Dr. Salmo Raskin

Incidência da Fibrose Cística Segundo Estudos Epidemiológicos

País

Estados Unidos•Afro-americanos

•Asiático-americanos

•Euro-americanos

•Hispano-americanosFinlândia Havaí: descend. de europeusHavaí: orientaisJapãoItália

Inglaterra

AlemanhaPortugalEspanha

PolôniaDinamarcaNoruega

Incidência

1:15 3001:15 0001:32 1001:31 000

1:1 900 a 1:3 7001:3 200

1:9 2001:25 0001:3 8001:90 0001:350 0001:2 0001:2 000

1:3 5001:2 400 a 1:3 000

1:3 2001:3 5001:3 500

1:6 000 1:4 7001:6 300

Referências

CUTTING, 1997HAMOSH et al., 1998CUTTING, 1997HAMOSH et al., 1998STEINBERG; BROWN, 1960;KRAMM et al., 1962; MERRITT et al., 1962;SULTZ; SCHLESINGER; MOSHE, 1966;

HAMOSH et al., 1998HAMOSH et al., 1998KERE et al., 1994WRIGHT; MORTON, 1968WRIGHT; MORTON, 1968YAMASHIRO et al., 1997ROMEO et al., 1985LUCOTTE; HAZOUT, 1995; De BRAEKELEER,

1995De BRAEKELEER; DAIGNEAULT et al., 1992CARTER, 1967; PUGH; PICKUP, 1967; HALL;

SIMPKISS, 1968De BRAEKELEER; DAIGNEAULT et al., 1992De BRAEKELEER; DAIGNEAULT et al., 1992LUCOTTE; HAZOUT, 1995; De BRAEKELEER,

1995De BRAEKELEER; DAIGNEAULT et al., 1992De BRAEKELEER; DAIGNEAULT et al., 1992De BRAEKELEER; DAIGNEAULT et al., 1992

Porquê meu filho tem FC?

Pais férteis de pacientes com FC

carregam apenas uma mutação

causadora de FC.

Obrigatoriamente o pai e a mãe são no

mínimo portadores!

Freqüência da Fibrose Cística

Incidência 1/10000 (q2)

Freqüência gênica 1/100 (q)

Freqüência de portadores 1/50 (2pq)

Casais portadores 1/2500(2pq) 2

O MATERIAL GENÉTICO

Todas as células

nucleadas contém

DNA em 23 pares de

cromossomos.

Cromossomos

X Mãe

X Pai

Célula

Mutações

ACT GGG CAC CTA sequência normal

ACT AGG CAC CTA mutação de ponto

ACT GGG CTA deleção sem desvio da leitura

ACT GGG C CTA deleção com desvio da leitura

ACT GTGGCAC CTA inserção com desvio da leitura

O Gene da FC e seu produtoO Gene da FC e seu produtoO Gene da FC e seu produto

A Proteína CFTR

A Proteína CFTR

Ref:: http://www.emory.edu/

CFTR – do Gene à Proteína

Gene - 216 kb

1 2 3 4 5 6a 6b 7 8 9 10 11 12 13 14a14b15 1617a17b18 19 20 21 22 23 24

Tradução + Glicosilação

Proteína - 1480 aa

C

MSD 1 MSD 2

RDNBD2

NBD1N

3’5’

Transcrição + Splicing

mRNA - 6.1 kb

1 2 3 4 5 6a 7 8 9 10 1112 13 14a 15 1617a 18 19 20 22 24 6b

14b 17b 21 23

5’ 3’

