Efeito fundador da mutação E180splice no gene do receptor de hormônio de crescimento identificada em pacientes brasileiros com insensibilidade ao GH

Founder effect of E180splice mutation in growth hormone receptor gene (GHR) identified in brazilian patients cith GH insensitivity

ARTIGO ORIGINAL

Efeito fundador da mutação E180splice no gene do receptor de hormônio de crescimento identificada em pacientes brasileiros com insensibilidade ao GH

Founder effect of E180splice mutation in growth hormone receptor gene (GHR) identified in brazilian patients cith GH insensitivity

Alexander A. de Lima Jorge^I; Hamilton C. de Menezes Filho^II; Theresa S. Soares Lins^III; Dulce Rondini Guedes^II; Durval Damiani^II; Nuvarte Setian^II; Ivo J. Prado Arnhold^I; Berenice B. de Mendonça^I

^IUnidade de Endocrinologia do Desenvolvimento, Laboratório de Hormônios e Genética Molecular LIM/42, Disciplina de Endocrinologia, Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (FMUSP), SP

^IIUnidade de Endocrinologia Pediátrica, Instituto da Criança, FMUSP, SP

^IIIInstituto Materno Infantil de Pernambuco, Recife, PE

^{Endereço para correspondência}

RESUMO

Estudamos o gene do receptor de hormônio de crescimento (GHR) de 6 pacientes com síndrome de Laron (SL) provenientes de 4 famílias distintas. Os exons 2 a 10 foram amplificados por pares de primers intrônicos. Os produtos de PCR foram seqüenciados diretamente. Os 6 pacientes possuíam no exon 6, codon 180, a troca GGA>GAA em homozigose. Esta mutação não altera o aminoácido traduzido, porém cria um novo sítio de splice que causa a deleção de 8 aminoácidos do domínio extracelular do GHR. Para avaliar um efeito fundador da mutação E180splice, os membros das 4 famílias foram genotipados para 4 regiões intragênicas polimórficas: a presença ou ausência do exon 3, dois polimorfismos de um único nucleotídeo presentes nos exons 6 e 10 e o sítio polimórfico no intron 9. Todos os pacientes apresentavam o mesmo haplótipo destas 4 regiões. A mutação E180splice foi descrita anteriormente em uma comunidade andina no sul do Equador descendente de espanhóis e também numa família judia de Israel. Nossas famílias compartilham o mesmo haplótipo do intron 9 observado nestes pacientes. Concluímos que a mutação E180splice é uma importante causa de IGH no Brasil e a presença do mesmo haplótipo em nossos pacientes, nos pacientes equatorianos e israelenses com a mutação E180splice é forte indício do efeito fundador desta mutação.

Descritores: Transtornos do crescimento; Genética; Receptores do hormônio do crescimento; Deficiência

ABSTRACT

We studied the growth hormone receptor (GHR) gene in 6 patients with Laron syndrome (LS) from 4 unrelated families. Exons 2 to 10 were amplified by PCR using specific intronic pairs of primers. The PCR products were directly sequenced. Our results showed that all 6 patients carried a homozygous GAG>GAA mutation in codon 180 of exon 6. This mutation did not change the translated amino acid, but created an abnormal splice site deleting 8 amino acids from the extracellular domain of GHR. Members of all 4 kindreds with the E180splice mutation were genotyped for 4 polymorphic intragenic sites: The retention or exclusion of exon 3, single nucleotide polymorphisms present in exons 6 and 10, and intron 9 polymorphic site. All 6 patients presented the same haplotype. The E180splice mutation was first described in a population of Spanish descendants from the Andes of Southern Ecuador. This mutation was also found in oriental Jewish patients from Israel. Our families share the same intron-9 haplotype observed in Ecuadorian and Israeli patients. We conclude that the E180splice mutation is an important cause of LS in Brazil and there is probably a founder effect since our patients, Ecuadorian and Israeli patients share the same haplotype in intron 9.

