We find limited evidence that common cis-eQTLs modify penetrance of rare coding variants in a large cohort of NDD probands.
Autores: Emilie M Wigdor, K. E. Samocha, R. Y. Eberhardt, V. K. Chundru, H. V. Firth, C. F. Wright, M. E. Hurles, H. C. Martin
Última atualização: 2023-04-25 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.04.20.23288860
Fonte PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.04.20.23288860.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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