Folding + Tráfego

Células epiteliais

Cl -

Proteína CFTR

Fonte: COLLINS; RIORDAN; TSUI, 1990.PLN: Prega ligadora de nucleotídio

Extracelular

Intracelular

NH2

CO2H

PLN

Domínios de

ligação de ATP

Domínio

regulador

Domínios

transmembranicos

PLN

Cascata da Patogênese da FC

Gene FC Mutado

Proteína CFTR Ineficiente

Secreção de Cl- Diminuída

(Absorção de Na+ Aumentada) CFTR

Cloreto

Sódio

ENaC

Composição Anômala do Muco

Pouco Clearance Obstrução

Brônquica

Infecção Bacteriana

Inflamação

Bronquiectasias + Insuficiência Pulmonar

Fisiopatologia da Fibrose Cística

Sódio

Cloro

Canal de

Cloro

Água

Muco

Mutação DF508 do Gene CFTR

Seqüência Selvagem de Parte do Éxon 10 de CFTR

DNA GA AAT ATC ATC TTT GGT GTT TCC

Aminoácido Glu Asn Ile Ile Phe Gly Val Ser

Códon 504 505 506 507 508 509 510 511

DNA GA AAT ATC AT- --T GGT GTT TCC

Aminoácido Glu Asn Ile Ile Gly Val Ser

Seqüência de Parte do Éxon 10 de CFTR com a Mutação DF508

Códon 504 505 506 507 508 509 510 511

Fonte: GELEHRTER;COLLINS, 1990 (Adaptado).

Fenilalanina no Codon 508 de CFTR

Fonte: F.S. COLLINS, J.R. RIORDAN, and L.C. TSUI; Hospital Practice

Phe 508

Nem todos que tem FC são

homozigotos para DF508!

Freqüência de DF508 em cromossomos de

afetados euro-brasileiros = 50%

25% dos pacientes homozigotos,

50% dos pacientes heterozigotos compostos

25% dos pacientes sem DF508

CFTR Mutations FrequenciesBrazil, South Europe, U.S.A.

Brazil S. Europe U.S.A.

F508

G542X

N1303K

G551D

R553X

fre

qu

en

cie

4 MUTAÇÕES DE CFTR MAIS

FREQUENTES NO BRASIL

2007 MUTAÇÕES em CFTRBase de Dados de Mutações em CFTR

http://www.genet.sickkids.on.ca/cftr

DAS 55 MUTAÇÕES EM CFTR JÁ DETECTADAS NO

BRASIL, APENAS 18 CONSTAM NA LISTA DE 23

MUTAÇÕES TESTADAS PELO ACMGDF508 G542X R1162X R334W N1303K W1282X G58E R553X 1717-1GA ΔI507 3849+10kbCT 3120+1GA G551D 621+1GT711+1GT R347P 1898+1GA 2789+5GA S549R S4X P205SS753R G149W 3617delGA 3171delC 2686insT Y275X 2347delGV232D W1089X L206W R851L L206W 2183AAG 1812+1GAY1092X 3272-26 A>G V562I D1152H IVS8-57 A559T T1057AI148T V754M P1290P R1066H T351S V201M c.-12_10del23A551E I618T 4428insGA S753R G149W

ACMG 23 CFTR MUTATIONS – 85% dos alelos em Caucasianos norte-americanos

ΔF508 R553X R1162X 1898+1G>A 3120+1G>A ΔI507 G542X G551D W1282XN1303K 621+1G>T R334W 1717-1G>A R347P 3849+10kbC>T G85E 711+1G>T2789+5G>A2184delA A455E 3659delC R560T R117H

Freqüência das Mutações CFTR em Afetados, por

Grupo Continental e Estado de Nascimento

Fonte: O autor.

DF508 52 57 53 39 54 255 48,7 146 47,1 8 10,5 263 43,8

G542X 3 11 6 9 8 37 7,16 23 7,4 1 1,3 38 6,3R1162X NT NT 9 2 4 ... ... 15 4,8 2 2,6 17 4,4N1303K 4 0 5 5 0 14 2,7 10 3,2 0 0 14 2,6R334W NT NT 5 1 4 ... ... 10 3,2 0 0 10 1,7

G85E NT NT 2 2 4 ... ... 8 2,6 1 1,3 9 2,31717-1GA NT NT 1 3 2 ... ... 6 1,9 0 0 6 1,6W1282X NT NT 4 1 1 ... ... 6 1,9 0 0 6 1,63849+10kbCT NT NT 1 3 1 ... ... 5 1,6 0 0 5 1,3R553X 0 2 0 2 0 4 0,8 2 0,7 0 0 4 0,71812-1GA NT NT 0 1 3 ... ... 4 1,3 1 1,3 5 1,32183AAG NT NT 2 1 0 ... ... 3 1,0 0 0 3 0,83120+1GA NT NT 0 0 2 ... ... 2 0,7 2 2,6 4 1,0Y1092X NT NT 0 1 1 ... ... 2 0,7 1 1,3 3 0,8G551D 0 1 0 0 0 1 0,2 0 0 0 0 1 0,2W1089X NT NT 0 0 1 ... ... 1 0,3 0 0 1 0,3621+1GT NT NT 0 1 0 ... ... 1 0,3 0 0 1 0,3Q1238X NT NT 0 1 0 ... ... 1 0,3 0 0 1 0,3711-1GT NT NT 0 1 0 ... ... 1 0,3 0 0 1 0,3R347P NT NT 1 0 0 ... ... 1 0,3 0 0 1 0,31898+1GA NT NT 1 0 0 ... ... 1 0,3 0 0 1 0,3S549R NT NT 1 0 0 ... ... 1 0,3 0 0 1 0,3I507 NT NT 0 0 1 ... ... 1 0,3 0 0 1 0,3