Keywords: Growth disorders; Genetics; Somatotropin receptors; Deficiency

A INSENSIBILIDADE AO HORMÔNIO de crescimento (IGH ou síndrome de Laron) é definida como a inabilidade dos tecidos-alvo de responderem normalmente à ação do GH. Os pacientes apresentam níveis elevados ou inapropriadamente normais de GH, acompanhados de níveis baixos de IGF-I, e não respondem ao tratamento com GH exógeno (1). A IGH é causada por mutações em homozigose ou em heterozigose composta no gene do receptor de GH (GHR).

Apenas 6 pacientes brasileiros com síndrome de Laron foram descritos até o presente momento (tabela 1). Os dois primeiros pacientes, irmãos nascidos de pais primos de primeiro grau de origem italiana, apresentavam história clínica de hipoglicemia neonatal e fenótipo clássico de IGH (2). Do ponto de vista molecular, estes pacientes apresentam uma troca do nucleotídeo G por T na posição -1 do intron 6 (3). Esta mutação altera um nucleotídeo extremamente conservado na posição de consenso do sítio de reconhecimento de splice, porém o seu efeito sobre a estrutura do RNA mensageiro não foi comprovado. Três outros pacientes com quadro clássico de IGH foram descritos: um menino fruto de casamento não consangüíneo de origem italiana e portuguesa (4), uma menina com pais consangüíneos (4) e uma criança adotiva procedente de Pernambuco (5). Todos estes 3 pacientes não foram estudados do ponto de vista molecular. Recentemente, descrevemos o sexto paciente brasileiro com IGH (6). Trata-se de um adolescente masculino nascido de pais consangüíneos naturais de Souza, Paraíba, com quadro clínico clássico de síndrome de Laron. Laboratorialmente o paciente apresentava níveis elevados de GH com níveis baixos de IGF-I e GHBP, porém com níveis normais de IGFBP-3. O estudo molecular demonstrou a presença de uma mutação em homozigose no exon 7 que leva à troca do aminoácido serina por isoleucina no codon 226 (S226I) (6).

O objetivo deste trabalho é descrever do ponto de vista clínico, laboratorial e molecular, 6 novos casos de IGH oriundos de 4 famílias procedentes do interior de Pernambuco. Também avaliamos nestas famílias a presença de efeito fundador da mutação identificada, E180splice.

PACIENTES E MÉTODOS

O trabalho foi aprovado pela comissão de Ética do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de São Paulo (nº 050/98), os pacientes ou seus responsáveis legais foram devidamente informados sobre o estudo e deram seu consentimento para a realização do mesmo. A casuística é constituída de 6 pacientes com IGH e os dados clínicos e hormonais estão na tabela 1 (pacientes 7 a 12). Os pacientes 7 a 10 são acompanhados na Unidade de Endocrinologia Pediátrica do Instituto da Criança da FMUSP, São Paulo, e os pacientes 11 e 12 são acompanhados no Instituto Materno Infantil de Pernambuco, Recife. Os dados clínicos foram fornecidos pelos médicos responsáveis pelos pacientes.

DOSAGENS HORMONAIS

O GH foi determinado por ensaio imunofluorométrico (AutoDELFIA^TM, Wallac, Turku, Finlândia). As dosagens de IGF-I e IGFBP-3 foram realizadas por ensaio imunorradiométrico (kit Diagnostic Systems Laboratories Inc – DSL, Webster, Tx, USA). O teste de geração de IGF-I e IGFBP-3 foi realizado com 4 dias de aplicações subcutâneas noturnas de hormônio de crescimento recombinante humano (hGH) na dose de 0,1U/kg/dia (ou 33µg/kg/dia) com coletas de sangue periférico para dosagens de IGF-I e IGFBP-3 na manhã antes da primeira e 12 horas após a última aplicação de hGH. A ausência de resposta no teste de geração foi definida como um incremento de IGF-I <15µg/L e um incremento de IGFBP-3 <0,4mg/L em relação aos valores basais (7).