SUBTOTAL 59 71 91 73 86 311 59,45 250 80,7 16 21,1 397

Mutações não-detectadas 47 37 5 27 28 213 40,7 60 19,4 60 79,0

TOTAL GERAL 106 108 96 100 114 524 100,0 310 100,0 76 100,0 600 100,0

TAXA DE DETECÇÃO (%)

5 mutações 50,9 65,7 66,7 55,0 54,4 59,4 58,4 13,2

MUTAÇÕES

EURO-BRASILEIROS AFRO-

BRASILEIROS TOTALRS SP SC PR MG Total(1) SC, PR, MG(2)

n n n n n n % n % n % N %

70 mutações NT NT 94,8 73,0 75,4 NT 80,7 21,1

Resultados das Freqüências Genotípicas da

Mutação DF508 em Afetados, em Controles

Normais, por Grupo Continental e por Estado

Fonte: O autor.Nota: NDF508 = sem a mutação DF508.

GRUPO CONTINENTAL

DF508/

DF508

DF508/

NDF508NDF508/

NDF508Total

DF508/

NDF508Total

DF508/

NDF508Total

EURO-BRASILEIROS 69 117 76 262 30 2 683

RS 15 22 16 53 13 528

SC 15 23 10 48 5 500

PR 9 21 20 50 5 528

SP 14 29 11 54 3 511

MG 16 22 19 57 4 616

AFRO-BRASILEIROS

PR 1 500

MG 2 5 31 38

INDÍGENAS

AFETADOSCONTROLES

Recém-Nascidos Adultos

PR 0 175

Estimativas e Limite de Confiança de 95% da

Freqüência de Afetados e de Heterozigotos Portadores

de Fibrose Cística, em Euro e Afro-brasileiros

Fonte: O autor.

ESTADOIncidência Intervalo de

ConfiançaFreqüência

Intervalo de

Confiança

EURO-BRASILEIROS

Rio Grande do Sul 1 em 1 587 504 a 5 005 1 em 20 12 a 36

Santa Catarina 1 em 12 195 2 044 a 72 690 1 em 56 23 a 135

Paraná 1 em 6 803 1 103 a 41 720 1 em 42 17 a 102

São Paulo 1 em 32 258 3 281 a 318 549 1 em 90 29 a 282

Minas Gerais 1 em 21 277 2 895 a 156 449 1 em 73 27 a 198

TOTAL GERAL 1 em 7 576 3 633 a 15 802 1 em 44 31 a 63

COMBINADO 1 em 20 202 8 651 a 47 179 1 em 58 38 a 88

AFETADOS HETEROZIGOTOS PORTADORES

AFRO-BRASILEIROS 1 em 14 085 231 a 850 965 1 em 60 8 a 458

Classificação das mutações em CFTR

correlacionados à função pancreática

em pacientes FC Mutações severas (duas mutações necessárias para IP)

Deleções DF508; D1507; 2184delA

Mutações “nonsense” Q493X; G542X; Q522X; R553X; R1162X; W1282X

Mutações “frameshift” 457TAT G; 556delA; 2184delA; 3659delC; 3905insT

Mutações “missense” 1148T; G480C; V549R;G551D; R560T; G1244E;

G1255P; N1303K; G1349D

Mutações “splice” 621+1GT; 1717-1GT; 1717-1GA; 1898+1GA

Mutações leves (uma mutação é suficiente para SP)

Mutações “missense” R1717H; P205S; R334W; T3381; R347P; A455E;

S549N; G551S; P574H

Mutações “splicing” 1898+3AG; 3849+10Kb CT

Pignatti, 1994

Correlação entre Genótipo e

Fenótipo

FC Clássica (Mutações Severas)