ESTUDO MOLECULAR

O DNA genômico dos pacientes e familiares foi extraído de leucócitos periféricos seguindo o protocolo descrito por Miller e cols. (8). A região codificadora do gene GHR foi amplificada por reação de polimerização em cadeia (PCR) utilizando pares de primers intrônicos que flanqueiam os exons 2 a 10 (a seqüência dos primers e os protocolos de amplificação serão fornecidos, se requisitado). Os produtos de PCR destes exons foram diretamente seqüenciados utilizando o kit ABI Prism^TM BigDye Terminator (Perkin Elmer, Foster City, CA, USA) e analisados em um seqüenciador automático ABI Prism Genetic Analyser 3100 automatic DNA sequencer (Perkin Elmer Foster City, CA, USA).

A avaliação do efeito da variante alélica encontrada sobre o splicing foi feita utilizando o programa preditor de sítios de splice (Splice Site Prediction by Neural Network – http://www.fruitfly.org/seq_tools/splice.html), que realiza uma comparação da seqüência informada com um banco de seqüências de sítios de splice bem caracterizados, calculando um escore de 0 a 1, que indica a probabilidade da região ser um verdadeiro sítio doador ou receptor de splice (9).

Para avaliar um possível efeito fundador da mutação E180splice, quatro regiões intragênicas polimórficas do GHR foram estudadas nos pacientes e seus familiares: 1) a presença (GHRp3) ou ausência (GHRd3) do exon 3 do GHR avaliada pela metodologia descrita por Pantel e cols. (10); 2) a variante GGA>GGG (11) do codon 168 no exon 6 foi avaliada através da eletroforese dos produtos de PCR em um gel com gradiente de desnaturação (DGGE); 3) a região do intron 9 que apresenta 6 polimorfismos de um nucleotídeo que formam 6 diferentes haplótipos foi genotipada por seqüenciamento direto (12); 4) a variante CTC>ATC do codon 526 (L526I) no exon 10 foi avaliada através da digestão enzimática dos produtos de PCR pela enzima de restrição HpyCH4V (13). A distribuição das diferentes variantes alélicas presentes destas 4 regiões foi, também, avaliada na população controle de altura normal (tabela 2).

RESULTADOS

Os seis pacientes portadores de IGH descritos neste trabalho são de famílias originárias do interior de Pernambuco, todas da cidade de Orobó. A família IX ainda reside em Orobó enquanto a Família VI reside em Cubatão, SP, e as famílias VII e VIII residem em São Paulo, SP. Os país do paciente 8 (família VII) são primos em segundo grau; nas demais famílias não foi possível caracterizar laços de consangüinidade. Os membros da família VII referem parentesco distante com os membros da família VIII, mas não foi possível caracterizar o laço familiar.

Não houve relato de complicações durante a gestação destes pacientes. O parto transcorreu sem complicações, a termo em todos os pacientes, e o peso ao nascimento foi normal (média de 3,3kg variando de 2,9 a 3,7kg), mas com comprimento no limite inferior da normalidade (média de 45cm variando de 44 a 46cm). Três pacientes apresentaram episódios de hipoglicemia no primeiro ano de vida. O déficit de crescimento pós-natal foi notado precocemente e, ao diagnóstico, os pacientes apresentavam baixa estatura importante (Z médio da altura= -6,7) (tabela 1). A maioria dos pacientes apresentou peso elevado em relação à altura (Z médio do peso para idade estatural= +2,2) e índice de massa corpórea elevado (Z do IMC médio= +1,1) com distribuição de gordura de forma centrípeta. Todos os pacientes possuíam fenótipo clássico da IGH caracterizado por baixa estatura importante associada a características faciais típicas observadas em pacientes com déficit grave de GH.

Os pacientes também apresentaram perfil laboratorial característico da IGH: valores variáveis, mas na maioria dos pacientes elevados, de GH basal (1,6 a 62,5ng/ml) com hiper-resposta aos testes de liberação de GH (clonidina ou hipoglicemia) (pico de 36 a 118ng/ml). Em contraste, os níveis de IGF-I e IGFBP-3 eram extremamente baixos e não se elevaram com o uso de hGH exógeno (tabela 1).

No estudo molecular do gene do GHR, foi identificada em todos os 6 pacientes uma mesma substituição em homozigose: a troca do nucleotídeo guanina por adenina na terceira posição do codon 180 do exon 6 (GAG>GAA). Esta mutação não acarreta mudança no aminoácido codificado (ácido glutâmico), porém cria um novo sítio doador de splice no exon 6. Utilizando um programa de predição do uso de sítios de splice, observamos que no codon 180 da seqüência selvagem existe um sítio fraco doador de splice (escore 0,35) que, na seqüência mutante, passa a ter uma importância significativamente maior (escore 0,97). Esta alteração do uso do sítio de splice acarreta a perda de 24 nucleotídeos do RNAm selvagem e conseqüentemente a ausência de 8 aminoácidos da porção extracelular do GHR em uma região essencial para a ligação ao GH (figura 1). A mutação E180splice foi descrita anteriormente em uma grande população de pacientes com síndrome de Laron no Equador (14) e em dois judeus originários do Marrocos (15).

O estudo das 4 regiões intragênicas altamente polimórficas do GHR mostrou que os 6 pacientes compartilham o mesmo haplótipo: presença do exon 3 (GHRp3), variante alélica GGG do codon 168 no exon 6, o haplótipo tipo 1 no intron 9 e a variante alélica CTC do codon 526 no exon 10. Nossos pacientes compartilham o mesmo haplótipo da região variante do intron 9 dos pacientes equatorianos e dos pacientes judeus descritos (14,15). Infelizmente não tivemos acesso a informação da presença dos outros polimorfismos no gene do GHR nestes pacientes.

DISCUSSÃO

A apresentação clínica da síndrome de IGH varia conforme um espectro que vai do quadro clássico descrito por Laron à baixa estatura idiopática (1,16). O fenótipo clássico consiste em baixa estatura importante de apresentação pós-natal associada a características faciais típicas observadas em pacientes com déficit grave de GH (nariz em sela, fronte olímpica, esclera azulada, hipoplasia da face, cabelos esparsos e voz aguda e infantil) e obesidade centrípeta (17). Os achados laboratoriais apresentam grande variabilidade, à semelhança da apresentação clínica. A avaliação laboratorial de pacientes com síndrome de Laron evidencia níveis elevados ou inapropriadamente normais de GH e uma resposta exagerada aos testes farmacológicos de liberação do GH (18,19). Em contraste com os níveis elevados de GH, os pacientes com IGH apresentam níveis de IGF-I e IGFBP-3 extremamente baixos, assim como os da subunidade ácido-lábil (ALS) que não se elevam após a aplicação de GH exógeno. Do mesmo modo que os níveis de GH, as dosagens de IGF-I e IGFBP-3 também apresentam grande variabilidade. A proteína ligadora do GH (GHBP) encontra-se ausente ou em baixos níveis na maioria dos pacientes estudados (18).

Duas abordagens podem ser utilizadas para o diagnóstico da insensibilidade ao GH: a avaliação bioquímica e a análise molecular do gene GHR. A análise molecular, ainda não disponível comercialmente, deve ser realizada frente ao diagnóstico bioquímico para confirmar a presença de alteração no gene do GHR. Blum e cols. em 1994 avaliaram os dados clínicos e laboratoriais de 38 pacientes com insensibilidade ao GH e criaram um escore que é utilizado até os dias de hoje para o diagnóstico de IGH (tabela 3) (7). A obtenção de cinco ou mais pontos estabelece o diagnóstico da insensibilidade completa ao hormônio de crescimento. Estes critérios de avaliação não incluem outros dados que possam auxiliar o diagnóstico, tais como história familiar, apresentação clínica e os estudos moleculares que permitem confirmar o diagnóstico em casos duvidosos.