Pneumopatia

Insficiência Pancreática

Elétrólitos no suor elevados (>60 meq/L)

FC Atipica (Uma mutação Severa + Uma

Leve ou Uma mutação Leve + Uma Leve)

CFTR – CLASSES DE MUTAÇÕES

Mutações de Classe I

Classe I: Não Há Síntese Proteica

CFTR mRNA

R553X

1 2 3 4 5 6a 6b 7 8 9 10 11 12 13 14a 14b 15 16 17a 17b 18 19 20 21 22 23 24

Q39X Q542X Q637X 2183AA>G(Stop Met721)

Y1092X

3905insT(Stop Glu1264)

Y1282X

% Degradação de mRNA em Tecidos Nativos

Anabela Ramalho

Q39X

-10.7 ± 1.7

R673X

61

.6 ±

1.2

2183AA>G

79

.0 ±

3.7

Y1092X

79

.6 ±

1.7 3903insT

50

.2 ±

2.9

W1282X

58

.2 ±

1.5

–25%

0%

50%

100%G542X

80

.3 ±

1.7

R553X40.4

±3.7

Tradução de RNAm em proteína

Mutações de Classe I : Novas Terapias

Supressão de Codons de parada prematuros (PTCs)

Ex: Aminoglicosideos

mRNA

Degradação de mRNA: Nonsense-Mediated

Decay (NMD)

PTC

Stop

Ribossomos

mRNA

Proteína

Completa

Terapia Gênica

cDNA CFTR

Lipossomos Vetores Virais

Não-tóxicos Baixa eficiência

Alta eficiência Imunogênicos

Mutações de Classe II

Fenilalanina no Codon 508 de CFTR

Fonte: F.S. COLLINS, J.R. RIORDAN, and L.C. TSUI; Hospital Practice

Phe 508

CFTR: Estrutura Complexa

NC

Phe508

TM1 TM2

NBD2

NBD1

Domínio R

exterior

célula

CFTR: difícil de se ′enrolar′ na conformação nativa!

F508del-CFTR: ainda mais difícil!

POTENCIALIZADORES E

CORRETORES DE CFTR

• Potencializadores para melhorar a passagens de Cl

pelo Canal (Mutações Classe III)

• Corretores para melhorar a dobra de CFTR e o tráfico

dela por RE e CG (Mutações Classe II )

Mutações de Classe III/IV

MSD2MSD1

NBD1 NBD2

ADP + Pi

ATP

Mutações de Classe III/IV

Classe III-Defeito de Regulação:O canal não responde

Cl-

Objetivo: Ativar o canal!

Cl-

MSD2MSD1

Classe IV- Defeito de Condutância:

Menos ions passam pelo canal

P P

ATP

PKA PP2A

PP2C

RDomain

Cl-

MSD2MSD1

Potentiators Increase Gating of CFTR

Gating DefectLow Chloride Flow

NormalLevels of

Surface CFTR

Increased IonFlow

• G551D is the most prevalent mutation with gating defect (~5%)• VX-770 shown active both in vitro and in patients with G551D

Mutações de Classe V

Classe V: Síntese Reduzida

Menos Proteína Normal. Ex: 3272-26A>G

Ramalho et al (2002) AJRCMB 27, 619-627

ex16 ex17b ex18-26

intr 17a

ex17a

Gene CFTR =precursor mRNA

Splicing

+Transcrito Normal

1817b17a16

Transcrito alternativo +25

1817b17a16

4.7% ± 0.45

Pacientes 3272-26A>G/F508del

Fenótipos Clínicos Mais Leves

Amaral et al (2001) J Med Genet 38, 777-782

3272-26A>G/otra (n = 60)

F508del/F508del (n = 113)

100

0

20

40

60

80

Insuficiência Pancreática

n=88

n=59

%

p<0.05

Colonização por Pa0

20

40

60

80

100

n=86

n=52

%

p<0.05

0

20

40

60

80

100

FEV1

% n=57

n=39

p<0.05

FVC

n=57

n=39

p<0.05

Idade de Diagnóstico0

2

4

6

8

10

12

14

Añ

os

n=44 p<0.05

n=69

Como Corrigir o Defeito Básico?

Investigação do defeito básico (Ciência

Básica)

Desenho de novas estratégias terapêuticas com

base em abordagens racionais

Novo Conhecimento