A maioria dos pacientes com IGH apresenta mutações no gene do receptor de GH (GHR). Até o presente momento, foram descritas 43 mutações no gene GHR relacionadas com a IGH (20) encontradas em 90% dos casos em homozigose ou heterozigose composta. A maioria das mutações determina níveis baixos de GHBP (88%), e encontra-se localizada na porção extracelular do GHR (84%) e causam insensibilidade ao GH por diminuir a expressão do receptor na superfície celular ou por destruir o sítio de ligação do GHR ao GH. Outras mutações podem interferir no processo de dimerização ou ainda nos mecanismos de transdução do sinal.

Os seis pacientes descritos neste artigo apresentam fenótipo clássico da IGH. Todas as 4 famílias são originárias da cidade de Orobó, que se localiza no agreste pernambucano. Orobó possui 22 mil habitantes, e dados dos últimos censos fornecidos pelo IBGE demonstram uma população estável com baixo fluxo migratório nas últimas décadas (21). Em uma comunidade com estas características é difícil afastar consangüinidade e parentesco distante entre os membros destas 4 famílias originárias da mesma microrregião. Todas estas famílias compartilham a mesma mutação no GHR (E180splice) e a mesma seqüência em 4 regiões polimórficas intragênicas. Entre estas, a variante alélica encontrada no exon 10 (CTC526ATC) é a mais informativa. Os pacientes compartilham o alelo CTC nesta posição e a freqüência deste alelo na população normal é de 34% (ou 1/3). Assim sendo, a probabilidade de que a associação entre este polimorfismo e a mutação E180splice nas 4 famílias estudadas seja fruto do acaso é de aproximadamente 1/81 ou 1,2%, indicando a presença do efeito fundador para a mutação E180splice presente nestas 4 famílias.

A mutação E180splice foi também descrita em uma comunidade andina isolada no sul do Equador descendente de espanhóis (14) e em dois pacientes de Israel com ancestrais marroquinos (15). As nossas 4 famílias compartilham o mesmo haplótipo (tipo I) da região altamente polimórfica do intron 9 dos pacientes Equatorianos e Judeus (15). O haplótipo tipo 1 possui uma freqüência na população de 50% (ou 1/2); assim, a probabilidade da sua presença nas 6 famílias descritas com a mutação E180splice seja fruto do acaso é de aproximadamente 1/64, sendo sugestivo do efeito fundador desta mutação. Podemos inferir que a mutação E180splice surgiu na região mediterrânea ou no oriente médio e foi trazida para o Equador e para o nordeste brasileiro por judeus forçados a se converterem ao cristianismo (cristãos novos) durante o período da inquisição (1591-1595) (22).

Com a descrição destes 6 novos casos, totalizam-se até o momento 12 pacientes brasileiros descritos com IGH, todos com a forma clássica da síndrome. A falta de casos com fenótipo mais leve da IGH em nosso meio sugere que pacientes com IGH, que não apresentam características clínicas de deficiência grave da ação do GH, estejam sendo subdiagnosticados. A prática corrente na investigação da baixa estatura é incluir quase sempre a avaliação da secreção de GH, porém em muitos serviços não se realizam rotineiramente dosagens de IGF-I e IGFBP-3. Sem as dosagens destes dois peptídeos não é possível suspeitar de IGH em pacientes sem quadro clínico evidente.

Em conclusão, a mutação E180splice é uma causa importante de IGH no Brasil e decorre de um efeito fundador provavelmente com origem em comunidades judaicas do mediterrâneo.

AGRADECIMENTOS

Trabalho realizado parcialmente com auxílio financeiro da Fundação de Amparo Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) – Projeto temático 00/14092-4. AALJ é bolsista FAPESP (#02/09687-4). BBM e IJPA possuem auxílio do Conselho Nacional de Pesquisa (CnPq), processos #031246/1995-5 e #303444/ 2002-9 respectivamente.

Recebido em 19/08/04

Revisado em 27/10/04

Aceito em 20/11/04

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  13 Out 2005
• Data do Fascículo
  Jun 2005

Histórico

• Aceito
  20 Nov 2004
• Revisado
  27 Out 2004
• Recebido
  19 Ago 2004